针对京津冀城市群协同发展对土地利用的需求, 制定现状延续、粮食安全、保护自然和城市扩展4种土地利用策略。使用改进的柯布?道格拉斯效用函数, 量化土地利用策略对各土地利用类型需求的影响, 并利用CLUE-S模型模拟不同策略下京津冀城市群土地利用的时空特征。结果表明, 在不同土地利用策略下, 2020年各类土地利用类型的面积和空间格局与2010年有较大不同。现状延续策略以城镇持续扩张为特征, 建设用地增加2280 km²; 粮食安全策略下耕地面积显著增加, 共增加 3611.4 km², 但林地和草地等生态用地面积减少; 保护自然策略以耕地大量减少为代价, 共减少耕地3082.13 km², 但林地、草地和水域增加3726.4 km²; 在城市扩展策略下, 除建设用地大幅增加(增加3375 km²)外, 其他各类用地都呈现减少态势。在空间格局上, 各策略下土地利用类型的转化有显著的区域特征: 建设用地的增加和耕地的减少高度契合, 往往发生在原有城镇的周边地区; 生态用地的增加多出现在坝上高原以及燕山与太行山山地。在京津冀协同发展战略逐步实施的背景下, 研究结果可以为制定不同偏好的土地利用政策提供参考。

在ArcGIS支撑下, 基于1982—2010年8 km分辨率的AVHRR NDVI及气温和降水数据, 应用最小二乘法和地理加权回归方法, 构建中国NDVI与气候因子的地理加权回归模型, 定量分析中国NDVI与气温和降水的相互关系, 获取各个回归参数的空间格局, 并将模拟结果与全局性回归结果进行对比。结果表明, 与线性回归模型相比, 地理加权回归模型的拟合效果显著提高, 拟合优度从0.3提高到0.6。气候因子对NDVI的影响具有空间异质性: 从北到南, 气候因子对NDVI的影响逐渐减小; 西北内陆等干旱荒漠地带, 气候因子对NDVI的影响较大。对中国大部分地区而言, 气温对NDVI的影响超过降水。各区NDVI与主导气候因子发生作用的特征尺度不同。

基于Meta-analysis方法, 分别建立耕地、林地、草地、园地、水域和未利用地 6 个地类的生态系统服务价值回归模型。除考虑年代和评估方法外, 还引入分区和社会经济因素(包括人口密度和人均GDP), 发现这两个变量在解释生态系统服务价值变化时较为重要。使用价值转移研究范式, 将所建模型应用到京津冀地区, 计算各类土地利用类型的生态系统服务价值。研究结果表明: 土地利用类型按照生态系统服务价值高低排序为水域、林地、草地、园地、耕地、未利用地; 京津冀地区不同市区各类土地利用提供的生态系统服务价值不同, 其中耕地、林地、草地、园地和水域的生态系统服务价值中, 北京和天津最高, 承德和张家口最低; 未利用地的生态系统服务价值中, 张家口和承德最高, 北京和天津最低。研究成果丰富了生态系统价值评估的方法和技术, 也可为京津冀地区土地持续管理提供科学依据。