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安全与环境工程2025年第04期:基于CA-Markov模型的恩施市LUCC多情景模拟及生态安全评价

来源:期刊VIP网 时间:


作者:刘勋;周迪;周鹏;

单位:中国地质大学(武汉)研究生院;中南建筑设计院股份有限公司;湖北省战略规划中心;

摘要:研究未来不同情景下土地利用变化对土地生态安全的影响,可为城市可持续发展提供有效支持。基于湖北省恩施土家族苗族自治州恩施市2005年、2010年、2015年、2020年4期土地利用数据,运用ArcGIS软件空间分析功能和土地利用转移矩阵对研究区土地利用变化进行时空分析。从社会经济因素、自然因素和邻域因素中选取8种因子作为多情景模拟实验的土地利用变化的驱动因子,以2005年土地利用数据为基期数据,通过元胞自动机(cellular automata,CA)与马尔可夫(Markov)模型模拟了土地利用变化,并在自然发展情景、耕地保护情景、低水平生态约束情景、顾及生态网络的高生态安全情景4种情景下,预测了2030年研究区土地利用类型的空间格局,从生态景观格局、生态功能、生态干扰度和生态弹性4个方面构建了生态安全评价指标体系,评价了4种情景下的生态安全格局。结果显示:4种情景中,自然发展情景下恩施市新增的建设用地面积最大,低水平生态约束情景下耕地面积大幅减少;恩施市中心地区乡镇控制了建设用地的粗放式扩张;耕地保护情景和低水平生态约束情景的土地生态安全区域各等级面积占比相差不大,且高于自然发展情景,低于顾及生态网络的高生态安全情景。可通过限制中心地区乡镇的建设用地面积,扩大周围地区的生态用地面积,并将其生态源地和生态廊道纳入保护范畴,避免占用此类生态用地,从而有效提高土地生态安全水平。

关键词:土地利用;;生态安全评价;;多情景模拟;;元胞自动机(CA);;马尔可夫模型;;恩施市