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2005-2018年长沙市六区一县土地利用格局演变及未来情景模拟

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2005-2018年长沙市六区一县土地利用格局演变及未来情景模拟

作者：伍艳霞湖南大学

学位级别：硕士

随着国土空间合理有序和集约高效发展理念的不断加强,自上而下的传统规划与市场导向下的城市现状发展存在一定的偏差,导致国土空间与经济社会发展需求不匹配,难以满足国土空间有序、集约的动态反馈调节需求。综合考虑政策背景、经济社... 详细信息

随着国土空间合理有序和集约高效发展理念的不断加强,自上而下的传统规划与市场导向下的城市现状发展存在一定的偏差,导致国土空间与经济社会发展需求不匹配,难以满足国土空间有序、集约的动态反馈调节需求。综合考虑政策背景、经济社会发展需求、生态文明建设等因素,基于2005年、2010年、2015年和2018年四期长沙市城市遥感解译数据、2019年长沙市城乡规划实施评估报告、长沙市社会经济统计数据等,借助Arc GIS,偏最小二乘回归方法、FLUS模型模拟等技术手段在国土空间规划背景下对土地利用格局时空演变特征进行分析,发掘其内在驱动机制,分析其发展模式下的土地利用结构合理性,提出相应的优化建议,并进行未来情景模拟,从而实现国土空间背景下土地利用规划监测、评估、预测及预警的全过程管控,使空间与经济发展相匹配,为经济社会发展提供支撑,主要的研究内容与结论如下:长沙市六区一县土地利用主要受政策与规划的调控作用以及经济社会发展的综合影响;土地利用结构演变中,城市主体组团发展饱和,外围组团发展不足,各组团中心发展不明显,组团间发展侵蚀规划生态隔离带和蓝线规划范围,现状土地利用及结构演变与规划存在偏差;在政策和市场主导的高容积率房地产开发机制驱动下,长沙市六区一县存在人均居住用地承载力与公共服务设施及基础设施承载能力的矛盾,公共服务、基础设施、绿地等福利性服务用地发展滞后于居住、工业等盈利性用地发展,人均公共服务及基础设施建设面积不足,城市用地结构的合理性有待优化,在城市未来发展过程中应注重国土空间全领域资源的生态保护发展,保障公共服务、基础设施建设、促进空间布局均衡化,加强城市组团核心建设,促进城市高质量发展;基于人地关系及政策管控指标,在FLUS模型中设定了三种情景模拟,分别是基准年限模拟、人地关系模拟、国土空间开发指标模拟,基准年限情景A适用城市低速发展阶段,城市建设主要集中在中心城区,人地关系情景B适用城市经济社会发展快速发展阶段,需通过建设卫星镇的方式缓解城市中心区建设压力,同时在卫星镇建设基础上,可以通过城际轨道的建设联通邻近城市发展,促进城市融城发展,国土空间开发指标模拟情景C适用城市高速发展阶段,需加强区域一体化发展及城市融城建设。

关键词：国土空间土地利用格局演变特征驱动因素优化未来情景模拟

沱江流域水源涵养功能时空变化格局及未来情景模拟

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沱江流域水源涵养功能时空变化格局及未来情景模拟

作者：欧阳欣成都理工大学

学位级别：硕士

水源涵养功能是生态系统服务的重要功能之一,可以减缓地表径流,减少水土流失,在水资源保护和维护生态系统安全方面极为重要。沱江流域位于四川盆地腹地,是四川重要的水源涵养区,同时也是长江中上游重要的生态屏障,对维持整个四川乃至整... 详细信息

水源涵养功能是生态系统服务的重要功能之一,可以减缓地表径流,减少水土流失,在水资源保护和维护生态系统安全方面极为重要。沱江流域位于四川盆地腹地,是四川重要的水源涵养区,同时也是长江中上游重要的生态屏障,对维持整个四川乃至整个长江流域的生态稳定至关重要。因此,定量描述沱江流域水源涵养功能时空变化格局,探究未来情景模拟土地利用变化的水源涵养功能,研究结果对生态文明建设与水源涵养保护具有重要的现实意义。本文收集整理2000-2018年气象资料数据(气温、降水、太阳辐射等)、土地利用数据、DEM数据和土壤理化性质数据等数据,基于In VEST模型计算分析沱江流域2000-2018年生态系统水源涵养功能时空分布格局,分析不同土地利用类型的水源涵养功能,研究流域水源涵养功能冷热点空间分布。通过地理探测器模型定量分析自然和人为影响因子对水源涵养功能的影响。基于Geo SOS-flus模型模拟自然发展、经济发展和生态优化三种未来土地利用情景,模拟未来情景下研究区水源涵养功能。主要研究结果如下:(1)基于In VEST模型将需求数据本地化,实验表明当Z取值7.8时,模拟产水量与自然径流量拟合精度最高。基于产水量模拟结果计算研究区水源涵养功能,研究结果表明:沱江流域2000年、2005年、2010年、2015年和2018年的水源涵养量分别是27.29×10m、36.38×10m、39.13×10m、38.45×10m和48.29×10m,水源涵养量呈不断增加趋势。但水源涵养功能在空间上分布不均衡,功能较高的区域主要集中在流域北部的龙门山脉和流域南部丘陵山地地区以及流域的林地区域内;功能较低的区域主要分布在经济发达城市、乡镇中心以及城市周边的耕地。2018年水源涵养总量高的地级市县分别是彭州市、绵竹市、简阳市、仁寿县、资中县、富顺县。(2)沱江流域各类土地利用类型的水源涵养功能显示:2018年耕地水源涵养总量为33.29×10m占流域总量的80%;林地水源涵养量为11.22×10m,占总量15%;草地水源涵养量1.36×10m,总量占比为1.82%,总量占比少的原因是草地蓄水能力低于林地,且面积少占总面积比为1.6%;水域、建设用地和未利用地的水源涵养量分别为0.21×10m、2.16×10m以及0.05×10m。利用空间统计方法对研究区水源涵养功能进行冷热点空间分布统计分析,研究表明,2018年研究区水源涵养功能热点区分布较为零散,分布呈现出南北多中部少、上游高、下游低的特点;冷热点区域面积比例与2000年比较,热点区增加0.7%、次热点区面积减少4.27%、不显著区增加了7.4%、次冷点区增加0.17%、冷点区减少2.54%。(3)选取11个自然、人为因素与沱江流域水源涵养功能进行地理探测,探测结果为:自然因子中前三个主导影响因子为温度因子、降水因子、土壤类型因子,人为活动因子中土地利用因子为主要影响因子;两两因子间存在非线性增强和双因子增强两种情况,两因子交互作用排在前三位的因子分别是地形地貌∩土地利用(0.277)、地形地貌与∩降水(0.259)、地形地貌∩土壤类型(0.258);水热条件之间的精确耦合有助于提升水源涵养功能;温度、降水、高程和土地利用因子与其他影响因子之间与水源涵养功能的相关性不具有显著性差异。(4)基于Geo SOS-flus模型模拟沱江流域2035年在自然发展、经济发展和生态优化情景下的土地利用类型,以土地利用数据作为In VEST模型的变量参数,模拟2035年水源涵养功能。自然发展情景模拟的2035年平均水源涵养深度为190.92mm,总量模拟值为48.79×10m,成都和德阳的北部山地地区,水源涵养功能优于基期2015年;经济发展情景模拟的平均水源涵养深度为190.71mm,总量模拟值为48.48×10m,增长率最高的市为眉山(39.64%),最低的是宜宾(4.1%);生态优化情景模拟平均水源涵养深度略高于自然发展情景和经济发展情景,为194.38mm,水源涵养总量模拟值为49.46×10m,比2015年增加10.99×10m,增长率为28.58%。

关键词：水源涵养功能 InVEST模型未来情景模拟 GeoSOS-flus模型沱江流域

未来情景模拟对亲社会行为的影响:内部细节的作用

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未来情景模拟对亲社会行为的影响:内部细节的作用

近30年京津唐地区城市用地扩张规模与未来情景模拟研究

第二十五届全国心理学学术会议

作者：陈书玥王俭勤周楚复旦大学心理学系

未来情景模拟(Episodic future simulation)指人们基于当前时刻或过去经历来想象、模拟未来的自传体事件。未来情景模拟能够通过情景生动性、情绪、心智化等增加个体帮助他人的意愿,进而影响个体的亲社会行为。在情景生动性方面,以往研... 详细信息

未来情景模拟(Episodic future simulation)指人们基于当前时刻或过去经历来想象、模拟未来的自传体事件。未来情景模拟能够通过情景生动性、情绪、心智化等增加个体帮助他人的意愿,进而影响个体的亲社会行为。在情景生动性方面,以往研究主要关注了主观生动性,并发现场景熟悉性可以影响被试对未来情景模拟的主观生动性评价,但缺少对被试想象生动性的客观指标分析,而未来情景模拟过程中的内部细节丰富性可以视为反映想象生动性的重要指标,更是建构性情景模拟假说的关键因素,因此可以引入内部细节数量作为客观指标来进一步考察其在未来情景模拟对亲社会行为影响中可能起到的关键作用。基于此,本研究通过对未来情景模拟的操纵来让被试模拟帮助他人的情景,并引入情景特异性诱导技术来进一步提升模拟时的内部细节数量,以考察内部细节在未来情景模拟对亲社会行为影响中的可能作用。实验采用3(帮助条件:无帮助条件、想象在不熟悉场景的帮助行为条件、想象在熟悉场景的帮助行为条件)×2(诱导条件:情景特异性诱导、控制性诱导)完全被试内设计,因变量为被试在这些事件中的帮助意愿、愿意捐赠的数额、心智化程度和帮助行为的能动性。结果发现:(1)当想象在熟悉场景下帮助他人时,个体的帮助意愿要显著高于想象事件来自的社交平台条件;(2)想象未来在熟悉的场景下帮助他人时,个体的帮助主观能动性要显著高于想象不熟悉场景条件和社交平台条件;(3)未来情景模拟中的内部细节数量与帮助意愿存在显著的正相关,即内部细节数量越多,帮助意愿越强烈,但在控制了心智化与帮助主观能动性后,内部细节数量与帮助意愿不再相关,而心智化及帮助主观能动性与帮助意愿存在显著正相关。当前研究结果表明,未来情景模拟能够提升个体的帮助意愿,这种帮助意愿的提升与内部细节数量有关,但这一效应可能受到心智化、帮助主观能动性等更多因素影响,未来研究可以进一步考察未来情景模拟中的内部细节与帮助意愿及行为之间的关系。

关键词：未来情景模拟亲社会行为内部细节情景特异性诱导

来源： cnki会议评论

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近30年京津唐地区城市用地扩张规模与未来情景模拟研究

中国自然资源学会2012学术年会

作者：迟文峰中国科学院地理科学与资源研究所

在经济全球化与城市化的背景下,我国城市化进程迅速加快。随着我国城市用地面积的不断扩张与人口的极具膨胀,城市用地与耕地保护、城市用地与人口、城市用地与环境之间的矛盾更加尖锐。因此,研究城市用地扩张规模、特征、驱动力及未来... 详细信息

在经济全球化与城市化的背景下,我国城市化进程迅速加快。随着我国城市用地面积的不断扩张与人口的极具膨胀,城市用地与耕地保护、城市用地与人口、城市用地与环境之间的矛盾更加尖锐。因此,研究城市用地扩张规模、特征、驱动力及未来城市情景,提出城市土地利用优化配置对策,对城市健康与持久发展有重要的意义。本文以京津唐地区城市为研究对象,基于1979年、1990年、2000年和2008年城市空间数据与统计数据,研究城市扩展规模,揭示其时空变化特征与驱动机制,同时模拟京津唐都市圈在未来人口情景模式下城市增长过程,对预测京津唐未来城市增长的规模与城市土地规划具有重要参考价值。本文在城市地理、人文地理学的基本理论方法的指导下,采用定性与定量相结合的方法,研究近30年京津唐地区城市用地扩张规模,基于LTM模型定量分析未来城市扩张规模。对京津唐城地区城市用地扩张与未来情景模拟的分析结论如下:（1）基于近30年京津唐地区城市用地扩张过程分析,该地区城市用地面积快速增长,城市用地的年均扩张面积与年均扩张比率明显上升。从总体上,京津唐地区城市用地面积比重不断增大,1979～2008年,城市用地面积以每年70.05km速度增长;从区域上看,北京城市扩张最剧烈,特别是1990～2000年,动态度达11.35%,近30年,北京平均每年以40.67km速度增长,河北三市平均每年以15.23km2速度增长,天津市平均每年以14.14km速度增长。（2）京津唐地区城市用地扩张是多因素综合驱动的结果。结合京津唐地区城市用地数据分析与社会经济统计资料整理,总结出京津唐城市群扩张的主要影响因子,城市用地扩张驱动力主要来自人口增长因子、社会经济因子、建设投资、政策导向性因子等。其中城市人口与城市建设用地扩张呈较高的相关性,北京市城市人口与城市用地两者的判定系数达0.947;经济因子相关判定系数达0.960;建设投资因子的相关性也极高。（3）通过LTM模型对京津唐2020年城市扩张状况模拟,主要表现为河北三市扩张的速度最快,明显高于天津市和北京市。同比2000～2008年城市扩张速度得到缓慢,主要发展中心由北京、天津转移至河北三市的廊坊、唐山和秦皇岛。基于模型模拟,2020年京津唐城市群面积达3561.85km,比2008年城市用地面积增加了346.99km,年增长率为10.79%,受政策等导向作用,城市用地扩张的速度呈现减慢趋势。

关键词：京津唐城市用地扩张驱动力 LTM 未来情景模拟

来源： cnki会议评论

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黄河源区生态系统服务评估及未来多情景模拟

黄河源区生态系统服务评估及未来多情景模拟

作者：侯建坤桂林理工大学

学位级别：硕士

生态系统各项服务功能的可持续发展是维持区域乃至全球可持续发展的基础和关键。黄河源区位于青藏高原腹地,其生态环境脆弱,是黄河流域重要的水源涵养区和生物多样性保护区。近几十年来,随着全球气候变化逐渐加快以及人类开发活动的强... 详细信息

生态系统各项服务功能的可持续发展是维持区域乃至全球可持续发展的基础和关键。黄河源区位于青藏高原腹地,其生态环境脆弱,是黄河流域重要的水源涵养区和生物多样性保护区。近几十年来,随着全球气候变化逐渐加快以及人类开发活动的强度不断增大,黄河源区各项生态系统服务的稳定性正在遭受破坏,据相关数据表明,黄河源区土地利用变化显著,生态环境安全面临挑战,多项生态系统服务功能呈现不可持续的趋势。鉴于此,亟待开展黄河源区生态系统服务评估及未来多情景模拟研究,明确土地利用变化与生态系统服务的响应关系,为黄河源区生态保护政策制定以及土地资源的合理配置提供一定的科学参考。本文以黄河源区2000、2010和2020年土地利用数据为基础,首先分析其时空、转移及其景观格局变化特征;选择目前应用最为广泛的生态系统服务评估模型In VEST模型,评估2000-2020年黄河源区碳储存、生境质量和产水量3种典型生态系统服务,探讨该区域生态服务变化规律及其对土地利用变化的响应,最后结合Geo SOS-FLUS模型模拟预测研究区2040年多情景土地利用格局及其生态系统服务功能变化,主要结论如下:(1)草地是黄河源区的主要地类,中覆盖度草地面积占比最高,达到黄河源区总面的33%。2000-2020年受到生态保护政策实施的影响,黄河源区的土地利用结构得到明显优化,草地和湿地面积显著增加,各土地利用类型间流动频繁,其中最显著的转换特征为未利用地大幅减少且大多转化为低覆盖度草地,导致整体生态环境有所改善。(2)2000-2020年黄河源区碳储存、生境质量和产水量的空间分布整体均呈现由西北向东南逐渐升高的趋势,各项生态系统服务呈现较强的空间异质性。草地、林地和湿地所提供的生态系统服务较强,20年间受到生态保护政策实施的影响,黄河源区碳储量、生境质量和产水量均呈增加趋势。(3)2040年自然变化情景和生态保护情景下的土地利用变化差异较明显,生态保护情境下草地、林地和湿地的面积增加显著。两种情境下,黄河源区碳储量、生境质量和产水量均呈增加趋势,其中生态保护情景三种生态系统服务增加更为显著。以上研究结果表明黄河源区作为典型的草地生态系统,该区域生态安全的稳定性以及生态系统服务的可持续发展需要特别关注其草地状态的变化。过去20年的治理成效较为显著,但同时应协调生态保护与牧区城镇化之间的关系,实现生态与经济协同发展。

关键词：黄河源区土地利用变化生态系统服务未来情景模拟

基于InVEST模型和PLUS模型的环杭州湾生态系统碳储量

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环境科学 2023年第6期44卷 3343-3352页

作者：丁岳王柳柱桂峰赵晟朱望远浙江海洋大学海洋科学与技术学院舟山316022 浙江海大海洋勘测设计研究院有限公司舟山316022

研究土地利用方式与生态系统服务碳储量的关系,对于区域碳排放管理具有重要意义.利用InVEST模型碳储量模块和PLUS模型,探究并预测研究区2000~2018年和2018~2030年生态系统碳储量时空变化特征及其与土地利用方式之间的关系.结果表明,研究... 详细信息

研究土地利用方式与生态系统服务碳储量的关系,对于区域碳排放管理具有重要意义.利用InVEST模型碳储量模块和PLUS模型,探究并预测研究区2000~2018年和2018~2030年生态系统碳储量时空变化特征及其与土地利用方式之间的关系.结果表明,研究区2000、2010和2018年碳储量分别为7.250×10^(8)、7.227×10^(8)和7.241×10^(8)t,呈先减后增趋势.土地利用类型变化是导致生态系统碳储量变化的主要因素,建设用地的快速扩张导致碳储量降低.与土地利用类型相对应,研究区碳储量空间分异显著,并以碳储量分界线为界,呈现“东北低西南高”特征.预测结果显示,至2030年碳储量为7.344×10^(8)t,较2018年增加1.42%,林地面积的增长是主要原因.

关键词：碳储量 InVEST模型 PLUS模型环杭州湾大湾区未来情景模拟

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不同土地利用情景下汾河上游地区碳储量评估

生态学报 2021年第1期41卷 360-373页

作者：张燕师学义唐倩中国地质大学(北京) 北京100083

陆地生态系统碳储量对预测气候变化、温室气体排放和减少等具有重要意义,而土地利用格局变化是研究陆地生态系统碳储量的基础,它直接影响陆地生态系统结构及分布情况,进而改变陆地生态系统碳储量。运用SDCLUE-S复合模型模拟了未来不同... 详细信息

陆地生态系统碳储量对预测气候变化、温室气体排放和减少等具有重要意义,而土地利用格局变化是研究陆地生态系统碳储量的基础,它直接影响陆地生态系统结构及分布情况,进而改变陆地生态系统碳储量。运用SDCLUE-S复合模型模拟了未来不同情景下汾河上游土地利用情况,并采用InVEST模型测算了不同时期下研究区碳储量情况。结果表明:2007—2017年汾河上游草地、未利用地及水体面积减少,耕地、建设用地、林地增加,自然增长情景与生态保护情景下2030年土地利用格局差异较大,耕地、建设用地、林地及水体呈相反趋势发展。2017年汾河上游生态系统碳储量和碳密度分别为58977910.98t和147.54t/hm^(2),与2007年相比增加了1237143.02t和3.09t/hm^(2)。2017—2030年自然增长情景下汾河上游生态系统碳储量和碳密度显著下降,主要原因是林地、草地面积减少,建设用地增加,生态保护情景下显著增加,碳储量和碳密度分别为59142210.16t和147.95t/hm^(2)。生态保护情景能够有效提高区域生态系统碳储量,但同时要考虑社会经济可持续发展,因此研究区在未来发展规划中应基于生态保护情景,统筹各项资源,保障经济发展。

关键词：系统动力学 CLUE-S模型未来情景模拟碳储量汾河上游

气候变化和都市化双重驱动下流域未来水文响应

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人民长江 2021年第11期52卷 86-91,127页

作者：朱双李建庆罗显刚雷晓辉王超胡国丰中国地质大学(武汉)地理与信息工程学院湖北武汉430074 国家地理信息系统工程技术研究中心湖北武汉430074 河北工程大学水利水电工程学院河北邯郸056038 中国水利水电科学研究院北京100038 武汉中地云申科技有限公司湖北武汉430000

近年来,受气候变化和人类活动的共同影响,流域的气候和水文状况发生了显著改变,分析变化环境下未来水资源演化格局成为当前国内外学者关注的重点研究内容之一。以柘溪水库流域为研究区域,利用人文因素和自然因素作为土地利用变化的驱动... 详细信息

近年来,受气候变化和人类活动的共同影响,流域的气候和水文状况发生了显著改变,分析变化环境下未来水资源演化格局成为当前国内外学者关注的重点研究内容之一。以柘溪水库流域为研究区域,利用人文因素和自然因素作为土地利用变化的驱动因子构建土地利用模型,采用MIROC5气候模式多个情景作为未来气候典型代表,利用分布式水文模型分析了气候变化和都市化双重驱动下的流域未来水文响应。结果表明:都市化发展明显增加了流域地表径流,减少了地下径流;而气候变化对水文响应驱动力比都市化对水文响应的驱动作用更强。

关键词：水文响应分布式水文模型气候变化未来情景模拟土地利用柘溪水库流域

基于耦合PLUS-SCS模型的城市用地内涝风险预测及优化管控——以湖南省长沙市为例

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水土保持通报 2023年第5期43卷 195-202页

作者：焦胜操婷婷牛彦合关惠嫦湖南大学建筑与规划学院湖南长沙410082 丘陵地区城乡人居环境科学湖南省重点实验室湖南长沙410082 湖南省国土空间规划发展研究中心湖南长沙410082

[目的]预测城市未来土地利用情况及内涝风险强度,并探讨未来城市内涝风险的优化管控措施及实施效果,为提升城市内涝防控水平,优化城市用地布局提供参考依据。[方法]以湖南省长沙市为例,借助PLUS和SCS模型,预测基准情景下城市用地布局及... 详细信息

[目的]预测城市未来土地利用情况及内涝风险强度,并探讨未来城市内涝风险的优化管控措施及实施效果,为提升城市内涝防控水平,优化城市用地布局提供参考依据。[方法]以湖南省长沙市为例,借助PLUS和SCS模型,预测基准情景下城市用地布局及其内涝风险情况,将内涝高风险区域作为PLUS模型中的限制转化因子,耦合PLUS和SCS模型,模拟内涝管控情景下城市用地布局及其内涝风险情况。通过对比两种情景下的内涝风险差异来验证优化管控措施实施的效益。[结果]预测基准情景下2035年长沙市建设用地内涝高风险区面积为96.47 km^(2),在不减少建设用地面积的前提下,内涝管控情景下城市建设用地的内涝风险总面积相比基准情景减少了36.94 km^(2),其中新增建设用地中的高风险区全部被规避。[结论]未来城市用地内涝风险呈现出显著增加的趋势,耦合PLUS-SCS模型的优化管控方法能够帮助城市规避内涝风险。

关键词：内涝风险预测风险优化管控 PLUS模型 SCS模型未来情景模拟湖南省长沙市