土地利用與生態(tài)環(huán)境關(guān)系研究.pdf

1、人類所居住的地球從形成到現(xiàn)在已經(jīng)歷了大約46億年的漫長歲月。在各種自然力的作用下，地球環(huán)境一直不斷地發(fā)生著相對(duì)緩慢的變化，無論是氣候變化還是造山運(yùn)動(dòng)，都曾強(qiáng)烈地改變地球面貌。然而自人類出現(xiàn)以來，人為因素和自然因素的交互作用和疊加影響已使地球環(huán)境以前所未有速度與規(guī)模發(fā)生著巨大的變化，人類活動(dòng)也相應(yīng)成為全球與區(qū)域生態(tài)環(huán)境變化最活躍的營力。其中，土地利用作為這一營力的最主要的作用方式，反映了人與自然相互影響與交叉作用最直接與最親密的關(guān)系，日益

2、成為事關(guān)生態(tài)環(huán)境和諧的最重要因素。 在人類歷史中，雖然土地利用與生態(tài)環(huán)境的和諧共生一直以來就是人類追求與自然和諧共處的重要目標(biāo)，但其失敗的案例卻時(shí)常充斥著人類生存與發(fā)展的歷史進(jìn)程。特別是20世紀(jì)以來，隨著全球生態(tài)環(huán)境的日益惡化，土地利用與生態(tài)環(huán)境關(guān)系問題更是引起國際社會(huì)的普遍關(guān)注。在我國，“人多地少”的嚴(yán)峻現(xiàn)實(shí)與調(diào)控手段的缺乏卻使這一問題變得尤為突出。從“一要吃飯，二要建設(shè)，三要保護(hù)環(huán)境”的土地利用總體規(guī)劃目標(biāo)來看，“吃飯”與“

3、建設(shè)”的目標(biāo)分別由“耕地保有量”、“基本農(nóng)田保護(hù)率”、“新增建設(shè)用地量”等具體指標(biāo)加以落實(shí)與調(diào)控，而“保護(hù)環(huán)境”的任務(wù)雖然也有生態(tài)建設(shè)項(xiàng)目等措施支撐，但事關(guān)任務(wù)實(shí)施成敗的調(diào)控媒介殘缺與監(jiān)控手段定位的模糊，卻使該目標(biāo)僅流于華而不實(shí)的措辭。這在很大程度上影響“土地利用”這一事關(guān)生態(tài)環(huán)境和諧的關(guān)鍵因素的良性作用發(fā)揮，也惡化了二者相互依賴、協(xié)同演化的宏觀環(huán)境?？梢姡谙到y(tǒng)把握二者關(guān)系規(guī)律的基礎(chǔ)上，探求一套科學(xué)合理的評(píng)價(jià)體系和一種切實(shí)可行的調(diào)控手

4、段，無疑對(duì)扭轉(zhuǎn)目前嚴(yán)峻的環(huán)境保護(hù)形勢、促進(jìn)二者關(guān)系和諧都具有重要的理論與實(shí)踐意義。 基于上述考慮，論文在可持續(xù)發(fā)展理論、系統(tǒng)理論、景觀生態(tài)學(xué)理論與生態(tài)經(jīng)濟(jì)理論的支撐下，對(duì)土地利用、生態(tài)環(huán)境、生態(tài)安全與生態(tài)用地的概念進(jìn)行界定，構(gòu)建了一個(gè)研究土地利用與生態(tài)環(huán)境相互關(guān)系的基本框架。同時(shí)，對(duì)二者關(guān)系的演化進(jìn)程及產(chǎn)生的生態(tài)環(huán)境問題進(jìn)行歷史回顧，以求為二者關(guān)系的機(jī)理分析提供鋪墊。此后，研究以探討土地生態(tài)環(huán)境問題發(fā)生機(jī)制為主線，從正反兩個(gè)方面

5、，對(duì)不同層面上土地利用與生態(tài)環(huán)境的作用機(jī)理與反饋機(jī)制進(jìn)行了深入探討，并運(yùn)用1996年與2004年我國各省(市、自治區(qū))土地利用面板數(shù)據(jù)及典型區(qū)域土地利用問題進(jìn)行實(shí)證分析。根據(jù)分析的結(jié)果，研究在對(duì)二者關(guān)系實(shí)質(zhì)與土地生態(tài)環(huán)境問題發(fā)生機(jī)制進(jìn)行系統(tǒng)歸納與總結(jié)的基礎(chǔ)上，構(gòu)建了以土地適宜性評(píng)價(jià)、土地敏感性評(píng)價(jià)與土地生態(tài)系統(tǒng)閾值評(píng)價(jià)為主的“三級(jí)”評(píng)價(jià)體系，作為二者關(guān)系評(píng)價(jià)的基本框架。同時(shí)，界定了“生態(tài)用地”的內(nèi)涵，并將之作為二者關(guān)系調(diào)控主要媒介。最后

6、，研究以鄭州市為例在區(qū)域尺度上對(duì)土地利用與生態(tài)環(huán)境關(guān)系的評(píng)價(jià)與優(yōu)化進(jìn)行了實(shí)證，并據(jù)此提出了政策建議。從研究的主要內(nèi)容來看，論文以土地利用與生態(tài)環(huán)境的作用機(jī)理與土地生態(tài)環(huán)境問題發(fā)生機(jī)制為主線，以二者關(guān)系的評(píng)價(jià)與調(diào)控為目的展開了深入的探討。研究結(jié)果表明，土地利用通過靜態(tài)結(jié)構(gòu)與動(dòng)態(tài)變化兩種方式，界定了區(qū)域景觀的類型比例與空間格局，決定了生態(tài)環(huán)境因子被人類活動(dòng)的利用方式與區(qū)域物理化學(xué)循環(huán)模式，影響了區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的輸出類型與總量變化。生態(tài)

7、環(huán)境則通過生態(tài)環(huán)境因子、生態(tài)敏感性、景觀安全格局與生態(tài)系統(tǒng)閾值對(duì)不同層次上土地利用方式與強(qiáng)度產(chǎn)生直接約束，通過生態(tài)環(huán)境問題的懲罰機(jī)制對(duì)土地利用產(chǎn)生間接約束。二者在確定的地理空間內(nèi)，耦合成交互影響、動(dòng)態(tài)反饋的多層次復(fù)合系統(tǒng)，土地生態(tài)環(huán)境問題也正是區(qū)域土地利用強(qiáng)度與方式突破這一復(fù)合系統(tǒng)的層層約束、進(jìn)而導(dǎo)致二者關(guān)系失調(diào)的具體產(chǎn)物。因而，二者關(guān)系的評(píng)價(jià)與調(diào)控也必須在系統(tǒng)把握作用機(jī)理的基礎(chǔ)上，以關(guān)系的和諧共生為目標(biāo)，對(duì)不同尺度上二者交互作用的關(guān)鍵

8、因子進(jìn)行評(píng)價(jià)與調(diào)控。其中，從系統(tǒng)角度評(píng)價(jià)區(qū)域生態(tài)環(huán)境對(duì)土地功能的供給閾值與人類社會(huì)對(duì)該功能的消費(fèi)需求的關(guān)系，就成為關(guān)系評(píng)價(jià)的核心與關(guān)鍵。 對(duì)此，研究在綜合分析的基礎(chǔ)上將土地功能分為消費(fèi)性功能與生態(tài)功能兩類，選用生態(tài)足跡分析法對(duì)土地消費(fèi)性功能的供需關(guān)系進(jìn)行評(píng)價(jià)。在對(duì)土地生態(tài)功能供需關(guān)系評(píng)價(jià)時(shí)，研究則通過界定了“生態(tài)用地”的概念與類型，構(gòu)建了基于碳氧平衡的生態(tài)用地評(píng)價(jià)方法。這不僅為定量表述土地生態(tài)功能的供需關(guān)系提供了嶄新的思路，也為

9、二者關(guān)系的調(diào)控提供了操作的基礎(chǔ)與重要媒介，對(duì)建立環(huán)境友好型的土地利用模式具有重要的理論與實(shí)踐意義。 此后，論文以鄭州市為例對(duì)上述理論研究進(jìn)行了實(shí)證。實(shí)證結(jié)果表明，在鄭州市景觀總體格局中，西部嵩山山脈簇狀自然斑塊是全市生態(tài)保護(hù)源，具有涵養(yǎng)水源、調(diào)節(jié)氣體、多樣性保護(hù)等重要的生態(tài)功能；東部零散的森林景觀斑塊是相鄰源間溝通的“墊腳石”，起到關(guān)鍵點(diǎn)的作用；以河流為依托、以水庫為節(jié)點(diǎn)錯(cuò)綜而成的廊道網(wǎng)絡(luò)，則是鄭州市物質(zhì)能量輸送重要的廊道與垃圾

10、處理、廢物吸收的天然工廠，對(duì)降低區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)熵值、促進(jìn)區(qū)域系統(tǒng)穩(wěn)定具有重要意義。從土地消費(fèi)性功能的供需分析來看，鄭州市1996-2004年間生態(tài)足跡供需比例、人均生態(tài)赤字以及全市生態(tài)赤字總量都表現(xiàn)出迅速上升的趨勢。生態(tài)足跡供需比例由1996年的1：3.123，擴(kuò)大到2004年的1：5.220，人均生態(tài)赤字由1996年的0.862 hm<'2>，增加為2004年的1.503 hm<'2>，增加了0.74倍。但即使如此，鄭州市土地消費(fèi)性功能

11、供給系統(tǒng)信息熵并未出現(xiàn)大幅度變化，土地利用系統(tǒng)仍保持相對(duì)的穩(wěn)定，生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)仍比較安全。從土地生態(tài)功能的供需分析來看，1996年鄭州市釋碳耗氧的供需差額分別為336.22萬噸與1093.12萬噸，2004年鄭州市釋碳耗氧的供需差額分別為947.04萬噸與3133.33萬噸。如果按陸地生態(tài)系統(tǒng)承擔(dān)1/3的人類活動(dòng)釋碳耗氧量計(jì)算，1996年鄭州市生態(tài)用地盈余8.02萬hm<'2>林地或10.60萬hm<'2>農(nóng)田，2004年鄭州市生態(tài)用地欠

12、缺20.85萬hm<'2>或27.42 hm<'2>萬hm<'2>農(nóng)田。最后，研究據(jù)此提出了鄭州土地利用與生態(tài)環(huán)境關(guān)系規(guī)劃調(diào)控的思路與具體措施?？v觀研究始末，論文中除采用定性分析與定量分析、規(guī)范分析與實(shí)證分析、靜態(tài)分析與動(dòng)態(tài)分析、歸納演繹、推理與反演等一般方法外，還針對(duì)不同目的采取了特殊方法。在我國區(qū)域土地利用對(duì)生態(tài)環(huán)境影響程度分析中，采用生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能分析法；在二者關(guān)系系統(tǒng)分析部分，采用復(fù)雜系統(tǒng)論分析方法；在二者關(guān)系評(píng)價(jià)體系構(gòu)建與實(shí)

13、證部分，采取生態(tài)適宜性評(píng)價(jià)方法、生態(tài)敏感性評(píng)價(jià)方法、生態(tài)足跡分析法、碳氧平衡的方法等。 根據(jù)上述研究，論文得到以下結(jié)論：(1)土地利用與生態(tài)環(huán)境之間存在復(fù)雜的、非線性的動(dòng)態(tài)反饋關(guān)系，二者互為因果，協(xié)同演化；(2)土地利用與生態(tài)環(huán)境關(guān)系的評(píng)價(jià)，應(yīng)依據(jù)二者關(guān)系的橫向差異與縱向?qū)?yīng)性，采取土地利用生態(tài)適宜度評(píng)價(jià)、土地利用敏感性評(píng)價(jià)與土地利用生態(tài)系統(tǒng)閾值評(píng)價(jià)為主的“三級(jí)”評(píng)價(jià)體系；(3)生態(tài)足跡作為量化區(qū)域人類社會(huì)對(duì)土地消費(fèi)性功能需求的

14、具體標(biāo)準(zhǔn)，其赤字在很大程度上反映了區(qū)域土地利用與生態(tài)環(huán)境關(guān)系的嚴(yán)峻形勢，但并不必然得出“區(qū)域土地利用強(qiáng)度嚴(yán)重超出生態(tài)環(huán)境閾值”的結(jié)論；(4)碳氧平衡分析法作為評(píng)價(jià)區(qū)域大氣碳氧成分變化的一種方法，對(duì)量化區(qū)域生態(tài)用地氣體調(diào)節(jié)功能、評(píng)價(jià)區(qū)域生態(tài)用地供需關(guān)系具有較強(qiáng)的適用性。 論文最后針對(duì)研究的結(jié)論提出具體的政策建議：(1)轉(zhuǎn)變社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式，避免對(duì)土地生態(tài)功能的過度需求；(2)加強(qiáng)生態(tài)用地保護(hù)，建立環(huán)境友好型土地利用模式；(3)建立