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基于CA-Markov模型的酉阳县土地利用变化及情景模拟研究

作　者: 黄勇
导　师: 阎建忠
学　校: 西南大学
专　业: 土地资源管理
关键词: 土地利用变化 CA-Markov模型情景模拟酉阳县
分类号: F301.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

当今,土地利用/土地覆被变化已成为全球环境变化研究的核心领域。以往土地利用变化研究重点在土地利用数量和结构变化的定量研究上,而今越来越专注于土地利用空间格局变化研究,以便能更好的了解土地利用变化的过程和机理,并通过调整人类活动,实现土地资源的可持续利用。土地利用变化模型研究作为土地利用/覆被变化研究主要方向之一,也得到极大关注。CA-Markov模型由于综合了CA模型模拟复杂系统空间变化的能力和Markov模型长期预测的优势,在提高土地利用类型转化预测精度的同时又有效地模拟土地利用时空变化,现已成为模拟土地利用格局变化的常用模型。位于西部地区的重庆市具有“大城市、大农村、大山区和大库区以及民族地区于一体”的特点,城乡差距大、区域发展不平衡。从确立“全国统筹城乡综合配套改革试验区”以来,重庆在农村户籍、就业、教育、医疗、养老保险、公租房、宅基地以及承包地等方面都做出了探索和改革。然而,较少关注大量农村剩余劳动力向城镇迁移后边远山区土地利用呈现的变化过程。重庆市东南部是典型的贫困山区,近年来由于经济快速发展,城镇化建设步伐加快,大量耕地被占用,加上大量农村劳动力向城镇转移,山区土地利用发生明显变化,为科学研究提供了不可多得的样区。因此本文以重庆市酉阳县为研究对象,利用1996、2005、2011年期土地利用现状数据,对区域土地利用时空格局的变化过程和发展趋势进行了分析和模拟。研究结果表明：(1)1996-2011年期间,酉阳县土地利用格局变化较大,总体上呈现出建设用地、林地、水域、草地增加和耕地、未利用土地减少的趋势。未利用土地受政策和自然因素的影响主要转为林地和草地；耕地主要向林地、草地和建设用地转变,耕地的主要补充来源为草地的开发和建设用地的整理。在此期间,酉阳县景观总体上呈破碎化趋势,景观中各斑块空间构型趋于简单。上述变化主要源自于人类活动对酉阳县土地利用变化的干扰程度日渐增强。(2)地形坡度对酉阳县土地利用变化产生重要影响,引用坡度分布指数计算得出耕地和建设用地的最适宜分布在0-25°,林地和草地受生态退耕的影响,其分布指数随着坡度的增加而呈上升趋势；对酉阳县交通线路和行政中心做不同级别的缓冲带,发现二者对建设用地有着较强的空间吸引效应。同时离交通线越近,耕地面积越大；远离行政中心,耕地面积呈逐渐增加趋势。同时经济政策因素对土地利用的空间格局产生重要而深远的影响。(3)利用CA-Markov模型模拟2020年土地利用格局,与2011年土地利用现状数据进行对比得知人类活动进一步加剧了酉阳县土地利用变化：耕地面积持续减少,林地、草地、建设用地面积不断增加,未利用土地和水域没有发生明显变化,景观破碎化程度进一步加深。与酉阳县土地利用总体规划2020年规划值相比较发现,耕地已远远突破规划指标,生态用地超出规划指标,建设用地指标比较充足,说明未来酉阳县生态环境日益好转,但耕地保护工作面临严峻形势。

全文目录

摘要  6-8
Abstract  8-10
第1章绪论  10-16
  1.1 选题依据  10-11
    1.1.1 科学问题  10
    1.1.2 社会需求  10-11
  1.2 国内外研究进展  11-14
    1.2.1 国外研究进展  11-12
    1.2.2 国内研究进展  12-14
  1.3 研究目标、内容与技术路线  14-16
    1.3.1 研究目标  14
    1.3.2 研究内容  14-15
    1.3.3 技术路线  15-16
第2章基础资料与研究方法  16-32
  2.1 研究区概况  16-20
    2.1.1 研究区自然环境概况  16-18
    2.1.2 研究区社会经济情况  18-19
    2.1.3 研究区土地利用状况  19-20
  2.2 数据来源与处理  20-27
    2.2.1 土地利用现状数据  20
    2.2.2 其他数据  20
    2.2.3 数据处理  20-27
  2.3 CA-Markov模型简介  27-32
    2.3.1 CA模型简介  27-28
    2.3.2 Markov模型  28-29
    2.3.3 CA模型与Markov模型的结合  29-30
    2.3.4 Idrisi软件中的CA-Markov模型  30-32
第3章研究区土地利用变化研究  32-44
  3.1 研究区土地利用变化研究  32-35
    3.1.1 土地利用类型变化  32-33
    3.1.2 土地利用动态度分析  33-35
  3.2 研究区土地利用类型转换研究  35-39
  3.3 研究区土地利用景观格局研究  39-44
    3.3.1 景观指数的选取及其意义  39-41
    3.3.2 土地利用变化景观格局分析  41-44
第4章研究区土地利用变化影响因素分析  44-54
  4.1 地形坡度因素  44-47
  4.2 道路交通因素  47-50
  4.3 行政中心因素  50-52
  4.4 经济政策因素  52-54
第5章未来土地利用情景模拟  54-66
  5.1 构建CA-Markov模型  54-56
    5.1.1 元胞空间及其状态  54
    5.1.2 元胞邻域  54
    5.1.3 转换规则  54-56
  5.2 CA-Markov模型模拟精度检验  56-60
  5.3 研究区未来土地利用情景模拟与分析  60-64
  5.4 建议  64-66
    5.4.1 严格执行酉阳县土地利用总体规划  64
    5.4.2 强化耕地与生态用地管护  64-65
    5.4.3 加快推进土地整治建设  65
    5.4.4 加大推进土地动态监测和监察执法工作  65-66
第6章结论与展望  66-70
  6.1 结论  66-67
  6.2 主要创新点  67
  6.3 不足之处与展望  67-70
参考文献  70-74
致谢  74-76
攻读学位期间参与的科研项目与发表的学术论文  76

基于CA-Markov模型的酉阳县土地利用变化及情景模拟研究

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