基于多智能体与CA结合模型分析的农村土地利用变化驱动机制

为深入剖析影响农村土地利用变化驱动因子的作用机理,研究农村土地利用变化驱动机制。该文以官林镇为例,以遥感解译、问卷调查及社会经济统计数据为基础,基于多智能体方法构建模型,定量分析自然区位因子和主体决策行为对农村土地数量和空间格局变化的驱动机制。研究结果表明:土壤p H值、表层土壤质地、农民年人均纯收入、各行业产值、与水源及道路的距离等自然区位因子对各类农村土地利用变化影响较大;智能主体的个体特征、经济特征、家庭特征等影响其用地扩张决策行为,进而影响农村土地面积变化,区位交通方面的因素影响主体的用地位置再选择决策行为,进而影响农村土地利用空间布局变化;元胞自动机(cellular automata,CA)和多智能体系统(multi-agent system,MAS)相结合的模型Kappa系数值为0.808 7,模拟效果较好,可以为系统研究农村土地利用变化,统筹安排农村各类土地利用规模、布局和时序提供科学依据。

经济快速发展地区农业土地利用变化驱动机制研究——以无锡市东亭镇、安镇镇和羊尖镇为例

以长江三角洲地区无锡市东亭镇、安镇镇和羊尖镇为例,通过应用德尔菲法和主成分分析法选择农地利用变化影响因素的基础上,构建了区域农业土地利用变化的驱动模型,并据此着重分析了区域农地数量变化与区域经济发展、城市化水平、农业集约化、城市(上海市)辐射力以及耕地保护政策变化之间的相互关系。研究结果表明,区域农业土地利用变化是上述因素综合作用的结果,并且在不同的乡镇,农地数量变化的驱动因素是有所差异的,而且区域社会经济发展的不同时期,各驱动因素的重要程度也是动态变化的。最后,作者就经济快速发展地区农业土地可持续利用管理提出若干政策建议,合理保护农地尤其是耕地资源;重视耕地质量占补平衡;依据农业产业发展态势,积极调整农地利用结构;推进非农产业升级,合理控制非农用地规模;进一步完善土地利用的经济约束机制和土地利用决策体系;加强区域合作,避免产业结构的趋同导致的土地利用结构的趋同;促进产业科技进步,提高土地利用占用效率。

杭嘉湖平原地区土地利用变化驱动机制分析

选择位于杭嘉湖平原地区社会经济快速发展的浙江省海盐县为研究区,利用遥感数据,对研究区土地利用类型的空间转移与格局变化进行分析的基础上,选取研究区土地利用变化的社会经济驱动因子,运用典型相关分析方法诊断各社会经济驱动因子对土地利用变化格局形成贡献作用的大小,同时运用典型相关系数和冗余度分析,检验了分析结果。研究结果表明,人口密度、单位面积工业总产值、单位面积农业总产值、城镇化水平、农民人均年纯收入等5个因子是影响研究区土地利用变化的主要社会经济驱动因子。

绿洲城市土地利用变化驱动机制分析——以新疆奎屯市为例

绿洲城市土地利用变化驱动机制的研究对于揭示其土地利用变化的原因、内部机制、基本过程以及优化都起着至关重要的作用。本文借用主成分法,从自然和人为两个角度对新疆典型绿洲城市奎屯市的土地利用变化驱动机制进行深入探讨,最终得出:自然因素和人为因素中的经济技术因子、政策制度因子是奎屯市土地利用变化的主导驱动因素,它们直接或间接地制约和影响着研究区域的土地质量、土地利用数量、土地利用结构及土地利用程度的变化。

城镇化背景下济南市土地利用变化驱动机制分析

以山东省省会济南市为例,运用ENVI5.1与ARCGIS10.2平台对1990—2015年四期遥感影像进行处理。分析城镇化进程中济南市土地利用动态变化的特征,在SPSS19.0平台上采用主成分分析法揭示济南市1990—2015年土地利用变化的城镇化相关驱动因子。结果表明:1990—2015年济南市土地利用格局有较大变化。从动态度看,1990—2015期间,用地面积增加的地类包括耕地、水域和城镇建设用地,城镇建设用地的年变化率最大;用地面积减少的地类包括林地、农村居民点和未利用地,未利用地的减少幅度最大。选取11个城镇化相关指标进行主成分分析,从人口增长、经济发展、政策导向和科技水平等方面研究土地利用变化驱动机制。研究结果可为济南市土地利用总体规划的编制及各类土地的合理利用提供参考和借鉴。

基于CCA的太行山区土地利用变化驱动机制分析

基于典范对应分析方法(Canonical Correspondence Analysis,CCA),以太行山区1990年、2015年的土地利用数据及经济社会统计资料为数据源,选取14个经济社会指标,对太行山区近25年来的土地利用变化及其驱动机制进行分析。结果表明:1) 1990—2015年,太行山区土地利用变化面积为5 440. 58 km^2,占太行山区土地总面积的3. 97%。建设用地面积增加了2 002. 59 km^2,增幅居所有土地利用类型首位;耕地面积减少了1 763. 69 km^2,是面积减少最多的土地利用类型,耕地净转移为建设用地是土地利用转移的主导类型。2) CCA分析结果通过95%的显著性检验,太行山区低山丘陵区和盆地区经济社会发展水平较高的县市建设用地面积增加1 137. 47 km^2,耕地面积减少811. 34 km^2,低山丘陵区和盆地区土地系统变化受经济增长、人口增长及城镇化主导因素驱动作用明显;山原区经济社会发展水平较低的县市草地面积减少492. 27 km^2,林地面积增加187. 42 km^2,其土地系统变化受农业生产主导因素驱动作用强烈。区域经济社会发展水平和地形差异是导致太行山区土地系统变化及其驱动机制空间分异的动因。

西吉县80年代土地利用变化驱动机制研究

根据驱动因子与土地利用变化关系的分析,提出表征县域土地利用变化与驱动因子的指标体系,分析了二者的相关关系,建立了多元回归模型,并以其标准回归系数为指标定量分析了驱动因子对土地利用变化的影响,得出了农民纯收入和农民退耕的积极性是西吉县80年代土地利用变化的主要驱动因子的结论.

能源富集区土地利用变化及驱动因素分析——以山西省为例

对山西省土地利用变化及驱动因素研究可以为黄河流域生态保护与高质量发展战略落实提供科学依据。基于1980-2020年7期影像数据,利用土地利用动态度、转移矩阵及地理探测器对山西省土地利用变化特征进行分析并探究土地利用变化影响因素。研究期内最主要的3种土地利用类型为耕地、草地和林地。建设用地动态度最大。耕地、草地及林地三者之间的相互转化最为突出。因子探测结果表明,不同研究时期山西黄土高原土地利用变化的主导因子不同。高程、坡度、土壤类型、人口密度、GDP等5个因子的平均解释力较强。因子间交互作用相对于单因子均有所增强,GDP、人口密度、城镇化等因子与其他因子间交互作用增强最为显著。

气候变化和土地利用变化驱动下的生物多样性系统分析新框架

尽管目前已有大量关于生物多样性评估的研究,但同时考虑生物多样性多维评估、多驱动因素对生物多样性变化的影响评估及生物多样性变化中长期动态模拟预测等研究仍相对缺乏,这会引起对生物多样性不同维度变化水平的片面理解,导致生物多样性保护工程管理决策失误。基于此,综述现有生物多样性评估维度、驱动因素及历史评估的研究进展,并基于现有研究存在的局限性提出生物多样性多维评估方法与人地耦合系统下生物多样性模拟模型构建思路,基于此提出气候变化和土地利用变化驱动下的生物多样性系统分析新框架。该框架包括:①生物多样性“潜力-贡献-重要性”多维评估理论与方法构建;②人地耦合系统下生物多样性模拟模型构建;③人地耦合系统下生物多样性预测及生物多样性保护工程效果仿真与管理。该框架可为生物多样性保护工程管理及可持续开展提供科学建议。

1980-2015年江西省土地利用迁移变化分析及驱动机制研究

厘清江西省土地利用转换时空特征,明晰驱动因子,可为该区土地资源的合理开发和生态环境保护提供科学依据。基于Landsat遥感影像,利用ArcGIS空间分析和SPSS主成分分析等方法,通过土地利用单一和综合动态度、土地利用转移矩阵和土地利用程度综合指数,以及土地利用重心迁移等,研究了1980—2015年江西省土地利用时空变化,并探究了驱动机制。结果表明:(1)1980—2015年江西省土地利用综合动态度为0.168%/a,类型主要为林地和耕地,两者面积占总面积的89.85%,其中建设用地面积变化最大,期间共增加了2241.01 km^(2),为主要变化类型。(2)1980—2015年江西省土地利用转出和转入面积最大的分别是耕地3190.67 km^(2)和建设用地2325.20 km^(2),而林地和草地也分别转出2830.77 km^(2),885.18 km^(2),迁移变化总体上为居民建设用地大量扩张,耕地和林地面积均大为减少。(3)江西省土地利用重心随土地利用变化发生相应改变,其中建设用地和耕地重心变化较大,建设用地向东北方向迁移,耕地向西南方向迁移,二者变化轨迹相反。(4)江西省建设用地的驱动力为城镇发展水平和人口数量与结构两个方面,耕地的驱动力为农业水平和产业机构以及自然条件。综上,近35 a江西省土地利用变化较大,其中耕地和建设用为主要变化类型,其变化主要受社会因素影响。

2010—2017年中国典型城市群土地利用格局变化及其驱动力比较分析

明确典型城市群土地利用格局变化及其驱动力,对生态环境保护与国土空间规划有重要意义。以2010与2017年哈长城市群、山东半岛城市群和海峡西岸城市群土地利用变更调查数据为基础,采用土地利用变化幅度、土地利用变化速率、土地利用类型转移矩阵等定量和定性方法对2010—2017年三大城市群的土地利用格局变化及其驱动力进行比较分析。结果表明,三大城市群的主要土地利用变化表现为其他土地利用类型向建设用地的转化,其规模由大到小依次为:海峡西岸城市群(2186.27 km^(2))>山东半岛城市群(1056.45km^(2))>哈长城市群(897.91km^(2));海峡西岸城市群的耕地面积表现为净增长(192.00 km^(2)),其中流失面积为18755.00km^(2),新增面积为18948.00km^(2),而其余两个城市群的耕地变化则以净流失为主。人口增长、经济发展、交通建设是三大城市群建设用地扩张的主要驱动力,而气候变暖促进了哈长城市群新增耕地的北移。研究得出三大城市群土地利用格局变化及其驱动力存在明显差异。

环鄱阳湖城市群土地利用功能转型及其驱动机制

快速城镇化背景下,推进土地利用高质量转型是实现区域可持续协同发展的重要路径。该研究基于土地利用主导功能,运用综合指数法、耦合协调度模型和时空地理加权回归模型(geographically and temporally weighted regression,GTWR)等方法,分析了环鄱阳湖城市群土地利用功能转型的时空演变特征、耦合协调水平及其驱动机制。结果表明:1)2000—2020年,环鄱阳湖城市群土地利用功能指数从0.20上升到0.55,持续优化提升,但总体上处于中低水平,土地利用功能水平表现为阶段性的变化特征;土地利用功能指数逐渐呈现出中西高、东部低的空间格局。2)生产-生活-生态功能及生产-生活功能的协调度指数持续上升,其余耦合度及协调度指数均呈波动发展的趋势,耦合协调度指数呈现中部和西南部高、东北和西北部低的空间分布格局;以低质量转型为主,平均占比约为50%,功能转型质量有所提升,中西部区县的土地利用功能转型质量要明显优于北部和东部区县。3)不同影响因子的驱动作用存在显著的空间差异。人口密度和城镇化水平的正向驱动作用持续增强,二三产业占比的负向驱动作用增强,人均GDP、人均固定资产投资和人均粮食产量的影响力趋于减弱。应根据各区县土地利用功能的转型阶段,实行差别化的发展政策,补齐区县发展短板,提升功能系统间的耦合协调度。研究结果可为提高区域用地效率,促进土地利用多功能协同发展提供参考和决策依据。

过去40年兰州市榆中县土地利用景观格局变化及驱动力分析

兰州市榆中县作为兰州市城市副中心,过去近40年土地利用景观格局发生了显著变化。本研究基于榆中县5期土地利用/覆盖数据,采用状态转移矩阵和景观生态学方法分析了1980-2018年榆中县土地利用景观格局变化。结果表明,(1)土地利用景观格局发生显著变化的地区主要集中在中部川塬河谷区,且主要集中在2010-2018年。(2)大面积耕地、草地、未利用地被建设用地置换,耕地、草地、未利用地和建设用地的面积分别从1980年的988.99 km^(2)、1971.94 km^(2)、40.05 km^(2)和62.27km^(2)变更为2018年的962.11 km^(2)、1963.29 km^(2)、36.58 km^(2)和102.18 km^(2)。(3)景观多样性和优势度未发生显著变化,草地和耕地始终是优势景观类型且两者面积占比接近景观总面积的90%,但是景观破碎性增加、斑块形状趋于复杂。(4)工业园建设、科教城建设、优势/特色农业基地建设和县域人口增加是榆中县区域近40年土地利用格局变化的主要驱动力,促使过去的耕地、草地、未利用地被建设用地类型所取代。

1962—2019年巢湖流域土地利用变化遥感监测及驱动因素分析

为掌握巢湖流域土地利用类型变化及驱动因素,给巢湖流域生态环境保护和产业发展规划提供参考,基于1962—2019年巢湖流域10期遥感影像,解译了耕地、林草及未利用土地、水域、建设用地4种土地利用类型,分析了巢湖流域近60年来土地利用类型变化和转移情况,重点探讨了改革开放后不同年份农业联产承包责任制、城镇化、生态恢复等因素对流域土地利用变化的影响。结果表明:建设用地面积逐年增加,耕地、水域面积逐年减少。城镇扩张、生态恢复、农业开发是影响巢湖流域土地利用变化的3个主要驱动因素。

景电一期灌区土地利用变化及驱动力分析

研究利用2000、2010、2020年3期Globeland 30土地覆盖数据,结合资料收集、现场调研、土地利用转移矩阵法、土地利用动态度法等研究方法,分析2000、2010、2020年土地利用变化特征;根据2007—2020年景电一期灌区社会经济数据,运用SPSS主成分分析法对土地利用变化及驱动力进行分析。结果表明:灌区地类主要以耕地和裸地为主,占总面积的85%以上;2000—2010年,人造地表、湿地、水体面积分别减少14.74 km^(2)、0.97 km^(2)、0.13 km^(2);2010—2020年,人造地表面积增加36.35 km^(2);整个研究期(2000—2020年),灌区综合土地利用动态度为0.25%,人造地表和水体面积分别增加21.61 km^(2)和0.48 km^(2);景电一期灌区土地利用变化主要驱动力为产业、经济和人口变化。研究成果可为灌区水土资源高效利用奠定基础。

太忻一体化经济区土地利用变化及驱动力分析

分析研究区的土地利用变化及其驱动力,能够为开展土地开发与管理提供科学依据.以太忻一体化经济区为研究区,基于1990年、2000年、2010年、2020年4期Landsat影像数据,运用动态度、PLUS模型等方法,探究了1990年—2020年土地利用的时空变化状况及其主要影响因子.结果表明:草地、林地、耕地是主要用地景观;建设用地景观面积持续增加,其他土地利用类型的景观面积均呈波动变化;土地利用景观变化速率差异明显,建设用地的变化速率最大,建设用地和林地动态度呈正向变化;经济区土地利用景观变化的主要驱动力是社会经济因素.

旅游型海岸区域土地利用变化·生态效应及驱动力分析——以三亚市海棠区为例

以三亚市海棠区为例,运用ArcGIS和ENVI软件对2002—2022年遥感影像进行处理,探索20年来土地利用变化趋势;计算人均生态足迹和生态承载力,分析土地利用变化产生的生态环境效应。结果表明:海棠区的土地利用状况发生了巨大的变化,其中变化较为显著的是耕地、林地、建设用地;耕地和林地的流向主要是建设用地。这一时期海棠区高速发展,人类活动对土地利用的影响加剧。海棠区土地利用生态效应不宜乐观,海棠区生态足迹与生态承载力供给呈反方向发展趋势,海棠区人口对自然资源的利用已逐渐接近自然生态系统的生态承载力饱和范围。

黄土高原半干旱区典型流域土地利用变化及驱动因素研究

利用2000、2010、2020三期遥感影像资料,基于地统计学原理,从土地利用动态度、土地利用强度、土地利用类型相互转化程度入手,解译关川河流域长时序多期土地利用/覆被变化情况。结果表明,耕地、草地为关川河流域主要的土地利用变化类型,各地类面积占比:耕地草地>灌木人造地表>林地>水体,耕地面积保持在69%左右,草地面积保持在25%以上,耕地、灌木地、水体面积在20年间分别减少3374.82hm^(2)、11318.17hm^(2)、103.62hm^(2),林地、草地、人造地表面积分别增加128.00hm^(2)、8765.59hm^(2)、5903.01hm^(2)。研究期后十年综合土地利用动态度明显高于前十年,增幅达79.9%,土地综合利用程度高。2000-2010年间,耕地和水体转出,林地、草地、灌木地、人造地表转入;2010-2020年间,耕地和灌木地转出,林地、草地、水体、人造地表转入。社会因素的驱动对关川河流域土地利用格局的演变效应显于自然因素。本研究旨在更好地处理人地关系,为治理流域水土流失、调整土地利用结构、发展当地经济及保护生态环境提供科学依据。

近20年大理州土地利用变化特征及驱动力研究

以大理州作为研究区,选择2000年、2010年、2020年三期的土地利用数据,基于GIS空间分析、土地利用转移矩阵、单一土地利用动态度等理论方法,对其土地利用变化及其驱动力进行研究。结果表明:大理州近20年土地利用变化以耕地、林地、草地和不透水表面变化为主,不透水表面面积持续上升,草地面积持续减少,耕地和林地间保持动态平衡,草地主要转变为了耕地和林地,不透水表面主要由耕地和草地转入;大理州近20年土地利用发生变化的主要驱动力因素是大理州经济结构的调整和国家洱海保护政策的实施。

鄂尔多斯土地利用变化及驱动力分析

土地利用/覆被变化(Land-Use and Land-Cover Change, LUCC)的监测及其驱动因素分析是土地变化科学的基础和关键。分析研究土地利用变化及其驱动力,是理解土地利用变化过程、调整优化土地利用结构、完善土地管理体制,推进多元化生态治理,促进区域可持续发展的重要科学基础。本文选取鄂尔多斯为研究区,基于2000、2010、2020年的CLCD土地利用数据和共15个驱动因素为支撑,厘清研究区土地利用变化时空脉络,刻画草地退化和恢复动态过程,分析研究区重大生态治理工程、驱动因素、土地利用变化和草地退化/恢复之间的关系。研究结果表明:在过去二十年期间,约有20%的研究区国土面积发生土地利用转化,主要表现为草地面积增加、裸地面积明显缩减、农田面积增加和不透水面面积扩张;草地退化面积明显大于草地恢复面积,退化过程集中在研究区西部旗县,恢复过程集中在东部欠发达旗县;研究区土地利用变化是由研究区重大生态治理工程和研究区社会经济驱动因素进程造成的。