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西安市土地利用动态变化及生态安全分析 张春玲 摘要土地利用变化涉及土地资源自然属性和人类利用方式的变化，土地利 用变化研究包括全球和区域两个层次，前者强调土地利用变化对全球环境变化的 影响，后者则注重土地利用变化对区域社会经济可持续发展及生态安全的作用。 土地利用变化研究是目前全球变化研究的热点和前沿问题，土地利用动态与驱动 力研究是地学研究的前沿问题，主要研究自然驱动力与人类活动对地球系统变化 的影响作用，是当代国际地球科学，尤其是地球表层系统研究领域的重要内容。 而土地利用变化的自然和社会驱动力研究对于了解土地利用变化的机制管理，建 立土地利用变化的预测模型和调控对策起十分重要的作用。因此，分析土地利用 动态变化规律、分析其主要驱动因素，对区域土地的可持续利用和生态安全具有 重要的意义。 城郊地处城市边缘地带，是城乡经济发展的过渡带，也是人类活动影响剧烈 之地带，用地问题十分突出。通过监测城郊土地利用动态变化，进行科学调控， 避免土地利用中的短期行为和盲目性，对协调人地矛盾，优化城郊产业结构和城 市用地的合理布局，保障生态安全，实现社会经济的可持续发展具有重要意义。 西安市是我国中西部的特大城市之一，作为陕西省省会，不仅是陕西省的政 治、经济、科技、文化和交通中心，而且是联结我国东西部地区交通、通讯的咽 喉。然而，随着社会经济的持续快速发展和工业化、城市化进程的加快，西安市 及城郊区土地利用变化问题尖锐而突出，如土地利用矛盾加剧，土地利用结构不 尽合理，土地污染严重，土地利用率降低等，严重影响西安市社会经济与生态安 全的协调发展。 本文以西安市为例，以西安市城郊区作为研究重点，利用土地生态学和生态 经济学理论和可持续发展的思想，在地理信息系统技术的支持下，以县、区、乡 镇级行政单元为数据统计单元，根据土地利用相关资料、图件，结合实地考察， 分析评价土地利用情况，并从土地资源利用时空动态变化入手，依据土地利用动 态变化模型，从多个层次分析1 9 9 0 一2 0 0 2 年问土地利用数量变化、土地利用结 构空间变化、土地利用程度变化、土地利用变化的区域差异等动态变化特征，揭 示本区土地利用变化规律，分析土地利用变化对生态安全的影响，然后用数理统 计方法定最分析引起土地利用动态变化的驱动因素，并建立土地利用动态变化与 驱动因子之间的多元线性回归模型，最后根据西安市土地利用变化特点，提出西 安市土地资源可持续利用的对策及措施。 全文共分7 部分： 第一部分：绪论。简要阐述了土地利用土地覆盖变化研究的意义、国内外 的进展、研究的发展趋势以及研究区域的选择。 第二部分：西安市自然环境和社会经济环境概括。主要是对本文的研究区域 特征作以整体介绍。 第三部分：西安市土地利用变化中的研究内容与方法。简要介绍本文的研究 内容和论文中所用到的g i s 研究方法。 第四部分：西安市城郊区土地利用现状分析。主要分析了西安市土地资源及 用地结构、土地利用的特点及土地利用中存在的问题。 第五部分：西安市城郊区土地利用动态变化。主要从土地利用的数量变化、 土地利用的空间变化、土地利用程度变化、土地利用的区域差异及土地利用空间 格局5 个方面，分析西安市城郊带土地利用动态变化的过程，及对生态安全的影 响。 第六部分：西安市土地利用变化的驱动力研究。首先定性分析引起土地利用 动态变化的自然和人文驱动因素，然后以耕地为例，应用主成分分析方法定量分 析引起西安市地利用动态变化的社会经济驱动因素，得出西安市城市人口的迅 速增加，外来流动入口的增加，以旅游业为主的第三产业的发展和经济发展是引 起西安市土地利用动态变化的主要驱动力，并建立了耕地面积与驱动因子之间的 多元线性回归模型。 第七部分：西安市土地利用可持续发展对策。基于前面的分析，提出了西安 市土地资源可持续利用的对策和措施。 本文的创新之处在于： 1 选择区域方面，目前对西部地区的研究主要是集中在生态脆弱区，缺少对 西部特大城市的研究，本文选择西安市作为研究对象，对于研究西部城市土地利 用变化是一个尝试。 2 在研究方法上，本文在定性分析的基础上，应用数理统计方法，进行定量 计算和分析，做到定性与定量相结合，同时以g i s 为技术支持，使研究结果更趋 于精确和合理。 3 在研究内容上，把土地利用变化与生态安全结合为一体研究，对于重点区 以乡为单位进行定量分析，和影响驱动机理分析，使研究具有一定的前沿性和应 用性。 4 西安市土地利用可持续利用对策的提出，对西安市地方各级行政部门土地 规划提供了依据，对其生态环境的改善和经济发展水平的提高有重要意义。 关键词：西安市城郊土地利用动态变化驱动因素 i i s t u d i e so n e c o l o g i c a ls e c u r i t ya n d l a n du s e d y n a m i cc h a n g e s o fx i a nc i t y z h a n gc h u n l i n g a b s t r a c tl a n du s ea n dl a n dc o v e rc h a n g e ( l u c c ) i n c l u d en a t u r a lq u a l i t ya n d c h a n g e s o fm a n k i n du t i l i z e dw a y t h e s t u d y o fl a n du s ec h a n g ei n c l u d e st w ol e v e l s ：t h e g l o b a lo n e a n dt h er e g i o n a lo n e t h ef o r m e r e m p h a s i z e st h ei n f l u e n c e o f t h e c h a n g e s o f t h el a n du s eo nt h eg l o b a le n v i r o n m e n t ，a n dt h el a t e rf o c u s e so nt h ef u n c t i o n so fl a n d u s ec h a n g e so nt h er e g i o n a ls o c i o e c o n o m i cs u s t a i n a b l ed e v e l o p m e n ta n de c o l o g i c a l s e c u r i t y t h er e s e a r c ho f i a n du s ec h a n g e si s a t t r a c t i n gm o r ei n t e r e s t i nt h ef i e l do f g l o b a lc h a n g er e s e a r c h t h es t u d yo nl a n du s ec h a n g e sa n di t sd r i v i n gf o r c ea r et h e f r o n t i e rq u e s t i o n so f g e o g r a p h i cr e s e a r c h i tm a i n l ys t u d i e st h ei n f l u e n c ef u n c t i o n st h a t n a t u r em o t i v e sa n dm a n k i n da c t i v i t i e sh a v eo nt h ec h a n g e so ft h ee a r t hs y s t e m i ti s c o n t e m p o r a r y i n t e r n a t i o n a l g e o s c i e n c e s ，e s p e c i a l l y t h e i m p o r t a n t c o n t e n to ft h e s y s t e m a t i cr e s e a r c hf i e l do f t h ee a r t hs u r f a c el a y e r r e s e a r c h e so f n m u r a la n ds o c i a l d r i v i n gf o r c e so f l a n du s ec h a n g ep l a ya ni m p o r t a n tr o l ei nu n d e r s t a n d i n gm e c h a n i s m m a n a g e m e n t a n d s e t t i n gu pp r e d i c t i o n a lm o d e l o fl a n du s ec h a n g e t h u s ，a n a l y z i n gt h e l a wo fl a n du s ed y n a m i cc h a n g ea n dt h em a i nd r i v i n gf o r c e sa r e s i g n i f i c a n ti n s u s t a i n a b l eu s i n go f r e g i o n a ll a n da n de c o l o g i c a ls a f e t y t h eu r b a n r u r a ld i s t r i c tl i e si nt h ee d g ea r e ai nt h e c i t y , a n d i st h ei n t e r m e d i a t ea r e a o fe c o n o m i c a ld e v e l o p m e n to fb o t hu r b a na n dr u r a la r e a s ，w h i c hi n f l u e n c e sh u m a n a c t i v i t i e s g r e a t l y t h eq u e s t i o n o fl a n du s ei s q u i t es e r i o u s m o n i t o r i n gd y n a m i c c h a n g e s o fl a n du s e ，a d j u s t i n gs c i e n t i f i c a l l ya n d p r e v e n t i n ge x p e d i e n c y a c to rb l i n d n e s s i nl a n du s ea r es i g n i f i c a n tf o rh a r m o n i z i n gt h ec o n t r a d i c t i o no fm a n k i n da n dl a n d ， o p t i m i z i n gi n d u s t r i a ls t r u c t u r e o fu r b a n r u r a ld i s t r i c t ，g u a r a n t e e i n ge c o l o g i c a la n df o o d s e c u r i t y , a n dr e a l i z i n g s o c i a le c o n o m i c a ls u s t a i n a b l ed e v e l o p m e n t x i a ni so n eo f t h em e g a l o p o l i s e so f t h em i d w e s to f o u rc o u n t r y a st h ep r o v i n c i a l c a p i t a lo f s h a a n x ip r o v i n c e ，x i a ni sn o to n l yt h ep o l i t i c a l ，e c o n o m i c a l ，s c i e n t i f i ca n d t e c h n o l o g i c a l ，c u l t u r a la n dt r a f f i c c e n t e ro fs h a a n x ip r o v i n c e ，b u ta l s ot h ej o i n to f t r a f f i ca n dc o m m u n i c a t i o no ft h ew e s t e r na n de a s t e ma r e ao fo u rc o t m t r y h o w e v e r , w i t ht h er a p i dd e v e l o p m e n to fs o c i e t ya n de c o n o m y , a n dr a p i du r b a n i z a t i o n a lp r o c e s s a sw e l l ，t h ep r o b l e m so fl a n du s ec h a n g ea r eb e c o m i n gm o r eo u t s t a n d i n gi nu r b a n r u r a l d i s t r i c t f o re x a m p l e ，t h ec o n t r a d i c t i o no fl a n du s ei sb e c o m i n gd r a m a t i c ，a n dt h e i u s t m c n l r eo fl a n du s ei su n r e a s o n a b l e t h e p o l l u t i o no f l a n di ss e r i o u s a n dt h er a t i oo f l a n du s ei sr e d u c e d a l lt h e s er e s t r i c t h a r m o n i z i n gd e v e l o p m e n to fs o c i e t y a n d e c o n o m y a n d e c o l o g i c a ls e c u r i t yo f x i a nc i t yg r e a t l y x i a nc i t yi sc h o s e n 髂t h es t u d yo b j e c to ft h ed i s s e r t a t i o n a n dt h eu r b a n - r u r a l d i s t r i c ti nx i a l li st h e e m p h a s e s u t i l i z i n gl a n de c o l o g ya n de c o l o g i c a le c o n o m i c s t h e o r ya n dt h et h o u g h t s o fs u s t a i n a b l e d e v e l o p m e n t ，t h r o u g h g i st e c h n i q u e ，t h e d i s s e r t a t i o nr e g a r d s c o u n t y , d i s t r i c t ，v i l l a g e sa n d t o w n sa st h eu n i to f t h ed a t as t a t i s t i c s ， a n da n a l y z e st h el a n du s es i t u a t i o nb yr e l e v a n tm a t e r i a l sa n dm a p ，p r o c e e d sw i t h d y i l a m i cc h a n g eo fs p a c e - t i m ef o rl a n du s e a n da c c o r d i n gt ot h ed y n a m i cc h a n g e m o d e lo fl a n du s e ，t h eq u a n t i t a t i v ec h a n g eo fl a n dr e s o u r c e s ，t h ec h a n g eo fl a n du s e s 锄c t u r e ，t h ec h a n g eo fl a n du s i n gd e g r e e ，a n dt h ea r e ad i f f e r e n t i a t i o no fl a n du s e c h a n g ef r o m1 9 9 0t o2 0 0 2a r ea n a l y z e d b a s e do nt h ea n a l y s i s ，t h el a w so f l a n du s e c h a n g e sa r ed r a w n a tl a s t ，a n de n v i r o n m e n t a la n d e c o l o g i c a lc o n s e q u e n c e so f l a n du s e a r ea n a l y z e d s e c o n d l y , t h ep a p e rq u a n t i t a t i v e l ya n a l y z e st h ed r i v i n gf a c t o r so fl a n d n s e d y n a m i cc h a n g e sb ym a t h e m a t i c s t a t i s t i c a l m e t h o d ，a n d s e t s u p l i n e s h a p e r e g r e s s i v em o d e lb e t w e e nd y n a m i cc h a n g e so f l a n d n s ea n dt h ed r i v i n gf a c t o r s f i n a l l y , t h el a n ds u s t a i n a b l eu s em e a s u l 它si nx i a nc i t ya r ea c h i e v e d t h ed i s s e r t a t i o nc o n s i s t so fs e v e np a r t s t h ef i r s tp a r t 刚l i n m a r i z e dt h es i g n i f i c a n c e o ft h er e s e a r c h , t h ed e v e l o p i n gs i t u a t i o ni no u rc o u n t r y , t h ei n t e r n a t i o n a ll a n du s e c h a n g e s ，a n dt h e s e l e c t i o r io fr e s e a r c ha r e a t h eg e n e r a ls i t u a t i o no fn a t u r ea n d s o c i o - e c o n o m i cd e v e l o p m e n ti nx i a nc i t yi si n t r o d u c e di nt h es e c o n dp a r t i nt h et m r d p a r t ，r e s e a r c hm e t h o d sa n dc o n t e n t sa r ei n t r o d u c e d ，a n dg i si s c h o s e na st h em a i n m e t h o di nt h ed i s s e r t a t i o n n l ec u r r e n ts i t u a t i o no f1 a n du s eo fu r b a n r u r a ld i s t r i c to f x i a l li si n t r o d u c e di nt h ef o u r t hp a r t i tf o c u s 船o nt h ea n a l y s i so fl a n dr e s o u r c e s ，l a n d s 仃u c t i l r e ，l a n du s i n gc h a r a c t e r i s t i c s ，a n dp r o b l e m se x i s t i n gi nt h el a n du s eo f x i a n t h e d y n a m i cc h a n g e so f l a n du s eo f x i a na r ea n a l y z e di n t h ef i f t hp a r t t h e a n a l y s i si s b a s e do nt h eq u a n t i t a t i v ec h a n g e so fl a n dr e s o u r c e s , l a n du s es t r u c t u r e ，l a n du s i n g d e g r e e a n dt h a to f t h ea r e ad i f f e r e n t i a t i o no fl a n du s e a l lt h e s ea s p e c t sa l ed i s c u s s e d i no r d e rt oa n a l y z et h ep r o c e s so f d y n a m i c c h a n g e s o f l a n du s ea n dt h ei n f l u e n c eo nt h e e c o l o g i c a ls e c u r i t y s i x t h l y , t h er e s e a r c ho n t h e d r i v i n g f o r c e so f l a n du s ei si n t r o d u c e d d r i v i n gf a c t o r so f n a t u r ea n dh u m a n i t yt h a tc a u s ed y n a m i cc h a n g e so fl a n du s ea r e q u a l i t a t i v e l ya n a l y z e df i r s t l yi n t h i sp a r t t h e nt h ep r i n c i p a lc o m p o n e n t sa n a l y t i c a l m e t h o di su t i l i z e dt or e a l i z et h eq u a n t i t a t i v ea n a l y z e so f t h ed r i v i n gf a c t o r so f s o c i e t y a n de c o n o m yt h a tc a u s ed y n a m i c c h a n g e s o fl a n du s e t h ec o n c l u s i o nd r a w nf r o mt h e a n a l y s i s i st h a tt h ep o p u l a t i o n i n c r e a s i n g ，d e v e l o p m e n t s o fe c o n o m ya n dt o u r i s t i n d u s t r ya r et h em a i nd r i v i n gf a c t o r st h a tc a u s ed y n a m i cc h a n g e so fl a n du s ei nx i a n l i n es h a p er e g r e s s i v em o d e lb e t w e e nd y n a m i cc h a n g e so fl a n du s ea n dt h ed r i v i n g f a c t o r si ss e tu pa tt h ee n do ft h i sp a r t i nt h el a s t p a r t ，t h el a n ds u s t a i n a b l eu s e m e a s u r e sa r ea c h i e v e d ，w h i c hs u p p l yt h ed e c i s i o n m a k i n gs u p p o r tf o rl a n du s e p l a n si n x i a n k e y w o r d s ：x i a r tc i t yu r b a n - r u r a ld i s t r i c t d y n a m i cc h a n g e s o fl a n du s e d r i v i n g f a c t o r s v 1 绪论 1 1 土地利用覆盖变化研究的意义 土地利用是指人类有目的地开发利用土地资源的一切活动，如农业用地、工 业用地、交通用地、居住用地等都是土地利用的具体类型；土地覆盖则是指地表 自然形成的或者人为引起的覆盖状况，它强调土地的自然属性以及人类活动的结 果，包括各类作物、森林、草地、房屋、水泥及沥青路面等则为土地覆盖的类型。 土地利用与土地覆盖的关系是密不可分。土地利用的变化能够直接改变地表的 覆盖状况，它一方面改变地球表面物理特征，影响与气候直接有关的地表与大气之 间的能量和水分的交换过程；另一方面又能改变地球表面的生物地球化学的循环 过程，影响她表与大气之间的微量气体交换和土壤植被之间的营养物质输送。 另外，土地利用变化还通过土地覆盖的改变而直接影响到生物多样性、影响区域的 水分循环特征、改变生态系统的结构以及组成从而对生态系统的功能产生影响。 由于土地利用土地覆盖变化与气候、生态过程、生物化学循环、生物多样性以及 与人类活动的密切相互作用，土地利用与土地覆盖是目前全球变化的主要原因 【 6 土地利用土地覆盖变化是目前全球变化研究的核心主题。它不仅影响到了人 类生存与发展的自然基础，而且影响到地球生物化学圈层的结构、功能及地球系 统能量与物质循环等方面。与全球的气候变化、生物多样性的减少、生态环境变 化以及人类与环境之间相互作用的可持续性等密切相关。我国是世界上人口最多 的发展中国家，在耕地资源日渐减少的严峻形势下，保护耕地是当务之怠；同时 我国面临着发展经济和建设的任务，随着社会经济发展和城市化进程的加速，城 市空间扩展与耕地保护产生矛盾“1 。士地规划手段和体系、编制思想、土地管理 体制、土地市场的发育等存在的一些问题往往使得高效合理利用土地、有序发展 城市化的初衷落空。因此，土地利用土地覆盖及其变化的研究尤其是城郊土地利 用土地覆盖及其变化的研究应该说具有更为突出的现实意义8 】。它广泛涉及到资 源的有效开发利用与合理保护，生态环境保护与治理，耕地保护与事物安全，社 会经济的可持续发展等一系列重大问题，从而对我国2 1 世纪的发展具有关键性影 响。 我国城市土地利用面临着世界上少有的严峻环境。目前，国家正处于工业化 和城市化的加速发展阶段，城市用地扩展是发展经济和提高人民生活质量的必然 要求，而城市扩展不可避免的要占用的耕地资源在我国极为稀缺和宝贵。在这种 入地关系十分复杂和严竣的形势下，必须切实加强对城市土地利用的理论和实证 研究，严格的根据城市土地的客观规律来制定相关政策和指导实践活动。城乡交 错带是在快速的城市化过程中城市与乡村的经济和人口等相互渗透与扩散形成 地，是区域土地利用土地覆盖变化最快、最显著的区域，它带来产业转型、人口 迁移等各种复杂的社会经济问题并产生局部气候变化、生物多样性改变、环境污 染等一系列生态环境问题。目前，伴随着经济的快速发展和人口的增长，中国正 在进行着大规模的、快速的城市化过程”1 。因此，开展城乡交错带的土地利用土 地覆盖变化研究，特别是及时、准确地提取土地利用土地覆盖变化信息，认识格 局特征和演变过程，并在此基础上建立区域决策支持系统，开展预测和风险评价 等研究，无疑具有重要理论和实践意义。 城郊化是城市化高度发展的产物。无论是发达国家还是发展中国家，随着经 济的发展，在大城市周围出现了一系列被称为“郊区化”扩散现象，城市中心的 人口、工业、商业与住宅要素不断向周围地区迁移和扩展。改革开放前，由于我 国城市化水平较低，城市经济发展缓慢，农村经济结构单一，城乡间缺乏交流与 融合。加之城乡之间在劳动用工、户籍管理、社会福利和土地制度等方面存在政 策差异，城乡之间地域上的界限较清楚。随着城乡经济体制改革力度的加大，城 乡经济分割格局逐渐被打破。城市建设快速发展，城市建设用地迅速增加。通过 钤延扩展增加的城市用地占了大多数，导致周围大片良田、菜地被占用。因此， 城市发展过程中应如何合理安排城郊土地的合理配置与利用，值得深思。我国 9 0 年代经济过热的大环境引导和地方部门利益驱动下出现的城市开发热，使得忽 视农业和乡村的倾向加剧，大量宝贵的优质耕地被不合理占用和撂荒，与之相生 的是“虚城市化”现象( 即城市发展不符合城市化要求的内涵，过度追求外延增 长) 不断滋长。尤其在城市边缘地带( 即城郊) ，生态环境较脆弱，又是经济发展 的过渡带，用地问题十分突出。城市边缘区位于城市和乡村交互作用的焦点， 揭示其人地关系、地域关系的特征，分析其土地利用变化机制，监测城郊土地利 用动态变化，进行科学调控，避免土地利用中的短期行为和盲目性，对协调人地 矛盾，优化城郊产业结构和城市用地的合理布局，实现社会经济的可持续发展具 有重要意义“。 1 2 土地利用土地覆盖变化研究进展 1 2 1 国外进展 土地利用作为人类有目的、有意识的社会经济活动，发生在人类生存与发展的 整个历史过程中，对于土地利用变化发生的原因以及过程，人们很早就给予了关 注。目前，国际众多国家政府机构、科研部门与社会团体均在关注着发生在其周 围的土地利用与土地覆盖变化。早在1 9 3 1 年，w e b b 在对美国大平原( t h eg r e a t p l a i n s ) 农业社会的研究当中，就对当地农业土地利用类型的影响因素进行了研究 得出土地利用类型主要由当地的干旱程度决定的结论。进入2 0 世纪9 0 年代，随着 人口、资源和环境问题的日益突出，土地利用土地覆盖变化研究成为全球环境变 化研究的前沿和热点领域“。随着人类社会的发展，土地利用所带来的生态环境问 题逐步加剧，主要地表现在微量气体的释放、气候变化、土地退化、水文变化和生 物多样性丧失等方面，这促使人们不得不关注土地利用变化的问题。1 9 9 5 年，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( i h d p ) 联合发表了土 地利用土地覆被变化( l u c c ) 科学研究计划，该计划提出了l u c c 研究已经成为目 前全球变化研究的前沿和热点问题“2 卜“。1 9 9 9 年，i g b p 和i h d p 又发表了土地 利用土地覆被变化( l u c c ) 研究实施策略，进一步提出将士地利用的过程、土地 利用土地覆被变化的人类响应、综合的全球和区域模型作为研究的主题。其中， 土地利用变化机制是l u c c 研究的三大核心问题之一“”。 自从1 9 9 5 年i g b p 和i h d p 共同拟定并发表了土地利用土地覆盖变化科学 研究计划以来，一些积极参与全球环境变化的国际组织和国家纷纷展开了研 究，1 9 9 4 年联合国环境署( u n d p ) 启动了以东南亚为研究区的“土地覆被评价和 模拟( l c 圳) 项目；1 9 9 5 年国际应用系统分析研究所( i i a s a ) 开展了“欧洲和北 亚土地利用土地覆盖变化模拟”研究，1 9 9 6 年美国开展北美洲土地覆盖变化研 究；同年，欧盟也推出了欧洲的l u c c 计划。此外，日本国立科学院全球环境研究 中心在日本环境署的支持下开展的“为全球环境保护的土地利用研究”( l u g e c ) 项目。到2 0 0 2 年，在南非举办的“2 0 0 2 年区域地理大会”上，有关l u c c 的论文 多达3 0 余篇，无论是研究内容还是研究的范围都取得了一定的进展“ 因此，目前国际上土地利用土地覆盖变化研究项目，其重点领域和研究方法 大致地归纳为三个方面，即土地利用的动力机制、土地覆盏的变化、土地利用与土 地覆盖变化的区域与全球模型。而土地利用变化的过程与动力机制研究、土地利 用与土地覆盖类型的区域问题研究、区域性或全球性空间统计模型研究、遥感技 术在土地利用土地覆盖变化研究中的应用问题、土地利用土地覆盖的可持续性 研究等是今后国际上l u c c 变化研究的关键性领域” 1 2 2 国内进展 国内对土地利用与土地覆盖变化的研究领域主要包括：土地利用土地覆盖时 空变化研究、土地利用土地覆盖驱动机制研究和土地利用的生态环境效应研究。 深入研究中国土地利用土地覆盖变化机制及驱动因子的必要条件和前提是对其 现状特点及时空分布规律进行分析“近年来，中国学者在土地利用与覆盖的时空 变化研究方面取得一定的成绩 ( 1 ) 土地利用与土地覆盖时空变化研究。 国内土地利用土地覆盖时空变化研究表现在以下方砸：建立国土资源环境动 态数据库；对土地利用土地覆盖变化监测技术的研究：土地利用土地覆盖时空 变化的案例研究。对于建立国土资源环境动态数据库的研究，我国已利用l ：2 5 万卫片完成全国和分省土地面积的统计、全国l ：2 0 0 万土地利用卫星影像图及l ： 5 万主要城市土地利用现状卫星影像图等；国家环保局于2 0 0 0 年完成了“西部遥 感调查”项目。“：还有刘纪远等开展“国家资源环境遥感宏观调查与动态研究”， 并建立了中国资源环境数据库。对于土地利用与土地覆盖时空变化监测技术研究， 目前国内土地利用变化研究方法主要是和3 s 技术的结合，如党安荣等人利用3 s 技术对北京密云县土地利用动态变化研究“。主要的监测方法有：分类后比较法、 直接差值法、直接主成分法、变化向量法等。这些方法虽有可行性，但有一定的 不足。目前，国内学者正致力于这方面的研究。北京师范大学潘耀忠等人给出了 一种利用多光谱t m 和金色s p o t 数据信息融合的土地利用变化监测方法变异 特征监测法。“，该方法避免了有些方法对数据的一些限制，在信息融合技术上加 入了时间信息，对土地利用变化的监测精度有了很大的提高。 对区域土地利用土地覆盖时空变化案例的研究，国内学者不仅对各个地区的 土地利用变化的速度、土地利用结构、区域差异等进行分析，同时还利用数学方 法或数学建模定量分析土地利用变化。如朱会义等对环渤海地区土地利用的时空 变化进行了分析，洪军等人所做的上海土地利用时空变化及其驱动力分析“， 葛全胜等在对上个世纪中国土地利用时空变化研究“1 ，王思远等在遥感技术与 g i s 技术的支持下，对中国近5 年来土地利用的时间动态特征和空间动态特征进行 了定量分析“”，张明等人用典型相关分析法定量分析环渤海地区土地利用结构。”。 ( 2 ) 土地利用土地覆盖变化动力机制研究 目前对土地利用土地覆盖变化动力机制主要是对区域的动力因子用数学方 法进行定量分析，我国学者在这方面进行了大量的研究例如石瑞香等从i g b p 全 球变化陆地样带中中国东北样带( n e c t ) 内的农牧交错区选择典型样点作为研 究单元所作的研究，朱会义等人所做的环渤海地区土地利用变化的驱动力分析 1 ，王良健等人做的梧州市土地利用变化的驱动力研究。“，顾朝林对北京土地利用 变化机制的研究等”1 。 城市化是我国土地利用与土地覆盖变化的最主要作用力机制之一，开展城市 土地利用与土地覆盖变化的机制以及城乡作用机制研究，对揭示土地利用与土地 覆盖变化的动力机制有着极其重要的作用。如陈玉萍等人以武汉市城乡交错带为 例进行的土地利用动态变化与预测，顾朝林利用不同时段的土地利用遥感影像 4 图对北京市土地利用覆盖的机制进行了研究。还有对不同区域进行的比较研究， 如徐小黎等通过对北京和深圳两个城市的城市化过程的比较研究，指出其差异主 要是由于两个城市的政策和经济相互作用方式不同。“。 土地利用：b 地覆盖变化动力机制的研究的另一个途径则是对区域的动力因 子，在定量分析的基础上建立相关模型，土地利用土地覆盖模型主要揭示土地利 用与社会和自然驱动力之间的关系，对土地利用土地覆盖变化情况进行预测分 析，从而为指定土地利用规划和相关土地政策打下基础。因此，国内学者从不同的 角度出发构造了大量的适用于各种土地利用土地覆盖变化的模型。如高志强等提 出“中国土地利用的极地模式”。吴承祯等应用地统计学“k r i g e ”内插技术模 拟了我国土地利用程度的区域分异规律，为我国土地利用程度时空分布的模拟与 预铡提供可靠方法“”，细胞自动机( e e l l u l a ra u t o m a t o n ，简称c a ) 是一种“自下 而上”的动态模拟建模框架，贾华等把细胞自动机和灰色局势决策结合起来对土 地利用变换机制进行模拟1 ，赵庚星等则利用马尔科夫链模型模拟对土地利用空 间格局的变化及动态的分析”1 。 ( 3 ) 土地利用土地覆盖变化对生态环境影响的研究 土地利用土地覆盖影响了区域内水分循环特征、气候、植被、生物多样性， 土壤沉积物等，土地利用影响着土地覆盖，而土地覆盖必然对全球的环境变化产 生影响。因此，土地利用土地覆盖对生态环境的影响是l u c c 研究的主要内容。 目前国内学者已做了不少这方面的研究，如傅泊杰等以黄土丘陵区为例研究土地 利用变化对生态环境的影响“1 ，史培军等对深圳市土地利用土地覆盖变化与生态 环境安全进彳亍研究”1 ，郭东旭等研究了土地利用土地覆盖对区域气候及大气质量 的影响等。目前国际学者在这方面研究主要侧重于土地利用变化对全球环境变 化的研究，缺乏对区域生态环境的影响研究，而国内学者相反侧重于区域土地利 用变化对生态环境的影响研究，弥补这一不足之处。 1 3 土地利用覆盖变化研究发展趋势 土地利用变化研究涉及自然和入文等多方面的问题，需要跨学科的综合研究。 目前己有自然科学、社会科学多方面的学者参与到土地利用变化研究中来，使得 土地利用变化研究出现了多学科综合的发展趋势。随着研究的深化，多学科交叉 发展的趋势更为明显。 目前对土地利用覆盖变化的研究仍处于探索阶段。研究工作从两个方面开展 的：一方面是从宏观角度，对全球、国家或大区域水平上，对土地利用变化的驱动 力进行分析：另一方面是从微观角度，对农牧交错区、工矿区、大城市、典型县等 特定地区作实例研究，通过考察特定地区的土地利用变化与主要驱动力的关系，归 纳出一般规律。并逐渐呈现出地理信息技术应用、遥感数据应用以及强调对区域 自然要素和社会经济要素综合研究。但大部分研究成果仍停留在对土地利用变化 数据采集和现象分析阶段，应该加强遥感、g i s 技术、数理统计及传统社会经济 研究手段相结合，对土地利用土地覆盖变化进行模拟与预测研究。 在土地利用覆盖变化研究中，还有很多方面需要不断的探索、创新。如在全 球范围内如何实现土地利用与土地覆盖分类指标的统一、数据的标准化与分析方 法的规范化；类型研究与过程分析的结合；各个国家与地区如何相互协调构筑土 地利用覆盖变化案例研究的全球战略框架等。但是，在认识和预测人类对地球生 态系统影响的过程中，目前最为关键性的障碍是：缺乏全面和综合的人地关系相 互作用理论0 3 。士地利用覆盖变化研究根植于入地关系理论之中。如今，尽管某 些特殊的人地关系或者人地相互作用过程在土地利用理论体系中得到了一定的研 究，但是这些分散的理论需要系统的归纳和总结，形成综合的人地相互作用理论 体系。因此，如何科学地归纳、总结形成土地利用覆盖变化的理论体系对土地利 用覆盖变化研究的发展具有更为重要的意义。 城市化的发展，必将引起城郊地带的土地利用土地覆盖变化，而合理的土 地利用是区域可持续发展的关键。土地作为区域可持续发展巨系统中的予系统， 会影响到产业的持续发展。因此，城郊带的土地利用是否合理，会影响到城市化 的进程、城市经济的发展和生态安全。本文就目前土地利用土地覆盖的研究现状， 选择西安市作为研究样区，以西安市城郊区作为研究重点，研究西安市土地利用 土地覆盖动态变化、驱动力及对生态安全的影响。 1 4 研究区域的选择 西安市是我国中西部的特大城市之一，作为陕西省省会，不仅是陕西省的政 治、经济、科技、文化和交通中心，而且是联结我国东西部地区交通、通讯的咽 喉。然而，随着社会经济的持续快速发展和工业化、城市化进程的加快，西安市 所表现出土地利用变化问题也较为突出，如地供需矛盾日趋突出，土地利用结 构不尽合理，地污染严重，土地资源浪费等，严重影响西安市社会经济的协调 发展，也影响城市的生态安全。 西安市位于我国腹地的中心地带。南依秦岭山脉，北临北莽山黄土台塬，东 起零河和灞源山地，西到黑河以西的太白山地和青化黄土台塬。历史上曾是“古 丝绸之路”的起点，中外文化交流和东方贸易的中心。目前，又是西北最大的城 市和内陆开放城市之一，是联接东西部的交通枢纽。西安市为西部地区