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土地科学进展论文怎么写啊

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土地科学进展论文怎么写啊

国土资源有广义与狭义之分:广义的国土资源是指一个主权国家管辖的含领土、领海、领空、大陆架及专属经济区在内的资源(自然资源、人力资源和其它社会经济资源)的总称;狭义国土资源是指一个主权国家管辖范围内的自然资源。国土资源具有整体性、区域性、有限性和变动性等特点。  以国家行政来讲,即国土与资源,通俗讲即土地与矿产。  国土资源是指一个国家或地区由自然资源和社会经济资源组成的物质实体。  其特性为:①数量上的无限性和有限性。有些资源属于可持续不断地开发利用的可再生资源,如太阳辐射能、风、水力、潮汐能及地热等;有些属于数量有限的不可再生资源,如几乎全部矿物资源;有些资源现有数量虽有限,但可在短期内繁殖、再生和发展,称可更新资源,如动植物、地下水、劳动力等;②分布上的不平衡性。因受多种因素影响,资源的地理分布往往是不平衡的,在数量和质量上有明显的地域差异;③开发利用上的可变性。有些资源在不同的地区、不同历史时期和生产力发展水平下,其开发利用程度差异较大。中国国土资源绝对数量大,种类齐全,其中有不少在世界上居优势地位。但因人口众多,人均占有量大大低于世界平均水平。  从广义角度看,国土资源是一个国家领土主权范围内所有自然资源、经济资源和社会资源的总称。对自然资源有多种定义,一般可以这样理解,即认为自然资源是指在一定的时间、地点条件下能够产生经济价值的、提高人类当前和将来福利的自然环境因素的总称,如:土地资源、矿藏资源、水利资源、生物资源、海洋资源等。应该认识到,随着人类社会发展和科学技术进步,对自然资源的理解范围会不断扩大,过去被认为不能利用的自然环境因素,也会变为有一定经济利用价值的自然资源;经济资源是指在一定生产条件下形成的具有经济意义的各种固定资产,如:工业资源、农业资源、建筑资源等;社会资源主要指人力资源以及为人力资源服务的教育、文化、科技等基础设施。   狭义的国土资源是一个主权国家管辖范围内的全部疆域的总称,包括领土、领海和领空。国土资源是一个国家人民生活的场所和生产基地,是国家和人民赖以生存和发展的基础。从这个意义上讲,也可以认为国土资源是指一个国家主权管理地域内一切自然资源的总称,其中最主要的是土地、水、气候、生物和矿产资源。国土资源与自然资源最大区别之处在于国土资源有一定的空间地域的限定,也就是主权范围内的自然资源即为狭义的国土资源。

曹银贵1,2 王静1 程烨1,2 郝银3 许宁1,2(中国土地勘测规划院土地利用重点实验室,北京,100035;中国地质大学土地科学技术系,北京,100083;湖北省荆州市土地整理中心)摘要:综合叙述土地利用/覆被变化研究20 多年来的研究进展,总结了在土地利用数量变化研究、驱动力研究、土地利用变化模拟研究方面取得的丰硕成果。一方面是驱动力因子的多样性;另一方面是土地利用变化模拟方法的交叉性,从数量模拟研究转向空间模拟研究,从单方法模拟研究转向多种方法结合的模拟研究,从生物物理驱动力的建模方式转向生物物理驱动力与社会经济驱动力相结合的建模方式,未来研究则要加强精度的要求,使其研究成果能真正引导土地利用规划。关键词:土地利用/土地覆被变化;驱动力;土地利用变化模拟土地利用/覆被变化(LUCC)研究于1995年启动。10余年间,LUCC 研究始终是全球变化研究的热点之一,并取得了丰硕的研究成果[1]。除了体现在 LUCC 监测技术、驱动力、生态环境效应和建模研究等不同方面外,LUCC 研究在理论上也取得了非常大的突破。土地利用/覆被变化研究之所以能够取得重大突破,一方面是因为土地利用/覆被变化是引起其他全球变化问题的主要原因,因而在全球环境变化与可持续发展研究中占有重要地位;另一方面是因为地球系统科学、全球环境变化以及可持续发展涉及到自然和人文多方面的问题,而在全球环境变化问题中,土地利用/覆被变化可以说是自然和人文过程交叉最为密切的问题[2]。LUCC 的研究起初是从全球变化研究入手,发展到现在,开始重视典型区的研究;从简单的数量研究发展到空间变化上的研究;从简单的土地利用转换的研究发展到生态足迹、能流与物流的转换研究。总的来看,LUCC 的研究是越来越微观,在此简要回顾一下 LUCC 研究的进展。土地覆被是指存在于地表的植被(自然的或者是种植的)以及人工建筑,例如水体、冰面、裸露的岩石、沙地都可以认为是具体的一种土地覆被形式[3],土地利用则定义为同时包括改变土地生物物理属性的利用方式和产生这种利用方式的目的[5]。土地利用的形式是多种多样的,耕地、林地、园地等都是土地利用的类型。从土地覆被与土地利用二者的含义来看:土地覆被主要是指自然的地表形态,而土地利用重在突出人类的社会经济活动对土地资源的作用,体现出了土地的使用状况或土地的社会、经济属性;因此土地利用和土地覆被构成了土地的两种属性[2]。通常情况下,土地覆被的变化会影响土地利用决策,土地利用变化则会导致土地覆被变化,再影响到土地利用决策,从而产生新一轮的土地利用变化[4,5]。由于当代的土地覆被变化主要是人类对土地利用影响造成的,所以认识土地利用变化,是了解土地覆被变化的首要条件。自20世纪90年代以来,全球环境变化研究领域逐渐加强了对土地利用/覆被变化的研究。“国际地圈与生物圈计划”(IGBP)和“全球环境变化人文计划”(IHDP)于1995年共同发起了“土地利用/覆被变化”(LUCC)研究计划,并于1996年提出了5个关于土地利用/覆被问题及3个焦点[6]。5个框架问题是:①过去的300年中人类的活动是如何改变土地覆盖的?②在不同的历史阶段、不同地理单元,土地利用变化的主要人为因素是什么?③在今后50~100年中土地利用变化将如何影响土地覆盖?④直接的人文和生物物理过程是如何影响特定土地利用类型的承载力的?⑤气候和全球生物地球化学作用怎样影响土地利用和土地覆盖?反之又如何?3个焦点是:①土地利用动态变化——典型对比分析研究;②土地覆被动态变化——直接观察和诊断模型;③区域的与全球的模式——综合评价的框架。总的来看,土地利用变化研究主要是理解土地利用变化的原因和结果,同时模拟土地转换的时空类型[7]。1 土地利用数量变化研究区域土地利用变化包括土地利用类型的面积变化、空间变化和质量变化[8]。面积变化首先反映在不同类型的总量变化上,通过分析土地利用类型的总量变化,可了解土地利用变化总的态势和土地利用结构的变化[9]。目前土地利用的数量变化指标有:土地利用变化的幅度、土地利用变化的速度和土地变化的区域差异。通过各地类之间的转化,得出土地利用的转化矩阵。2 驱动力研究有关 LUCC 驱动力的研究是探索 LUCC 驱动机制的核心问题[10]。Riebsame 认为土地利用变化的预测研究是很艰难的,因为它需要了解土地利用变化的根本性的驱动力[11],而土地利用预测模拟研究的先决条件是要确认最重要的驱动力[12]。纵观国际上土地利用/覆被变化的驱动机制研究,目前主要是通过大量的案例与比较,探讨土地利用/覆被变化的动力学机制[13]。Fu Congbin 认为土地利用/覆被变化的驱动力是:气候变化和人类活动[14],由此可见驱动力研究指标的选取一方面与自然状况有关;另一方面与人类活动有关。因此驱动力通常分为生物物理(bio-physical)和社会经济(socio-economic)两大类。生物物理驱动力包括自然环境的特征和过程,例如气候变化、地形、火山爆发、植物演替、土壤类型和过程、自然资源的有效性等[15];而社会经济驱动力则包括人口变化、贫富状况、技术进步、经济增长、政治经济结构以及价值观念等[6,16,17]。有的时候驱动力与被观察的土地利用变化在空间或时间上相差甚远,经常涉及宏观经济政策的转变和政策的变化,这些都是很难预测的[18]。由于不同区域土地利用的驱动机制存在一定的差异,因此驱动力方面的研究都是以单一的区域为研究对象。AVeldkamp 认为土地利用变化的驱动力因子随着比例尺的不同而发生变化:在农田比例尺的情况下,主要是由社会性的和易近性的驱动因子在起作用;在景观研究尺度内,主要考虑的是地形和农业气候条件;在区域和国家尺度下,气候、人口和宏观经济政策将共同作用[12]。1 生物物理驱动力对于区域性的土地利用/覆被变化研究而言,生物物理方面的驱动力对土地变化的影响在一个比较短的时间段内是比较小的,通常也是不显著的。石瑞香的研究表明,自然(气候)因素并未构成样带上近年来土地利用(尤其是耕地)变化的主要驱动力[19],但是并不是没有影响的。邹亚荣在中国农牧交错区土地利用变化的研究中表明,青藏高原的上升是晚新生代北半球气候变化的重要驱动力,引起了我国北方气候的干旱,对我国农牧交错区的形成,特别是对东部草地变化产生了影响[20]。叶宝莹在嫩江中上游地区的土地利用变化研究中选取了高程、坡度作为土地利用变化驱动力的指标,结果表明二者与土地利用变化的线性关系明显[21]。地貌类型也会影响土地利用的变化,草地受地貌条件的影响与控制较耕地小[22];城市的边缘区的土地利用会受到地形的影响,北京城乡过渡区的土地利用变化的发展趋向,在地域上深受西北部山地的阻力作用,可能会形成不对称发展[23]。袁俊在湖北省土地利用变化的研究表明,湖北省土地利用年变化率较低,主要是由特殊的地形限制的[24]。赵庚星认为50年前黄河三角洲地区的土地利用变化主要是受气候因素、风暴潮和黄河改道等自然因素驱动[25]。2 社会经济驱动力土地利用是社会的一面镜子[26],土地利用变化能够很好地反映社会经济发展的历程。土地资源条件虽是土地利用结构形成的决定性因素(基础因素),但是对于人类活动而言,这种变化是缓慢的,Elena GIrwin 认为人类活动是引起土地利用变化的一个主要成分[7],因此分析社会经济因素对土地利用变化的作用摆在首要的位置[27]。陈百明认为在社会经济驱动力方面,土地利用变化与人口增长之间有明显的联系,但同时这一变化与技术进步、富裕程度、经济状况,以至文化、宗教、军事等之间也能找到一定的相关关系[28]。并且大部分的案例研究都突出了政策对土地利用变化的重要作用,例如京都草案这一国际性的环境政策将对未来的土地利用变化产生深远的影响[29]。龙花楼研究表明几年或几十年的土地利用变化主要是由人类的社会经济活动影响所导致[30]。袁俊认为城镇人口的迅速增长、第二产业的发展、对土地产品的需求变化和交通条件及政府政策等社会经济驱动力导致了湖北省的土地利用变化[24]。周青在农地利用变化驱动机制的理论分析的基础上,构建了农地利用变化强度的指标体系,在指标体系中特别引入了邻近城市的辐射和耕地保护政策对土地利用变化的影响[31]。陈百明为深入分析和认识耕地占用与 GDP增长的关系,运用了 Decoupling (脱钩)理论,开展我国耕地占用与 GDP 增长的脱钩研究,揭示了我国各类区域耕地占用与 GDP增长的相互关系的典型模式[32]。王秀兰认为随着人口数量的变化,供人类生活、生存所需的耕地资源数量在不断地变化,因而,耕地的生态环境背景质量发生着相应的变化[33]。对于城市土地利用而言,交通条件对土地利用类型的转变起到了内因作用,转化为城镇用地的土地利用类型与距交通干线的距离有一定关系[13]。3 土地利用变化驱动力模拟土地利用系统的复杂性需要多学科的分析[34]。AVeldkamp 认为土地利用模型应该代表土地利用系统部分的复杂性;能够检验社会和生态系统结合的稳定性[12]。土地利用变化模拟是为了明确土地利用变化的原因,定量地证明多个因素对某一个因素的关系和影响,不同的模拟方法已经在土地利用变化中得到广泛应用。起初,土地利用变化模拟的研究重在生物物理因子方面的模拟研究,例如海拔、坡度、土壤类型等。后来根据研究的需要,土地利用变化社会经济驱动力方面的数据整合到模型中[35]。但是社会经济指标缺少空间上的简化数据,这样将很难将社会和自然数据结合起来。AVeldkamp 认为生物物理过程的空间单元和行为组织者决策的空间单元是不一样的[12]。在土地利用变化模拟研究的开始阶段,基本上都是从数量上进行研究,后来由于遥感技术、空间地理信息系统技术的发展,从空间上实现了土地利用变化的模拟。同时研究的方法也有很大的提升,从单一方法的模拟研究发展到多种方法的结合。1 土地利用变化的数量模拟土地利用变化的数量模拟是从数量的角度来分析模拟土地利用变化的过程。彭文甫首先利用因子分析的方法,确定了影响土地利用变化的相关因子,然后采用多元线性回归分析的方法,预测了土地利用的变化[36]。王波利用多元相关分析的方法对经济管理体制对土地利用变化进行了模拟,用具体的产值代替了无法量化的经济管理体制[37]。张海龙利用马尔柯夫模型,确定了渭河盆地各土地利用类型之间相互转化的初始转移概率矩阵,从数量上预测了该研究区土地利用变化[38]。虽然马尔柯夫模型在土地利用变化数量研究上表现出较好的应用性,但是由于这种预测是以末期和基期的时间间隔为预测单位,所以只能预测时间间隔整数倍的特定时期的情况,其灵活性和适用性受到限制[39]。由于灰色预报模型克服了统计回归分析方法需要大样本序列的弊端,吴素霞利用该方法预测了石家庄地区未来15年内耕地面积的变化趋势[40]。吴普特采用 BP 神经网络的方法对耕地减少进行了预测,将影响耕地变化的各驱动因子作为神经网络的输入层神经元,将耕地面积作为输出层神经元,经过反复的训练模拟,表明采用 BP 神经网络的方法在预测耕地资源减少量时精度较高,可靠性较好[41]。另外还有利用元胞自动机的方法研究土地利用变化,重在空间上的变化模拟。2 土地利用变化的空间模拟土地利用变化的空间模拟主要是从土地利用/覆被在时间序列上的变化过程进行模拟预测,另外还包括从主要的驱动力入手进行空间上的模拟预测。土地利用变化的空间模拟主要是在一些空间变量间建立关系函数,并模拟预测土地利用变化[42]。众多学者在高度集聚尺度下进行土地利用变化的空间简化模型研究,例如单个的景观元胞。同时利用遥感影像获得空间研究数据,使与土地利用变化相关的基本地理单元和环境过程概念化[7]。Kasper Kok提出了土地利用转换及效应(CLUE)模型框架,这是一个合理的少见的空间简化土地利用模型,该模型用来分析复合比例尺条件下的土地利用变化问题[43]。摆万奇利用Logistic逐步回归模型,从空间上确定了主要的驱动因素及其定量关系[10]。叶宝莹在GIS的支持下,利用空间相关分析筛选出影响土地利用变化的主要因子,并利用空间多元线性回归函数求得研究区土地利用程度变化模型[21],目前应用较多的是将多种研究方法综合起来运用。Bryan CPijanowski 将 GIS 和神经网络结合起来研究土地利用转换模型(LTM),从空间上来模拟土地利用变化的复杂过程,这一模型把社会经济、政策和环境等变量作为输入,并建立起了土地利用变化与公路、高速公路、居民点道路、河流、湖岸线之间的空间函数关系[42]。现阶段土地利用变化的模拟主要是针对单一的土地利用类型的变化模拟,例如国际上许多学者利用元胞自动机(Cellular Automata)开展城市增长的模拟研究[44,45,46]。有研究者利用神经网络的元胞自动机来模拟复杂的土地利用,整个模型的结构十分简单,用户不用自己定义转换规则及参数,该模型是在ARC/INFO GRID环境下利用AML宏语言写成[47]。侯西勇运用马尔柯夫的元胞自动机模型模拟研究区2010年土地利用的数量和空间分布,结果比较可信[48]。4 土地利用模型的精度分析土地利用模型的精度分析又叫模型的不确定性评价,反映数据输入及模型本身存在的不确定性和产生的结果[49]。模型的不确定性包含输入数据的不确定性和模型结构的不确定,遥感数据的获取会存在不确定性,例如在其纠正时采用的地面控制点的误差是不可能消除的,纠正过的遥感数据或图像产品也始终不能与地面实况完全一致,不同程度上存在着残余误差[50]。同时在影像解译的过程中也会出现适当的误差而产生不确定性。另外在数据转换的过程中,比如矢量到栅格的转换,就会产生新的不确定性。由于模型的结构是基于数学方法,用简化的数学模型来模拟复杂的行为,这也是一种非常重要的不确定性。为了减小不确定性,应该避开矢量—栅格数据的转换过程,同时使用高分辨率的土地利用数据,在模拟分析的过程中,分类型单独预测模拟,然后再综合分析[48]。为了增强土地利用变化科学的研究,必须从三个方面入手。首先是数据方面的准确性,其次是方法的先进性;再次是理论的新颖性,这三个方面是相互联系的。在土地利用变化研究的过程中,要重点突出决策层思想,在空间上体现人类活动对土地利用变化的影响。要更好地发展土地利用变化的经济模型,这需要比较成熟的空间经济理论作为支撑,这样才能解释移民、雇用增长、政府行为的时空类型,这些都会影响到土地利用变化。利用相关模型分析土地利用的环境影响评价、政府决策和政策形成。同时在土地利用变化研究的过程中,应该注重多种方法的结合,选择精度最优的方法来提高研究成果的可信度与参考性。参考文献[1]路云阁,蔡运龙,许月卿走向土地变化科学——土地利用/覆被变化研究的新进展[J]中国土地科学,2006,20 (1):55~61[2]王秀兰,包玉海土地利用动态变化研究方法探讨[J]地理科学进展,1998,10 (5):51~54[3]FAOIntegrated approach to the planning and management of land Draft report of the UNSecretary-General on the implementation of Chapter 10 of Agenda 21 to the Commission on Sustainable Development 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GBrown,Bradley AShellito Using neural networks and GIS to forecastland use changes:a Land Transformation Model [J]Computers,nvironment and Urban Systems,2001,inpress[43]Kasper Kok,Andrew Farrow,AVeldkamp A method and application of multi-scale validation in spatialland use models [J]Agriculture,Ecosystems and Environment,2001,85:223~238[44]Batty M,Xie YFrom cells to cities [J]Environment and Planning,1994,21:531~548[45]White R,Engelen G,Uijee IThe use of constrained cellular automato for high-resolution modeling of urbanland use dynamics [J]Environment and Planning,1998,25:323~343[46]Wu F,Webster C JSimulation of land development through the integration of cellular automata and multicriteria Environment and Planning,1998,25:103~126[47]黎夏,叶嘉安基于神经网络的元胞自动机及模拟复杂土地利用系统[J]地理研究,2005,24 (1):19~27[48]侯西勇,常斌,于信芳基于 CA-Markov 的河西走廊土地利用变化研究[J]农业工程学报,2004,20 (5):286~291[49]LJCA tool for community-based water resources management in hillside watershreds [A]University of Florida,Gainesville,FL,1999[50]毕继成,郭华东,史文中等遥感数据的不确定性问题[M]北京:科学出版社,2004

土地科学进展论文怎么写

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老师板书上讲过的内容都可以写,例如地震,泥石流,山体滑坡,海啸这些,只要是关于这些的论文都是可以写的。(*^__^*) 嘻嘻……给我加分吧。

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(1)联系工作实际选题要结合我国行政管理实践(特别是自身工作实际),提倡选择应用性较强的课题,特别鼓励结合当前社会实践亟待解决的实际问题进行研究。建议立足于本地甚至是本单位的工作进行选题。选题时可以考虑选些与自己工作有关的论题,将理论与实践紧密结合起来,使自己的实践工作经验上升为理论,或者以自己通过大学学习所掌握到的理论去分析和解决一些引起实际工作问题。(2)选题适当所谓选题要适当,就是指如何掌握好论题的广度与深度。(3)选题要新意所谓要有新意,就是要从自己已经掌握的理论知识出发,在研究前人研究成果的基础上,善于发现新问题,敢于提出前人没有提出过的,或者虽已提出来,但尚未得到定论或者未完全解决的问题。只要自己的论文观点正确鲜明,材料真实充分,论证深刻有力,也可能填补我国理论界对某些方面研究的空白,或者对以前有关学说的不足进行补充、深化和修正。这样,也就使论文具有新意,具有独创性。选题技巧:技巧—:依据学术方向进行选题。论文写作的价值,关键在于能够解决特定行业的特定问题,特别是在学术方面的论文更是如此。因此,论文选择和提炼标题的技巧之一,就是依据学术价值进行选择提炼。技巧二:依据兴趣爱好进行选题。论文选择和提炼标题的技巧之二,就是从作者的爱好和兴趣出发,只有选题符合作者兴趣和爱好,作者平日所积累的资料才能得以发挥效用,语言应用等方面也才能熟能生巧。技巧三:依据掌握的文献资料进行选题。文献资料是支撑、充实论文的基础,同时更能体现论文所研究的方向和观点,因而,作者从现有文献资料出发,进行选题和提炼标题,即成为第三大技巧。技巧四:从小从专进行选题。所谓从小从专,即是指软文撰稿者在进行选则和提炼标题时,要从专业出发,从小处入手进行突破,切记全而不专,大而空洞。[3]

土壤学研究进展论文怎么写啊

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土壤学是广义的土壤科学.从土壤学的研究的对象和任务,可分为发生土壤学和农业土壤学两个方面.发生土壤学认为,土壤是地壳表层岩石,矿物的风化产物,在气候,生物,地形等环境条件和时间因素综合作用下形成的一种特殊的自然体.主要研究土壤自然体发生,组成,形态,特征,演化,分类和分布规律.农业土壤学则主要研究土壤的物质组成,性质极其与植物生长的关系,通过耕作施肥管理来提高土壤肥力和生产力等内容.土壤学是界于地球科学与生命科学之间的一门独立的学科,与环境科学也有密切的联系。除农业外,它又可服务于水利以及工业、矿业、医药卫生、交通和国防事业等。 目录[隐藏] • 基础理论 • 发展简史 • 分支学科 • 研究方法 • 研究趋势 • 相关词条 • 参考资料 土壤学-基础理论 土壤是有生命的自然体。在每平方米的草原土壤里除了盘根错节的根系外,还有约1210万头土壤小动物,每克肥沃的农田土壤中除了(数以万计)根系及其脱落物外,还有25亿个细菌,40万个真菌,5万个藻类生物,3万个原生动物。因此,土壤是生物的乐园,是自然界最复杂的生态系统之一,也是自然界最丰富的生物资源库。土壤微生物的分布状况见图00-04。土壤中大量的生物的存在,使土壤具有明显的呼吸作用,存在着旺盛的物质与能量的新陈代谢。 土壤是地球表层系统的重要组成部分 土壤是生命活动的产物,没有生物就没有土壤。低等生物的固氮作用使土壤具有了生长植物的肥力,而植物的生长促进了土壤的腐殖化过程和养分的富集过程,从而使土壤肥力进一步发展,在茂盛的植被下,强烈的生物风化推动着母质向土壤的演化。土壤又是生命的摇蓝。土壤不仅是生物的栖息地,是生物作用的对象,同时也是地球生命诞生与进化的温床。有证据表明,土壤巨大的表面及复杂的多孔多相体系,对于生命的产生与进化至关重要。如细菌与粘粒结合,可使细菌在极端严酷的条件存活,地球上生命也有可能起源于土壤(或母质)。现在人们已发现在土壤中普遍存在着DNA质粒或片段在不同生物细胞间的迁移,可导致物种变异或进化。土壤学就是研究土壤这个地球表面生物、气候、母质、地形、时间等因素综合作用下所形成的、可供植物生长的一种复杂的生物地球化学物质;与形成它的岩石和沉积物相比,具有独特的疏松多孔结构,化学和生物学特性;它是一个动态生态系统,为植物生长提供了机械支撑、水分、养分和空气条件;支持大部分微生物群体的活动,来完成生命物质的循环;维持着所有的陆地生态系统,其中通过供给粮食、纤维、水、建筑材料、建设和废物处理用地,来维持人类的生存发展;通过滤掉有毒的化学物质和病原生物体,来保护地下水的水质,并提供了废弃物的循环场所和途径或使其无害化。土壤学家认为:土壤同自然界中的其它物质一样,不仅是具有一定的物质组成、形态特征、结构和功能的物质实体,而且有着自己发生发展和长期演变的历史,土壤是由岩石风化形成的母质在生物等因素的参与下逐渐形成的,是自然界中一个独立的历史自然体。土壤学-发展简史 相关书籍 土壤学的兴起和发展与近代自然科学,尤其是化学和生物学的发展息息相关。16世纪以前,人们对土壤的认识仅是以土壤的某些直观性质和农业生产经验为依据。如中国战国时期《尚书·禹贡》中根据土壤颜色、土粒粗细和水文状况等进行的土壤分类,其后许多农学家有关多粪肥田和深耕细锄可以提高土壤肥力的论述,以及古罗马的加图所描述罗马境内的土壤类型等,都反映了当时人们对土壤的认识水平。16~18世纪,现代土壤学随着自然科学的蓬勃发展而开始孕育、萌芽。在西欧,许多学者为论证土壤与植物的关系,提出了各种假说。17世纪中叶,海耳蒙特根据他进行达5年之久的柳枝土培试验结果,认为土壤除了供给植物水分以外,仅仅起着支撑物的作用。17世纪末,J伍德沃德将植物分别置于雨水、河水、污水及污水加腐殖土 4种介质中生长,发现后两种介质中的植物生长较好,因而他认为细土是植物生长的“要素”,从而否定了海耳蒙特的观点。18世纪末,AD泰伊尔提出“植物腐殖质营养”学说。认为除了水分以外,腐殖质是土壤中唯一能作为植物营养的物质。这一学说在西欧曾风行一时。这些假说,虽未能全面正确地指出土壤的本质及其与植物生长的关系,但对于启发后人从不同的侧面认识土壤仍有裨益。 土壤学 18世纪以后,随着自然科学的进一步发展,土壤学在发展进程中先后出现了三大学派:①农业化学派。1840年,Jvon李比希的《有机化学在农业和生理学上的应用》一书问世,书中提出的“植物矿质营养学说”认为矿质元素(无机盐类)是植物的主要营养物质,而土壤则是这些营养物质的主要给源。他并指出,土壤中矿质养分的含量是有限的,必将随着耕种时间的推移而日益减少,因此必须增施矿质肥料予以补充,否则土壤肥力水平将日趋衰竭,作物产量将逐渐下降。这个主张即著名的“归还学说”。它正确地指出了土壤对植物营养的重要作用,从而促进了田间试验、温室试验和实验室化学分析的兴起以及化肥工业的发展,并为土壤学的发展作出了划时代的贡献。②农业地质学派。19世纪后期,以德国的FA法鲁为代表的一些土壤学家用地质学的观点和方法认识和研究土壤。他们认为土壤是陆地的一个淋溶层;甚至认为土壤过去是岩石,而今正在重新形成岩石。尽管这个学派未能阐明土壤形成的实质,但是他们提出的土壤改良、耕作和施肥等主张,对土壤学的发展也有一定意义。③发生土壤学派。19世纪末至20世纪初,俄国的ΒΒ多库恰耶夫提出发生土壤学观点。认为土壤是气候、生物、母质、地形和陆地年龄(时间)等 5种因子相互作用的产物,是一个独立的历史自然体,其发生过程与环境条件有密切关系;在空间分布上有明显的地带规律性。他的学说得到各国土壤学家的公认,为现代土壤学奠定了基础。 在中国,现代土壤科学的研究工作始于20世纪30年代。当时主要进行了某些土壤调查、制图和一般的分析、试验。对中国的土壤资源、主要的土壤类型、分布规律、理化性质以及土壤改良等也作了初步研究。中华人民共和国成立以后,土壤科学事业有了较大发展。中国科学院和农业部相继成立了专门的研究机构,高等农业院校土壤和农业化学的有关专业。广大土壤科学工作者对中国土壤的基本性质、发生分类、肥力特征进行的系统研究,以及对华南地区红壤和华北平原盐渍土等低产土壤进行的改良研究都取得积极成果,并在此基础上对土壤肥力概念等提出了新的见解。 土壤学-分支学科 土壤物理学 土壤学的主要分支学科有下述门类: 土壤物理学:主要研究土壤中固、液、气三相体系的物理现象及其变化规律。内容包括:土壤水分的保持和移动及其对植物的有效性,土壤空气的组成与交换,热的传导与转化,土壤固相的组成与排列,土壤的力学性质和电、磁性质等。 土壤化学:主要研究土壤固、液相的化学组成、化学变化以及固液相之间的反应。内容包括土壤固体颗粒的表面化学性质及阳离子交换,土壤溶液及土壤的酸碱性、氧化还原性等。 土壤生物学:主要研究栖居于土壤中的有机体(主要是微生物)的活动及其与土壤中物质转化和循环的关系。内容包括土壤中微生物的数量、组成及分布规律,碳、氮、磷、硫等元素的生物循环,生物固氮作用以及有机质的分解和腐殖质的形成及其对土壤肥力的影响等。 土壤肥力与植物营养:主要研究土壤供应矿质养分的能力及其影响因子与植物营养的关系。内容包括土壤肥力的实质及其指标,土壤养分的强度因素和容量因素,土壤和植物的营养诊断,主要作物对土壤肥力的要求等。 土壤地理学:主要研究土壤与自然地理环境的关系。内容包括土壤的形成、分类、分布及土壤调查、制图等。 土壤矿物学:主要研究土壤矿物的结构、组成、性质和化学反应。内容包括粘土矿物和氧化物的数量、组成以及相互间的反应,土壤中各种元素的迁徙状况,粘粒与有机质之间的相互作用,矿物的形成与转变以及矿物鉴定等。 土壤管理:主要研究人工措施对土壤和作物生产的影响,内容包括耕作、施肥、灌溉、排水及其他改良、保护措施对土壤肥力、生产力和作物产量的影响。 土壤学-研究方法 户外研究土壤学 土壤学经历了近代150余年的发展,已经形成了一套较为完整的研究方法,主要有下述。 野外调查法:即在野外(田间)通过对土壤形成因素和剖面形态的观察,并结合对周围自然地理环境和土壤利用情况的综合分析来掌握土壤的基本特征。这是研究土壤的形成、分类、分布、肥力特征以及进行土壤制图的最基本的传统方法之一。 实验室研究法:即在实验室内借助各种仪器设备和温室设施等对土壤的物理、化学、物理化学和生物学性质等进行定量或定性的测定,或对土壤肥力水平进行生物学试验(水培、砂培或土培)和模拟试验等。 定位研究法:即在田间选定某一土壤或某一地区,对土壤的某种属性或过程进行长期、系统的观察测定,以研究其动态变化和发展趋势及其对土壤性质或肥力的影响。最常用的方法是田间生物试验法和排水采集器法。 土壤学-研究趋势 由于现代科学技术的进步和世界人口的不断增长,当前土壤学的研究更趋向于重视保护土壤资源、合理利用土壤和提高土壤生产力,以适应人口增长与耕地日益减少的矛盾。在研究内容上,除继续深入进行土壤物理、化学、生物,土壤分类和土壤肥力等基础研究外,更侧重于研究土壤中生物物质的循环和能量交换,以及重金属、化学制品(农药及化肥)和各种有机废弃物对土壤、作物、森林以至人类健康的有害影响及其防治措施。在研究手段上,大型分析仪器和电子计算机的应用将使土壤分析的分辨力、精密度和分析速度进一步提高,并能为土壤学研究开辟新的领域;而土壤数据库和土壤信息系统的建立,则将使数据处理和某些模拟研究更为有效。

一,地质作用的定义 引起地壳组成物质,地壳构造,地表形态等不断的变化和形成的作用,通称地质作用 二,地质作用的分类 地质作用的自然力是地质营力。力是能的表现,按照能的来源不同,地质作用可分为外力作用和内力作用. 1,外力作用按照方式不同分为风化作用,包括物理作用、化学作用和生物作用。剥蚀作用,包括机械风化作用,化学风化作用,搬运作用,包括机械搬运和化学搬运作用两类.沉积作用,包括机械,化学,生物三类. 2,内力作用, 它们既发生于地表,也发生于地球内部。有的强烈急促,如地震;有的微弱缓慢,如风化作用。地球的地表现状是地质作用对地球表面长期改造的结果。第一节 地球科学的研究对象和研究内容 人类生活在地球上,衣食住行等一切活动都离不开地球。如人们要靠山 川大地获取生活资料以维持生命,要从地球中开采矿物资源制造生产和生活 工具,要了解地球上的自然地理和气候条件以便发展生产,要与地球上发生 的各种自然灾害作斗争。因而,人类在长期的实践中逐步加深了对地球的认 识,并且逐渐形成了一门以地球为研究对象的科学——地球科学 (geoscience)。 地球科学简称地学,是数学、物理学、化学、天文学、地学、生物学六 大基础自然科学之一。地球科学以地球为研究对象,包括环绕地球周围的气 体(大气圈)、地球表面的水体(水圈)、地球表面形态和固体地球本身。 至于地球表面的生物体(生物圈),由于其研究内容广、分支学科较多、且 研究方法具有特殊性,因而已独立成一门专门的基础自然科学——生物学。 但生物的起源与演化、生物体与生存的地球环境之间的关系也属于地球科学 的研究范畴。 地球科学是一门理论性和应用性都很强的科学。它不仅承担着揭示自然 界奥秘与规律的科学使命,同时也为生活在地球上的人类如何利用、适应和 改造自然提供科学的方法论。随着生产和科学技术的发展,地球科学的研究 内容和领域也不断地深入和扩展,逐渐形成了日臻完善的由多学科组成的综 合性学科体系。地球科学目前主要包括地质学、地球物理学、地理学、气象 学、水文学、海洋学、土壤学、环境地学等学科。其中,地质学(geology) 由于其研究领域广博、分支学科较多,并且以研究地球的本质特征为目的, 因而成为地球科学的主要组成部分,以至于人们有时把地质学和地球科学作 为同义语使用,其实两者的含义是有差别的,它们具有包容关系。随着科学 的发展,地球科学还会不断地诞生新的学科和出现一些边缘学科。 地理学(geography)主要研究地球表面的各种地形、地理环境及其结构、 分布和演变规律,并涉及到自然和社会两个领域之间的相互关系。地理学一 般可分为自然地理学和人文地理学两大组成部分。自然地理学是研究自然地 形、地理环境的结构及发生、发展规律的学科,主要包括普通自然地理学、 区域自然地理学、地志学等。人文地理学是研究人和社会与自然地形、地理 之间的相互关系的学科,主要包括政治地理学、社会地理学、人口与聚落地 理学、经济地理学、历史地理学等。 气象学(meteorology)以地球周围的大气圈为研究对象,主要研究大气 的各种物理性质、物理现象及其变化规律。其研究内容也很广泛,包括许多 分支学科和应用学科。主要的分支学科有大气物理学、天气学、气候学、高 空气象学、动力气象学等,主要的应用学科有卫星气象学、无线电气象学、 航空气象学、海洋气象学、农业气象学、林业气象学等。其目的在于揭示大 气中的各种物理现象和物理过程的发生、发展本质,从而掌握并应用它为人 类生活和国家经济建设服务。 水文学(hydrology)和海洋学(oceanography)以地球表面分布的水体 为研究对象。水文学主要研究地球上江河、湖沼、冰川、地下水以及海洋等 各种水体的数量、质量、运动变化与分布规律,以及它们与地理环境、生态 系统和人类社会之间的相互影响与相互联系。海洋学是以海洋作为一个独立 体进行研究的,它实际上是从地球科学的其它几个分支学科中独立出来的, 这是由于海洋在现代地球科学、人类生存环境和未来社会发展中的地位越来 越重要的缘故。海洋学是研究海洋中发生的各种现象和规律及其相互关系的 各门学科的总称,根据研究内容不同可分为海洋物理学、海洋水文学、海洋 化学、海洋生物学、海洋气象学和海洋地质学等。 土壤学(soil science)以地球表面发育的土壤层为研究对象。主要研 究土壤的物质组成、结构、类型、分布和形成发展过程。根据具体研究内容 和应用领域的不同,土壤学也有一些分支学科,如土壤生物学、土壤地理学、 土壤气候学、土壤物理学、土壤化学、土壤地质学等。 地球物理学(geophysics)是应用物理学的方法研究地球的一门学科, 是近代发展起来的地球科学与物理学相结合的一门重要边缘学科。广义的地 球物理学的研究对象包括固体地球及其表部的水体和周围的大气圈。但由于 水体和大气圈的研究都已建立起相应的独立学科,所以一般所称的地球物理 学是狭义的,其主要研究对象是固体地球,因而也可称之为固体地球物理学。 地球物理学重点研究固体地球的各种物理性质、物理现象及其发生与发展过 程、地球的内部构造与组成、地球的起源与演化等。其主要分支学科有地震 学、地磁学、重力学、地热学、地电学、大地测量学、大地构造物理学和应 用地球物理学等。其中,应用地球物理学主要是研究地球物理勘探方法及其 在地球资源的勘探与开发、地球环境的监测与保护等方面的应用。 地质学(geology)研究的主体对象也是固体地球,当前主要是研究固体 地球的表层——地壳或岩石圈。地壳或岩石圈的厚度一般为几十到二百公里 左右,与地球的半径(6371km)相比只是一个很薄的表壳。这一薄壳之所以 成为地质学当前研究的主要对象,一方面是出于实际需要,因为这一层与人 类的生活、生产及生存都直接相关;另一方面是受现时人类能力的限制。人 们可以直接观测和研究地球表层,但现阶段人类尚无能力对地下深处进行直 接研究。钻井取样是目前人们获取地球较深部物质进行直接研究的唯一途 径,但由于受当前技术水平的限制,钻井所能达到的深度是有限的。目前世 界上最深的钻井(5km)位于俄罗斯西北部的科拉半岛,这一深度尚不足 该区大陆地壳厚度的二分之一。可以相信,随着科学技术的发展,地质学研 究的对象将不断向地球的深部(如地幔、地核)扩展。 地质学的研究内容主要包括固体地球(重点是地壳或岩石圈)的物质组 成、内部构造和形成演化历史。按其研究内容和任务的不同,地质学的主要 分支学科可简举如下: (1)研究地球的物质组成方面的学科,如结晶学、矿物学、岩石学等; (2)研究地球的内部构造方面的学科,如构造地质学、构造物理学、区 域构造学、地球动力学等; (3)研究地球的形成演化方面的学科,如古生物学、地层学、地史学、 古地理学、地貌及第四纪地质学等; (4)研究地质学的应用方面的学科,可分为两个方面:其一是研究地下 资源方面的分科,如矿床学、石油地质学、煤田地质学、水文地质学等;其 二是研究地质与人类生活环境及灾害防护方面的分科,如工程地质学、环境 地质学、地震地质学等。 此外,人们为了更好地研究上述地质学的各个方面,不断地吸收和借鉴 其它一些学科的先进理论、方法和技术,用以促进和深化地质学的各项研究, 于是逐渐形成了一系列的边缘学科,如数学地质、地球化学、同位素地质学、 天文地质学、海洋地质学、遥感地质学及实验地质学等,这些边缘学科在现 代地质学各领域的研究中发挥着极其重要的作用。 近几十年来,由于世界各国工业、农业、军事、航天、交通等产业的飞 速发展,其结果给地球的自然环境带来了巨大的影响。这种影响有些是直接 的(如污染问题)、有些是间接的(如气候变化),它已经严重地影响到地 球的自然生态和人类的生存与发展,因而受到科学工作者和全人类的广泛关 注。这一问题与地球科学和环境科学关系密切,于是在地球科学中逐渐形成 了一门与环境科学相结合的边缘学科,即环境地学。环境地学主要研究地球 自然环境的组成、结构、形成、演变以及环境的破坏、污染、防止、保护、 改良与评价等。根据地球科学中各学科所研究的侧重点不同,又可分为环境 地质学、环境地理学、环境气象学、环境水文学、环境海洋学、环境土壤学 等。

土地科学进展论文

土地资源管理:本专业设有土地利用与管理、城市与房地产管理两个专业方向,教学科研实力在全国同类专业中名列前茅。(1)土地利用与管理专业方向的学生接受土地调查与评价、地籍测量、土地利用规划、土地开发整理、不动产估价、计算机制图、遥感监测及土地信息系统等技术操作应用等方面的专业训练,同时培养学生具备一定的法学、管理学、经济学和政策科学方面的专业基础知识,使毕业生具有土地利用与管理的科学研究和实践工作的能力。

曹银贵1,2 王静1 程烨1,2 郝银3 许宁1,2(中国土地勘测规划院土地利用重点实验室,北京,100035;中国地质大学土地科学技术系,北京,100083;湖北省荆州市土地整理中心)摘要:综合叙述土地利用/覆被变化研究20 多年来的研究进展,总结了在土地利用数量变化研究、驱动力研究、土地利用变化模拟研究方面取得的丰硕成果。一方面是驱动力因子的多样性;另一方面是土地利用变化模拟方法的交叉性,从数量模拟研究转向空间模拟研究,从单方法模拟研究转向多种方法结合的模拟研究,从生物物理驱动力的建模方式转向生物物理驱动力与社会经济驱动力相结合的建模方式,未来研究则要加强精度的要求,使其研究成果能真正引导土地利用规划。关键词:土地利用/土地覆被变化;驱动力;土地利用变化模拟土地利用/覆被变化(LUCC)研究于1995年启动。10余年间,LUCC 研究始终是全球变化研究的热点之一,并取得了丰硕的研究成果[1]。除了体现在 LUCC 监测技术、驱动力、生态环境效应和建模研究等不同方面外,LUCC 研究在理论上也取得了非常大的突破。土地利用/覆被变化研究之所以能够取得重大突破,一方面是因为土地利用/覆被变化是引起其他全球变化问题的主要原因,因而在全球环境变化与可持续发展研究中占有重要地位;另一方面是因为地球系统科学、全球环境变化以及可持续发展涉及到自然和人文多方面的问题,而在全球环境变化问题中,土地利用/覆被变化可以说是自然和人文过程交叉最为密切的问题[2]。LUCC 的研究起初是从全球变化研究入手,发展到现在,开始重视典型区的研究;从简单的数量研究发展到空间变化上的研究;从简单的土地利用转换的研究发展到生态足迹、能流与物流的转换研究。总的来看,LUCC 的研究是越来越微观,在此简要回顾一下 LUCC 研究的进展。土地覆被是指存在于地表的植被(自然的或者是种植的)以及人工建筑,例如水体、冰面、裸露的岩石、沙地都可以认为是具体的一种土地覆被形式[3],土地利用则定义为同时包括改变土地生物物理属性的利用方式和产生这种利用方式的目的[5]。土地利用的形式是多种多样的,耕地、林地、园地等都是土地利用的类型。从土地覆被与土地利用二者的含义来看:土地覆被主要是指自然的地表形态,而土地利用重在突出人类的社会经济活动对土地资源的作用,体现出了土地的使用状况或土地的社会、经济属性;因此土地利用和土地覆被构成了土地的两种属性[2]。通常情况下,土地覆被的变化会影响土地利用决策,土地利用变化则会导致土地覆被变化,再影响到土地利用决策,从而产生新一轮的土地利用变化[4,5]。由于当代的土地覆被变化主要是人类对土地利用影响造成的,所以认识土地利用变化,是了解土地覆被变化的首要条件。自20世纪90年代以来,全球环境变化研究领域逐渐加强了对土地利用/覆被变化的研究。“国际地圈与生物圈计划”(IGBP)和“全球环境变化人文计划”(IHDP)于1995年共同发起了“土地利用/覆被变化”(LUCC)研究计划,并于1996年提出了5个关于土地利用/覆被问题及3个焦点[6]。5个框架问题是:①过去的300年中人类的活动是如何改变土地覆盖的?②在不同的历史阶段、不同地理单元,土地利用变化的主要人为因素是什么?③在今后50~100年中土地利用变化将如何影响土地覆盖?④直接的人文和生物物理过程是如何影响特定土地利用类型的承载力的?⑤气候和全球生物地球化学作用怎样影响土地利用和土地覆盖?反之又如何?3个焦点是:①土地利用动态变化——典型对比分析研究;②土地覆被动态变化——直接观察和诊断模型;③区域的与全球的模式——综合评价的框架。总的来看,土地利用变化研究主要是理解土地利用变化的原因和结果,同时模拟土地转换的时空类型[7]。1 土地利用数量变化研究区域土地利用变化包括土地利用类型的面积变化、空间变化和质量变化[8]。面积变化首先反映在不同类型的总量变化上,通过分析土地利用类型的总量变化,可了解土地利用变化总的态势和土地利用结构的变化[9]。目前土地利用的数量变化指标有:土地利用变化的幅度、土地利用变化的速度和土地变化的区域差异。通过各地类之间的转化,得出土地利用的转化矩阵。2 驱动力研究有关 LUCC 驱动力的研究是探索 LUCC 驱动机制的核心问题[10]。Riebsame 认为土地利用变化的预测研究是很艰难的,因为它需要了解土地利用变化的根本性的驱动力[11],而土地利用预测模拟研究的先决条件是要确认最重要的驱动力[12]。纵观国际上土地利用/覆被变化的驱动机制研究,目前主要是通过大量的案例与比较,探讨土地利用/覆被变化的动力学机制[13]。Fu Congbin 认为土地利用/覆被变化的驱动力是:气候变化和人类活动[14],由此可见驱动力研究指标的选取一方面与自然状况有关;另一方面与人类活动有关。因此驱动力通常分为生物物理(bio-physical)和社会经济(socio-economic)两大类。生物物理驱动力包括自然环境的特征和过程,例如气候变化、地形、火山爆发、植物演替、土壤类型和过程、自然资源的有效性等[15];而社会经济驱动力则包括人口变化、贫富状况、技术进步、经济增长、政治经济结构以及价值观念等[6,16,17]。有的时候驱动力与被观察的土地利用变化在空间或时间上相差甚远,经常涉及宏观经济政策的转变和政策的变化,这些都是很难预测的[18]。由于不同区域土地利用的驱动机制存在一定的差异,因此驱动力方面的研究都是以单一的区域为研究对象。AVeldkamp 认为土地利用变化的驱动力因子随着比例尺的不同而发生变化:在农田比例尺的情况下,主要是由社会性的和易近性的驱动因子在起作用;在景观研究尺度内,主要考虑的是地形和农业气候条件;在区域和国家尺度下,气候、人口和宏观经济政策将共同作用[12]。1 生物物理驱动力对于区域性的土地利用/覆被变化研究而言,生物物理方面的驱动力对土地变化的影响在一个比较短的时间段内是比较小的,通常也是不显著的。石瑞香的研究表明,自然(气候)因素并未构成样带上近年来土地利用(尤其是耕地)变化的主要驱动力[19],但是并不是没有影响的。邹亚荣在中国农牧交错区土地利用变化的研究中表明,青藏高原的上升是晚新生代北半球气候变化的重要驱动力,引起了我国北方气候的干旱,对我国农牧交错区的形成,特别是对东部草地变化产生了影响[20]。叶宝莹在嫩江中上游地区的土地利用变化研究中选取了高程、坡度作为土地利用变化驱动力的指标,结果表明二者与土地利用变化的线性关系明显[21]。地貌类型也会影响土地利用的变化,草地受地貌条件的影响与控制较耕地小[22];城市的边缘区的土地利用会受到地形的影响,北京城乡过渡区的土地利用变化的发展趋向,在地域上深受西北部山地的阻力作用,可能会形成不对称发展[23]。袁俊在湖北省土地利用变化的研究表明,湖北省土地利用年变化率较低,主要是由特殊的地形限制的[24]。赵庚星认为50年前黄河三角洲地区的土地利用变化主要是受气候因素、风暴潮和黄河改道等自然因素驱动[25]。2 社会经济驱动力土地利用是社会的一面镜子[26],土地利用变化能够很好地反映社会经济发展的历程。土地资源条件虽是土地利用结构形成的决定性因素(基础因素),但是对于人类活动而言,这种变化是缓慢的,Elena GIrwin 认为人类活动是引起土地利用变化的一个主要成分[7],因此分析社会经济因素对土地利用变化的作用摆在首要的位置[27]。陈百明认为在社会经济驱动力方面,土地利用变化与人口增长之间有明显的联系,但同时这一变化与技术进步、富裕程度、经济状况,以至文化、宗教、军事等之间也能找到一定的相关关系[28]。并且大部分的案例研究都突出了政策对土地利用变化的重要作用,例如京都草案这一国际性的环境政策将对未来的土地利用变化产生深远的影响[29]。龙花楼研究表明几年或几十年的土地利用变化主要是由人类的社会经济活动影响所导致[30]。袁俊认为城镇人口的迅速增长、第二产业的发展、对土地产品的需求变化和交通条件及政府政策等社会经济驱动力导致了湖北省的土地利用变化[24]。周青在农地利用变化驱动机制的理论分析的基础上,构建了农地利用变化强度的指标体系,在指标体系中特别引入了邻近城市的辐射和耕地保护政策对土地利用变化的影响[31]。陈百明为深入分析和认识耕地占用与 GDP增长的关系,运用了 Decoupling (脱钩)理论,开展我国耕地占用与 GDP 增长的脱钩研究,揭示了我国各类区域耕地占用与 GDP增长的相互关系的典型模式[32]。王秀兰认为随着人口数量的变化,供人类生活、生存所需的耕地资源数量在不断地变化,因而,耕地的生态环境背景质量发生着相应的变化[33]。对于城市土地利用而言,交通条件对土地利用类型的转变起到了内因作用,转化为城镇用地的土地利用类型与距交通干线的距离有一定关系[13]。3 土地利用变化驱动力模拟土地利用系统的复杂性需要多学科的分析[34]。AVeldkamp 认为土地利用模型应该代表土地利用系统部分的复杂性;能够检验社会和生态系统结合的稳定性[12]。土地利用变化模拟是为了明确土地利用变化的原因,定量地证明多个因素对某一个因素的关系和影响,不同的模拟方法已经在土地利用变化中得到广泛应用。起初,土地利用变化模拟的研究重在生物物理因子方面的模拟研究,例如海拔、坡度、土壤类型等。后来根据研究的需要,土地利用变化社会经济驱动力方面的数据整合到模型中[35]。但是社会经济指标缺少空间上的简化数据,这样将很难将社会和自然数据结合起来。AVeldkamp 认为生物物理过程的空间单元和行为组织者决策的空间单元是不一样的[12]。在土地利用变化模拟研究的开始阶段,基本上都是从数量上进行研究,后来由于遥感技术、空间地理信息系统技术的发展,从空间上实现了土地利用变化的模拟。同时研究的方法也有很大的提升,从单一方法的模拟研究发展到多种方法的结合。1 土地利用变化的数量模拟土地利用变化的数量模拟是从数量的角度来分析模拟土地利用变化的过程。彭文甫首先利用因子分析的方法,确定了影响土地利用变化的相关因子,然后采用多元线性回归分析的方法,预测了土地利用的变化[36]。王波利用多元相关分析的方法对经济管理体制对土地利用变化进行了模拟,用具体的产值代替了无法量化的经济管理体制[37]。张海龙利用马尔柯夫模型,确定了渭河盆地各土地利用类型之间相互转化的初始转移概率矩阵,从数量上预测了该研究区土地利用变化[38]。虽然马尔柯夫模型在土地利用变化数量研究上表现出较好的应用性,但是由于这种预测是以末期和基期的时间间隔为预测单位,所以只能预测时间间隔整数倍的特定时期的情况,其灵活性和适用性受到限制[39]。由于灰色预报模型克服了统计回归分析方法需要大样本序列的弊端,吴素霞利用该方法预测了石家庄地区未来15年内耕地面积的变化趋势[40]。吴普特采用 BP 神经网络的方法对耕地减少进行了预测,将影响耕地变化的各驱动因子作为神经网络的输入层神经元,将耕地面积作为输出层神经元,经过反复的训练模拟,表明采用 BP 神经网络的方法在预测耕地资源减少量时精度较高,可靠性较好[41]。另外还有利用元胞自动机的方法研究土地利用变化,重在空间上的变化模拟。2 土地利用变化的空间模拟土地利用变化的空间模拟主要是从土地利用/覆被在时间序列上的变化过程进行模拟预测,另外还包括从主要的驱动力入手进行空间上的模拟预测。土地利用变化的空间模拟主要是在一些空间变量间建立关系函数,并模拟预测土地利用变化[42]。众多学者在高度集聚尺度下进行土地利用变化的空间简化模型研究,例如单个的景观元胞。同时利用遥感影像获得空间研究数据,使与土地利用变化相关的基本地理单元和环境过程概念化[7]。Kasper Kok提出了土地利用转换及效应(CLUE)模型框架,这是一个合理的少见的空间简化土地利用模型,该模型用来分析复合比例尺条件下的土地利用变化问题[43]。摆万奇利用Logistic逐步回归模型,从空间上确定了主要的驱动因素及其定量关系[10]。叶宝莹在GIS的支持下,利用空间相关分析筛选出影响土地利用变化的主要因子,并利用空间多元线性回归函数求得研究区土地利用程度变化模型[21],目前应用较多的是将多种研究方法综合起来运用。Bryan CPijanowski 将 GIS 和神经网络结合起来研究土地利用转换模型(LTM),从空间上来模拟土地利用变化的复杂过程,这一模型把社会经济、政策和环境等变量作为输入,并建立起了土地利用变化与公路、高速公路、居民点道路、河流、湖岸线之间的空间函数关系[42]。现阶段土地利用变化的模拟主要是针对单一的土地利用类型的变化模拟,例如国际上许多学者利用元胞自动机(Cellular Automata)开展城市增长的模拟研究[44,45,46]。有研究者利用神经网络的元胞自动机来模拟复杂的土地利用,整个模型的结构十分简单,用户不用自己定义转换规则及参数,该模型是在ARC/INFO GRID环境下利用AML宏语言写成[47]。侯西勇运用马尔柯夫的元胞自动机模型模拟研究区2010年土地利用的数量和空间分布,结果比较可信[48]。4 土地利用模型的精度分析土地利用模型的精度分析又叫模型的不确定性评价,反映数据输入及模型本身存在的不确定性和产生的结果[49]。模型的不确定性包含输入数据的不确定性和模型结构的不确定,遥感数据的获取会存在不确定性,例如在其纠正时采用的地面控制点的误差是不可能消除的,纠正过的遥感数据或图像产品也始终不能与地面实况完全一致,不同程度上存在着残余误差[50]。同时在影像解译的过程中也会出现适当的误差而产生不确定性。另外在数据转换的过程中,比如矢量到栅格的转换,就会产生新的不确定性。由于模型的结构是基于数学方法,用简化的数学模型来模拟复杂的行为,这也是一种非常重要的不确定性。为了减小不确定性,应该避开矢量—栅格数据的转换过程,同时使用高分辨率的土地利用数据,在模拟分析的过程中,分类型单独预测模拟,然后再综合分析[48]。为了增强土地利用变化科学的研究,必须从三个方面入手。首先是数据方面的准确性,其次是方法的先进性;再次是理论的新颖性,这三个方面是相互联系的。在土地利用变化研究的过程中,要重点突出决策层思想,在空间上体现人类活动对土地利用变化的影响。要更好地发展土地利用变化的经济模型,这需要比较成熟的空间经济理论作为支撑,这样才能解释移民、雇用增长、政府行为的时空类型,这些都会影响到土地利用变化。利用相关模型分析土地利用的环境影响评价、政府决策和政策形成。同时在土地利用变化研究的过程中,应该注重多种方法的结合,选择精度最优的方法来提高研究成果的可信度与参考性。参考文献[1]路云阁,蔡运龙,许月卿走向土地变化科学——土地利用/覆被变化研究的新进展[J]中国土地科学,2006,20 (1):55~61[2]王秀兰,包玉海土地利用动态变化研究方法探讨[J]地理科学进展,1998,10 (5):51~54[3]FAOIntegrated approach to the planning and management of land Draft report of the UNSecretary-General on the implementation of Chapter 10 of Agenda 21 to the Commission on Sustainable Development 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