基于系统动力学的土地可持续利用研究 ——以垦利县为例

论文摘要

当前,可持续发展观已深入人心并成为政府行动的指南。作为一切资源和环境要素的载体,土地的可持续利用是促进环境、经济、社会可持续发展的基石,因而显得尤为重要。但随着人口的增长和经济的快速发展,各方面对土地的需求不断增大,尤其是在经济高速增长的中国,土地资源在各种需求的压力下经历着高强度的利用方式和质量的变化。因此,土地可持续利用成为目前广泛关注的问题,开展土地可持续利用的研究具有重要的理论意义和实践意义。本文选取黄河三角洲地区的垦利县作为研究区域,其土地资源作为研究对象。研究以1985-2005年间的土地数据为基础,采用统计方法对研究区土地利用变化特征进行分析。结果表明,垦利县21年的土地利用动态变化呈现出城镇建设用地、农村居民点用地增加,天然草地大量减少,耕地相对变化时空差异大、耕地质量总体水平不高等重要特征。同时,对研究区土地利用变化的动态机制展开研究,明确了人类活动作为土地利用变化主导驱动力的地位,并着重分析了人口、经济发展、城镇化和政策与土地利用变化之间的关系。在对垦利县土地利用变化特征和驱动机制分析的基础上,运用系统动力学原理和方法,探讨土地利用结构变化的反馈机制,进行因果关系分析,绘制系统结构流图,编写DYNAMO方程（状态变量、速率变量、辅助变量）,构建土地可持续利用系统动力学模型。并借助计算机软件VENSIM PLE对模型进行有效性检验和灵敏度分析,对垦利县土地可持续利用系统进行了仿真。依据系统控制变量的不同,在充分考虑土地可持续利用与社会、经济、环境等要素关系的基础上,进行土地可持续利用模式与情景分析,重点探讨了自然发展模式、经济加速发展模式、协调发展模式三种情景下的土地利用情况,实现了垦利县2005—2030年土地利用结构的模拟和预测,从而为实现区域土地可持续利用提供了依据,也为区域社会经济发展战略的制定提供了指导和参考。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 引言
• 1.1 研究背景和研究意义
• 1.1.1 研究背景
• 1.1.2 研究目的、意义
• 1.2 国内外研究动态
• 1.2.1 国外研究概况
• 1.2.2 国内研究概况
• 1.3 研究内容
• 1.4 研究方法及技术路线
• 1.4.1 研究方法
• 1.4.2 技术路线
• 第二章 土地可持续利用的理论基础
• 2.1 土地可持续利用的基础理论
• 2.1.1 可持续发展理论
• 2.1.2 系统科学理论
• 2.1.3 生态经济学理论
• 2.1.4 环境承载理论
• 2.2 土地可持续利用系统分析
• 2.2.1 土地利用系统的概念与特征
• 2.2.2 土地利用变化分析
• 2.2.3 土地利用变化对系统可持续性的影响
• 2.3 土地可持续利用的内涵
• 第三章 研究区概况
• 3.1 研究区概况
• 3.1.1 垦利县自然地理条件
• 3.1.2 垦利县社会经济条件
• 3.2 数据资料来源
• 第四章 垦利县土地利用时空变化分析
• 4.1 垦利县土地利用结构现状
• 4.2 垦利县土地利用动态变化分析
• 4.2.1 土地利用的数量变化
• 4.2.2 土地利用的速度变化
• 4.2.3 土地利用的程度变化
• 4.2.4 土地利用变化的空间分析
• 4.3 土地利用变化的主要特点
• 4.4 土地利用变化的因素分析
• 4.4.1 人口变化与土地利用
• 4.4.2 经济发展与土地利用
• 4.4.3 城镇化与土地利用
• 4.4.4 政策与土地利用
• 4.5 土地利用中存在的问题
• 第五章 土地持续利用动态仿真模型的构建
• 5.1 系统动力学简介
• 5.1.1 系统动力学的基本理论
• 5.1.2 土地持续利用SD模型的基本结构
• 5.2 土地持续利用SD模型结构解析
• 5.2.1 建模目的
• 5.2.2 模型总体设计
• 5.2.3 因果关系分析
• 5.3 土地利用SD模型子系统
• 5.3.1 人口子系统
• 5.3.2 土地子系统
• 5.3.3 粮食子系统
• 5.3.4 经济子系统
• 5.4 系统动力学数学方程
• 5.5 模型检验与修正
• 5.5.1 模型有效性检验
• 5.5.2 模型灵敏度分析
• 5.6 仿真结果综合分析及对策
• 5.6.1 垦利县土地持续利用仿真情景的设定
• 5.6.2 仿真结果评价
• 5.6.3 垦利县土地资源可持续利用的实现途径
• 5.7 本章小结
• 第六章 结语
• 6.1 结论
• 6.2 可能的创新
• 6.3 讨论
• 参考文献
• 附录
• 致谢