基于Dyna-CLUE模型的太湖流域建设用地空间扩张模拟

从区域尺度模拟建设用地空间扩张是理解和解释区域土地利用变化过程与趋势的有效途径之一。基于Dyna-CLUE模型，通过1985年以来5个时段太湖流域遥感影像数据及自然与社会经济数据提取先验转换规则，模拟未来太湖流域在耕地保护、生态保护与综合保护3种不同情景模式下建设用地空间增长过程。结果显示：3种模拟情景下Kappa 系数均大于0.75，具有较高的一致性，表明Dyna-CLUE模型在太湖流域建设用地空间扩张模拟中有较强的适用性；3种情景下，综合保护情景下建设用地扩张模拟精度最高；2020与2030年流域建设用地扩张均以大城市周边为主导，其中2010～2020年扩张总量位居前列的城市依次为上海、嘉兴、无锡和湖州等，而2020～2030年依次为嘉兴、苏州、上海和无锡等。2020年、2030年建设用地空间扩张模拟结果基本符合太湖流域建设用地空间扩张的趋势。研究方法及模拟结果相对可靠，以期为未来太湖流域城市化进程中的土地利用规划实施，特别是土地利用宏观需求的空间配置提供一定的借鉴与参考     

土地整治驱动下土地利用和景观格局变化研究——以上海市合庆镇为例

基于上海市合庆镇土地整治项目,通过土地利用指数、空间自相关性以及景观格局指数的分析:(1)土地整治带来的区域土地利用变化情况;(2)验证土地整治是否能起到土地集聚的作用;(3)使用景观格局指数分析土地利用空间配置关系。结果表明,整治后的项目区内建设用地明显减少,耕地数量明显增加,并且土地利用程度综合指数等土地利用指数同土地整治活动之间存在相关性。使用全局空间自相关分析方法能够很好地验证土地整治活动对土地产生的集聚效应,并且在5~10m的格网尺度下采用土地利用程度修正模型能很好地反映建设用地和耕地的局部集聚效应。此外,区域由以农业活动和非农业活动并存转向以农业活动为主,"斑块-廊道-基质"的景观结构变化显著。     

基于SD和CLUE-S模型的区域土地利用变化对土壤有机碳储量影响研究

土地利用/土地覆被变化改变土壤呼吸条件,进而对土壤有机碳储量变化产生影响,而土壤有机碳储量则是影响农业可持续发展和全球碳平衡领域的重要因素。以上海市崇明岛为例,运用系统动力学模型(System Dynamics Model)预测2020、2030年土地利用需求变化,结合CLUE-S模型(Conversion of Land Use and its Effects at Small region extent Model)得出各种用地类型的空间分布,并引用碳密度法估算三种发展幕景下土地利用变化对土壤有机碳储量的影响。结果表明:2030年三种发展幕景土壤有机碳储量分别为:低速发展幕景为3 093.03×106kg,惯性发展幕景为3 079.47×106kg,高速发展幕景为3 059.81×106kg;研究期内土壤有机碳储量呈现缓慢下降趋势,但人类活动对其扰动较小;SD和CLUE-S耦合模型可以从时间和空间两方面对土壤有机碳储量进行模拟,具有可行性;建议通过加强城镇用地集约利用、农田保护、林地建设来减少人为活动对土壤有机碳储量的影响。     

鄂西北山区土地利用的地形梯度效应与空间结构特征

地形因素在一定程度上影响着土地利用变化,对区域土地利用格局与空间结构特征有着重要影响。该文以鄂西北山区房县为研究对象,利用DEM提取高程和坡度信息,并生成地形位指数,借助GIS的空间分析功能,采用地形位指数、分布指数和土地利用强度综合指数,系统分析房县土地利用的地形梯度效应;在此基础上,应用分形理论探讨其土地利用的空间结构特征。结果表明:(1)房县各土地利用类型的空间分布具有明显的地形梯度特征,高程、坡度及地形位对房县土地利用格局的形成有着重要影响;(2)水域、交通用地、居民点及工矿用地、耕地的优势分布区间集中在低地形位区间,园地、草地和未利用地的优势分布区间集中在中地形位区间,林地的优势分布区间集中在高地形位区间;(3)房县土地利用强度综合指数随着地形位指数的增加逐渐降低;(4)房县各土地利用类型分布具有明显的分形特征,分维数介于1. 275 3～1. 759 3之间,各类用地的稳定性大小依次为:水域居民点及工矿用地园地林地耕地草地交通用地未利用地。研究结果可为该地区土地利用总体规划及土地资源优化配置提供科学的决策依据。     

退耕还林(草)政策下土地利用结构优化研究——以内蒙古太仆寺旗为例

基于中国北方农牧交错带太仆寺旗1995、2000、2005和2008年四期土地利用现状和同时期社会经济统计数据,CLUE-S模型理论框架,结合土地利用适宜性评价和生态系统过程模型,设定生态效益最优、经济效益最优、综合效益最优、现状及预测五种情景,并基于五种情景,对太仆寺旗的土地利用数量需求和空间分布格局进行了优化配置。结果表明,退耕还林(草)政策的实施导致区域土地利用的剧烈变化,但其综合效益与生态效益变化趋势一致。从用地结构来看,太仆寺旗的土地利用现状还存在较大的优化空间,通过综合最优目标的优化,耕地、草地和其他用地在优化后的比例分别占土地总面积的30.34%、35.33%和12.48%,土地利用的生态效益、经济效益和综合效益分别提高了6.2%、2.1%和3.89%,并且向着更加生态与集约的方向发展。从土地利用空间格局上来看,其东北部受人类活动的影响显著,退耕还林(草)政策仍是导致其生态效益和经济效益发生变化的重要影响因子。今后,只有以综合效益最优为目标的土地利用结构优化,才能保证在现状土地利用效益不减少的情况下,最大程度地增加土地利用的生态效益、经济效益和社会效益,使土地利用既满足生态环境的要求,又能提高其经济产出,实现土地资源的可持续利用。     

1985年以来江苏省土地利用变化对人类活动程度的响应

利用1985、1995、2005和2008年4期遥感影像解译获取的土地利用变化数据,从土地利用变化速度、转移方向和土地利用程度方面,借助GIS空间分析和图谱分析技术及Ucinet社会网络分析软件,全面定量分析江苏省1985年以来人类活动作用下土地利用时空变化规律。研究表明:(1)1985~1995、1995~2005、2005~2008年3个时段江苏省的土地利用综合动态分别为12.95%、17.17%、15.03%,反应了人类活动对江苏省土地利用变化的影响程度呈现出"缓慢影响—剧烈影响—影响减缓"的倒U型曲线规律;(2)1985年以来,耕地、建设用地和水域之间的空间转移是江苏省土地利用转移的关键,也是人类影响土地利用最主要的表现形式,3种地类的相互转移占所有土地转移流的80%以上,其中耕地转为建设用地所占比例最大,主要分布苏锡常及南京4市的市辖区,以及昆山、江阴等经济发达的县市及苏北的宿迁市、淮安市、徐州市;(3)1985年以来,追求净产出(利润)的增长是土地利用变化的内在动力,导致建设用地增加及耕地减少,使得全省土地利用程度整体水平不断升高;受可驱动的有效资本量控制,经济发达的苏南地区一直是人类活动影响土地利用最为剧烈的区域,而苏北地区随着经济实力的不断提升土地利用受人类活动影响的程度也在逐渐增强。     

环鄱阳湖区分区土地利用景观格局变化模拟研究

依据水环境约束力的大小,将环鄱阳湖区划分为核心、边缘和外围3个影响区。以该地区2005~2010年间土地利用情况为基准,通过构建CA-Markov-Logistic模型模拟2015年该地区土地利用格局情景,并采用景观格局指数进一步分析3个影响区土地利用景观格局变化趋势。研究表明:(1)从土地利用类型变化来看,覆盖环鄱阳湖区约82%土地面积的耕地和林地将有较大幅度的减少,而城建用地所占比重将大幅上升,对环鄱阳湖区的开发在逐渐加快;(2)从土地利用影响力来看,地类分布概率与人口城市化率、生活城市化率以及经济城市化率的空间分布有着一定的相关关系;(3)从模拟结果来看,环鄱阳湖区核心区耕地范围将缩小而水体范围将扩大,边缘区其他建设用地和农村居民点面积增加,外围区水体范围将大幅缩减,土地景观破碎化程度依次从边缘区-外围区-核心区的顺序下降,表明对鄱阳湖保护的作用正在显现,整个土地利用景观格局取向更为合理。     

基于CLUE-S模型的千岛湖镇土地利用动态模拟分析

基于1993、2004年两期土地利用数据和1〖DK〗∶250000DEM，运用GIS技术，通过Logistic逐步回归分析，在地形、高程、水系、道路交通、城镇和居民点等多种自然和社会经济因素中，筛选出不同时期对千岛湖镇主要土地利用类型空间分布及其变化具有决定作用的驱动因子，并对所得结果进行ROC检验，同时生成相应的土地利用空间分布概率适宜图，然后采用CLUE-S模型，对其2004年的土地利用变化格局进行模拟；并用2004年的土地利用现状图对模拟结果进行检验，结果显示，在基本单元（90 m×90 m栅格）的水平上，模拟的正确率为8471%，Kappa值达到了0825。在此基础上，针对两种政策情景，应用相同模型模拟预测了千岛湖镇2015年的土地利用时空变化。与2004年相比较，变化明显的是城镇工矿用地的扩张和林地的减少，并且城镇工矿用地的扩张多是在原有城镇及工矿用地的基础上向四周扩展，侵占的多是周边的耕地、林地、未利用地。     

吉林省中部地区后备城镇建设用地潜力及空间分布研究

后备城镇建设用地潜力及空间分布研究是科学制定区域空间发展战略和优化城镇发展格局的基础。以吉林省中部地区为例,主要利用GIS空间分析方法,综合考虑地形、土地利用类型、基本农田分布、土地利用规划、人口及城镇发展等因素,对区域后备城镇建设用地极限潜力和有效潜力的数量及空间分布进行分析。研究表明:(1)吉林省中部地区后备城镇建设用地极限潜力规模为14 913.32 km~2,丰富程度由北向南呈降低趋势,主要受行政区规模、气候条件和地理环境特征的影响;(2)极限潜力利用优势度指数为0.467 8,偏北区域利用优势度整体高于偏南区域,空间分布格局与地形和城镇密集程度密切相关;(3)有效潜力规模为2 214.91 km~2,丰富程度为中间区域高,西北和西南区域低,东部边缘区域为中等水平,空间分布格局与城镇化水平和城镇密集程度联系紧密;(4)人均有效潜力规模为106.65 m~2/人,丰富程度整体为中间区域高,西部边缘区域低,北部、东部及南部3个地区的边缘区域为中等水平,空间分布格局除受城镇化水平和城镇密集程度的影响外,与人口分布特征也有一定关系。     

川东平行岭谷区土地利用变化时空分异特征

川东平行岭谷地区生态地位十分重要，研究其土地利用变化及其影响因素具有重要的意义。利用1986、2000和2007年的Landsat TM影像，辅以10 m分辨率的SPOT影像和野外调查，结合土地利用程度、土地利用效应指数探讨了平行岭谷地区土地利用/土地覆被的空间格局和变化轨迹及其相应的生态效应。结果表明，研究区土地利用格局受地形空间分异明显控制；1986~2007年，土地利用变化总体特征是建设用地、水体增加，耕地减少，耕地 耕地 建设用地变化迹线占1986~2007年建设用地变化量的6647%，建设用地的增加主要以2000年后的耕地转入为主；邻近主城所在地的岭谷条带土地利用程度指数增加快于相隔较远的其它各区；总的说来，土地利用效应的增加和强化大于恢复和减少。研究区土地利用变化的因素可归纳为主城区的通道效应、岭谷区交通线的节点效应和河流廊道引起的土地利用变化。进一步的研究应揭示平行岭谷地区通道驱动效应和低山阻隔效应综合作用下土地利用演变过程和景观生态多样性的维持机制，模拟通道驱动效应与生态安全双重约束下的土地利用优化格局     

典型流域土地利用/覆被变化预测及景观生态效应分析——以太湖上游西苕溪流域为例

以太湖上游西苕溪流域为研究区，基于1985和2002年土地利用空间数据，结合土地利用变化的驱动因子，运用马尔科夫模型和CLUE S模型，模拟了研究区2020年土地利用的空间格局；在此基础上，通过对斑块类型和景观水平上格局指数的变化分析， 揭示研究区未来土地利用/覆被变化及其景观生态效应。结果表明： 按照1985～2002年土地利用变化的发展趋势，未来研究区土地利用变化主要表现为建设用地面积大幅度增加，耕地、林地面积减小，研究区未来景观格局指数将发生较大的变化。在景观尺度上，斑块数量、边缘密度、多样性指数、均匀度指数、分维数等指标都呈增加趋势，而斑块平均面积减小，表现出景观结构破碎化、斑块形状复杂化、景观向多样性和均匀化发展的特点；而从斑块类型水平上看，各景观类型之间的景观格局指数变化差异较大，反映了生态系统的复杂性.     

基于CLUE-S模型的重庆市主城区土地利用情景模拟

以重庆市主城区为研究区,采用120m×120m栅格大小的数据为模拟基准,借助CLUE-S模型、情景分析法、SPSS软件及ArcGIS10.1软件建立了数量变化和空间分布变化相结合的不同情景下土地利用/覆盖变化的动态模拟模型,并对研究区不同情景下的土地利用/覆盖动态变化进行了模拟,模型综合考虑各种宏观驱动因子与土地利用变化之间的关系,较全面地考虑了多种土地利用/覆盖变化驱动因子,并利用SPSS软件进行相关性分析,确定了各因子的回归模型,提高了模拟结果的精度,通过对已有数据的模拟及精度分析,整体模拟精度达86%以上,在一定程度上反映了该模型在研究高分辨率土地利用/覆盖变化方面有很好的适应性,对土地利用/覆盖变化的复杂性研究和相关部门对土地布局、规划方面具有一定的参考价值。模拟结果表明:到2030年湿地、人工用地、林地将增加,耕地和其它用地减少,草地在不同的情景下均有稍微的增加,耕地和人工用地是变化最大的两种类型,随着时间的推移耕地和林地面积不断接近甚至持平,研究区西部及西南部变化比较明显。     

黔中石漠化地区不同土地利用方式对土壤环境的影响

在贵州省普定县喀斯特石漠化地区通过调查分析,对3种土地不同利用方式（Ⅰ封山育林地、Ⅱ退耕还林地、Ⅲ农耕地）土壤物理性质、化学性质及土壤种子库进行了研究。结果表明利用方式的不同对土壤物理性质、化学性质及土壤种子库均产生了显著的影响。土壤容重、土壤毛管孔隙度随土壤扰动的加剧而下降,表现为Ⅰ＞Ⅱ＞Ⅲ;土壤总孔隙度与非毛管孔隙度呈现出随土壤扰动程度增加而增加的趋势,表现为Ⅲ＞Ⅱ＞Ⅰ;不同层次之间容重的变异较小,土壤质地比较均一;Ⅱ土壤有机质低于类型Ⅲ和Ⅰ;Ⅰ初步形成了林地环境,林地土壤表现出良性转变。随土壤深度的增加,有机质、全氮、全磷、速效氮表现出减少的趋势,土壤扰动降低了土壤化学性质层次间变异。不同利用方式下土壤种子库物种组成变化不大,土壤中的种子集中分布在表层0～5 cm内,随土层的加深所含种子数量、物种数逐渐降低。不同利用类型的土壤种子数量在0～5 cm层次差异显著（〖WTBX〗p〖WTBZ〗=0.021 897）,种子种类差异不显著（〖WTBX〗p〖WTBZ〗=0.097 628）。土壤扰动促进种子向深层传播,退耕还林有利于土壤质量的恢复。     

CLUE-S模型对村镇土地利用变化的模拟与精度评价

利用航片、IKONOS和Quickbird影像得到研究区3期（1991、2001和2009年）土地利用历史数据，运用CLUE S模型，基于1991、2001年的土地利用数据对2009年土地利用格局进行模拟预测，并将模拟结果与2009年真实土地利用数据进行比较。类型水平上，选择ROC曲线统计和偏离度指数分别对各地类的Logistic回归拟合精度和CLUE S模型模拟精度进行评价；景观水平上，采用景观指数和Kappa指数系列方法，从综合预测能力、景观格局、数量和空间位置等方面对CLUE S模型的模拟精度进行全面评估。结果表明:①CLUE S模型对各土地利用类型的模拟精度均较高，各地类的Logistic回归的拟合精度随着模拟分辨率的提高而逐渐增加；②随着模拟时间的缩短，CLUE S模型对整体景观格局的模拟精度提高；③该模型对土地利用数量的模拟精度明显优于其对空间位置的模拟精度。总体而言，CLUE S模型在村镇尺度的模拟效果良好，预测精度较高，但在空间位置和景观格局精度方面还有待提高     

基于CLUE-S模型的湿地公园情景规划——以南京长江新济洲国家湿地公园为例

基于计算机模型的湿地公园规划具有低成本、高效率、多情景等优点,可以为规划研究提供初步方案的评优和选择。将CLUE-S模型运用到湿地公园规划中,结合生态保护情景和旅游开发情景的设定,对新济洲湿地公园进行2020年景观格局模拟预测,最后从湿地鸟类穿越的最小累积阻力模型角度,对两种情景进行了比较分析,得出如下结论:(1)对CLUE-S模型在研究区的适用性进行验证,经过计算,模拟的精度检验指数Kappa值为0.763,表明CLUE-S模型用来做新济洲湿地公园景观格局变化的预测模型具有良好的可靠性;(2)土壤有机质含量是推动新济洲湿地公园景观变化的最重要驱动因子,其影响力度远远高于其他因子;(3)通过建立MCR模型可以发现,两种情景都具有各自的优缺点,对于生态保护情景需要注意的是拓宽湿地鸟类穿越廊道,减少最小累积阻力路线生态缓冲区内的人为干扰。而对于旅游开发情景来说,构建整体的生态串联性则显得尤为重要,需要在中部大阻力区域为湿地鸟类穿越开辟一条良好的保护通道。     

东南丘陵土地利用变化及驱动力研究--以衡阳市为例

在GIS,Excel, SPSS11.0的支持下,以土地详查数据为依据,对衡阳市1994~2001年的土地利用变化过程进行了全面分析,揭示了衡阳市近七年来土地利用变化的时空特点,并分析了其主要原因。研究表明：(1)衡阳市1994~2001年耕地、未利用地面积总体减少,其他用地均有不同程度增加,土地利用类型变动的总体方向是：农用地和未利用地向建设用地转化,耕地向园地、水域转化,未利用地向林地转化。(2) 衡阳市土地利用变化存在较大的时间和空间差异。时间上1997年前土地利用变化显著,1997年后变化较小;空间上以祁东县和衡阳市区变化较大,衡南县、南岳区变化较小。(3)人口因素、政策因素、经济因素是衡阳市土地利用变化的主要影响因素。1997年前后土地利用变化情况的差异主要由政策因素造就,地形地貌因素及经济因素则主导了区内空间差异的形成。     

大城市边缘区土地利用时空格局模拟--以武汉市洪山区为例

大城市边缘区的土地利用变化复杂而迅速,采用定量模型对此地域的时空格局进行模拟,在土地规划领域有重大意义。以武汉市洪山区为例,首先采用DPSIR模型对大城市边缘区的工业用地、居住用地、服务设施用地、绿地等进行驱动力机制的定性分析,得出每种用地相应的驱动力、压力和状态;进而采用CLUE S模型,通过用地变化驱动力因子作用权重系数的求解,模拟时段内各类用地的需求分析与用地变化的动态分配过程,对边缘区的用地演变进行模拟;最后通过用地现状图对模拟用地进行验证,模拟结果基本拟合。在模拟的基础之上,设定了两种大城市边缘区空间发展的情景模式,即不作任何空间约束的用地演变和进行可持续发展约束的用地演变,有针对性地提出该区域的发展需要重点保护水体和自然风景区。其方法及成果可为大城市边缘区制定发展管理政策提供科学参考。     

2000～2015年山地城市土地利用景观格局动态演变研究——以重庆市渝北区为例

以重庆市渝北区为例，借助地理信息系统和遥感手段，利用Landsat TM 遥感数据和DEM数据，采用景观指数分析、地形位指数和分布指数等计算方法，对渝北区 2000、2005、2010 和 2015 年土地利用景观格局变化特征进行了分析，着重探讨了不同地形、坡度下各种景观类型变化情况，以及它们之间的相互关系，以期为在相似条件下的城市最佳土地利用模式选择提供一定的借鉴和参考。结果表明：（1）渝北区土地资源以中、高级地形位为主，海拔 200 m 以下，坡度6°以下的土地资源比较匮乏；（2）渝北区主要的景观类型是耕地和林地，但耕地景观总的趋势是不断减少，林地不断增加，建设用地增长较快，总体上景观破碎化程度在增加，景观多样性呈上升趋势；（3）研究期内，中低级地形位区间内大量耕地转变为建设用地，林地、草地景观面积的分布趋势随着地形位指数成正相关关系，其优势地形位主要集中于高级别地形位区间。