生态用地时空演变特征及空间布局优化

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生态用地不仅为动植物提供了庇护场所,也为人类提供了各项生态服务,一直以来都扮演着极为重要的角色。人口数量的激增使得人类活动区域不断扩张,大量生态用地不断被取代。随着环境保护理念的普及和可持续发展战略的实施,人民逐渐意识到生态用地的价值。对生态用地的现状和变化进行归纳,分析影响生态用地变化的驱动因子,模拟生态用地的变化方向,对生态保护政策的制定及土地资源的合理利用有重大意义。本文依托中科院资源环境科学数据中心土地利用现状数据库,以1990年、1995年、2000年、2005年、2010年以及2015年六个时间点的三明市土地利用/土地覆盖变化数据为基础,结合研究区地形地貌、空间区位因素以及2005年和2010年的社会经济统计数据,在不同层面上对三明市生态用地的时空演变特征进行分析,并尝试通过二元逻辑回归探讨各类用地面积变化的驱动力,最后基于空间化粒子群算法对三明市的生态用地进行模拟,并尝试对不同情境下的生态用地布局进行优化。结果表明:(1)生态用地的面积在1990—2015年间呈降低趋势。仅在1990—1995年间生态用地总面积略有增加,在2000—2005年间生态用地面积减少速率最快。各生态用地类型的动态度在研究期内变化不一,但变化趋势均逐渐收敛。三明市的土地利用由生态用地的内部转换向生态用地转出为非生态用地过度。(2)景观格局指数的计算结果表明,研究时段内耕地斑块增多,景观逐渐破碎化;林地破碎化程度增加但形状更加规整;草地斑块逐渐融合;水域的景观格局指数变化较大,景观破碎化较为严重。不同生态用地所表现出的主导破碎模式不同,且同一类型用地的破碎模式占比随时间变化较大。(3)耕地面积变化在第一阶段主要受地形和空间区位的影响,第二阶段中社会经济因素影响比重增加;林地面积增加的主要解释变量为空间区位因素;草地面积的增加在第一阶段受空间位置影响较大,而第二阶段的主要影响因素则是地形和社会经济因素。(4)通过对现有粒子群算法进行优化,实现了三明市生态用地的模拟和优化。结果表明算法能够较好的模拟用地布局,并能根据不同的发展情景实现生态用地的优化配置。在不同的情境下,建设用地出现不同程度的扩张,生态用地景观破碎化现象减弱,空间分布更加合理。
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