本项目以人地矛盾突出、生态用地破环严重、我国重要的生态功能保护区- - 鄱阳湖生态经济区为研究对象,在建立面向土地资源管理的生态用地分类系统基础上,通过问卷调查和空间统计分析,分析多智能体(政府和居民)对生态用地的抉择行为规则。从政府的宏观调控行为、居民的微观约束行为以及政府与居民之间,智能体(Agent)与环境之间相互作用角度,揭示区域生态用地的演变机制,构建由多智能体系统(MAS)层、环境因素层和元胞自动机(CA)层组成的生态用地演变模型,在GIS中实现生态用地演变模型。根据演变模型,从空间上模拟不同政策(退耕还林、湿地保护、土地分区管制、土地开发整理等)执行下的生态用地调控格局,从是否保护重要的生态用地和空间连续性等方面评估不同政策下的调控效果,为地方政府的土地生态管理提供决策依据,这对于丰富区域生态安全的空间策略、维持鄱阳湖生态经济区生态系统健康和区域可持续发展有重要理论和实践意义。
land use;ecologcial land;land ecological management;Poyang Lake Eco-economic Zone;
本研究生态用地分类、生态用地驱动力分析、关键性生态空间识别和情景设置的基础上,构建区域生态用地演变的CA模型,进行了区域生态用地情景模拟研究。主要的成果有 (1) 基于景观结构中的景观干扰度指数和景观脆弱度指数,构建了区域土地利用生态风险指数,并借助空间统计学中的空间自相关和半方差分析方法,进行鄱阳湖生态经济区土地利用变化的生态风险评价; (2) 采用能值形态从投入指标测度耕地的利用集约度,系统分析了研究区鄱阳湖生态经济区2000-2009年间耕地的劳动力集约度、机械化集约度、化肥集约度、农药集约度和地膜集约度的时序特征, 以上述5种投入能值为基准对研究区耕地利用集约度的整体特征及其时空差异进行分析。 (3) 通过建立不同阶段各生态用地类型变化的logistic回归模型,揭示了京津冀地区不同阶段生态用地变化的驱动因素。对于林地变化, 第一阶段(1980年-2000年)主要的解释变量是土壤表层有机质含量、 坡度级I(<5°)、到最近农村居民点的距离、到最近国道的距离和人均GDP,而在第二阶段(2000年-2005年)主要的解释变量是土壤表层有机质含量、坡度级I、地貌类型和农业人口占总人口的百分比。 (4)基于GIS技术,从水资源安全、生物多样性保护、灾害规避与防护和自然游憩等4个方面,构建了空间尺度上的生态空间重要性综合指数,建立了区域关键性生态空间结构识别方法; (5)基于空间统计学分析,对鄱阳湖生态经济区生态用地变化的空间差异和潜在驱动力进行了分析。结果表明生态用地变化呈现显著的空间正相关性,其聚集状态呈减弱趋势。通过运用空间自相关模型,一些潜在重要驱动力因素被识别。经济发展水平和城市化水平是鄱阳湖生态经济区生态用地变化的主要驱动力。 (6)通过设置自然发展、目标导向和生态优先等3种情景,建立了生态用地演变的CA模型,并进行了案例区的应用研究。在综合考虑生态用地保有量、生态用地损失量和土地利用格局的基础上,生态优先情景下区域生态用地调控最优。为了维护区域生态安全,应研究区推行退耕还林、湿地保护、自然保护区、水源地和林地公园等禁止开发政策。研究成果将有利于指导区域土地的生态管理,开展生态保育和生态建设,维护区域生态系统健康与安全。