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近年来,随着社会经济发展水平的提高,土地利用格局发生了明显变化,自2009年天水市划入关中-天水经济区后,经济发展致使大量耕地被占用,土地利用结构合理性降低,因此,天水市土地生态安全存在一定风险,科学判断与预测土地生态安全程度具有一定的应用价值。本文利用2005、2010和2015年天水市土地利用数据,借助ArcGIS软件进行土地利用类型面积统计和分析。在此基础上,构建CA-Markov模型预测了 2020年土地利用格局。运用景观生态学,计算并分析了天水市在研究期间的景观格局指数及生态服务价值总量。构建研究区PSR模型,结合研究区实际情况及各景观指数建立指标体系进行2005-2020年土地生态安全评价,得到以下结论:(1)2005、2010和2015年天水市优势土地利用类型为耕地、林地、草地及建设用地。草地和建设用地变化较为活跃,变化幅度最大时分别达到1.3%和4.8%。耕地、林地变化较为平稳,变化幅度基本在0.5%左右。变化趋势不明显的土地利用类型为未利用地和水域。耕地减少部分主要转移到林地、草地和建设用地;林地主要转移到了草地;草地和未利用地的一部分主要转移到耕地、林地和建设用地;建设用地和水域转出较少。(2)利用CA-Markov模型模拟2020年天水市土地利用格局,以此分析未来5年土地利用格局变化趋势以及2005-2020年景观格局变化与生态价值总量,得出2015-2020年天水市土地利用变化趋势稳定,耕地和未利用地面积不断减少,林地、草地和建设用地面积持续增加。景观碎度高,各景观要素之间趋向团聚化。林地与草地面积增加使生态环境价值总量呈上升趋势,但人均生态环境价值减少,其主要原因是人口数量增长。(3)借助PSR模型进行2005-2020年天水市土地生态安全评价,结果显示,土地生态环境压力指标数值2005-2015年增加,而2015-2020年有所下降;土地生态环境状态指标数值处于增加趋势;土地生态环境响应指标数值先下降后上升。总体土地生态安全等级:2005、2010年为风险级,2015年为敏感级,2020年达到良好级。