區(qū)域土地利用景觀變化及其土地生態(tài)環(huán)境響應(yīng)

內(nèi)容簡介

孫麗娜、宋戈著的《區(qū)域土地利用景觀變化及其土地生態(tài)環(huán)境響應(yīng)》以松嫩高平原黑龍江省巴彥縣為研究區(qū)，對本研究涉及的土地利用景觀格局、土地利用景觀梯度變化及土地生態(tài)環(huán)境響應(yīng)等科學問題進行界定，以高程、坡度和地貌作為梯度分級基礎(chǔ)，結(jié)合行政區(qū)劃因素劃分研究區(qū)土地利用景觀梯度帶，分析各梯度帶的土地利用景觀結(jié)構(gòu)變化特征及景觀格局變化特征，基于“源－匯”景觀理論，分別對研究區(qū)的源、匯景觀類型進行識別，運用景觀空間負荷對比指數(shù)確定土地利用景觀變化對生態(tài)環(huán)境變化的貢獻率，分析影響各梯度帶景觀生態(tài)環(huán)境變化的景觀組分，運用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型對土地利用景觀環(huán)境變化的主要影響因子進行識別，采用單因子評價法對各因子的影響程度進行評價并空間插值到各梯度帶上，進而計算研究區(qū)各梯度帶土地利用景觀的生態(tài)潛力，為土地利用景觀格局優(yōu)化奠定基礎(chǔ)。2100433B

《城郊土地利用變化與區(qū)域生態(tài)安全動態(tài)》通過對生態(tài)環(huán)境較脆弱地區(qū)，人類活動影響較強烈之地帶，土地利用類型結(jié)構(gòu)的變化過程和驅(qū)動因素及驅(qū)動力與區(qū)域生態(tài)安全定量分析，從微觀和宏觀角度全面分析，為區(qū)域社會經(jīng)濟發(fā)展和生態(tài)安全提供依據(jù)?！冻墙纪恋乩米兓c區(qū)域生態(tài)安全動態(tài)》主要內(nèi)容包括：城市化與城郊土地利用變化問題、不同地區(qū)城郊土地利用結(jié)構(gòu)與變化特征、城市化過程對城郊土地利用結(jié)構(gòu)影響、城郊土地利用變化的生態(tài)環(huán)境效應(yīng)、區(qū)域生態(tài)健康與生態(tài)安全動態(tài)變化及空間差異、城郊土地利用調(diào)控對策與生態(tài)安全機制等。

本書基于流域森林景觀空間和土地利用/覆被變化理論，以潮白河流域及懷柔水庫流域TM影像數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，研究北京山區(qū)景觀格局變化及其驅(qū)動力、流域森林景觀格局變化及其驅(qū)動力、土地利用/覆被變化水文響應(yīng)、流域森林景觀空間格局優(yōu)化和流域森林景觀恢復(fù)與重建經(jīng)營，以探討森林景觀格局與土地利用/覆被變化及其生態(tài)水文響應(yīng)。通過對土地利用/覆被變化進行分析，對景觀指數(shù)加以描述和選擇，進而揭示土地利用/覆被變化的驅(qū)動力；采用SWAT分布式水文模型，對潮白河流域降水與徑流特征進行研究，揭示其生態(tài)水文響應(yīng)特征；利用灰參數(shù)線性規(guī)劃和CLUE-S模型模擬，對流域景觀格局進行優(yōu)化，同時提出流域森林景觀恢復(fù)與重建經(jīng)營方案。

本書可供水土保持學、景觀生態(tài)學、水文學、環(huán)境科學、地理學等專業(yè)的研究、管理人員及高等院校相關(guān)專業(yè)的師生參考。

流域土地利用模型分類

土地利用變化的研究方法一建立土地利用變化模型。從土地利用土地覆蓋變化的涵義及研究內(nèi)容出發(fā)構(gòu)建土地利用變化模型，是深入了解土地利用變化成因、過程，預(yù)測未來發(fā)展變化趨勢及環(huán)境影響的重要途徑，也是土地利用變化研究的主要方法。土地利用變化研究中的模型可概括為以下三種類型：

(1)系統(tǒng)診斷模型

系統(tǒng)診斷模型是深入了解土地利用變化機制的主要手段，可分為兩種類型的模型：

①基于經(jīng)驗的概念化邏輯診斷模型，如土地利用變化驅(qū)動力概念診斷模型。

概念化診斷模型是一種基于經(jīng)驗的定性分析模型，它是建立定量分析模型的基礎(chǔ)。概念性機理模型方面，一類是以經(jīng)濟學理論為基礎(chǔ)的，如一般概念性屠能-李嘉圖模型(GTR)就是建立在地租理論基礎(chǔ)上的。GTR模型對傳統(tǒng)的Thunen模型進行了擴展在模型中運用了兩種解釋變量：一種變量反映了土地利用的區(qū)位差異，稱為屠能成分，另一種變量反映立地質(zhì)量(通常是土地的自然條件)，稱為李嘉圖變量。國際應(yīng)用系統(tǒng)分析研究所(ⅡASA)建立的農(nóng)業(yè)土地利用變化模型則是以經(jīng)濟學中的一般均衡原理為基礎(chǔ)的。模型從基本競爭模型出發(fā)，將某一區(qū)域的土地利用格局看作是每個土地經(jīng)營者個體決策的結(jié)果。決策者基于土地自然條件為其提供的幾種用途選擇(由土地的多宜性決定)和體制因素(法律，政策，文化，習俗)對用途的限制，根據(jù)各種用途的投入產(chǎn)出函數(shù)，挑選獲利最大的用途。土地利用的變化可能源自各種用途的可能性發(fā)生變化，也可能源于各種用途比較效益的變化。前者可能由于土地政策的放松或收緊，技術(shù)進步改變了各種用途的生產(chǎn)函數(shù)，或者土地經(jīng)營者所面對的資源約束(勞動力，資本)發(fā)生了變化，后者往往源自各種投入和產(chǎn)出的價格波動。

②基于經(jīng)驗的統(tǒng)計診斷模型，如土地利用變化機制統(tǒng)計診斷模型。

由于土地資源是一個自然．人文綜合體，土地利用及土地覆蓋變化不僅受自然因素的影響，而且受社會、人文因素的綜合影響，僅僅通過直接測量無法充分分析土地利用變化的驅(qū)動力。因此需要將在一系列時空尺度下的觀測結(jié)果同經(jīng)驗?zāi)Ｐ拖嗦?lián)系，用一組觀察變量(如地貌、氣候、土壤、地表質(zhì)地、地勢等自然因素)，結(jié)合一組輔助性變量(如統(tǒng)計數(shù)據(jù))進行統(tǒng)計分析，這樣既能提供一個綜合的方法來認識土地利用變化，同時也為政策的制定提供了依據(jù)。統(tǒng)計診斷模型的建立為地理相關(guān)性預(yù)測及土地利用環(huán)境影響評價提供了依據(jù)。如中國農(nóng)科院與荷蘭瓦赫寧根大學共同開發(fā)的中國土地利用變化模型(CLUE．CH)，在不同的規(guī)模尺度，通過相關(guān)和回歸分析，找出影響土地利用變化的主要驅(qū)動因子，并在此基礎(chǔ)上預(yù)測未來土地利用的變化情景；經(jīng)驗性診斷模型往往能將模擬結(jié)果直觀地反映在地圖上，為未來土地利用管理決策提供參考。但該類模型缺乏相應(yīng)的理論背景，更多地依賴以往的數(shù)據(jù)來推測未來土地利用變化的規(guī)律，而且在數(shù)據(jù)選取時常常受數(shù)據(jù)可得性的制約和模型開發(fā)者主觀意志的影響。

(2)土地利用動態(tài)變化模型

土地利用動態(tài)變化包括土地資源的數(shù)量、質(zhì)量隨時間的變化，也包括土地利用的空間變化及土地利用類型組合方式的變化，同時也包括未來土地資源需求量的變化。因此，土地利用動態(tài)變化模型包括土地資源數(shù)量變化模型、土地資源生態(tài)背景質(zhì)量變化模型、土地利用空間變化模型、土地利用變化區(qū)域差異模型、土地利用程度變化模型、土地需求量預(yù)測模型，此外還包括土地利用變化驅(qū)動力模型。建立土地利用動態(tài)變化模型是研究土地利用變化過程、土地利用變化程度及未來發(fā)展變化趨勢的主要手段。

土地利用變化，由于影響到了人類生存與發(fā)展的自然基礎(chǔ)，如氣候、土壤、植被、水資源與生物多樣性等，影響到地球生物化學圈層的結(jié)構(gòu)、功能以及地球系統(tǒng)能量與物質(zhì)循環(huán)等方面，與全球的氣候變化、生物多樣性的減少、生態(tài)環(huán)境演變以及人類與環(huán)境之間相互作用的可持續(xù)性等密切相關(guān)。至今為止，有不少類似的研究著力于通過建立模型來探討土地利用的變化，但真正將土地利用變化與其空間分布相結(jié)合，探討不同尺度上土地利用的時空演變規(guī)律的動態(tài)模型并不多見。中國農(nóng)業(yè)科學院資源區(qū)劃所與荷蘭瓦赫寧根農(nóng)業(yè)大學合作，建立的中國土地利用變化及其影響模型(CLUS-CH)，屬于一種動態(tài)的土地利用時空變化模擬模型，可以說是在LUCC研究領(lǐng)域的一項有益探索。

(3)土地利用變化綜合評價模型

由于各類模型所具有的功能不同，因此，將多種模型的優(yōu)點結(jié)合起來構(gòu)建綜合模型用于研究LUcC的驅(qū)動機制并進行動態(tài)模擬是一個重要方向。這方面，近年來出現(xiàn)的CLUE-S模型是一個較好的代表，它具備同時預(yù)測土地利用及土地覆被數(shù)量和空間位置變化的能力。

建立模型，還應(yīng)落實到空間上，即與地理信息系統(tǒng)相結(jié)合。目前，這樣的模型還處在探索之中。像資源環(huán)境研究領(lǐng)域的其它問題一樣，最大的挑戰(zhàn)來自于問題的復(fù)雜性。土地利用及土地覆被變化的社會經(jīng)濟與環(huán)境驅(qū)動因子間在不同的空間和時間尺度上錯綜復(fù)雜的相互關(guān)系，使這種變化具有較大的不確定性。顯然，驅(qū)動因子一土地利用一土地覆被系統(tǒng)的變化機制不是單一的模型所能刻畫的。因此，需要采取多種手段進行綜合研究。

流域土地利用驅(qū)動力分析

土地利用變化的驅(qū)動力主要來自三個方面：(1)自然因素，由于自然因素導(dǎo)致土地的屬性發(fā)生變化，迫使人們改變土地利用的方式，可認為是被動性的變化，而且變化速度相對比較緩慢；(2)社會因素，隨著社會經(jīng)濟發(fā)展的不同時期，人們觀念和政府政策的轉(zhuǎn)變導(dǎo)致人們對土地產(chǎn)出的種類和數(shù)量的需求發(fā)生變化，導(dǎo)致土地利用發(fā)生變化，可認為是主動性的變化；(3)科技進步，使得人們從科學的角度合理規(guī)劃使用土地，導(dǎo)致土地利用的變化，可稱之為技術(shù)性變化，可稱之為技術(shù)性變化。