基于GIS和CA-Markov模型的烏江下游地區(qū)土地利用變化情景模擬與生態(tài)環(huán)境效應(yīng)評價(jià).pdf

1、當(dāng)前，人類活動深刻影響著土地利用格局及其變化。因此，探究土地利用變化原因和機(jī)理、模擬未來土地利用格局分布對當(dāng)前土地政策、土地規(guī)劃具有重要意義。以烏江下游的涪陵等六個區(qū)縣為研究區(qū)，基于1995年、2005年、2015年的Landsat影像解譯數(shù)據(jù)，綜合運(yùn)用GIS空間分析技術(shù)、CA-Markov模型和MCE模型，實(shí)現(xiàn)研究區(qū)土地利用時(shí)空格局模擬。結(jié)合情景分析方法，探討在“快速城鎮(zhèn)化情景”、“規(guī)劃情景”和“生態(tài)保護(hù)情景”三種模式下研究區(qū)2020

2、年、2030年、2050年的土地利用格局。參考其他學(xué)者制定的生態(tài)服務(wù)價(jià)值當(dāng)量因子，結(jié)合研究區(qū)實(shí)際情況，利用植被凈初級生產(chǎn)力、降水、土壤數(shù)據(jù)對研究區(qū)的單位面積生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價(jià)值當(dāng)量加以校正，然后通過生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值估算方法，計(jì)算研究區(qū)未來不同情景下的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能價(jià)值。研究結(jié)果表明：
　?。?）研究區(qū)以耕地和林地為主，兩者之和占總面積的86%及以上，20年來，耕地經(jīng)歷了“先減后增”的過程，前10年減少了451.85km2，占耕地

3、總面積（1995）的6.84%，后10年耕地面積略有增加，但增幅較緩；與此相反，林地在20年內(nèi)持續(xù)增加，2015年比1995年增加了894.49 km2，年均增幅達(dá)0.4%。此外，草地和未利用地面積20年間持續(xù)減少，尤其是未利用地，減少了590.61 km2，占未利用地總面積（1995）的80%，且主要轉(zhuǎn)化為耕地和林地。水域面積變化雖略有起伏，但總體上幅度不大。
　　（2）20年間研究區(qū)土地利用的動態(tài)度差異比較明顯。就單一土地利用

4、動態(tài)度而言，未利用地的變化幅度最大，1995-2015年間達(dá)到-8%；其次是建設(shè)用地，前10年比后10年變化幅度要大，總體呈逐年增加趨勢；耕地和林地的年動態(tài)度均小于1%，而前者呈現(xiàn)先減少后緩慢增加的趨勢，后者則呈現(xiàn)輕微增加的趨勢；草地呈現(xiàn)逐年減少的趨勢，且后10年變化幅度更大；水域總體上變化比較平穩(wěn)。就綜合土地利用動態(tài)度而言，三個時(shí)段各地類綜合動態(tài)度都小于2%，其中，耕地、林地、水域和建設(shè)用地的綜合動態(tài)度都小于1%，而草地和未利用地的綜

5、合動態(tài)度基本上介于1%-2%之間，這說明研究區(qū)土地利用變化的總體幅度或強(qiáng)度不大，但個別地類變化比較明顯。
　?。?）1995-2005年間耕地轉(zhuǎn)出量最大，為783.26 km2，是轉(zhuǎn)入總量的2.36倍，耕地面積的大幅度減少不容忽視。從耕地轉(zhuǎn)出類型來看，位居第一的是轉(zhuǎn)換為林地，數(shù)量為627.93 km2，占轉(zhuǎn)出總面積的80.17%。其次是建設(shè)用地，在此期間有112.38 km2的耕地轉(zhuǎn)為了建設(shè)用地，占轉(zhuǎn)出總面積的14.35%。從轉(zhuǎn)入

6、類型來看，未利用地和林地轉(zhuǎn)為耕地?cái)?shù)量最多，分別為140.00 km2和116.09 km2。2005-2015年各地類之間的轉(zhuǎn)換大致與上一階段相同。1995-2015年研究區(qū)各土地類型相互轉(zhuǎn)入轉(zhuǎn)出量較大，土地類型轉(zhuǎn)移變化十分明顯，且呈“三增三減”的變化趨勢，即林地、水域和建設(shè)用地增加，耕地、草地和未利用地減少。
　　（4）在“快速城鎮(zhèn)化情景”下，建設(shè)用地急劇擴(kuò)張，35年間其面積增加了一倍，達(dá)到1390.46 km2，且主要來源為耕

7、地，約占轉(zhuǎn)出耕地面積的一半；林地增長十分緩慢，草地和未利用地持續(xù)減少，到2050年分別減少了186.58 km2和69.40 km2，未利用地減少了一半。在“規(guī)劃情景”下，建設(shè)用地增長仍然較快，2050年增加了347.92 km2，增幅達(dá)37.92%；耕地減幅有所下降，林地增加也比“快速城鎮(zhèn)化情景”要快，但草地和未利用地仍在持續(xù)減少，35年間分別減少了25.9%和44.3%。而在“生態(tài)保護(hù)情景”下，林地、草地、未利用地等生態(tài)用地不斷恢復(fù)

8、和增加，到2050年，生態(tài)用地總面積占研究區(qū)64%；建設(shè)用地?zé)o序擴(kuò)張得到限制，到2050年其總面積為1171.42 km2，比同期“快速城鎮(zhèn)化情景”減少了219.04 km2；耕地雖有減少，但逐漸趨于平衡，始終保持在6000 km2以上。
　?。?）研究區(qū)未來不同情景下土地利用變化的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值變化與各土地利用類型面積變化密切相關(guān)，即當(dāng)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能單價(jià)一定時(shí)，土地利用類型面積的增加或減少直接導(dǎo)致其對應(yīng)的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)總價(jià)值的

9、增加或減少。未來三種情景下，由于研究區(qū)土地利用變化呈現(xiàn)“三減、兩增、一平”的趨勢，即耕地、草地和未利用地持續(xù)減少，林地和建設(shè)用地持續(xù)增加，水域總體上變化不明顯，其對應(yīng)的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值也呈現(xiàn)相同的變化趨勢。但從生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)總價(jià)值的變化幅度來看，生態(tài)保護(hù)情景下的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值變化幅度最小，且林地、草地、水域等生態(tài)用地的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值比同期“快速城市化情景”、“規(guī)劃情景”都要大，其產(chǎn)生的生態(tài)環(huán)境效應(yīng)也比較明顯。
　　因此，“生態(tài)保