基于CLUE-S模型土地利用變化情景模擬研究——以盧龍縣為例.pdf

1、快速的城市化發(fā)展引起了土地利用/覆被劇烈變化，造成了生態(tài)環(huán)境破壞，人與自然的關(guān)系面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。土地利用變化能夠改變生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，與氣候變化、生物多樣性、環(huán)境保護(hù)和糧食安全等重大問題緊密相關(guān)，使其日益成為社會(huì)共同關(guān)注的重大課題。土地利用/覆被變化是國際地圈-生物圈計(jì)劃和全球環(huán)境變化的人文因素計(jì)劃的核心計(jì)劃。同時(shí)是目前全球土地計(jì)劃研究(Global Land Plan)的核心主題之一。
　　深入認(rèn)知土地利用變化的過程、成因，以及自然、

2、社會(huì)經(jīng)濟(jì)等因素如何影響土地利用變化，對(duì)促進(jìn)區(qū)域土地利用資源合理利用有積極意義。通過構(gòu)建科學(xué)合理的土地利用模擬模型，設(shè)定不同的土地利用情景，模擬縣域尺度土地利用空間格局，分析土地利用與各影響因子之間的關(guān)系及不同政策情景下土地利用格局變化，結(jié)果可以為地區(qū)土地資源管理、生態(tài)保護(hù)、保障糧食安全和社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展提供有益借鑒和指導(dǎo)。
　　本文采用國際前沿的區(qū)域土地利用變化及其效應(yīng)模型——CLUE-S模型，基于GIS空間分析和數(shù)理統(tǒng)計(jì)分析方

3、法，以河北省盧龍縣為例，通過構(gòu)建模型，在2009年土地利用現(xiàn)狀數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上，模擬得到2013年土地利用數(shù)據(jù)，然后與2013年土地利用現(xiàn)狀數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比檢驗(yàn)，得到Kappa系數(shù)。在此基礎(chǔ)上，設(shè)定三種不同土地利用政策情景，模擬得到不同情景下2020年盧龍縣土地利用格局模擬圖。三種情景分別為:1)自然發(fā)展情景;2）基本農(nóng)田保護(hù)型情景;3）生態(tài)保護(hù)型情景。
　　結(jié)果表明:
　　(1)2009-2013年間，耕地流出127.11km2，其

4、主要流向園地、其他用地和建設(shè)用地，分別減少面積為35.63km2、20.71km2、51.35km2，共占流出總面積的84.73％。建設(shè)用地流出39.42km2，主要流向耕地，面積為31.02km2，占流轉(zhuǎn)面積78.69％。其他用地流出115.94 km2，主要流向耕地和林地，分別減少面積為60.10km2和26.85km2。耕地補(bǔ)充來源主要來自于其他用地、園地和建設(shè)用地，面積分別為60.10km2、32.18km2和31.01km2，

5、共占耕地總補(bǔ)充面積81.94％。建設(shè)用地補(bǔ)充來源主要來自于耕地，面積為51.35km2，占建設(shè)用地總補(bǔ)充量的62.11％。
　　(2)以2009年土地利用現(xiàn)狀數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，對(duì)盧龍縣土地利用類型與驅(qū)動(dòng)力之間的相關(guān)性進(jìn)行Logistic回歸分析，認(rèn)為研究中選擇的驅(qū)動(dòng)力因素均與土地利用類型有較強(qiáng)相關(guān)性。ROC顯著性檢驗(yàn)驗(yàn)證了林地、建設(shè)用地、水域用地和其他用地具有較高的擬合優(yōu)度，耕地和園地?cái)M合度相對(duì)較低，主要原因是耕地零碎地塊較多及園地分布

6、較為分散的原因，與各驅(qū)動(dòng)力之間相關(guān)關(guān)系較弱?？傮w來看，回歸結(jié)果可以被應(yīng)用與土地利用空間格局模擬。
　　(3)構(gòu)建的CLUE-S模型，在綜合分析盧龍縣土地空間適宜性概率分布、轉(zhuǎn)換規(guī)則和土地利用現(xiàn)狀圖的基礎(chǔ)上，得到2013年研究區(qū)土地利用類型模擬圖。運(yùn)用2013年土地利用現(xiàn)狀圖和模擬圖進(jìn)行GIS空間分析，計(jì)算Kappa系數(shù)為0.8394，模擬結(jié)果較好，模型能夠應(yīng)用到情景模擬中。
　　(4)根據(jù)三種不同情景，重新設(shè)定土地利用需求，

7、轉(zhuǎn)換規(guī)則等參數(shù)，得到2020年研究區(qū)土地利用格局。在自然發(fā)展情景下，數(shù)量上建設(shè)用地繼續(xù)大幅度擴(kuò)張，空間上建設(shè)用地?cái)U(kuò)張以侵占其他用地和城鎮(zhèn)周邊部分耕地為主。在基本農(nóng)田保護(hù)情景下，數(shù)量上耕地有所上升，空間上靠近劃定基本農(nóng)田保護(hù)區(qū)的耕地被侵占較少，質(zhì)量較好的耕地得到了良好的保護(hù)?？拷巨r(nóng)田保護(hù)區(qū)的其他地類對(duì)耕地有一定數(shù)量上的補(bǔ)充。與此同時(shí)，建設(shè)用地增長(zhǎng)速度也有所放緩。在生態(tài)保護(hù)限制情景下，以河流水面、灘涂和縣域東南部坡度較高林地為主的具有良