土地资源生态安全评价研究

1、1 土地资源生态安全评价研究2 土地资源生态安全评价研究目 录土地生态安全相关概念研究背景与意义相关理论基础主要研究内容存在问题与研究趋势3 土地资源生态安全评价研究目 录土地生态安全相关概念研究背景与意义相关理论基础主要研究内容存在问题与研究趋势4 1.1 生态安全概念1 土地生态安全相关概念近年来新提出的概念，有狭义和广义的两种理解。I 狭义：指自然和人工自然复合生态系统的安全，是对生态系统完整性和健康的整体水平的反映（主要指自然属性）。II 广义：指人的生活、健康、安乐、基本权利、生活保障来源、必要资源、社会次序和人类适应环境变化能力等方面不受威胁的状态，包括自然生态安全、经济生态安全和

2、社会生态安全，组成一个复合人工生态安全系统（包括自然、社会和经济属性）。5 1.1 生态安全概念1 土地生态安全相关概念6 1.1 生态安全概念1 土地生态安全相关概念生态环境服务功能是生态环境系统基本属性 。生态足迹法通过对比生态承载供给与需求 ,定量地判断人类所施压力是否超出承载力, 为生态环境系统是否安全或距离安全目标远近提供权衡。生态风险实质从反面表征生态安全。7 1.2 土地生态系统1 土地生态安全相关概念土地生态系统是地球陆地表面上相互作用、相互依存的地貌、水文、植被、土壤、气候等自然要素之间以及与人类活动之间相互作用而形成的统一整体。8 1.3 土地资源生态安全概念1 土地生态安

3、全相关概念相关概念：土地资源持续利用的生态安全、土地生态安全和土地资源生态安全等，其内涵基本一致。土地资源生态安全(Land Resource Ecological Security)：在一定时空范围内，通过对土地资源的合理利用和管理，使土地生态系统能够保持其结构与功能不受威胁或少受威胁的健康、平衡的状态，并能够为保障人类社会经济与农业可持续发展提供稳定、均衡、充裕的自然资源，从而维持土地自然、社会、经济复合体长期协调发展。9 1.3 土地资源生态安全概念1 土地生态安全相关概念土地资源生态安全的本质：促使经济、社会和自然生态的协调统一，它是由土地自然生态安全、土地经济生态安全和土地社会生态安

4、全三方面组成的安全复合体系。如果考虑经济和社会因素对土地自然系统安全的影响，显然土地经济生态安全和社会生态系统构成土地生态安全的动力和出发点，而土地自然生态安全构成土地生态安全的基石和生态安全的核心。10 土地资源生态安全评价研究目 录土地生态安全相关概念研究背景与意义相关理论基础主要研究内容存在问题与研究趋势11 2.1 研究背景2 研究背景与意义12 2.1 研究背景全球气候变暖土地利用变化导致温室气体的大量排放（占人类活动排放总量的1/3），导致全球生物多样性减少，海水侵蚀，恶劣天气增加等；平均气温的上升直接导致冰川融化、海平面提高，冰川、冰架的融化导致了海平面的提高。2 研究背景与意义

5、13 2.1 研究背景水土流失水土流失是全球性的环境问题，严重威胁着区域经济发展。中国作为世界上水土流失最严重的国家之一，水土流失问题直接制约了区域的生态安全和经济社会的可持续发展。据全国第二次土壤侵蚀遥感调查显示，全国水土流失面积达356104 km2，超过我国国土总面积的1/3。（耕地减少和草场退化）2 研究背景与意义14 2.1 研究背景土地荒漠化和沙化土地荒漠化和沙化已成为严重威胁中华民族生存空间、严重制约我国经济社会发展的重要生态环境问题。截至2004年底，全国荒漠化土地为263.62 104 km2 ，沙化土地面积为173.97 104 km2 。2 研究背景与意义15 2.1 研

6、究背景生物多样性减少由于栖息地破坏和过度开发利用，一些野生动植物尤其是具有较高经济价值的野生动植物种群长期呈下降趋势。联合国环境署报告：自工业化初期至今，全球渔业资源减少90；1/3的两栖动物、1/5的哺乳动物和1/4的针叶树种濒临灭绝。我国目前濒危或接近濒危的高等植物达4 000种5 000种，占高等植物总数的1520。联合国濒危野生动植物种国际贸易公约列出的740种世界性濒危物种中，我国占189种，占世界总数的1/4。2 研究背景与意义16 2.1 研究背景耕地与湿地减少据中国国土资源公报，1996年全国耕地为13003.92104hm2，到2005年全国耕地减为12208.27104hm

7、2。从19992005年耕地收支状况看，因建设占用、生态退耕、灾毁等原因使耕地净减少780.43 104 hm2。近50年来，全国沿海丧失海滨滩涂湿地219 104 hm2 ，相当于沿海湿地总面积的50；全国围垦湖泊面积130 104 hm2 。超过“五大淡水湖”面积之和。（98年长江特大洪水灾害与此密切相关）2 研究背景与意义17 2.1 研究背景环境污染问题突出城市热环境问题：自然生态调控功能的丧失；土壤环境污染问题：自然生态用地进行工矿开发；水环境污染问题：农业面源污染，农药化肥的使用等大气环境污染问题：不合理的土地利用格局导致污染物难以扩散、通过自然界的自我净化功能消除污染问题。2 研

8、究背景与意义18 2.2 研究背景发展历程2 研究背景与意义 上世纪 90 年代以来随着跨越国界的全球性环境公害的日趋凸显，生态安全越来越受到关注。 1998 年 10 月， “亚太安全与和平发展会议” 首次提出 “21 世纪最大政治问题一是生态安全，二是资源安全”。 1999 年初俄罗斯率先成立 “俄罗斯国家安全会议生态安全委员会”。1999 年末美国也成立了 “美国国家生态安全委员会”。2013 年 5 月美国政府又成立了 “美国总统能源战略与生态安全委员会”。19 2.2 研究背景发展历程2 研究背景与意义在中国，从 20 世纪 90 年代开始，生态安全研究逐步成为热点。“维护国家生态环

9、境安全” 目标于中国国务院2000 年 11 月发布的全国生态环境保护纲要 中首次从国家层面正式提出。2006 年我国倡导成立国际生态安全合作组织，旨在以生态安全理念促进和平发展，降低气候变化风险，解决生态危机，保护自然环境，推进绿色执政。 2010 年 12 月国际生态安全合作组织成功主办了 “首届世界生态安全大会”。2012 年 12 月第二届世界生态安全大会通过了 “世界生态文明宣言与生态安全行动纲领”。在 2014 年 4 月 15 日的中央国家安全委员会第一次会议上，生态安全正式作为国家总体安全的重要组成部分，首次明确被纳入国家安全体系。20 2.2 研究意义探讨区域土地资源生态安全

10、评价方法，及时了解区域土地资源生态安全状态及变化，为土地利用提供科学决策依据，对于实现土地资源可持续利用有着重要的现实意义。彻底扭转各种不合理的（甚至是生态破坏型的）土地开发利用方式，按照生态规律和可持续发展原理的要求，最大限度的减少土地资源开发利用过程对自然生态系统结构与功能造成破坏，影响区域生物多样性保护与环境质量的改善等。探索并建立起生态友好型土地资源可持续开发利用体系和模式。2 研究背景与意义21 土地资源生态安全评价研究目 录土地生态安全相关概念研究背景与意义相关理论基础主要研究内容存在问题与研究趋势22 3.1 土地生态学理论土地生态学是土地生态学是土地科学与生态学的结合点和交叉性

11、学科，应用生态学的一般原理，研究土地生态系统的能量流、物质流和价值流等的相互作用和转化，开展土地利用优化与调控的学科。按照这个定义，土地生态学的任务十分明确：1、揭示土地生态系统的能量流、物质流和价值流等的作用规律；2、应用生态学原理，做到人类社会经济发展与自然生态规律协调一致，在此基础上开展土地资源的合理开发利用、整治保护和管理等。3 相关理论基础23 3.2 可持续发展理论可持续发展理论认为，人类任何时候都不能以牺牲生态环境为代价去换取经济的一时发展，亦不能为了今天的发展而损害明天的发展。可持续发展的关键在于正确处理好人口、资源、环境和发展的关系，建立良性、协调发展的“人口一资源一环境一经

12、济发展”系统。三个基本原则：公平性：代际间与代内公平；持续性：人类社会经济发展不能超过资源环境的承载力；共同性：共同的问题，共同面对。3 相关理论基础24 3.3 统筹人与自然和谐发展理论指在经济社会发展中注意处理好经济建设、人口增长与资源利用和生态环境保护的关系，通过建设资源节约型和生态环境保护型社会，在确保生态平衡和环境良好的基础上，实现经济的持续稳定增长和人民生活的富裕安康。坚持以人与自然和谐相处为核心，正确处理好4个环节正确认识自然、合理改造自然、充分利用自然和有效保护自然之间的关系正确认识自然，发现和掌握自然规律，并用于指导土地资源开发利用实践在对自然的改造和利用中难免会造成一些生态

13、破坏，因而还需要进行有效保护，使生态破坏度不超过自然界可以承受和恢复的程度。3 相关理论基础25 土地资源生态安全评价研究目 录土地生态安全相关概念研究背景与意义相关理论基础主要研究内容存在问题与研究趋势26 4.1 土地生态安全评价工作程序4 主要研究内容27 4.2 土地资源生态安全与土地利用，覆盖变化的关系研究4 主要研究内容随着国际地圈生物圈计划（International Geosphere Biosphere Programme，简称IGBP）工作的展开。土地利用变化的环境效应与生态安全的响应机制研究得到了更大程度的关注，土地利用/覆盖变化通过改变植被、水文、土壤等因素而改变土地生

14、态系统的生态安全状态。森林的开采导致下游洪水泛滥的频率和强度增加，并使得降水的再分配不平均；流域内部的各种土地利用与覆被类型的比例变化可以导致河流水质发生变化；赵文武等通过黄土丘陵沟壑区集水区尺度土地利用格局变化的水土流失效应分析发现土地利用格局变化明显改变了降雨量一径流量、降雨侵蚀力一输沙率的关系。28 4.3 土地资源生态安全评价指标体系研究4 主要研究内容建立科学的指标体系与评价标准是土地资源生态安全评价的关键环节。现阶段国内外尚无统一标准的土地资源生态安全评价指标体系。许多学者从不同角度、选择不同研究区域进行了土地质量指标体系及土地可持续评价指标体系的研究。1995年6月世界银行(WB

15、)与联合国粮农组织(FAO)、联合国开发计划署(UNDP)及联合国环境规划署(UNEP)共同发起，建立了土地质量指标体系项目研究的全球联盟基础，并发布了土地质量指标。29 4.3 土地资源生态安全评价指标体系研究4 主要研究内容张建新、汤洁和张虹波等人从土地资源生态压力、土地资源生态状态和土地资源生态环境响应三方面进行指标筛选，构建了土地资源生态安全评价指标体系。 国 际 经 济 合 作 与 发 展 组 织（OECD）提出的“压力状态响应”（PSR）评价体系。 压力指标（pressure）:指人类活动对环境的直接压力因子，例如废物排放、废物处理、公路网的密度、煤矿开采等； 状态指标（state

16、）:指环境当前的状态或趋势，例如污染物浓度、物种多样性，在这种背景下，生态安全评价研究关注植被盖度、生物丰度等方面的内容; 响应指标（response）:指环境政策措施中的可量化部分，它在社会处理环境问题过程不断发展。 30 4.3 土地资源生态安全评价指标体系研究4 主要研究内容31 4.3 土地资源生态安全评价指标体系研究4 主要研究内容刘勇、高桂芹等则是从土地自然生态安全系统、土地经济生态安全系统和土地社会生态安全系统三个角度选取指标。构建了区域土地资源生态安全评价指标体系。32 4.3 土地资源生态安全评价指标体系研究4 主要研究内容33 4.3 土地资源生态安全评价指标体系研究4 主

17、要研究内容34 4.3 土地资源生态安全评价指标体系研究4 主要研究内容35 4.3 土地资源生态安全评价指标体系研究4 主要研究内容值得注意的是，不同区域土地资源的自然条件和社会经济条件有所不同。其面临的生态威胁也不尽相同。例如山地丘陵地区土地资源最主要的生态威胁是水土流失，滨湖低洼地区土地资源最大生态威胁则是洪涝及土壤次生潜育化问题。而平原粮区土地资源最主要的生态安全问题是土壤污染等等。36 4.4 土地资源生态安全评价方法研究4 主要研究内容37 4.4 土地资源生态安全评价方法研究4 主要研究内容38 4.4 土地资源生态安全评价方法研究4 主要研究内容数学模型法：目前应用较多的一种方

18、法，首先筛选因子构建多指标的评价指标体系。指标体系建立以后，应用层次分析法(AHP)、专家打分法(Delphi)等方法确定指标权重。然后确定评价指标的标准值即判定安全阈值，设定评价等级准则。指标安全阈值的确定是土地资源生态安全评价的一个关键问题，也是一个难点。由于土地资源生态安全的评价标准具有相对性和发展性，不同时期或者不同国家和地区，其评价标准也会不同。指标安全阈值的确定带来困难。39 4.4 土地资源生态安全评价方法研究4 主要研究内容生态足迹法：能够持续地提供资源或消纳废物的、具有生物生产力的地域空间（biologically productive areas），其含义就是要维持一个人、

19、地区、国家的生存所需要的或者指能够容纳人类所排放的废物的、具有生物生产力的地域面积。生态足迹分析法是把一定区域内的人口所消耗的所有资源和能源及吸收这些人口所生产的所有废弃物的量都相应地转化为一定的生物生产土地面积。比较土地生态系统所能提供的生态足迹即土地生态承载力和人类对生态足迹的需求。如果土地生态承载力大于人类对生态足迹的需求，则出现生态盈余，判定系统是安全的；如果土地生态承载力小于人类对生态足迹的需求，则出现生态赤字，判定系统是不安全的。40 4.4 土地资源生态安全评价方法研究4 主要研究内容生态足迹法：能够持续地提供资源或消纳废物的、具有生物生产力的地域空间（biologically

20、productive areas），其含义就是要维持一个人、地区、国家的生存所需要的或者指能够容纳人类所排放的废物的、具有生物生产力的地域面积。生态足迹的方法从一个新的角度阐释了人类及其发展与资源环境的关系。其定量化程度高。可用较少的因素定量测算生态承载力状况，但因无法考虑生态承载力复杂因素间的作用，同时单纯以人类对自然资源的占有与利用角度分析系统的承载力水平，因而难免有些缺憾。41 4.4 土地资源生态安全评价方法研究4 主要研究内容景观生态学法：景观生态学强调空间格局与生态过程以及生态功能之间的联系，观结构、功能和变化是景观生态学关注的最基本的三个特征。景观生态学中的景观生态指数可以定量化

21、描述这三方面特征，景观结构、功能与变化与土地资源利用的关系相当密切。土地资源的退化也必然会导致区域景观结构和功能的失调或退化。42 4.5 土地利用安全格局研究4 主要研究内容土地利用安全格局是近年来提出的新概念。是指能够满足和保障区域土地资源生态安全的土地利用格局。不同的地区面临的主要生态问题不同，生态安全条件也不同。应该从区域实际生态问题角度出发，探讨土地利用安全格局的构建方法。Ian Allan等以保护区域水质为目标，应用GIS和缓冲区设计方法，建立了小流域土地利用格局优化模型。杨子生等针对山区土地资源面临水土流失严重的生态问题，设计了基于允许土壤流失量条件下的土地利用安全格局。43 4

22、.5 土地利用安全格局研究4 主要研究内容蒙吉军等以多目标优化、土地生态适宜性评价、区域土地生态安全评价和城市与矿产资源总体规划为依据，在生态安全和经济安全两种情景下，遵循建立的土地利用类型调整原则，借助 Arc GIS 空间分析技术，构建土地利用生态安全格局。44 4.5 土地利用安全格局研究4 主要研究内容45 4.5 土地利用安全格局研究4 主要研究内容46 4.5 土地利用安全格局研究4 主要研究内容47 4.5 土地利用安全格局研究4 主要研究内容48 土地资源生态安全评价研究目 录土地生态安全相关概念研究背景与意义相关理论基础主要研究内容存在问题与研究趋势49 5.1 存在问题5 存在问题与研究趋势（1）理论研究薄弱。由于土地资源生态安全理论研究的不够深入，生态安全概念、内容、本质的研究未达成共识，针对生态安全评价的基础理论研究更显薄弱，虽然国内学者从土地资源生态安全评价概念与学科体系、评价准则和指标体系、指标权重的确定、综合评价方法、安全等级的界定和政策建议等方面进行了研 究 ，但这些研究