为寻求国土空间最优碳减排路径，实现低碳绿色型国土空间格局优化，以武汉市作为案例区，采用线性规划与Markov模型，形成不同情景下武汉市2035年土地利用结构，将空间自相关效应融入到元胞自动机模型，模拟不同用地结构下的土地利用空间布局，分析未来不同用地结构与空间布局下的碳排放，提出低碳土地利用模式。结果显示：自然发展情景和经济优先情景下，建设用地和耕地面积有明显变动，总碳排放量分别增加8.25%和29.06%；低碳导向情景下，建设用地增速放缓，林地明显增加，总碳排放量增加5.46%。从空间形态上来看，自然发展和经济优先情景下的建设用地围绕中心城区向外扩张态势明显，远城区零散建设用地逐步合并；低碳导向情景下建设用地增加受限，远城区林地增加明显，多生态绿楔和生态廊道的全域生态框架逐步成型。以上结果表明，不同情景下的模拟结果均能表现不同发展策略对武汉市国土空间格局的影响，强调经济效益最大化的经济优先情景碳排放情况不容乐观，融入低碳理念的国土空间开发与保护新格局能够在实现绿色减碳目标的同时兼顾经济增长速度。

开展区域土地利用变化的多情景模拟对比研究,是厘清不同土地利用变化情景特点的重要基础,可为土地利用规划与政策制定提供多决策支持。本文在分析各地类转移情况的基础上,遵从自然增长、效益最大的原则,结合CLUE-S模型和Markov、Tietenberg模型对武汉市蔡甸区未来土地利用变化进行不同情景的模拟预测,并分析了各情景下土地利用变化的时空特征及土地收益。结果表明:(1)各情景下城镇村及工矿用地的来源结构差异明显。自然增长情景(情景Ⅰ)中城镇村及工矿用地增加的主要来源是耕地和水域用地,收益最大情景(情景Ⅱ)中

开展区域土地利用变化的多情景模拟对比研究,是厘清不同土地利用变化情景特点的重要基础,可为土地利用规划与政策制定提供多决策支持。本文在分析各地类转移情况的基础上,遵从自然增长、效益最大的原则,结合CLUE-S模型和Markov、Tietenberg模型对武汉市蔡甸区未来土地利用变化进行不同情景的模拟预测,并分析了各情景下土地利用变化的时空特征及土地收益。结果表明:(1)各情景下城镇村及工矿用地的来源结构差异明显。自然增长情景(情景Ⅰ)中城镇村及工矿用地增加的主要来源是耕地和水域用地,收益最大情景(情景Ⅱ)中城镇村及工矿用地增加的主要来源是耕地;(2)从景观结构和稳定性来看,两种情景下耕地和城镇村及工矿用地景观结构变化显著,耕地在两种情景下均呈现"稳定-不稳定-稳定"的变化规律,情景Ⅱ下城镇村及工矿用地景观稳定性更高,且新生成的城镇村及工矿用地斑块具有面积小、数量多的特点;(3)各情景下城镇用地扩张方式不尽相同,情景Ⅱ中城镇用地的扩张具有扩张速度更缓和、布局更均匀的特点,情景Ⅰ中城镇用地是围绕中心城区的摊大饼外延扩张方式;(4)从土地收益来看,在相同用地量下情景Ⅱ中土地获取的收益高于情景Ⅰ。

探究多情景下的武汉城市圈土地利用及生态系统服务价值(ESV)动态变化特征及规律，对区域土地利用规划调整和生态系统保护具有重要意义。基于1990、2000、2010和2020年土地利用数据，揭示了武汉城市圈土地利用和ESV时空演变趋势；运用CA-Markov模型模拟了趋势继承、耕地保护、生态保护、耕地与生态兼顾4种情景下武汉城市圈的土地利用情况，分析了ESV结构变化趋势和空间流动特征。结果表明：(1) 1990～2020年，武汉城市圈土地利用变化呈现显著的阶段特征，总体上表现为耕地大幅度转入建设用地和水域，导致耕地锐减1 868 km~2,林地和水域有较大幅度转向建设用地，导致建设用地持续增长1 569.93 km~2;ESV呈不断下降趋势，降幅达1.66%,武汉市区、仙桃市和潜江市等地区ESV波动较大；(2)趋势继承、耕地保护情景下ESV损失量较高，分别为1.17和0.81亿元，主要受到林地、水域减少的影响；生态保护情景次之，耕地的减少是其ESV减少的主要原因；耕地与生态兼顾情景下由于水域、林地扩张导致ESV以武汉市为中心向四周辐射式增长；(3) ESV空间流动变化幅度较小，整体表现为由东部、南部的周边高ESV城市向中心区域流入，蕲春县、罗田县和赤壁市等城市是主要的ESV流出地。

大城市边缘区的土地利用变化复杂而迅速,采用定量模型对此地域的时空格局进行模拟,在土地规划领域有重大意义。以武汉市洪山区为例,首先采用DPSIR模型对大城市边缘区的工业用地、居住用地、服务设施用地、绿地等进行驱动力机制的定性分析,得出每种用地相应的驱动力、压力和状态;进而采用CLUE-S模型,通过用地变化驱动力因子作用权重系数的求解,模拟时段内各类用地的需求分析与用地变化的动态分配过程,对边缘区的用地演变进行模拟;最后通过用地现状图对模拟用地进行验证,模拟结果基本拟合。在模拟的基础之上,设定了两种大城市边缘区空间发展的情景模式,即不作任何空间约束的用地演变和进行可持续发展约束的用地演变,有针对性...

在PLUS模型中纳入POI驱动因子并利用LASSO回归进行驱动体系筛选与精度验证，设定自然发展、经济保护与生态保护3种情景，利用筛选后的驱动因子模拟2030年各情景下陕南地区的土地利用格局，利用InVEST模型分析2000—2020年陕南地区碳储量的时空分异特征，探讨不同发展情景下土地利用变化对陕南地区碳储量的影响。结果表明：(1)2000—2020年，陕南地区的建设用地面积由23 648.49 hm~2增长到78 000.21 hm~2,侵占了耕地、林地和草地的生存空间，使其分别减少了39 415.05 hm~2,8 787.51 hm~2与17 476.56 hm~2,2030年3种发展情景下的建设用地均保持扩张的趋势。(2)在PLUS模型中加入POI驱动因子且利用LASSO算法筛选驱动因子有效提升了模型的精度与运行效率，模型的Kappa系数和OA系数分别提高了2.53%和0.20%,更精准地模拟了建设用地的分布情况。(3)2000—2020年陕南地区碳储量总量呈下降趋势，由2.188 7×10~9 t下降至2.177 5×10~9 t。2030年经济保护情景与自然发展情景的碳储量总量均小于2020年，生态保护情景下的碳储量总量最高，达到了2.183 0×10~9 t。(4)生态保护情景更有利于陕南地区的可持续发展策略，以陕南地区平均碳密度分区分布为基础，可为陕南地区分区发展与区域碳收支平衡提供参考，对未来不同情景下土地利用对区域碳储量的影响和双碳背景下的国土空间规划具有借鉴意义。

北京市第二道绿隔规划是引导北京市平原区绿色空间发展的前瞻性规划，对绿化隔离地区乃至整个平原区绿色空间体系的构建和景观格局的塑造具有积极的指导作用。基于总体规划和第二道绿隔建设规划的规划方针与政策指引，本研究构建了三种政策导向下的多情景对比模式：其中，以总体规划中围绕绿隔规划的可持续情景作为主要研究情景，以传统规划下的基准情景作为基础对照情景，以经济快速发展作为核心衡量标准而进行规划的情景作为极端对照情景；定量分析了第二道绿隔规划特征性地段和平原区绿色空间的土地利用面积变化与景观格局特征，构建起了从中观尺度地段到宏观尺度区域的“分—总”研究模式，为未来二道绿隔规划的深化提供科学依据。

综合利用GIS的空间分析功能和Agent模型的复杂系统模拟预测功能,论文尝试解决土地利用变化的模拟预测问题,以期对科学制定城市与区域规划有所裨益。在典型Agent模型"Repast3.0"基础上,构建了Repast与Openmap相结合的土地利用变化模拟及预测原型系统。基于武汉市土地利用变化的应用结果表明,GIS-Agent一体化技术是模拟预测土地利用分布变化的一种可行方案。

土地利用变化是全球环境变化与可持续研究的重要内容,驱动力研究是土地利用变化研究中的核心问题。现有土地利用变化驱动力研究多针对单一的城市区域展开,无法解释城市群地区,城市一体化战略指导下城市交互作用对土地利用变化的影响。运用系统动力学(SD)方法,综合考虑经济、人口、城市化、政策等主要人文因素,并将城市交互作用因素引入SD,以武汉城市圈为例,构建土地利用变化系统SD模型,运用1997~2006年的历史数据进行检验,并对武汉城市圈2010~2020年不同情景下的土地利用变化进行模拟。结果表明,建立的SD模型是有效的,两种情景下土地利用变化表现出差异性,说明城市交互作用是除经济、人口城市化等社会经济...

碳氧平衡法可通过比较人类活动引起的释碳耗氧量与生态用地的固碳释氧能力之间的平衡关系来测算碳氧平衡标准下生态用地需求量。以武汉市为例，遵循＂环境友好、资源节约＂的两型社会建设原则构建了土地利用综合效益最优的多目标函数，以２０１３年为基期年且２０２０年为目标年，探索了碳氧平衡约束条件下武汉市土地利用结构的优化方向。研究结果表明：土地利用结构优化后２０２０年较２０１３年增加了４０ ９０８ｈｍ２标准生态用地，产生４３１亿元的综合效益，年固碳能力和释氧能力分别达到５３２．０３万ｔ和１ ４１８．３３万ｔ，分别占武汉市释碳耗氧量的４３．２５％和３０．２９％，能完成区域内的固碳任务且有盈余，但不能实现区域内的．．．

模拟城市群土地利用变化对生态系统服务价值的影响,对城市群土地利用规划和生态系统服务保护具有重要意义。以处于快速城市化进程中的长株潭城市群为研究对象,综合运用未来用地模拟模型和生态系统服务价值计算方法,模拟了基准、耕地保护及生态保护3种情景下长株潭城市群土地利用变化对生态系统服务价值的影响。结果表明:①1995—2015年期间,城市群的建设用地面积呈增加趋势,其他土地利用类型呈减少趋势,导致生态系统服务价值呈下降趋势,其中影响生态系统服务价值的因素以可达性和地形等为主。②在基准情景、耕地保护情景和生态保护情景3种不同情景下,2030年城市群的土地利用变化均表现为建设用地规模的增长幅度较大,分别增加218 km~2、167 km~2和212 km~2,长沙县、株洲县和湘潭县将成为建设用地扩张的集聚区。③2030年基准情景下各单项生态系统服务价值均下降较明显,但耕地保护情景和生态保护情景作为基准情景的补充和优化,能够提升生态系统服务价值。

【目的】土地利用/覆盖变化（LUCC）是影响区域生态系统服务价值的重要因素，结合可持续发展框架分析土地利用演变对生态系统服务价值（ESV）的影响，有助于对区域生态文明建设提供科学参考。【方法】利用北京市2010和2020年的土地利用现状图，通过Markov-CLUE-S耦合模型模拟出2030年3种发展情景下的土地利用格局，结合可持续发展目标15(SDG 15）指标讨论土地利用变化对ESV总量的影响。【结果】（1)2010-2020年北京市土地利用变化总体呈耕地、草地和水域面积缩减，林地和建筑用地扩张的格局。2020-2030年，自然发展情景（NIS）下各地类变化趋势较2010-2020年幅度有所减缓；生态保护情景（EPS）下林地和水域面积较2020年涨幅分别为4.96%和14.26%；耕地保护情景（CPS）下耕地缩减和城市扩张情况得到有效遏制；（2)2010年、2020年和2030年（NIS、EPS、CPS）的ESV总量分别为418.4×10~8、409.9×10~8、403.6×10~8、432.4×10~8和407.0×10~8元。对于各土地类型，林地、水域和耕地占ESV总量的90%以上，建筑用地侵占和水域恢复分别为ESV损失和增益的主要原因；（3)2020-2030年，北京市森林覆盖率呈增长变化。3种情景下退化土地比例大小为NIS>EPS>CPS，造成的ESV损失量为3.8×10~8、4.1×10~8和8.1×10~8元。【结论】水体、耕地和建筑用地是北京市土地利用变化的主要类型，三者间的转换也是ESV总量浮动的关键原因。在未来土地利用规划中，应综合考量生态保护和耕地保护措施，以期达到区域生态系统服务价值最大化和可持续发展目标实现。

为揭示武汉市1994—2016年土地利用/覆被变化特征和三峡库区重要节点土地利用状况。利用1994年、2006年和2016年三期LandsatTM遥感影像和基础地理数据,通过目视解译对武汉市土地利用类型进行监督分类,分析武汉市土地利用结构特征、土地利用与覆盖变化的时空格局和重心迁移特征。研究结果表明:1994—2016年间,研究区的草地、水域和城乡、工矿、居民用地增加比例分别为0.48%、0.19%和4.53%;林地、耕地和未利用土地减少比例分别为0.82%、0.70%和0.99%;研究区内30.77%的区县草地面积比例最高,其次是林地、耕地。2016年城乡、工矿、居民用地比例最高的区县占武汉市总区县的50%。1994—2006年间,研究区各用地类型之间的相互转换较多;耕地的动态变化最为明显,总面积减少了972.69 km~2;林地净增加最多,为900 km~2;草地净增加264.38 km~2;城乡、工矿、居民用地净增加39.63 km~2。2006—2016年10年间,土地利用变化面积比例为63.69%;耕地和林地的动态变化最为明显;城乡、工矿、居民用地的转入面积为1738.79 km~2,转出面积为83.93 km~2;水域主要由林地和草地转化而来。22年间耕地的重心迁移最明显,向西南方向偏移29.14 km;草地向西北方向偏移16.59 km;林地向东南方向偏移12.99 km;城乡、工矿、居民用地和水域用地类型的重心迁移量微弱。

运用改进的土地利用变化强度分析框架探析国家中心城市土地利用变化模式的稳定性和系统性特征。以土地利用变化转移矩阵为基础,从自上而下的三个层次(间隔、类别、转换)分析区域土地利用变化强度动态特征。鉴于多种地类相互转换过程分析的非直观性,提出一种转换模式交叉列联表表示各种转换类型的稳定性和系统性特征,并有助于研究者将土地利用变化的模式与过程相联系。以国家中心城市武汉为研究案例,分析其1996—2015年土地利用变化模式的稳定性和系统性特征,并对比其他国家中心城市近年来土地利用变化模式特征。结果表明:武汉市近年来土地利用变化强度呈上升趋势,农村居民点用地、城镇建设用地和耕地的转入以及耕地、未利用地和水体的转出表现出时间尺度稳定性。耕地向城镇建设用地和农村居民点用地等转换过程则表现为稳定的系统性变化模式。其他国家中心城市主要土地利用变化模式与过程及武汉市表现出较大的相似性。改进后的强度分析框架能更直观地反映土地利用变化模式的稳定性和系统性特征,研究结果对深入挖掘国家中心城市土地利用变化模式信息,理解其土地利用变化过程与机制具有重要作用。

在交通矛盾日益制约大城市高质量发展的背景下，基于居民时空大数据的通勤圈空间特征研究为精细化交通与土地利用等要素配置提供了有效视角。以武汉市为例，利用手机信息数据识别出商业（务）型、工业型两类通勤圈，结合情景模拟探究交通与土地利用要素供给对通勤圈形态变化及内部交通结构特征的协同影响。研究发现：（1）商业（务）型通勤圈呈现“圈层+轴带”和“核心集聚+圈层扩展”两种结构模式；工业型通勤圈则呈现“纺锤模式”布局，通勤方向性更为明显。（2）轨道交通要素供给会重点影响通勤圈的形态、拉长通勤距离；土地利用要素的紧凑布局有利于促进通勤圈圈层集聚，缩短其通勤距离和时耗。针对两种类型的通勤圈，从促进通勤圈绿色出行的角度提出完善交通设施布局和服务设施配套的优化策略。