《土地利用变化研究的国内外文献综述》5900字

土地利用变化研究的国内外文献综述1.1土地利用/覆被变化研究进展（1）国外研究进展国外很早就开展有关土地利用/覆被变化的研究，最早通过野外现场核查来划分土地类别，并记录相关划分结果。20世纪20年代以来，已有学者开始进行相关研究，Lee（1922）基于自撰《从空中看地表形态》一书，提出利用RS技术探究人地关系的内在机理。Thomas（1956）详细描述了引起地表改变的一些相关人类活动，同时提出人类应遵循在地理环境中的各种行为规范。各国在20世纪70年代结合自身实际情况初步开展了一些与土地利用变化有关的研究活动，在此阶段，研究的热点是关于自然因素驱动下的土地利用演化模式，早期的研究都较为零散，受关注程度不高。土地利用/覆被变化研究在20世纪90年代日益受到重视，逐渐成为全球环境变化研究的一个重点领域。GCC（1990）首次公布一项世界性研究课题，课题内容主要聚焦全球土地利用变化(Burtonetal，1993)。BlairRB（1996）通过研究美国加州多个鸟类栖息地的结构变化，揭示土地利用与生物多样性之间的关系。HoughtonRAetal.（1999）研究城市土地开发强度与土壤导水率之间的内在关系。“21世纪议程”上，联合国宣布本世纪工作重心将逐渐开始向LUCC研究转移。进入21世纪，在持续十余年的LUCC研究计划结束后，2003年，IGBP（“国际地圈与生物圈计划”）汇总土地科学前沿问题，并将土地计划项目实施方案进一步细化(MoranEF，2003)。Kalnayetal.（2003）在美国城市和乡村地区分别设立气温监测点，通过对比区域间的地表温差，探究土地利用与地表温度之间的关系。ChomitzKMetal.（2003）以亚马逊流域为例，对比分析区域不同雨水期各地类的面积，结果表明区域耕地与草地的面积随区域降水量的增加而出现逐渐减少的趋势。DwivediRSetal.（2005）以埃塞俄比亚多个区域为研究对象，利用遥感技术对区域各地类变化进行分析，结果表明人为活动与自然条件直接影响区域气候与生物圈的变化。2005年9月IGBP和IHDP（“国际全球环境变化人文因素计划”）共同推出全球土地计划(GLP)。此外，GLP（2005）提出3个相互衔接的研究目标。10年代以来，研究范围进一步扩展。LambinEFetal.（2010）通过研究越南森林过渡区不同时间节点各地类现状，揭示驱动土地发生转变的来源类型。HalinaLAMPARSKI（2011）以延河流域为例，借助景观生态指标研究区域13年间土地利用情况，并分析相关驱动因子，发现一些人为政策的干预，将对区域土地景观格局产生较大影响。SamerehFALAHATKARetal.（2014）基于不同时期伊朗北部地区的遥感影像，完成区域土地利用图的绘制；以此为基础定量分析区域不同地类土壤有机碳的密度，结果表明草地与林地面积的减少在一定程度上导致土壤有机碳含量降低。SamiULLAHetal.（2016）借助RS和GIS技术，定量评估2004-2013年巴基斯坦北部山区植被覆盖率与各地类面积变化，为区域生态保护规划提供参考。GOMESEetal.（2019）在多情景下分析外部驱动力对农村地区土地转化的影响，并将相关研究结果用于地区土地规划。（2）国内研究进展在建国以前，我国有关学者就已展开对土地利用/覆被变化相关问题的研究，胡焕庸先生便是其中代表之一。20世纪50至60年代，研究重点方向主要聚焦土地建设与土地规划。80年代以来，随着科学技术的发展，研究重心开始转移到有关土地整理的相关研究，并衍生出以“优化人地矛盾”为导向的土地开发观念。自90年代初，我国LUCC研究进入新阶段，常庆瑞等（1993）基于RS技术，动态监测乾县试区近20多年土地利用情况。陈百明（1997）选取大中型城市等多个类型作为重点研究区域，揭示驱动土地利用变化的内在机制。潘剑君等（1997）根据动态分析扬州市不同时期的土地状况，结果表明运用RS技术相较过去实地测量在成本节省上的优势更为明显。梁长青等（1998）研究土地开发与自然环境的内在联系，提出建立健全环境保护机制制度等相关对策。张惠远等（1999）通过研究贵州典型山区土地地类变化与人为因素之间的内在关系，得出耕地面积与人均粮食产量成正比例关系。王良健等（1999）选取4类人文驱动因素，利用回归分析等多种方法，研究不同因素对梧州市耕地变化的影响机制，得出耕地面积变化主要受人类活动的影响。21世纪以来，研究层面不断拓宽。张明（2000）通过分维数等多个指标，分析并模拟榆林地区景观格局，旨在为区域生态环境保护提供服务。徐梦洁等（2001）基于多种定性和定量指标，分析永嘉县1990-1996地类变化情况，研究结果表明结构转换度在定量表示土地动态变化上更具优势。黄方等（2002）基于图形库系统，研究松嫩平原典型区15年各地类动态变化，得到林地年变化率大于耕地。李学良等（2003）通过研究西部地区村域土地利用与生产模式的关系，表明单一化的土地开发方式不利于区域经济社会的发展。刘贤赵等（2004）通过动态分析长武试区10年间各地类产水量，结果表明土地利用强度与区域产水量之间存在反比例关系。鲁礼新（2005）通过定量分析随州市50年间土地转换情况，得出面积变化最大的地类是草地，同时结果还表明土地转换率与环境承载力之间存在相互作用。郝仕龙等（2007）以上黄试区为研究区域，分析区域22年内土地利用变化，结果表明政府决策和先进技术有助于提升区域土地格局。杨小垂等（2009）研究克山县5年间黑土地变化，揭示地类转换率与侵蚀强度的内在关系，得出草地与林地的退化会加速区域土壤侵蚀。卓静等（2013）利用GIS分析榆林市13年间地类时空变化，结果表明果园年变化率最大，耕地年变化率最小。张月等（2015）通过对吉林市12年间地类时空格局演变的研究，得出土地利用系统的稳定性与距离成正相关，与高程成负相关。陈竹安等（2019）以武汉市国省道周边为例，采用空间分析等方法研究15年间区域景观格局变化，研究结果表明土地开发强度与ESV成反比关系。李通等（2020）以海南岛为例，研究海岸线土地利用与环境承载力之间的关系，结果表明东南部土地开发速度快于西北部。1.2土地利用变化模型研究进展（1）国外研究进展20世纪90年代以来，ClarkeKCetal.（1997）在多源数据的基础上，采用CA模型，模拟研究区100多年来各类土地动态变化情况。ElenaBesussietal.（1998）借助CA模型，预测威尼斯主城区的未来土地空间格局，探究城市扩张的内在驱动机制；基于上述研究结果，进一步明确延伸城市的内涵。BenensonI（1998）以处于城市同一空间区域人们的互动关系和城市架构为基础，提出以城市人口为导向的MAS模型，并利用模型模拟城市特定区域在经济社会等多个情景下的空间变化情况。进入21世纪，模型应用的范围更加广泛。LigtenbergAetal.（2001）提出一种基于编程程序建立的空间模拟模型，该模型兼具MAS与CA模型的优点；通过在荷兰东部某地区的运用，取得较好模拟效果。KoenP.Overmarsetal.（2007）基于传统演绎与归纳模型，衍生出综合因果模型。该模型在模拟中充分考虑土地利用变化的两类因素，一类是因果关系，另一类是因果机制；通过模拟菲律宾地区地类变化，为该地区生态保护等方面提供参考。Lopez-Carr.Detal.（2012）以危地马拉热带土地利用为研究内容，借助多层次模型开展研究，结果表明该模型有利于整体优化人、地、环三者相互关系。PriceBetal.（2015）研究了瑞士城市化进程，发现城市化进程中损害了其他土地利用类型，预测了多情景下2035年后土地演化的情形，表明政策干预可以避免部分土地受到城市化的影响。Wangetal.（2019）以康涅狄格河流域土地利用为案例，采用GWLR等模型，模拟区域近10年土地演化。以ORL-CA-Markov方法为参考，进行对比分析，发现在土地利用适应性上，GWLR模拟效果比OLR更好。Nathetal.（2020）以江油地区的土地利用为例，综合运用CA-Markov与MCE-AHP模型，模拟未来三个不同年份区域土地利用情况，并对结果进行综合评估。（2）国内研究进展我国自20世纪90年代以来，已经开始了有关土地利用模型的相关研究。李峰等（1993）以丘陵平原过渡区为研究对象，借助线性模型和资源、人口等多个约束条件定量分析区域第一产业用地结构，提出优化用地模式的相关建议。王卫（1993）将线性模型应用到方山县用地结构调整的实际中，为类似区域提供参考。孙宏义等（1995）利用价值Markov模型研究内蒙古村域耕地变化，并提出优化种业结构方案。王良健等（1997）基于SD模型研究吐鲁番市在土地开发中存在的问题，结果表明将来一段时期区域应加大未利用地的开发。陈传美等（1999）以郑州市为例，探究土地承载力变化的内在机制，运用SD模型模拟传统趋势等2种情景，判定区域土地利用最适发展模式。21世纪以来，我国在土地利用变化模型研究方面取得许多新的进展。21世纪10年代以前，王良健等（2000）利用Markov模型对广西乡镇地区进行模拟，得出未来28年内区域水田将继续减少。袁艺等（2001）通过SCS模型对深圳部分流域进行模拟，得出土地利用强度与径流量大小成正比例关系。李小建等（2001）选取点位尺度，基于物理-统计模型模拟伊洛河流域土地利用变化情况；研究结果表明未来时期流域的草地将向林地进行转化，建设用地将出现扩张趋势。陈亚恒等（2003）利用SP1模型分析雄县地区农用地变化，通过模拟小麦种植情况提出相关产业发展对策。张永民等（2003）借助CLUE-S模型模拟奈曼旗15年土地演变格局，表明分辨率与模拟效果之间存在反比例关系。邓祥征等（2004）以太仆寺旗为例，基于区域实际选取自然和人文驱动因子，进行相关驱动力分析；此外，基于实地问卷调研等方法设计参考模式等3种情景，设置模拟间隔年限为20年；通过SD模型分别模拟上述情景，结果表明北部地区尚未开发的土地在将来将发生剧烈演化。彭月等（2006）利用Markov模型，模拟重庆永川区5年内景观变化，结果表明采取补充林地的相关措施可以有效缓解未来城乡用地无序扩张的景观格局。彭建等（2007）结合猫跳河流域实际，设计生态安全等4种模拟情景；基于CLUE-S模型模拟多情景下流域10年内土地时空格局，认为未来区域国土开发应以综合发展情景结果为指导。徐静等（2008）基于“现状”等4种土地利用情景，运用BTOPMC模型分别模拟淮河流域日径流变化情况。表明林地开发强度与径流量成反比，耕地开发强度与径流量成正比。涂小松等（2008）利用SLEUTH模型在2种情景下模拟2030年无锡市区土地利用变化，发现加大土地保护力度对城镇扩张有一定抑制作用，同时得出开发边界和重要交通轴线是城镇扩张的两条重要路径。赵建军等（2009）运用GIS和CA-Markov模型模拟向海湿地20世纪10年代以来土地变化，研究表明模拟期间减少最大的地类是湿地，增长最快的地类是未利用地。21世纪10年代以来，刘庆凤等（2010）将CLUE-S模型应用到对别拉洪河流域地区的土地变化模拟，结果表明自然因子中坡度与海坡对土地空间格局影响较大，人文因子中人口密度影响土地变化较为显著。常青等（2010）选取经济导向、生态优先与绿色发展3类国土空间布局方案，利用DPSIR模型和多种评价方法分析不同方案下天津市土地空间布局优缺点；最后确定绿色发展方案下，区域土地利用效率最高。王丽萍等（2012）利用GM-CA模型，在3种约束情景下模拟2015年佛山市建设用地变化情况；结果表明建设用地的扩张与多情景下约束程度成反比关系，且主要由耕地转换而来，最后提出优化相关用地空间布局的对策。孙哲等（2013）将Logistic-CA-Markov模型应用到市域尺度的土地模拟，并简要介绍该模型的优势。杨清可等（2014）利用SBM-Undesirable模型评价长三角区多个城市的国土开发强度，研究结果表明在评价土地利用效率方面模型准确性较高。王桂林等（2015）将以人的意志为导向的MAS模型与CA模型耦合，模拟滇池流域20多年间土地时空格局演变情况，并借助L-S形状指数对模拟的结果进行验证。李斌等（2017）运用Tietenberg模型模拟2种情景下蔡甸区土地未来发展情况，并从从景观格局、土地经济效益等方面对各地类进行定量分析。王明常等（2019）以2007年与2017年分别作为基期，利用FLUS模型模拟未来10年长春市土地利用情况，结果表明在两个时期区域土地发展趋势大致相同。王燕等（2020）运用GIS技术和InVEST模型揭示2005-2015年内蒙古巴林右旗不同土地利用类型的空间分异特征。当前，研究土地利用情景模拟的技术和手段日新月异，国内外专家、学者在对诸多模型的研究中取得突破性进展。各类模型具有自身的特性和优势，例如，在数量预测方面，采用Markov模型更具有科学性和精准性；而在模拟空间变化方面，CA模型则更具有针对性。将多模型融合用于模拟各土地类型空间变化已逐渐成为当下研究的热点，尤其是Logistic-CA-Markov模型集成上述两个模型优势，并结合回归模型，使得驱动因子对土地利用变化的影响得以定量表示。对比传统模型来说，该模型具有模拟精度高、适用范围广的特点。据此，本文将借助Logistic-CA-Markov模型，研究平昌县土地利用变化情况。参考文献摆万奇,阎建忠,张镱锂.2004.大渡河上游地区土地利用/土地覆被变化与驱动力分析[J].地理科学进展,23(1):71-78.蔡运龙.2001.土地利用/土地覆被变化研究:寻求新的综合途径[J].地理研究,20(6):645-652.曾凌云,王钧,王红亚.2009.基于GIS和Logistic回归模型的北京山区耕地变化分析与模拟[J].北京大学学报(自然科学版),45(1):165-170.常青,何欢乐,季宏伟.2010.基于DPSIR模型的市域土地空间配置优化——以天津市为例[J].中国土地科学,24(06):32-39.常庆瑞,吴哲夫,魏永胜.1993.乾县试区土地利用动态监测分析[J].干旱地区农业研究,(S2):113-118.陈百明.1997.试论中国土地利用和土地覆被变化及其人类驱动力研究[J].自然资源,(02):31-36.陈传美,郑垂勇,马彩霞.1999.郑州市土地承载力系统动力学研究[J].河海大学学报(自然科学版),(01):56-59.陈学,朱康文,雷波.2016.基于CA-Markov模型的土地利用/覆盖变化模拟[J].环境影响评价,38(04):61-65.陈亚恒,刘会玲,薛宝民,张俊梅.2003.荷兰PS1模型在雄县地区土地利用系统分析中的应用——以冬小麦种植为例[J].河北农业大学学报,(01):17-20.陈颐,林毅伟,林丽丽,等.2017.基于Markov和Logistic模型的莆田市土地利用变化及林地转出空间模拟[J].中国农业大学学报,22(2):87-97.陈竹安,冯祥瑞,危小建.2019.基于LUCC的武汉市高速公路周边景观格局变化分析[J].土壤通报,50(01):35-44.陈铸,傅伟聪,黄雅冰,阙晨曦,郑祈全,董建文.2018.基于Logistic-CA-Markov模型的福州市土地利用演变与模拟[J].安徽农业大学学报,45(06):1092-1101.崔敬涛.2014.基于Logistic-CA-Markov模型的临沂市土地利用变化模拟预测研究[D].南京:南京大学.邓祥征,刘纪远,战金艳,赵涛.2004.太仆寺旗土地利用变化时空格局的动态模拟[J].地理研究,(02):147-156+281.范月娇.2002.基于遥感和GIS一体化技术的三峡库区土地利用变化研究[J].地理科学,