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土地是人类与自然界之间相互作用的重要介质,人类发展过程导致土地利用变化,生态用地逐渐被城市建设用地霸占,进而导致一系列生态环境问题。研究土地利用变化,尤其是生态用地变化对维持生态安全和平衡具有重要意义。目前国内外LUCC研究较多,主要包括:LUCC时空历史变化;LUCC驱动力分析,包括模拟的驱动力分析、尺度效应:预测和模拟LUCC数量和空间变化;LUCC的生态环境效应四个方面。这些方面的研究为生态用地预测和模拟研究提供了经验和方法。 海口市地处海南岛北部,城市化进程加快,城市扩张显著,急需加强区域内生态用地控制。本研究分为三部分:第一,利用1998、2004、2008年遥感影像解译获得土地利用类型变化数据并进行分析。第二,分析区域内生态需求,以生态服务价值最大化为目标,利用线性规划法优化生态用地数量结构;在数量优化的基础上,结合区域内自然、经济和社会驱动因子,利用CLUE-S模型模拟2020年土地利用优化配置。第三,对比优化结果与海口市城市总体规划、按照现状发展模式的土地利用情况,分析规划用地的合理性和优化方法的实践意义。 获得的主要结论如下: (1)充分考虑了生态系统服务功能,对生态用地的概念进行了重新定义:生态用地是指以提供生态系统服务功能为主的自然或人工土地,包括针叶林、阔叶林、灌木林、草地、湿地、水域、耕地、园地等能够提供生态服务功能的非建设用地。 (2)研究期间海口市土地利用综合变化度较大,区域内经济社会发展和用地类型变化较快;草地、园地、农田动态变化度最大,人类活动对其影响作用显著;林地与农田、园地转换幅度最大。生态系统服务价值增加显著,海口市生态系统保护取得较大成效。 (3)各生态用地优化面积分别为林地51834hm3、湿地16108hm3、草地450hm2、水域14969hm2、园地48584hm2、农田70068hm2。以2004年为基准年模拟2008年用地分布,结果发现CLUE-S模型适用于该研究区,Logidtic回归结果显示LUCC的驱动因子选取合理。之后利用该模型对2020年优化后生态用地空间配置,优化结果与2008年用地现状相比,林地、湿地、水域、农田的保留率在76％以上,草地、园地保留率较小。农田、园地、林地之间转换最大,林地变化趋势与1998年的林地分布极为吻合。生态服务修正价值是2008年的1.56倍,优化后生态效益增加显著。 (4)按照2004-2008年土地利用转移情况情景模拟2020年用地分布,结果显示生态用地优化后的生态服务价值是该情景下的2.27倍,优化后的生态用地布局比按照现状发展的生态效益高。与城市总体规划相比,规划用地生态服务价值比生态用地优化后低。 本研究基于生态需求和CLUE-S模型的2020年的生态用地优化结果可以为海口市城市总体规划提供参考,该研究方法具有重要的实践意义。