本文關(guān)鍵詞：基于GMDP模型和ACO算法的瀾滄縣多目標土地利用優(yōu)化配置研究

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【摘要】：土地是人類生產(chǎn)、生活的物質(zhì)基礎(chǔ),是一種極為重要的資源。我國國土面積廣泛,但同時人口基數(shù)大、優(yōu)質(zhì)耕地資源少、土地退化現(xiàn)象日趨嚴重,如何在有限的國土面積中,合理配置土地、提高土地利用率和土地產(chǎn)出,成為當前大力推進區(qū)域土地利用可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略目標的研究熱點之一。近年來瀾滄縣大規(guī)模引進桉樹、橡膠、咖啡等人工經(jīng)濟園林,取代了原有的耕地、次生常綠闊葉林、思茅松林等土地利用類型,同時隨著瀾滄縣糯扎渡水電站項目以及瀾滄機場項目等的建設(shè)實施,瀾滄縣水域、建設(shè)用地、自然林和園地用地類型面積發(fā)生較大變化,這在一定程度上對瀾滄縣生態(tài)系統(tǒng)環(huán)境和區(qū)域產(chǎn)值結(jié)構(gòu)造成了影響。因此,選取瀾滄縣作為研究對象,從社會、經(jīng)濟、生態(tài)三個方面優(yōu)化土地利用結(jié)構(gòu),為瀾滄縣土地利用規(guī)劃、可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略等的制定提供參考。本研究以總面積約束、人口總量約束、耕地保護約束、城鄉(xiāng)建設(shè)用地規(guī)劃約束、生態(tài)環(huán)境約束、其他宏觀約束和數(shù)學(xué)模型約束等七個方面構(gòu)建約束條件,以社會、經(jīng)濟及生態(tài)效益為數(shù)量結(jié)構(gòu)優(yōu)化目標,以最佳土地利用適宜性和空間緊湊性為空間結(jié)構(gòu)優(yōu)化目標,構(gòu)建GMDP-ACO優(yōu)化模型,對瀾滄縣土地利用結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化配置。主要結(jié)論如下：(1)瀾滄縣土地利用類型以林地、耕地和園地為主,城鎮(zhèn)建設(shè)用地少,森林覆蓋率超過63.1%,生態(tài)環(huán)境相對較好；單位土地的平均產(chǎn)值低于云南省和全國同時期水平,土地利用經(jīng)濟效益產(chǎn)出低；城鎮(zhèn)建設(shè)用地和農(nóng)村居民點用地受人類活動干擾大而斑塊密度指數(shù)小而緊湊性指數(shù)較大,牧草地面積小、分布位置集中,斑塊密度指數(shù)小、緊湊性較好,其余用地類型的斑塊密度指數(shù)較大、緊湊性較差；各類型用地的分維度指數(shù)均小于1.1,幾何形狀比較規(guī)則。(2)以社會效益指數(shù)、土地經(jīng)濟效益產(chǎn)出和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值為目標,構(gòu)建基于灰色多目標動態(tài)規(guī)劃模型(GMDP)的瀾滄縣土地利用數(shù)量結(jié)構(gòu)優(yōu)化配置。2020年土地利用數(shù)量結(jié)構(gòu)優(yōu)化中,分別設(shè)定人口增長慢、適中、快為三種情景。結(jié)果顯示：三種情景下的優(yōu)化方案經(jīng)濟效益和生態(tài)效益相對現(xiàn)狀和《瀾滄拉祜族自治縣土地利用總體規(guī)劃(2010-2020年)》(簡稱《總規(guī)》)中的土地利用結(jié)構(gòu)方案均明顯提升；社會效益指數(shù)均低于現(xiàn)狀,但是情景一和情景二下的優(yōu)化方案,社會效益比《總規(guī)》具有一定的優(yōu)勢,情景三則略低于《總規(guī)》。三種情景下的優(yōu)化方案中,各土地利用類型的面積變化趨勢均為耕地、林地、農(nóng)村居民點用地和自然保留地減少,園地、城鎮(zhèn)建設(shè)用地、其他建設(shè)用地和水域增加,牧草地基本保持不變。在綜合對比分析三種情景下的土地利用效益和人口總數(shù)后,確定情景二下的優(yōu)化方案作為2020年最佳土地利用數(shù)量結(jié)構(gòu)。2025年土地利用數(shù)量結(jié)構(gòu)優(yōu)化結(jié)果顯示：優(yōu)化后經(jīng)濟效益和生態(tài)效益相比現(xiàn)狀和《總規(guī)》明顯提升,社會效益低于現(xiàn)狀和《總規(guī)》,但是人均耕地占有量仍然超過《總規(guī)》限定的最小值0.38ha/人,達到0.423ha/人,糧食安全可以得到保證；優(yōu)化后各用地類型面積相比現(xiàn)狀和《總規(guī)》的變化趨勢與2020年土地利用優(yōu)化結(jié)果一致。(3)以最佳土地利用適宜性和最大空間緊湊性為目標,構(gòu)建基于蟻群優(yōu)化算法(ACO)的瀾滄縣土地利用空間結(jié)構(gòu)優(yōu)化配置。2020年土地利用空間結(jié)構(gòu)優(yōu)化結(jié)果顯示：適宜性方面,優(yōu)化后城鎮(zhèn)建設(shè)用地適宜性明顯提升,耕地、林地、牧草地和農(nóng)村居民點用地的適宜性相比現(xiàn)狀和《總規(guī)》在一定程度上得到改善,園地的適宜性略低于現(xiàn)狀,但高于《總規(guī)》,整體土地利用適宜性水平提升；緊湊性方面,優(yōu)化后各土地利用類型的斑塊密度指數(shù)明顯降低,分維度指數(shù)中耕地、林地、農(nóng)村居民點用地基本保持不變,城鎮(zhèn)建設(shè)用地和自然保留地相對現(xiàn)狀和《總規(guī)》均增加,優(yōu)化后用地類型的緊湊性指數(shù)均增加,土地利用破碎化程度明顯改善；地類空間轉(zhuǎn)移方面,優(yōu)化后地類空間轉(zhuǎn)移較大的為耕地、園地、林地和自然保留地,相比《總規(guī)》,優(yōu)化后更多的優(yōu)質(zhì)耕地和林地資源將得到保護。2025年優(yōu)化結(jié)果在適宜性、緊湊性和地類空間轉(zhuǎn)移上相比現(xiàn)狀和《總規(guī)》,變化趨勢與2020年土地利用優(yōu)化結(jié)果一致。(4)以GeoSOS為平臺,構(gòu)建瀾滄縣土地利用結(jié)構(gòu)優(yōu)化體系。篩選α、β、ρ參數(shù),建立ACO優(yōu)化算法,驗證的整體精度為94.07%, Kappa系數(shù)為0.91。依據(jù)2020年土地利用結(jié)構(gòu)優(yōu)化配置結(jié)果與現(xiàn)狀和《總規(guī)》中土地利用結(jié)構(gòu)在數(shù)量結(jié)構(gòu)和空間結(jié)構(gòu)上的對比分析,優(yōu)化后研究區(qū)經(jīng)濟效益和生態(tài)效益大幅改善,社會效益維持穩(wěn)定,土地利用適宜性和緊湊性提高,表明GMDP-ACO土地利用結(jié)構(gòu)優(yōu)化模型適用于山區(qū)土地利用優(yōu)化。
【學(xué)位授予單位】：云南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：F301.2

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本文編號：1155729