正文 第四章 退耕還林與生態係統管理(一)(2 / 3)

配置的目標是尋求土地利用和人類活動的生態最適性;自可持續發展思想為各國所接受以來,實現土地資源的可持續利用與管理已成為世界共同關注的目標。土地可持續利用研究已在許多有關方麵展開,包括農業發展與土地優化配置的機理研究。土地利用的優化配置作為區域可持續發展的重要途徑和手段也因此受到廣泛重視,並推動了近年來在土地利用與環境變化、土地利用規劃模式、持續土地評價等領域研究的發展。

在我國70年代,結合自然資源綜合考察進行了一些分散的、具有特定目標的區域土地利用調查。80年代,土地規劃工作主要集中於土地資源的調查與製圖,並開展了土地資源開發、利用和農業布局等方麵的工作。80年代中後期以來,由於人類不合理的土地利用,出現了一係列土地生態問題,以及由於科學技術的迅猛發展,土地科學進人了新的發展階段,主要表現在:基礎理論研究得以加強,土地類型與評價、土地利用規劃、土地利用等方麵的專著不斷問世;研究領域也從以農業土地利用研究轉為如城鎮用地、旅遊用地、牧業用地等領域;土地利用的優化配置研究受到重視並得到長足發展;為適應區域可持續發展的要求,以土地持續利用為目標的土地配置係統分析及模式、持續土地利用模型的研究蓬勃展開。

2.3景觀生態規劃

景觀生態學是20世紀30年代以後發展起來的一門介於生態學與地理學之間的交叉學科。土地從一開始就是景觀生態學主要關注的對象,它將土地看作一個由相互影響的不同要素組成的整體。景觀生態學中,景觀是棲息地(生境)、群落及各種土地覆蓋類型的組合。景觀生態學取得迅速發展是由於一套描述土地鑲嵌塊體的語言的提出,這進一步加強了與土地利用研究有關的各學科間的聯係。在這種語言中,土地隻是斑塊、廊道和基質的組合。在此基礎上,景觀生態學通過景觀格局及其變化對土地利用和土地覆被進行空間和動態分析,並形成了一套表述景觀格局的空間指標體係,為研究土地退化的過程機製和生態重建的合理性分析提供了方法支持,基於大量理論研究和規劃、設計、管理等實踐活動而形成的一係列景觀生態學原理和原則也成為退化土地生態重建的理論指導。

景觀生態規劃是景觀生態學的主要應用研究領域,主要基於地方尺度,以景觀作為研究的對象和基本單元,關注如何有效地規劃和設計土地,其核心內容是對景觀內部景觀單元空間配置的規劃。景觀生態規劃的目標是人與自然關係的協調,是時空意義上的可持續發展,即建立生態可持續的景觀。在過去的景觀生態規劃中,圖層疊置法是其采用的主要方法,現在的廣泛應用使這種途徑非常普遍。但遙感、地理信息係統,景觀生態規劃的結合還處在初步階段。

我國學者從80年代開始積極介紹景觀生態學,80年代中期以後,在陳昌篤、景貴和、肖篤寧等眾多學者的積極倡導和推動下,景觀生態學無論在理論、方法還是在實踐上都有了較好的發展。進人90年代後,景觀生態學、景觀規劃的研究逐步展開,內容涉及到城市與城郊景觀、農業景觀、森林景觀、濕地及生態過渡帶的景觀規劃、設計與變化研究等多方麵。

總之,與退化土地生態重建相關的土地利用、土地覆被變化及其驅動機製、土地利用優化配置及景觀生態規劃等學科,在理論、方法及實際應用等各個方麵都得到長足的發展。本項研究中綜合應用遙感、地理信息係統、景觀生態規劃等技術方法,對上述各學科的進一步結合及退化土地生態重建等方麵將起重要作用。

3.研究的主要內容

3.1研究數據信息係統的建立

擬建的數據信息係統主要包括以下內容:研究區80年代和90年代兩期影像為數據源的土地利用數據;基於植被指數及在此基礎上計算的研究區土地覆被的多種時間尺度動態變化特征信息;研究區時間序列氣候資料基礎上,引用桑斯威特濕潤度指數模型計算的該地區需水量、缺水量及濕潤度指數等指標以及近十年的動態變化特征信息;在土地覆被及氣候變化資料基礎上獲取的研究區土地利用、土地覆被變化與氣候旱澇之間內在聯係的信息;能夠反映研究區土地利用變化及社會經濟狀況的如總人口數、農業人口數等指標數據;以1:5萬地形圖為基礎掃描數字化生成的數字高程模型數據及在此基礎上生成的研究區地形高程帶及坡度分級數據。

3.2土地利用、土地覆被變化的人類驅動機製研究

在陰山北麓農業區,以沙漠化為主要表現形式的土地退化,是構成區域環境退化的主要內容。而土地的退化又離不開人類不合理的土地利用,尤其是在生態環境脆弱、人地矛盾突出的陰山北麓農業區,土地利用方式及程度的合理與否將對維護該地區生態環境的良性發展和社會經濟的持續穩定發展至關重要。因此,認識和把握該地區土地退化的過程機理及土地利用變化的人類驅動機製將是研究的重要內容,同時成為生態重建的基本出發點。

3.3退化土地生態重建研究

①土地利用及其優化配置:“土地”既是人類一切社會經濟活動的基礎,又是人類活動與自然環境發生作用的“界麵”。因此,為合理利用現有土地資源,使當地生態環境能夠在有利於經濟發展、擺脫貧困的條件下,恢複到良性的軌道中來,土地資源利用的優化配置問題將不可避免地作為區域生態重建的核心內容,同時成為生態重建的社會經濟途徑。

②基於適宜性分析的景觀規劃:景觀生態學關注宏觀生態問題,是基於生態學、地理學等學科而形成的一門新興交叉學科。近年來,景觀生態學的主要應用分支景觀生態規劃正方興未艾,已成為生態重建的重要方法和主要途徑。具體研究以景觀生態學為理論指導,采用基於適宜性分析的景觀規劃方法,對研究區退化土地的生態重建提出行之有效的方案和措施。

4.研究方法及技術途徑

具體研究以遙感、地理信息係統、景觀生態規劃等技術方法為依托,以遙感數據、氣候數據、社會經濟統計數據為基本數據源,應用距平百分率計算法、統計模型法、空間分析法、時空對比分析等方法,揭示土地利用、土地覆被變化的驅動機製,進而從社會經濟和生態學角度研究生態重建的不同途徑,最後提出生態重建的方案和措施。具體方法和技術路線如下:

以研究區80年代和90年代兩期遙感影像為基礎,人機交互屏幕數字化方法獲取不同時期土地利用數據;利用與了奶影像同期的十幾年時間序列隻遙感影像計算植被指數,並用距平兩分率模型計算研究區土地覆被的動態變化特征;以1:5萬地形圖為基礎,掃描數字化生成數字高程模型,在人的支撐下,生成研究區地形高程帶及坡度分級圖,為生態重建做準備。

搜集整理能夠反映土地利用變化及社會經濟狀況的如總人口數、農業人口數,糧食總產量等指標;在研究區時間序列氣候資料基礎上,引用桑斯威特濕潤度指數模型計算該地區需水量、缺水量及濕潤度指數等指標,並探索其近十年的動態變化特征;在上述土地覆被及氣候變化研究基礎上探索兩者之間的耦合關係,揭示該地區氣候旱澇變化規律,進而研究土地利用、土地覆被與氣候旱澇之間的內在聯係,為生態環境的重建提供氣候變化背景狀況資料。在退化土地生態重建所必需的數據信息係統支持下,用模型方法(對應關係分析、時空對比分析、統計分析)模擬土地利用、土地覆被變化過程,進而研究土地利用、土地覆被變化的驅動機製,找出土地退化的根本原因。

在研究區數據信息係統的建立及土地利用、土地覆被變化驅動機製的研究基礎上,從生態重建的社會經濟途徑(土地利用優化配置)和生態學途徑(景觀生態規劃)出發,應用目標規劃法、適宜性分析基礎上的景觀規劃法,對研究區退化土地進行生態重建研究並提出生態重建的方案和具體措施。