多尺度土地资源配置研究

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1、西南大学博士学位论文多尺度土地资源配置研究姓名：尹珂申请学位级别：博士专业：农业资源利用指导教师：李航;魏朝富20100501两南大学博十学位论文茨竹镇和悦来街道为禁止开发区。2镇域尺度的土地资源配置在满足界限约束和空间连续性约束的条件下，以重庆市渝北区龙兴镇为例探索量化分区方案。首先针对土地利用分区问题建立数学模型，然后编写C++程序在ArcGIS平台上实现模拟退火算法对优化模型的求解，利用虚拟场景的分区结果评价模型的生态效应，而在现实场景中运用游憩价值法和GeoDA的空间自相关分析功能分析龙兴

2、镇的区域发展特点，并在此基础上进行土地利用优化分区。(1)虚拟场景的测试证明了土地利用优化分区模型_的生态保护效应是十分明显的，尤其是对生物多样性的保护。Fragstats的计算结果显示出：取消连接性的限制时，则呈现最多的斑块数55和最小的连接度指数6．12，因此，取消连接性的限制条件后的结果表明连接性限制对分区结果的景观破碎度和异质性都具有相当的影响力；AI值代表了区域之间的聚集度，越强烈的聚集度区域之间进行的物种或者基因的交流越有可能发生，土地兼容性均为1时得到了极端的AI值93．12，而土地

3、兼容性均为．1时出现了许多破碎的斑块，使得边缘总长度(TE)达到最大值1003，说明非对称的土地兼容性系数设置具有重要生态意义；在优化模型中使用了欧氏平方距离因而得到与土地适宜性相吻合的3个清晰的核心区。(2)在区域发展特点的分析基础上，结合基础图库建立土地适宜性数据库，可以实现既适应区域社会经济发展又符合自然生态保护要求的合理分区。游憩价值分析得出龙兴镇自然环境的经济价值为5696．72万元，肯定了古镇旅游产业的发展潜力；全局Moran’SI指数0．5138和局部白相关分析图反映出龙兴镇的经济发

4、展已表现出较强的空间分异格局，说明受“鱼嘴组团”的影响龙兴镇非农产业已产生集聚效应。利用Access数据库软件包编制栅格属性数据，导入AreGIS后形成一对多和多对多的数据属性关联关系，从而实现将土地适宜性量化地引入分区模型，量化分区结果与龙兴镇镇域分区规划相比我们发现：定量模型的分区体现了相似的土地利用形式拥有更好的聚集效应，而相斥的土地利用形式则呈现远离的态势，因而生态核心区十分明显。3村域尺度的土地资源配置村域尺度的研究以龙兴镇河堰村、粉壁村及石溪村为例，运用三种不同的多目标线性规划方法构建

5、土地利用情景决策系统，探索村级土地利用结构的优化配置。(1)不同的目标优先等级对帕累托最优解有显著影响。在渝北区龙兴镇的研究中，要获得较高的毛利润，则必须付出较高的生产成本和较多的农业化学品用量；如果既要实现毛利润和工时需求最大化，又要满足生产成本和农业化学品用量最小化，那么所得的帕累托最优解中高产量水果和蔬菜作物以及针叶树和水杉的种植面积必然会增加，在此基础上所有目标完成度才能超过40％从而实现均衡状态；如果生态目标的优先级设置越高，则林地面积增加的越多；如果在实现工时需求最大化和农业用地面积最

6、大化的同时，满足毛利润最大化这个经济目标，则水果和蔬菜的用地面积会相应的有所增加。ll摘要(2)目标优先级设置应该有客观标准。在运用土地利用情景决策模型时，应满足以下几个标准：乱研究区必须接近城市，如城乡结合部：b．要有较为明显的旅游特征或潜质：c．研究区是以农业生产为主的区域；d．研究区有较多样的农业活动。当研究区有较为明显的旅游特征或潜质的时候，则适宜将环境目标作为优先考虑，从而促进林业物种的增加和其他非密集性的土地利用形式。而对于以农业生产为主的区域，则应该优先考虑经济目标，这样可以同时解决

7、局部的社会问题，因为受惠的直接群体就是当地的农民。至于多种农业活动的区域，潜在的利益冲突就可能存在，因此优先考虑社会问题是必然的。4多尺度土地利用优化系统土地利用优化是一个繁复的运作体系，涉及到多个尺度下不同的因素，因此不同尺度研究体系的融合问题成为土地利用优化研究的热点和难点。本研究结合MAS技术提出基于利益相关者agent的多尺度土地利用优化系统框架。(1)县域尺度下的研究单元是以行政区划图为基础的各个乡镇，镇域尺度下是利用土地利用现状图与行政区划图相叠加后利用栅格划分获得的，而村域尺度下则是

8、以农户行为作为土地利用结构的主导因素，因此分析单元为农户，这些研究单元是多尺度土地利用优化系统运行的基础。由于研究的主要目的是为了探索土地利用的优化配置格局，因此在不同的尺度下选择了不同的土地优化配置的方法：县域尺度下考虑的是土地利用功能的引导性，所以选取了模糊数学方法进行主体功能分区：镇域尺度既要有一定的政策指导性，还必须拥有一定的实际操作性，因而基于模拟退火算法建立了土地利用优化分区模型，以优化算法求解定量模型的形式进行土地利用分区；而村域尺度需要更强的可操作性，以便指导农户行