土地利用模拟下建设限制对中国西南地区未来滑坡暴露的影响

《Biology》：Effect of Construction Restrictions on Future Landslide Exposure Under Land-Use Simulation in Southwest China

　　

自然灾害显著影响景观格局与生态过程，然而将其纳入土地利用模拟的研究仍然有限。本研究将滑坡易发性纳入斑块生成土地利用模拟（Patch-generating Land Use Simulation, PLUS）模型，以评估建设限制对中国四川省南部县未来滑坡暴露的影响。研究人员基于多期历史数据，采用确定性系数-逻辑回归（certainty factor–logistic regression, CF-LR）模型评估滑坡易发性，并利用PLUS模型在两种情景下预测未来土地利用变化（2020–2050年）：基线情景（无滑坡约束）与易发性约束情景（高易发区限制建设）。结果表明，滑坡易发区在空间上呈异质性分布，非高易发区集中于西部和西北部，高易发区聚集于县城附近的中部地区。基线情景下，高易发区内建设用地在2020–2050年间增加107.47%。相比之下，易发性约束情景下这些区域的建设用地相较于2050年基线预测减少56.6%，相较于2020年自身水平减少10.01%。生态系统服务价值（ecosystem service value, ESV）评估显示，两种情景的总ESV几乎相同（差异仅为0.09%），但与基线情景相比，易发性约束情景在高易发区内保留了10.36 km²的高价值生态系统。这些发现表明，将滑坡易发性作为空间约束纳入模拟，可在不损害生态系统服务价值的前提下减少未来滑坡暴露，为决策者在地质灾害易发山区制定土地利用规划提供了实用且基于科学的框架。

**研究背景与存在问题**

滑坡是全球分布最广泛的自然灾害之一，每年在山区造成大量人员伤亡、基础设施破坏和经济损失。全球范围内，降雨诱发滑坡每年影响约480万人，造成约4300人死亡，经济损失超过200亿美元。中国2011–2020年记录地质灾害超过20000起，以滑坡为主，造成6000余人死亡和超过630亿元人民币直接经济损失。研究表明，毁林、城市扩张和农业集约化可使易发山区滑坡频率增加2–5倍，凸显土地利用变化与滑坡发生之间的密切关系。随着城市化加速，2015–2020年中国城乡建设用地面积增加200.40×10⁴ hm²，耕地减少65.12×10⁴ hm²。传统土地利用模拟模型（如Markov-CA、FLUS）主要捕捉需求驱动和适宜性驱动的土地利用变化，未将滑坡易发性作为空间约束纳入，导致模拟的未来开发可能侵入滑坡易发区。然而，将易发性评估与土地利用模拟耦合的研究仍较少，在方法论、生态和规划层面存在关键空白。

**研究内容与意义**

研究人员以中国四川省南部县（2212 km²）为研究区，采用CF-LR模型评估滑坡易发性，并将其纳入PLUS模型，设置基线情景（无滑坡约束）和易发性约束情景（高易发区限制建设），模拟2020–2050年土地利用变化，并通过ESV评估生态效应。结果表明，易发性约束情景可在不牺牲生态系统服务价值的前提下显著降低未来滑坡暴露，为地质灾害易发山区提供了可转移的科学规划框架。论文发表在《Biology》。

**主要技术方法**

研究采用以下关键技术方法：（1）CF-LR模型：基于273个历史滑坡点（源自地理遥感生态网）和819个非滑坡点（1:3比例、500 m缓冲区外随机选取），计算确定性系数并建立逻辑回归方程；（2）PLUS模型：包含土地扩张分析策略（LEAS）和基于多类型随机斑块种子的元胞自动机（CARS）模块，利用2010、2015年土地利用数据校准，以2020年数据验证；（3）Markov链模块预测2025–2050年土地利用需求；（4）ESV评估采用当量因子法，基于南部县2020年统计年鉴计算标准当量值。所有栅格数据投影至WGS_1984_UTM_