Land use scenario simulation of mountainous districts based on Dinamica EGO model

Mountainous area makes up 22% of global land, and rational land use in this area is important for sustainable development. Mentougou district has been positioned as an ecological conservation development zone of Beijing and significant land use changes have taken place since 2004. With the combination of GIS and Dinamica EGO(Environment for Geoprocessing Objects) model, the quantitative structure and spatial distribution of land use in Mentougou from 2006 to 2014 are analyzed in this paper. Considering topography has influence on the action mode of driving factors, the research area is divided into two parts based on elevation, mountainous area above 300 m, plain and shallow mountainous area below 300 m. Based on cellular automata theory, the probability of land use change is calculated by Weights of Evidence method and the spatial distribution of land use is simulated by means of two complementary spatial transition functions: Expander and Patcher. Land use pattern of Menougou in 2030 for three kinds of scenarios: trend development, rapid development and ecological protection are simulated. The comparison shows that the trend development scenario is more reasonable based on social, economic and environmental considerations and other scenarios provide a reference for improving irrational land use.

基于CLUE-S和Dinamica EGO模型的土地利用变化及驱动力分析

为了探究中国土地利用变化驱动机制和未来土地利用状况,该文利用中国科学院资源环境科学数据库中的2000年和2005年土地利用数据,结合区域土地利用变化与影响模型CLUE-S(the conversion of land use and its effects at small regional extent)和面向地理过程动态环境模型Dinamica EGO(environment for geoprocessing objects)模拟2000-2020年中国土地利用状况,并借助于Logistic回归结果和贝叶斯估计结果,探讨了中国2000-2005年土地利用适宜性和土地利用变化的驱动力空间特征。以2005年土地利用数据对模拟结果进行验证表明,CLUE-S模型和Dinamica EGO模型在LUCC预测上与实际结果一致性较好,并且CLUE-S模型在预测总体精度上优于Dinamica EGO模型。但在土地利用变化类型的数量预测上,Dinamica EGO模型的Markov过程可以准确预测,并且Dinamica EGO模拟的土地利用变化在空间分布上与经验结果较一致。从2020年中国土地利用预测结果来看,耕地、林地、水域和建设用地将会增加,草地会出现大面积的缩减,未利用地在CLUE-S模型预测中出现增加,而在Dinamica EGO模型中减少。该文可为国土资源规划和耕地资源保护政策的制定提供科学依据。

雄安新区土地利用变化及其经济影响预测研究

雄安新区承担着疏解北京非首都功能的职责,发挥着促进京津冀地区协同发展的重要使命,预测其规划与基础设施建设发展的经济影响,对于推进新区高质量发展具有重要科学指导意义。本研究首先基于InVEST模型与Dinamica EGO模型模拟了在生境质量约束下雄安新区建设用地的时空演变,并据建设用地类型设置了相应人口密度,预测分析了2035年新区的人口发展规模。基于未来人口规模利用SASI模型预测了2035年雄安新区各镇的经济发展趋势,设置了公路交通基础设施、铁路交通基础设施、公路与铁路交通基础设施3种情景,探究了3种情景下雄安新区土地利用变化及其社会经济发展影响。

服务于产业转型的矿业废弃地再利用优化与调控

矿业废弃地的优化再利用对资源型城镇转型所需的各项建设拓展空间具有重要的现实意义。该研究以北京市门头沟区为例,集成3S技术与实地调研,分析其矿业废弃地再利用的状况及时空变化,采用面向地理过程动态环境模型(Environment for Geoprocessing Objects,Dinamica EGO)模拟趋势发展情景下的矿业废弃地再利用格局;基于门头沟区“首都生态涵养发展区”的功能定位,耦合主成分分析与BP神经网络方法对矿业废弃地再利用为生态农业、生态旅游业、高新技术产业的适宜性进行评价;依据适宜性评价结果及产业转型的用地需求设置土地转换规则,结合生态位线性规划模型及约束条件对其进行数量结构优化,采用Dinamica EGO模型对服务于产业转型的矿业废弃地再利用空间格局进行优化;对比优化格局和趋势发展格局,进行调控。结果表明:1)2006—2018年门头沟区共323.30 hm^(2)的矿业废弃地得到再利用,西部各镇的矿业废弃地主要再利用为林地、耕地和果园,东部各镇的矿业废弃地主要再利用为林地、公园、住宅用地和高新技术产业用地;2)趋势发展情景格局中,再利用为生态农业用地的矿业废弃地分布于妙峰山镇和潭柘寺镇等,再利用为生态旅游业的矿业废弃地多分布在大台街道、王平镇等,再利用为高新产业用地的矿业废弃地多分布在大台街道和军庄镇等;服务于产业转型的矿业废弃地再利用优化格局中,再利用为生态农业的矿业废弃地面积为251.75 hm^(2),主要集中在军庄镇、王平镇等,再利用为生态旅游业的面积为64.25 hm^(2),主要分布在妙峰山镇、清水镇等,再利用为高新技术产业的面积为84.25 hm^(2),主要分布在王平镇和妙峰山镇;3)两情景下有108.5 hm^(2)的矿业废弃地再利用用途一致,无需调整。约有63.75 hm^(2)的矿业废弃地在趋势发展情景下被再利用为生态旅游用地,应调整为生态农业用地,约有61 hm^(2)的矿业废弃地在趋势发展情景下再利用为生态农业用地,应调整为生态旅游业用地;妙峰山镇、王平镇、永定镇约12.5 hm^(2)的矿业废弃地结合当地基础设施,调整发展为高新技术产业用地。研究成果可为当地矿业废弃地再利用的调控提供理论支持。

多情景模拟下的中国城镇用地扩展预测

作为人类活动的密集区,城镇用地的扩展对其他土地利用类型和周围环境都将产生重要影响。采用异速生长模型对Dinamica EGO模型的总量预测模块进行改进,在此基础上开展了多情景模拟下的中国城镇用地扩展预测。结果表明,相比2000—2015年,2015—2030年5种情景下中国城镇用地扩展面积降低了58.07%~64.17%,表明中国将要迈过城镇化速度峰值;中部和西部地区、中等城市的城镇用地扩展速率将加快,表明东中西部、大中小城市城镇发展的差距将会缩小,区域、城市协调发展战略效果显著;化石燃料为主的发展情景下,不同地区、不同规模城市的市均扩展面积差异较其他情景增大,表明该情景不但不利于气候变暖减缓,而且不利于区域协调发展。