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文章亮点
• 建立了综合考虑宏观数量控制和空间单元配置的土地利用优化配置模型。
• 利用遗传算法的多决策目标对PLUS模型进行改进，使GA-PLUS模型具有更强的鲁棒性。• 生产-生活-生态土地优化结果缓解了宁波市土地的高冲突、低耦合问题。
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工业化和城镇化导致土地利用强度过大、土地利用结构失衡等一系列问题。关于土地不同用途的矛盾和冲突越来越严重。如何协调土地资源驱动因素之间的竞争，平衡和优化不同功能的土地利用类型，是实现可持续发展的紧迫问题。 因此，该项研究将土地利用变化过程的传统模型与机器学习算法相结合，建立考虑宏观数量控制和空间单元配置的土地利用优化配置模型。以宁波市为例，在考虑土地资源功能和土地利用变化驱动机制的基础上，采用遗传算法（GA）和补丁生成土地利用模拟（PLUS）模型对数量结构和空间进行优化，分别为生产-生活-生态用地（PLEL）布局。GA-PLUS 模型表现出很强的鲁棒性。 结果表明，宁波市土地总面积为9816km2，2010-2018年宁波生产用地（PL）、生活用地（LL）和生态用地（EL）面积变化分别为 -2.04%、10.07% 和 -0.69%。主要问题是PLEL分布不均，工业生产用地（IPL）和LL无序扩张，分别占农业生产用地的3.07%和EL的0.67%。以可持续发展目标、美丽中国政策相关建设目标和宁波市发展规划目标为导向，通过GA-PLUS模型实现宁波PLEL数量结构和空间布局的协同优化。在数量结构上，宁波未来需要控制建设用地总量，提高LL和EL的比例，分别在13.04%和51.75%左右。在空间布局上，要在沿海地区建设IPL产业集群，提高EL的适宜性，解决LL受地形复杂影响难以扩张的问题。 总而言之，该项研究成果可为宁波国土空间优化发展路径提供指导，为决策者制定有针对性的国土空间规划、实现区域可持续发展提供技术支持。![]()
图1 宁波位置和地形
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图2 技术路线图
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图3 2010和2018年宁波市PLEL的空间格局分布
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图4 2010-2018年PLEL区域桑基图
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图5 2018年宁波PLEL模拟结果
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图6 宁波PLEL的优化结果
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图7 2018年PLEL区域优化桑基图
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https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2022.134004。或直接点击“阅读原文”跳转到原文网站。
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论文引用↓
Xiang li, Jingying Fu, Dong Jiang, Gang Lin, Chenglong Cao. Land use optimization in Ningbo City with a coupled GA and plus model. Journal of Cleaner Production, 2022, 134004.
