生态脆弱区宏观土地利用功能变化的微观驱动机制研究

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1、分类号：P942学校代码：10697密级：公开学号：201410132博士学位论文DOCTORALDISSERTATION生态脆弱区宏观土地利用功能变化的微观驱动机制研究学科名称：自然地理学作者:梁小英指导老师：刘康教授西北大学学位评定委员会二〇一八年五月StudyontheDrivingMechanismofMacroscopicalLandUseFunctionChangeinEcologicallyFragileAreaAdissertationsubmittedtoNorthwestUniversit

2、yinpartialfulfillmentoftherequirementsforthedegreeofDoctorofPhilosophyin2018ByLiangXiaoyingSupervisor：LiuKangProfessorMay2018摘要摘要为防范土地利用功能调整对区域的不利影响，通过农户土地利用变化对土地利用功能影响研究，认识和理解生态脆弱区土地利用功能变化的微观驱动机制，模拟农户土地利用行为及其变化，分析政策实施对区域土地利用功能变化的影响，研究对引导农户土地利用行为和有效调整土地利用功能

3、，对实现该区域可持续发展具有重要的理论和现实意义。本文以典型生态脆弱区——陕西省米脂县为例，探讨土地利用功能变化的微观驱动机制。首先，依据构建的土地利用功能指标体系，分析研究区土地利用功能的时空分异，确定典型乡镇；其次，采用分类树法对农户个体进行类型划分，运用差异权重法定量分析农户群体土地利用决策，构建农户有限理性CA-BDI（CapabilityandAbilityBelief-Desire-Intention，简称为CA-BDI）模型；再次，探讨村庄土地利用决策到乡镇土地利用决策转化，系统总结不同尺度土地

4、利用转化规则，构建CA-BDI+CLUE-S耦合模型；最后，探讨不同政策情景下农户土地利用行为变化对土地利用功能的影响。在上述分析的基础上，得出如下结论：（1）构建了可有效表征研究区土地利用功能及其变化的指标体系。该指标体系可有效表征研究区土地利用功能状况，且易与农户土地利用行为相关联，它由目标层、准则层和要素层等3个层次构成，准则层分为生产功能、社会功能和生态功能；要素层中用粮食单产、蔬菜瓜果产量、牧业比重、农业观光园和民俗旅游接待收入等4个指标表征研究区土地利用的生产功能，采用林草覆盖率、化肥使用量、农药

5、使用量和“三田合一”占土地总面积的比重、有效灌溉面积比例等5个指标表征研究区的生态功能，生态示范园和民俗旅游接待人次、第一产业劳动力就业比重、农村人口密度等3个指标表征研究区的社会功能；并基于熵权法对各个指标的权重进行计算，其中生产功能、生态功能和社会功能的权重分别为0.24、0.39和0.37，这符合地处黄土丘陵沟壑区的米脂县实际情况；同时，农户通过影响3种功能指标与土地利用功能相联系。（2）基于土地利用功能冷热点、及土地利用功能重要性评价确定了典型乡镇。通过对研究区土地利用功能冷、热点区域的分析发现：高渠

6、乡和杜家石沟镇土地利用功能的冷热点类型“一升一降”较为典型：杜家石沟镇由2011年的热点区域转化为2015VII西北大学博士学位论文年的其他区域，高渠乡由2011年的其他区域转化为2015年的热点区域；通过单项土地利用功能和综合土地利用功能重要性的评价可以发现：高渠乡3种单项功能均增加，高渠乡综合土地利用功能重要性也增加；杜家石沟镇综合土地利用功能减少最大，3种单项土地利用功能重要性下降明显。因此，结合土地利用功能冷热点和土地利用功能重要性评价的结果，确定研究的典型乡镇为高渠乡和杜家石沟镇。（3）构建了可有效

7、表征农户有限理性决策的CA-BDI模型。基于ODD框架构建的CA-BDI农户有限理性决策模型，可有效模拟农户土地利用行为及其变化；在此基础上，基于综合考虑农户数量及其拥有土地的面积的差异权重法，实现农户个体决策向村庄整体的转化。基于该模型的模拟结果表明，除高西沟2017年的预测准确率偏低外，研究区两个典型乡镇4个典型村庄的2015年～2017年所有年份的模拟准确率均大于79%。（4）构建了可揭示宏观土地利用变化微观驱动机制的CA-BDI+CLUE-S耦合模型。在探讨土地利用决策从村庄尺度向乡镇尺度转化方法的的

8、基础上，耦合CA-BDI模型和CLUE-S模型。通过对比分析典型村庄法、村庄类型法和模型耦合法等3种方法，可知CA-BDI+CLUE-S耦合模型的模拟精度最高，这主要得益于CA-BDI模型总结的土地利用转化规则，以及利用该模型自下而上得出的土地利用需求，均为CLUE-S模型提供较为准确的转化和需求信息。同时，CLUE-S模型采用Logistic回归法从研究区整体确定的转化规则要优于村庄类型划分法确定