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城市土地利用变化驱动力建模分析

江云婷  
【摘要】:土地利用/覆盖变化(LUCC)是当前中国乃至国际科研领域研究的焦点问题之一,了解土地利用变化特点及其内在的驱动机制,有利于促进城镇土地可持续发展,对政府及土地管理部门调控土地发展方面具有重要意义。济南市历城区近年来坚持新型城镇化发展为主线,城市空间扩展迅速,土地利用变化十分显著。文章以济南市历城区为例,以2009年、2014年、2019年三期土地利用数据为基础数据,首先利用土地利用结构表、单一土地利用动态度与土地利用转移矩阵分析研究区域土地利用变化特征,其次通过Fragstats软件进行景观格局变化分析。文章引入地理探测器对研究区域内在驱动机制进行探索,揭示自然、社会经济等因素耦合情况下对建设用地与耕地变化的影响力。最后利用CLUE-S模型,根据历城区2009年-2019年间土地利用变化模拟趋势,预测自然发展情景下2025年济南市历城区土地利用空间分布格局。主要研究结论如下:1.土地利用变化特征分析2009年-2014年期间土地利用变化较小,较为稳定。2014年-2019年期间土地利用类型变化相对较大。相较于2014年,2019年林地面积增加61.55km~2,交通运输用地增加16.47km~2,园地增加21.56km~2,城市用地增加18.26km~2,耕地面积减少80.93km~2,草地减少16.95km~2,农村用地减少15.76km~2,其余地类面积变化不大。2.景观格局变化分析1)类型尺度2009-2019年历城区范围内破碎度均有不同程度的增加,耕地优势度下降明显,林地与城市用地优势度提高,说明受人为干扰频繁;城市用地最大斑块指数(LPI)较大,说明城市发展中心较为集中,其他各类聚集度也较高。2)景观尺度2009年-2019年期间景观破碎度加剧,蔓延度指数呈下降趋势,土地利用丰富度提升,生态系统多样性增加,人为活动的干扰在很大程度上加快了景观均衡化分布的进程,历城区景观系统中并非由一种斑块类型占主导地位,而是由多种类型同时主导,这样更加有利于维护生态系统平衡,改善城市的生态环境。3.基于地理探测器的驱动力分析结果通过地理探测器对所选的自然因子与社会经济因子分别对建设用地与耕地进行驱动力分析,因子探测中第二产业占比变化量对建设用地变化影响力最大,交互探测中GDP变化量与第二产业占比变化量共同作用下对建设用地变化的影响最大;对于耕地变化,因子探测中高程的影响力最大,交互探测中高程与第一产业占比变化量共同作用下影响力最大。4.CLUE-S模型模拟结果1)基于CLUE-S模型模拟历城区2019年土地利用变化,与真实2019年历城区土地利用数据作比较,模拟kappa值为0.89,表明该模型的各项指标设置适合对历城区土地利用变化的模拟,结果可较好地反映历城区土地利用格局变化趋势。2)文章对自然发展情景下2025年历城区土地利用进行模拟。通过模拟结果显示,在自然发展情境下,历城区草地、耕地、建设用地均属于递减趋势,交通运输用地、林地、水系、园地均处于递增趋势,其中耕地减少最多的位于南部港沟街道与彩石街道,园地增长较多的区域位于南部港沟街道和彩石街道,林地变化最为明显的地区位于历城区南部,交通运输用地增加最多的位于中部王舍人街道、鲍山街道、郭店街道以及唐冶街道,建设用地的变化围绕着原建设用地边缘扩张缩减、内部进行填补。3)研究表明,CLUE-S模型可以较好地对历城区土地利用/土地利用覆被变化进行模拟,研究结论在相关部门后期做土地规划等方面内容时提供一定的科学依据。


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