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福州市城区特殊的沿江沿海地理区位,人口急剧增加、城市化加速增长等自然和人文因素的影响,使得福州城区规模不断扩展,用地矛盾越来越突出,区域土地利用发生很大变化。福州城区土地利用变化在东南沿海城市扩展中具有典型性。因此对福州市城区土地利用变化进行动态模拟研究,为城市发展空间的合理布局、区域土地资源的有效开发利用与管理、生态环境的保护与治理等提供重要的指导作用,也为福州市区域土地利用政策的制定提供依据。本研究在ENVI和Arcgis软件的支持下,提取2000年、2005年和2010年三期的福州城区遥感影像信息,得到三期土地利用遥感解译图并对其进行分析。采用Cramer’ V指数分析法来分析土地利用变化影响因素。在此基础上,在Idrisi软件中,构建LCM模型,并采用LCM模型对2010年和2015年福州城区土地利用变化进行动态模拟。得到以下结论:(1)以福州城区土地利用变化研究为例,构建LCM综合模型,其集合了MLP、Markovchain、软硬预测模型等技术方法。采用MLP方法建立转化潜力模型,且模拟结果精确度达到70.32%,满足了研究的要求,并获得水田转化为水域和建设用地、旱地转化为建设用地、林地转化为水田、旱地、建设用地和道路、水域转化为水田及未利用地转化为园地等九幅转化潜力图。采用Markov chain方法预测各地类转化的变化量,得到相应地转化概率矩阵。分别采用软硬预测模型模拟2010年福州城区土地利用格局变化,模拟结果表明:软预测和硬预测结果的数量一致性值和不一致性值及偶然性一致性值都相同;但硬预测结果的地类区位一致性值小于软预测的结果,而其地类区位不一致性比软预测的结果大。软预测结果的四种Kappa指数分别为Kno=0.9223,Klocation=0.9063,KlocationStrata=0.9063,Kstandard=0.8657。硬预测结果的四种Kappa指数分别为Kno=0.9178,Klocation=0.8980,KlocationStrata=0.8980,Kstandard=0.8579。两种模型的预测结果与实际的土地利用图一致性很高,差异性较小,精度都较高,但是在数量上的一致性还有待提高。同时,软预测的结果比硬预测的结果精度更高,且其还生成了变化脆弱性分布图,这为以后生物多样性分析和特定物种的栖息地评价提供了依据和基础。且ROC检验结果为0.847,这说明预测图地类区位分布效果比较好。研究表明LCM模型有较好的仿真效果,具有很高的可信度。(2)本研究中选取了4个空间变量:离城市中心的距离、离道路距离、离水域距离和离人为扰动距离;2个自然属性变量:坡度和高程;1个政策变量:土地利用政策;1个中间变量:地类转化可能性。将离水域距离、地类转化可能性、坡度和高程等变量设定为静态型变量,而离城市中心的距离、离道路距离和离人为扰动距离等变量设置为动态型变量。不仅考虑自然、社会经济环境等因素对研究区土地利用演化的影响作用,还充分考虑土地利用政策等因素对土地利用演化的影响作用。离城市中心距离与土地利用变化的关联性指数Cramer’ V为0.1711。离道路距离、离水域距离、离人为扰动距离及转化可能性的Cramer’ V值分别为0.1220、0.0865、0.0515和0.3785。转化可能性分布对土地利用变化的解释力最强,然后依次是离城市中心距离、离道路距离、离水域距离和离人为扰动距离。坡度和高程对土地利用变化起着重要的作用,而土地利用政策作为鼓励或限制性的变量来影响土地利用变化模拟。(3)研究区内,林地和水田是主要的土地利用类型,然后依次是水域、建设用地、旱地、未利用地、园地和道路。随着福州市城镇化进程的加速、福州市“东扩南进,沿江向海发展”和土地整理开发等相关政策实施,土地利用结构上呈现建设用地、园地和道路持续增加的趋势;水田、旱地、未利用地和林地面积持续减少;水域面积变化不大。通过计算分析福州城区的土地利用动态度,可知:2000年到2005年,建设用地的土地利用动态度最大,其次是园地,接下来依次是旱地、水田、水域、道路、未利用地和林地。2005到2010年,建设用地和园地的变化度依然是前两位,但是道路的变化非常剧烈,未利用地的变化也较大,接下来就是旱地、水田、水域和林地。(4)采用LCM模型预测2015年福州城区土地利用变化。结果显示:在土地利用格局上,福州城区的建设用地及道路等地类沿着闽江向着东、南方向扩展,而由于北部和西部有鼓山、旗山等群山,限制了各地类的发展,这符合福州市的发展规划。在土地利用结构上,2015年福州城区保持建设用地、园地和道路的面积不断增加,旱地在一定的程度上增加,其占总用地面积的百分比分别由2010年的11.38%、2.36%、1.34%和2.87%增加到2015年的15.19%、2.93%、1.89%和3.52%,建设用地的面积由2010年的43947.1149hm~2增加到58672.9181hm~2,园地的面积比2010年的增多了2201.0777hm~2,道路的面积增加到7284.34hm~2;而林地、水田、未利用地的面积持续减少,其各占总用地面积的百分比由2010年的60.33%、11.29%、2.02%减少到2015年的55.05%、10.97%、1.89%,并且相比2010年分别减少了20390.5386hm~2、1249.2208hm~2、1300.31hm~2;水域的变化不大。这说明由于社会经济的发展、人口增加及城市化进程的加快,研究区内建设用地及道路面积大幅增加,而由于农业结构调整和建设用地的占用,导致水田、林地等地类面积减少。这也反映了在未来的土地利用中应集约节约用地,切实保护水田、旱地等农用地,同时应加强林地保护,保持“绿色福州”的特色,实现土地利用与生态环境可持续性统一。