（生态学专业论文）基于景观生态学的合肥市土地利用格局动态变化研究.pdf

摘要 近年来，土地利用与人类的生活和生产休戚相关，土地利用的研究已成为全球变 化研究的一个重要领域之一。随着经济的发展，城镇化和工业化的进一步推进，土地 的开发利用发生的变化较大，合肥市作为安徽省地区经济发展的一个典范，近几年社 会经济发展取得了巨大成就。与此同时，土地利用和景观格局也发生了巨大变化，因 此，对合肥市的土地利用和景观格局变化进行分析研究具有典型性和代表性，有助于 对安徽省地区及中国其他经济快速发展地区土地开发和利用的研究。本文主要包括四 部分内容： 首先，本文在g i s 技术的支持下，以1 9 9 5 年和2 0 0 2 年的土地利用现状图为基础， 对1 9 9 5 年$ d 2 0 0 2 年的合肥市土地利用状况进行了分析，在此基础上分析了合肥市 1 9 9 5 2 0 0 2 年间的土地利用动态变化，包括土地资源数量变化、土地利用变化速度和 土地利用类型转移矩阵等方面。结果表明，在研究期内，合肥市的土地利用类型并没 有发生变化，但各类型的土地利用面积发生了变化，具体有耕地面积减少1 3 6 8 1 8 h m 2 ， 年均变化率达n o 6 4 ；城乡、工矿、居民用地面积增加1 3 6 1 2 h m 2 ，年均变化率为 1 3 2 ；水域面积增加了6 9 7 h m 2 ，年均变化率为0 0 3 7 ，林地、草地都没有明显的变 化。利用马尔可夫转移矩阵的方法进行分析，结果表明耕地、城乡、工矿居民用地和 水域相互转化是该地区土地利用变化的主要类型，其中变化最大的是耕地转化为城 乡、工矿居民用地，变化量是1 3 6 1 7 5h m 2 ，占土地变化总量的9 9 4 ，其次是耕地转 化为水域，再次是城乡、工矿居民用地转化为耕地，分别占变化面积的0 5 矛1 0 1 。 其次，本文对合肥市土地利用变化的主要驱动力因素如人口因素、经济因素、工 业化和城镇化因素、政策因素以及自然因素进行了定性分析，然后通过s a s 统计软件， 利用合肥市1 9 9 5 年- 2 0 0 2 年的相关社会经济统计数据，进行了主成分分析。通过对数 据的处理结果可以看出，总人口数与城市化水平相关系数是0 9 9 7 6 ，与国内生产总产 值的相关系数是0 9 9 5 3 ，它们之间具有极大的正相关性。主成份关系式为： l 1 = 0 3 9 8 x 1 + 0 3 9 7 x 2 + 0 3 9 6 x 3 + 0 3 8 2 x 4 + 0 3 7 8 x 5 + 0 3 8 7 x 6 + 0 2 7 5 x 7 + 0 11 6 x 8 因子负荷量较大的有x l ( 总人口数) 、x 2 ( 国内生产总产值) 、x 3 ( 城市化水平) ， 它们属于人口和社会经济发展因素，表明合肥市的土地利用变化受人口和社会经济发 展驱动力因子的影响比较大，而x 7 ( 平均气温) 和x 8 ( 降水量) 等自然因素的负荷量较 小，说明对合肥市土地利用变化的影响力在本研究时段内不是很大，不是主要驱动因 素。从合肥市土地利用变化驱动力定量分析的结果可以看出与其定性分析基本符合。 再次，本文在g i s 技术的支持下，对合肥市1 9 8 5 年、1 9 9 5 年和2 0 0 2 年的土地利用 现状图进行了土地利用格局动态变化分析( 土地利用斑块变化情况分析和景观水平格 局指数变化分析) 。根据所选的景观指数包括多样性指数、最大多样性指数、均匀度 指数、优势度指数、分离度指数和破碎度指数，对合肥市土地利用总体景观格局进行 分析。结果表明，草地景观的分离度( 1 8 8 0 9 ) 最大，在景观中的分布最广且最分散； 耕地景观的分离度( 0 2 0 7 ) 最小，在景观中分布比较集中。景观多样性指数、均匀 度指数上升，优势度指数下降以及破碎化指数较高。因此说明合肥市还处于城市化初、 中期的土地利用景观格局的破碎化阶段。在此基础上分析出合肥市景观格局存在的问 题，如耕地基质优势化逐渐减弱，自然生境损失严重、景观破碎度增加和景观通达性 降低等问题。 最后，根据土地利用变化和景观格局变化的定量和定性分析结果，结合景观生态 学以及景观生态安全格局的理论和方法，提出了关于合肥市土地利用、景观格局建设 和构建合肥市景观生态安全格局的一些建议。所提建议拟为合肥市土地的可持续利用 和城市景观生态的建设提供依据。 关键词：合肥市土地利用变化驱动力 景观格局 景观生态安全格局 i i a b s t r a c t i nr e c e n ty e a r s ，t h es t u d yo nt h ec h a n g i n go fl a n du s eh a sb e c o m eo n eo fa ni m p o r t a n t f i e l d ss t u d i e di ng l o b a lc h a n g e t h ee a s to fc h i n a , a n h u ip r o v i n c ei s o n eo ft h em o s t d e v e l o p e de c o n o m i ca r e a si nc h i n aa st h er e p r e s e n t so fh e f e ic i t y w i t ht h ed e v e l o p m e n t o ft h ee c o n o m i ca n di n d u s t r i a l i z a t i o na n du r b a n i z a t i o n ，t h ec h a n g i n go fl a n du s ei sg r e a t e r a sac a s es t u d yo fh e f e ic i t y ，i th a sh a dh u g ea c h i e v e m e n ti ns o c i o e c o n o m yd e v e l o p m e n t i nr e c e n ty e a r s a tt h es a m et i m e ，t h el a n du s ea n dl a n d s c a p eh a v eg r e a tc h a n g e d t h e r e f o r ei ti st y p i c a la n dr e p r e s e n t a t i v et os t u d yo nt h el a n d - u s ea n dl a n d s c a p eo fh e f e i c i t y i ti sh e l p f u lf o r t h es t u d yo nt h el a n de x p l o i t u r ea n d u s eo ft h ea n h u ip r o v i n c ea n dt h e o t h e re c o n o m i cd e v e l o p e da r e ai nc h i n a f u l ls t u d yw a sd i v i d e di n t of o u rp a r t s f i r s t l y ，t h i sp a p e ra n a l y z e dt h el a n du s ec o n d i t i o na n dc h a n g i n go fh e f e ic i t yf r o m 19 9 5t o2 0 0 2b a s e do nt h el a n du s ec u r r e n ts i t u a t i o nm a p t h ec h a n g i n go fl a n du s em a i n l y i n c l u d et h ec h a n g i n go ft h el a n dq u a n t i t ya n dt h ec h a n g eo fl a n du s es p e e da n dl a n du s e t y p et r a n s f e rm a t r i xr e s e a r c ht e c h n i q u e i ts h o w e dl a n du s et y p e so fh e f e ic i t y h a v en o t c h a n g e di nt h es t u d yp e d o d h o w e v e r , t h ea r e a so fl a n du s eh a v ec h a n g e d ，f o re x c e p t ，a r e a o fa r a b l e1 a n dr e i l u c e d13 6 8 18h m 2a n dt h ea v e r a g ea n n u a lr a t eo fc h a n g ew a s0 6 4 p e r a e n t ；t h ea r e ao fu r b a na n dr u r a l ，s p a c er e s i d e n t si n c r e a s e d13 6 1 2h m 2a n dt h ea v e r a g e a n n u a lr a t eo fc h a n g ew a s1 3 2 jt h ew a t e r sa r e ai n c r e a s e d6 9 7h m 2a n dh ea v e r a g e a n n u a lr a t eo fc h a n g ew a s0 0 3 7p e r c e n t w o o d l a n da n dg r a s s l a n dd i dn o tc h a n g e s i g n i f i c a n t l y i tu s e dt h em a r k o vt r a n s i t i o nm a t r i xm e t h o d o l o g yt oi n d i c a t et h a tt h em a i n t y p e sw e r ea r a b l el a n d ，l a n do fu r b a n ，r u r a l a n dr e s i d e n t sa n dw a t e r si nt h em u t u a l c o n v e r s i o no fl a n du s ec h a n g e f o re x a m p l e ，w h i c hi st h eg r e a t e s tc h a n g ei nt h ec o n v e r s i o n 丹o ma r a b l el a l l dt ot h el a n do fu r b a n ，r u r a la n dr e s i d e n t i t w a s13 61 7 5h m zt h a t a c c o u n t i n gf o r9 9 4 i nt h et o t a ll a n dc h a n g e ，f o l l o w e db y t h ec o n v e r s i o nf r o ma r a b l el a n d t om ew a t e r a i l dt h e nf r o mt h el a n do fu r b a n ，r u r a la n dr e s i d e n t st ot h ea r a b l el a n d a c c o u n t e df o r0 5 a n d0 1 i nt h et o t a ll a n dc h a n g e ，r e s p e c t i v e l y s e c o n d l y , i nt h i sp a p e r , t h em a i nd r i v e rf a c t o r so fl a n d u s ec h a n g ei nh e f e i ，s u c ha s d e m o g r a p h i cf a c t o r s ，e c o n o m i cf a c t o r s ，i n d u s t r i a l i z a t i o n a n du r b a n i z a t i o n ，a n dp o l i c y f a c t o r s a sw e l la sn a t u r a lf a c t o r s ，w h i c hw e r eq u a l i t a t i v e l ya n a l y z e da n d t h e nt h r o u g ht h e s a ss t a t i s t i c a ls o f t w a r ea n ds t a t i s t i c a ld a t ao fr e l a t e ds o c i o e c o n o m i cf o r m19 9 5 2 0 0 2i n h e f e i ，t h ea u t h o ra n a l y z e dt h ed r i v i n gf o r c eo fl a n du s ec h a n g eb ym a k i n gq u a n t i t a t i v e m e t h o d sw h i c hi sap r i n c i p a lc o m p o n e n ta n a l y s i s t h er e s u l t sc a nb es e e n t h a tac o r r e l a t l o n c o e f f i c i e n ti s0 9 9 7 6b e t w e e nt h et o t a lp o p u l a t i o na n dt h el e v e lo f u r b a n i z a t i o na sw e l la sa c o r r e l a t i o nc o e f f i c i e n to ft h et o t a lp o p u l a t i o na n dg d p i s0 9 9 53 i ti n d i c a t e das i g n i f i c a n t 1 1 1 p o s i t i v ec o r r e l a t i o nb e t w e e nt h e m w eo b t a i n e dt h ef i r s tp r i n c i p a lc o m p o n e n t ： l 1 = 0 3 9 8 x l + o 3 9 7x 2 + 0 3 9 6x 3 + 0 3 8 2x 4 + o 3 7 8x 5 + 0 3 8 7x 6 + o 2 7 5x 7 + o 1 1 6x 8 n e a n a l y s i so ff a c t o rl o a d i n gi n d i c a t e st h a tt h el a r g ea m o u n ta r ex1 ( t o t a lp o p u l a t i o n ) ， x 2 ( g d p ) a n dx 3 ( t h el e v e lo fu r b a n i z a t i o n ) t h e s eb e l o n gt ot h ep o p u l a t i o na n d s o c i o - e c o n o m i cd e v e l o p m e n tf a c t o r s ，s oi ts h o w e dt h a tp o p u l a t i o nf a c t o r sa n de c o n o m i c f a c t o r sw e r em a i nf a c t o r si n f l u e n c i n gl a n du s ec h a n g ei nh e f e i l o a da m o u n t so fx 7 ( a v e r a g et e m p e r a t u r e ) a n dx 8 ( r a i n f a l l ) a n do t h e rn a t u r a lf a c t o r sa r et h es m a l l e r t h e s ea r e n o tg r e a ti n f l u e n c ea n dn o tm a jo rd r i v e r si nt h i ss t u d yp e r i o d ，n l er e s u l t so ft h e q u a n t i t a t i v ea n a l y s i sw a sb a s i c a l l yi nl i n ew i t hi t sq u a l i t a t i v ea n a l y s i sa b o u tt h ed r i v i n g f o r c eo fl a n d u s ec h a n g ei nh e f e i a g a i n ，i ta n a l y z e dl a n d - u s ec h a n g e si nt h ed y n a m i cl a n d s c a p ep a t t e r ni nh e f e ic i t y f r o m19 9 5t o2 0 0 2b yg i s i ti n c l u d e dp a t c hc o n d i t i o na n dt h el a n d s c a p eh o r i z o n t a li n d e x o fg e n e r a ll a y o u tc h a n g ea n a l y s i s a c c o r d i n gt ot h es e l e c t e dl a n d s c a p ed i v e r s i t yi n d e x ，t h e g r e a t e s td i v e r s i 够i n d e x ，e v e n n e s si n d e x ，t h ed o m i n a n c ei n d e x ，s p l i t t i n g i n d e xa n d f r a g m e n t a t i o ni n d e x ，w ea n a l y z e dt h eg e n e r a ll a n d s c a p ep a t t e r no fl a n d u s ei nh e f e i t h e r e s u l t ss h o w e dt h a tt h es p l i t t i n gi n d e xo ft h eg r a s s l a n dl a n d s c a p e ( 18 8 0 9 ) i sm a x i m a l ， w h i c hd i s t r i b u t e st h em o s tw i d e l ya n dd e c e n t r a l i z e di nt h el a n d s c a p e t h es p l i t t i n gi n d e xo f a r a b l el a n d ( o 2 0 7 ) i sm i n i m u mt h a td i s t r i b u t e sm o r ec o n c e n t r a t e di nt h el a n d s c a p e 1 1 1 e d i v e r s i t yi n d e xa n de v e n n e s si n d e xr i s ea n dt h ed o m i n a n c ei n d e xf a l l s t h ef r a g m e n t a t i o n i n d e xi sh i g h e r s oi ti n d i c a t e dh e f e ic i t ys t i l ll i e s i nt h ee a r l ya n dm i d - - t e r mo fl a n d - - u s e p a t t e mo fl a n d s c a p ef r a g m e n t a t i o no ft h es t a g e t h e nw ea n a l y s i ss o m ep r o b l e m sa b o u t l a n d s c a p ep a t t e r ni nh e f e i f i n a l l y , a c c o r d i n gt ot h eq u a n t i t a t i v ea n dq u a l i t a t i v ea n a l y s i sa b o u tl a n d - u s ec h a n g e a n dc h a n g e si nl a n d s c a p ep a t t e m ，t h et h e o r ya n dm e t h o d so fl a n d s c a p ee c o l o g ya n d l a n d s c a p ee c o l o g i c a ls e c u r i t yp a t t e r n t h ea r t i c l eh a sp u tf o r w a r dt h es u g g e s t i o n so fl a n d u s ea n dl a n d s c a p ep a t t e ma n dc o n s t r u c t i o no fe c o l o g i c a ls e c u r i t yl a n d s c a p ep a t t e r n t h e s e s u g g e s t i o n sp r o v i d e dt h eb a s i sf o rs u s t a i n a b l el a n du s ea n dt h eu r b a nl a n d s c a p ee c o l o g i c a l c o n s t r u c t jo n k e y w o r d s ：h e f e ic i t y t h ec h a n g i n go fl a n du s e d r i v i n gf o r c el a n d s c a p ep a t t e m l a n d s c a p ee c o l o g i c a ls e c u r i t yp a t t e r n 插图和附表清单 图4 - 11 9 9 5 年合肥市土地利用面积分布比例图1 7 f i g 4 1a r e ad i s t r i b u t i o no fl a n du t i l i z i n go fh e f e ic i t yi n19 9 5 图4 - 22 0 0 2 年合肥市土地利用面积分布比例图1 8 f i g 4 - 2a r e ad i s t r i b u t i o no f l a n du t i l i z i n go fh e f e ic i t yi n2 0 0 2 图4 - 3 人口与土地利用关系2 1 f i g 4 - 3r e l a t i o n sb e t w e e np o p u l a t i o na n dl a n du s e 图4 - 4 合肥市不同时期景观斑块数比较图2 9 f i g 4 - 4n u m b e ro fp a t c h e si nh e f e ic i t ya td i f f e r e n tt i m e 图4 - 5 合肥市不同时期景观平均斑块面积比较图3 0 f i g 4 5t h ea v e r a g es i z eo fl a n d s c a p ep a t c hi nh e f e ic i t ya td i f f e r e n tt i m e 表4 1 合肥市土地利用分类1 6 1 a b 4 1l a n du s ec l a s s i f i c a t i o ni nh e r e i 表4 - 2 合肥市1 9 9 5 - 2 0 0 2 年土地利用面积变化1 8 t a b 4 - 2t h ea r e ao fc l a s s i f i e dl a n d - - u s ec h a n g ei nh e f e ia m o n g19 9 5 2 0 0 2 表4 - 3 合肥市土地利用分类转化面积1 9 t a b 4 3t h em a jo rs o r t so fl a n d u s ec h a n g ei nh e f e i 表4 - 4 主成分分析原始变量数据”2 6 t a b 4 - 4p r i n c i p a lc o m p o m e n ta n a l y s i so fr a wv a r i a b l ed a t a 表4 - 5 驱动力因子相关系数矩阵2 6 t a b 4 5r e l e v a n tc o e f f i c i e n tm a t r i xf o rd r i v i n gf o r c ef a c t o r 表4 6 驱动因子特征值及主成分贡献率表2 6 t a b 4 6c h a r a t e r i s t i cv a l u ea n dp r i n c i p a lc o m t r i b u t i o nr a t eo fd r i v i n gf o r c e 表4 - 7 各因子的主成分负荷矩阵2 7 t a b 4 7p r i n c i p a lc o m p o n e n tl o a dm a t r i xo f e a c hf a c t o r 表4 - 8 合肥市不同时期景观斑块数目及平均大小2 8 t a b 4 8n u m b e ro fp a t c h e sa n dt h e i ra v e r a g es i z ei nh e f e ic i t ya td i f f e r e n tt i m e v i i i 表4 91 9 8 5 2 0 0 2 年合肥市斑块面积变化情况2 9 t a b 4 - 9t h ea r e ac h a n g eo fp a t c ht y p e si nh e f e if o r m19 8 5 2 0 0 2 表4 1 0 合肥市1 9 8 5 、1 9 9 5 和2 0 0 2 年景观类型的分离度指数3 0 t a b 4 1 0l a n d s c a p ei s o l a t i o nv a l u eo f l a n d s c a p et y p e si nh e f e ii n1 9 8 5 ，1 9 9 5a n d2 0 0 2 表4 - 1 1 合肥是1 9 9 5 年和2 0 0 2 年景观格局指数3 1 t a b 4 1 1s p a t i a lo ft h el a n d s c a p ep a r e mo fh e f e ic i t yi n19 9 5t o2 0 0 2 i x 独创性声明 本人声明所呈的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取 得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论 文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得安徽 农业大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作 的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢 意。 学位论文作者签名 签字日期：加挣 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解安徽农业大学有关保留、使用学位论文的 规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子文件， 允许论文被查阅和借阅。本人授权安徽农业大学可以将学位论文的全部 或部分内容编入有关数据库进行检索，收录到中国学位论文全文数据 库，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文，向社 会公众提供信息服务。( 保密的学位论文在解密后适用本授权书) 。 学位论文作 签字日期： 学位论文作者毕业后去向： 工作单位： 通信地址： 指导教师签名：幽 签字日期：矽髫年月f ze l 电话： 邮编： 1 文献综述 1 1 景观生态学研究进展 景观生态学是一门新兴的、正在深入开拓和迅速发展的交叉学科，亦是当今生 态学研究核心之一。景观生态学起源于中欧和东欧，德国地理学家c 特洛尔( c t r o l l ) 在1 9 3 9 年利用航空像片研究东非土地利用问题时创造了“景观生态学 一词。t r o l l 将景观生态学定义为研究某一景观中生物群落之间错综复杂的因果反馈关系的学科。 t r o l l 特别强调景观生态学是将航空摄影测量学、地理学和植被生态学结合在一起的 综合性研究( 王万茂，2 0 0 3 ) 。现在普遍认为景观生态学是地理学与生态学相互结合 的产物，是研究景观单元的类型组成、空间配置及其与生态学过程相互作用的综合性 学科。 在二战后，景观生态学研究的主要地区在中欧，其中德国、荷兰和捷克斯洛伐克 是研究的中心。荷兰生态学家z o n n e v e l d ( 1 9 7 9 ) 认为：“景观生态学是地理学研究的 一个方面，它注重于由相关作用单元组成的某一地域的整体性 ( 史培军，2 0 0 0 ) 。 德国在这时建立了多个以研究景观生态学为任务或采用景观生态学观点和方法进行 各项研究的机构，r i n t e l e n 私立理论和应用植物社会学研究所在t u x e n 教授主持下于 1 9 6 8 年召开了德国“第一次景观生态学国际学术讨论会。1 9 8 1 年在荷兰召开首届国际 景观生态学讨论大会，1 9 8 2 年于捷克斯洛伐克成立了国际景观生态学会( i n t e r n a t i o n a l a s s o c i a t i o nf o rl a n d s c a p ee c o l o g y , i a l e ) ，19 8 3 年美国召开了景观生态学研讨会，会 上就当时景观生态学发展现状和存在的问题进行了分析，提出了强调空间异质性和尺 度的景观生态学定义，而且较为系统的探讨了景观生态学的研究内容和方法。1 9 8 6 年美国景观生态学会正式成立。1 9 8 7 年国际景观生态学会创办国际性杂志景观生态 学。其间f o r m a nr 和g o d r o nm 合著出版的景观生态学( 1 9 8 6 ) 标志着景观生态学 发展进入了一个崭新的阶段。 我国于2 0 世纪8 0 年代初开始介绍景观生态学概念、理论与方法。1 9 8 1 年黄锡畴和 刘安国在地理科学上分别发表了德意志联邦共和国生态环境现状和保护和捷 克斯洛伐克的景观生态学研究，这是我国国内正式刊物上首次介绍景观生态学的文 献；而1 9 8 4 年黄锡畴等在地理学报上发表的长白山高山苔原的景观生态学分析 则是国内景观生态学方面的第一篇研究报告。1 9 8 9 年1 0 月在沈阳召开的中国首届景观 生态学术讨论会是我国景观生态学发展中的一个里程碑。2 0 世纪9 0 年代初开始，景观 生态学在中国进入了研究与实践阶段。取得了一些比较有影响的如对湿地景观、森林 景观、草地景观及农业景观等研究的成就。同时出版了一系列景观生态学专著，如景 观生态学原理及应用、景观生态学研究进展等。但总体上来说，我国的景观生 态学研究逐步走向符合我国国情的景观生态学。 景观生态学经过大半个世纪的研究实践，在国际上形成了六个具有代表性的学术 流派。美国的空间格局和景观行为研究流派，以d a n s e r e a u ，r t t f o r m a n 等为代表， 把景观生态学研究建立在现代科学和系统生态学基础上，形成了从景观空间结构分 析、景观生态功能研究、景观动态变化分析，直到景观控制和管理的一整套方法。以 荷兰的i s z o n n e v e l d 和德国的w h a b e r 为主要代表的荷兰和德国的土地生态设计的西 欧流派，主要是应用景观生态学思想进行土地评价、利用、规划、设计以及自然保护 区和国家公园的景观规划设计。还有以捷克斯洛伐克的m a z u r 和m r u z i c k a 为代表的东 欧景观综合研究和景观生态规划流派，以加拿大的g m e r r i a m 和澳大利亚的 p b r i d g e w a t e r 为代表的土地生态分类流派，苏联的景观地球化学分析和区划流派，以 及中国的生态建设与生态工程方向的流派。 景观生态学研究的对象和内容主要包括景观结构、功能和动态，三者相辅相成。 作为一门新兴的生态学学科，景观生态学的研究内容、方法和热点都在不断的改变， 近年来，其主要以生物多样性、全球变化及可持续发展等为重点，目前国际景观生态 学研究的热点主要包括：生态空间理论与景观异质性研究、景观变化模型与未来景观 的规划、基于优化原理的景观规划模型、景观与文化、景观系统分析与3 s 应用等五个 方面。其研究核心是生态系统的时空异质性，焦点集中于景观空间格局和景观动态变 化研究两个方面。 当然，景观生态学作为一门年轻的学科，在发展过程中难免存在一些问题，主要 体现在两个方面：一是研究深度不够，对于景观生态学的大部分研究还限于案例的说 明，缺乏系统的理论：二是对于景观生态学在应用领域的研究不够广泛。 1 2 国内外土地利用变化研究进展 2 0 世纪9 0 年代以来，人口一资源一环境问题日益加剧，全球环境变化研究越来越 受到关注( 李秀彬，1 9 9 6 ) 。土地利用土地覆盖变化的研究已成为全球变化研究的 重要部分和核心内容( t u r n e r ，i g b pr e p o r tn o 2 4a n dh d pr e p o r tn o 5 ，1 9 9 3 ) 。 自十九世纪以来，人类对土地资源及其开发利用的研究日益活跃。首先是二战以 后，各国及有关国际组织对土地资源展开了深入而广泛的调查，推动了有关土地生产 潜力、土地资源评价及土地利用规划等领域的研究，使这些领域的理论和方法上都取 得了极大的进步。科技的进步和经济的发展使得过去服务于资源开发利用的土地科学 研究的主题逐渐趋向于更加实用的方向，尤其是2 0 世纪8 0 年代末以后，随着人们对资 源开发所带来的环境变化问题的日益瞩目，国际土地科学研究对土地系统本身的演 变、土地利用活动造成的资源环境影响以及区域乃至全球环境变化给予了更多的关 注。新世纪开始，土地科学呈现出以土地利用与土地覆盖变化研究为中心，结合土地 2 质量指标体系、土地资源系统评价以及持续土地利用研究的系统和综合发展趋势，这 些方向也都因此成为在国际上具有非常丰富的创新生命点的前沿研究领域。 随着全球变化研究的深入和发展，各国科学家越来越感到人类活动对环境变化的 影响，尤其人类的生存和发展对土地的开发利用以及引起的土地覆盖变化被认为是全 球环境变化的重要组成部分。国际地圈一生物圈计划( i g b p ) 和全球环境变化中的人 文领域计划( h d p ) 在1 9 5 9 年联合提出了“土地利用和土地覆盖变化( l a n du s e l a n d c o v e rc h a n g e ，简称l u c c ) 研究计划”，使土地利用变化研究成为目前全球变化研究 的前沿和热点课题( t u m e r ，1 9 9 5 ) 。 1 2 1 国外研究进展 i g b p 和h d p $ 1 j 定的“土地利用土地覆盖变化科学研究计划”中提出了三个研究重 占 ， 、 ( 1 ) 土地利用的变化机制。通过区域性个例的比较研究，分析影响土地使用者或 管理者改变土地利用和管理方式的自然和社会经济方面的主要驱动因子，建立区域性 的土地利用变化经验模型； ( 2 ) 土地覆盖的变化机制。通过对比历史上的土地覆盖状况和现阶段的土地覆盖 状况，探讨土地覆盖变化最重要的影响因素及其影响机制。通过区域性个例的比较研 究，分析影响和改变土地覆盖的自然和社会经济方面的主要驱动因子，建立区域性的 土地覆盖变化经验模型； ( 3 ) 区域和全球模型。土地利用和土地覆盖的相互影响也是一个重要的研究内容， 土地利用是土地覆盖变化最重要的影响因素，土地覆盖的变化反过来又作用于土地利 用。通过遥感方法得到的变化图，直接表现的是土地覆盖的变化，为了得到土地利用 方式的改变状况以分析内部变化机制，需要依赖于地面的调查和对社会经济背景的了 解。 2 0 0 0 年以后，l u c c 的研究范围在进一步拓展，研究内容也在进一步深化，主要体 现在以下五个方面( 陈百明，2 0 0 3 ) ： ( 1 ) 应用r s 、g i s 技术开展土地利用土地覆盖变化监测、评价与制图。随着r s 、 g i s 技术的日益成熟，地理学家在l u c c 研究中广泛应用这些手段开展工作。卫星遥感 数据的应用与传统地图及地面调查结合，明显加快了土地利用土地覆盖的分类、监 测与评价工作。 ( 2 ) 农村与农业土地利用土地覆盖变化分析。农村与农业的土地利用覆盖变化 仍然是l u c c 研究的主要组成部分。由于人口的不断增加，粮食需求也相应增加，使农 耕活动不断扩展，耕地范围不断扩大，造成了土地退化问题。尽管大多数土地覆盖变 化发生在地块或农场的空间尺度上，但其影响通过全球积聚过程而达到全球范围。研 究人员均注重考虑全球变化的背景与当地土地利用土地覆盖变化关系，有些已经在 空间尺度转换研究方面取得进展。 ( 3 ) 城市土地利用覆盖变化分析。相对于农村与农业的土地利用土地覆盖变化 研究，城市土地利用覆盖变化研究仍然比较薄弱。在研究方法上，工业区位论仍然 是其理论基础，区位因素通常被认为是决定土地利用覆盖的关键。 ( 4 ) 土地利用土地覆盖变化动力学。阐明土地利用土地覆盖变化发生与发展的 动力学机制，是l u c c 研究不断深化的方向之一，可以为土地资源的可持续利用提供理 论基础和科学依据。为此，地理学家特别重视充分考虑不同时空尺度条件下l u c c 的差 异性，通过土地利用土地覆盖的结构、功能及与之联系的物质、能量变化揭示土地 利用土地覆盖变化的过程、内在动力的演变趋势。 ( 5 ) 土地利用土地覆盖变化与生态环境。该主题始终是l u c c 研究的重点领域， 目前在这方面的发展趋势是继续深入揭示两者之间的关系，在此基础上，从生态环境 响应的角度发现生态环境的反馈机制，以及探索由于土地利用覆盖变化导致的退化 土地的恢复和重建机理，这对丰富l u c c 研究的内容具有重要的理论意义。 目前，更多的国际组织和国家启动了各自的土地利用变化研究项目，取得了一系 列成果，并由于研究目的、手段及区域等方面的差异，逐渐形成了不同的研究流派， 基本上可以分为北美流派、日本流派和欧洲流派三种( g e i s th ，l a m b i ne f ，2 0 0 1 ) 。 ( 1 ) 北美流派，也称为定性流派、宏观流派，其研究工作从宏观的角度出发，定 性的研究全球规模大尺度上的土地利用变化状况及其与全球环境变化的相互关系，而 今i g b p & i h d p 有关土地利用变化研究计划，在很大程度上体现着这一流派的主要观点。 北美流派的主要代表人物包括美国克拉克大学教授b l t u r n e rd 与密歇根州立大学教 授s k o l e 等人。然而，由于该研究派别的宏观性质，使其所得的研究成果过于空泛， 多为概念性模型，实用性不大。近年来，为了改变这种状况，该流派的研究方向与重 点有所变化，其研究走向正向定量化、具体化和区域化方向发展。 ( 2 ) 日本流派，主要利用数量模型与经济学模型，定量研究区域性土地利用变化， 最终用其进行预测。此流派的代表人物有日本国立环境研究所的k u n i n o r io t s u b o 、京 都大学的m a s a r uk a g a t s u m e 教授以及东京农业大学的t e i t a r ok i t a m u r a 等人，所做的工 作主要反映在l u g e c 项目( 为全球环境保护的土地利用研究) 上，研究亚太地区土地 的可持续性利用问题，并从土地可持续利用的角度出发提出对全球环境保护政策的建 议，设计发展了一个有关土地利用变化的基本模型l i j g e c 1 ，该模型具有良好的操 作性与实用性。 ( 3 ) 欧洲流派，以i i a s a ( 国际应用系统分析研究所) 计划和l u c c 计划为代表的 土地利用变化研究，是从福利分析( w e l f a r ea n a l y s i s ) 出发，在对土地资源与食品政 策进行研究的基础上，构建相关研究模型并