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基于InVEST和CA-Markov模型的黄河流域碳储量时空变化研究 总被引：1，自引：0，他引：1
区域土地利用/覆被变化是导致生态系统碳储量变化的主要原因,预测未来土地利用/覆盖变化及其对碳储量的影响对区域陆地生态系统的认识具有重要意义。本研究基于黄河流域2005—2018年土地利用/覆被变化规律,运用CA-Markov模型分别预测了生态保护情景(EVC)和自然变化情景(NVC)下的土地利用/覆被空间格局,采用修正后的碳密度,运用InVEST模型评估黄河流域2005—2030年6期碳储量。结果表明:2005—2018年黄河流域林地、水域和建设用地面积持续增加,耕地、草地和未利用土地面积减少, 13 a间全流域碳储量减少28.734×10~6 t。与自然变化情景相比,在生态保护情景下2030年草地和耕地相比2018年减少幅度较小,建设用地规模扩大得到了限制,产生了生态效应。2030年,自然变化情景和生态保护情景下的碳储量较2018年分别减少258.863×10~6 t和30.813×10~6 t,生态保护情景下土地利用覆被格局固碳能力高于自然变化情景,该研究可为黄河流域土地利用结构调整和土地利用管理决策提供科学依据。 相似文献
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[目的]评估不同情景下的土地利用变化与碳储量变化,为优化生态服务与可持续性发展提供科学依据。[方法]基于PLUS模型与InVEST模型,模拟和预测不同情景下的土地利用变化与碳储量。[结果](1)在自然发展与生态保护情景下,土地利用变化相似,耕地、草地、水域减少,建设用地急剧扩张,其中建设用地在自然发展情景下扩张更快,变化率达27.70%;在耕地保护情景下,土地利用变化与其他两种情景不同,这是由于林地面积的减少与建设用地的迅速扩张造成的;(2)昆明市2000,2010,2020年的碳储量分别为3.37×108,3.34×108,3.28×108 t,呈现逐年下降的趋势。到2030年,耕地保护与生态保护相较于自然发展情景碳储量较高,说明采取保护措施,能有效控制碳储量的减少;(3)土地利用变化导致碳储量减少9.15×106 t,土地利用变化与碳储量变化呈现高度一致性。[结论]落实耕地保护、生态保护政策,控制建设用地向耕地、林地的扩张,优化土地利用结构,有利于减缓区域碳储量损失。 相似文献
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耕地保护是确保粮食安全和社会经济稳定的头等大事,土地利用变化预测分析则是调整耕地保护政策的重要依据。为了探究广西耕地保护工作成效、促进土地资源合理配置,围绕耕地保护,运用Markov-FLUS模型,分别基于非限制性与耕地保护两类情景,预测2025年广西土地利用数量及空间变化状况,对比了两类情景下耕地变化差异。结果表明:(1)广西城市建设效果明显,2005—2015年,城镇用地、交通基础设施用地等其他建设用地面积增长了893 km2,增长率达77.25%。两类不同土地利用情景模拟预测下,至2025年,城镇用地面积均保持增长趋势,但耕地保护情景下,其扩张速度受到限制;(2)广西生态保护成效良好,两类不同土地利用情景模拟预测下,至2025年,林地、草地、水域等生态用地面积均保持增长趋势;(3)广西耕地保护任重道远,2005—2015年,耕地面积减少626 km2,两类不同土地利用情景模拟预测下,至2025年,耕地面积均延续减少趋势。但耕地保护情景下,耕地面积减少态势得到一定程度遏止;(4)不同发展阶段,影响广西耕地保护的主导因素各异:2005—2015年,交通道路等基础设施建设是影响广西耕地保护的主要因素; 2015—2025年,随着社会经济加速发展,南宁市、桂林市、柳州市以及“钦北防”沿海城市建设用地的扩张和桂西北、桂南地区林业用地的增长,将成为广西耕地减少的主要原因。 相似文献
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[目的] 通过研究海南岛城市化扩张下土地利用变化对碳储量的影响,揭示碳储量时空格局演变和预测未来发展趋势,为优化国土空间布局和生态敏感区的保护提供科学依据。[方法] 基于1980—2020年土地利用数据,采用InVEST模型碳储量模块反演1980—2020年海南岛碳储量时空变化,并耦合FLUS模型和InVEST模型模拟自然发展情景、快速发展情景和生态保护情景3种发展情景下2030年海南岛的土地利用和碳储量变化情况。[结果] ①海南岛土地利用类型以林地、耕地为主。1980—2020年耕地、草地、林地和未利用地面积均有不同程度减少。建设用地和水域面积增加,尤以建设用地面积增长最快,增幅为83.4%。②海南岛碳储量总体呈“中间高,四周低”的特点,1980—2000年碳储量变化较小,降幅约0.03%。2000—2020年海南岛城镇化进程加快,碳储量损失也随之加剧,年均损失约372 t,累计损失碳储量7 439 t。③未来建设用地仍会继续扩张,受此影响3个情景下2030年海南岛碳储量均呈现降低的趋势。其中,快速发展情景下建设用地土地利用变化量最大,碳储量最易流失,自然发展情景次之,生态保护情景变化最小。[结论] 在海南自由贸易港未来的土地利用规划中,应加强中部山区、自然保护地等重点生态区位的保护力度,优化土地利用格局,严格控制林地、耕地和湿地向建设用地转变,提高固碳增汇效能,实现区域可持续发展。 相似文献
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基于CA-Markov模型的宁夏沿黄生态经济带土地利用变化及模拟研究 总被引：1，自引：2，他引：1
[目的]研究宁夏沿黄生态经济带2009—2017年土地利用变化特点,并模拟2025年土地利用空间格局,为宁夏沿黄生态经济带土地开发、利用与保护提供引导,为国土空间规划编制提供参考。[方法]基于时间尺度和空间尺度,对宁夏沿黄生态经济带2009—2017年各类用地变化情况进行了分析,计算得出了各类用地转移概率矩阵,并基于CA-Markov模型,对自然发展情景、土地规划情景、耕地和生态保护情景下宁夏沿黄生态经济带2025年土地利用格局进行了模拟研究。[结果] 2009—2017年,宁夏沿黄生态经济带土地利用整体呈现出耕地、其他农用地及各类建设用地不断增加,园地、林地、草地、水域及自然保留地均有所减少的特点;除水域、其他建设用地外,其他各类用地转为城乡建设用地概率普遍较高,特别是耕地转为城乡建设用地概率最高,达到10.65%。[结论]在自然发展、土地规划、耕地和环境保护3种情景下,宁夏沿黄生态经济带2025年土地利用结构仍然以牧草地、耕地、自然保留地为主,但随着城镇化进程加快和基础设施持续完善,城乡建设用地和交通水利用地增加幅度较大。 相似文献
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基于FLUS模型的喀斯特地区生态用地时空变化及多情景预测——以湖南省宁远县为例 总被引：1，自引：1，他引：0
[目的]分析近2000—2020年喀斯特地区生态用地数量分布特征,预测未来多情景下生态用地变化情况,寻求协调生态保护与发展建设的最优情景,为研究区未来国土空间开发保护,生态空间管控以及区域生态经济可持续发展提供科学参考。[方法]采用土地利用转移矩阵和动态度分析湖南省宁远县土地利用变化特点,基于FLUS模型,模拟预测2030年不同情景下生态用地数量及分布。[结果](1)耕地主要集中在宁远县中部区域,林地、草地原生态用地主要分布在南北两端和西部。2020年,原生态用地中,林地所占比例为56.69%,草地所占比例为12.85%,水域为0.60%,半人工生态用地即耕地所占比例为27.80%。(2)多情景模拟结果显示：生态优先情景下,宁远县原生态用地中林地、草地、水域分别较2020年增加了15.12,37.35,23.67 hm~2。(3)政策对喀斯特地区生态用地变化有着极大的导向作用,社会经济发展对水域的增加有显著影响。[结论]宁远县原生态用地所占比例高达70.14%。生态保护优先情景能够最大程度保障生态用地不被非生态用地侵占。在以建设森林城市为目标导向的情况下,宁远县及同类地区适宜采用该情景... 相似文献
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基于CLUE-S模型的矿业城市土地利用格局情景模拟 总被引：4，自引：0，他引：4
运用CLUE-S模型对典型矿业城市——双鸭山市辖区进行未来土地利用模拟,基于遥感和地理信息系统技术,通过设定趋势发展、耕地保护、经济建设和生态保护4种情景,模拟了2025年当地不同情景下土地利用变化情况,结果表明:各土地利用类型均通过ROC检验,回归方程拟合程度高。1995年和2005年模拟正确比例分别为88.15%和92.10%,Kappa系数均超过0.75,准确率达到可信的效果。各情景土地利用模拟结果差异明显,在趋势发展下,耕地和其他用地面积持续较少,建设用地增长幅度最大;耕地保护情景下,耕地仍保持下降态势,但速度明显下降,建设用地和工矿用地的扩张趋势有所抑制;经济发展情景下,建设用地面积增长速度显著上升,将大量侵占其周边的耕地和园林地,工矿用地面积增长幅度最大;生态保护情景下,耕地、其他用地和工矿用地面积以不同程度趋势下降,园林地和水域用地面积显著增加。研究结果为当地相关规划的合理编制及土地资源保护提供了参考依据。 相似文献
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为实现内蒙古自治区的“双碳”目标。根据内蒙古自治区2000年、2010年和2020年土地利用数据(LULC),按照内蒙古自治区“十四五”政策规划，建立自然发展、耕地保护与生态保护3种情景，利用PLUS模型对内蒙古自治区2030年土地利用空间分布进行预测分析，并用InVEST模型对内蒙古自治区不同开发情景下碳储量的变化进行分析。结果表明：(1)2000—2020年间内蒙古地区林地与建设用地面积均有增加，耕地、水域、草地与未利用地面积均呈减少态势，且转移方向上主要表现为耕地转为建设用地。(2)自然发展状态下，草地、耕地、水域及未利用地呈下降趋势，林地及建设用地呈上升趋势；在生态保护状态下，林地、草地和水域面积均比自然开发情景有所增加；耕地保护情景下，耕地面积相较于自然发展情景呈扩张趋势，扩张面积达4.69×104 hm2。(3)2000年、2010年、2020年内蒙古地区碳储量分别达到1.371 7×1010,1.370 9×1010,1.370 6×1010 t,呈逐年减少趋势。... 相似文献
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基于天府新区1988年、1997年、2003年、2009年LandsatTM和2014年、2016年LandsatOLI影像,结合土地利用动态指标研究了近30年来该区域土地利用的时空变化规律,采用CA_Markov模型,模拟预测了研究区2019年、2024年和2029年的土地利用格局。结果表明:1988—2016年,天府新区土地变化率达52.35%,变化总面积为826km~2。其中,变化面积最多的用地类型是城镇村建设用地和耕地,前者增加448.43km~2,变化贡献率为47.52%;后者减少340.83km~2,变化贡献率为36.12%,有37.54%的耕地流向了城镇村建设用地,是其面积增加的主要来源。变化最快的用地类型有城镇村建设用地和交通用地,其面积扩展程度指数分别为35.52,10.1,均进入高速变化时期。2016—2029年,林地、耕地、园地面积将持续减少,大部分减少的面积将转化为城镇村建设用地。城镇村建设用地成为天府新区面积最大的用地类型,其扩张具有方向性,从双流区北部、高新区和龙泉驿区等天府新区成都片区由北向南扩张。而河流、河渠、水库等湿地类型面积持续微弱增长,呈现出较好的生态保护态势。 相似文献
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基于系统动力学模型的扬州市土地利用结构多情景模拟与实现 总被引：1，自引：1，他引：0
[目的]对江苏省扬州市未来土地利用结构进行多情景预测模拟,并探索不同情景下各目标土地利用结构的实现路径,为土地利用规划方案制定与管理提供科学依据。[方法]采用系统动力学(SD)模型模拟土地利用系统开展研究。[结果]在不同情景下几类主要用地差异明显,耕地面积在耕地保护情景下较高,而在生态保护与经济发展情景下耕地缓慢下降;城镇工矿用地与交通水利用地面积在3种情景下均获得稳定增长,但经济发展情景下的增长快于其他2个情景;林地面积在生态保护情景下出现大幅上升,在另外2个情景下则基本保持不变甚至小幅下降。结合各情景指标设定可得出,耕地保护情景下,除控制城镇扩张占用耕地外,还要加强未利用地开发与农村居民点整理以补充耕地;生态保护情景下,则需加强植树造林、保护好具有丰富生态服务价值的水域、滩涂用地。[结论]SD模型不仅可模拟不同情景下土地利用变化,还可将土地利用与社会经济系统之间的复杂非线性关系显化,有利于土地资源可持续利用调控。 相似文献
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基于CLUE-S模型县域土地利用情景模拟与碳排放效应分析 总被引：3，自引：2，他引：1
土地利用与变化产生的碳排放是国家温室气体排放清单核算中的重要组成部分。该研究以辽宁省沈阳市法库县为研究区域,基于2013年土地利用现状数据,运用CLUE-S模型对法库县2019年土地利用变化格局进行模拟与验证。在此基础上,通过设置基线情景、农业发展、建设发展、生态保护、土地利用结构优化5种模拟情景预测2030年法库县土地利用分布空间格局及各情景下土地利用碳收支状况。结果表明：1）CLUE-S模型对法库县土地利用格局变化具有良好的模拟能力,Kappa系数为0.989 6,模拟总体精度达到99.14%;2）在5种模拟情景中,土地利用结构优化情景下2030年法库县土地资源利用效果最优,是法库县中长期发展阶段较为适宜的土地利用模式;3）法库县2013-2019年碳排放量增长5.53%。5种模拟情景同2019年相比,除生态保护和农业发展情景外,其余模拟情景下法库县碳排放量均呈现增长趋势,其中土地利用结构优化情景增幅最小,为2.29%。研究结果可为法库县土地利用优化布局、国土空间规划编制及碳减排相关政策制订提供参考依据和决策支持,研究方法也可为其他区域土地利用格局预测及碳收支变化提供借鉴。 相似文献
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东北老工业城市建设占用耕地驱动力分析 总被引：4，自引：2，他引：2
为探讨东北老工业城市建设占用耕地的驱动力,该研究以东北老工业城市—四平市为研究区,借助GIS软件,应用核密度估计对四平市2009-2015年建设占用耕地空间格局进行分析的基础上,对其驱动力进行主成分分析;研究结果:1)2009-2015年四平市建设用地扩张了65 90.75 hm~2,平均每年增长1 098.46 hm~2,其中76.56%为耕地转化而来;2)建设占用耕地空间分布呈现"东密西疏"的特征,空间集聚程度可分为5个等级,沿城市中心、道路扩散分布,属多核心扩张。3)2009—2015年四平市建设占用耕地的驱动力分别是经济、社会、政策因素中的产业结构、人民生活水平、工业企业发展、路网密度与项目开发因子,其中,产业结构、人民生活水平是主控因子,为主要驱动力。与已有众多相关研究存在较大差异的是城市化、人口因素对其建设占用耕地的驱动较小。老工业城市计划性的经济体制与产业结构不完善是造成这种差异的根本原因。政策因素中,除路网密度、项目开发外,开发区的批准设立、行政区划的调整等也对四平市建设占用耕地具有驱动作用;应打破东北老工业城市——四平市体制性、机制性、结构性问题,减少政府干预,提高市场活力。调整四平市的产业结构及重工业在国民经济的比例,大力发展新兴产业,科学规划,提高土地集约利用程度。 相似文献
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基于生态系统服务价值和生态安全格局的土地利用格局模拟 总被引：7，自引：10，他引：7
河北省沿海经济的快速发展导致滨海土地利用格局快速转变,威胁土地生态安全。针对性核算区域生态系统服务价值,探寻生态安全格局进而优化土地利用格局可为土地利用规划与整治提供决策支持,是保障区域生态安全的必然选择。该文以河北省黄骅市为研究区,利用遥感、气象数据和外业调查数据,采用植被净第一生产力核算生态系统服务价值,借助该价值构建生态安全格局,以生态安全格局为影响因素利用元胞自动机和马尔科夫模型进行不同情境土地利用格局模拟。结果表明:2011年单位面积生态系统服务价值湿地最大,为14.95元/(m2·a),建设用地最小,为2.44元/(m2·a);养分循环功能贡献率最大,为26.89%,净化环境功能贡献率最小,为0.22%;研究区分为生态核心保护区、生态缓冲区、生态恢复区和人类活动核心区,生态核心保护区面积最小,为168.58 km2,生态缓冲区面积最大,为1 400.33 km2;无生态保护情景与生态安全格局保护情景相比较,生态系统服务价值由94.11亿元上升到95.70亿元,生态核心保护区在生态安全格局保护情景下得到完全保护,新增建设用地为0。该研究方法和结果可为区域土地利用总体规划、城市规划和生态环境保护提供技术支撑和决策参考。 相似文献
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松嫩高平原黑土区典型地域耕地生态安全评价及驱动力分析——以黑龙江省绥化市为例 总被引：7，自引：0，他引：7
对一定区域的耕地生态安全进行评价,分析影响耕地生态安全的因素,有利于指导区域耕地合理、可持续利用。以我国重要的商品粮生产基地松嫩高平原黑土区典型地域——黑龙江省绥化市为研究区,基于“P-S-R”模型建立耕地生态安全评价指标体系,运用多因素综合评价法,评价2001-2009年绥化市耕地生态安全状况,并借助SPSS软件提取影响研究区耕地生态安全的敏感因素。结果表明:2001年绥化市耕地生态安全处于恶劣等级;2002-2004年绥化市生态安全等级为风险级;2005-2009年生态安全处于敏感等级,生态环境虽然受到一定破坏,但可以维持基本功能。自然灾害频发,水土流失严重以及人地矛盾的日益突出,是导致绥化市生态安全问题突出的主要原因。社会经济压力、农业科技进步和生态环境是影响耕地生态安全的三类因素。 相似文献
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[目的]为寻求“双碳”目标导向下的合肥市城市发展新方案。[方法]依据合肥市2000—2020年5期土地利用数据,在合肥市国土空间规划指引下,运用PLUS模型模拟得到2035年合肥市土地利用时空演变规律,耦合InVEST模型探究多情景下合肥市碳储量时空变化特征,并进一步挖掘土地综合利用程度对碳储量的影响。[结果](1)2000—2020年合肥市土地利用变化特征主要表现为耕地、林地减少,其中耕地为建设用地扩增主要来源。自然发展和农田资源保护情景的土地变化规律大致相同,主要表现为耕地、林地、水体减少;绿色汇增城市发展情景下,林地相比其余2个情景面积由减少转为增加。(2)2000—2020年合肥市碳储量逐年递减,其中2005—2010年碳损失最为剧烈。到2035年,自然发展情景、农田资源保护情景、绿色汇增城市发展情景碳储量分别为138.96×106,140.13×106,139.81×106 t。农田资源保护情景下,碳储量明显增加区域最低,建设用地扩张减缓;绿色汇增城市发展情景下,林地由碳损失转为碳固持,是最具固碳潜力的发展趋势... 相似文献
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乌鲁木齐市近16年建设用地和耕地变化驱动力比较分析 总被引：1，自引：0，他引：1
以新疆乌鲁木齐市1996—2011年自然、人文和土地利用数据为依据,基于数理统计分析方法和统计软件,对乌鲁木齐市16 a的建设用地和耕地变化特征和驱动机制进行了探讨和对比分析。结果表明:（1）1996—2011年乌鲁木齐市建设用地经历了平缓上升→迅速增长→减速增长的变化历程,耕地则为平缓减少→迅速增加→逐渐较少。（2）经济发展、人口增长、农业技术进步和产业结构调整是影响乌鲁木齐市建设用地和耕地动态变化的因素,而政策措施对该市的建设用地和耕地变化起直接导向作用。（3）各驱动力对建设用地和耕地驱动方向、驱动力大小、驱动因素影响的敏感性均表现出差异性,且同一土地利用类型在不同时期驱动因素也有差异。本研究旨在揭示建设用地和耕地变化规律及机制的同时为区域土地的可持续利用和生态环境保护提供科学依据。 相似文献
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基于RS和GIS的深圳市土地利用/覆被变化及碳效应分析 总被引：2，自引：0，他引：2
基于多时相遥感影像数据,结合能源消费数据和相关经验数据,利用RS和GIS技术分析了2005—2013年广东省深圳市土地利用/覆被变化情况及其导致的碳效应变化。结果表明:近9a来深圳市土地利用变化十分显著,作为区域内最大碳汇的林地面积下降14.96%,净减少量为11 524.32hm~2,而最大碳源的建设用地面积上升23.26%,净增加量高达18 565.39hm~2,其他用地类型如耕地、草地、水域面积分别减少37.17%,31.98%,11.56%,未利用地面积增加713.28%;从方向性来看,9a内研究区土地转移过程中既有生态正向演变,也同时存在生态逆向演变过程。既有耕地的非农化,也包括建设用地的复垦退出,整体呈现非单向性的复杂特征;从数量特征来看,林地是最大的转出者,耕地次之,而建设用地是最大的接收者;基于碳效应测算模型,计算得出研究区近9a来土地利用/覆被变化造成的碳排放增量超过碳吸收增量高达85.41万t,说明人为活动和自然因素共同作用下的土地利用格局变化直接影响着区域碳循环过程,深圳市低碳城市建设目标面临严峻挑战。 相似文献