基于多情景目标下的土地利用模拟与用地斑块权衡研究——以汶川地震重灾区为例

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土地利用变化是一个长期的过程,汶川地震重灾区这一区域是典型的高生态组分与发展落后交织区域,其土地利用变化具有重要的研究意义,因此本文从该地区的土地利用变化规律为切入点,对这一典型的山地-平原过渡区域展开研究,以期促进该地区社会经济发展与生态环境保护协调发展,综合考虑地区经济效益与生态效益,为类似的山周盆地地区经济发展与生态保护双线并行提供理论参考。本文借助GIS平台,利用Markov链、敏感性-压力度-恢复力模型(SRP)、FLUS等模型,基于研究区2000年,2005年,2010年,2015年和2018年的土地利用数据,分析了研究区2000-2018年间的土地利用变化并进行了驱动力分析,再对研究区生态服务功能重要性与生态脆弱性进行了综合评价,并以此为依据划分了不同情景下土地利用限制转化区,对FLUS模型的模拟精度验证之后分三种情景对研究区2030年的土地利用情况进行模拟,并在多情景模拟结果基础之上进行了多情景的斑块权衡判定与综合集成,提出了基于多情景模拟结果的土地利用综合集成方案。主要得出以下结果:(1)2000-2018年间,研究区耕地总体呈减少趋势,总共减少了682.5km~2,降幅为2.54%;林地总体增加543.5km~2,增幅为1.54%;草地一共减少了920.75km~2,降幅为3.18%;研究区水域增加203km~2,增幅为33.39%;建设用地从原本的820.5km~2增加到1527.75km~2,增幅最大,总体增幅达到86.2%;未利用地总体上增加了122.75km~2,增幅为66.89%。在地类转移方面,转出量最大的是林地,共3987平方千米;转出率最高的是建设用地,共转出139.5平方千米,占总量的17%,其主要转出方向为耕地。(2)生态综合评价结果显示,研究区总体生态保护需求度较高,其中处于中等需要以上的区域共71790.25km~2,约占研究区总面积的79.5%,其中等级为需要的区域共17101km~2,等级为极度需要的区域共38478.5km~2,二者均集中分布于龙门山断裂带以西地区,该地区土地利用类型以林草地为主,生态功能强;等级较低的一般需要区与比较需要区共18515km~2,占比为20.5%,主要分布在研究区东部平原地区。(3)多情景土地利用模拟结果显示,自然情景下,研究区土地利用变化遵循2015-2018年研究区土地利用变化规律,耕地、草地、未利用地面积均呈缩减趋势,林地、水域、建设用地呈扩张趋势,其中缩减最多的是耕地,增长最多的是建设用地;规划约束情景下,研究区耕地缩减量明显得到了控制,林地面积进一步增长,表明在规划约束情景下,耕地与林地均得到较好的保护,同时规划约束情景下,研究区建设用地扩张幅度明显得到控制;在生态保护情景下,研究区林地进一步增长,草地缩减得以控制,表明在生态保护情景下,研究区林地与草地得到了较好的保护。从空间分布上看三种情景下模拟结果各类用地类型总体空间分布格局差异不大,研究区耕地主要集中在研究区东南部平坦地区,林地主要分布于研究区中部龙门山区,研究区草地主要分布在研究区西部高原高山地区,研究区建设用地主要分布于龙门山区以东成都周边的平原地区,集中分布于大邑县、彭州市、绵竹市、崇州市、什邡市、广汉市等县区境内。(4)根据三种情景模拟结果提取出研究区待权衡斑块7290.5km~2,通过生态保护需求度等级、坡度、现状地类、林线分布、主体功能区划分5层判定条件对研究区的待权衡斑块进行多层级权衡与判定,提出基于多情景土地利用模拟结果权衡的集成方案,与三种情景模拟结果相比,其耕地、林地、草地都得到了更好的保护,同时建设用地也能较好的发展,因此,合理的权衡与判定对未来土地利用模拟研究区起到了优化的作用,能在未来的土地利用规划中更好地兼顾生态保护与经济发展的需要。
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