土地利用多以经济、社会和生态效益最大化为目标进行数量结构优化,很少对旅游生态安全约束下的土地利用进行空间结构优化,鉴于此,为提高旅游城市土地利用综合效益和改善生态环境,在旅游生态安全约束下,不仅对土地利用数量结构进行优化,而且实现了土地利用空间结构优化.以典型旅游城市张家界为例,构建旅游生态安全评价指标体系,运用灰色线性规划法中的Lingo模型求取旅游生态安全约束下的最优土地利用结构,并根据分布规则把优化后的数量结构配置在空间上,借助CLUE-S模型进行土地利用空间优化.结果表明:(1)2015年旅游生态安全综合指数为0.7394,旅游环境状况和旅游人文社会响应的安全度均比旅游资源环境压力低.(2)在数量结构优化下,林地、水域、建设用地面积增幅明显,耕地、草地和未利用地的面积有所减少,2025年旅游生态安全综合指数为0.8196,比2015年提高了0.0802,处于安全的状态.(3)在空间结构优化下,林地主要分布在桑植县和慈利县的山地丘陵区、武陵源区以及永定区南部;建设用地主要集中在慈利县、桑植县及永定区城区;草地主要位于桑植县和慈利县的山区以及武陵源区;耕地主要分布在慈利县和永定区的平原和丘陵地区;未利用地零星分布在慈利县、桑植县及永定区.研究结果可为张家界市土地资源永续利用和旅游生态安全建设提供规划指导和技术借鉴.

通过土地利用结构优化能够实现区域生态效益的最大化.采用5期Landsat遥感影像数据,基于单位面积当量因子法,估算了玛纳斯河流域1990-2015年各项生态系统服务价值及其变化;并借助灰色线性规划模型(GLP)进行土地结构优化,探讨了最大化生态效益目标下优化前后研究区生态服务价值的比对及变动.结果 表明:(1)该流域草地和未利用地是主要的土地利用类型,所占比例达70％;建工用地和耕地面积逐期增加,而其他土地利用类型均逐渐减少.(2)研究期内流域生态服务价值(ESV)总体呈下降趋势,2015年较1990年减少了14.97％;各单项ESV大小依次为:水文调节＞气候调节＞土壤保持＞生物多样性＞气体调节＞净化环境＞美学景观＞食物生产＞原料生产＞维持养分循环＞水资源供给;从空间分布来看,流域生态服务价值呈片状分布,ESV等级分界线较明显,其中ESV最高的低山区占总价值的35.84％,气候、水文调节是主要的生态服务功能,其原因在于草地覆盖面积大.(3)优化配置后,未利用地面积明显减少,而其他土地利用类型均有所增加;总ESV较优化前增加了5.29％,且各单项ESV也均增加,特别是水文调节和气候调节的增加最为明显.本研究可为区域土地利用规划和生态文明建设等方面提供一定理论基础和实践参考.

土地利用结构优化是促进生态系统可持续发展的重中之重,而生态管理的最终目标是优化生态系统服务,使生态系统提供的服务达到最大化.选择典型生态脆弱区漓江流域为研究区,将整个生态系统服务价值的最大化作为研究目标,首先结合野外实验和五期Landsat高分遥感影像获取基础数据,对研究区1998-2018年各项生态系统服务价值进行估算,然后结合灰色线性模型对2018-2028年价值进行预测,借助Lingo软件提出生态效益最大化的土地结构优化方案,进而对优化前后研究区生态系统服务价值进行比较与分析.结果表明:(1)近20年间研究区主要土地利用类型一直以林地与耕地为主,所占比例保持在整个流域的95％.水域与耕地面积逐年减少,林地、建设用地及未利用地面积持续增加.此外,未利用地面积发生的变化最为显著,增加了近30倍,主要由林地与耕地转变而来.(2)研究区生态系统服务价值总体约减少了 19.55×106元,呈现先上升后下降趋势,并将长期处于下降趋势,至2028年时流域生态系统服务价值将减少至8067.43×106元.在流域整体生态系统中,林地价值最高,在历年约占流域总价值的86％,其次是水域及耕地,分别占比8％、6％.(3)对研究区进行优化后,漓江流域总生态系统服务价值增长了 2％,其中主要来源于林地与水域面积的增加,提高了生态系统调节服务的供给能力,耕地、建设用地面积略微增加,未利用地面积显著减少,基本与2008年水平持平.本研究通过优化喀斯特地区关键生态系统服务价值,为该区域生态管理提供科学支撑.