土地利用结构优化生态效益考量方法研究——以南京江宁区为例

土地利用生态效益考量已成为区域土地资源优化配置研究的重要内容.本文采用多目标优化模型,以生态承载力、生态支持能力和生态绿当量作为土地生态效益的衡量指标,对土地利用结构优化生态效益考量方法进行研究,并以南京江宁区为例,求得土地利用生态效益优化的若干方案,然后采用灰色关联度分析及主成分投影相结合的方法进行方案的社会和经济效益择优.结果表明:①该方法对土地利用结构优化生态效益考量是可行的,可以为区域的土地资源优化配置、新一轮规划修编提供有利借鉴;②采用该方法,目标年与基期年相比,研究区耕地面积减少幅度较小,可完成耕地保有量目标,园地、林地比重分别增加1.02%、4.41%.居民点工矿用地比重增加1.25%,交通用地增加0.91%,建设用地总量增加较小,土地利用结构得到优化,生态效益提升.     

生态与经济协调目标下的郑州市土地利用空间优化配置

城镇化快速发展进程中建设用地占用生态用地的现象普遍存在,如何协调经济发展与生态保护之间的矛盾成为目前中国土地利用所面临的主要难题。本文以郑州市为例,借助LANDSCAPE模型,开展生态与经济协调目标下土地利用空间优化配置。结果表明：①在满足耕地保护和建设用地需求的前提下,以2008年为基期,模拟2020年土地利用布局时,优化情景下比规划情景下土地利用空间布局的生态效益和经济效益分别提高0.3亿元和49亿元,实现经济发展和生态保护相协调。②两种情景下的模拟结果显示,建设用地配置向经济发展较快、生态效益较低的区域聚集。其中,优化情景下建设用地配置较多的区县为荥阳市、新密市及登封市;规划情景下建设用地配置较多的区县为金水区、惠济区、中牟县。优化情景下的建设用地布局更符合目前郑州市经济发展走向,对区域生态保护更为有利。③LANDSCAPE模型在一定程度上可解决传统的城乡建设用地指标分配方法对土地利用生态效益与经济效益的空间异质性考虑不够等问题,进而实现区域经济效益与生态保护的协调发展。     

1995—2015年中国北方边境样带土地利用时空格局演变及驱动因素

随着“一带一路”倡议的推进,中国北方边境地区的战略地位日益显著,研究该区域的土地利用格局、过程与机理,对区域可持续发展至关重要。本文采用样带研究方法,基于1995年、2000年、2005年、2010年和2015年的土地利用/覆被数据,利用空间分析和多元回归分析揭示样带土地利用变化的时空格局演变及驱动因素。结果表明：①北方边境样带以林地、草地、水域、未利用地等生态保育用地为主,占比超过90%,20年间土地利用结构和空间格局变化较小。②研究期间,北方边境样带以城乡建设用地、粮食保障用地扩张和生态保育用地退化为主要特征,不同类型的土地利用/土地覆被变化表现出明显的时空差异,粮食保障用地、城乡建设用地扩张速度在2010年后显著加快,土地扩张模式逐渐由林草地开垦转向未利用地开发。③城镇化和经济发展是促进北方边境地区粮食保障用地和城乡建设用地扩张的主要因素,生态保育用地则受自然、气候、区位条件和农业技术水平的影响,在粮食保障用地和城乡建设用地主动式扩张过程中呈现被动减少趋势。同时,政策和制度的干预也是影响该区域土地利用变化的重要因素,作用于粮食保障用地和城乡建设用地的扩张和生态保育用地的保护恢复。总体而言,北方边境样带的生态保育用地虽然在政策和制度的干预下退化趋势有所减缓,但是,草地资源持续减少、水域面积缩减和未利用地不断开发等土地利用变化带来的生态环境危机仍然存在,影响该区域的可持续发展。     

左江流域土地利用的经济生态位分析及可持续发展——以崇左市为例

随着城镇化及社会经济的快速发展,建设用地大量占用农用地的现象十分突出,由此导致土地利用结构的不平衡。文章从土地利用的经济生态位角度出发,选取崇左市为研究区域,对该区域建设用地扩张、农用地减少的现象进行分析,并提出通过提高建设用地的利用集约度及农用地的生态位,加强宏观调控等措施来合理利用配置土地资源。     

基于精明增长理念的区域土地利用结构优化配置

精明增长理念对于解决我国城市化快速发展中面临的一系列问题具有重要的现实意义。土地利用结构优化配置是实现精明增长的核心内容之一。为此,本文尝试对精明增长指导下区域土地利用结构优化配置进行研究,旨在从土地利用角度在理论和实践上进一步充实、完善乃至深化精明增长的一些研究理论与定量分析方法。本研究首先明确了精明增长指导下区域土地利用结构优化配置的内涵,构建了土地利用精明增长度测度体系：接着,构建了灰色多目标动态规划模型对区域土地利用结构进行优化,经运算求解可以得出几种备选优化方案：在此基础上,采用灰色关联度分析及主成分投影相结合的方法进行方案择优,以最终确定土地利用结构优化方案。并以江苏宜兴为例,对精明增长指导下区域土地利用结构优化配置进行了有益尝试。     

基于土地资源优化配置的国土整治修复潜在区域识别——以黄河流域为例

国土整治与生态修复（简称国土整治修复）区域的识别是实施国土整治修复的前提,土地资源优化格局的落实是土地资源优化配置的关键。立足于双重需求,本文提出了一种基于土地资源优化配置的国土整治修复潜在区域识别策略,并以黄河流域为研究区,借助Multi-Objective Linear Programming（MOLP）模型与Patch-generating Land Use Simulating（PLUS）模型,有效衔接了“理想状态”的土地资源优化格局与“实际行动”的国土整治修复。结果发现：①不同土地利用类型的发展概率具有显著差异,且同一土地类型发展概率的空间分异特征明显。②惯性发展格局下,流域建设用地将大规模扩张,草地缩减与耕地流失严峻;优化发展格局下,建设用地蔓延、耕地流失与草地面积缩减均得以控制,且实现了生态及经济效益的稳步提升。③识别出农地整理区、生态涵养区与后备资源区（Ⅰ型、Ⅱ型）4种非转型类潜在区域和农地开发区、生态退耕区、生态保育区和生态维护区4种转型类区域;相较于非转型类区域,转型类区域需要借助更多的国土整治与生态修复干预措施。建设用地的无序蔓延会导致大量草地及耕地损失,土地资源的优化配置能有效缓解城市蔓延与保护（半）自然空间,基于此识别出不同国土整治修复区域并采取差异化的措施不仅能保障受威胁的粮食与生态安全,还可促进流域生态及经济效益提升、生态系统恢复与土地利用稳定性提升。本文提出的方法不仅为国土整治修复区域划定提供了科学依据,同时为土地资源优化格局的落实提供了参考路径。     

基于多智能体粒子群算法的松嫩平原土地利用格局优化

土地利用格局优化是实现土地资源合理配置的重要方式。本文以松嫩平原典型区域巴彦县为研究区,运用GIS和RS技术,采用Matlab编程,结合多智能体（MA）和粒子群算法（PSO）,建立土地利用格局优化模型,以粮食生产、生态安全和社会经济发展为优化目标,设计政府、职能部门和个体三类智能体（Agent）,并结合研究区土地利用格局优化目标的决策偏好确定其优化方案。结果表明：①基于多智能体改进粒子群优化算法建立土地利用格局优化模型,实现了研究区土地利用类型数量结构在时空上的合理匹配及其空间构型和空间组合方式合理配置,建立的土地利用格局优化模型可行;②3个优化方案中,方案1更加偏向于生态安全优化目标的实现,方案2更加偏向于社会经济发展目标的实现,方案3更加偏向于粮食生产目标的实现;在研究区土地利用格局子目标决策偏好的实现上,3组土地利用格局优化方案对实现粮食生产、生态安全、社会经济发展等优化目标的决策偏好具有显著差异;③研究区土地利用格局不同优化方案呈现不同土地利用结构,在空间布局上有显著的分异特征。本文完善和丰富了土地利用格局优化的理论基础和研究方法,可为土地利用规划提供有力的技术支撑。     

以低碳为目标的海东市土地利用结构优化方案

以低碳为目标的土地利用结构优化对区域和全球的碳循环具有重要意义。该文以海东市为例探讨了青海高原东部农业区低碳导向的土地利用结构优化方案。首先计算了海东市主要土地利用类型的碳密度和碳排放系数,然后以最大化碳储量和最小化碳排放量作为目标函数,运用线性规划方法构建了土地利用结构优化模型,获得了土地利用结构优化方案。通过与土地规划方案的对比发现,基于碳储量最大化的优化方案最佳。在该方案下,到2020年海东碳储量达14 171.68万t,碳排放量为217.65万t,比规划方案的碳储量增加了7.77万t,同时减少了31.98万t的碳排放,可见以增加碳储量和减少碳排放为目的的优化方案,对区域固碳作用明显。该结论能为相关部门进行土地利用规划及其调整提供了有效支持。     

土地功能变化研究——以内蒙古商都县为例

本文以内蒙古商都县为研究对象,探索商都县2000年～2015年土地利用功能的时空格局演变。研究结果表明:从数量方面分析,生产型用地面积减少,生态型和生活型用地面积增加,2010年以后生活型变化明显;从空间结构来看,在2000年～2010年期间,生态功能是主要的土地功能类型,2010年以后生活功能逐渐增强。商都县土地利用的生活和生产功能面积变化的热点区域空间结构由分散逐渐向聚集发展,生态用地则向离散状态转变。本结果将为以后该地区土地资源的优化布局和生态系统的保护提供科学依据。     

滨海盐碱地利用变化与优化研究

土地利用变化与优化配置的综合研究是土地科学和可持续发展的重要议题,我国滨海盐碱地是重要的后备土地资源,研究其利用变化与优化对于缓解人地矛盾,改善生态环境和促进可持续发展具有战略意义.本文制定了滨海盐碱地盐化程度分级分类标准,提出了依据区域盐碱程度和耕层土壤全盐含量进行土地利用优化的对策和"台田-浅池"优化利用模式.黄骅1986年-2006年间土地利用变化剧烈,耕地增加14.31%,建设用地增长93.95%,未利用地减少23.07%.2006年,黄骅非盐碱耕地、轻度、中度、重度以上盐碱耕地分别占耕地面积的54.67%、27.01%、12.55%和5.77%.盐碱地开垦是黄骅耕地增长的主要方式.黄骅实施"台田-浅池"模式后,耕地面积降为28.7%.沼泽湿地和盐碱草地增加,可收到生态安全与生产高效的效果.研究成果可为滨海盐碱地资源的持续利用管理提供科学依据.     

六盘山南麓具有三个冲突效益的Pareto最优土地利用格局(英文)

土地利用空间最优格局及其相应的最优效益是土地资源利用、景观生态学和可持续发展科学的关键课题之一,多年来在其优化方法论上未能取得明显进展,尤其在多目标土地利用空间格局优化中系统地获取所有Pareto最优解及其解空间的分析方面。已有的土地利用空间格局优化研究大多数停留在"先数量优化、后空间配置"的两步走模式,以及利用目标规划等数学方法将多个优化目标转化为单个目标的简化模式。本文通过优化一个农林牧交错地域的土地利用格局,在方法论上对这一前沿课题作了探索性研究。研究通过林地、草地、耕地的空间调整,最大化平均土地生产潜力、土壤保持总量、小型林地鸟类可持续生境面积这3个相互冲突的效益目标函数。首先基于栅格数据,给出了土地利用斑块与格局、土地利用格局优化、简化的土地适宜性约束的严格的数学表述,以及多目标土地利用格局优化的一般概念或定义,包括某种土地利用类型的最大连通性、土地适宜性函数、两个格局的优于关系、Pareto最优集及前端曲面、均衡最优解和均衡最优格局。栅格图上的土地利用空间格局被定义为以空间位置为自变量、以土地利用类型为因变量的未知函数。相应地,待优化的效益子目标被定义为这个未知格局函数的函数,即效益泛函。然后,按照这种数学表述给出了土地利用效益的3个子目标的计算方法:基于AEZ方法(agro-ecological area method,农业生态区划法)的平均土地生产潜力总量、基于生境网络斑块和ESLI(Ecologically Scaled Landscape Indices,生态标度的景观指数)的小型鸟类的可持续生境面积、基于USLE(Universal Soil Loss Equation,通用土壤侵蚀方程)的土壤保持总量。选取中国泾河流域六盘山南麓一个300km2的土地利用格局作为研究区域,给出了在研究区土地利用现状格局之下这3个土地利用效益子目标函数的计算结果,包括基于ESLI的三类可持续生境网络斑块的分布与面积。最后,在三维空间中用透视图直观展现了研究区三目标优化问题的解空间——Pareto最优前端曲面,以及相应的Pareto最优土地利用格局。提出通用的"七区分析"模式,来分析这些优化结果(解空间),以获得解空间相对于现状格局目标函数值的分布情形,包括各个特定点、交线及边界线、各个分区所表现的空间结构、总体趋势、边界特征、均衡最优解及有关的均衡最优格局。其中均衡最优格局与根据现状格局图、土地适宜性图以及其他计算参数图所作的定性分析结果一致,初步表明此多目标土地利用格局优化的模型与算法基本合理,即:能够充分利用与土地利用相关的自然属性的空间变异性,在不显著改变各类土地利用面积的情况下增进三类土地利用目标效益。本文的研究方法强调严格的数学表述、完备的解空间获取、信息丰富而直观的解空间的表达方式与分析模式,其研究结果虽然还难以直接应用在实际的土地利用规划中,但是它有利于这样一种假设:多目标土地利用格局优化的核心研究内容,不是为具体的土地利用规划提供有限个方案,而是要探索、了解在自然状态下,多种土地利用效益的极大化空间。     

基于CLUE-S模型框架的土地可持续利用情景预测——以阳泉市郊区为例

土地持续利用是区域可持续发展的核心内容与重要基础,提高土地利用效率、优化土地资源配置是推动区域经济可持续发展的必要手段。土地利用规划在推动土地资源可持续利用方面发挥了重要作用。在现有土地利用数据的基础上,充分整合自然和社会因素的影响,全面考虑各土地利用类型的供需平衡关系,合理预测未来土地利用变化情景,特别是建立一个开放性的研究框架,是土地利用研究和规划实践中亟待解决的问题。本文以阳泉市郊区为例,提出简化的CLUE-S模型研究框架,探讨研究区不同发展路径下的土地利用变化情景,以期为土地利用规划提供决策依据。研究结果表明,在土地利用规划中,耕地优先原则、生态保护原则、效益提高原则依次为发展路径的先后选择顺序。较＂生态涵养＂及＂超速掠夺＂路径,＂均衡发展＂路径安排耕地18131.57hm2,安排建设用地14069.40hm2,可以满足阳泉市郊区在未来15年内粮食自给率上升27个百分点,国内生产总值年均增幅达到13%的用地需求,为最适宜发展情景。     

大都市边缘区土地利用动态变化研究——以北京市平谷区为例

本文以北京市平谷区为例,利用1993年、2008年两期土地利用现状图,从数量结构、空间格局和类型转换三个角度对平谷区土地利用的动态变化情况进行了定量分析。结果表明：①15年来,平谷区耕地面积锐减,园地面积大幅增加,城乡建设用地逐年增加;②土地利用变化的强度和方向在不同地貌分区存在明显差异,山区、半山区受农业结构调整和生态退耕政策影响,耕地流失最严重,主要转为园地和林地,而在平原区,主要是建设占用导致耕地减少;从山区、半山区到平原区建设用地面积增加量依次增大;③在土地利用类型转换上,主要表现为耕地转为园地、林地和城镇村及工矿用地,林地转为园地,以及草地转为林地;园地的增加主要来自农业结构调整,新增建设用地主要分布在平原区,来源于耕地。因此,协调经济发展与农地保护间的矛盾,是平谷区社会经济发展中必须重视和解决的问题;继续加强生态保护,以保障平谷发展服务首都北京的功能,实现自身社会经济的可持续发展目标。     

我国耕地占补平衡政策实施困境及科技创新方向

耕地占补平衡作为我国耕地保护制度的重要组成部分,是对工业化、城镇化建设占用耕地不断扩大的重要补救措施。当前,耕地占补平衡面临耕地后备资源枯竭、建设用地和生态用地占用耕地需求居高不下的困境,地方占多补少、占优补劣、破坏生态等异化行为危及国家粮食安全和生态安全。在耕地保护制度转型的大背景下,必须深刻理解我国人地矛盾的长期性、极端性和复杂性,明确耕地占补平衡在保护耕地资源、优化国土空间、促进均衡发展方面的不可替代作用;以科技创新为引领,提升全社会耕地资源认知水平,加快形成以耕地质量和产能为核心的占补平衡新体系、差异化耕地占补平衡调控机制、生态优先的全域土地综合整治工程技术体系;实施中国耕地资源安全保障重大科技行动,强化耕地资源全要素监测监管能力和科技支撑能力,全面提升我国耕地保护监督的科学决策与智慧管理水平,支撑耕地保护向数量、质量、生态“三位一体”纵深发展。     

湖北省耕地资源净外部性价值量测算及财政转移支付

耕地资源既能产生生态效益,为整个社会提供生态福利,具有正外部性,同时也会因为不合理利用而损坏人类的福利,产生负外部效应。仅仅估算耕地的正外部性价值量,可能会高估耕地保护经济补偿额,不利于耕地保护政策的实施。本文以湖北省102个县(市、区)为例,分别测算了耕地的正外部性和负外部性价值量,进而得出耕地的净外部性价值量;此外,通过测算各区域内部的外部性需求量得出耕地保护的外部性盈亏水平,并据此实施跨区域的财政转移支付,以均衡各区域的发展。研究结果表明:①湖北省大部分地区的耕地对外界环境均起到了正面影响,但省内耕地资源的净外部性水平差异明显;②扣除区域内部的外部性需求量,湖北省共有41个县(市、区)耕地保护的外部性有盈余,属于财政转移支付受偿区;同时,共有61个县(市、区)耕地资源的外部性处于亏损状态,属于财政转移支付支付区;③财政转移支付行为具有一定的现实可操作性。各个县(市、区)的转移支付额占当年地方政府财政收入的比例较低,约为0.007%~5.030%,均在政府可承受的范围内。研究成果为耕地保护经济补偿政策的实施提供了一定的理论依据。     

流域水土资源优化配置的几种方法比较

目前关于流域水土资源优化配置研究的特点表现为：对单项的水、土资源优化配置研究较多,把两者结合起来的研究较少;分别从宏观和微观两个尺度研究的较多,将两种尺度结合起来研究的较少;越来越重视资源配置模式下的生态系统服务功能状况及其能否满足特定区域可持续发展的需要;研究方法逐渐由定性向定量化转变,在定量研究中,较多使用一般线性规划、灰色线性规划、动态规划、多目标决策和系统动力学等方法;越来越重视以3S技术为基础,结合专业模型进行模拟,为水土资源配置和管理提供高质量的科学决策支持,但目前还没有建立完善的区域性的支持系统。通过重点对水土资源优化配置的定量化方法进行比较分析,今后的研究应当重视：①进一步完善流域水土资源优化配置的理论与方法,特别是与区域特点相结合,利用系统科学等多种学科的理论和方法实现宏观尺度上的优化配置;②加强GIS技术与定量模型的契合;③着力解决若干重要的科学和实践问题,如： 特定地区生态效益的量化、生态效益与经济效益比例的确定、生态需水量的理论与方法、森林植被的水文效应、农业节水与水资源管理关键技术等;④开发建立流域水土资源优化的决策支持系统。     

黄河流域河源区土地利用变化及其影响研究综述

黄河流域河源区是国家生态屏障和“中华水塔”的重要组成部分,是生态保护优先的践行区。本文梳理了近40年来对黄河流域河源区土地利用格局和过程研究的相关文献,从土地利用现状、变化、效应及政策启示等方面进行了全面分析。研究发现：①黄河流域河源区土地利用格局相对稳定,草地面积占绝对优势。2000年是土地利用及其效应变化的重要转折点。2000年之前,草地、林地和湿地等生态用地减少,草地退化、沙化、土壤侵蚀等效应加剧。2000年之后,生态用地增加,植被指数增加,生态系统逐渐向良性方向转变,碳汇功能增强。②生态工程实施和气候变化使该区域土地利用及其效应极具复杂性。整体上土地退化面积有所减少,程度趋缓,草畜基本实现平衡。东部河湟谷地耕地面积减少,集约度提高,种植结构逐步优化;但局部恶化的态势依旧严峻,土壤侵蚀尤其高寒地带的冻融侵蚀加剧。建议应加强土地利用格局变化的影响因素、土地利用变化的生态效应以及生态保育区溢出价值与自然资产的评估研究,为黄河流域河源保护区可持续发展以供有力的科技支撑。