土地利用系统动态变化模拟研究进展

土地利用/覆被变化与环境要素的动态作用过程自LUCC相关研究计划开展以来一直是重点内容,并且愈来愈受到重视.将土地利用主体的决策过程和环境要素变化过程综合起来研究土地利用系统动态变化,是实现土地自然生态系统与社会经济系统耦合研究的途径与方法.本文在对土地利用系统复杂性分析的基础上,提出目前土地利用系统变化模拟需要解决的基本科学问题,主要包括土地自然环境要素对土地利用主体决策的影响、不同空间尺度土地利用主体及主体间相互作用及在此基础上的区域土地利用动态变化模型研究.土地利用模型是分析土地利用系统结构与功能的有力工具,通过分析土地利用系统模拟研究进展发现国内外真正实现了自然生态系统和社会经济系统综合研究的模型尚不多见.基于主体的土地利用模拟方法综合了土地利用变化中空间变化和主体决策过程,适合于分析土地利用系统变化的空间过程、空间相互作用和多尺度现象.本文在对国际上基于多主体模型进行土地利用系统模拟的相关进展、模拟平台等分析评述的基础上,提出未来我国开展基于多主体模型进行土地利用变化研究的建议.     

顾及空间尺度效应的城市土地利用变化精细化模拟

城市土地利用变化模拟是优化土地资源配置的科学依据,提高其精细化程度和可靠性有助于准确把握城市用地发展趋势,对城市土地资源精准调控具有重要意义。基于宏观遥感分类的土地利用变化模拟,难以在街区尺度上揭示城市用地社会功能变化及精细化模拟中空间尺度效应来源和作用机理。本文联合遥感影像和POI数据识别出城市土地利用精细化特征,运用响应面法率定土地利用精细化模拟的最优空间尺度组合,在此基础上,利用CA-Markov模型开展了未来土地利用变化的精细化模拟。以武汉市中心城区为应用案例,研究结果表明：基于POI 的城市土地利用精细化识别方法,可以深度解析城市建设用地的社会功能,极大改善了传统基于遥感的土地覆被宏观解译效果;研究区土地利用变化元胞自动机精细化模拟的最优空间尺度组合是30 m元胞、7×7邻域以及冯诺依曼邻域类型,采用最优空间尺度组合能够提高土地利用变化精细化模拟的可靠性。响应面试验设计结果可有效识别精细化模拟过程中空间尺度效应的主要来源,并区分其对模拟精度的影响程度与正负效应;预计到2025年,研究区建设用地范围将继续向周边扩张,各类型用地之间互为交织,土地利用空间格局将呈更加破碎化趋势。     

模拟区域土地利用变化的多主体模型及其在鄱阳湖区的应用(英文)

在较大区域内,城市用地扩张和农村土地利用发展一般同步进行。为了能够正确理解这类区域内土地利用/土地覆被变化的动力机制,本研究开发了一个基于多主体系统的土地利用模型。模型将鄱阳湖区视为一个典型区域,利用有限扩散聚合算法模拟城市主体的行为,采用基于涌现理论的主体模型模拟农村土地利用。农村子模型包括多种类型的主体和环境影响层,其中最重要的是农户主体,农户主体可以根据自身条件和周围的环境影响参数确定下一步土地利用的决策,政府主体则通过实施不同的政策对土地利用进行宏观控制。我们根据农户总收入和外出务工人员比例将农户主体分为6类,每种类型的农户主体遵循不同的决策规则。结果表明,本模型的模拟结果与鄱阳湖区1985 – 2005年的土地利用/土地覆被变化趋势高度相符。尤其重要的是,模拟结果充分表明农户主体的土地利用决策与国家政策紧密相关。这表明本研究建立的基于多主体的土地利用模型是一种评估政府土地管理政策效果的有效手段。     

基于多目标决策和CA 模型的土地利用变化 预测模型及其应用

结合宏观用地总体需求与微观土地利用适宜性, 集成灰色预测模型、多目标决策模型、 元胞自动机模型、地理信息系统技术方法, 建立了GCMG 土地利用变化预测模型。GCMG 模型包括非空间和空间2 个模块, 非空间模块侧重依据宏观社会经济发展趋势预测研究区未 来的总体用地需求变化, 而空间模块集成多目标决策模型、元胞自动机、地理信息系统等技 术方法实现了基于土地适宜性的土地利用空间配置。运用该模型对龙海市2000-2010 年土地 利用变化进行了情景模拟, 结果表明园地和建设用地是该区域内变化最为显著的用地类型, 基本农田保护政策严格实施与否将对龙海市未来土地利用变化产生深远的影响。GCMG 模型 在龙海市的应用实例表明, 该模型将土地利用系统作为一个整体, 兼顾到区域宏观水平上的 土地利用需求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转换概率, 因而可为理解土地利用多尺度复杂系统提供一定 的帮助。     

黄土丘陵沟壑区土地利用类型与土地生产力关系模拟研究——以王家沟小流域为例

土地利用是人类对自然界影响的最主要方式,而土地利用类型则是影响土地生产力状况的关键因素。利用基于侵蚀条件下的土地生产力模型,研究黄土高原丘陵沟壑区不同土地利用类型与土地生产力之间的关系。结果表明,对于大多数的作物类型而言,土地生产力状况均表现为坝地>梯田>坡耕地>沟坡地。进一步研究了不同作物类型对土地利用的适宜性指数和生产力指数,均表现出相同的趋势。     

北京市土地利用空间格局演化模拟及预测

土地利用空间格局的演化模拟可定量地从空间尺度揭示区域土地利用变化的驱动因素,是厘清未来时期内土地变化的重要途径。基于CLUE-S模型,以北京市为研究案例,结合1985、2000和2010年三期土地利用数据,运用Logistic逐步回归方法识别了北京市各种土地利用类型演化的驱动因素,对北京市土地利用空间格局进行模拟。在此基础上,基于北京市社会经济发展、土地利用规划、资源禀赋及生态保护等不同情景,对北京市2020年土地利用空间分布格局进行模拟及预测。结果表明：①不同的时期内,驱动因子对不同土地利用类型的影响呈现差异性,其中交通因素及社会经济因素对土地利用类型的转化率影响较显著,坡度对各个土地利用类型的影响较大。②通过对2010年北京市土地利用变化的模拟结果来看,Kappa指数为87.03%,说明预测结果与实际土地利用情况有较好的一致性。③预测结果显示,北京市的城市发展均表现为继续向外扩展,且以东南、东北为主要扩展方向,但扩张的程度存在差异。     

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.     

CLUE-S模型原理与结构及其应用进展

空间模型是土地利用/土地覆被变化研究的重要内容和方法,CLUE-S模型是这类模型中应用较多的一种.该文分析了CLUE-S模型的运行原理和结构组成,指出:CLUE-S模型运用系统论的方法处理不同土地利用类型间的竞争关系,在综合考虑诸多限制因素和转换规则的前提下,通过反复迭代运算,把土地利用变化类型逐步分配到一定的空间单元中,将模拟结果精确直观地反映到空间位置,是一个较好的土地利用变化空间模拟模型.在此基础上,系统阐述了模型5个组成模块的机理结构和6个参数文件的特征,并对参数内涵和设置规则进行了介绍.最后概述了CLUE-S模型在国内外的应用进展,分析了CLUE-S模型的应用前景和领域及模型的不足之处.     

土地利用功能变化与农户响应研究进展

LUCC是表达土地系统的主要方法之一，但仅利用LUCC已不能完整理解土地系统的变化，而通过土地利用功能变化的研究加深对土地系统的认识已成为国内外学者的共识。目前，探讨和分析宏观土地利用功能变化与微观主体行为间的相互影响机制，已成为土地利用功能变化研究急需解决的问题。本文从土地利用功能表达与变化研究、土地利用功能变化的微观响应机制等两个方面，对土地利用功能变化与农户响应的研究进展进行归纳与总结，结论如下：（1）需进一步完善土地利用功能类型的表达方式和方法，使其在表达宏观土地利用功能分异规律的同时，亦能表达微观主体土地利用行为的信息；（2）还需借鉴土地利用决策和多模型整合的理论与方法对土地利用功能及其微观响应进行模拟。同时，指出发展土地利用功能变化下农户响应的有限理性决策模型，探索多模型整合的方式与方法就成为今后研究的重要任务。它对于认识和理解该宏观土地利用功能变化下微观主体的响应，进而引导农户土地利用行为，具有十分重要的理论和现实意义。     

土地变化模型方法综述

土地系统变化长期以来不仅是地理学研究热点,也是资源环境经济学、生态学、城市规划等多学科领域关注的主题。构建模型模拟土地变化能够促进理解人地相互作用机制,模拟结果可为土地资源优化与资源环境政策制定提供依据。不同研究者基于不同学科理论、应用多种方法构建土地变化模型,模型从早期关注自然覆被类型变化发展到对人类决策行为的刻画,从统计方法发展到更突出空间分布的元胞自动机方法,以及更聚焦土地变化过程的经济学方法和多主体方法。未来土地变化模型发展方向为：在多尺度进行多方法耦合,对土地变化过程进行更为明晰地刻画,将土地变化模型与其他地球系统模型耦合等方面,进一步能够促进解释复杂人地系统,并推进模型在决策支持层面的应用。     

基于数据仓库的空间可持续发展决策支持技术研究--以东莞市耕地变化研究为例

以决策支持理论为指导，以遥感和信息系统为技术手段，构造基于数据仓库技术的耕地决策支持系统，以实现多源空间数据的集成、分析、模拟和决策，并以东莞市耕地可持续利用动态研究为例，完成了基于可持续发展研究的因子筛选、模型构建和基于数据仓库的决策分析，探讨了数据仓库技术在空间定量决策分析中的应用，为区域可持续发展研究进行了有益的实践。     

中国可持续发展问题与土地利用/覆被变化研究

土地利用 /覆被变化 (LUCC)研究 ,已成为全球环境变化和可持续发展领域前沿的核心问题。中国是世界上人多地少、生态与环境问题较为突出的发展中国家 ,目前中国可持续发展所面临的许多问题 ,都与土地利用及其变化有着内在的、必然的联系。因此 ,面向可持续发展战略的实施 ,开展土地利用 /覆被变化的系统研究 ,具有重要的科学价值与战略意义。本文重点对土地利用 /覆被变化与可持续发展重点问题的关系 ,以及面向可持续发展问题的LUCC研究目标、主要内容和技术方法等进行了讨论     

尺度重构视角下的土地再开发增值空间分配——以广州海珠湾枢纽地区为例

在存量土地再开发过程中,产生的新增价值（增值空间）分配的合理性,成为影响土地再开发运行效率的关键。从尺度重构视角,构建土地再开发增值空间分配研究框架,以广州海珠湾枢纽地区为例,对自主改造、土地征收和土地整备3种再开发模式,进行尺度跃迁观察,并剖析相应的增值空间分配成效及再开发项目推进情况。研究表明,柔性跃迁的自主改造与刚性跃迁的土地征收,均是基于经济平衡进行的增值空间分配,容易挤压为社会共享的单元增值空间,导致再开发工作难以推进。而中间跃迁的土地整备,通过权力与空间的适配调整,以“储改结合”促进多方合作改造,以“单元”社会平衡为原则,促进增值空间分配的“显性化”,保障为社会共享的单元增值空间。基于此,提出土地再开发增值空间分配合理化的路径,包括：构建上级政府权威的土地整备统筹机制,构建成片连片的土地整备单元载体,构建社会平衡的显性化分配机制。     

黄河流域国土空间开发格局优化研究——基于国土开发强度视角

构建科学适度有序的国土空间格局是实现黄河流域生态保护和高质量发展的根本保证。基于成本-效益理论和空间均衡理论,构建国土开发限度和均衡度评估模型,研究2009—2017年黄河流域国土开发强度。结果表明：① 黄河流域国土空间开发已临近超载,可开发空间用地效益明显偏低。② 黄河流域国土开发空间差异悬殊,与国土利用的经济梯度基本吻合。③ 黄河流域国土开发供给能力总体偏低,水资源保障能力是最大约束。为此,建议：① 引导构筑流域重点保护与整体统筹的国土空间开发新秩序;② 建立流域生态格局、生态空间和一体化治理等长效治理新机制;③ 推进流域、区域以及流域内外竞合空间协同,探索黄河流域高质量发展新路径。     

城市旅游综合体土地利用空间格局演变及驱动机制——以西安曲江为例

判识城市旅游综合体用地格局的演变规律及驱动机制,对于优化城市功能结构和构建城市现代服务体系具有重要意义。本文以西安曲江城市旅游综合体为例,采用土地利用变化指数模型和GIS分析技术,探究其用地分异过程及机制。结果显示,曲江由农业生产和村居功能为主导的乡镇聚落,转变为以旅游功能为核心、多元用地形态圈层布局的城市旅游综合体过程中,其用地形态共经历了均质无序、极化–扩散和均衡集约三个阶段。而这一演化过程,实则是在土地差异化增值形成级差地租的条件下,多元用地主体理性选择的结果。文章认为,保证城市旅游综合体合理的发展用地、有序实现土地增值及发挥地价杠杆的调节作用,是实现城市旅游综合体土地集约利用和功能协同发展的根本前提。     

江苏省开发区土地集约利用的分层线性模型实证研究

本文构建了分层线性模型以揭示不同层次因素对工业用地集约利用的影响。研究表明,开发区土地集约度的差异有63.96%是开发区本身的差异造成的,有36.04%是区域之间的差异造成的;开发区成立年限、开发区入驻企业数量和开发区土地政策强度在区域之间存在明显的变异,开发区区位和开发区级别对开发区土地集约度的关系不依赖于区域环境的变化;区域工业产值和区域城市化率两个变量对开发区成立年限和开发区土地集约度的正向关联影响不显著;区域工业产值会强化开发区入驻企业数量和开发区土地集约度之间的正向关联,而区域城市化率则弱化了开发区入驻企业数量和开发区土地集约度之间的正向关联;开发区土地政策强度和开发区土地集约度之间的正向关系受区域工业产值的影响不大,而区域城市化率会强化开发区土地政策强度和开发区土地集约度之间的正向关系;区域层次变量解释了18.18%的开发区入驻企业数量与开发区土地集约度之间的相关,解释了11.27%的开发区土地政策强度与开发区土地集约度之间的相关。     

Strategies for improving land delivery for residential development: a case of the north-west metropolitan Melbourne

One of the factors affecting the housing supply is closely linked to the time taken to complete the land development assessment approval. Delays in completing the development process on time often results in difficulties of increasing housing supply. In parallel, housing demand continues to increase with increasing net population in Australian urban areas. This research aims to identify the current issues and challenges of releasing land for housing development in the established suburbs of Melbourne north-west area (involving six local government areas: Brimbank, Maribyrnong, Moreland, Moonee Valley, Hume and Melton). An application of multi-criteria decision making (MCDM) using the strategic residential potential assessment (SRPA) method is considered. This is designed to improve the method of land administration strategies for housing development. The analysis is set within the context of investigating land preparation processes and their impacts on land availability for housing supply. The research adopts interview techniques to gain insight into the processes of land release through the activities of town planners in the selected local council areas. The proposed SRPA methods are based on a land-use assessment approach that is underpinned by the current residential land-use schemes legislated by the Department of Transport Planning and Local Infrastructure.¹ The results of applying the proposed model reveal the associated spatial pattern of areas with potential for residential development relative to the public transport and public service locations.     

海南省经济社会发展与土地利用相关分析

土地作为区域经济社会发展的重要基础和物质保障，在区域社会经济发展中扮演着特殊重要的角色。合理的土地利用方式有利于促进区域经济持续、健康发展，反之则阻碍经济社会发展。海南建省以来经济社会快速发展。分析表明，海南省经济社会发展与土地利用之间存在着密切的关系。主要表现为，建设用地、未利用地、园地的变化与工业化、城市化进程中经济结构调整、区域开发政策具有显著相关性。同时，由于受泡沫经济的影响，建设用地规模表现出一定的波动性变化，房地产热之后主要经历了存量建设用地挖潜的过程。针时海南省土地利用中存在的主要问题，提出了保障区域经济社会协调发展的土地利用战略理念与对策。     

城市土地利用扩展的空间模式与动力机制

本文通过系统地评析国外不同学术派系对城市土地利用扩展的空间模式、动力机制及管理政策的研究进展 ,指出其研究重点已从归纳空间演替模式深化到探究城市土地开发过程中的决策过程与动力机制 ,从崇尚土地市场的自由运作转向对其进行精明管理。