滨海地区土地利用空间格局演变模式与模拟预测研究——以大连市金州区为例

摘要

中国资源禀赋与经济发展的空间异质性较强，正处于工业化和城镇化迅速发展时期，党的“十八大”提出“新四化”发展战略，随着生态文明建设、新型城镇化、国家主体功能区等战略的实施和推进，“人地关系”矛盾也日益尖锐。长期以来，滨海地区一直是开放的重要地区，是开发的首选之地，随着经济社会迅速发展，其土地利用结构、程度及格局都发生了深刻剧烈的变化。面对发展机遇，滨海地区对土地资源尤其是建设用地的需求巨大，如何进一步提高土地利用效率，促进城乡统筹发展，成为非常紧迫的课题。目前关于滨海地区土地利用研究较多，但县级尺度的系统性实证研究还比较欠缺，土地利用的模拟预测等重要现实问题亟待研究。选取县区级尺度分析，从行政管理的基层出发，能够兼顾地市、乡镇街道等不同层级土地资源可持续利用，更有利于编制合理有效的规划。
　　大连市作为国家沿海地区开发开放的先行区，经济社会发展迅猛，近30年来土地利用空间格局发生了深刻变化。金州区位于黄海和渤海之间，属于典型的滨海地区，作为大连市未来发展的核心区，其土地利用实证研究对于滨海地区土地利用的系统性研究具有典型意义。本文以大连市金州区——县区级滨海地区为案例区，研究土地利用时空格局演变规律与机制，总结出滨海地区土地利用一般机理，促进滨海地区土地利用研究向更加深入、更加宽广的方向迈进。
　　本文从滨海地区土地利用变化的驱动因素和作用的一般机理入手，深入剖析滨海地区土地利用空间格局演变特征和规律，提出一般性的土地利用空间格局模式，并以此为基础深入研究以港口为核心的集疏运体系建设对滨海地区用地空间结构的影响，作为模拟预测滨海地区土地利用空间格局变化的理论基础。建立局部土地利用竞争的元胞自动机((Localized Land-use Competition Cellular Automata)LLCCA模型，将土地利用的数量结构预测与空间结构预测模拟有效结合，在一定程度上揭示土地利用的复杂性，通过有效融入滨海因素、规划因素、地形因素等对模型的影响分析，增强对土地利用变化的模拟与预测能力，提高模拟预测的准确性。
　　文章从金州区土地利用一般性出发，研究其滨海地区土地利用空间格局演变过程、分析其特征与模式，总结出土地利用变化存在的驱动因子、格局、模式与机理。运用局部土地利用竞争元胞自动机模型对土地利用空间格局变化进行了模拟，总结出滨海地区土地利用一般机理，对金州区未来土地利用进行了预测，为政府部分决策提供定量支撑。研究内容如下:
　　第1章绪论。问题的提出，介绍研究的背景、目的和意义，并提出研究的主要目标及学术的应用价值。
　　第2章研究综述。通过对国内外现有文献资料的研究，结合本人的科研积累以及行业管理的实践工作，分析一般区域土地利用空间格局形成及演变的机理研究，总结现有研究存在的不足方面，找出促使其形成的影响因素，提出文章探讨和研究的重点问题等。
　　第3章理论基础与数据。梳理本文研究涉及到的相关理论，主要有:轴向增长理论、同心圆理论、扇形理论、多核心理论、级差地租理论、结构主义理论、互动理论和区位论等。对本文案例区的基本情况进行介绍，并对数据构成和来源进行说明。
　　第4章影响因素与情境设定。在分析一般地区土地利用空间格局影响因素的基础上，从地理区位、经济发展、政府政策及空间规划等方面阐明滨海地区土地利用影响因素的特殊性，并对未来土地发展空间格局的情境进行设定。
　　第5章模拟预测方法原理。提出LLCCA模型，并从模型的架构与特点和运算原理两个方面对其进行说明和解释。
　　第6章空间格局的演进及其机理。模拟案例区土地利用的历史过程，并在此基础上从机理的角度对土地利用空间格局的演变阶段和特点进行解释。
　　第7章空间格局的模拟与预测。运用分析模型，首先对历史发展过程进行模拟，明确模型模拟效果的基础上，根据区域未来发展的可能情境，预测2020年和2030年土地利用的空间格局与形态结构。
　　第8章结论与讨论。对本研究的主要结论进行总结，点明本研究的主要创新点，提出未来进一步深入研究的方向、内容和意义。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 研究背景

1．1．1 中国土地利用的总体现状

1．1．2 滨海地区土地利用的复杂性与先导性

1．2 研究目标与研究内容

1．2．1 研究目标

1．2．2 研究内容

1．3 研究框架与文章结构

1．3．1 研究框架

1．3．2 论文结构

1．4 研究意义

1．5 小结

第2章 滨海地区土地利用研究进展

2．1 国外研究进展

2．1．1 土地利用研究的总体历程

2．1．2 土地利用的研究内容

2．1．3 滨海地区土地利用研究

2．1．4 国外研究述评

2．2 国内研究进展

2．2．1 土地利用研究的总体历程

2．2．2 土地利用的研究内容

2．2．3 滨海地区土地利用研究

2．2．4 国内研究述评

2．3 总体特点及对本文的启示

2．3．1 现有研究的特点与不足

2．3．2 对本文的启示

2．4 小结

第3章 理论基础与数据

3．1 理论基础

3．1．1 土地利用格局的空间表征

3．1．2 土地利用格局形成的社会经济解释

3．1．3 土地利用格局形成的空问解释

3．2 研究区概况

3．2．1 研究区的选择依据

3．2．2 研究区简介

3．3 数据构成与研究方法

3．3．1 数据构成与来源

3．3．2 研究方法简述

3．4 小结

第4章 影响因素与情境设定

4．1 滨海地区土地利用空间格局的影响因素

4．1．1 土地利用空间格局形成及演变的一般因素

4．1．2 滨海地区土地利用空间格局形成与演进的特殊因素

4．2 滨海地区土地利用影响因素的选择

4．2．1 地理区位

4．2．2 经济发展

4．2．3 政府政策

4．2．4 空间规划

4．3 滨海地区土地利用格局情境的设定

4．4 小结

第5章 模拟预测的方法原理

5．1 主要模型技术原理

5．1．1 主流模型及其原理

5．1．2 其他模型方法原理

5．2 LLCCA模型的架构与特点

5．2．1 模型的组织架构

5．2．2 模型的主要特点

5．3 LLCCA模型的运算原理

5．3．1 局部土地利用竞争

5．3．2 土地利用适宜性与综合转换概率

5．3．3 全局地类转换决策

5．4 小结

第6章 空间格局的演进及其机理

6．1 数据处理

6．1．1 土地利用数据处理

6．1．2 遥感影像数据处理

6．2 空间格局的演变特征与过程

6．2．1 土地利用空间格局的演变特征

6．2．2 土地利用空间格局的演迸过程

6．2．3 土地利用空间格局演变的模式

6．3 土地利用格局演变的机理

6．3．1 土地利用格局演变的影响因子

6．3．2 金州区土地利用格局演变的内在机理

6．4 小结

第7章 空间格局模拟与预测

7．1 土地利用空间格局的模拟

7．1．1 土地利用模拟

7．1．2 模拟效果评价

7．2 土地利用预测与分析

7．2．1 土地利用空间格局的预测

7．2．2 预测效果评价

7．3 小结

第8章 结论与讨论

8．1 主要结论

8．2 可能的创新点

8．3 研究展望

参考文献

附录

攻读博士学位期间的科研成果

致谢