北部湾南流江流域土地覆盖及生物多样性模拟

以北部湾独流入海河流南流江流域为研究对象,基于研究区2000年和2015年遥感数据解译的土地利用数据以及社会经济等数据,采用CLUE-S模型对未来2030年生态保护情景、自然增长情景以及粮食安全情景的土地利用格局进行了模拟预测,在此基础上采用InVEST模型对流域过去和未来不同情景的生物多样性进行了评估,探讨了流域生物多样性的生境质量和生境退化程度.结果表明：2000~2015年南流江流域建设用地、园地、水域和未利用地呈现出增加趋势,其中建设用地的增幅最大,而耕地和林地减幅最大.流域土地系统中共存在着34种土地网络转移流关系,上游存在24种,中游20种,下游28种,耕地与建设用地、耕地与林地以及林地与园地之间的转换占到流域总土地利用变化的70.74%.CLUE-S模型模拟未来土地利用的Kappa系数达到0.86,表明模型模拟未来情景的土地利用精度满足要求.2000年、2015年、2030年生态保护情景、2030年自然增长情景以及2030年粮食安全情景流域生境质量总得分和平均得分分别为866630,900357,921055,876231,865370和0.7457,0.7747,0.7925,0.7539,0.7466.2030年3种情景的中上游和下游地区生物多样性都呈现出不同程度的改善趋势,而中游地区则表现出退化趋势.     

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。     

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     

基于生态服务价值的多目标水源地土地利用结构优化

为探讨首都水源地最佳水土资源优化配置模式,选取北京山区怀柔水库流域为研究对象,基于研究区5期(1990、1995、2000、2005 和2008)卫星遥感影像数据,分析了怀柔水库流域1990~2008年间土地利用时空变化特征,并基于生态服务价值理论、灰参数线性规划理论和CLUE-S模型对怀柔水库流域土地利用进行空间优化配置模式研究.结果表明:现有土地利用结构在优化配置后流域生态系统服务功能价值较2008年增加1795.4万元,增幅5.4%.其中,流域涵养水源功能价值量增加最多,为560.9万元,净化大气的价值增长幅度最大,增长率达到9.3%.研究结果可为该区域水土地资源的可持续利用、开发和管理提供科学依据.     

东辽河流域土地利用变化对非点源污染的影响研究

采用国际前沿的SWAT模型及CLUE-S模型,基于3S技术和统计分析方法,分析了吉林省东辽河流域土地利用2000~2005年的土地利用动态变化,并借助于Logistic回归结果探讨了2000~2005年土地利用变化的驱动力空间特征;运用2000年和2005年土地利用数据,结合CLUE-S模型,模拟不同预测方案下东辽河流域未来20a土地利用变化情况.在此基础上,应用SWAT模型分别对研究区2025年2种情景下非点源污染负荷进行模拟.结果表明:不同的土地利用条件下,情景2比情景1的多年平均径流减少了12.26mm、泥沙减少了8.4×103t、溶解态氮减少了8.29kg、有机氮减少了9.49kg、总氮减少了8.4kg、溶解态磷减少了8.61kg、有机磷减少了7.18kg、总磷减少了7.18kg,情景2比情景1更能有效的控制非点源污染.     

基于CLUE-S和灰色线性规划的嘉兴北部土地利用优化配置研究

构建基于CLUE-S与灰色线性规划混合模型的土地利用优化配置方法,在导入区域政策、社会经济、生态目标和土地利用现状等条件下,进行土地利用数量结构与空间布局的统一优化,并以嘉兴北部地区为例进行实证研究,共设置现状趋势情景、规划目标情景和规划可持续情景这3种模拟情景.规划可持续情景侧重社会经济环境效益,故对建设用地快速增长和农用地持续减少起到明显调控作用,可实现生态敏感区环境和粮食安全的双重保护,是理想的土地利用优化方案.CLUE-S模型与灰色线性规划的耦合能够兼顾现状条件和区域发展目标,模拟土地利用的数量和空间变化,是解决土地资源优化配置问题的有效方法.     

Land Use and Land Cover Change Analysis and Prediction in the Upper Reaches of the Minjiang River,China

Scientists have aimed at exploring land use and land cover change (LUCC) and modeling future landscape pattern in order to improve our understanding of the causes and consequences of these phenomena. This study addresses LUCC in the upper reaches of Minjiang River, China, from 1974 to 2000. Based on remotely sensed images, LUCC and landscape pattern change were assessed using cross-tabulation and landscape metrics. Then, using the CLUE-S model, changes in area of four types of land cover were predicted for two scenarios considering forest polices over the next 20 years. Results showed that forestland decreased from 1974 to 2000 due to continuous deforestation, while grassland and shrubland increased correspondingly. At the same time, the farmland and settlement land increased dramatically. Landscape fragmentation in the study area accompanied these changes. Forestland, grassland, and farmland take opposite trajectories in the two scenarios, as does landscape fragmentation. LUCC has led to ecological consequences, such as biodiversity loss and lowering of ecological carrying capacity.     

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。     

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。     

科尔沁沙地及其周围地区土地利用变化的情景分析

根据科尔沁沙地及其周围地区过去15年(1985～2000年)土地利用的时空动态变化、2000年的土地利用格局以及2010年的土地利用规划数据,构建了模拟研究地区土地利用变化的CLUE-S模型。在该模型的支持下,论文分别对研究地区未来10年(2000～2010年)土地利用变化格局的马尔柯夫情景和规划情景进行了模拟,然后,通过2000年土地利用现状图与2010年情景模拟图的叠加,分析了在以上两种情景下土地利用变化的共同之处及差异。研究结果对完善科尔沁沙地及其周围地区土地利用变化的动态管理具有重要意义。