河湟谷地生态系统服务价值时空演变研究

土地利用类型是影响生态系统服务价值(ESV)的关键因素,分析土地利用变化对ESV的响应程度,可以为生态脆弱区的生态环境保护与可持续发展提供科学依据。以河湟谷地为例,基于2000—2015年土地利用数据,采用混合元胞自动机(MCCA)模型和改进的当量因子法,分析2000—2035年土地利用变化和ESV的时空变化特征。结果表明:(1)2000—2035年期间土地利用类型以耕地、草地和林地为主,耕地和草地面积总体呈下降趋势,建设用地面积总体呈上升趋势。(2)2000—2015年,河湟谷地的ESV在时间上呈先上升后下降再上升的演变趋势,在空间上呈异质性分布格局,中高值区主要聚集在草地和林地地区,低值区主要聚集在城市中心及其周边地区。(3)预测2035年河湟谷地自然趋势和生态保护两种情景的ESV较2015年均呈上升趋势,而经济发展情景的ESV则稍有下降。研究结果可为河湟谷地及类似区域的生态环境保护与可持续发展提供科学参考。

基于优化地理模拟的长沙市城镇开发边界划定

城镇开发边界划定方法的合理性、科学性研究对未来国家国土空间优化发展具有重要意义。然而目前国内城镇开发边界划定方法的研究缺乏对建设用地驱动因子的模拟和探讨。通过1990—2018年四期土地利用数据,利用土地利用转移矩阵、地理探测器,深入探讨长沙市建设用地变化的成因,并从建设用地驱动机制视角下优化混合元胞自动机模型(mixed-cell cellular automata,MCCA),预测多情景下的长沙市2030年的土地利用结构变化,最终结合城镇用地适宜性评价划定多情景下的城镇开发边界。结果表明:①优化后的地理模拟比未优化的模拟结果相比,Kappa系数提高了1.44%,总体精度提高了3.00%,相对熵降低了1.11%;②长沙市刚性城镇开发边界面积为7028.20 km^(2),占全域土地总量的59.31%,主要分布在长沙市中心城区;③常规情景和一体化情景下长沙市2030年弹性城镇开发边界面积分别为1021.23 km^(2)和1158.60 km^(2),且其边界差异主要分布在长沙县。基于建设用地驱动机制优化后的模拟将有助于真实的预测未来土地利用变化,为城镇开发边界的科学划定与土地决策提供技术支撑。

关中平原城市群土地利用结构多情景优化和生态系统服务价值预测

经济快速发展导致关中平原城市群的土地利用发生重大变化,导致区域的生态系统服务价值(ESV)发生改变。本研究基于关中平原城市群土地利用数据和驱动数据,使用系统动力学(SD)模型耦合混合元胞(MCCA)模型,预测了自然发展、经济发展、生态保护与耕地保护情景下2040年土地利用单元内ESV细微的时空变化,揭示ESV对社会经济演变的响应,并采用敏感性指数研究土地利用变化对ESV的影响。结果表明:2000—2020年间,研究区土地利用转变主要是耕地、林地和草地之间的转换以及耕地转向建设用地。由于林地和水域的面积增多,ESV在此期间小幅上升。2040年,与生态保护情景相比,经济发展情景的林地占比减少1.8%,建设用地增加1.3%。2020—2040年间,经济发展情景下,ESV在中部和东部呈下降趋势,但在耕地保护情景下呈上升趋势,其中,水文调节和气候调节对ESV的贡献最大;ESV总量除生态保护情景以外均呈下降趋势。生态保护情景下,土地利用变化发生对ESV有积极影响,而其他情景下,ESV对土地利用变化则有负面响应,其中,经济发展情景下的负面影响最大。研究结果可为多情景土地利用模拟和ESV预测提供新方法,对城市群国土空间布局优化、土地资源规划管理和可持续发展路径策略具有重要的科学和实践意义。