基于CA-Markov模型的滇池流域土地利用变化动态模拟研究
何丹，周璟，高伟，郭怀成，于书霞，刘永摘要：土地利用变化及其引起的自然和生态过程转换是导致快速城市化区域环境退化的重要原因之一，研究土地利用变化可为区域生态保护提供重要的决策依据。本文以滇池流域为例，基于 1990和1999年TM遥感影像解译数据，分析了流域土地利用类型的动态变化程度，并基于马尔可夫模型定量分析了土地利用转化的方向。采用多标准评价（MCE）方法结合元胞自动机-马尔可夫（CA-Markov）模型，对2008年土地利用变化进行模拟和预测，预测结果与实际解译结果的Kappa系数达 0.7338，表明预测结果可信。在此基础上，运用CA-Markov模型对2017年和 2026 年的土地利用空间格局变化进行模拟。结果表明，流域土地利用变化快，生态恢复和重建的压力很大。2008-2026年，耕地、林地、水域和未利用地面积将有所减少，草地和建设用地面积将迅速增加。与1990-2008年相比，草地、水域和未利用地的变化趋势相反，而耕地、林地和建设用地变化趋势相同；建设用地在原有基础上往外扩展，水域变化则较小；林地资源虽然有所减少，但仍然是流域主要的用地类型；建设用地扩张明显增加了滇池非点源污染的负荷。土地利用不合理是造成目前滇池水质退化的主要原因之一，并将加剧未来流域的水环境和水生态压力。因此，保有足够的人均耕地、降低施肥强度、提高土地利用水平，保留足够量的生态用地，节约集约利用建设用地，是降低非点源污染潜力的重要措施。该研究可为流域土地利用合理规划管理、生态恢复和经济发展政策的制定提供决策支持。
关键词：土地利用变化；元胞自动机-马尔可夫模型；多标准评价方法；动态模拟；滇池流域