滇中城市群土地利用/覆蓋變化(LUCC)空間模擬研究

李 星，周京春①，金婷婷，王金亮

(1.云南師范大學(xué)地理學(xué)部，云南 昆明 650500；2.云南省高校資源與環(huán)境遙感重點實驗室，云南 昆明 650500；3.云南省地理信息工程技術(shù)研究中心，云南 昆明 650500)

自1995年國際地圈生物圈計劃(IGBP)和全球環(huán)境變化的人文因素計劃(IHDP)共同聯(lián)合發(fā)起并提出“土地利用/覆蓋變化(LUCC)科學(xué)研究計劃”以來，LUCC研究進(jìn)入了快速發(fā)展階段。LUCC變化可以引起區(qū)域水文、大氣、土壤等要素的相應(yīng)變化[1-3]，從而引起區(qū)域空間格局的變化，進(jìn)而改變生態(tài)系統(tǒng)和生態(tài)環(huán)境的服務(wù)功能和價值[4]。通過建模對土地利用空間格局的精細(xì)刻畫已成為監(jiān)測LUCC對生態(tài)環(huán)境的影響、景觀格局演變、識別土地利用強度變化的關(guān)鍵[5-8]。掌握土地利用變化格局、土地利用強度特征及其對生態(tài)環(huán)境的影響，是當(dāng)前實現(xiàn)生態(tài)-經(jīng)濟-社會系統(tǒng)協(xié)調(diào)與可持續(xù)發(fā)展所面臨的重要任務(wù)[9]。

自“十三五”規(guī)劃以來，云南省經(jīng)濟進(jìn)入快速發(fā)展階段。2017和2018年云南省經(jīng)濟總量位居全國第18位，GDP增速分別為9.5%和8.9%，位居全國第3位，滇中城市群作為云南省核心經(jīng)濟區(qū)正受到外界更多的關(guān)注。2020年7月云南省政府印發(fā)了《滇中城市群發(fā)展規(guī)劃(2019—2035年)》，2021年5月公開了《云南省國土空間規(guī)劃征求意見稿(2021—2035年)》，要求到2025年，滇中城市群功能區(qū)要基本劃分完善，綠色生態(tài)格局穩(wěn)步提升，城鄉(xiāng)空間格局大幅度優(yōu)化；到2035年，要將滇中城市群打造成為全省高質(zhì)量發(fā)展的核心支撐平臺，強調(diào)要推進(jìn)昆明、玉溪同城化發(fā)展，積極培育曲靖、紅河、楚雄都市圈。

地處高原地區(qū)的滇中山地城市群生態(tài)環(huán)境脆弱、地形破碎，在共抓大保護(hù)、不搞大開發(fā)、守住國家西南生態(tài)屏障的前提下，如何打造集約高效的城鎮(zhèn)空間土地利用格局和構(gòu)筑區(qū)域生態(tài)安全格局是當(dāng)前迫切的任務(wù)。因此，探究當(dāng)前和模擬預(yù)測未來一定時間段內(nèi)滇中城市群土地利用格局演化模式，揭示土地利用發(fā)展規(guī)律和探究不同用地類型間的數(shù)量和空間結(jié)構(gòu)關(guān)系，對優(yōu)化土地利用格局、穩(wěn)定生態(tài)屏障有著重要的意義，可為山地城市群的國土空間布局優(yōu)化提供科學(xué)的參考依據(jù)。

對于LUCC空間模擬分析，將數(shù)量預(yù)測與空間分布模擬相結(jié)合是重要的方法。許多國內(nèi)外學(xué)者做了大量的研究，主要包括LUCC的預(yù)測模擬和空間表達(dá)[10-12]、LUCC驅(qū)動力分析[13-15]、LUCC對生態(tài)環(huán)境及景觀格局變化[16-17]及對國土空間布局優(yōu)化的研究[18-19]等。例如，俞龍生等[16]采用景觀格局與梯度分析相結(jié)合的方法，以城市中心為緩沖區(qū)設(shè)立不同的緩沖帶，研究了廣州市番禺區(qū)在快速城市化背景下土地利用格局的梯度變化及城鄉(xiāng)融合區(qū)的特征；郎文婧等[18]對徐州市進(jìn)行了土地利用格局分析和空間擴張模擬，結(jié)果表明徐州市土地利用向著聚集演變，在城市擴張的同時用地結(jié)構(gòu)也同步調(diào)整，城市土地利用景觀復(fù)雜程度降低，擴張有著明顯的方向性；WANG等[19]以陜西省漢中市漢臺區(qū)為研究區(qū)域，揭示其土地利用的景觀形態(tài)從自然隨機發(fā)展為鋸齒狀，空間格局從規(guī)則擴展演變?yōu)槠扑榛瘮U展，反映出區(qū)域發(fā)展中的人類干預(yù)作用在不斷加強；FIROZJAEI等[20]采用基于不同方向的CA-Markov模型并結(jié)合皮爾遜卡方統(tǒng)計、優(yōu)度指數(shù)等方法對伊朗巴博爾市1985、2001和2015年3個時間段內(nèi)的LUCC進(jìn)行分析，討論了城市空間結(jié)構(gòu)的擴張方向，并提出相關(guān)規(guī)劃意見；LUO等[21]研究表明，在不同的社會經(jīng)濟發(fā)展階段，LUCC景觀演化的速率、模式會有很大差異，在初始階段遠(yuǎn)高于后期，而城市化過程對景觀的影響并不一定都是負(fù)面的，這一認(rèn)識有助于在區(qū)域尺度上減緩景觀破碎化的速度；MANSOUR等[22]研究了阿曼蘇丹國山區(qū)城市的LUCC變化，模擬了阿曼山區(qū)未來城市的發(fā)展性質(zhì)和趨勢，解釋了阿曼山區(qū)城市的發(fā)展對山地景觀的影響程度和時空變化趨勢，表明在被山脈所環(huán)繞的山區(qū)城市群中，城市通常沿著市中心平坦的土地擴張，應(yīng)避免城市的無序蔓延。

在經(jīng)濟較為落后、生境脆弱、土地利用破碎的滇中山地城市群，相關(guān)研究主要集中于土地利用時空特征分析模擬與生境耦合[23-25]、土地利用空間優(yōu)化[26]等方面，大多以構(gòu)建未來土地利用空間格局為目的，而較少定量評估LUCC格局變化所帶來的空間演變效應(yīng)。鑒于此，筆者利用當(dāng)前土地利用數(shù)據(jù)，結(jié)合相關(guān)驅(qū)動因子，在模擬預(yù)測滇中城市群2035年LUCC的基礎(chǔ)上，從數(shù)量特征、綜合程度演化、空間轉(zhuǎn)移變化和景觀格局變化幾大方面分析其空間結(jié)構(gòu)特征和效應(yīng)變化。從現(xiàn)實需求來看，可促進(jìn)滇中城市群國土空間合理利用和有效保護(hù)，有利于落實生態(tài)文明建設(shè)排頭兵的要求，為政府決策提供有益數(shù)據(jù)參考和科學(xué)依據(jù)。

1 研究區(qū)概況與數(shù)據(jù)來源

1.1 研究區(qū)概況

滇中城市群地處云南省中部，長江、珠江和紅河上游，位于北緯24°58′～25°09′，東經(jīng)100°43′～104°49′之間，以昆明市為中心，包含曲靖、玉溪和楚雄以及紅河州北部7個縣(市)，土地總面積約114 600 km2。研究區(qū)地形以山地和山間盆地為主，總體地勢呈東南低、西北高，海拔在130～4 300 m之間，平均海拔約1 848 m，屬于低緯度高原山地季風(fēng)氣候區(qū)。區(qū)內(nèi)高山、湖泊、盆地相互交錯，包括滇池、撫仙湖、星云湖、陽宗海和杞麓湖5大高原湖泊，水資源環(huán)境較好。整體土地利用開發(fā)程度較低，利用潛力大。《滇中城市群發(fā)展規(guī)劃(2019—2035年)》中明確構(gòu)建了“一主四副、通道對接、點軸聯(lián)動”的空間發(fā)展格局，強調(diào)要建設(shè)我國面向南亞、東南亞交往的重要門戶城市群。截至2019年底，滇中城市群共有人口約2 304萬人，占全省人口的47.44%，地區(qū)生產(chǎn)總值約1.41萬億元，占全省的60.7%，是云南省的經(jīng)濟增長極。近些年來隨著內(nèi)部交通網(wǎng)絡(luò)的完善、產(chǎn)業(yè)聯(lián)系度的加強、城鎮(zhèn)化水平的提高，經(jīng)濟條件得以快速發(fā)展，同時對自然資源的需求壓力也逐漸上漲，經(jīng)濟建設(shè)的需求和生態(tài)環(huán)境保護(hù)之間的矛盾越來越突出。

1.2 數(shù)據(jù)源及處理

研究涉及的數(shù)據(jù)如表1所示。其中LUCC數(shù)據(jù)包含2000、2010和2020年共3期，經(jīng)重分類后分為耕地、林地、草地、水域、建設(shè)用地和未利用地6大類，經(jīng)驗證，各期kappa系數(shù)均在0.8以上。結(jié)合相關(guān)研究，選擇社會經(jīng)濟、自然和交通等類型的11個潛在驅(qū)動因子，采用歐式距離法計算得到研究區(qū)范圍內(nèi)各個像元到達(dá)鐵路、高速公路、城鎮(zhèn)中心點、河流的距離，勞動力數(shù)量以縣(市、區(qū))為單位，使用克里金插值法處理為柵格數(shù)據(jù)，坡度、坡向由數(shù)字高程模型(DEM)計算得到。為保證試驗區(qū)域數(shù)據(jù)的一致性，采用統(tǒng)一的UTM投影系統(tǒng)，并將所有變量因子進(jìn)行歸一化處理，以消除不同量綱的影響。

表1 數(shù)據(jù)來源

2 研究方法

2.1 土地利用變化驅(qū)動因子選擇

為避免所選取驅(qū)動因子的主觀性，消除空間自相關(guān)影響，通過Cramer′sV指數(shù)分析所選取驅(qū)動力因子與LUCC的相關(guān)性，通過皮爾遜相關(guān)系數(shù)r檢測各因子之間的相關(guān)性，以消除空間自相關(guān)的影響[28]。

(1)

(2)

2.2 Markov與FLUS模型構(gòu)建

通常采用馬爾可夫鏈(Markov)來預(yù)測未來一定時間段內(nèi)各土地利用類型的像元總量，假設(shè)基于無后效性，即后一個時刻的土地利用狀態(tài)僅取決于前一個時刻的利用狀態(tài)[29]。利用Markov過程，結(jié)合土地利用轉(zhuǎn)移矩陣，可以計算未來一定時間段內(nèi)土地利用在數(shù)量上的變化，可表示為

st+1=pij×st，

(3)

(4)

FLUS模型建立在系統(tǒng)動力學(xué)模型和元胞自動機模型的基礎(chǔ)上，融合了人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法(ANN)和輪盤賭選擇機制，ANN能夠整合不同驅(qū)動力因素，輪盤賭機制能有效處理不同土地利用類型在自然作用與人類活動共同影響下發(fā)生相互轉(zhuǎn)化時的不確定性與復(fù)雜性[30-32]。FLUS模型能夠通過ANN整合各類非線性驅(qū)動力因子，建立不同土地利用類型與驅(qū)動因子之間的關(guān)系來模擬不同土地利用類型出現(xiàn)的適宜性概率及空間分布。ANN包括輸入層、隱藏層和輸出層，每個CA中的一個變量都分別對應(yīng)一個神經(jīng)元。

p(p,k,t)=∑ijwj,k×sigmoid[netj(p,t)]=

(5)

(6)

netj(p,t)=∑iwi,j×xi(p,t)。

(7)

式(5)～(7)中，netj(p,t)為隱藏層神經(jīng)元j收到的信號，即t時刻第j類土地中的柵格p發(fā)生的變化；xi(p,t)為訓(xùn)練時間t內(nèi)元胞p上輸入神經(jīng)元i相關(guān)聯(lián)的第i個變量；wi,j與wj,k分別為輸入層和隱含層與隱藏層和輸出層之間的自適應(yīng)權(quán)值；sigmoid為隱藏層和輸出層間的激活函數(shù)。利用訓(xùn)練數(shù)據(jù)集對wj,k和wi,j進(jìn)行訓(xùn)練，建立人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，可以用于計算柵格p在t時間出現(xiàn)土地類型k的概率。

以滇中城市群2010年LUCC為基期，在不設(shè)置土地利用情景模式的情況下，以隨機采樣方式選取5%的像元為ANN訓(xùn)練樣本，隱藏層設(shè)置為6層，得到各類型土地利用適宜性概率分布，采用5×5摩爾鄰域，設(shè)置最大迭代次數(shù)為300，得到2020年土地利用模擬數(shù)據(jù)。經(jīng)過多次實驗，將柵格重采樣到360 m空間分辨率時，模擬精度最高，并與2020年實際LUCC對比驗證，其kappa系數(shù)為0.81，達(dá)到模擬要求。在此基礎(chǔ)上，結(jié)合Markov，計算出2035年各類用地總像元數(shù)量，不設(shè)置土地利用情景模式，進(jìn)行滇中城市群2035年土地利用空間分布模擬。

2.3 LUCC空間格局分析

結(jié)合模擬的2035年LUCC，分別從用地數(shù)量特征、綜合利用程度演化、空間轉(zhuǎn)移變化和景觀變化幾個方面討論研究區(qū)2000—2035年土地利用格局變化特征,具體方法如表2所示。

表2 空間格局研究方法

3 結(jié)果分析

3.1 2035年滇中城市群土地利用空間模擬分析

空間模擬結(jié)果如圖2所示。2020—2035年滇中城市群各土地利用類型延續(xù)了2000—2020年的變化趨勢，相較于2020年，耕地、草地分別減少386.51和650.84 km2，林地、建設(shè)用地分別增加262.21和860.41 km2。

從城市擴張方向來看，昆明市主要變化區(qū)域集中在安寧市、呈貢區(qū)、晉寧區(qū)和宜良縣等周邊縣(區(qū)、市)，而主城區(qū)的五華區(qū)、盤龍區(qū)、官渡區(qū)、西山區(qū)由于三面環(huán)山、一面臨水的特殊地形，難以再向外擴展，所以發(fā)展方向主要是向南面擴展；曲靖市主城區(qū)麒麟?yún)^(qū)、沾益區(qū)擴張顯著，具有明顯的空間聚集效應(yīng)，而周邊縣(市、區(qū))擴張較為緩慢；楚雄州建設(shè)用地變化較大的是楚雄市區(qū)、元謀縣和祿豐縣，但從整體上看楚雄州各縣(市、區(qū))變化不大；玉溪市發(fā)生較大變化的有紅塔區(qū)、通海縣和江川區(qū)；紅河州擴張較為明顯的是蒙自市和開遠(yuǎn)市。

3.2 2035年滇中城市群土地利用數(shù)量模擬分析

統(tǒng)計分析2000—2035年滇中城市群不同土地利用類型所占比例，如表3～4所示。從整體情況來看，研究區(qū)維持著以耕地、林地和草地主導(dǎo)的土地利用格局，面積占比超過90%，各類用地面積占比變化較為穩(wěn)定。從單一動態(tài)度看來，耕地面積在各時間段內(nèi)以0.10%的速率減少；林地除2010—2020年動態(tài)度為負(fù)值外，總體為正，而草地在各個時間段內(nèi)均為負(fù)值。耕地和草地的單一動態(tài)度均為負(fù)值，說明耕地和草地的面積在減少，主要原因為自2000年實行西部大開發(fā)戰(zhàn)略以來，滇中城市群經(jīng)濟發(fā)展迅速，城鎮(zhèn)化進(jìn)程加快，使得以建設(shè)用地為主的生產(chǎn)生活用地快速擴張，對耕地和草地的侵占加劇。從綜合動態(tài)度看來，2010—2020年明顯高于2000—2010年，說明在此時間段內(nèi)土地利用變化程度較為明顯，處于城市快速發(fā)展時期。滇中城市群35 a間各土地利用類型變化存在著明顯的空間差異。對建設(shè)用地而言，2000—2020年每個縣(市、區(qū))面積均為增長態(tài)勢，增長顯著的地區(qū)主要集中在昆明市和曲靖市以及南部的蒙自市，其中官渡區(qū)、呈貢區(qū)、晉寧區(qū)、西山區(qū)、蒙自市、麒麟?yún)^(qū)增長面積均超過30 km2。對于耕地而言，面積顯著增加的地區(qū)為沾益區(qū)、宣威市、開遠(yuǎn)市和謀定縣，而官渡區(qū)、安寧市、晉寧區(qū)、呈貢區(qū)、麒麟?yún)^(qū)、蒙自市、楚雄市面積顯著減少，均超過20 km2。林地面積有所增加的縣(市、區(qū))有24個，草地面積有所增加的有9個。根據(jù)預(yù)測，2020—2035年建設(shè)用地面積顯著增加的地區(qū)有麒麟?yún)^(qū)、沾益區(qū)、呈貢區(qū)、個舊市、安寧市，均超過40 km2。耕地面積增加的縣(市、區(qū))有19個，其中增加較多的是彌勒縣、陸良縣、羅平縣、富源縣、沾益區(qū)等。林地面積顯著減少的是安寧市、呈貢區(qū)、盤龍區(qū)、個舊市，均超過50 km2。2000—2010、2010—2020、2000—2020、2020—2035年面積變化的綜合動態(tài)度分別為0.02%、0.07%、0.04%和0.05%。

表3 滇中城市群不同時期土地利用面積變化

表4 滇中城市群不同時期土地利用面積的年度變化率

綜上可知，建設(shè)用地面積增加較多的地區(qū)則是林地、草地減少較多的地區(qū)。地處山地的呈貢區(qū)、紅塔區(qū)、蒙自市、個舊市建設(shè)用地快速增加，其原因是云南省推行山地城鎮(zhèn)模式，推進(jìn)建設(shè)用地向著山地發(fā)展，使得地處山地的縣(市、區(qū))得到快速發(fā)展，而處于昆明主城區(qū)的五華區(qū)、盤龍區(qū)、官渡區(qū)建設(shè)用地開發(fā)程度較高，增加幅度較少。

3.3 滇中城市群土地利用程度模擬分析

土地利用綜合程度反映了人類社會活動與自然環(huán)境的綜合效應(yīng)，是土地利用開發(fā)程度的綜合體現(xiàn)。以縣(市、區(qū))為單位分別統(tǒng)計研究區(qū)范圍內(nèi)4個時間段的土地利用綜合程度指數(shù)和其變化量, 結(jié)果如圖3～4所示。

結(jié)果表明，大部分縣(市、區(qū))的土地利用綜合指數(shù)呈上升趨勢，說明建設(shè)用地的增加使得利用程度不斷提高。2000—2020年，以五華區(qū)、官渡區(qū)、呈貢區(qū)、安寧市、盤龍區(qū)、西山區(qū)、麒麟?yún)^(qū)增長最為明顯，變化熱點主要集中在以昆明市為中心的中部地區(qū)。2020—2035年，以呈貢區(qū)、晉寧區(qū)、安寧市、麒麟?yún)^(qū)、沾益區(qū)、紅塔區(qū)、個舊市、蒙自市等地增長最為顯著，變化的熱點區(qū)域主要集中在中部和東部的部分地區(qū)。而在南華、大姚、雙柏、永仁等縣(市、區(qū))，由于退耕還林還草政策的影響，林地和草地面積增加導(dǎo)致土地利用綜合程度有所下降。

3.4 滇中城市群土地利用空間轉(zhuǎn)移變化模擬分析

通過不同時期的土地利用演化信息圖譜(圖5)可以統(tǒng)計出土地利用類型的空間轉(zhuǎn)移特征。從整個范圍來看，2000—2020年滇中城市群土地利用主要以耕地、林地、草地、建設(shè)用地相互轉(zhuǎn)換為特征。從表5來看，2000—2020年建設(shè)用地轉(zhuǎn)入了840.97 km2，主要來源于耕地、林地和草地，其中耕地轉(zhuǎn)入占比超過50%。耕地、林地和草地分別轉(zhuǎn)出了1 119.06、920.33和1 158.86 km2，主要轉(zhuǎn)換為草地和建設(shè)用地。從表6來看，后10 a中，建設(shè)用地轉(zhuǎn)入了666.07 km2，主要來源于耕地和草地。耕地轉(zhuǎn)出最多的地方主要集中在麒麟?yún)^(qū)、官渡區(qū)、蒙自市、楚雄市、安寧區(qū)、呈貢區(qū)、羅平縣，轉(zhuǎn)為林地和草地的地方主要集中在峨山縣、元江縣、姚安縣、羅平縣、宣威市，說明這幾個縣(市)退耕還林還草政策的實施取得較大的成效。轉(zhuǎn)為建設(shè)用地的地區(qū)主要集中在呈貢區(qū)、晉寧區(qū)、安寧市、麒麟?yún)^(qū)、楚雄市，說明中心城區(qū)和周邊地區(qū)仍然是耕地占用的活躍區(qū)域，具有明顯的聚集效應(yīng)。從表7來看，2000—2010年間土地利用變化不明顯，發(fā)展較為緩慢，大部分土地保持著原有利用類型。2010年以后，城鎮(zhèn)化進(jìn)程加快，建設(shè)用地快速擴張，土地利用變化速率有所加快。從表8來看，2020—2035年建設(shè)用地將會轉(zhuǎn)入903.14 km2，其中林地貢獻(xiàn)率將會達(dá)到80%以上，而耕地的貢獻(xiàn)率減少，演化特征發(fā)生轉(zhuǎn)變，表明城市擴展方向?qū)兴淖儭?/p>

表5 2000—2020年滇中城市群土地利用轉(zhuǎn)移矩陣

表6 2010—2020年滇中城市群土地利用轉(zhuǎn)移矩陣

表7 2000—2010年滇中城市群土地利用轉(zhuǎn)移矩陣

表8 2020—2035年滇中城市群土地利用轉(zhuǎn)移矩陣

3.5 滇中城市群土地利用景觀格局演化模擬分析

借鑒相關(guān)研究，選取最大斑塊指數(shù)(LPI)、形狀指數(shù)(LSI)、蔓延度(CONTAG)、聚合度(AI)、香農(nóng)均勻度(SHEI)、香農(nóng)多樣性指數(shù)(SHDI)共計6個景觀格局指數(shù)分析滇中城市群土地利用格局的變化特征，計算結(jié)果如圖6所示。2000—2035年，各州(市)的景觀格局指數(shù)在不同時間段表現(xiàn)出不同的變化趨勢。從LPI指數(shù)來看，各州(市)均呈現(xiàn)為緩慢上升的趨勢，且楚雄州和玉溪市明顯高于其他3個州(市)，2035年兩地的林地LPI指數(shù)分別為57.84和56.38，明顯高于其他土地利用類型，表明林地優(yōu)勢度越來越明顯。從LSI指數(shù)來看，各個州(市)均表現(xiàn)為持續(xù)下降，表明空間景觀斑塊形狀越來越規(guī)則。從CONTAG和AI指數(shù)來看，各州(市)呈現(xiàn)出遞增趨勢，且2020—2035年明顯上升，說明空間斑塊破碎度降低，連片效應(yīng)越來越明顯。從SHEI和SHDI指數(shù)來看，均呈現(xiàn)出下降的趨勢，2020—2035年減少較為明顯，說明單一優(yōu)勢類型越來明顯，景觀多樣性有所下降?？傮w而言，景觀格局演變存在著明顯的空間分異。

4 討論與結(jié)論

4.1 討論

以滇中城市群2000、2010和2020年的LUCC數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，首先根據(jù)滇中城市群的土地利用數(shù)量變化構(gòu)建Markov模型，預(yù)測2035年的土地利用數(shù)量特征，然后選擇相應(yīng)的土地利用驅(qū)動力因子構(gòu)建FLUS模型，獲得2035年的土地利用空間分布特征，最后結(jié)合預(yù)測的土地利用數(shù)據(jù)，從用地數(shù)量特征、利用程度變化、空間轉(zhuǎn)移變化和景觀指數(shù)幾個方面分別探討了2000—2020和2020—2035年2個時段的土地利用數(shù)量和空間變化特征及規(guī)律。從整體上看來，滇中城市群土地利用格局變化較為穩(wěn)定，但從各州(市)看來，局部地區(qū)有著劇烈的變化，這與相應(yīng)的退耕還林還草政策、不同州(市)的城市規(guī)劃和開發(fā)程度有關(guān)?，F(xiàn)階段處于快速發(fā)展期，在生態(tài)文明示范建設(shè)和生態(tài)戰(zhàn)略行動的背景下，如何平衡發(fā)展建設(shè)和生態(tài)平衡兩大問題是當(dāng)前的迫切任務(wù)。因此，滇中城市群未來土地利用空間布局需要制定城市擴張邊界控制線、生態(tài)保護(hù)紅線、基本農(nóng)田保護(hù)界線等空間控制區(qū)和相應(yīng)的政策措施，繼續(xù)執(zhí)行退耕還林還草政策，協(xié)調(diào)滇中城市群和生態(tài)環(huán)境的平衡發(fā)展。

在研究過程中，一方面由于數(shù)據(jù)獲取的局限性，共選擇了8個驅(qū)動因子進(jìn)行模型構(gòu)建，但是驅(qū)動和制約LUCC的因素眾多且復(fù)雜，在未來的研究中若能從客觀的政策方面以及定量的規(guī)劃紅線方面選取更多的驅(qū)動因子，則可使模擬精度得到更大提高。另一方面，在土地利用空間格局分析中，尺度是影響研究結(jié)果的重要因素，后續(xù)加入尺度的變化也是一個重要的研究方向。

4.2 結(jié)論

(1)從數(shù)量和空間變化上探討了滇中城市群的過去、當(dāng)前和未來土地利用數(shù)量和空間變化所帶來的效應(yīng)，發(fā)現(xiàn)在不同時間段內(nèi)各地區(qū)的變化存在著明顯的空間差異性。昆明市、曲靖市等在滇中城市群中經(jīng)濟發(fā)展較為迅速的地區(qū)，土地利用格局變化明顯，特別是根據(jù)預(yù)測得到的2035年土地利用空間分布狀況來看，建設(shè)用地擴張的方向性明顯，快速城市化仍然是當(dāng)前發(fā)展的主要特征，在保證經(jīng)濟發(fā)展建設(shè)的同時，也要防止城市的無序性擴展。

(2)從各地類占比來看，2000—2020年，建設(shè)用地面積增加了43%，2000—2010年增加了10%，發(fā)展較為滯后，而2010—2020年增加了30%左右，后10 a明顯處于快速發(fā)展期。到了2035年，相比于2020年，林地面積占比略微有所提升，建設(shè)用地面積增長了34%左右，其他各類土地利用類型變化幅度不大，將會形成一個較為穩(wěn)定的以耕地、林地和草地主導(dǎo)的空間格局。滇中城市群大部分縣(市、區(qū))的土地利用綜合程度均在逐漸上升，利用程度變化熱點區(qū)域集中在以昆明市為中心的中部和以曲靖市為中心的東部部分地區(qū)以及紅河州的蒙自市和個舊市等地區(qū)，同時熱點地區(qū)周圍縣(市、區(qū))的土地利用綜合程度增長也較快。2010年后綜合利用程度熱點地區(qū)的變化明顯受到云南省“城鎮(zhèn)山上”政策的影響，滇中城市群正朝著曲靖、紅河都市圈的多中心方向發(fā)展。

(3)從景觀變化方面來看，土地利用景觀格局指數(shù)有著明顯的規(guī)律性。AI、LPI、CONTAG指數(shù)逐年上升，LSI、SHEI、SHDI呈下降趨勢，且2020—2035年間的變化幅度明顯大于2000—2020年間?？臻g破碎度增加、聯(lián)通性下降、斑塊形狀越來越規(guī)則，主要原因是由于建設(shè)用地的擴張對自然景觀進(jìn)行有規(guī)劃的切割，使得優(yōu)勢景觀類型對總體景觀格局的影響力不斷減弱。因此，在今后的發(fā)展建設(shè)中，需要明確區(qū)域內(nèi)的功能分區(qū)，積極構(gòu)建以林地和草地為主的生態(tài)屏障，確保景觀多樣性。