城市建設(shè)用地?cái)U(kuò)展及其碳排放研究——以鄭州市區(qū)為例.pdf

1、城市是人類文明的集中體現(xiàn),其消耗的資源占據(jù)了社會的重要份額。因此,城市可持續(xù)發(fā)展對人類具有重大意義。在城市可持續(xù)發(fā)展中,城市土地的可持續(xù)發(fā)展占據(jù)著重要一環(huán)。但近年來城市土地資源可持續(xù)發(fā)展的相關(guān)研究大多停留在概念層面,缺少在實(shí)際規(guī)劃中貫徹的理念。如果通過某些研究方法促使規(guī)劃者能夠預(yù)知城市發(fā)展的趨勢,將有助于規(guī)劃者制定最優(yōu)的規(guī)劃方案,對城市規(guī)劃具有指導(dǎo)意義。城市建設(shè)用地?cái)U(kuò)展會影響到城市可持續(xù)發(fā)展的各個(gè)層面,掌握城市用地變化的空間規(guī)律、驅(qū)動(dòng)機(jī)

2、制及未來發(fā)展動(dòng)向等方面,將成為城市可持續(xù)管理和城市生態(tài)安全等研究領(lǐng)域的關(guān)鍵。鄭州市作為河南省的經(jīng)濟(jì)中心,建設(shè)用地變化迅速,因此,模擬鄭州市發(fā)展趨勢并預(yù)測其碳排放狀況,對鄭州市可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。
　　本文即通過構(gòu)建模型模擬鄭州市建設(shè)用地?cái)U(kuò)展趨勢,并對其碳排放進(jìn)程展開核算和預(yù)測。以1995-2009年的土地利用數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),本研究將多智能體、元胞自動(dòng)機(jī)、環(huán)境限制模塊和土地利用變化隨機(jī)模塊組合,構(gòu)建了城市建設(shè)用地?cái)U(kuò)展模型(MCUC)

3、,研究城市建設(shè)用地?cái)U(kuò)展及其碳排放規(guī)律。1995-2009年土地利用數(shù)據(jù)分析結(jié)果顯示,建設(shè)用地在過去14年呈高速擴(kuò)張狀態(tài),擴(kuò)展方向向東部和南部集中。MCUC模型主要采用logistic回歸分析確定城市建設(shè)用地?cái)U(kuò)展與各元胞到公路、鐵路、市中心、鎮(zhèn)中心的距離及鄰域開發(fā)率的關(guān)系,其結(jié)果與政府智能體、環(huán)境限制模塊、隨機(jī)模塊共同作用,能夠獲取建設(shè)用地的擴(kuò)展概率關(guān)系式。將該關(guān)系式應(yīng)用于鄭州市區(qū)對 MCUC模型進(jìn)行實(shí)證分析,模擬和預(yù)測了鄭州市區(qū)的城市建

4、設(shè)用地?cái)U(kuò)展,并基于 MCUC模型和灰色預(yù)測(GM)模型對城市建設(shè)用地?cái)U(kuò)展的碳排放進(jìn)行核算和預(yù)測,深入研究了建設(shè)用地?cái)U(kuò)展的碳排放發(fā)展趨勢。主要研究結(jié)論包括：⑴采用ERDAS IMAGINE8.6和ArcGIS對TM遙感影像數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和解譯,分析了1995年、2002年和2009年土地利用的時(shí)空變化特征,并綜合多智能體、元胞自動(dòng)機(jī)和GIS技術(shù)構(gòu)建MCUC模型,以鄭州市區(qū)為研究區(qū)對MCUC模型進(jìn)行了實(shí)證分析。實(shí)證過程中將鄭州市區(qū)不同時(shí)期的土

5、地利用變化圖、空間變量、鄰域開發(fā)率、規(guī)劃數(shù)據(jù)、地勢、河流灘涂等數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理,分別輸入 MCUC模型的元胞自動(dòng)機(jī)模塊、多智能體模塊和環(huán)境限制模塊,結(jié)合隨機(jī)因子模塊,獲得了鄭州市建設(shè)用地?cái)U(kuò)展的演變概率模式,并利用2002年和2009年的一系列數(shù)據(jù)驗(yàn)證了模型的合理性。⑵將2009年數(shù)據(jù)輸入MCUC模型獲得了2016年建設(shè)用地的擴(kuò)展規(guī)律。結(jié)果顯示,鄭州市區(qū)非受限區(qū)域的建設(shè)用地將高速擴(kuò)展,并且擴(kuò)展速度以鄭東新區(qū)最高;擴(kuò)展方式與城市規(guī)劃的規(guī)劃方向

6、相同,呈現(xiàn)向東部推進(jìn)的態(tài)勢,這與鄭汴一體化的整體規(guī)劃和目前的發(fā)展現(xiàn)狀一致。⑶采用MCUC模型對鄭州市區(qū)建設(shè)用地?cái)U(kuò)展中基于土地利用變化的碳排放進(jìn)行核算和預(yù)測。研究顯示,鄭州市區(qū)建設(shè)用地?cái)U(kuò)展主要依靠占用耕地和林地實(shí)現(xiàn)。比較1995-2002年和2002-2009年兩個(gè)時(shí)段,基于土地利用變化的碳排放量隨時(shí)間的遷移逐漸降低,并呈現(xiàn)林地被占用面積減少,耕地被占用面積增多的特征。將預(yù)測得到的2009-2016年間產(chǎn)生的碳排放量與前兩個(gè)時(shí)段相比,依然