基于改进的CLUE-S模型的土地利用变化动态模拟与情景分析

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当前区域土地利用模拟是LUCC近十年研究的热点,动态模拟土地利用变化是一个相当复杂的过程,它不仅受到自然、社会、经济、技术条件的影响,还因其时间跨度和空间影响范围而不同,而土地利用变化模型为我们理解土地利用变化过程和影响变化的驱动因子方面提供了重要手段。本研究主要针对目前国际上应用比较广泛的CLUE-S模型,应用2000年、2010年两期土地利用数据,在传统的Logistic二值回归的基础上加入空间自相关变量,对其进行改进,即引入空间自相关Autologistic回归模型代替Logistic回归模型从而得到更为精确的模拟效果,再结合Markov模型模拟预测了嘉兴市2020年三种不同情景(自然增长情景、生态保护情景和土地优化情景)下的土地利用发展方向。结果表明:引入空间自相关的Autologistic回归模型拟合优度高于传统模型,耕地、水域、建设用地的拟合优度有了较大的提升,分别从0.715、0.736和0.748提高到0.769、0.797和0.774,此外CLUE-S模型精度验证Kappa值为0.82,预测效果较好。在不同的情景设置下,土地利用/土地覆盖格局存在明显的空间差异:自然增长情景按原有速率变化,则建设用地快速发展并占用大量耕地,危及粮食安全;生态保护情景将耕地转化为建设用地的速率减缓了53%,在2010年的基础上增加了45%的林地面积并且适当增加水域,对嘉兴市的生态状况转变有极大好处;土地优化情景兼顾发展对土地的需求,同时也注重保护生态环境,建设用地增加量为自然增长量的70%,保证了工业生产的同时也为生态保护留下了空间。生态保护情景和土地优化情景对未来土地调控效果较好,可以为当地土地利用总体规划提供科学决策参考。
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