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申请/专利权人：南京大学

摘要：本发明公开了一种国土空间规划生态效益的动态预测方法，属于国土空间规划技术领域。本发明包括收集、预处理自然生态和社会经济空间数据，并建立国土空间规划生态效益动态预测基础数据库；设定不同的发展情景，结合国土空间规划的用地指标要求，分别预测不同情景的土地数量需求和结构；利用PLUS模型，模拟并预测不同情景的土地利用格局；构建生态系统服务供需评价矩阵，评价现状并预测未来不同情景的生态系统服务供给能力、需求强度以及供需盈亏值；比较现状与未来的生态系统服务变化情况，并动态预测国土空间规划的实际生态效益。本发明能够精准评估国土空间规划的实际生态效益，降低评价结果被高估的风险。

主权项：1.一种国土空间规划生态效益的动态预测方法，其特征在于：包括以下步骤：S1：收集、预处理自然生态和社会经济空间数据，并建立国土空间规划生态效益动态预测基础数据库；S2：设定不同的发展情景，结合国土空间规划的用地指标要求，分别预测不同情景的土地数量需求和结构；S3：利用PLUS模型，模拟并预测不同情景的土地利用格局；S4：构建生态系统服务供需评价矩阵，评价现状并预测未来不同情景的生态系统服务供给能力、需求强度以及供需盈亏值；S4-1：确定需要评估的生态系统服务类型；S4-2：根据土地利用类型，构建基于土地利用土地覆盖变化的生态系统服务供给能力评价矩阵；S4-3：利用现状和预测的土地利用数据和生态系统服务供给能力评价矩阵，初步评估和预测生态系统服务供给能力；S4-4：利用净初级生产力和归一化植被指数数据，修正评估生态系统服务供给能力；首先，利用NPP和NDVI数据修正评估，具体公式如下： 其中，SM′uj，k是修正后的单元u的土地利用类型j对应的生态系统服务类型k的供给能力评分；SMuj，k是修正前的单元u的土地利用类型j对应的生态系统服务类型k的供给能力评分；fnormal是指标准化函数；NPPu是指栅格单元u的净初级生产力值；NPPuj-mean是指单元u对应的用地类型j的净初级生产力指数均值；NDVIu是指栅格单元u的归一化植被指数；NDVIuj-mean是指单元u对应的用地类型j的归一化植被指数均值；α和β是权重系数，表征修正因子对生态系统服务供给能力评估调整的重要程度；其次，利用现状和未来的土地利用空间数据以及修正参数，修正评估空间单元的生态系统服务供给能力得分，具体公式如下： 其中，ES′u是修正后单元u生态系统服务供给能力得分；LUNuj是单元u的对应土地利用类型j的数量；SM′uj，k是修正后的单元u的土地利用类型j对应的生态系统服务类型k的供给能力评分；n是生态系统服务类型的数量；最后，评价区域所有空间单元总体的生态系统服务供给能力，计算公式如下： 其中，EStot是总体的生态系统服务供给能力；LUNuj是单元u的土地利用类型j的数量；SM′uj，k是修正后的单元u的土地利用类型j对应的生态系统服务类型k的供给能力评分；n是生态系统服务类型的数量；m是栅格单元的数量；S4-5：根据土地利用类型，构建基于土地利用土地覆盖变化的生态系统服务需求强度评价矩阵；S4-6：利用现状和预测的土地利用数据和生态系统服务需求强度评价矩阵，初步评估和预测生态系统服务需求强度；S4-7：利用人口、经济和夜间灯光数据，修正评估生态系统服务需求强度；首先，利用人口密度和GDP和夜间灯光强度数据修正评估，具体公式如下： 其中，DM′uj，k是修正后的单元u的土地利用类型j对应的生态系统服务类型k的需求强度评分；DMuj，k是修正前的单元u的土地利用类型j对应的生态系统服务类型k的需求强度评分；fnormal是指标准化函数；POPu是指栅格单元u的人口密度值；POPuj-mean是指单元u对应的土地用地类型j的人口密度均值；GDPu是指栅格单元u的GDP；GDPuj-mean是指单元u对应的土地用地类型j的GDP均值；NLIu是指栅格单元u的夜间灯光强度；NLIuj-mean是指单元u对应的土地用地类型j的夜间灯光强度均值；θ、ε是权重系数，用于调整和对生态系统服务需求强度修正的影响程度；其次，利用现状和未来的土地利用空间数据以及修正参数，修正空间单元的生态系统服务需求强度得分，具体公式如下： 其中，ED′u是修正后单元u生态系统服务需求强度得分；LUNuj是单元u的对应土地利用类型j的数量；DM′uj，k是修正后的单元u的土地利用类型j对应的生态系统服务类型k的需求强度评分；n是生态系统服务类型的数量；最后，评价区域所有空间单元总体的生态系统服务需求强度，计算公式如下： 其中，EDtot是总体的生态系统服务需求强度；LUNuj是单元u的土地利用类型j的数量；DM′uj，k是修正后的单元u的土地利用类型j对应的生态系统服务类型k的需求强度评分；n是生态系统服务类型的数量；m是栅格单元的数量；S4-8：比较修正后的生态系统服务供给能力与需求强度的差异，分析生态系统服务供需盈亏状态；基于空间单元生态系统服务供给能力和需求强度，计算供需比指数用来反映空间上生态系统实际供给和人类需求之间的平衡状态，具体公式如下： 其中，ESDRu是单元u的生态系统服务供需比指数，供需比指数越大，说明生态系统服务的供给盈余越多；ES′u是修正后单元u生态系统服务供给能力得分；ED′u是修正后单元u生态系统服务需求强度得分；基于总体生态系统服务供给能力和需求强度，进而利用两者的差值，表征整体上生态系统服务供需盈亏状态，具体公式如下：ESDtot＝EStot-EDtot，其中，ESDtot指的是生态系统服务总体供需盈亏值；EStot是总体的生态系统服务供给能力；EDtot是总体的生态系统服务需求强度；S5：比较现状与未来的生态系统服务变化情况，并动态预测国土空间规划的实际生态效益；S5-1：分析现状到自然发展情景期间，生态系统服务供给能力、需求强度及供需盈亏值的变化趋势和演变格局；S5-2：分析现状到空间规划情景期间，生态系统服务供给能力、需求强度及供需盈亏值的变化趋势和演变格局；S5-3：比较自然发展情景与空间规划情景在生态系统服务供给能力、需求强度、供需盈亏值变化方面的差异，从而预测国土空间规划的实际生态效益；比较自然发展情景与空间规划情景在生态系统服务供给能力、需求强度、供需盈亏值变化的差异，从而预测国土空间规划的实际生态效益，具体计算公式如下： 其中，为空间规划情景与自然发展情景单元u生态系统服务供给能力的差值；为空间规划情景下单元u生态系统服务供给能力；为自然发展情景下单元u生态系统服务供给能力； 其中，为空间规划情景与自然发展情景生态系统服务总体供给能力的差值；为空间规划情景下生态系统服务总体供给能力；为自然发展情景下生态系统服务总体供给能力； 其中，为空间规划情景与自然发展情景单元u生态系统服务需求强度的差值；为空间规划情景下单元u生态系统服务需求强度；为自然发展情景下单元u生态系统服务需求强度； 其中，为空间规划情景与自然发展情景生态系统服务总体需求强度的差值；为空间规划情景下生态系统服务总体需求强度；为自然发展情景下生态系统服务总体需求强度； 其中，为空间规划情景与自然发展情景单元u生态系统服务供需比指数的差值；为空间规划情景下单元u生态系统服务供需比指数；为自然发展情景下单元u生态系统服务供需比指数； 其中，为空间规划情景与自然发展情景生态系统服务总体供需盈亏值的差值；为空间规划情景下生态系统服务总体供需盈亏值；为自然发展情景下生态系统服务总体供需盈亏值。

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