（土壤学专业论文）黄河三角洲土地利用变化及其可持续性评价.pdf

摘要 土地利用变化是一个相当复杂的过程，是全球环境变化最显著的方面之一，它既受自然因素 的制约，又受社会、经济等因素的影响，具有很强的综合性和地域性，成为当前国内外研究的热 点之一。特别是进入2 0 世纪9 0 年代以来，由于人口膨胀、土地资源的不合理利用，造成生态环境 恶化和自然生态失衡，影响了社会的健康发展，人们更加关注对土地利用变化的研究，可持续土 地利用的思想逐渐被各方所接受。 黄河三角洲是我国三大河e l = 角洲之一，地处环渤海经济圈和黄河流域经济带的交汇点，有 丰富的自然资源，如石油、天然气、盐卤、地热等，同时具有巨大的湿地资源、丰富的海产资源、 广阔的土地资源，土地利用变化剧烈，成为研究土地利用变化的热点地区之一。通过对黄河三角 洲土地利用变化及其可持续性评价的研究，一方面可以为该区域的土地利用提出政策建议，另一 方面可以为其他地区的土地利用提供借鉴和指导。本次研究的目的主要是通过对黄河三角洲土地 利用变化进行分析、评价，从而了解该区域土地利用状况，找出影响土地利用的因素，针对土地 利用的特点提出黄河三角洲土地利用模式。 首先分析了影响黄河三角洲土地利用的驱动因子，认为影响该区域土地利用的主要有自然因 子和社会经济因子，自然因子主要有地貌、土壤、水文三大要素，影响土地利用的社会因子主要 有人口、经济发展、城镇化、政策等因素。这些因子对土地利用的作用方式与作用强度各有不同， 其中自然因子是土地利用的基础条件，在某种程度上具有一定的主导作用，对土地利用的影响是 显著和深远的。 其次依据土地利用动态变化模型，全面分析了1 9 8 5 - - - 2 0 0 3 年间土地利用数量变化、土地利 用结构空闯变化、土地利用程度变化、土地利用变化的区域差异等，对黄河三角洲地区的土地利 用变化及其原因进行了全面、综合的分析。土地利用变化的特点是耕地、城镇建设用地、农村居 民点用地增加，天然草地大量减少，土地利用类型有向单一化发展的趋势，土地利用呈现出明显 的由沿海向内陆递变的梯度型变化。认为变化的原因与区域的自然条件、土地开发历史、土地后 备资源及社会经济条件有关。 随后，在可持续土地利用理论的指导下，运用模糊理论和网格空间数据的方法对黄河三角洲 土地利用系统进行了可持续性评价，通过分析评价，黄河三角洲的土地利用系统整体上处于中等 可持续水平。并对这两种评价方法进行了比较，认为基于网格空间数据的可持续性评价相对更精 确一些，在区域土地利用系统可持续性评价时，可以以基于网格空间数据的可持续性评价为基础， 辅以模糊理论的可持续性评价为验证，两者结合作出区域土地利用系统可持续性的综合评价。 最后，在可持续性评价的基础上，提出黄河三角洲土地利用模式，即建立以“一个中心、一 条城镇带、四个城镇群”所构成的点、轴、群相结合的网络化城镇空间结构形态为节点，六个土 地利用系统功能区为主体的黄河三角洲土地利用模式。 关键词：黄河三角洲，土地利用变化，可持续性评价，驱动力 a b s t r a c t l a n du s ec h a n g et h a ti sav e r yc o m p l i c a t e dp r o c e s si so n ea s p e c to ft h em o s td r a m a t i cg l o b a l c h a n g e s l a n du s ec h a n g ea f f e c t e dn o to n l yb yn a t u r a lf a c t o r sb u ta l s ob ys o c i a la n de c o n o m i co n e sh a s b e c o m et h ef o c n si nt h ef i e l do fe n v i r o n m e n t a lr e s e a r c hf r o mh o m ea n da b r o a db e c a u s ei t s c o m p r e h e n s i o na n dr e g i o n a lc h a r a c t e r i s t i c s e s p e c i a l l yf r o m1 9 9 0 s ，p o p u l a t i o n se x p a n d i n ga n dl a n d r e s o u r c e s m i s u s i n gh a sr e s u l t e di ne c o l o g yd e t e r i o r a t i o na n dn a t u r eu n b a l a n c e ，e v e nh a v ea f f e c t e d s o c i a ld e v e l o p m e n ti nar i g h tw a y i nt e r mo ff a c t o r sm e n t i o n e da b o v e ，p e o p l eh a v ea r a c h e dm o r e i m p o r t a n c et ot h er e s e a r c ho fl a n du s ec h a n g ea n da l lt h ep e o p l ew o r k i n gi nt h ef i e l dh a v ea c c e p t e dt h e i d e ao f s u s t a i n a b i l i t yo f l a n du s es t e pb ys t e p t h ey e l l o wr i v e r d e l t at h a ti so n eo f t h r e em o s tl a r g e s te s t u a r yd e l t ai nc h i n al o c a t e sa ni n t e r s e c t a r e ab e t w e e nt h ee c o n o m yc i r c l ea r o u n dt h eb o h a is e aa n dt i l ee c o n o m yb e l to ft h ey e l l o wr i v e r v a l l e y n a t u r a lr e s o u r c e sl i k ep e t r o l e u m ，n a t u r a lg a s ，b i t t e r na n dt e r r e s t r i a lh e a te n r i c ht h ey e l l o wr i v e r d e l t aa r e a m o r e o v e lt h en a t u r a le n d o wo fw e t l a n dr e s o u r c e s ，m a r i n ep r o d u c t sr e s o u r c e sa n dl a n d r e s o u r c e sa b o u n di nt h i sa r e a b e c a u s eo fs e v e r el a n du s ec h a n g ea n da l lt h ea s p e c t sm e n t i o n e da b o v e ， t h ey e l l o wr i v e r d e l t ah a sb e c o m eo n eo f t h eh e a t e da r e a sf o rl a n du s ec h a n g e b ym e a n so f r e s e a r c ho f l a n du s ec h a n g ea n ds u s t a i n a b i l i t ya s s e s s m e n t ，p o l i c ys u g g e s t i o no nl a n du s ei nt h ey e l l o wr i v e rd e l t a a n dr e f e r e n c ea n de x p e r i e n c eo nh o wt ou s el a n di no t h e ra r e a sc a nb eg i v e n a n di nt h i sp a p e r t h e r e s e a r c ho h j e c t i v eo nl a n du s ei st ou n d e r s t a n dt h ep r e s e n ts i t u a t i o no fl a n du s ei nt h i sa r e a , f i n df a c t o r s t h a ta f f e c t1 a n du s ea n da d d r e s s1 a n du s em o d e 】a c c o r d i n gt o1 a n du s ec h a r a c t e r i s t i c so f t h e y e l l o wr i v e r d e l t at h r o u g ha n a l y s i sa n de v a l u a t i o no f l a n du s ec h a n g ei nt h i sa r e a t h ea n a l y s i so f t h ed r i v i n gf a c t o r so f l a n du s ec h a n g ei nt h ey e l l o wr i v e r d e l t aa p p e a r sf l i n ti nt h e p a p e r t h et w oa s p e c t so fn a t u r ea n ds o c i o - e c o n o m ya f f e c t i n gl a n du s ea r et a k e na st h em a i nd r i v i n g f o r c e s f u r t h e r m o r e ，n a t u r a la s p e c ti n c l u d e st h r e ep a r t so f t e r r a i nf e a t u r e ，s o i la n dh y d r o l o g ya n ds o c i o - e c o n o m i cf a c t o ri sc o m p o s e do fp o p u l a t i o n ，e c o n o m i cd e v e l o p m e n gu r b a n i z a t i o n ，a n dp o l i c yt h a th a v e i n f l u e n c eo nl a n du s ei nd o n g y i n gc i t y t h ea f f e c t i o nd i f f e r e n c eo fa l lt h ef a c t o r so nl a n du s em e t h o d m a dl a n du s ei n t e n s i t yd o e se x i s ta n dn a t u r a lf a c t o r sa r et h eb a s i so f l a n du s e ，e v e np r i o r i t i z el a n du s et o s o m ee x t e n t i ng e n e r a l ，t h en a t u r a lf a c t o r sh a v ed e e pi n f l u e n c eo nl a n du s ei nt h i sa r e a s e c o n d l y , i nt e r mo fl a n du s ed y n a m i cc h a n g em o d e l ，t h ea m o u n tc h a n g eo fl a n du s e ，t h es p a c e s t r u c t u r a lc h a n g eo fl a n du s e ，t h ee x t e n tc h a n g eo fl a n du s e ，a r e ad i f f e r e n c eo fl a n du s ea n dt h er e a s o n w h yl a n du s ec h a n g eo c c u r r e di nt h ey e l l o wr i v e rd e l t ah a v eb e e nf u l l ya n a l y z e d t h ec h a r a c t e r i s t i c s o fl a n du s ec h a n g ei nt h i sa r e aa r ei n c r e a s eo fa r a b l ei a n d ，u r b a nc o n s t r u c t i o na n dr e s i d e n t si nr u r a l a r e a sa n dc o n s i d e r a b l ed e c r e a s eo f n a t u r a lg r a s s l a n d ，f u r t h e r m o r et h et r e n do f l a n du s et y p er e d u c i n gt o o n eo c c u r r e d t h es p a t i a lc h a u g eo fl a n du s es t r u c t u r es h a p i n gg r a d i e n tf r o ma l o n gt h ec o a s tt ot h e i n l a n di so n ea s p e c to f c h a r a c t e ro f l a n du s ec h a n g e a n dt h ec a u s eo f l a n du s ec h a n g eh a sr e l a t i o nw i t h n a t u r a lc o n d i t i o n s ，l a n dd e v e l o p m e n th i s t o r y , l a n dr e s e r e a t i o nr e s o u r c e sa n ds o c i o e c o n o m i cc o n d i t i o n s t h i r d l y , w i t ht h ed i r e c t i o no fs u s t a i n a b l el a n du s et h e o r y , f u z z yt h e o r ya n dt h em e t h o do fs p a t i a l i i d a t ac o n v e r s i o nt od a t ao fg r i dm o d e lh a v eb e e na p p l i e dt oa s s e s st h es u s t a i n a b i l i t yo fl a n du s es y s t e m i nt h ey e l l o wr i v e rd e l t a a n ds u s t a i n a b i l i t ys i t u a t i o no fl a n du s es y s t e mw h o l l yr e a c hm i d d l el e v e l t h et w oa s s e s s m e n tm e t h o d sh a v eb e e nc o m p a r e da n do nt h eb a s i so fi t ，t h es u s t a i n a b l ea s s e s s m e n t m e t h o db a s e do ns p a t i a ld a t ao fg r i dm o d e li sm o r ea c c u r a t e t h u s ，i ft h es u s t a i n a b l ea s s e s s m e n to f r e g i o n a ll a n du s es y s t e mi sn e e d e d ，t h eo n eb a s e do ns p a t i a ld a t ao fg r i dm o d e lc a nb eb a s i s o f s u s t a i n a b l ea s s e s s m e n tw i t ht h eh e l po ff u z z yt h e o r yt e s t , a n db r i e f l yt os a y , t w om e t h o d sw i l lb e i n t e g r a t e dt oa p p l yi nt h ep a p e r , f i n a l l y,based o ns u s t a i n a b l ea s s e s s m e n t , l a n du s em o d e li nt h ey e l l o wr i v e r d e l t aw i l lb eg i v e ni t i sam o d e lt h a to n ec e n t e lo n eu r b a nb e l tm a df o u ru r b a ng r o u p st h a ts h a p ep o i n t ，a x i sa n ds p a t i a lg r o u p w i l lb e c o m et h en o d e si n t e r n i z e dp a t t e r no f u r b a ns p a c es t r u c t u r eo f t h em o d e la n ds i xf u n c t i o n a la r e ao f l a n d u s es y s t e m w i l lb e c o m e t h e m a i n f o r c eo f t h e m o d e l f b r t h e y e l l o w r i v e r d e l t a k e y w o r d ：t h ey e l l o wr i v e rd e l t a ，l a n du s ec h a n g e ，s u s t a i n a b l ea s s e s s m e n t , d r i v i n gf o r c e 1 i i 独创性声明 慧6 5 8 7 8 0 本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成 果。尽我所知，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，也不包含为获得中国农业大学或其它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 确的说明并表示了谢意。 研究生繇锄时间：j - , 叫v 年月叫日 关于论文使用授权的说明 本人完全了解中国农业大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留 送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅，可以采用影印、缩印或扫描等复 制手段保存、汇编学位论文。同意中国农业大学可以用不同方式在不同媒体上发表、 传播学位论文的全部或部分内容。 研究生签名：矾l h 寸间= 砌矿年月可目 导师签名 时间：年月同 i於 中国农业大学博士学位论文 第一章绪论 第一章绪论 土地是陆地表层的区域，它是人类生存和发展过程中不可替代的、短期内不可再生的物质资 源。土地利用是人们根据土地资源的特点，按照一定的社会经济目的，对土地进行的开发利用活 动( 陈佑启，2 0 0 1 ) ；而土地覆盖是指自然和人工营造的地表覆盖状况。土地利用覆盖变化包含两 层意思：( 1 ) 转变。转变是指一种土地利用覆盖类型向另一种土地利用履盖类型的转变，即土 地利用覆盖类型间的变化，例如农业用地转变为城镇用地：( 2 ) 转化。转化是指一种土地利用 覆盖类型内部发生变化，这种变化可能是密度的变化，也可能是性质或属性的变化，例如，城镇 用地中的住宅区变成了商业区( 史培军，2 0 0 0 ) 。 近一个世纪以来，随着人口的膨胀和技术的进步，人类为了满足自身日益增长的需求，不断 加强对土地的索取，致使土地利用的范围不断扩大、土地利用强度不断加深，从而改变了地表的 形态、生物物理及化学循环和生物物种的平衡，造成了全球气候的显著变化和生物物种不可逆转 的减少( 罗湘华、倪晋仁，2 0 0 0 ) 。由于土地利用覆盖变化对环境的可持续发展具有相当的影响力， 所以土地利用覆盖变化已经被公认为是导致全球环境变化的主要因素之一，在全球的可持续发展 研究领域，占有相当重要的地位。二十世纪九十年代以来，土地利用覆盖变化研究进入了空前繁 荣阶段，土地利用覆盖变化问题更是成为全球环境及可持续发展议题的焦点。 1 1 土地利用覆盖变化研究历史的回顾 土地利用僵盖变化研究历史悠久。最初的土地利用覆盖变化研究主要集中于土地利用覆盖 类型的人工调查、分类与制图。人们通过这种方法对于土地、土地资源、土地利用覆盖变化有了 初步的认识( 史培军，2 0 0 0 ) 。虽然这种研究方法对于促进国民经济的发展，合理有效地开发利用 土地资源起到了很大的辅助作用，但这一阶段人们对于土地利用覆盖变化的研究还只停留在表面 特征的描述，并没有深入探讨土地利用覆盖变化的成因，而且对于土地利用覆盖变化的研究也 没有形成理论。所以这一时期的土地利用，覆盖变化研究还不是很成熟。 1 8 2 6 年，t h u n n e n 建立了杜能农业区位论，用以解决农业用地和其它土地利用覆盖类型的 最有效空间布置。这个理论的核心原则就是各种土地利用类型必须在获取最高地租的条件下得以 使用。t h u r m e n 是把土地看作是经济资源，他的主要目的是要达到利益最大化和土地利用静态模 式的最优分析。杜能最先用抽象的理论假设去研究土地利用变化机制，使土地利用变化研究系统 化、理论化，开创了近代土地利用变化研究的先河。m a r s h 在他的人与自然一书中论述了世 界不同地方的人类活动对2 - - 自然环境影响的程度( m a r s hgp ，1 9 6 5 ) 。在他的著作中，土地利用是 核心内容，因为他认为所有的人类活动和所有的空间改变都是为了土地的使用，以满足一定的需 求。z h a r l n e r l 和m a r s h 是从两种截然不同的视角对于土地利用变化进行研究。他们运用的方法 也是不同的，t h u n n e n 从经济角度构建模型，用假设抽象的理论去研究土地利用变化；而m a r s h 用自然社会理论和整合模型对于土地利用变化给以描述。他们的研究统领了十九世纪后半叶 的土地利用变化研究，井为后米的土地利用覆盖变化研究方法的发展做出了有益的铺垫，这一时 期属于土地利月j 覆盖变化研究的起步阶段。 二十世纪上半叶，是土地利用覆盖变化非常剧烈的一段时期，冈为这一时期的工业化和城镇 中国农业大学博士学位论文第一章绪论 化、两次世界火战、重大的经济事件和技术的进步交织在一起，促使了土地利用覆盖的剧烈变化。 而这一时期的土地利用覆盖变化研究的主要特点就是各学科土地利用覆盖变化研究理论和模型 的建立，这些理论和模型都是系统化、科学化的，主要涉及经济、社会和地理等方面。在经济导 向型研究方法中，c h r i s t a l l e r 的中心地理论阐述了与土地利用覆盖有关的空间配置理论 ( c h r i s t a l l ew ，1 9 6 6 ) ；1 9 3 1 年w e b b 对美国大平原的农业社会研究中，从经济角度对土地利用 覆盖模式进行了探讨唧e b bwp ，1 9 3 1 ) 。在社会学导向的研究方法中，芝加哥学派社会学家提出的 “人类生态学”对于土地利用，覆盖变化的分析具有较大的影响，其中“放射部门理论”和“多核 子理论”是非常具有代表性的理论。在地理学领域，“随即占有”概念被用来描述一个地区的地 理特性。这一时期的研究方法大多是功能型的，它们通常用来可预见的和重复的土地利用覆盖变 化规律；另外这些理论和模型大多是描述型的( j o h n s o nrj ，s m i t hdm ，1 9 9 4 ) 。这一时期的土地 利用覆盖变化研究呈现出初步繁荣的景象，是土地利用覆盖变化研究的发展时期。 从二次世界大战以后到二十世纪末，是土地利用履盖变化研究的成熟期，在原有的基础上， 研究理论和方法的数量和范围得到了极大的发展，出现了百花齐放、百家争鸣的局面。这一时期 的土地利用履盖变化研究覆盖了自然和人文的各个领域以及空间尺度的各个级别。二十世纪五、 六十年代的数量革命对土地利用覆盖变化的研究产生了重大而深远的影响，而以气象问题为开端 ( v e l d k , a r npa ，1 9 9 6 ) 所展开地对全球环境问题的研究，揭开了土地利用，覆盖变化研究新的一幕。 从此科研工作者更加关注大尺度土地利用覆盖变化的问题。七十年代以后，土地利用覆盖变化 又出现了多学科交叉研究的新趋势，土地利用履盖变化研究方法出现了许多分支，而这一趋势是 得益于有关学科理论和方法的发展和支持技术的进步。而九十年代到二十世纪末是土地利用覆盖 变化研究空前繁荣的时期，随着土地利用，覆盖变化研究“从全球到区域，从自然到人文”的发展 趋势，土地利用，覆盖变化研究方法也相应地发生了变化，遥感、地理信息系统等新的技术手段在 土地利用覆盖变化研究中承担了重要的角色( 李小兵，1 9 9 9 ) 。如今，土地利用，覆盖变化科研工作 者正在探索新的土地利用履盖研究方法以解决土地利用可持续发展问题和土地利用政策问题。二 十世纪下半叶的土地利用覆盖变化理论和方法体系基本继承了过去已经形成了的土地利用覆盖 变化研究理论和方法体系。在经济学、社会学和地理学领域中，土地利用覆盖变化研究方法己日 趋成熟：而在林学、农学、生物学、生态学、遥感应用及环境科学等方面土地利用覆盖变化的研 究方法也得到了长足的发展。各国科研工作者从多个领域对土地利用覆盖变化的研究，形成了北 美、日本和欧洲三大学派( t u r n e rbl ，1 9 9 0 ：k u n i n o r i ，1 9 9 9 ：i i a s a ，1 9 9 8 ) 。总之，这一时期的 土地利用覆盖变化研究比较成熟。 1 2 土地利用覆盖变化研究现状 进入二十世纪九十年代以来，土地利用覆盖变化的研究计划和项目层出不穷，屡见不鲜。1 9 9 0 年，美国国家研究委员会最早提山了全球性的土地利用覆盖变化研究框架。 i g b p ( 国际地圈一生物圈计划) 与h d p ( 全球环境变化的人文领域计划) 于1 9 9 3 年2 月委 任了正式的核心计划委员会，并于1 9 9 5 年联合提出了“土地利用与土地覆盖变化”研究计划， 进行土地利用覆盖变化研究。在这个计划具体的实施过程中，提山了土地利用覆盖变化与人类 生存和发展密切相关的五个问题，及研究土地利用覆盖变化问题的三个核心，阐明了土地利用 中国农业大学博士学位论文第一章绪论 覆盖变化研究的主要内容( ( 陈佑启，2 0 0 1 ) ) 。 1 9 9 5 年，国际应用系统分析研究所( i i a s a ) 为了推动土地利用覆盖变化方面的创造性研究和 交叉学科研究，确立了研究土地利用覆盖变化的l u c c 项目，该项目的主要研究区域为欧洲和 亚洲北部。研究的主要目标有二：其一是发展新方法，提出新概念，对复杂的人类环境系统进行 预测；其二是应用上述理论和概念，为土地利用和粮食政策的制订提供各种经济可行的方案，并 对之进行科学的论证和评价。 日本国立环境研究所、京都大学及东京农业大学所做的l u g e c 项目，是在日本环境署支持 下开展的为全球环境保护而进行的土地利用项目，项目主要对亚太地区土地利用，覆盖情况进行可 持续研究。它主要是利用数量模型与经济学模型，定量研究区域性的土地利用覆盖变化，并最终 进行预n u ( k u n i n o r i ，1 9 9 9 ) 。 c l u e 由w a g e n i n g e n 农业大学的v e l d k a m p 、d e k o n i n g 等利学家组成的“土地利用变化及其 影响模型”( c o n v e r s i o no f l a n d u s ea n d i t s e f f e c t ) 研究小组提出，近年来就c l u e 模型的构造和 图卜1o l u e 模型基本框架结构 f i g1 - 1b a s i cs t r u c t u r a lf r a m e w o r kf o rc l u em o d e l c l u e 模型的案例研究发表了一系列文章。该项目以案例研究为主，运用统计分析方法，在不同 尺度上，对多种土地利用覆盖类型的变化，进行空间明确清晰的分配。该模型的基本框架如图 1 - 1 ( b o u m a nam j2 0 0 0 ) 。 “欧洲土地利用预测整合模型”( i m p e l ) 旨在综合自然模型和社会经济模型，评价气候变化 对区域土地利用系统的影响，而且主要研究的是对土壤、农作物生产和农业用地分配的影响，研 究区域为欧洲。 联合国环境署( u n e p ) 太地区环境评价计划】9 9 4 年启动了“土地覆盖评价和模拟”( l c a m ) 项目，旨在调查东南亚地区土地覆盖的现状和变化，确定这种变化的热点地区，为区域可持续发 展决策服务( f is h e rg ，1 9 9 6 ) 。 除上述主要的研究组织和项目以外，还有多个项目是针对世界上不同的热点地区和不同的研 究目的而设立，如联合国粮农组织( f a o ) 土地利用的分类项目、国际地理联合会( l g u ) 的土 地利用与_ 十地覆盖变化研究项目等( r i e b s a m ewe ，1 9 9 4 ) 。此外，中国科学院地理所、植物所和遥 中国农业大学博士学位论文第一章绪论 感所，： b 京师范大学，中国农业科学院等单位都进行了多项土地利用债盖变化项目的研究，致力 于全球与区域的士地利用覆盖变化监测、土地利用覆盖变化与全球环境关系的分析，及土地利 用，覆盖变化的预测( 史培军，1 9 9 7 ；张新时，周广胜，高琼，1 9 9 7 ；庄大方，刘纪远，1 9 9 7 ；王思远， 刘纪远，2 0 0 1 ：陈佑启，2 0 0 0 ) 。 1 。3 土地利用覆盖变化研究的理论与方法 1 3 1 土地利用覆盖变化研究的理论 土地利用覆盖变化理论就是一系列用来解释是否发生土地利用覆盖变化，发生怎样的土地 利用覆盖变化及变化原因的描述。土地利用覆盖变化理论十分广泛，之所以如此是因为提出各 种理论的缔造者认识土地利用覆盖变化的角度不同。土地利用覆盖变化理论大致可以分为三大 理论体系：土地利用覆盖变化区域与经济理论体系 土地利用覆盖变化社会学理论体系；土地 利用覆盖变化自然学科理论体系。 n ) 土地利用覆盖变化区域与经济理论体系 在这一理论体系中，包括土地利用覆盖变化区位理论、土地利用覆盖变化微观经济理论和 土地利用履盖变化宏观经济理论。 土地利用，覆盖变化区位理论是研究土地利用，覆盖变化的重要理论。杜能农业区位论、克里 斯塔勒和廖什的居民点区位论是比较有代表性的土地利用覆盖变化区位理论( 周一星，1 9 9 5 ) 。有 的学者指出，区位理论只注重空间某个点上特殊的、个体的活动，而不是研究一个面上由很多因 素导致而成的土地利用覆盖变化，在士地利用覆盖变化理论体系的贡献方面值得商酌。但是， 杜能农业区位论开创了以抽象假设建模研究土地利用覆盖空间分布的理论，为土地利用覆盖变 化的理论建设作出了重大贡献，另外区位论中居民点区位论对于土地利用覆盖模式的研究也具有 很大的作用。 土地利用僵盖变化微观经济理论和宏观经济理论就是运用经济学的思考、研究方式来分析、 解决土地利用覆盖变化的问题。用经济学理论搭建土地利用覆盖变化理论曾一度是土地利用覆 盖变化研究理论建设的潮流，倍受青睐。土地利用僵盖变化微观经济理论中，城镇土地市场理论， 城镇和区域空间结构的行为理论是比较有代表性的理论( k r u g m a np ，1 9 9 5 ) ；而空间经济平衡理论、 区域不均衡理论和克尼斯亚的发展理论是土地利用覆盖变化宏观经济理论的代表理论 ( g i n s h u r g hv ，1 9 9 7 ) 。 ( 2 ) 土地利用覆盖变化社会学理论体系 行为理论是土地利用，覆盖变化社会学理论体系家族中的一个主要成员。它涉及到城镇和区域 空间结构变化的动力机制，分析了比较宽泛的会导致土地利用履盖变化的空间过程，也就是由行 为者的行为所导致的土地利用覆盖变化，这种理论为注重于个人决策的行为导向模型的建立打下 了坚实的基础。在行为理论中，人类生态学理论、如划理论和人类学理论是其主要框架理论( c o o k e p ，1 9 8 3 ) 。 而社会科学理论是土地利州覆盖变化社会学理论体系中的又一个重要分支，结构一制度化理 论( j o h n s t o nrj ，1 9 8 2 ) 、结构一边缘理论、不均衡交换与从属理论和不均衡发展理论等理论是社 会科学理论的核心内容。 4 中国农业大学博士学位论文 第一章绪论 ( 3 ) 土地利用覆盖变化自然学科理论体系 土地利用，覆盖变化自然学科理论体系是土地利用，覆盖变化研究中使用较为广泛的理论体 系，它是各个自然学科研究思想应用于土地利用履盖变化研究的具体体现，包括气象、水文、土 壤和生态等自然学科领域的理论框架，涵盖了全球及区域的生物物理、化学循环过程。在土地利 用覆盖变化研究中，土地利用覆盖变化自然学科理论体系占有着举足轻重的地位，自然科学理 论等理论是其代表理论( s a c krd 1 9 9 0 ) 。 1 3 2 土地利用覆盖变化研究方法 土地利用覆盖变化的研究主要以模型方法为主。土地利用覆盖变化模型是将复杂的、现实 的土地利用覆盖变化进行简单、抽象和结构性的处理，用以研究土地利用，覆盖变化过程、驱动 力机制、变化影响及变化趋势。土地利用覆盖变化研究经过多年的发展，相关的土地利用覆盖 变化模型的门类和数量已经相当可观，模型研究的内容也涉及到土地利用，覆盖变化研究的各个方 面。土地利用覆盖变化模型大致可以分为六大体系： ( 1 ) 土地利用覆盖变化经济统计模型体系 统计技术，尤其是多元统计技术会经常应用于社会和经济领域，研究社会或经济领域一系列 独立变量和非独立变量的数量关系，而经济统计模型也经常被应用到土地利用覆盖变化研究领 域。比较有代表性的土地利用，覆盖变化经济统计模型有：土地利用，覆盖变化计量经济模型、土 地利用，覆盖变化线性回归模型、土地利用覆盖变化规范相关分析模型等模型( c h a p i nfs ，1 9 6 5 ： k a i s e tej ，1 9 7 9 ：w e i s ssf ，1 9 6 s ) 。 ( 2 ) 土地利用覆盖变化空间交互模型体系 空间交互模型始源于物理学的万有引力定律，是用万有引力定律的方法研究空间的人类活 动。空间交互包括一切信息、物质及能量的流动，空间交互的研究包括交互实体之间的研究和实 体形式的研究，具体到土地利用覆盖变化领域，就是对于土地利用，覆盖变化之中的物流、信息 流和能量流的研究。土地利用覆盖变化潜能模型、土地利用覆盖变化机会模型、土地利用覆盖 变化重力模型等模型是土地利用，覆盖变化空间交互模型体系的代表模型( h a y n e ske ，1 9 8 4 ) 。 r 3 ) 土地利用覆盖变化优化模型体系 土地利用覆盖变化优化模型是数学规划设计及优化技术在土地利用覆盖变化研究中的应 用，与信息技术的发展密切相关，对于土地利用覆盖变化的决策具有相当大的作用，尤其是对于 土地利用规划和与土地利用馐盖变化有关的人类资源和环境的研究作用显著。这种模型体系最大 的特点就是在众多解决问题的方法中选择一个最合理的方案，属于说明型模型体系，可以被用作 评估的工具。这种模型体系的代表模型有土地利用僵盖变化线性规划模型( h e r b e r tt ，1 9 6 0 ) 、土 地利用覆盖变化动力规划模型( h i l l i e rfs ，1 9 8 0 ) 、土地利用覆盖变化非线性规划模型、土地利 用，覆盖变化最大应用模型和土地利用履盖变化多目标决策模型( l o n e r g a ns ，1 9 9 0 1 。 ( 4 ) 土地利用覆盖变化整合模型体系 土地利用，覆盖变化整体模型体系是土地利_ 耳j ，覆盖变化模型家族中最庞大的一个分支。地 利用覆盖变化整合模型在不同的环境下，具有不同的意义，它主要是研究空间系统的各个部分之 间的联系和关系。八十年代是土地利用覆盖变化整合模型体系迅述发展的时划，这- - h i 划_ j l j 现山 中国农业大学博士学位论文第一章绪论 了很多土地利用覆盖变化模型，极大的丰富了土地利用覆盖变化整合模型体系。土地利用覆盖 变化数量经济型整合模型( s e i d m a ndr ，1 9 6 9 ) 、土地利用，覆盖变化重力空间交互模型o v i l s o na g 。t 9 7 4 ) 、土地利用覆盖变化模拟整合模型( b a t t ym ，1 9 7 6 ) 、土地利用覆盖变化输入与输出整合 模型( c u m b e r l a n djt t ，1 9 6 6 ) 等模型是土地利用覆盖变化整合模型体系的代表模型。 ( 5 ) 土地利用，覆盖变化描述模型体系 土地利用覆盖变化描述模型体系是对一个地区发生土地利用覆盖变化情况进行定量描述的 模型体系，属于描述型模型体系。土地资源数量变化模型、土地资源生态背景质量变化模型、土 地利用覆盖程度变化模型、土地利用覆盖变化区域差异模型、土地利用，覆盖空间变化模型、土 地需求量预测模型等模型是土地利用覆盖变化描述模型体系的代表模型( 王秀兰，包玉海，1 9 9 9 ) 。 ( 6 1 土地利用履盖变化其它应用模型 土地利用覆盖变化其它应用模型是研究土地利用覆盖变化模型的一种归纳，主要是将无法 归类的土地利用覆盖变化模型归结在一起，比较具有代表型的有土地利用覆盖变化自然科学导 向模型( t u r n e rmg ，1 9 9 1 ) 、土地利用覆盖变化马尔科夫链模拟模型( c l a r kwa ，1 9 8 6 ) 、基于g i s 技术的土地利用覆盖变化模型和行为导向模型( f o t h e ras ，1 9 9 4 ) 。 1 4 土地利用覆盖变化研究趋势 1 ，4 1 土地利用覆盖变化理论、方法和实践的整合 整合多学科的知识，运用多尺度的数据，创造一致性的理论和方法来指导未来的土地利用 覆盖变化研究，并应用于实践，使土地利用，覆盖变化研究朝着可持续发展的方向发展下去是土地 利用覆盖变化研究主要的发展方向。无论对于理论、方法或是具体实践内容来说，这种整合都是 需要的，它可以提高土地利用覆盖变化研究成果的利用效率，紧密有效地连接土地利用，覆盖变 化研究的各个方面，为建立一个完整的土地利用，覆盖变化研究体系而发挥作用( h e l e n ，2 0 0 0 ) 。 1 4 2 尺度推绎方法的研究 进行土地利用覆盖变化研究，就无法回避尺度问题，因为尺度口径的大小对于土地利用，覆 盖变化研究影响较大，在不同的尺度等级下，土地利用覆盖变化的研究成果往往不同。在尺度问 题的研究中，尺度推绎问题，尤其是跨尺度的土地利用覆盖变化研究一直很薄弱，而这个领域对 于土地利用管理经验的推广及土地利用，覆盖变化驱动力机制研究成果的应用相当重要。在景观生 态学中，有学者提出了一些推绎方法，为土地利用覆盖变化研究提出了有益的借鉴，但这些方法 本身是否适合于土地利用覆盖变化研究是值得商榷的。由此可见，土地利用覆盖变化尺度推绎 方法的研究将是未来一段时间土地利用覆盖变化研究学者需要解决的问题( 邬建国，2 0 0 0 ) 。 1 43 解决多学科参与问题 土地利用覆盖变化涉及到自然、社会等多个学科领域，如何协调各学科的研究工作，合理地、 综合地应用各学科的研究成果，加强各学科对土地利用覆盖变化研究的协作是未来土地f o t 日覆 盖变化研究的一个主要方向，虽然在这一方面，前人作过一些有益的工作，但还远远无法满足现 6 今土地利用，覆盖变化研究的需要。因此，解决好多学科参与问题是未来地利用，覆盖变化研究 的又一项重任。 1 5 本文研究目的与研究框架 本次研究的主要目的主要是通过刘黄河三角洲地区土地利用系统进行分析、评价，从而了解 该区域土地利用状况，找出影响土地利用的因素，针对土地利用问题提出黄河三角洲土地利用模 式。 基本思路是以地理信息系统和遥感技术为手段，首先对区域土地利用的驱动因子进行了分 析；其次对黄河三角洲地区的土地利用变化进行了全面的分析；第三根据模糊数学理论和“3 s ， 技术，分别建立了土地利用系统模糊综合评判模型和基于网格的土地利用评模型，对黄河三角 洲土地利用系统进彳亍了具体的计算和分析评价；最后通过比较论证，针对黄河三角洲土地利用变 化提出相应的土地利用模式( 鲴；图卜2 ) 。 图1 - 2 主要研究内容和研究方法框架 f i g 1 - 2m a j nr e s e a r c hc o n t e n ta n df r a m e w o r ko f r e s e a r