基于PLUS-SD耦合模型的黑河流域中游甘臨高地區(qū)土地利用研究

蔣小芳， 段翰晨， 廖 杰， 宋 翔， 薛 嫻

（1.中國(guó)科學(xué)院西北生態(tài)環(huán)境資源研究院沙漠與沙漠化重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，甘肅 蘭州 730000；2.中國(guó)科學(xué)院大學(xué)，北京 100049；3.中國(guó)科學(xué)院西北生態(tài)環(huán)境資源研究院干旱區(qū)鹽漬化研究站，甘肅 蘭州 730000）

20 世紀(jì)90 年代土地利用結(jié)構(gòu)變化問(wèn)題開(kāi)始受到關(guān)注［1］，現(xiàn)已成為L(zhǎng)UCC 研究的熱點(diǎn)。LUCC 模型是研究土地利用動(dòng)態(tài)變化的重要手段，根據(jù)各種模型的優(yōu)勢(shì)可以分為數(shù)量模擬模型、空間模擬模型及耦合模型［2-5］。數(shù)量模擬模型主要包括SD（System Dynamics）、GF（Gray Forecast）和MC（Markov Chain）等模型，這類(lèi)模型能有效地模擬和預(yù)測(cè)土地利用類(lèi)型的數(shù)量結(jié)構(gòu)，但難以實(shí)現(xiàn)空間結(jié)構(gòu)模擬［6-8］。空間模擬模型有CA（Cellular Automaton）、CLUE-S（Conversion of Land Use and Its Effects at Small Regional Extent）、FLUS（Future Land Use Simulation Model）、ABM（Agent-Based Model）和PLUS（Patch-Generating Land Use Simulation Model）等模型，它們均可用于模擬地類(lèi)的空間布局，但在數(shù)量模擬方面存在不足［9-11］。耦合模型旨在集合多個(gè)模型的優(yōu)勢(shì)，提高了單一模型的模擬精度，為土地利用研究提供有力保障［12-14］。

目前，用于土地利用/土地覆蓋變化模擬的幾種耦合模型主要是通過(guò)數(shù)量模型得到各地類(lèi)的數(shù)量結(jié)構(gòu)，然后用空間模型得到未來(lái)不同情景下的空間布局。He 等［15］以成都市為研究區(qū)，運(yùn)用SD 模型在宏觀層面上對(duì)各地類(lèi)進(jìn)行了數(shù)值上的模擬，采用CLUE-S 模型在微觀層面上對(duì)該數(shù)值進(jìn)行了空間上的分配，成功地探索了不同情景下的未來(lái)城市增長(zhǎng)模式。Liang 等［16］基于SD-CLUE-S 和InVEST（Intergrated Valuation of Environmental Services and Tradeoffs）模型模擬和預(yù)測(cè)了2000—2018年張掖綠洲土地利用變化對(duì)像元尺度和區(qū)域尺度碳儲(chǔ)量的影響。Ding 等［17］建立了一個(gè)基于FLUS 與InVEST 模型的耦合模型，有效地模擬了東營(yíng)市2030年不同情景的人居環(huán)境質(zhì)量變化。……