（自然地理学专业论文）长株潭地区土地利用系统健康评价研究.pdf

冬 气。 、 l 摘要 土地是人类进行各种活动的载体，土地的承载力是有限的。一旦 超过其承载力，土地利用系统就会出现不健康的症状。土地利用系统 健康关系着人类健康，甚至关系着国家民族的安危。因此，应该把土 地利用系统健康问题作为一个重点课题加以研究。 本文从系统的结构、功能、效益方面建立了长株潭地区、市区、 县( 市) 评价指标体系，从时间和空间两方面对土地利用系统健康状 况进行了评价。结果如下： ( 1 ) 评价指标体系包括四个评价层次，即目标层、准则层、指标 层一、指标层二。在此基础上，运用综合指数法计算土地利用系统健 康综合指数。 ( 2 ) 土地利用系统健康时间序列分析。1 9 9 7 年至2 0 0 4 年期间， 长株潭地区的土地利用系统健康水平一直向好的方向发展，健康指数 不断提高。1 9 9 7 年土地利用系统健康综合指数为0 2 7 5 ，到2 0 0 4 年， 综合指数提高到o 7 4 8 ，年平均增长速度为15 3 7 。对系统结构、系 统功能、系统效益来说，在所参评年份中其指数有升有降，但总的趋 势是上升的。从1 9 9 8 年开始，系统结构的发展速度一直高于土地利 用系统健康总体水平的上升速度。影响长株潭地区土地利用系统健康 的胁迫因子包括耕地比重下降、人口压力增大、农村人均居民点用地 过多、城镇用地率低、“三废”及化肥农药污染等。 ( 3 ) 采用逐步回归法建立回归方程，对土地利用系统健康状况趋 势进行预测，其健康状况一直向好的方向发展，2 0 0 8 年健康指数达 到了0 9 7 5 7 9 。 ( 4 ) 土地利用系统健康空间特征分析。在三个市区中，土地利用 系统健康程度最好的是长沙市区，其次是湘潭市区，最后是株洲市区， 三市区的综合指数分别为0 6 4 1 、0 4 9 9 、0 2 5 0 ，长沙市区与株洲市区 综合指数相差0 3 9 1 。采用系统聚类法把十二个县( 市) 分成四个等 级，即一级区、二级区、三级区、四级区。十二县( 市) 在土地利用 系统结构、功能、效益上的差异，导致土地利用系统健康水平各异。 ( 5 ) 根据评价中所发现的问题，采取了一系列维护土地利用系统 健康的措施：优化土地结构；提高土地生产力；提高人口素质，控制 人口增长，提高土地承载力；强化人们环保意识，保护土地生态环境； 搞好土地利用规划，加强土地利用动态监测。 关键词：土地利用系统，健康评价，评价体系，长株潭地区 ， ， i t 人 ， 一 a b s t r a c t a st h ec a r r i e rf o ra 1 1k i n d so fh u m a na c t i v i t i e s ，t h el a n d h a sa1 i m i t a t i o no nt h ec a r r y i n gc a p a c i t yf o rh u m a na c t i v i t i e s o n c et h ea c t i v i t i e se x c e e d e dt h ec a r r y i n gc a p a c i t yo ft h el a n d ， t h el a n du s es y s t e mw o u l dh a v eb e e no nu n h e a lt h ys y m p t o m s t h e h e a l t ho ft h el a n du s es y s t e mr e l a t e st ot h eh e a l t ho ft h eh u m a n b e i n gc l o s e l y ，a n de v e nc o r r e l a t e st ot h es e c u r i t yo ft h en a t i o n t h e r e f o r e ，w es h o u l dp a ym o r ea t t e n t i o nt ot h eh e a l t hr e s e a r c h o ft h el a n du s es y s t e m t h ep a p e rh a de v a l u a t e dt h eh e a l t hc o n d i t i o no ft h el a n d u s es y s t e mf r o mt h ea s p e c t so fti m ea n ds p a c eb ye s t a b lis h i n g a p p r i s i n gs y s t e mi nt h ec o n s t r u c t i o n ，f u n c t i o n ，a n db e n e f i to f c h a n g z h u t a nd i s t r i c t s ，u r b a nd i s t r i c t sa n dc o u n t i e s t h e r e s u l t sw e r ea sf o ll o w s ： ( 1 ) t h ee v a l u a t i o ni n d e xs y s t e m si n c l u d e df o u re v a l u a t i o n h i e r a r c h i e s ：t a r g e t ，p r i n c i p l e ，i n d e xia n di n d e xi i b a s e do n t h e s e ，t h ep a p e ru s e dc o m p r e h e n s i r ei n d e xm e t h o d o l o g yt og e t t h eh e a l t hc o m p r e h e n s i v ei n d e xo ft h el a n du s es y s t e m ( 2 ) i tt o o kt h ea n a l y s i so nt i m es e q u e n c eo ft h eh e a l t ho f l a n du s es y s t e m d u r i n gt h ep e r i o df r o m1 9 9 7t o2 0 0 4 ，t h eh e a l t h c o n d iti o no ft h el a n du s es y s t e mo fc h a n g z h u t a nr e g i o nh a d b e e nh e a d i n gf o rab e t t e ro n e ，a n dt h eh e a l t hi n d e xo fi th a d k e p tg r o w i n g t h ec o m p r e h e n s i v ei n d e xo ft h eh e a l t ho fl a n du s e s y s t e mw a s0 2 7 5i n1 9 9 7 a n dh a dr i s e nt o0 7 4 8i n2 0 0 4 t h e a n n u a la v e r a g eg r o w t hs p e e dw a s1 5 3 7 a m o n gt h o s ee v a l u a t e d y e a r s ，t h ei n d e x e sh a db e e nu pa n dd o w ni na llt h et h r e ea s p e c t s w h i c hw e r es y s t e m a t i cc o n s t r u c t i o n ，s y s t e m a t i cf u n c t i o na n d s y s t e m a t i cb e n e f i t ，b u ti t sg e n e r a lt r e n dw a su p w a r d s i n c e 1 9 9 8 ，t h ed e v e l o p m e n ts p e e do ft h es y s t e m a t i cc o n s t r u c t i o nh a d a l w a y sb e e nh i g h e rt h a nt h a to ft h eg e n e r a li n c r e a s es p e e do f t h el a n du s es y s t e m t h ep r e s s u r ef a c t o r st ot h el a n du s es y s t e m o fc h a n g z h u t a nd i s t r i c t si n c l u d e dt h ed r o po ft h er a t i oo f t h ec u l t i v a t e dl a n d ，t h eg r o w t ho ft h ep o p u l a t i o np r e s s u r e ，t h e o v e r o c c u p a t i o no fl a n di nt h ec o u n t r y ，l o wu t i l i z a t i o nr a t e o fl a n di nt o w n ，t h ep o l l u t i o no f “t h r e ew a s t e ”a n dc h e m i c a l p e s t i c i d e ，e t c ( 3 ) t h er e g r e s si o ne q u a ti o nw a se s t a b lis h e db ya d o p ti n gt h e s t e p w is er e g r e s si o n ，s oa st op e r f o r maf o r e c a s tf o rt h et r e n d o ft h eh e a l t hc o n d i t i o no ft h el a n du s es y s t e m t h er e s u l t i n d i c a t e dt h a tt h eh e a l t hc o n d i t i o nw i l lb ed e v e l o p i n gf o ra b e t t e re n d ，a n dt h eh e a l t hi n d e xi n2 0 0 8c o m e st o0 9 7 5 7 9 ( 4 ) i tt o o kt h ea n a l y s i so nt h es p a c ec h a r a c t e r i s t i co ft h e h e a l t ho ft h el a n du s es y s t e m a m o n gt h et h r e eu r b a nd i s t r i c t s ， t h es e q u e n c eo ft h eh e a l t ho ft h el a n du s es y s t e mw a st h a to f c h a n g s h au r b a nd i s t r i c t ，s e c o n d e db yx i a n g t a nu r b a nd i s t r i c t a n dt h e nc o m e sz h u z h o uu r b a nd i s t r i c t t h er e s p e c t i v es y n t h e t i c i n d e x e so ft h et h r e eu r b a nd i s t r i c t sa r e0 6 4 1 ，0 4 9 9 ，0 2 5 0 t h e d i f f e r e n c eb e t w e e nt h ei n d e xo fc h a n g s h aa n dz h u z h o uw a s0 3 9 1 1 2c o u n t i e sw e r ed i v i d e di n t o4g r a d e sb yu s i n gam e t h o do f s y s t e m a t i c c l u s t e r t h e4 g r a d e s w e r ec l a s s l ，2 ，3 ，4 t h e d i f f e r e n c e sb e t w e e nt h e i rc o n s t r u c t i o n ，f u n c t i o na n db e n e f i t h a dd i r e c t l yl e dt ot h ed e v i a t i o no ft h eh e a l t ho ft h el a n du s e s y s t e m ( 5 ) a c c o r d i n gt ot h ep r o b l e m sr e v e a l e di nt h ee v a l u a ti o n ， as e r i e so fm e a s u r e sw e r ea d o p t e dt om a i n t a i nt h eh e a l t ho ft h e l a n du s es y s t e m ，s u c ha so p t i m i z i n gt h el a n dc o n s t r u c t i o n ； p r o m o t i n gt h ep r o d u c t i v ep o t e n t i a lo ft h el a n d s ；i m p r o v i n gt h e q u a l i t yo ft h ep e o p l e ，c o n t r o l l i n gt h eg r o w t ho ft h ep o p u l a t i o n ，e l e v a t i n gt h ec a r r y i n gc a p a c i t yo ft h el a n d ；f o r t i f y i n gt h e c o n s c i o u s n e s so fe n v i r o n m e n tp r o t e c t i o na n de c o l o g yp r o t e c t i o n o ft h el a n d ；o p t i m i z i n gt h ep l a nf o r t h eu s eo f l a n da n d d y n a m ic a ls u r v e i1l a n c eo nt h el a n du s e k e yw o r d s ：l a n du s es y s t e m ，e v a l u a t i o no fh e a l t h ，e v a l u a t i o n s y s t e m ，c h a n g z h u t a nr e g i o n i v 0 ， - 9 ， 长株潭地区土地利用系统健康评价研究 1 1 研究文献综述 1 绪论 1 1 1 土地健康 a i d ol e o p o l d 早在2 0 世纪4 0 年代首先提出“土地健康 的概念， 并使用“土地疾病”描绘土地功能紊乱【1 】。评价土地是否健康，实质上 就是评价人类是否合理利用土地，对人类利用土地的情况给予评价。 l e o p o l d 预见土地健康将发展成为一门学科，它的目的是“监测其生态 学参数，以保证人类在利用土地的时候不会使它丧失功能” 2 1 。加拿 大农业部于2 0 世纪8 0 年代中期开始“土壤健康”研究项目，主要是弄 清楚加拿大土壤的健康状况 3 】。 在我国，部分学者也对土地健康进行了研究，陈美球、赵小敏在 土地健康概念认识的基础上，从人地关系共荣、土地永续利用的内在 要求等方面进行分析，提出应把维持土地健康作为土地保护的目标 【4 】。陈美球、吴次芳通过分析国际土地健康研究的最新进展，结合我 国土地资源实际，探讨我国开展土地健康研究工作的方向与内容，主 要包括以下几个方面：建立适应我国土地状况的土地健康评价指标 体系和评价方法；土地健康变化的条件、过程、因果机理研究； 土地健康动态监测信息系统建设；土地健康维护与康复途径及研究 技术研究【5 1 。陈美球、黄靓等以江西省鄱阳湖区为例，建立评价模型， 对鄱阳湖区土地健康状况进行评价【6 】。 土地既有资源特性，又有资产特性。社会经济的快速发展导致人 们对土地的需求量不断增加，而土地总量的有限性造成土地不断增 值。既要降低土地负荷，又要满足人们目益增长的需求，人们不得不 关注有限土地的健康状态。关注土地健康不是个人的事，而是整个国 家、整个民族关注的焦点，因为每个人的财富都是建立在健康土地的 基础上。因此，人们要合理利用土地，协调人地矛盾，走人地共荣之 路，实现人类社会的可持续发展。 硕士学位论文 1 1 2 关于土地合理利用评价的相关研究 土地资源合理利用评价是指以特定的土地利用为目的，在评价过 程中，既要考虑影响土地生产力的气候、土壤、地貌等自然因素，也 要考虑土地资源利用的经济、社会因素；同时，土地资源合理利用评 价更加重视生态环境资源的保护，也特别提倡在土地资源利用过程中 贯彻代内与代际公平原则【j 7 1 。国内外有关土地资源合理利用评价的研 究源于2 0 世纪3 0 年代，其发展历程大致可以分为以下几个阶段：土地 分类定级阶段，土地潜力评价阶段，土地适宜性评价阶段，土地资源 可持续利用评价阶段。 在分类定级阶段，其中较为典型的是美国1 9 3 3 年提出的“斯托利 指数分等”( s t r ) 和康乃尔评价系统( c o r n e l ls y s t e m ) ，法国财政部 1 9 3 4 年提出的农地评价条例及德国在3 0 年代提出的土地指数分等 【7 】。在我国，黎夏以广东东莞市的农业土地为例，评价其农业土地生 产力，划分其土地级别【8 】；孙希华，候西勇运用f a o 的土地生产力指 数模型，确定了山东省长清县土地综合评价指数，评定出山东省长清 县的土地等级p j 。 在土地潜力评价阶段，美国农业部土壤保持局在2 0 世纪3 0 年代提 出了世界上最早的土地潜力评价系统。19 7 6 年联合国粮农组织( f a o ) 公布的土地评价纲要( f r a m e w o r kf o rl a n de v a l u a t i o n ) 广泛应用 于世界各国，成为世界上土地评价研究走向成熟化的重要标志【10 1 。中 国第一个土地潜力评价系统是2 0 世纪7 0 年代编制的1 ：1 0 0 万土地资源 图评价系统】。2 0 世纪7 0 年代，黄秉维、龙斯玉主持了土地生产潜力 研究【1 2 j 3 】；靖学青从系统论的角度建立评价指标体系，综合评价土 地潜力【1 4 1 ；齐善忠、肖洪良、李福兴、罗芳以河西走廊临泽区为例， 对其样区耕地以土系为单元，进行了土壤生产潜力综合评价【l5 j ；由于 技术的进步，3 s 技术被逐步引入到土地潜力评价中，土地潜力评价体 系进一步得到完善【1 6 i 。 在土地适宜性评价阶段，张红旗将影响柑桔生长发育过程的自然 条件与社会经济条件有机地结合起来，分别建立起柑桔土地自然属 性、经济属性、社会属性适宜性评价模型以及综合评价模型，使土地 的适宜性评价显得更加合理【1 7 】；盛建东、文启凯采用极限法和综合指 长株潭地区土地利用系统健康评价研究 数法相结合的评价模型，对棉花土地进行了适宜性评价8 j ；杨子生以 土壤抗蚀年限为主要指标，利用土壤流失方程对各类耕地的适宜性和 持续性等级进行了评价【l9 】；杜红悦等用模糊数学方法结合g i s 技术对 f a o 的农业生态地带法进行改进【2 0 】；张晓萍等通过构建土地利用合理 性指数，对时段内土地利用状况进行比较，对生态脆弱区的土地利用 进行了适宜性评价担1 | 。 在土地可持续利用评价阶段，1 9 9 1 年9 月在泰国迈清及1 9 9 3 年6 月在加拿大莱斯布瑞格大学举行会议对可持续土地利用进入了深入 研究【2 2 1 。f a o 于1 9 9 3 年正式提出了持续土地评价纲要，确定了持 续土地利用的五大纲要，即土地生产性、土地的安全性或稳定性、水 土资源保护性、经济可行性和社会可受性，并初步建立了土地可持续 利用评价在自然、经济和社会等方面的评价指标【2 3 1 。t i s d e l l 认为土地 持续利用在经济方面的评价因素很难确定，因为农业系统的经济可行 性取决于包括土地质量的多种因素【2 4 】；h a r tm i n k 认为土壤化学和土壤 物理性质方面的可持续土地利用管理指标因素，包括有机质、容重等 2 5 】；b o um a n 等通过经济因素和自然因素两者的结合，综合分析了土 地利用的可持续性【2 6 。 中国的可持续土地评价是从可持续农业评价发展而来的。尹君从 时间维角度、空间维角度、空间l v , n 尺角度、数量尺度的角度、不同 发展国家价值观角度阐述可持续土地利用的内涵，并从经济、社会、 生态环境和资源四个方面建立指标体系，对可持续性土地利用进行评 价 2 7 】；傅伯杰等将传统的土地评价和景观生态学原理相结合，从生态、 经济和社会三个方面建立土地可持续利用评价指标体系，从不同的空 间尺度，不同的主导因素评价土地可持续利用 2 8 l ；龙花楼等从各土地 利用单元自身的可持续性和整个区域土地利用结构的可持续性两个 方面对昆山经济技术开发区进行了土地利用可持续性评价【2 9 】；卢远等 从景观生产力、景观受胁度与景观稳定性三个方面构建土地利用可持 续性的景观生态评价指标体系，实现了时空尺度上土地利用持续性综 合评价【3 0 】；邱扬、傅伯杰从综合整体性、尺度性、空间格局和生态过 程、干扰与人类影响以及多重价值目标性，探讨了景观生态学基本理 论在土地可持续利用评价中的应用【3 1 3 2 j 。 硕士学位论文 综合分析国内外土地合理利用评价的研究现状，本文认为还存在 以下不足：其一是大多数土地合理利用评价主要是时间尺度上的评 价，对土地利用空间上的评价较少。其二是以往的评价大多注重现状 的分析及动态变化，较少进行趋势预测。其三是对于土地利用系统健 康的评价只提出了健康评价的框架，并没有进行实证研究。 研究土地利用系统健康状况，还是一个较新的领域。针对以上的 不足，本研究在前人研究的基础上，对长株潭地区的土地利用系统健 康状况进行评价。根据土地利用系统的结构、功能、效益来建立指标 体系，采用传统数学方法和现代方法相结合，定性与定量评价相结合， 评价以土地利用为基础的资源、经济、社会、环境复合土地利用系统 的健康状况，对其发展趋势进行预测，并对研究区域内市区、县( 市) 土地利用系统健康状况的空间差异进行分析。 1 2 选题背景 1 2 1 土地利用变化 人类社会发展离不开土地，与此同时，通过人类的干预，土地质 量和土地利用方式也在发生变化【3 3 1 。土地利用变化主要体现在土地利 用结构与土地利用强度等方面。以耕地为例，随着经济的快速发展， 耕地转为建设用地的数量增多，耕地生产力下降，国家的粮食安全受 到影响。土地利用在创造出具有突出的美学、经济和生态价值多样化 的文化景观的同时，也会导致土地退化、土壤流失以及生态系统的枯 竭【3 4 】。因此，通过人与自然界的相互作用来实现土地利用，若利用不 当，可以削弱土地利用系统的健康；反之，就会促进土地利用系统向 健康的方向发展。 土地利用是影响土地质量的重要因素。如土地的过度开发、不合 理的耕作制度、土地管理和经营方式的落后，导致土地生产力下降； 化肥、农药、农用薄膜使用量不断增加，常常导致土地退化。土地利 用系统健康是人的生活、健康、安乐基本权利和生活保障来源等的基 础。因此，合理的土地利用方式和健全的管理措施是土地资源不受破 坏和保护土地生态环境的重要手段。 长株潭地区土地利用系统健康评价研究 1 2 2 土地利用系统健康研究是一个较新的领域 不合理的土地利用方式使土地利用系统出现了一系列不健康症 状，如土地沙化、水土流失、土壤盐渍化、工程荒漠化、湿地面积持 续萎缩、水资源恶化、土地环境污染、土地上的生物多样性减少等问 题，这些问题甚至威胁到人类健康，因为在病态的土地利用系统下不 可能拥有健康的人类社会，也不可能促进经济的健康发展。因此，应 该把土地利用系统健康问题作为一个重点课题加以研究。 人类关心自己的健康，珍爱自己的生命，土地利用系统的健康同 样也需要人类去关注。土地是人类进行各种活动的载体，土地的承载 力是有限的，而不断增加的人口对土地的需求量也不断增加，一旦超 过它的承载力，就会出现人地矛盾，影响社会发展。土地利用系统健 康关系着人类健康，甚至关系着国家民族的安危。因此，要维持土地 利用系统的健康，确保人类社会健康持续地发展。 1 2 3 典型区域选择 本文选取长株潭地区作为土地利用系统健康评价的样本。长株潭 地区是以长沙市区为经济中心，由长沙、株洲、湘潭三市组成，包括 长沙市区、长沙县、望城县、宁乡县、浏阳市、湘潭市区、湘潭县、 湘乡市、韶山市、株洲市区、株洲县、攸县、茶陵县、醴陵市、炎陵 县。 长株潭地区是湖南省经济发展的“金三角”，经济、科技、文化发 展水平在湖南省处于领先地位。长株潭地区是湖南省内人多地少、土 地供求矛盾最为突出的一个地区。2 0 0 4 年人口密度为4 5 0 人k m 2 ，全 省为3 1 6 人k m 2 ；人均耕地面积仅o 0 5 0 h m 2 ，低于全省o 0 5 7 h m 2 的 水平。由于长期偏重工业发展，使得长株潭地区受工业“三废”以及生 活垃圾、化肥、农药等的影响，酸雨率高，是全国严重的酸雨地区之 一。因此，对于人类活动不断加强、土地资源承受压力不断加大、人 地矛盾日益尖锐的经济发达区，只有保持土地利用系统的健康，才能 实现整个社会的可持续发展。而土地利用系统健康是实现土地资源持 续利用的前提，因此，维护经济发达地区土地利用系统的健康有十分 重要的现实性和紧迫性。 硕士学位论文 1 3 研究的主要内容及技术路线 1 3 1 研究的主要内容 ( 1 ) 土地利用系统健康评价的理论基础；健康、土地健康、土地 利用系统健康评价的内涵；土地利用系统健康的特点。 ( 2 ) 土地利用系统健康评价。根据土地利用系统的结构、功能、 效益建立评价指标体系；运用层次分析法确定指标权重，采用综合指 数法对土地利用系统健康状态进行评价，利用系统聚类分析法对土地 利用系统健康状况进行分区。 ( 3 ) 长株潭地区土地利用系统健康状况评价的应用。运用土地利 用系统健康评价体系对长株潭地区土地利用系统健康状况进行动态 分析，预测其发展趋势，并对三个市区及十二个县( 市) 土地利用系 统健康状况的空间差异进行分析，最后提出维持土地利用系统健康的 措施和建议。 1 3 2 研究的技术路线 ( 1 ) 查阅文献、调查研究、收集整理国内外有关土地利用系统健 康研究的资料，并对这些研究资料的进展进行综述，提出选题背景、 研究内容、研究对象。 ( 2 ) 合理地选取评价指标。土地利用系统是一个复杂的巨系统， 评价指标的准确选取是提高评价结果精确性的基础。本文采用德尔菲 法，请从事资源、环境、经济等方面的专家对初拟指标进行评价，最 后得出涵盖资源、环境、经济、社会等多方面在内的长株潭地区、市 区及县( 市) 土地利用系统健康评价指标体系。 ( 3 ) 本文选取影响长株潭地区土地利用系统健康的资源、经济、 环境、社会指标，并对这些指标进行分门别类，归纳为影响土地利用 系统健康的三个因素，建立三套评价指标体系，再采用层次分析法计 算各层次指标的权重。采用综合指数法计算19 9 7 2 0 0 4 年长株潭地区 土地利用系统健康综合指数，分析其动态变化，并对其发展趋势进行 预测。计算2 0 0 4 年三个市区及各县( 市) 土地利用系统健康综合指 数，并运用聚类分析法对县( 市) 进行分区，把所评价的对象分成一 级区、二级区、三级区、四级区。 长株潭地区土地利用系统健康评价研究 ( 4 ) 通过对土地利用系统健康水平动态变化分析及分区研究，提 出维护土地利用系统健康的措施。 本文研究的技术路线如下( 图1 1 ) ： 图1 1 研究的技术路线图 f i g 1 1t h ec h a r to f t h et e c h n o l o g i c a lr o u t e 1 4 研究对象及数据资料来源 1 4 1 研究对象 本文的时间序列研究对象是整个长株潭地区，空间差异研究又分 两组，一组是长沙市区、株洲市区、湘潭市区；另一组是十二个县( 市) 。 市区与县( 市) 分开评价，主要有以下几方面的原因：一是县( 市) 土地利用结构以农用地为主，耕地面积大，建成区面积少，而市区则 与之相反；二是人口组成方面的差异，县( 市) 农业人口及农业劳动 力比重高，而市区则是非农业人口及非农劳动力所占比重大；三是产 业结构不同，产业结构与土地利用结构密切相关；四是市区土地利用 涉及到城市与郊区两个方面。 硕士学位论文 1 4 2 研究数据资料来源 本文的数据资料主要来源于：1 9 9 7 , - - 一2 0 0 5 年湖南省统计年鉴、 1 9 9 7 - 2 0 0 5 年长沙市统计年鉴、1 9 9 7 - - 2 0 0 5 年株洲市统计年鉴、 19 9 7 - 2 0 0 5 年湘潭市统计年鉴、19 9 7 - - 2 0 0 5 年湖南省环境统计 年鉴、1 9 9 7 - - 2 0 0 5 年湖南省科技统计年鉴、2 0 0 4 , - - - 2 0 0 5 年长株 潭地区各县( 市) 统计年鉴，1 9 9 6 - - 2 0 0 4 年湖南省、长沙市、株洲 市、湘潭市、长株潭地区各县( 市) 土地利用现状变更表。 长株潭地区土地利用系统健康评价研究 2 土地利用系统健康研究的理论与方法 2 1 土地利用系统健康评价的理论基础 2 1 1 稀缺理论 物以稀为贵。土地集生存资料、享受资料、发展资料于一体，是 人类生活中必不可少的物质资料。土地资源的稀缺是必然的，这是市 场供需作用的结果。人口的不断增加，社会经济的快速发展，导致各 类用地需求量加大，土地资源的稀缺性问题日益凸现，人地关系日益 紧张，建设用地和非农建设用地之间的矛盾也日益尖锐。 区域内的土地资源在数量上是有限的，不会随着技术进步和社会 发展而有所改变，只会通过改变某类土地用途来增加另一类土地供 给。我国国土面积广阔，有9 6 0 万k m 2 ，但其总面积是不变的，而人 口是不断增长的，有限的面积与基数巨大的人口相比较而言，人均土 地占有量很少。2 0 0 4 年末我国人均土地占有量是0 7 3 9 h m 2 ，人均耕 地占有量是o 0 9 4 h m 2 ，与2 0 0 3 年相比较，分别减少0 0 0 4 h m 2 、 o 0 0 1 h m 2 。土地稀缺性导致土地供不应求，从而引发出土地利用系统 的健康问题。健康是可持续发展的基础，人们需求量的增加及需求的 多样化导致对土地的需求将不断增长且多样化，为满足人类不断增长 的需求，实现区域可持续发展，必须维护土地利用系统的健康。 由于土地面积具有有限性的特点，因此我们既要保护土地的生产 能力，又要尽一切可能节约使用土地。在土地资源有限供给的前提下， 如何在时空上有效地把土地资源分配于不同的用途，并与其它经济资 源达到合理组合，以使这些资源生产出更多为社会所需要的产品和提 供更多的劳务，又不导致生态环境质量下降，只有通过土地利用优化 配置的途径和手段，才能实现【3 5 l 。 2 1 2 可持续发展理论 可持续发展( s u s t a i n a b l ed e v e l o p m e n t ) 是2 0 世纪8 0 年代提出的 一个新概念。1 9 8 7 年世界环境与发展委员会在我们共同的未来 报告中第一次阐述了可持续发展的概念，得到了国际社会的广泛共 硕士学位论文 识。可持续发展定义是：“既满足当代人的需求，又不损害子孙后代 满足其需求能力的发展”【36 i 。资源、经济、社会和环境是一个密不可 分的整体，既要使经济快速发展，又要保护好人类赖以生存的自然资 源和环境，而不能光注重某一方面，而忽视另方面的发展。 可持续发展的核心是发展。经济和社会发展的前提是严格控制人 口增长、保护环境、资源永续利用。环境资源稀缺论要求在社会经济 生活中，应深入研究环境的承载力状况，从而合理有效地配置环境资 源，实现人口、资源、环境与经济协调发展，达到环境资源的永续利 用和生态的良性发展【3 7 】。丰富的自然资源和良好的生态环境是人类经 济发展和生活质量提高的基础，如果自然资源和生态环境遭到破坏， 那么经济发展就会受到限制，人类社会就不可能持续发展。可持续发 展所追求的效益应该是包括生态效益、经济效益和社会效益在内的综 合效益，而不是单纯地去追求某一方面。 资源的健康是可持续发展的前提，任何社会、任何形式的发展都 必须建立在一定资源的基础上。资源的不合理利用引发出一系列环境 问题，许多不可持续现象应运而生。经济的发展促使人们对土地的需 求量加大，产生了对土地资源开发利用过度、保护不力的严峻局面， 土地资源和生态环境遭到破坏。一段时间以来，全国不少地方，把以 经济建设为中心片面理解为“以g d p 增长为中心”，把加快经济社会 发展片面理解为经济“高速倍增”，大量浪费土地，换取经济的暂时繁 荣，换取g d p 的快速增长。造成的不良后果是，大量的开发区( 园 区) 违规而建，大量耕地被非法占用，被国务院责成江苏省公开查处 的铁本钢铁公司案件就是典型的一例【3 引。 土地资源可持续有两个方面的内涵：一方面，从生态学意义上来 说，是保持特定地区的所有土地均处于可用状态，并长期保持其生产 力和生态稳定性；另一方面，从社会一经济学意义上来说，是保持特 定地块之特定用途，比如食物安全和收入来源p 9 1 。土地利用系统健康 是土地可持续利用的基础，因此，在研究土地利用系统健康时，要把 生态、经济和社会效益作为考评指标，保障土地利用系统的整体健康 发展。 长株潭地区土地利用系统健康评价研究 2 1 3 生态经济学理论 生态与经济协调是生态经济学的核心理论。生态系统最终支撑人 类的所有经济活动，而人类社会系统是经济活动收益的最终受益者， 因此，生态经济学研究涉及到三个分析方面：生态系统、经济系统和 社会系统【4 0 1 。 众多学者的研究表明，生态和环境问题的实质是经济问题，环境 污染和环境破坏问题的根本原因在于自然资源利用的不合理性，忽视 资源利用的外部经济性【4 1 1 。人类为了创造满足自己需求的物质财富而 开发利用土地。当然，需求越多，对土地利用就越多。由于人们对土 地的不合理利用以及人口的不断膨胀，造成了一系列生态环境问题。 良好的生态环境是人类得以延续与健康发展的前提和基础。因此，人 类利用土地时，要遵循生态规律，注重生态与经济协调发展，才能使 土地利用活动朝着更健康的目标发展，保证土地利用系统健康，促进 社会经济的持续发展。 土地利用系统的实质是由土地自然生态系统与土地经济系统耦 合而成的土地生态经济复合系统，是人与土地相互作用的动态系统 4 2 1 。人类利用土地创造和积累了巨大的物质财富，但人为了生存和发 展又必须进行物质资料的消费。土地生态经济系统其本质既是一个能 动系统，又是一个可控系统【4 3 1 。如果合理利用土地，土地生态环境就 不断改善，反之会破坏土地资源，阻碍社会经济的发展，威胁人类的 生存。因此，生态经济学理论对土地生态经济系统的健康、协调发展 具有不可替代的指导作用。 2 1 4 协同学理论 协同学是2 0 世纪7 0 年代初联邦德国理论物理学家哈肯创立的。 协同学( s y n e r g e t i c s ) 是一门横断科学，是研究多组分系统整体协同变化 的自组织理论，其任务是处理由许多子系统组成的系统的协同有序发 展，不同系统的子系统可以是性质十分不同洲4 4 1 。协同论认为，不同 的系统尽管属性各不相同，但在整个环境中，各个系统间又存在着相 互影响而又相互合作的关系。在一定条件下，大量子系统组成的系统， 由于各子系统相互作用和协作，系统从旧结构转变为新结构，从无序 硕士学位论文 到有序【45 i 。协同学的理论核心是自组织理论，自组织状态是系统中各 子系统相互作用的结果。各要素之间的协同作用使系统整体结构处于 稳定状态，功能最优化，取得最佳综合效益。 系统的结构和状态是大量子系统协调和合作的结果。土地利用系 统是由一定的土地单元( 即土地子系统) 和一定的土地利用方式构成 的复合系统，土地子系统必然在时间和空间上与社会经济系统相互作 用、相互影响【4 们。由此可知，土地利用方式是否合理将会影响土地利 用系统的健康性。土地利用系统健康是一个永久性的、全社会的健康 问题，它关系着子孙后代的需求及社会的可持续发展。因此，我们必 须在土地、环境的承载力范围内发展经济，实现资源、环境、经济、 社会的协调发展，同时实现经济增长、社会进步、环境改善、资源保 护等目标【4 7 】。由于土地利用系统是一个复杂的耦合系统，运用协同学 理论来研究土地利用系统，可促进系统各组成部分协调发展，促进土 地利用系统健康发展。 2 1 5 市场供求理论 土地是稀缺而又不可再生的资源，它不仅要满足人类的衣食之 需，还要满足经济建设的土地供应。经济社会发展和土地供求之间的 矛盾越来越突出。要发展经济，就要利用土地，但地球上的土地并不 是全部都可以利用，要受到技术、经济等问题的制约。土地供给分自 然供给与经济供给，在一定时期内，土地的自然供给是缺乏弹性的， 但土地的经济供给是变化的，有弹性的。土地的经济供给是个变量， 自然供给变成经济供给后，才能为人类所利用。随着中国的城市化和 经济的发展，工、商、住宅用地的需求会不断增加。从实践看，土地 供不应求是绝对的、普遍的，而供过于求是暂时的、个别的( 图2 1 、 2 2 、2 3 ) 4 8 1 。人类为了满足自己的需求，不惜一切代价开垦荒地， 过度利用土地，最终导致土地利用系统失衡，资源、环境、经济、社 会这四个子系统不能协调发展，影响土地利用系统健康，影响社会的 可持续发展。土地利用数量的有限性，往往不能完全满足人们对各类 用地的需求，土地供不应求现象的产生是由于土地的稀缺性所致，从 而引发出土地利用系统的健康问题。土地作为一种特殊的商品，有着 特殊的供求规律，而这正是土地利用系统不健康的重要因素。 长株潭地区土地利用系统健康评价研究 图2 1 一般状态下的土地 供求均衡图 f i g 2 1t h ec h a r to ft h eb a l a n c e b e t w e e nt h es u p p l ya n dd e m a n do f l a n du n d e rt h ec o m m o n l yc o n d i t i o n d 图2 - 2 特殊的土地 需求曲线 f i g 2 2t h ed e m a n dc u r v eo f t h el a n du n d e rt h e s p e c i a lc o n d i t i o n q 图2 - 3 特殊的土地 供给曲线 f i g 2 - 3t h es u p p l yc u r v eo f t h el a n du n d e rt h e s p e c i a lc o n d i t i o n 2 1 6 热力学第二定律 热力学第二定律指出一切与热现象有关的实际宏观过程都是不 可逆的。热力学定律适用于所有的有限的宏观系统，无限的宇宙是由 无限多个有限的宏观系统组成，所以，热力学第二定律对无限的宇宙 也适用。因此，热力学第二定律也完全适用于土地。 土地利用不可逆过程可用“熵变”( d s 或s ) 来定量描述，即 d s 总= d s 体系+ d s 环砬o 或a s 总= a s 体系+ a s 环砬o 【4 9 1 。式中等式表示可逆过 程，不等式表示不可逆过程。即当体系熵变和环境熵变的总和大于零 时，则为不可逆过程。 例如，近年来，工业化和城镇化水平加快，大量的耕地转为建设用 地，耕地向建设用地的转移具有不可逆转性。如果要把建设用地恢复 为原来的耕地，这显然存在一定的障碍因素。在建设用地向原耕地转 化的过程中，土地的结构、功能等都发生了变化，改变了土壤局部小 气候与土壤物理特性的交互作用，土壤肥力降低。虽然可借助于外力 对某些不可逆过程复原，但这时在环境中己留下了永久性的变化，这 个变化采用任何曲折复杂的途径都不可能完全消除【4 9 1 。 这个理论告诉人们要合理利用土地资源，当一种土地用途变成另 一种土地用途后，若要再还原这种土地用途，土地的结构、功能、环 境都必然会发生质的变化，从而造成土地质量退化，土地利用系统向 较不健康和不健康发展，影响整个社会发展的速度。 硕士学位论文 2 2 土地利用系统健康的基本概念 2 2 1 健康的概念 19 4 6 年世界卫生组织( w o r l dh e a l t ho r g a n i z a t i o n ，w h o ) 把健 康定义为：健康不仅是没有疾病或病痛，而且是一种躯体上、精神上 以及社会上的完全良好状态【5 0 】。现代汉语词典将健康解释为“f 人 体、) 生理机能正常” s h ； m e r r i a m - - w e b s t e rc o l l e g i a t ed i c t i o n a r y ) ) 将 “h e a t h 解释为“ t h ec o n d i t i o no fb e i n gs o u