策勒縣土地利用系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型研究.pdf

1、自20世紀(jì)80年代開始，全球變化科學(xué)(Global change science)作為一門以研究全球環(huán)境變化為對象的新興科學(xué)在逐步形成；世界各國科學(xué)家普遍認(rèn)為土地利用/覆被變化(Land use and land cover change，LUCC)是全球變化的重要組成部分。目前國內(nèi)外在這方面的研究側(cè)重在一些代表性地區(qū)，通過遙感、野外觀測與調(diào)查統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的模型計(jì)算與分析，探討LUCC過程、驅(qū)動(dòng)機(jī)制與環(huán)境效應(yīng)。對區(qū)域土地利用/覆被變化現(xiàn)代過

2、程機(jī)制、驅(qū)動(dòng)力及環(huán)境響應(yīng)定量研究正在成為當(dāng)前土地利用/覆被研究的新動(dòng)向。 策勒綠洲位于新疆塔里木盆地南部和田河流域綠洲區(qū)域是南疆人類活動(dòng)最頻繁、最劇烈的地區(qū)之一，具有獨(dú)特的社會(huì)～經(jīng)濟(jì)～自然組合體生態(tài)系統(tǒng)和民族文化特色。對該地區(qū)土地利用空間結(jié)構(gòu)變化及其環(huán)境響應(yīng)定量研究有利于對干旱區(qū)大系統(tǒng)的深入認(rèn)識(shí)，揭示干旱區(qū)土地利用變化的驅(qū)動(dòng)力機(jī)制，土地利用變化對生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能的影響機(jī)制，以及調(diào)控人地關(guān)系機(jī)制等核心科學(xué)問題。在理論上與當(dāng)前國際

3、前沿科學(xué)中的LUCC研究相一致，有重要的科學(xué)價(jià)值。 系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)(System dynmics)是一門基于系統(tǒng)論，吸取反饋理論與信息論的精髓，并借助于計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)。該方法的優(yōu)點(diǎn)是能定量地分析各類復(fù)雜系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能的內(nèi)在關(guān)系，能定量分析各種特性，擅長處理高階、非線性問題，適宜于客觀的長期動(dòng)態(tài)趨勢研究。 正因?yàn)橥恋乩醚芯可婕叭丝凇⑸鷳B(tài)環(huán)境、社會(huì)經(jīng)濟(jì)、以及技術(shù)、政策等諸多方面，是一個(gè)因子眾多、復(fù)雜的反饋系統(tǒng)，其大量的數(shù)據(jù)交

4、叉重疊混合，主次互相隱含，而隨時(shí)間的不斷變化而相應(yīng)變化。所以，應(yīng)用系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)進(jìn)行系統(tǒng)的整體分析，剖析系統(tǒng)所有要素的因果反饋關(guān)系，綜合模擬、分析、調(diào)整既必需又可行。同時(shí)由于系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)能夠全面模擬分析系統(tǒng)諸因素變化以及模擬不同決策下的長遠(yuǎn)動(dòng)態(tài)。因而，可對長周期性的戰(zhàn)略措施進(jìn)行有效的分析和提供相應(yīng)的依據(jù)。由此表明應(yīng)用系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)對土地利用/覆被變化過程進(jìn)行定量分析具有明顯的優(yōu)點(diǎn)。 本研究以前人對新疆塔里木盆地南部地區(qū)研究成果和大量的野外

5、調(diào)查第一手資料為基礎(chǔ)，選取山區(qū)～綠洲～荒漠生態(tài)系統(tǒng)與人類活動(dòng)為一體的策勒河流域作為研究對象，提出了人為、自然因素綜合驅(qū)動(dòng)下引起的土地利用環(huán)境響應(yīng)評價(jià)的指標(biāo)體系，探索了定量研究方法；分析了1949～2000年以統(tǒng)計(jì)口徑得到的39個(gè)與社會(huì)經(jīng)濟(jì)條件有關(guān)的指標(biāo)數(shù)據(jù)，和實(shí)地測量獲得的關(guān)于土地環(huán)境、水環(huán)境的系列指標(biāo)；通過大型統(tǒng)計(jì)軟件STATISTICA中的主成分分析模塊來處理數(shù)據(jù)，最后選擇出了15個(gè)統(tǒng)計(jì)指標(biāo)和10個(gè)實(shí)測、綜合指標(biāo)，并進(jìn)行了策勒綠洲耕

6、地動(dòng)態(tài)變化趨勢分析，為了定量的揭示耕地面積變化的驅(qū)動(dòng)因子以及其主成分，采用多元統(tǒng)計(jì)分析方法來研究其耕地變化及驅(qū)動(dòng)因子之間的定量關(guān)系。 本研究利用野外實(shí)地調(diào)查與當(dāng)?shù)亟y(tǒng)計(jì)資料，采用系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的原理和方法，依據(jù)社會(huì)經(jīng)濟(jì)子系統(tǒng)中人口、經(jīng)濟(jì)(GDP)、市場調(diào)節(jié)(糧食自給率)、土地政策以及技術(shù)進(jìn)步(糧食單產(chǎn))五大因素，在供求平衡條件下驅(qū)動(dòng)土地利用子系統(tǒng)，從而調(diào)整土地利用系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的思路，給定封閉和交流兩種狀態(tài)，構(gòu)建了策勒土地利用SD理論框架模