权衡生态保护与经济发展的土地利用多情景模拟

从土地利用视角切入,首先对龙门山过渡带的生态服务功能重要性与生态脆弱性进行了综合评价,采用自然断点法将生态服务功能重要性与脆弱性计算值进行分级,以此为基础结合研究区现状已划定生态保护区,划分生态综合评价等级为Ⅴ级的区域为规划约束情景下土地利用限制转换区,划分生态综合评价等级为Ⅳ级、Ⅴ级的区域为生态保护情景下土地利用限制转换区。设置自然发展情景研究区土地利用规律保持2010—2015年不变,规划约束情景在自然发展情景基础上将耕地、林地与水域、草地向建设用地转化的概率分别降低30%、20%与10%,生态保护情景在自然发展情景基础上将耕地向建设用地转化概率降低30%并补充于耕地向林地转化之上,将林地、草地向建设用地转化的概率降低50%。基于多情景土地利用模拟结果,提取待权衡用地斑块,划定生态综合评价结果Ⅴ级、坡度25°、地方林线海拔3500m为判定阈值,结合现状地类、主体功能区划定等因素进行多重逻辑判定,将多情景模拟结果进行集成,权衡判定后的集成方案既能很好地保护生态环境,又能较好兼顾研究区经济发展。

多情景模拟下的长吉图地区生态系统服务评估

对未来土地利用变化与生态系统服务之间的关系进行深入研究对区域生态安全的保障和可持续发展至关重要。该研究基于长吉图地区2000—2020年的土地利用变化数据,采用InVEST模型和CA-Markov模型进行生态系统服务评估,并运用多情景模拟探讨未来趋势。研究结果如下:(1)2000—2020年,林地、耕地面积呈现波动减少趋势,其他用地类型的面积则呈增加趋势;(2)2000—2020年,生态系统服务方面,产水量呈现先增加后减少的趋势,生境质量呈现出衰退趋势,土壤保持量和粮食产量持续增加;(3)在3种情景下,耕地、林地、冰川和永久积雪都呈现减少趋势,而其他土地类型则呈增加趋势;(4)通过采用熵权法对3种不同情景下的4种生态系统服务的价值量进行综合评估,自然发展情景、耕地保护情景、生态保护情景的综合值分别为0.21、0.76、0.50。因此,耕地保护情景是最优的土地利用情景。

赣州不同情景土地利用变化对生态系统服务价值影响

城镇发展使得生态系统服务价值发生变化,甚至显著降低,模拟未来土地利用结构,能优化国土空间结构,提高生态系统服务价值。本研究以2010、2020年土地利用类型数据,利用土地利用变化情景模拟(GeoSOS-FLUS)模型模拟不同情景下2030年土地利用状况。结果表明:4种情景下草地、未利用地都是减少,水体几乎不变,建筑用地栅格数都增加,其中基准和保护林地情景增加最多,均为25.66%,林地除保护农田基本不变外,其他三种情景变化几乎一致,增加均为3.07%;相比2020年,保护农田的生态系统服务价值降低了5.46亿元,其他三种情景的服务价值都增加,保护农田林地最高,为2901.82亿元,其他两种均为2893.07亿元。

生态安全格局约束下长株潭都市圈建设用地演变模拟与管控

为探索生态安全格局下区域可持续发展模式,选取长株潭都市圈为研究对象,通过遥感数据识别2000—2020年建设用地变化情况,采用综合生态重要性评估模型和MCR(minimal cumulative resistance)模型构建都市圈生态安全格局,基于FLUS模型(future land use change scenario simulation model)设置自然发展(ND)、核心生态块保护(CEP)、生态安全格局约束(ESPR)3种建设用地模拟情景,在模拟结果的基础上划定长株潭都市圈城镇开发边界。结果表明:2000—2020年长株潭都市圈建设用地扩张迅速,且由急速无序扩张转为缓速集中扩张;利用综合生态重要性评价得到极重要性生态用地共计2649.54 km^(2),筛选得到生态源地共计1204.38 km^(2),占研究区总面积的13.97%,并构建出长株潭都市圈综合生态安全格局;在ND、CEP、ESPR 3种情景模式下,2030年长株潭都市圈建设用地规模分别达到1345.88、1345.79和1284.94 km^(2)。基于ESPR情景划定城镇开发边界范围,可有效实现土地经济和生态效益的最大化,并为该地区的生态保护和土地利用规划提供参考。

多情景模拟土地利用变化下的生态系统服务评估及其权衡/协同研究——以辽宁省沈抚地区为例

以沈阳市和抚顺市为研究区,利用地理模拟优化系统(GeoSOS-FLUS)预测未来(2030年和2060年)历史趋势(S_(1))、经济发展(S_(2))和生态保护(S_(3))3种情景下的土地利用分布;引入生态系统服务评估与权衡模型(InVEST)评估产水服务、碳储存服务和生境质量,基于归一化植被指数(NDVI)评估食物供给服务,并借助游憩机会谱模型(ROS)评估游憩服务;最后,计算各情景的归一化综合效益,分析生态系统服务间的权衡/协同关系.研究发现:(1)2000—2020年中,研究区产水量和食物供给量不断升高,固碳量和生境质量呈先升后降的趋势,而游憩服务则相反.(2)生态系统服务存在明显空间异质性,产水量和游憩系数最高的地区集中在中西部,碳储存最多和生境质量最高的地区集中在东部,食物供给最高的地区则集中在西部.(3)2030年和2060年的产水量和平均游憩系数的排序都为:S_(2)>S_(1)>S_(3),而碳储存量和平均生境质量的排序与其截然相反,食物供给量在不同预测年份的情景中排序不同,其值受预测年份的影响较大.此外,S_(3)情景的生态系统服务归一化综合效益在两个预测年份中都是最高的.(4)在所有模拟情景中,碳储存服务和生境质量间都呈现明显协同关系,而产水服务和食物供给服务间、碳储存服务和游憩服务间、生境质量和游憩服务间则皆呈现明显的权衡关系,且生态系统服务在S_(3)情景的权衡关系最弱.

基于CLUE-S模型框架的土地可持续利用情景预测--以阳泉市郊区为例

土地持续利用是区域可持续发展的核心内容与重要基础,提高土地利用效率、优化土地资源配置是推动区域经济可持续发展的必要手段。土地利用规划在推动土地资源可持续利用方面发挥了重要作用。在现有土地利用数据的基础上,充分整合自然和社会因素的影响,全面考虑各土地利用类型的供需平衡关系,合理预测未来土地利用变化情景,特别是建立一个开放性的研究框架,是土地利用研究和规划实践中亟待解决的问题。本文以阳泉市郊区为例,提出简化的CLUE-S模型研究框架,探讨研究区不同发展路径下的土地利用变化情景,以期为土地利用规划提供决策依据。研究结果表明,在土地利用规划中,耕地优先原则、生态保护原则、效益提高原则依次为发展路径的先后选择顺序。较"生态涵养"及"超速掠夺"路径,"均衡发展"路径安排耕地18131.57hm2,安排建设用地14069.40hm2,可以满足阳泉市郊区在未来15年内粮食自给率上升27个百分点,国内生产总值年均增幅达到13%的用地需求,为最适宜发展情景。