基于多模型的黑河中游甘临高地区土地利用情景模拟

作     者：蒋小芳 段翰晨 廖杰 宋翔 薛娴 JIANG Xiaofang;DUAN Hanchen;LIAO Jie;SONG Xiang;XUE Xian

作者机构：中国科学院西北生态环境资源研究院沙漠与沙漠化重点实验室兰州730000 中国科学院西北生态环境资源研究院干旱区盐渍化研究站兰州730000 

出 版 物：《农业机械学报》 (Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery)

年 卷 期：2022年第53卷第9期

页      面：178-188页

核心收录：

学科分类：08[工学] 09[农学] 0903[农学-农业资源与环境] 083306[工学-城乡规划管理] 0833[工学-城乡规划学] 

基　　金：国家重点研发计划项目(2017YFE0119100) 中央引导地方科技发展专项资金项目 

主　　题：黑河中游 土地利用变化 情景模拟 混合元胞自动机模型 多目标线性规划模型 

摘      要：混合元胞自动机(Mixed-cell cellular automata,MCCA)模型改进了传统的元胞自动机(Cellular automata,CA)模型,基于现实复杂土地结构引入混合元胞,实现了从定性、静态模拟到定量、动态模拟的跨越。本文首先探究MCCA模型在黑河中游甘临高地区(甘州区、临泽县和高台县)的适用性;之后分别采用多目标线性规划(Multiple-objective programming,MOP)模型、普通线性回归模型预测得到2035年可持续发展(Sustainable development,SUD)情景、基本发展(Basic development,BAD)情景中不同地类面积数值,然后将面积输入MCCA模型中进行不同情景的土地利用空间结构可视化,并开展对比研究。结果表明:各项精度评价指标均表明MCCA模型的模拟精度较高,Kappa系数、混合元胞质量系数(Mixed-cell figure of merit,mcFoM)和平均相对熵(Relative entropy,RE)分别为0.886、0.261和0.508,优于基于纯净元胞的斑块生成土地利用变化模拟(Patch-generating land use simulation model,PLUS)模型,因此MCCA模型适用于研究区土地利用结构模拟。2035年SUD情景中林地范围明显高于BAD情景,生态效益较BAD情景增速快,建设用地和耕地适度扩张,综合效益增速较快。该结果表明耦合MOP和MCCA模型模拟的土地利用优化配置方案能够更好地协调经济与环境的关系,既有利于经济快速发展,又能保护生态环境和维持社会稳定。