交互式多目标土地利用规划模型研究

为限制城市建设用地过度扩张并实现土地利用的多重目标,从土地利用效益和土地利用规模角度,构建基于多目标的土地利用规划模型,基于模糊决策理论,采用模糊折衷算法进行模型求解得到最优方案,融入决策者意愿,体现交互式特点.以2010年为规划基期,2020年为目标年,对滁州市进行实证研究,通过敏感性分析探讨模型应用的地域差异性.结果表明:1)滁州市现状土地利用效益较低,通过模型优化可使目标年土地利用得到明显改善.2)目标年,滁州市土地利用经济和社会效益的提高主要体现在耕地减少和城镇用地增加较多;生态效益的提高主要体现在耕地与林地面积较大,城镇用地增加较少.3)模糊折衷参数λ*是模型构建的核心内容之一,λ*取值不同决定不同土地利用方向.同时,λ*取值具有地域差异,应根据区域实际情况作出判断.该模型较以往规划整合更多重要信息,可有效指导土地利用规划,为城市土地利用提供科学依据.     

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。     

珠江三角洲土地利用变化对生态系统服务价值的影响

以珠江三角洲1990、2000和2006年的遥感解译数据为基础,参照谢高地等对中国陆地生态系统单位面积生态服务价值表,研究珠三角土地利用变化对生态系统服务价值的影响以及生态服务价值与土地利用结构的关系。结果表明:1990―2006年,珠三角耕地和林地大量减少,建设用地和水域快速增长,其它地类有所增加;研究区发生变化的土地占土地总面积的29.38%,耕地主要流向建设用地、水域和林地,建设用地的扩张主要来自耕地、林地和水域;由于水域生态价值系数相对较高,水域的增加抵消了由耕地、林地减少造成的生态服务总价值的下降,使得区域生态服务总价值略有减少;珠三角生态系统服务价值由1990年874.38亿元减至2006年的846.47亿元,变化率为3.19%;研究区内单位生态服务价值差异明显且逐渐扩大;单位生态服务价值与建设用地、林地、耕地所占比重明显相关,建设用地快速扩张,林地和耕地减少是导致生态服务价值减少的主要原因。     

基于RS和GIS的内蒙古多伦县土地利用变化对生态服务价值的影响

采用内蒙古多伦县1987年、1995年、2000年和2005年的TM影像,运用GIS方法提取了各年的多伦县土地利用动态变化数据。采用中国陆地生态系统的服务价值测算方法对多伦县土地利用数据进行分析处理,测算了多伦县土地利用变化引起的生态系统服务价值变化。结果表明,1987~2005年间多伦县土地利用变化十分剧烈,耕地、林地、城镇用地、水域面积呈增加趋势,草地、未利用地面积呈减少趋势。土地利用类型主要由未利用地和草地向林地、耕地变更,并且草地和未利用地面积持续减少,林地和城镇用地面积呈持续增加趋势;多伦县生态系统服务价值1987~1995年间呈下降趋势,而1995~2005年间呈增加趋势,其生态系统服务价值处于可持续发展状态;耕地、林地和草地生态系统服务价值占多伦县总生态系统服务价值的比例较大,耕地、林地和水域的生态系统服务价值均呈增加趋势,而草地和未利用地生态系统服务价值呈减少趋势;各土地利用类型生态系统服务价值敏感性指数都小于1,表明多伦县生态系统服务价值对服务价值指数缺乏弹性,研究结果可信。     

黑河中游土地利用/覆被变化及其对碳储量影响的预测

准确预测未来土地利用/覆盖变化及其对区域碳储量的影响对土地利用决策和气候变化研究具有重要意义。以黑河中游流域为研究对象,基于2000年和2012年两期土地利用解译数据,运用CA-Markov模型,并依据《IPCC 2006指南》提供的清单方法,在对研究区2024年土地利用变化特征进行预测分析的基础上评估了2000-2024年黑河中游土地利用/覆被变化对碳储量的影响。结果表明:2000-2012年,研究区耕地、建设用地、林地和草地面积呈增加趋势,未利用土地和水域面积呈减少趋势,土地利用/覆被变化导致碳储量增加3.22×10^6 t;预测2024年黑河中游土地利用变化同2012年相比,耕地、建设用地、林地占研究区比例分别增加3.18%、0.84%和0.77%,未利用土地、草地和水域占研究区比例分别减少3.32%、1.13%和0.33%;2012-2024年土地利用/覆被变化导致碳储量增加7.55×10^6 t,各土地利用类型变化导致碳储量变化更加明显,其中林地和耕地增加是碳储量增加的主要原因,建设用地增加是碳储量减少的主要原因。总体来看,2012-2024年耕地、建设用地、林地将继续呈增加趋势,未利用土地和水体将继续呈减少趋势;2012-2024年较2000-2012年土地利用变化导致碳储量增加4.33×10^6 t,固碳能力表现出较明显的提高。     

内蒙古自治区城镇土地利用状况分析与建议

为准确掌握内蒙古自治区城镇内部各类用地的结构与布局、土地利用效益等内容,实现城镇土地的合理开发、利用与保护,提高土地利用率,有效控制城镇规模,本文采取定性和定量分析相结合的方法,以第二次土地调查数据为基础,分析内蒙古自治区城镇土地利用的典型特点和存在问题。结果表明,自治区城镇用地在数量与结构、土地利用强度水平、土地利用协调状况及地利用潜力等方面有待进一步优化。因此,建议在今后城镇用地土地开发利用过程中,稳步推进新型城镇化建设,优化城镇用地结构与布局,盘活城镇存量用地,提高土地再开发成效,促进城市社会经济的发展,实现社会效益、经济效益、生态效益的同步增长。     

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。     

风沙化土地典型区滑县土地利用时空变化研究

运用3S技术,分析了风沙化土地典型区滑县1979-2009年的土地利用数量变化特征,结果显示:该区的土地利用类型变化显著.耕地、水域和未利用地面积持续减少,林地和建设用地面积呈现不断增加的态势;风沙化土地利用对研究区各土地类型之间的平衡起了重要的作用.这集中反映了人口素质提高、环保意识增强、人口增长和经济建设需求对土地利用变化的积极影响,同时宜采取有效措施减缓或调控耕地持续减少的趋势.     

基于耦合协调与转移矩阵的快速扩张型城市土地利用效益评价（英文）

城市土地的高效利用是城市高质量发展的关键因素之一,特别是对于土地资源相对稀缺的大型城市。以国家中心城市建设对象郑州市为例,通过构建土地利用效益系统分析框架与城市土地利用转移矩阵,本文揭示了快速扩张型城市的土地利用效益系统演化规律、子系统间的动态耦合协调关系以及土地利用类型之间的转换逻辑。研究发现：郑州市土地利用效益系统逐步从生态环境效益偏好型(1998–2005年)向社会经济效益偏好型(2006–2019年)进行转变,并呈现典型的“倒U型”演化特征。伴随这一演化过程,郑州市的城市空间快速增长了461 km²。土地利用转移矩阵的分析显示,郑州市土地利用类型转换幅度最大的是草地、耕地、林地以及水域等土地利用/覆被类型,其在22年间不断转换为城市建设用地,并成为郑州市城市空间快速扩张的主要原因。地方政府应当根据城市土地利用效益系统特征和子系统间耦合协调关系演化态势,主动实施差异化的城市土地利用策略,同时积极把握城市增长边界划定契机,持续推进城市发展转型升级和生态城市建设。     

威海市土地利用分形特征动态变化

基于威海市三期土地利用遥感解泽数据,应用土地利用空间形态分形模型,获得了1985年、1995年和2000年三个时期威海市各主要地类的分形维数和稳定性指数;通过叠加分析等方法,计算出了1985-1995年、1995-2000年和1985-2000年三个时间段各主要地类动态度.在此基础上.对威海市土地利用分形特征时空格局变化特点、动态度变化特点进行了研究.结果显示:1985年、1995年和2000年分维数较大的主要地类均是未利用土地、城镇用地和水域等,分维数较小的地类均是农村居民点和其他建设用地.从1985年到2000年,各主要地类的分维数平均值旱现出逐渐减少的趋势,总的来看,土地利用类型的形态向着简单、规则的方向发展.在不同时段,各主要地类的分维数和稳定性指数变化特点存在较大差异.农村居民点、其他建设用地和未利用土地在三个时期的空间结构较稳定,水域、城镇用地、草地和耕地在三个时期的空间结构较不稳定.1985-1995年,威海市城镇用地年增长率最大,林地年减少率最大;1995-2000年,城镇用地年增长率最大,水域年减少率最大;1985-2000年,城镇用地年增长率最大,未利用土地年减少率最大;威海市城镇扩展迅速,城镇化趋势显著.社会经济快速发展、政府规划、城镇化等因素是威海市主要地类分形维数、稳定性指数和动态度变化的主要原因.     

基于生态-经济权衡的京津冀城市群土地利用优化配置

探索生态保护与经济发展的权衡关系,并利用该权衡关系协调土地利用优化配置是解决城市群经济与生态协调发展难题的重要途径,已成为目前的一个研究热点。论文针对京津冀城市群生态友好型协同发展的需求,设置生态系统服务价值最大化和经济价值最大化2种优化目标,每种目标下再设置“生态保护”“统筹兼顾”“粮食安全”和“经济发展”4种土地利用情景,采用CLUE-S模型模拟2025年京津冀城市群在不同情景下的土地利用空间配置格局,及其生态系统服务价值、经济价值在不同目标的各种情景下的变化。研究结果表明：相比2015年,2025年在不同目标不同情景下,各类土地利用面积的数量变化和空间格局均有较大不同,且生态目标和经济目标下不同情景的土地利用配置不同。生态系统服务价值在生态目标生态保护情景下最大,为14423.58亿元;而经济价值则在经济目标经济发展情景下最大,为96771.49亿元。从土地利用变化的空间分布上来看,生态用地中林地与草地的增加多出现在坝上高原和燕山与太行山山地,水体的增加则主要分布在东部沿海地区。研究认为,生态效益与经济效益间存在权衡关系,基于生态-经济权衡的土地利用优化研究结果对未来京津冀城市群生态实践工作有较大的参考价值。     

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...     

黄河流域城市群扩张的时空格局演化及情景模拟——以呼包鄂榆城市群为例

黄河流域城镇扩张对区域景观格局影响显著,城市群人口聚集与增长引发了流域“人-地”矛盾和“空间冲突”等一系列生态环境问题。基于土地利用数据和FLUS模型对2025年和2035年呼包鄂榆城市群城镇化与土地利用时空演化特征进行多情景模拟预测。结果表明：① 1990—2018年呼包鄂榆城市群整体发展水平较低,建设用地面积经历了“平稳增加-缓慢增加-急剧增加”的变化过程,区域总体以草地为主,其占土地总面积的50%以上,其次是未利用土地和耕地,林地和建设用地次之。② 城市群扩张最剧烈地区在空间上主要发生在呼和浩特市、包头市等城市主城区,且扩张模式以外延式扩张为主,扩张来源主要是耕地、草地等生态用地。③ 三种情景模拟发现,2025年和2035年区域土地利用变化的空间结构和特征差异明显。自然发展情景下,城市扩张不受约束,高速增长占据了大量生态用地;加入生态约束条件很好的控制了对草地和林地的占用;经济发展情景下,城市扩张将进一步占据更多的未利用土地和耕地。本研究通过城市群扩张时空格局演化及情景模拟分析,尝试为区域规划、城市空间规划和区域生态空间保护提供多角度、多情景和可选择的政策决策参考。     

广州市土地利用结构优化配置及其潜力

基于广州市土地利用结构、地区经济、生态与社会特点,结合广州城市总体规划(2010-2020),对广州市域土地利用结构进行生态经济效益-自然生态效益导向的多目标优化配置研究。结果表明：对广州市土地利用数量结构进行调整,一定时间内能够满足地区可持续发展;但是,土地仍然承担着巨大的压力,焦点是建设用地和农用地之间的数量转变,以耕地为主,也包括对未利用土地的利用;土地利用潜力度模型结果显示,通过优化土地利用结构,土地系统的协调度增大而潜力度减小：在生态经济效益目标下,潜力度分别为0.628～0.661,0.372～0.339;在自然生态效益目标下,分别为0.531～0.782,0.469～0.218,表明土地利用系统将趋于更高的协调状态,而其数量结构优化配置的潜力减小,优化各产业部门内部土地资源结构及其空间布局,将是广州市土地资源高效集约利用和进一步挖潜的主导方向。     

土地利用规划环境影响评价

土地利用规划的环境影响评价对提高政府决策的科学化具有重要意义。国外相关方面的研究已有30年之久,但我国刚刚起步。对于评价内涵及内容的探讨是开展这一领域研究的基础。本文从现阶段土地利用规划的需求出发,在综合分析项目环境影响评价的经验及相关的研究成果基础上提出土地利用规划环境影响评价的主要内容和研究的建议。     

基于“多规合一”的市级国土空间优化方法——以烟台市为例

针对现阶段各规划边界交叉、空间重叠的问题,本文从提高空间价值、减少空间破碎度和协调各类空间的角度出发,在梳理现有空间优化模型及智能算法的基础上,改进多目标规划模型并适应性改造遗传算法,以此二者构建市级国土空间优化模型。以烟台市为例,设置3种情景为决策者提供方案集进行3类规划主导下的2020年国土空间优化研究,结果显示：①优化后烟台市农业、城镇和生态空间价值分别增加了23.24%、29.27%、6.30%;②不同情景下空间分布合理且较为集中,生态保护情景有利于国土空间集合连片,经济发展情景更适合于多空间协调发展。研究表明：该模型能有效地解决国土空间内容重叠问题,明显提高了国土空间价值,同时优化模型适应性强,为“多规合一”背景下市级国土空间优化提供技术支撑。     

河北太行山区土地利用/覆被变化及其环境效应

根据1996-2001年土地调查数据，分析太行山区土地利用变化特征。阐述城乡建设用地增加、土地过度垦殖、林草覆盖减少导致水土流失加剧、耕层土壤遭到破坏、水利设施受损、水旱灾害频繁等不良后果。对不同土地覆被盖度下的减灾效应进行比较，提出发展生态农业的对策与建议。     

基于CLUE_S模型的矿区土地利用变化情景模拟——以徐州市贾汪矿区为例

以徐州市贾汪矿区1986、1996、2006和2016年4期遥感影像为数据源,基于CLUE-S模型,在传统Logistics回归模型的基础上引入空间自相关因子形成Autologistic回归模型,选取政策、自然环境、社会经济和空间约束等因素,对贾汪矿区2016年土地利用空间分布格局进行模拟以检验精度。在此基础上对研究区2026年趋势发展、经济发展和生态保护3种情景下的土地利用空间分布格局进行了模拟。结果表明：1）Autologistic回归模型在土地利用情景模拟过程中能够更好地反映真实的土地利用格局;2）研究区2016－2026年不同情景下,建设用地在3种情景下均呈现明显的增加趋势,未利用地面积持续减少,其中经济发展情景下建设用的增幅最大,生态保护用地情景下建设用地增幅最小,在生态保护情景下,林地、耕地等生态用地受到保护,建设用地的扩展速度被抑制。 关键词：土地利用变化;CLUE-S模型;Autologistic回归模型;情景模拟;贾汪矿区     

土地利用冲突的时空格局刻画与多情景模拟研究——以长江三角洲城市群为例

科学刻画与模拟土地利用冲突的时空演化格局是精准认知区域土地利用结构进而寻求人地关系协调的基础。采用景观格局指数构建土地利用冲突模型,借助GIS等手段分析长江三角洲城市群1980—2020年间土地利用冲突的时空演化特征,并结合斑块生成土地利用变化模拟模型和多目标规划法多情景模拟2035年的土地利用冲突格局。结果表明：①长江三角洲城市群土地利用冲突受地形等因素影响呈现“北高南低”的分布格局,且在高速城镇化和城市无序蔓延等因素作用下,人地关系趋于不协调发展,土地利用冲突程度逐年加剧。②受人口迁徙和城镇化发展阶段的影响,土地利用冲突的热点区域由乡村空间转移至了城市空间。③在土地利用过程中,耕地是各利益主体争夺的核心区域,也是权衡土地利用冲突的“关键地带”。④可持续发展情景兼顾了经济发展与生态保护两方面的用地需求,是缓和土地利用冲突的一种合理选择。     

新疆沙产业状况与水资源承载力研究

采用2000、2005、2010、2015年4期土地利用/土地覆盖遥感解译数据以及新疆水资源公报和统计年鉴资料,旨在评价新疆沙产业与水资源承载力状况。通过计算未利用土地转化成农地、林地、草地的数量,分析16 a来新疆沙产业发展状况,结合水足迹模型和区域水资源承载力评价指标,计算新疆2000—2015年水足迹,对区域水资源承载力进行评价。结果表明:(1)2000—2015年间,随着新疆人口增长和经济的发展,新疆沙产业发展迅速,部分沙地、戈壁等未利用土地和草地被开发成耕地、林地、工矿和城镇及农村居民用地。(2)新疆水足迹整体呈上升趋势,水足迹以消费农产品水足迹占主体,且消费农产品水足迹量快速增加,主要原因是新疆地区大力发展沙产业,利用未利用土地、草地进行植物、沙生药材种植。(3)新疆人均水足迹、水资源压力指数、水足迹效益指标呈现增加趋势,但数值明显低于我国人均水平。新疆社会经济发展总体趋势向好,但水资源利用方式仍然比较粗放,水资源未得到合理开发。因此,新疆应采取优化产业结构、调整农作物种植比例和用水结构,以增大水资源所支撑的沙产业发展规模,研究可为区域产业结构及消费模式调整提供依据。