基于氮磷输出风险控制的小流域土地利用结构优化研究

以沂蒙山区典型小流域——双河峪小流域为研究对象,将线性规划模型与GIS有效耦合,以控制N、P等面源污染物输出与增加经济效益作为土地利用优化配置首要目标,以地块为单元对研究区土地利用结构进行优化配置。结果表明:线性规划模型与GIS有效结合,使土地利用优化配置结果既具有面积上的约束,又同时与具体的空间位置相匹配;将N、P等面源污染物输出纳入土地利用优化配置所考虑的因素当中,使配置结果兼顾经济与环境效益的统一;双河峪小流域优化方案提高园地与林地面积,降低了耕地与未利用地面积比重,N、P年输出量降低15.3%,年经济效益提高41%。     

胶州湾海岸带土地利用变化分析

以GDEMDEM 30M数字高程数据和2000年9月16日Landsat ETM+、2016年6月16日的Landsat OLI影像为主要数据,利用Arc GIS10.0软件的水文分析模块,将研究区划分为若干子流域;采用目视解译结合监督分类的方法,得到胶州湾海岸带各小流域的土地利用信息;采用土地利用变化模型、香农多样性指数和系统聚类的方法,分析和探讨了小流域尺度的胶州湾海岸带土地利用变化特征及影响因素。研究结果表明,与2000年相比,2016年,研究区各小流域土地利用结构发生明显变化,建设用地面积激增且成为最主要的土地利用类型,盐田、耕地和养殖池面积所占比例显著减小,城市化导致的建设用地扩张是其它土地类型变化的主要原因;在小流域内,各土地利用类型的单一动态度差别明显,主要原因是不合理土地利用方式的出现导致了土地利用类型之间的相互转化;除小流域2和小流域14外,其它小流域都处于发展期且趋于单一化,将14个小流域聚类为4类,第三类和第四类小流域土地利用及其单一化程度较高,城市化水平及经济政策的实施对各小流域土地利用单一化及发展程度产生重大影响。     

多智能体区域土地利用优化配置模型及其应用

土地利用优化配置对促进区域可持续土地利用具有重要意义,然而现有的土地利用优化配置模型引导可持续土地利用的能力有待提高。本文从整体考量区域土地利用优化配置数量、空间、时间三维特征的角度,定义了区域土地利用优化配置多智能体系统及其决策行为规则,构建了基于多智能体系统的区域土地利用优化配置RLUOA (Regional Land Use OptimizationAllocation) 模型,并以中部地区典型城市--长沙市为例开展了实证应用研究。研究结果表明：该模型能够将规划时间段内多目标约束的区域土地利用规模的数量结构合理配置到不同的空间单元,实现土地利用数量结构、空间布局、效益的协同优化,构建整体上经济可行、社会可接受、生态环境友好的土地利用格局,并明显提高区域整体土地利用经济、生态和社会效益,从而能够为促进区域土地资源可持续利用和制定土地利用总体规划提供参考借鉴。     

土地利用空间优化配置研究进展与展望

土地利用优化配置是实现土地可持续利用,促进区域经济快速发展和环境逐步和谐的重要途径.科学的土地利用优化配置能充分发挥土地利用潜力、提高土地聚集效应、保持土地生态系统平衡.以往的土地利用优化配置研究主要侧重土地利用数量结构的优化,却忽视了土地利用空间布局的优化.尽管土地利用数量结构是土地利用合理配置的基础,但是在地域空间上分布不当,就会限制土地利用效率的提高,影响土地资源配置的科学性和精确性.因此如何将各土地利用类型数量在地域空间上进行合理的落位,开展土地利用空间优化配置问题研究显得尤为重要.本文全面地解释了土地利用空间优化配置的概念,系统介绍了国内外土地利用空间布局的相关理论和方法,并从地理学、景观生态学、系统工程和管理学、地理信息系统及遥感和数学模型应用、社会学和政策学等理论角度,对土地利用空间优化配置的发展方向和趋势进行了展望,以期促进土地利用空间优化配置研究的创新和深化.     

基于土地系统科学的土地利用转型与城乡融合发展

土地系统科学的研究视角可为促进城乡融合发展的土地利用转型研究提供参考借鉴。本文在梳理国际上土地系统科学发展历程基础上,基于土地系统科学研究视角探讨了土地利用转型影响城乡融合发展的理论框架、方式与路径以及促进城乡融合发展的土地利用转型调控途径与措施。土地系统科学致力于监测土地变化,解释驱动因素和反馈机制,理解发生于土地上的人类—环境相互作用,实现将对土地系统的科学发现转化为可持续土地利用解决方案。土地系统运行以土地可持续利用与人类福祉为准绳,显化为土地利用的多维效应。通过科学管控土地利用转型实现土地系统的良好运行能够影响城乡融合发展进程。土地利用转型通过效率提升、价值显化、要素流通与结构优化4大渠道,在“强整体”效应与“补短板”效应的作用下助推城乡融合发展。基于土地系统科学视域下促进城乡融合发展的土地利用转型调控需要重塑土地权能体系,推进国土空间综合整治,健全土地利用转型管控体系。     

岷江上游近50a土地覆被的变化趋势

本文的目的是通过典型区的研究，揭示我国西南山地系统土地利用/覆被变化的规律。本文通过对岷江上游大量历史材料和数据的分析确定：耕地大幅度增加和林地内部结构的剧变是50a来岷江上游土地利用/覆被变化的最主要特点。本文在对二者变化过程进行分析的基础上，总结了岷江上游山地系统土地利用/覆被变化的规律，有以下结论：（1）研究区土地覆被变化受山地自然条件控制，将继续以林地与草地为主体；（2）通达性的改善往往是山区土地利用/覆被大规模变化的开端；（3）土地覆被变化存在一个演替序列；（4）土地利用效益增长潜力较大的土地覆被类型快的速度增长。此结合可指导研究萄生态重建工作。     

基于MAS模型的土地利用空间优化研究方法综述

土地利用空间优化是实现土地资源合理利用和区域可持续发展的重要途径和手段,是目前研究的一个热点,在文献阅读的基础上,分析比较了数理统计模型、CLUE-S模型、元胞自动机模型、多智能体系统模型四种土地利用空间优化方法的优缺点.结果是:多智能体系统模型从土地利用的主体出发,选择影响土地利用空间优化的驱动因素,抽象定量化表达智能体的行为准则,利用智能优化算法来选择土地利用类型在空间上的演变过程,并在多目标函数及约束条件下判断土地利用空间优化方案的优劣性,很好的解决了土地利用空间优化过程中土地利用主体、土地利用环境、土地利用类型三个最主要问题在空间上的演变,比数理统计模型、CLUE-S模型、元胞自动机模型在土地利用空间优化方面更具有优势,是未来土地利用空间优化方法的发展趋势.     

多尺度土地利用与土壤侵蚀

土地利用能够通过改变一系列的自然现象和生态过程影响土壤侵蚀,尺度不同,土地利用与土壤侵蚀的作用机制也会发生变化。本文针对坡面尺度、小流域／流域尺度和区域尺度,综述了不同尺度上土地利用对土壤侵蚀的影响研究。其中,在坡面尺度上,土地利用与土壤侵蚀的研究主要包括土地利用方式和土地管理措施对土壤侵蚀的影响,相应尺度上的模型有USLE／RUSLE、WEPP等;在小流域／流域尺度上,土地利用与土壤侵蚀的研究主要涉及土地利用结构和土地利用格局对土壤侵蚀的影响,相关的模型有LISEM、AGNPS、EUROSEM和SEDEM等;在区域尺度上土壤侵蚀评价研究主要是通过尺度上推和宏观因子评价的方法进行。多尺度土地利用与土壤侵蚀研究作为自然地理学研究中的热点问题,在进一步的研究中需要关注多尺度综合与尺度转换、土地利用政策效应、土地利用格局与土壤流失过程等方面的研究内容。     

基于多目标遗传算法的土地利用空间结构优化配置

针对如何将土地利用数量结构落实到具体的地域空间，以实现土地资源的优化配置的土地利用总体规划编制难点，以及常规的叠加法等土地利用配置方法难以根据土地适宜性评价结果，有效地将土地利用数量结构匹配到具体的土地单元问题，该文利用遗传算法的内在并行机制及其全局优化的特性，提出了基于多目标遗传算法的土地利用空间结构优化配置方法。实例分析表明，该方法具有客观性强、灵活性高、操作简便等优点。     

县域土地持续利用情景分析

以河北省曲周县为例，根据农户调查数据以及黄淮海平原多年的试区试验研究，应用投入产出分析方法，分别计算了现状和可能替代技术条件下土地利用系统的投入产出技术系数；以纯收入为目标函数，以土地、水资源和其它自然、经济、环境条件为约束条件，用线性规划方法构建了不同技术策略下的土地持续利用情景，用LINDO软件求解后，对不同的土地利用情景进行了分析和评价。     

流域土地可持续利用规划方法及应用研究

土地利用既受自然环境条件的种种制约,又对生态环境,尤其是水资源和水环境,产生深刻影响。因此,进行系统规划优化土地利用结构、协调土地利用和其他经济活动及生态环境保护的关系是非常必要的。基于土地利用系统是一个本征性灰色系统,本文以灰色多目标规划(GMOP)方法为核心,提出了一套流域土地利用灰色多目标规划模型。该方法既可有效地处理信息的不完备性和系统的动态性,又可全面地表达土地利用的多目标性。在对密云土地利用规划研究中,通过应用交互式调整和情景分析方法,得到该模型在两种情景下的优化方案,并结合密云实际情况综合分析,进行了方案筛选。     

黄土丘陵区燕沟流域土地利用变化与优化调控

采用GIS空间分析技术，分析和概括了1966－2000年期间燕沟流域土地利用变化时空过程及其基本特征：解析了土地利用变化的主要成因；总结了1997年以来土地利用结构优化调控的主要特点；评价了土地利用结构优化调控后的生态环境效益、经济效益及其可持续发展性。籍此希望揭示出黄土丘陵区土地利用变化与优化调控所具有的一些共性特点和规律。     

低碳背景下露天煤矿土地利用结构优化——以乌海市骆驼山矿区为例（英文）

人类对全球碳循环的影响主要来自于土地利用活动,随着露天煤矿开采进程加快,矿区内碳排放量增加、生态系统功能下降等问题显著,亟需探索低碳下生态效益最佳的土地利用优化结构,为西北干旱荒漠矿区土地利用结构优化调整提供理论支持。本研究以乌海市骆驼山矿区为研究对象,在矿区土地利用碳排放量核算的基础上,利用多目标线性规划模型以低碳排放和高生态系统服务价值为目标,探究矿区土地利用最优结构。研究结果：优化后的草地和水域面积有所增加,采矿用地和未利用地面积有所减少;与2021年相比,优化后方案碳排放量降低了19045.93tC,生态系统服务价值提升了5338.14万元。研究结果表明,以土地利用碳排放最小化、生态系统服务价值最大化为目标的矿区土地利用结构优化方案可以在低碳减排下,实现土地利用生态效益的提升,以期为西北干旱荒漠区矿山土地利用结构优化和生态修复工作提供科学指导。     

贫困山区县级土地利用结构调整模型研究

本文从农业生态经济系统和土地资源二个层次的分析入手，揭示了贫困山区县农业生态经济系统功能退化和土地资源利用不合理等普遍性问题。确立了以重建良性农业生态经济系统为总目标的土地利用结构调整基本方向，对用地矛盾众多的贫困山区县，运用多目标规划方法建立了土地利用结构调整模型，为贫困山区县级土地利用结构调整提供了一种可借鉴的思路和方法。     

基于城市发展集约用地的调查与思考

土地节约集约利用是指以布局合理、结构优化和可持续发展为前提,通过增加存量土地的投入,改善土地的经营和管理,使土地利用的效率和土地利用的综合效益不断得以提高。但很长一段时间以来,我市的土地利用现实状况是:一方面土地利用计划紧缺,人地矛盾突出,另一方面土地粗放利用和闲置浪费土地现象严重,土地利用结构极不合理,严重影响了城市的可持续发展与产业结构调整。就此,我们做了一些调查,进行了深层次思考。     

重庆石碗溪小流域坡度和高程对土地利用及经济发展的影响

坡度和高程是土地资源固有的两个重要环境因子,与土地利用关系密切,尤其是在山区,坡度和高程基本上决定了土地利用的方向和方式,从而影响农业和经济的发展。石碗溪小流域面积20.73km2,为丘陵低山区。按坡度和高程对土地利用的影响程度,把坡度和高程各分为3级,即:0°～15°、15°~25°、>25°和500m以下、500~800 m、800m以上。从1:10 000地形圈上提取土地坡度和高程分级图,与土地利用现状图又叠加,获取各坡度、高程级及其土地利用类型和数据。结果表明,土地面积随坡度、海拔级的增加而加大。耕地分布在各个高程级0～15°的缓坡上,800m以上地区面积最大,果园和森林大多分布在800m以上>25°的陡坡地上。通过分析比较小流域各个行政村2002年农业总收入及种植业、林业、牧业收入与坡度和高程的关系,可以看出坡度和高程对经济发展的影响。最后,根据坡度和高程状况,结合小流域社会经济条件,提出几点建议,以其为山区小流域土地可持续利用及经济持续发展提供科学依据。     

基于LP-MCDM-CA模型的土地利用结构优化研究——以天水市为例

土地利用类型数量在地域空间上的优化配置是实现土地可持续利用,提高土地聚集效应和保持土地生态系统平衡的重要途径.针对当前土地利用优化配置模型存在的不足,构建了基于多目标线性规划与元胞自动机的土地利用优化配置模型(MCDM-CA),在定义邻域规则、转换规则和土地适宜性评价的基础上,开展了基于经济效益、生态效益最大化的土地利用空间配置,实现了土地资源数量结构优化与空间布局优化的统一;并运用该模型对天水市土地利用结构优化进行了实证研究.研究表明,该模型兼顾到区域宏观水平上的土地利用数量结构与局部尺度上的土地利用适宜性,能够较好地同时模拟不同土地利用类型以及不同人类决策情景下的土地利用效果.本研究可为解决土地利用规划中的资源优化配置关键问题提供新的技术方法.     

太行山区牛叫河小流域土地可持续利用模式探讨

太行山区小流域综合开发治理是促进山区生态建设和保障山前平原城市密集带发展的重大课题。科学划分小流域土地利用功能区,进而形成合理的土地利用模式是推进太行山区小流域开发治理的关键举措。本文以位于太行山东坡的牛叫河小流域为例,界定了生态功能区划的基本程序,建立了包括恒定和波动两类指标的区划指标体系,提出了以模糊聚类为主体的区划方法。将牛叫河小流域划分为分水岭区、沟坡区和沟道区三种土地利用功能类型,相应的土地利用模式为:分水岭区地形平缓,通过改良土壤,可开展农作物种植,统筹安排农林牧业生产;沟坡区地形坡度较大、土地贫瘠,水土流失严重,宜以林为主,并需采取综合保持性措施;沟道区土地平坦,应突破单纯的种植业模式,以获得更高的经济和社会效益。     

基于混合蛙跳算法的土地利用空间格局优化

针对传统优化模型难以将土地利用数量结构与空间布局优化有效统一的问题,本文提出基于混合蛙跳算法的土地利用优化模型,以地理栅格为基本操作单元,引入首尾排序分组、智能学习算子与变异算子改进算法,实现土地利用空间格局优化。以重庆市渝北区2016年的土地利用数据对2030年土地利用空间格局进行优化,优化前生态系统服务价值为2.012×10~9元,优化后为2.099×10~9元,区域经济总产出优化前为1.263×1011元,优化后为2.148×1011元,土地利用集约度优化前为0.654,优化后为0.812,增长幅度分别为4.3%、70.1%、26.3%。研究表明利用混合蛙跳算法建立土地利用优化模型,能够在多个优化目标与限制条件下,同时进行土地利用数量与空间格局优化,具有较强的全局寻优能力与较快的收敛速度。     

2000—2020年南非海岸带土地开发利用强度时空变化研究

以南非海岸带为研究区域，利用2000、2010和2020年3期TM、OLI遥感影像提取6类土地利用类型数据，基于土地利用转移矩阵、土地利用类型动态度及土地利用开发强度模型，分析了南非海岸带2000—2020年土地开发利用的结构、程度以及时空变化特征。结果表明（：1）研究期间南非海岸带土地利用类型变化方式主要以草地萎缩和林地扩张为主，其次是未利用地和建设用地扩张，最后是耕地和水体萎缩（；2）土地利用变化过程中，草地与林地相互转化、耕地与草地之间的相互转化是土地变化的主要类型；（3）南非海岸带土地利用开发强度呈现空间聚集状态，形成了以开普敦、伊丽莎白港、东伦敦和德班等为中心的高聚集地区。20年间，南非海岸带土地的开发利用强度整体变化不明显，但2010—2020年以来强度呈现下降的趋势。