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成果名称：北京山区土地利用变化规律及持续利用模式研究
申请单位:中国农业大学
成果编号：鉴字［教PP2008］第007号
鉴定日期：2008.6.23
学 科：农学
第一完成单位：中国农业大学
第一完成人：张凤荣
通讯地址及邮编：中国农业大学 圆明园西路２号院 100193
电话、传真：62731442 62731062
成果内容摘要：
本课题围绕北京市山区土地资源可持续利用和山区土地资源功能准确定位为目标，以进行土地资源科学合理的空间布局为突破口，制定了山区土地资源空间布局，并确定了不同空间分区的土地资源利用模式，提出了相应保障措施。与此同时，针对土地资源空间布局优化的科学问题，形成了山区土地资源适宜性评价技术、山区人口容量的生态足迹人口承载力评价技术、土地利用变化过程模拟技术、土地利用空间格局模拟技术等土地资源空间布局优化的关键技术的集成，在相关技术支撑的基础上，准确确定了山区土地资源功能定位，划分山区土地功能分区，确定了土地资源的可持续利用模式。其中，领先国内外同类技术和政策建议有：
在国内率先依据最新1：10万的10米等高距的DEM图，按照“坡度大于6度，高程差大于100米”的标准界定山地，提出新的山区乡镇界定标准。具体为：山地面积占乡镇面积的比重大于或等于55%但小于100%的乡镇为半山区乡镇，乡镇面积100%为山地的乡镇则为山区乡镇，采用上述方法重新划定了北京山区范围，北京7个山区区县共有77个山区、半山区乡镇。
引用“洛伦茨曲线”，进行了土地利用变化与经济藕合机制的分析，创新的提出了基于空间洛伦茨曲线分析北京山区土地利用空间结构变化方法；提出了土地利用综合变化与区县产业非农化率、城市化率间耦合程度测算，来定量地分析山区土地利用变化与产业非农化率及城市化率的交互作用关系，通过土地利用变化与城市化工业化的关联分析，创新了土地利用变化的研究方法；
基于GIS平台，以土地利用驱动力相关因子栅格单元是否发生变化作为因变量，提取并建立具有空间一致性信息的属性数据库，采用数理统计方法，对北京山区五种主要用地类型变化驱动力进行数量和空间的综合分析，丰富了了土地利用/覆盖变化的驱动机制研究；
利用邻域分析方法，通过构建邻域分析因子对不同土地利用类型的空间分布特性进行了分析，该方法重在分析不同土地利用类型在空间上的聚集和排斥特性，构建了土地利用变化景观分析模型，丰富了土地利用模拟，实现了时间和空间预测的同步性。
提出了土地利用变化信息挖掘方法。提出了土地利用类别净变化、交换变化和总变化量的计算方法，并论述了判断类别间优势转换规则（systematic transition rule）的方法，提出了多分辨率软分类条件下土地利用转换矩阵的计算方法，并论述了用多分辨率软分类方法判断交换变化作用距离的方法。
创建了CLUE-sII模型，可以实现土地利用数量结构的空间化，其中逐年土地利用数量结构作为CLUE-sII模型的输入项，同时引进微观尺度土地利用驱动力系统和土地利用竞争机制，以CLUE-sII模型为基础建立土地利用空间分配模型，对土地利用数量结构情景分析进行空间化，实现空间格局模拟。
丰富了“土地利用空间格局模拟技术”，本研究对CLUE-s模型进行了扩展和改进（CLUE-sII），通过引入邻域分析因子增加了模型对自组织过程的模拟，改进后的模型可以同时对自发性过程、自组织过程和土地利用类型之间的竞争过程进行模拟。
开发了“土地利用变化分析模拟软件技术”，以CLUE-sII为中心，将土地利用变化涉及的多个过程集成到统一的模拟软件系统，在该软件系统中实现了土地利用变化模拟与预测，建立了一个可供其他开发者直接使用的土地利用变化模拟（CLUE-sII）类库或COM控件，可使其他生态环境领域建模者直接将CLUE-sII嵌入其专业模型之中，从而构建紧密耦合的集成模型。
基于北京山区土地资源的特点，结合土地管理实际需要，提出了基于山区干果、鲜果适宜性评价方法，形成了相关技术规程，并与土地利用持续评价结合，提出了山区土地利用结构调整方案，丰富了土地持续评价的研究；
采用生态足迹、粮食生产能力、劳动力需求、富民支撑能力等四种方法来估算北京山区的人口承载力，确定北京山区的人口承载力合理值约为100－110万人左右。丰富了山区人口承载力的研究方法。基于山区居民点分布特征，基于经济发展水平差异，建立居民点分布与耕地数量、生态环境分布特征及其演化规律，为确定居民点空间优化布局提供了新的方法和手段；
基于山区土地资源适宜性评价、山区人口容量，在山区土地利用变化预测、模拟的基础上，结合山区在北京市功能地位，提出了山区土地的功能定位是：生态屏障、水源涵养与供给、休闲度假、景观美化与文化传播、绿色食品基地。明确了山区的土地资源空间分区是：山前地带城镇建设与都市农业协调发展区、浅山丘陵重点小城镇建设与生态产业协调发展区、深山生态涵养发展区。提出了山区土地资源高效利用空间布局：包括生态型高效特色农业发展及空间布局、生态旅游与观光休闲产业的发展与布局绿色食品加工业的空间布局、山区城镇化发展与农村居民点调整布局。基于北京山区土地资源功能定位、山区土地资源空间分区，提出了山区土地持续利用模式及其保障措施，这些建议已经应用到北京市国土资源管理的实践。
总之，该项研究不仅对土地利用变化的定量研究及其模拟进行了技术创新，在技术体系突出了北京山区土地资源空间布局优化最急迫的技术需求，切合北京市山区土地资源空间布局的新特点，突出了土地资源空间布局优化技术的系统型、集成性和适应性。在科学研究北京山区土地利用变化的基础上，提出了山区土地持续的政策建议。
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