基于多层次模型的农户土地利用决策影响因素分析——以陕西省米脂县高西沟村为例

土地利用变化驱动力研究一直是学者们关注的热点问题之一,土地利用驱动力在不同尺度的变化也越来越受学者们关注。论文以陕西省米脂县高西沟村为研究区域,在地形图、航片解译数据及2009年实际测量数据和农户调查数据的基础上,基于多层次模型的理论,借助HLM6.07(student)软件工具,构建从地块(微观尺度)到农户(中观尺度)的二层土地利用决策影响因素模型,试图揭示微观层面土地利用决策的影响因素在不同尺度上的变化机制。研究结果表明:①农户选择种植土豆、谷子作物的土地利用决策与地块的自然因素和农户的社会经济因素有关;②农户种植土豆、谷子行为决策的影响因素存在差异;③将多层次模型应用到从微观尺度到中观尺度分析农户土地利用决策影响因素是符合实际情况的,这为进一步构建影响农户土地利用决策的因素——微观尺度(地块)、中观尺度(农户)、宏观尺度(村庄)的三层模型奠定了基础,同时为研究土地利用决策机制提供了一种方法。     

湖南省土地利用碳排放动态效率研究:基于Malmquist指数模型

碳排放过量引发的温室效应日益严重,低碳发展是新时期促进经济绿色增长的主要路径。文章在进行土地利用碳排放总量测算的基础上,从土地利用视角分析了研究对象的土地利用碳排放效率动态演变过程。根据IPCC给出的碳排放清单,从能源消费、农业、废弃物三方面系统测算湖南省历年土地利用碳排放总量。以投入和产出为分类建立土地利用碳排放效率评价指标体系,并运用Malmquist生产效率指数模型对湖南省土地利用碳排放效率时序演变特征进行分析。结果显示,湖南省土地利用碳排放增速较快,能源消费是土地利用碳排放的主要来源;湖南省土地利用碳排放效率逐年提升,保持年均28.32%的增速,根据RD指数分解结果,效率提升的来源主要是技术进步。湖南省应不断加快转变经济增长方式,大力推广新型能源,提高土地利用效率及节约集约利用水平,加快农业经营方式创新,倡导循环经济,构建资源节约型的低碳土地利用和经济发展模式。     

基于CA-Markov模型的海湾土地利用动态预测

以海南八门湾为例,利用GIS分析手段,基于Markov预测结果分析,从土地利用适宜性原则与生态保护的角度出发,提出调整后的土地利用约束条件,运用CA-Markov模型,对研究区域2020年土地利用变化趋势进行了预测和模拟。结果表明,防风林、天然林和红树林等天然植被和功能性植被的面积将有所增加;养殖水面、果园和水田等农业生产性用地将有所减少。表明按照可持续发展原则对土地利用进行控制,能够在不影响当前经济发展的前提下,实现社会经济与生态环境协调发展的目标。     

农户土地利用决策对农业景观格局的影响研究——以陕西省米脂县孟岔村为例

探讨微观主体——农户土地利用行为与宏观农业景观格局之间的互动机理,对于了解农户行为的变迁,认识和理解农业景观格局的演变特征和过程,进而调控农户土地利用行为和优化农业景观格局,显然具有重要的理论与现实意义。论文利用构建的农户土地利用决策模型、个体对群体与群体对整体权重影响模型,利用实际收集的陕西省米脂县孟岔村2007年与2008年数据(地籍、地块面积与农户收入等数据),探讨占优势的土地利用决策与占优势的农业景观格局关系。得出如下结论:①占优势的土地利用决策并不一定形成该土地利用方式占优势的土地利用格局;②当年占优势的农户整体土地利用决策并不一定形成次年该土地利用方式占优势的土地利用格局。并提出今后需要进一步研究与探讨的问题:①完善农户土地利用决策模型,在模型中增加风险规避、土地轮作、特殊地类转化等因素;②进一步探索整合地块面积及其空间布局与土地利用决策的方法。     

土地利用方式对土壤有机质及其碳库管理指数的影响

采用野外调查和室内分析的方式对子午岭不同土地利用方式下,土壤有机质、3种活性有机质及其碳库管理指数(CMI)进行了研究,结果表明,土壤有机质、3种活性土壤有机质含量均随土层的加深逐渐降低,在土壤剖面基本表现为林地、撂荒未翻耕地>撂荒翻耕地>农用地.同一土层,3种土壤活性有机质含量及其有效率表现为低活性有机质>中活性有机质>高活性有机质.不同利用方式下,活性有机质有效率随有机质活性增强,呈现撂荒未翻耕地>林地>撂荒翻耕地>农用地的趋势.不同利用方式之间的CMI的差异随有机质活性的增强而增大,且影响深度也逐渐加深.在0~30cm土层内,林地3种活性有机质的CMI高于撂荒翻耕地和农用地;而在30cm之下土层,3种利用方式低活性有机质的CMI相差不大,但中活性有机质和高活性有机质的CMI表现为林地>撂荒翻耕地>农用地.3种活性土壤有机质与其他生物化学性质之间均表现为显著或极显著相关关系,表明活性有机质可以指示土地利用方式对土壤有机质和CMI的影响.     

建立基于土地利用的交通发生量模型的研究

针对出行生成预测中变量众多以及多重相关性问题,以常州调查数据为样本,分别采用逐步回归分析方法和偏最小二乘回归(PLSR)方法,建立基于土地利用形态的交通发生量模型.并对两者建模方法进行分析比较,结果表明PLSR能有效地解决变量多重相关性问题,模型意义清晰,效果显著.     

基于过程的农户土地利用行为模型的设计与模拟研究

通过基于过程的方式来研究农户决策行为已经成为学者们关注的焦点问题之一。论文依据Belief、Desire、Intention（BDI）决策框架,设计基于过程的农户土地利用行为决策模型。模型以农户实际决策而非效益最大化作为行为模拟的假设,对陕西省米脂县高渠乡的典型村落马蹄洼和姜兴庄土地利用变化进行模拟。模拟可以再现农户决策的动态性和反馈性,展示农户学习行为的过程及其影响,揭示农户决策变化的内在机理。利用该模型,对3 种情景下农户土地利用行为进行模拟,对比分析3 种情景的优劣,指出政府未来应当在降低市场风险、规范合作社经营、提高市场预测方面多做工作。文章最后对该种方法的优点和不足进行总结,并指出今后需要加强的方向。     

基于PLUS-InVEST模型的哈尔滨市土地利用及生境质量预测

分析城市土地利用与生境质量时空演变,能够揭示土地利用和生境质量的关联性,有助于城市土地政策合理决策和生态环境高质量发展.研究基于土地利用转移矩阵和IM模型分析哈尔滨市2000~2020年土地利用的变化,并结合PLUS模型进行各用地类型扩张因子的驱动探究以及2030年自然发展情景、生态保护情景、耕地保护情景和城镇发展情景下的土地利用预测,最后利用InVEST模型完成生境质量分析.结果表明：①哈尔滨市土地利用类型以耕地、林地和草地为主,2000~2020年期间,草地、耕地、林地和人造地表转入面积较多,土地利用强度变化倾向性特征明显;水体、裸地和湿地类型的转入较少,多呈现抑制性特征. ②高程是影响草地、耕地、林地、裸地、湿地和水体扩张的主要因子;影响人造地表扩张的主要因子是社会经济因素. ③模拟哈尔滨市2030年4种情景下各土地利用类型面积,其中林地面积均增加,草地面积均减少,湿地、水体和裸地面积变化均不显著;除生态保护情景外,人造地表面积均增加,耕地面积均减少. ④2000~2020年间,哈尔滨市生境质量整体提高. ⑤2030年哈尔滨市4种情景下生境质量空间格局演变规律整体保持一致,生境质量均呈现变好趋势,其中生态保护情景下低、中等生境质量面积减少,而较高、高生境质量面积有所增加,生境质量提升相对明显.研究结果可为哈尔滨市生态文明发展以及城市规划建设提供一定的科学依据及思路.     

中国土地利用程度的区域分异模型研究

本项研究工作直接应用“国家资源环境遥感宏观调查与动态研究”项目和“中国资源环境数据库”取得的最新数据和资料,研究并提出了土地利用程度综合指数计算方法和指标体系,在此基础上,全面分析了影响中国土地利用程度变化的自然环境因素和社会因素,分析了中国土地利用程度的区域分异规律,提出了中国土地利用程度的“极地”模式,并建立了中国土地利用程度的经度、高程模型。     

三江平原不同土地利用方式下土壤锰含量研究

通过对比分析三江平原典型的小叶章湿地、玉米地、水稻田、人工杨树林和岛状林土壤中锰（Mn）含量,研究了不同土地利用方式下土壤Mn分布特征及影响因素.结果表明,三江平原土壤Mn含量范围为107.73～2 798.99 mg.kg-1,平均为403.24 mg.kg-1,处于较低的水平.不同利用方式下土壤中Mn含量差异显著（F=9.272,P〈0.001）,表现出岛状林〉人工杨树林〉玉米地〉小叶章湿地〉水稻田的规律;总体上由表层至底层,各层土壤Mn含量表现为玉米地〉小叶章湿地〉水稻田,岛状林〉人工杨树林的规律,表明湿地开发为旱田后,土壤Mn将聚集,而开发为水田后,土壤Mn则流失.相关性分析表明,土壤中Mn含量与pH呈显著的负相关系（r=-0.279,P〈0.05）,Mn与S含量（r=0.383,P〈0.01）和可溶性有机碳含量（r=0.244,P〈0.05）呈显著的正相关关系,而与土壤有机质（SOM）和有效硫（Sa）含量相关性并不显著.环境因子的改变,可能是通过改变Mn的赋存状态而影响到土壤Mn含量.     

农用地集约利用评价的新模型研究

作为农业大国,中国面临着农用地利用效率低下,耕地数量锐减的现状。如何缓解人地关系、 提高农用地集约利用效率是目前中国解决农用地问题的迫切需要。因此,开展农用地集约利用评价具有十分重大的意义。论文以陕西省为例,提出基于动态模糊神经网络的农用地集约利用评价模型,以克服传统方法学习过程慢,易造成规则灾难、 过度拟合等问题。为了提高评价的准确性,采用定性与定量相结合的方法挑选评价指标体系,剔除冗余程度高的评价指标:耕地平衡指数和单位面积劳动力人数。对动态模糊神经网络模型进行训练和测试,模型收敛结果良好,误差均不超过3×10^-16。为了便于分析评价结果,采用K-means方法将评价分值聚为四类,并与陕西省农用地集约度的空间分异(陕北、 关中、 陕南)实际情况对比。结果表明,采用新模型的评价结果与陕西省各地级市的实际情况相符,杨凌示范区的集约程度最高。最后,通过逐步回归分析得出,农用地集约度与农民人均纯收入呈显著正相关,其相关系数为0.74,高于人均GDP、 城市化水平,农民人均纯收入是影响农用地集约度的主要因素。     

基于IAD延伸决策模型的农户耕地休养意愿研究

基于IAD延伸决策模型,通过1 004个农户样本数据的二元Logistic整体回归及分组回归分析发现：农户耕地休养意愿同时受到户主特征及家庭概况变量、耕地休养规则变量、休养环境与市场变量和认知改革变量的影响。农户生境的耕地依赖性制约了耕地休养;曾撂荒农户和未撂荒农户在4个方面变量,尤其是休养规则偏好上存在显著差异。曾撂荒农户倾向于自由度高、政府遴选权力低的休养规则,未撂荒农户更倾向于补偿标准高、有一定决策自由度的休养规则;在IAD语境下的进一步讨论表明以多元模式为代表的休养规则可能有效改善耕地质量,但在整个耕地休养的动态过程中,需要注意区分不同参与主体,选择性地允许农户参与构建相关规则,从而促进耕地休养的可持续性。     

纳板河流域国家级自然保护区土地利用模式研究

研究了西双版纳纳板河流域自然保护区土地利用的5种基本模式,及其对地区生物多样性保护和社会经济可持续发展的作用.     

基于DESYRE模型的污染场地修复决策研究

利用DESYRE模型对中国北方某污染场地的修复问题进行研究,在综合分析场地的污染物分布状况、污染物毒理性质和暴露途径的基础上,确定了污染物在不同土地使用方式下的风险等级分布;利用已有的修复技术数据库,筛选出较好的修复技术,并对修复效果进行模拟,提供修复技术选择和场地使用方案制定的依据。结果表明,该场地的最佳用地方式为居住用地或娱乐用地,清挖/处理技术与土壤固化/稳定技术（异位）配合应用修复效果较好。DESYRE模型应用结果较为理想,可以对该模型做进一步改进,使之更符合中国的实际情况。     

基于多智能体和土地转换模型的耕地撂荒模拟研究——以陕西省米脂县为例

多模型耦合已经成为国内外模拟LUCC有效途径之一。论文通过如下步骤阐明宏观耕地撂荒格局和微观主体行为间的互动机理。首先,将微观主体间的相互作用纳入其决策,构建有限理性多智能体决策模型（Multi-Agent System,MAS）;其次,通过SNNS平台的训练学习以及与历史数据对比分析,验证土地转换模型（Land Transformation Model,LTM）模拟研究区宏观撂荒格局的有效性;最后,依据多模型耦合机理,耦合MAS模型与LTM模型,形成耕地撂荒模拟模型（Cropland Abandonment Simulation Model,CASM）,并基于研究区耕地撂荒的实际数据,探讨模型的合理性和可行性。结果表明：与2013年历史土地利用数据对比,CASM模型的PCM（Percent Correct Metric）系数为71%,比单独利用LTM模型的模拟精度提高3%,不仅表明CASM能够较好地模拟分析米脂县耕地撂荒空间格局分布,而且可有效揭示宏观耕地撂荒格局的微观驱动机理;同时,文章指出未来研究中要考虑政策和市场的影响,进一步完善不同层次主体决策对撂荒的影响,以此来提高模型对现实耕地撂荒的解释力。     

基于DEM的山地丘陵区土地利用/覆被研究——以青海湖流域为例

研究地形对土地利用空间分布格局的影响,对探讨不同地貌部位自然因素和人文因素在土地利用变化过程中的作用具有重要意义。论文以青海湖流域为例,对比各土地利用类型的投影面积与地表真实面积的差异,并从地形(高程、坡度、坡向)角度分析了流域内土地利用的空间分布格局。结果表明:流域投影面积与地表真实面积相差754.79 km²。耕地、居民地、水域、沙地主要分布在3 500 m以下,且坡度小于2°的平地上,耕地和居民地多分布在南坡和西南坡上;林地主要分布在3 500~4 000 m且坡度多在6~25°的缓地和斜坡上,各坡向分布较均匀;草地主要分布在4 500 m以下且坡度小于25°的坡地上;沼泽多分布在3 500~4 500 m且坡度小于25°的河源地区,多分布在北坡和东北坡上;其它用地主要分布在4 000~4 500 m的坡度较大的斜坡或陡坡上。随高度、坡度增加,土地利用程度综合指数呈下降趋势;土地利用综合指数在坡向上呈现:平地＞阳坡＞阴坡。说明地形在很大程度上影响着青海湖流域的土地利用分布,且这种影响比较符合当地的自然规律和社会经济规律。     

基于生产成本的中国农地利用集约度的变化特征

以价值形态的农作物种植成本为表征指标,对我国1980-2002年农地利用集约度的变化特征进行了年际间、不同种植业之间与不同区域之间的比较研究。结果表明:①近20多年来,我国农地利用的集约度不断提高,但在1985-1986年、1993-1994年与1998-2002年,农地利用的集约度出现过三次明显的下降;②我国农地利用主要以物质成本投入为主;物质成本投入相对稳定,而劳力成本的投入变化较大,其变化同总成本变化同步;③不同种植业生产的集约度有一定差异,但在总的时序变化规律上差异不明显;④不同区域之间农地利用集约度的变化特征差异显著。低收入地区农地利用集约度的提高幅度比高收入地区大;高收入地区集约度的提高主要依赖于物质成本的投入,劳力成本投入增加不明显,而低收入地区劳力成本与物质成本的投入比例基本相当,且在1991年以后,劳力成本的投入比例超过了物质成本;从集约度的波动上看,集约度下降的阶段,收入高的地区下降幅度大,而收入低的地区下降幅度小。     

基于RS的城市土地集约利用评价方法研究

论文建立了以遥感数据为主要数据源的城市土地集约利用评价指标体系,对城市土地利用遥感影像(IKONOS)特征进行分析,介绍评价指标遥感信息解译方法。在以遥感为主结合调查获取所有指标信息的基础上,应用综合评价和人工神经网络(ANN)模型对城市土地集约利用进行评价,通过评价结果比较,发现人工神经网络模型能够反映自变量和因变量之间的复杂非线性关系,是一种可行的评价方法。因此,论文构建基于遥感和人工神经网络(ANN)作为城市土地集约利用评价的方法体系,并应用其对石家庄市土地集约利用水平进行了评价。实践证明,这种体系构建评价方法更具时效性,实用性更强,工作更快捷、方便,评价结果更为客观。     

人工神经网络模型和公路复垦土地适宜性评价

提出了人工神经网络用于公路临时用地复垦土地适宜性评价，利用该模型对京大高速公路山西段复垦山西段复垦土地进行了适宜性评价，探讨了人工神经网络在土地复垦适宜性评价时的特点和注意问题。