基于土地系统科学的土地利用转型与城乡融合发展

土地系统科学的研究视角可为促进城乡融合发展的土地利用转型研究提供参考借鉴。本文在梳理国际上土地系统科学发展历程基础上,基于土地系统科学研究视角探讨了土地利用转型影响城乡融合发展的理论框架、方式与路径以及促进城乡融合发展的土地利用转型调控途径与措施。土地系统科学致力于监测土地变化,解释驱动因素和反馈机制,理解发生于土地上的人类—环境相互作用,实现将对土地系统的科学发现转化为可持续土地利用解决方案。土地系统运行以土地可持续利用与人类福祉为准绳,显化为土地利用的多维效应。通过科学管控土地利用转型实现土地系统的良好运行能够影响城乡融合发展进程。土地利用转型通过效率提升、价值显化、要素流通与结构优化4大渠道,在“强整体”效应与“补短板”效应的作用下助推城乡融合发展。基于土地系统科学视域下促进城乡融合发展的土地利用转型调控需要重塑土地权能体系,推进国土空间综合整治,健全土地利用转型管控体系。     

土地系统动态模拟与土地用途转换分析的方法探索——兼评“土地系统计量模型”图书

由中国科学院地理科学与资源研究所邓祥征博士撰写的关于"土地系统计量模型"的两本书(<土地系统动态模拟>、 <土地用途转换分析>)已于2008年11月由中国大地出版社出版,这反映了我国青年科研工作者积极响应并参与了全球土地科学研究计划(GLP)相关研究活动,并在土地系统格局演替动态模拟、土地用途转换分析的方法与模型研究方面做出了有价值的探索.     

土地系统研究的方法探讨

系统方法是土地系统研究的基本方法，整体性原则，综合性原则，等级层次性原则和性原则是土地系统研究所依据的原则，土地系统研究的过程可概括为协调（具有两重含义－－平衡和优化），综合以及环境意识。土地系统研究的方法的核心是基于系统科学的基本原理针对土地系统研究的不同内容建立起相应的数学的或非数学的模型，并借助于技术、表格、图式以及其它表达方法，达到研究的目的。     

土地系统优化助推乡村发展转型研究进展与展望

优化土地系统是实现乡村转型与振兴的重要抓手。论文在概念解析与进展研究的基础上,构建了土地系统优化助推乡村发展转型的研究框架,探究了研究关键与重点并对未来研究进行了展望。当前系统论证土地系统参与乡村发展转型的过程、格局、机理与效应的综合研究尚显不足,急需建立应有的科学范式与方法论体系,明确并拓展研究的分析工具,并逐渐建立起该领域的话语体系。土地系统优化助推乡村发展转型研究需要在机制解析、水平评估、效应与发展模式、未来图景模拟与优化调控等研究的基础上,进一步拓展土地系统优化对城乡融合发展、区域可持续发展乃至全球治理的影响与边际贡献研究。未来需要重点关注土地系统过程机理与区域实践、巩固拓展脱贫攻坚成果同乡村振兴有效衔接的关键土地科学问题、乡村发展转型与振兴的动力机制与情景模拟、土地系统参与城乡融合发展的机理与效应以及土地系统与乡村振兴和农业农村现代化等主题。     

土地系统多主体模型的理论与应用

土地变化科学是理解人类—自然耦合系统的交叉学科研究方向。多主体模型（ABM）作为过程导向模型,对揭示土地变化驱动力,理解土地变化过程有重要作用。本文从理论、应用与建模框架三方面出发,总结了ABM理论基础和相关概念;阐述了ABM在城市和农业土地系统两方面的应用与发展,进一步介绍了横断山区退耕还林ABM研究案例;在梳理ABM建模协议的基础上,提出了主体视角的土地系统ABM建模框架和实施流程。在城市土地利用方面,ABM研究从最初基于景观研究城市扩张,到研究城市内部居住分隔,规划分区,生态功能等多方面;在农业土地利用方面,ABM应用则呈现出更加多样化和个性化的特征,包括农民行为、农户决策、种植系统、农业政策等。相比于传统模型,ABM因其依靠本地知识与数据而使得其构建更为复杂,且不易推广;但因其独特的自下而上模型构架,在探究土地变化驱动力、刻画人类行为对自然环境影响等方面具有不可或缺的作用。     

试论土地的结构与功能

系统是有一定结构和功能的有机整体,结构与功能是系统的两个本质特征,现代各门自然和社会科学无不在广泛地探索着其研究对象的结构与功能。土地科学的研究对象—土地是地表自然界的地域性物质系统,它具有独特的结构和功能特征,因而土地结构和土地功能是土地科学研究的重要内容。本文拟对土地结构与功能的概念、土地结构与土地功能的关系以及土地结构与功能研究的理论和实践意义作初步讨论,以期促进进一步的研究。     

土地生态设计原理和应用研究

本文以生态学和土地科学为基础,提出土地生态设计的基本原理、原则及分室模型等,并以陕北黄土高原为例,进行区域生态设计的案例研究。 一、土地生态设计的基本原理 土地生态设计,是依据生态学原理和规律,运用现代系统论与系统工程等方法和手段,从整体综合角度出发对各级各类土地系统的合理利用方式进行优化选择和设计,以实现整体土地系统及其叠加了利用方式后的有序结构。 土地系统及其利用方式,可视为自然土地系统、社会经济和科学技术等交织在一起的土地利用系统。土地利用系统兼有自然和社会经济两方面的属性,一是作为社会经济活动主体的人类,需要也能使土地系统为自己服务,通过赋予土地系统特定的利用方式,希望土地系统的产品产出能力以正反馈形式不断增大,持续上升,以索取尽可能多的所需物品。二是土地系统是个自组织、自调节的复杂有机体,其发展总是趋于稳定有序、协调平衡,以内部组成要素之间、系统与环境之间的负反馈机制维持自身生存,目的在于谋求最大可能的保护。两种力量的对比,是土地利用系统的基本矛盾。土地生态设计,实际上就是依据生态学原理,解决该矛     

以土地利用/土地覆被变化为中心的土地科学研究进展

土地利用 /土地覆被变化已成为土地科学、地球系统科学、全球环境变化及可持续发展研究中的核心领域。其研究的根本目标是实现土地资源的有效管理与可持续利用 ,这不仅是解决资源与环境问题的根本立足点 ,也是经济增长与区域可持续发展过程的重要前提。针对国际土地科学研究中最为活跃的几个前沿领域 :土地利用 /土地覆被变化、土地资源系统分析与评价、土地质量指标体系、生态环境效应及持续土地利用 ,结合近年来国内外有关的主要研究计划和项目 ,本文对以土地利用 /土地覆被变化为中心的土地科学研究进展进行了综述。     

耕地转型的研究路径探讨

当前,土地利用转型研究总体上处于“描述-解释”阶段,高度集中在森林转型研究领域及空间形态研究路径。学术界亟须推动土地利用转型研究向科学调控阶段发展。对此,本文尝试提出耕地转型的研究路径,以期带动土地利用转型研究领域向半人工半自然复合土地系统乃至人工土地系统拓展、研究路径向非空间形态延伸。耕地转型诊断可以从空间形态转型与功能形态转型两条路径开展。其中,前一路径关注耕地的空间分布及其收缩与扩张,可以从耕地数量变化或格局变化视角开展研究;后一路径关注耕地功能的变化过程,可以从外部性或政策演进视角开展研究。由社会-生态负反馈驱动的耕地功能形态转型,主导着由社会-经济动态驱动的耕地空间形态转型进程。据此,作者构建了耕地转型调控框架及其层次分析体系。     

土地利用系统动态变化模拟研究进展

土地利用/覆被变化与环境要素的动态作用过程自LUCC相关研究计划开展以来一直是重点内容,并且愈来愈受到重视.将土地利用主体的决策过程和环境要素变化过程综合起来研究土地利用系统动态变化,是实现土地自然生态系统与社会经济系统耦合研究的途径与方法.本文在对土地利用系统复杂性分析的基础上,提出目前土地利用系统变化模拟需要解决的基本科学问题,主要包括土地自然环境要素对土地利用主体决策的影响、不同空间尺度土地利用主体及主体间相互作用及在此基础上的区域土地利用动态变化模型研究.土地利用模型是分析土地利用系统结构与功能的有力工具,通过分析土地利用系统模拟研究进展发现国内外真正实现了自然生态系统和社会经济系统综合研究的模型尚不多见.基于主体的土地利用模拟方法综合了土地利用变化中空间变化和主体决策过程,适合于分析土地利用系统变化的空间过程、空间相互作用和多尺度现象.本文在对国际上基于多主体模型进行土地利用系统模拟的相关进展、模拟平台等分析评述的基础上,提出未来我国开展基于多主体模型进行土地利用变化研究的建议.     

土地质量指标体系国家研究的新进展

国内外有关土地资源的综合研究自７０年代以来逐步形成了一个系统的基础学科－－土地科学,进入９０年代,在有关全球环境变化研究的深化过程中,着眼于土地动态的土地覆被变化研究被列入核心研究领域;最近,旨在更好地掌握土地质量变化的土地质量指标体系研究又被土地科学研究领域中最为活跃的几大国际组织确定为优先研究项目。本文系统地介绍了国际上有关土地质量指标体系研究的源起、概念框架、最新进展及在研项目的情况。     

土地质量指标体系国际研究的新进展

国内外有关土地资源的综合研究自７０年代以来逐步形成了一个系统的应用基础学科——土地科学。进入９０年代,在有关全球环境变化研究的深化过程中,着眼于土地动态的土地覆被变化研究被列入核心研究领域;最近,旨在更好地掌握土地质量变化的土地质量指标体系（ＬＱＩｓ）研究又被土地科学研究领域中最为活跃的几大国际组织确定为优先研究项目。本文系统地介绍了国际上有关土地质量指标体系研究的源起、概念框架、最新进展及在研项目的情况。     

复杂系统理论与Agent模型在土地变化科学中的研究进展

基于复杂系统理论与Agent 模型,分别从理论与方法的角度梳理并总结了当前土地变化科学的研究进展。复杂系统理论为研究土地变化所处的“耦合的人类-自然系统”及其复杂性问题提供理论支撑;而基于Agent 的模拟作为研究复杂系统的重要工具,为传统土地变化模拟提供新的方法支持。当前,ABMs与土地变化模型相结合(ABM/LUCC),无论是模型构建还是模型应用均取得了显著进展。然而,其也存在诸多问题,尤其是理论与应用脱节,使很多建模者容易陷入“为建模而建模”的误区。此外,现有的ABM模型设计较为随意,模型间差异太大,不利于跨区域比较研究的开展。因此,虽然ABM是认识复杂系统的有效方法,但是建模之前离不开对系统复杂性的深入研究;基于Agent 的土地变化模拟的意义在于充分表达“人类-自然”系统的综合复杂关系,从而合理的预测土地变化(结构与功能) 的动态过程,解释并评价土地变化的可能影响。     

低碳背景下区域土地合理利用评价研究

从土地合理利用的内涵出发,建立了一个基于低碳背景的土地合理利用评价指标体系,包含土地利用系统、能耗系统、环境系统、经济系统和社会系统5个方面共22个指标,用模糊层次分析法确定了各指标的权重。最后对全国30个省(市、区)进行了实证研究。结果表明,从各省(市、区)来看,北京、广东、湖北等土地合理利用水平较高,而内蒙古、山西、宁夏等土地合理利用水平较低;从三大区域来看,东部地区土地合理利用水平最高,其次是中部,西部最低。参照各项评价结果对我国今后的土地合理利用提出了一些相关建议。     

土地综合评价原理与方法研究

从国土经济学和资源经济学来说,土地是一种宝贵的基本资源。对土地的研究不仅要从自然科学角度,还要从社会经济科学角度进行。本文依据马克思主义关于土地生产力学说,从土地作为生产资料,具有“双重性”出发,通过生产力构成的剖析,对土地自然属性和经济属性加以综合,以合理评价土地生产力。 一、评价原理 土地作为一种资源,重要的是在于其自然的利用过程,亦即广义的土地农业利用,表现在土地资源的再生性是区别于建设用地的重要标志,土地资源评价的实质是确定土地的生产能力,亦即土地的生产力。马克思主义的土地生产力学说,认为土地生产力由两方面决定的,     

土地利用空间优化配置研究进展与展望

土地利用优化配置是实现土地可持续利用,促进区域经济快速发展和环境逐步和谐的重要途径.科学的土地利用优化配置能充分发挥土地利用潜力、提高土地聚集效应、保持土地生态系统平衡.以往的土地利用优化配置研究主要侧重土地利用数量结构的优化,却忽视了土地利用空间布局的优化.尽管土地利用数量结构是土地利用合理配置的基础,但是在地域空间上分布不当,就会限制土地利用效率的提高,影响土地资源配置的科学性和精确性.因此如何将各土地利用类型数量在地域空间上进行合理的落位,开展土地利用空间优化配置问题研究显得尤为重要.本文全面地解释了土地利用空间优化配置的概念,系统介绍了国内外土地利用空间布局的相关理论和方法,并从地理学、景观生态学、系统工程和管理学、地理信息系统及遥感和数学模型应用、社会学和政策学等理论角度,对土地利用空间优化配置的发展方向和趋势进行了展望,以期促进土地利用空间优化配置研究的创新和深化.     

论土地整理概念的科学界定

土地整理是土地利用的一种发展趋势,目前已成为社会关注的焦点。然而,从国内外的研究情况来看,土地整理的概念、内容都不尽一致。理论上的混乱无疑会给实际工作造成诸多的困扰。本文从分析比较国内外对土地整理的不同观念出发,并结合我国实际,科学地提出了土地整理的经济学概念及确定这一要概念必须遵循的规律。     

关于土地利用系统分析方法体系的探讨

把土地利用视为生态—经济—社会复合系统，运用系统论的思想、观点和方法进行综合研究。并在此基础上提出一套较为实用和科学的从单因素分析到多因素分析再到系统分析的结构分析方法体系。并结合浙江省的实际情况和充分利用土地资源详查数据进行实证分析。     

天山北坡绿洲不同土地利用对土壤特性的影响

以天山北坡三工河流域冲积平原型绿洲作为研究区,选择12种土地利用系统作为土地利用方式的具体体现,通过采集不同土地利用系统上层土壤 (0~20 cm) 和下层土壤 (20~40 cm) 样方,分析不同土地利用系统对主要土壤特性的影响。研究结果表明：(1) 土地利用系统对砂、粉砂和粘土粒度分布的影响显著。绿洲土壤砂含量随着土地种植年限增加有降低的趋势,而粉砂和粘土含量有增加的趋势;(2) 绿洲土地利用系统对土壤pH值和养分变异的影响显著。人类强干扰的土地利用系统的土壤养分普遍高于人类影响较弱的土地利用系统,上层土壤养分普遍高于下层土壤,而且随着人类干扰时间的延长土壤养分呈整体增加趋势;(3) 人类活动强干扰的土地利用系统土壤盐分含量低于人类活动影响较弱的土地利用系统;人类活动作用时间长的土地利用系统土壤盐分含量总体低于人类活动作用时间短的土地利用系统;(4) 绿洲土壤总体表现为"碳汇"的趋势,土壤质量逐步得到提高,其最主要的原因在于合理的土地利用与科学的管理方式结合;绿洲土壤的"碳汇"积极响应了减轻温室气体排放的东京协定 。     

基于冲突—适配视角的土地利用可持续性评价

土地利用可持续性评价是土地系统科学与可持续发展交叉学科研究中一个重要内容,对识别区域土地利用与管理问题,制定可持续土地管理决策具有重要意义。本文从土地利用可持续内涵解析出发,提出了一种基于土地系统冲突与适配视角、适用于不同区域与时段的土地利用可持续评价框架,并以2000—2015年长三角地区为例进行实证分析。结果显示：① 基于土地系统外部发展施压及土地系统内部支撑角度,可以构建由“资源子系统冲突”“功能子系统冲突”“承载子系统冲突”“资源—功能适配性”“功能—承载适配性”组成的土地系统结构。并基于静力学平衡方程,通过计算结构支撑性与平衡性得到土地利用可持续性;② 长三角地区各项土地冲突适配指标中,土地系统功能冲突改善程度最高,但土地功能与承载适配程度最低。各项冲突适配指标具有显著的城乡、纬度、海陆空间分异特征;③ 长三角地区包含17种土地系统构型,呈现最稳定与最不稳定构型两极分布多、中间构型数量少的特征。长三角地区土地利用可持续性结果范围是0.20~1.58,其中浙江>安徽>长三角地区均值>江苏>上海,浙江诸暨市、安吉县等实施绿色发展战略地区显著高于江苏连云港市、如东县等实施传统经济主导型发展战略地区。本文可以为分析区域土地系统可持续性、设置土地可持续发展规划目标、探索土地系统转型方向提供思路与方法借鉴。