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.     

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.     

土地利用/覆被变化与土地资源优化配置的相关分析

土地资源优化配置已成为土地科学领域前沿的重要课题,而近年来受到国内外学术界重视的土地利用/土地覆被变化研究正可为此提供支持,并相互促进。如何正确认识二者之间的关系,并有效的利用这种关系,无论对我们研究土地利用/土地覆被变化,还是实现土地资源优化利用都异常重要。本文对二者的研究目标及内容进行对比分析,并在此基础上详细阐述了二者的结合方式和途径,提出土地利用/土地覆被变化能为土地资源优化配置提供数据、理论、研究方法支持,同时土地资源优化配置研究有益于土地利用/土地覆被研究的深化,二者的结合可促进土地可持续利用。     

云南省马关县土地利用结构的优化配置

土地利用结构的优化配置是土地利用总体规划的主要内容和基本方法,也是区域经济和社会发展规划的重要依据。通过土地利用现状分析,根据社会和经济发展对土地的需求和可能提供的土地资源情况,提出土地利用结构调整的优化配置方案,力求提高土地利用的综合效益,实现全县土地资源永续利用和国民经济持续发展     

绿色低碳导向的土地利用结构优化配置研究分析

为营造绿色、健康、可持续发展的生态环境,探究绿色、低碳排放视角下的土地利用优化配置方式,对低碳概念界定、土地利用碳排放基本概念进行阐述,分析了解土地利用碳排放研究现状,并且探讨了人地关系理论、可持续发展理论和土地优化配置理论在土地资源管理中的应用。最后系统地分析了土地利用结构优化的影响因素、研究模型及方法,结果表明∶土地利用结构优化模型在科学、合理地进行土地资源分配利用方面起着重要作用,目前定量分析法已成为现代土地利用规划研究的热点方法,随着对土地利用结构优化的方法趋于成熟,数量化、空间化、效益化的有机结合将成为低碳导向土地利用结构优化研究方法的发展趋势。     

不同生态保育尺度下铜陵市土地利用结构优化

与传统发展模式相比,新阶段的土地利用应该与区域自然基础和生态环境格局相匹配,科学判别和保护土地空间增长的生态底线,引导地区土地利用结构的优化具有重要意义。以铜陵市为例,从生态环境约束角度出发,利用土地利用的生态环境敏感性评价方法对区域用地进行分等定级,设定了不同生态保育尺度和不同发展情景下的用地约束界限。在此基础上对铜陵市土地利用结构进行多目标情景分析与优化配置研究,从保障生态环境约束并实现效益最优的角度提出铜陵市土地利用结构优化的方案。     

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。     

鲁西北地区土地资源条件与土地利用变化趋势的研究

本文从分析鲁西北地区土地资源的基本特点入手,讨论了该地区土地需求、土地利用结构和土地利用方式的变化趋势,以及水土资源条件对未来土地利用变化的影响。本文还探讨了土地利用变化对环境和农业持续发展可能产生的影响,并提出了一些实现土地资源高效持续利用的措施。     

湖南桃江农业可持续发展的土地利用结构优化

分析了湖南省桃江县土地资源的自然配置状况和不同坡度的土地利用结构,发现耕地不断减少、园地萎缩、水面利用不充分、宜耕缓坡地中林地面积过大,是当前土地利用中存在的主要问题。不同土地利用方式经济效益对比表明,土地利用结构不合理影响着土地利用经济效益的发挥。采用线性规划的方法,以最大纯收入为目标函数,以生态效益、社会效益及土地坡度构成为约束条件,对2010年农业土地利用进行了优化配置。优化结果为,粮食作物、其他农作物、园地、渔用水面分别比2001年增加了9．6％、21．7％、44．9％、60．2％,林地减少了7．6％。农业用地总面积仅比2001年增加0．2％,而农业用地纯收入增长了22．2％。从农林复合经营角度的探讨了实现农业可持续发展的模式。     

干旱区水资源约束下的生态退耕空间优化及权衡分析——以奇台县为例

干旱区耕地大规模扩张导致水资源超载、生态问题频发,亟须退地还水。因此,探索水资源约束下的生态退耕空间优化方案,不仅有助于解决干旱区面临的问题,还可为土地利用规划和决策提供参考。目前对退耕方案多效益矛盾的研究尚量化不足,有鉴于此,本文建立生态退耕空间优化配置及权衡分析模型,以新疆奇台县为研究区进行模型应用,构建了水资源约束下的生态退耕方案群,并设计保有耕地优先和保护生态优先等两种情景,利用蚁群优化算法实现了生态退耕的空间配置模拟与优化。结果表明：耕地面积在保有耕地优先情景将减至9.94万hm²,保护生态优先情景则为6.96万hm²;在此退耕过程中,河道内生态用水占水资源总量的比例从10%增加到30%,防固沙量由713.22万t增加至816.59万t,经济效益则由34.86亿元下降至24.75亿元。通过比较单位经济效益的减少比例可产生的生态效益增加比例,确定耕地面积退至8.35万hm²时是权衡生态和经济效益下的生态退耕最优方案。退耕还草主要发生在奇台县耕地集中区的东北、西北及西南部边缘,将有利于北部的沙漠化防控和南部的水源保护。本研究实现了干旱区水资源约束下生态退耕方案空间模拟和优化,对农业经营和生态保护具有重要参考意义。     

中国沙尘暴分布规律及研究方法分析

在分析中国沙尘暴研究现状的基础上,对其时空分布规律、沙尘源地、移动路径、研究方法和手段进行了系统的总结。结果表明,中国沙尘暴分布与北方的沙漠、沙地、戈壁等荒漠化地区分布一致,存在4大沙尘源区。干枯的湖泊、弃荒土地、沙砾草场可能成为东北地区的主要沙源,应引起注意;沙尘暴移动路径主要有3条,分别归纳了各路径的特征;根据沙尘源区示踪方法的特点和实例,指出了适用条件和应用范围,为今后沙尘暴的研究和防治提供依据和思路。     

基于农业节水的干旱区绿洲可持续发展研究——以渭干河流域为例

建立节水型社会是中国的一项基本政策,也是解决渭干河流域水资源可持续利用问题的战略选择。渭干河流域是典型的灌溉农业区,农业灌溉大部分仍采用粗放型的土渠输水、大水漫灌方式,水资源流失严重,灌溉定额偏高,渠系入渗量高达14.01亿m3,农业节水潜力很大。在现有水量不可能增加的情况下,调整农业内部种植结构,发展节水农业是解决区域水资源短缺的有力措施。通过对2015年和2020年工业、城市化和生态用水进行预测,确定农田灌溉可用水量。选取渭干河流域9种种植面积最大的农作物,参考作物蒸散量及作物系数,得出各类农作物的实际需水量,并与现有灌溉量比较,发现现有灌溉量远大于作物的实际需水量,通过节水灌溉和水渠改造,可节约用水10.59亿m3。而且研究区的粮食种植面积亦远大于需求,即使未来10年不再扩大粮食种植面积,也比需求面积多出近2万hm2,如根据实际需求去调整,可节约1.05亿m3的水量,能极大缓解水资源紧缺的局面,将灌溉量控制在可用水量范围内,为加快城市化和工业化进程,保护区域生态提供充足的水资源保证。     

基于CLUE-S模型的黄土台塬区土地利用变化模拟——以陕西省咸阳台塬区为例

本文以2000 年的TM遥感影像解译数据以及水文水资源数据为基础, 综合运用Binary Logistic、CLUE-S模型以及SPSS19.0 统计分析软件, 测评了咸阳黄土台塬区水土资源在数量和空间上的配置, 并在此基础上模拟了咸阳台塬区未来土地利用变化的图谱。分析发现:①从水土数量优化配置的结果可知, 耕地、草地、水域及未利用地面积减少, 而林地和建设用地面积则有增加的趋势;②从面向生态的角度出发, 黄土台塬区的水土优化配置结果反映了台塬区土地生态系统的生态价值和经济效益, 台塬区的生态效益由2000 年的1.5313 亿元增加到2020 年的1.5445 亿元;而台塬区的土地经济收益则由2000 年的68.4901 亿元增加到2020 年的71.9021 亿元;③从水土空间优化配置的结果可以看出, 咸阳台塬区建设用地在过去10 年以及未来10 年变化极为明显, 建设用地主要在原有建设用地周边进行拓展, 其中, 建设用地变化最为明显的区域主要集中在咸阳市的秦都区以及三原县。     

21世纪初科尔沁沙地沙漠化程度变化动态监测

基于RS与GIS技术,以2000年TM影像和2005年ETM影像为信息源,划分土地利用类型并建立目视解译标志,利用ERDAS的图像和数据处理功能,对科尔沁沙地2000年以来沙漠化程度的动态变化进行了监测。结果表明,监测期内轻度沙漠化土地面积增加635.8 km²,具有明显增加的趋势。中度、重度和严重沙漠化土地面积均减少,减少面积分别为195.0 km²、313.8 km²和145.6 km²。对于各类沙漠化土地而言,轻度沙漠化土地面积均增加,严重和重度沙漠化土地面积均减少,中度沙漠化土地在沙丘活化或流沙入侵沙漠化土地中增加,其他两类中均减少。沙漠化土地逆转过程中,轻度和重度沙漠化土地逆转较为明显;新增沙漠化土地中,中度和重度沙漠化土地所占比例较大。     

青海省海东地区土地利用变化及其生态服务价值响应

根据青海省海东地区2002～2008年土地利用变更数据,采用土地利用动态度模型和土地利用综合指数分析该地区近7年来土地利用变化情况,并参考谢高地等人建立的中国陆地生态系统单位面积生态服务价值当量表对该区域当量表进行适当调整,测算了土地利用变化所引起的生态服务价值变化情况。研究表明：（1）2002～2008年,各类型土地利用变化速度各不相同,其中以水利设施用地变化速度最快为12．24％,土地利用程度波动上升;（2）土地利用变化所引起的生态服务价值总体上呈逐步上升趋势,由2002年的82．01×10^8元增加至2008年的88．16×10^8元,增加了6．15×10^8元;（3）各种土地利用类型的生态系统服务价值的敏感性指数均小于1,表明生态系统服务价值对价值系数的变化缺乏弹性,研究结果可信。     

河北南部地区资源、环境、发展初析

河北南部地区山前平原区农业气候条件适于夏玉米的生长 ,黑龙港地区适于棉花的生长。本区水资源匮乏 ,地下水超采严重。浅层地下水超采模数为 8.0 1× 1 0 4 m3/( km2 ·a) ,深层地下水为 2 .5 8× 1 0 4 m3/( km2·a)。全区水资源利用的综合边际效益以廊坊市最高 ( 2 6.68元 /t) ,保定市最低 ( 1 4.85元 /t) ,两者之比为 1 .80。区内地下水降落漏斗与地面沉降等环境地质灾害频繁 ,1 998年浅层地下水漏斗区面积为 0 .5 4× 1 0 4 km2 ,深层地下水为 1 .5 9× 1 0 4 km2。地下水、粮食和蔬菜受到农药残留、过量化肥的污染。本区 2 0 1 0水平年外流域调水将占可供水量的 2 3.9% ,但缺水率仍达 36.2 %。若全区通过发展工程节水 (提高综合节水率 3.2 % )、实施适水种植 (冬小麦播种面积下调 7% ) ,利用水分胁迫处理 (减少一次灌溉 )等节水措施 ,则比 1 999年节水 1 7.2 %。     

北部湾钦江流域土地利用变化与生态服务价值时空异质性

文章基于2000和2012年的土地利用数据,采用土地利用转移流网络和GIS密度制图法定量分析研究区土地系统时空动态变化及其空间集聚效应,并在此基础上应用地统计学方法对研究区土地利用生态服务价值进行时空异质性分析。结果显示：1）流域建设用地、水域和园地呈增加趋势,而耕地、林地和草地则呈现减少趋势;2）流域整体土地系统共存在30种土地利用转移流网络关系,上游27种,中游26种,下游17种,耕地、建设用地、草地与林地之间的网络转移关系决定了北部湾钦江流域土地系统土地利用变化的主体方向;3）通过选用不同的变异函数模型对钦江流域生态服务价值空间结构分析可知,2000年流域生态服务价值的最佳拟合模型应为指数模型,而2012年则为球状模型;4）流域整体生态服务价值总量由2000年的802 077.44万元减到2012年的787 794.14万元,减少了14 283.29万元。中游的生态服务价值最高,上游的生态服务价值次之,下游的生态服务价值最小。     

我国西南地区的水供应和粮食生产潜力

我国西南地区天然水源非常丰沛,总的可利用量达９４００亿ｍ＾３／ａ,但工程调节能力较低,实际用水量仅为资源蕴藏的１０％。农业灌溉是其主要耗水方式。西南五省（市、区）耕地约１６７００万亩（约１１１３万ｈｍ＾２）,有效灌溉面积占其中的４２％,人均有效灌面积仅０．４亩（约０．０４４８ｈｍ＾２）。今后粮食生产的潜力在于进一步发展水利工程,提高有效灌溉面积。在未来的１０年可增加灌面近１５００余万亩,约可增加粮     

基于滞后变量模型的城市群建设用地增长对经济增长的滞后期和效应分析——以京津冀城市群为例

城市群建设用地增长对经济增长存在客观的时间滞后效应,即“用地投入—建设开发—效益产生—效益爬坡—效益稳定”的全周期过程。计算其滞后期长短和总效应大小,并挖掘导致差异的内在机制,对区域建设用地的供给与管理及经济社会的可持续发展具有重要意义。论文以1995—2017年京津冀城市群13个主要城市的统计数据为支撑,提出了建设用地增长对经济增长的滞后变量模型,定量确定了京津冀城市群各城市的滞后期长短、各滞后期的效应以及总效应,并发现了以下规律：① 城市群建设用地增长对经济增长存在普遍的滞后效应,滞后期在0~4 a;② 城市群建设用地增长对经济增长存在显著的正面效应,总效应介于1.66~49.5亿元/km2;③ 城市群建设用地增长对经济增长的滞后期和总效应均呈现出“中心—边缘”的空间分异特征;④ 滞后期主要与城市的等级和功能定位有关,高等级的中心型城市、中等级的副中心型城市和低等级的节点型城市对应的滞后期分别为4 a、2 a和0~2 a;⑤ 总效应主要与产业构成有关,城市产业高、中、低端对应的效应分别为30亿~50亿、10亿~20亿、1亿~10亿元/km2。