收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

土地利用变化的多尺度模拟研究

王磊  
【摘要】:本文以西南喀斯特发育典型区—贵州省猫跳河流域为案例区,基于自上而下和自下而上相结合的研究途径,针对不同利益主体,在不同尺度上对土地利用变化进行了模拟,旨在构建一个土地利用变化多尺度综合模拟框架。主要研究内容与结论如下: 1.农户是影响土地利用变化的微观主体和最小单元。在很大程度上,大尺度上的土地利用变化是众多个体农户土地利用行为涌现(emergency)出的宏观结果,因此,把握农户决策规律有助于加深我们对土地利用变化微观机理的理解。在自下而上研究途径中,以个体农户为研究对象,对其经济和土地利用决策等方面进行了全面分析;在此基础上采用人口密度空间降尺度分析和农户分类的方法,实现了农户个体决策到群体决策的转变,以及农户空间属性的获取;最后采用ABM模型(agent-based model,智能体模型)在流域尺度上对农户返耕决策影响下的土地利用格局变化进行了情景模拟。 (1)微观尺度的农户分析首先,通过农户问卷调查数据,分析了农户总体收支情况以及农户收入水平与农户属性因子之间的关系。采用多元回归分析方法,遴选出影响农户收入的主要因子:农户拥有的耕地面积、家中是否有人从事商业活动以及农户家庭中非农劳动力的数量。其次,分析了当前农户生产决策与农户属性因子之间的关系,并找出影响农户返耕决策的主要因子。最后,分析了农户对外部影响因子-政策的感知和响应。采用Logistic二元回归模型识别出农户参与退耕意愿的主要影响因子:家庭人均收入、退耕收入占家庭收入的比例、人均耕地面积和退耕土地占耕地面积的比例。 (2)流域人口密度的空间降尺度研究通过分析影响人口密度分布的主要空间因子,基于多元回归方法建立了流域人口密度空间分布模型,将以乡镇为单位的人口密度统计数据转变为以栅格为单位的小尺度人口密度数据。结果表明,在我国西南喀斯特小流域尺度上,影响人口密度分布的主要因子是建设用地、耕地指数与到道路的距离。采用多元回归模型建立的人口密度分布图可以较好地反映流域人口密度分布的特点。 (3)农户分类与空间分布模拟农户的土地利用决策具有多样性的特点,同时,农户之间又有着相似性,这种相似性表现为农户的群体决策。在区域尺度上研究农户决策对土地利用的影响,有必要把握农户决策的规律,对其进行简化。针对农户的返耕决策,采用二分树的分类方法,将研究区的农户分成了5种类型,实现了农户个体决策到群体决策之间的转化。在人口密度分布图等空间数据的支持下,设计了农户空间分布算法,将5种类型的农户分布到流域空间上。将模拟结果与实际数据对比发现,无论从每个乡镇的农户数量,还是从农户分布的空间格局来看,两者基本一致,模拟效果比较理想。 (4)基于农户决策的区域尺度土地利用变化模拟针对退耕还林、还草政策结束后农户可能出现的返耕行为,采用ABM模型,在流域尺度上实现了农户决策作用下的土地利用变化情景模拟。结果表明,农户的返耕行将对区域土地利用格局变化产生较大影响,同时,不同类型农户的返耕行为之间存在着差异性。对于返耕意愿强烈的农户,设计了相应的政策情景,并在模型中作以模拟。政策情景模拟结果表明,土地利用政策是手段。 2.在我国,区域尺度上的相关利益主体主要是政府,其关注的主要问题是区域未来的发展趋势及目标。因此,在自上而下研究途径中,采用ANN-CA模型、SOFM和MOLP模型分别从区域土地利用格局、土地利用分区与结构优化的角度,在流域尺度上实现了土地利用变化系统模拟,以期为流域土地可持续利用与管理提供充分的科学依据。 (1)基于ANN-CA(人工神经网络-元胞自动机)耦合模型的土地利用变化模拟采用ANN-CA耦合模型,对流域土地利用格局变化进行了模拟,并在此基础上对2014年的土地利用格局进行了预测。研究结果表明,ANN-CA模型对土地利用变化模拟的精度较高;流域未来的土地利用格局变化趋势与历史时期一致,耕地、草地面积分别减少109.89km~2和22.23km~2,林地面积增加103.23km~2,生态环境呈持续变好的趋势。 (2)基于SOFM(自组织特征映射网络)模型的土地利用综合分区研究从自然生态和社会经济两个方面建立起土地利用综合评价指标体系,采用SOFM模型对流域内45个乡镇进行了土地利用综合分类和分区。与传统的聚类方法比较,两者分区结果基本一致,而SOFM模型更具客观性和可操作性。土地利用综合分区方案将流域分为3个区域,针对不同分区的特点提出了相应的土地利用的发展方向和建议。 (3)基于MOLP(多目标线性规划)模型的土地利用结构优化研究在土地利用综合分区的基础上,分别以经济效益、生态效益和生态-经济综合效益为优化目标,结合研究区的实际情况设置了11个约束条件,采用MOLP模型分别进行最优化求解。结果表明,无论是分区尺度还是流域尺度,综合考虑经济与生态效益时的土地利用结构优化结果最为合理。不同区域的土地利用优化结果具有差异性,要因地制宜地制订土地政策,以满足区域土地利用可持续发展的需求。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 施临湘;夏斌;聂云峰;;井冈山市土地利用格局及其变化分析[J];安徽农业科学;2011年04期
2 ;土地资源[J];中国地理与资源文摘;2006年01期
3 廖兴勇;魏朝富;刘秀华;;关于上一轮县级土地利用总体规划中土地利用变化及生态环境效应的思考——以重庆市丰都县为例[J];中国农学通报;2006年06期
4 陈文华;甘淑;;云南山地坝区土地利用变化及其驱动分析——以保山坝子为例[J];云南地理环境研究;2009年06期
5 喻锋;李晓兵;王宏;余弘婧;;皇甫川流域土地利用变化与生态安全评价[J];地理学报;2006年06期
6 陈瑞琴;;青岛市土地利用变化的驱动力研究[J];国土与自然资源研究;2008年04期
7 徐东瑞;孙丽敏;胡景辉;;土地利用变化对河北坝上农业水土资源的影响[J];河南农业科学;2006年01期
8 钟太洋;黄贤金;翟文侠;;“退耕还林”政策驱动下的农户土地转用决策及其土地利用变化影响研究——基于江西省丰城市农户问卷调查的一个分析[J];亚热带水土保持;2006年03期
9 保家有;王海华;;亦庄新城地区土地利用时空动态变化及其驱动因素分析[J];科学技术与工程;2008年06期
10 陈辉;张永福;;阿克苏市土地利用变化驱动力分析[J];安徽农学通报(上半月刊);2010年21期
11 白晓娟;赵雨森;;基于RS与GIS的哈尔滨市土地利用格局演变及其预测研究[J];林业资源管理;2010年02期
12 柳长顺,齐实;西吉县80年代土地利用变化研究[J];水土保持学报;2001年S2期
13 马安青,王彦丽,陈东景,王建华;黄土高原陇东地区土地利用遥感动态研究[J];干旱区地理;2002年02期
14 王凌,李秀珍,郭笃发;辽河三角洲土地利用变化及其影响[J];山东师范大学学报(自然科学版);2003年03期
15 王鹏,黄贤金,杨肇卫;区域农业产业结构调整与土地利用变化研究——以江西省上饶县为例[J];衡阳师范学院学报;2003年06期
16 黎夏;珠江三角洲发展走廊1988~1997年土地利用变化特征的空间分析[J];自然资源学报;2004年03期
17 傅小锋,曹卫东,曹有挥,潘坤友;半城市化地区土地利用变化及其环境效应——以成都新津县为例[J];中国人口.资源与环境;2005年03期
18 徐勇;马国霞;沈洪泉;;北京丰台区土地利用变化及其经济驱动力分析[J];地理研究;2005年06期
19 王庆琨;刘喜广;;土地利用变化对区域环境承载力的影响——以山东省垦利县为例[J];安徽农业科学;2006年24期
20 鲁春阳;齐磊刚;桑超杰;;土地利用变化的数学模型解析[J];资源开发与市场;2007年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 肖志坤;姜良美;全斌;;“两型社会”建设下的长沙市土地利用动态变化及预测研究[A];2010年中国土地学会学术年会论文集[C];2010年
2 王鹤饶;郑新奇;曹新;;基于CA-Markov的城镇土地利用变化模拟研究——以北京市昌平区为例[A];发挥资源科技优势 保障西部创新发展——中国自然资源学会2011年学术年会论文集(下册)[C];2011年
3 程锋;周小萍;;土地利用变化动态模型研究——以北京市门头沟区永定镇为例[A];土地覆被变化及其环境效应学术会议论文集[C];2002年
4 吴国良;高小红;亢健;邹婵;;基于遥感和GIS的北川河流域土地利用变化分析[A];2010中国可持续发展论坛2010年专刊(二)[C];2010年
5 张轶秀;千怀遂;;广州城市边缘区土地利用变化及其对生态服务价值的影响[A];中国山区土地资源开发利用与人地协调发展研究[C];2010年
6 李昱;张弛;周惠成;沈必成;;SWAT模型在土地利用变化对径流影响研究中的应用[A];中国原水论坛专辑[C];2010年
7 蒲雯;张超;杨建宇;;基于CA复合模型的农村土地利用变化模拟研究[A];中国农业工程学会电气信息与自动化专业委员会、中国电机工程学会农村电气化分会科技与教育专委会2010年学术年会论文摘要[C];2010年
8 肖瑶;王艳慧;尹川;;基于TM影像的北京城区近20年土地利用变化研究[A];第十七届中国遥感大会摘要集[C];2010年
9 刘凤莲;林爱文;;基于RS的襄阳市土地利用变化对生态系统服务价值的影响评估[A];地理学核心问题与主线——中国地理学会2011年学术年会暨中国科学院新疆生态与地理研究所建所五十年庆典论文摘要集[C];2011年
10 韩华丽;朱玉碧;杨子生;赵乔贵;杨兴杰;;中国退耕还林工程驱动下的滇西南中低山盆谷区近八年土地利用变化研究——以潞西市为例[A];中国山区土地资源开发利用与人地协调发展研究[C];2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王磊;土地利用变化的多尺度模拟研究[D];北京大学;2011年
2 谭永忠;县级尺度土地利用变化驱动机制及空间格局变化模拟研究[D];浙江大学;2004年
3 蔡为民;黄河三角洲土地利用变化及其可持续性评价[D];中国农业大学;2004年
4 谭少华;区域土地利用变化及其分析方法研究[D];南京师范大学;2004年
5 张海林;安徽杭埠河流域土地利用变化及其环境效应研究[D];华东师范大学;2005年
6 郝庆菊;三江平原沼泽土地利用变化对温室气体排放影响的研究[D];中国科学院研究生院(大气物理研究所);2005年
7 丁菡;中国沿海经济发达地区土地利用变化及其驱动机制与预测模型研究[D];浙江大学;2006年
8 周忠学;陕北黄土高原土地利用变化与社会经济发展关系及效应评价[D];陕西师范大学;2007年
9 程红霞;土地利用变化的时空可视化分析方法研究[D];西南交通大学;2010年
10 吴泠;松嫩平原农牧交错区优化生态—生产范式[D];中国科学院研究生院(植物研究所);2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 吴晶晶;快速城市化地区土地利用变化及其对水质的影响研究[D];华东师范大学;2011年
2 徐奇峰;松嫩平原典型荒漠化区域土地利用变化及其驱动因子研究[D];东北师范大学;2010年
3 何美香;县域土地利用动态变化研究[D];中南大学;2010年
4 杨咙霏;退耕还林工程驱动下的滇东北地区土地利用变化及其生态效应研究[D];云南财经大学;2010年
5 杨维鸽;基于CA-Markov模型和多层次模型的土地利用变化模拟和影响因素研究[D];西北大学;2010年
6 李漫;河池市土地利用变化的驱动力及预测研究[D];广西师范学院;2011年
7 魏强;基于CLUE-S模型的托克逊县土地利用动态变化预测模拟研究[D];新疆大学;2010年
8 姜宁宁;基于GIS的渭北旱塬LUCC分析及其驱动力研究[D];西北大学;2011年
9 焦红艳;武汉城市圈土地利用变化驱动力分析[D];华中师范大学;2011年
10 高子龙;伊金霍洛旗土地利用变化规律与驱动机制研究[D];内蒙古农业大学;2011年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 记者 许光辉;河北摸底年度土地利用变化情况[N];中国国土资源报;2010年
2 张维宸 中国国土资源经济研究院;优化结构促碳减[N];中国国土资源报;2009年
3 中国科学院地理科学与资源研究所 李秀彬 辛良杰;从土地利用变化看中国的土地人口承载力[N];中国经济时报;2009年
4 李秀彬;从土地利用变化看中国土地人口承载力[N];中国财经报;2009年
5 李薇;地图展现土地利用动态监测成果[N];中国测绘报;2005年
6 刘丽;土地利用,全球面临的挑战[N];中国国土资源报;2005年
7 记者 黎晓艳通讯员 地籍;全市国土面积数据发生变化[N];黄石日报;2008年
8 哈欣;土地执法 卫星遥感说了算[N];北方经济时报;2006年
9 ;国土资源部调研组赴灾区实地调研[N];青海日报;2010年
10 市国土资源局任城分局 翟傲蕾;土地利用变化对生态环境的影响[N];济宁日报;2010年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978