王港鵬,黃 薇,彭盡暉
(湖南農(nóng)業(yè)大學(xué) 風(fēng)景園林與藝術(shù)設(shè)計學(xué)院,湖南 長沙 410128)
城市開發(fā)邊界,生態(tài)保護紅線,永久基本農(nóng)田的劃定,土地資源的合理利用越來越受到重視,而土地適宜性評價是土地利用總體規(guī)劃的一項基本工作和重要內(nèi)容。對土地適宜性評價的研究有利于我國國土空間的合理規(guī)劃和土地資源的合理利用。通過文獻梳理試圖呈現(xiàn)出土地適宜性評價研究的總體樣貌與發(fā)展困境,以期尋求土地適宜性評價研究未來可能的發(fā)展方向。
通過對中英文文獻梳理。文獻研究熱點集中在:氣候變化、棲息地喪失、地下水質(zhì)、能源、流域、土地利用和農(nóng)村居民點以及技術(shù)方法和模型。
2.1.1 氣候變化的研究
全球氣候變化對生物多樣性分布,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)影響巨大。維持和恢復(fù)連通性是氣候變化下生物多樣性保護的關(guān)鍵適應(yīng)戰(zhàn)略。提出了一種新穎的物種分布和連通性模型組合,使用當(dāng)前和未來的氣候制度來優(yōu)先確定紐約哈德遜河谷26種稀有物種的種群之間的聯(lián)系[1];研究旨在評估在氣候變化下可能影響土地適宜性、需水量和作物生長期的相關(guān)指標(biāo)[2]。
2.1.2 棲息地喪失的研究
主要對相關(guān)動物棲息地喪失,即土地適宜性變化對動物影響的研究。破碎化對生態(tài)系統(tǒng)有負面影響,并可能導(dǎo)致棲息地喪失,棲息地邊緣增加和隔離。生境的喪失和退化是對生物多樣性的主要威脅,而以農(nóng)業(yè)為主的景觀的土地利用變化對于生物多樣性的重要部分至關(guān)重要,尤其是在歐洲。土地利用/土地覆蓋的變化是物種發(fā)生和棲息地減少的主要驅(qū)動力[3]
2.1.3 地下水質(zhì)的研究
主要對城市或鄉(xiāng)村的樣地地下水質(zhì)量進行適宜性分析,判斷樣本地區(qū)的地下水是否滿足飲用和農(nóng)業(yè)灌溉的需求,以及評估土地利用活動對地下水質(zhì)量的影響[4~6]。
2.1.4 能源作物的研究
主要研究能源作物在不同區(qū)域?qū)ν恋剡m宜性的需求,影響因素,以及提出一些土地評估體系對能源作物種植區(qū)進行評估;通過合理的農(nóng)業(yè)用地規(guī)劃促進和指導(dǎo)可持續(xù)農(nóng)業(yè)的發(fā)展[7~9]。
2.1.5 流域的研究
討論農(nóng)業(yè)用地導(dǎo)致流域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的變化,在作物生產(chǎn)和流域土壤侵蝕控制之間進行權(quán)衡考慮,對土地利用沖突的空間,進行評估模型,體系的建立和適宜性評估[10];研究流域生態(tài)系統(tǒng)中的物種分布模型(SDM),測試不同的影響因子進行評估[11]。
2.1.6 技術(shù),方法和模型
國外學(xué)者基于AHP-CA-GIS模型[12]、 SWAT工具[13]、SD,LUC,H2D[14]、PLF[15]、ANN[16]、BBN[17]等評價模型進行輔助土地適宜性模擬,同時也利用Landsat(地球資源衛(wèi)星)數(shù)據(jù)進行分析,以評估灌溉農(nóng)田適宜性,土地利用和人類活動的影響。通過標(biāo)準(zhǔn)評估權(quán)重和層次分析法(AHP)估算城市適宜區(qū)域。這些方法和模型提供生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的總體適宜性評估技術(shù)支持。
2.2.1 土地利用研究
合理構(gòu)建區(qū)域土地利用生態(tài)安全格局來實施管理對策和改善區(qū)域生態(tài)安全水平[18]。從土地利用的地形、土壤養(yǎng)分、土壤侵蝕、水源條件等方面建立土地利用適宜性評價指標(biāo)體系[19]。 土地利用空間沖突識別對國土空間規(guī)劃和區(qū)域空間管制有著重要的指導(dǎo)作用[20]。
2.2.2 土地復(fù)墾研究
基于土地適宜性評價的土地復(fù)墾主要研究內(nèi)容,為適宜性評價模型、評價因子、評價方法的構(gòu)建。研究的對象,則以石灰?guī)r礦區(qū)、煤礦地復(fù)墾、露天采石場復(fù)墾、黃土高原溝壑區(qū)廢棄窯洞土地復(fù)墾為主。
以廣東省高要市石灰?guī)r礦區(qū)為例,用指數(shù)和法計算土地破壞程度,結(jié)合極限條件法對評價單元進行土地復(fù)墾目標(biāo)適宜性評價[21]。采用FAO的土地適宜性評價方法,選擇了有效土層厚度、土壤質(zhì)地、土壤鹽漬化程度、土壤污染程度、土壤有機質(zhì)、土壤pH值、坡度和地表穩(wěn)定性8項指標(biāo),對黃土高原溝壑區(qū)廢棄窯洞土地復(fù)墾適宜性進行了評價[22]。
2.2.3 農(nóng)村居民點用地研究
選取自然因子、社會經(jīng)濟因子與生態(tài)因子,構(gòu)建村鎮(zhèn)農(nóng)村居民點用地適宜性評價指標(biāo)體系,研究農(nóng)村居民點用地適宜性評價因子量化體系與表征方式;統(tǒng)籌城鄉(xiāng)發(fā)展與適宜性評價分級,實現(xiàn)村鎮(zhèn)農(nóng)村居民點整治分區(qū)規(guī)劃[23]。根據(jù)影響居民點空間擴展因素的限制等級,劃分城鄉(xiāng)居民點空間擴展優(yōu)先等級區(qū),結(jié)合2020年濟陽縣城鄉(xiāng)居民點用地規(guī)模預(yù)測,對濟陽縣城鄉(xiāng)居民點用地空間布局進行優(yōu)化[24]。
通過對中英文文獻梳理。研究前沿為:水質(zhì)、糧食安全、土地復(fù)墾、指標(biāo)體系。
3.1.1 水質(zhì)研究
自然土地利用的轉(zhuǎn)變是全球最重要的變化之一。土地用途的變化可能通過直接或間接改變關(guān)鍵的生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu),而嚴重影響生態(tài)系統(tǒng)功能和生物多樣性[25]。土地利用變化改變流域內(nèi)地表水和地下水水質(zhì),從而影響流域內(nèi)的生物多樣性和人類的生活。通常在流域內(nèi)設(shè)置樣點,進行水質(zhì)監(jiān)測。再通過地理信息系統(tǒng)技術(shù)被用來找出地下水質(zhì)量在土地利用方式上的分布。
3.1.2 糧食安全研究
如今,全球糧食安全已成為人類最緊迫的問題之一,據(jù)糧食及農(nóng)業(yè)組織(FAO)稱,到2050年,對糧食的需求增長可能會增長70%。設(shè)計一種基于土壤質(zhì)量指標(biāo)和遙感數(shù)據(jù)的土地評估新方法,以評估和繪制土壤對水稻作物的適宜性[26]。通過自然要素和社會要素指標(biāo),結(jié)合遙感數(shù)據(jù)進行土地適宜性評估,加強對耕地保護,以及協(xié)調(diào)耕地與生態(tài)環(huán)境,人類生活之間的矛盾。以應(yīng)對未來可能出現(xiàn)的糧食安全危機。
3.2.1 土地復(fù)墾適宜性評價研究
主要對一些礦區(qū)土地復(fù)墾,進行適宜性等級評價,構(gòu)建相應(yīng)的評價指標(biāo)。土地復(fù)墾適宜性評價主要通過模糊綜合評價法,極限條件法,粒子群優(yōu)化算法綜合指數(shù)法等方法,進行土地復(fù)墾適宜性評價,得出土地復(fù)墾的適宜方向。
3.2.2 指標(biāo)體系研究
土地適宜性評價指標(biāo)體系研究集中于工業(yè)用地、城市建設(shè)用地、農(nóng)村居民點、山區(qū)土地利用、農(nóng)業(yè)土地、旱改水、自然保護區(qū)、國土空間、礦區(qū)土地復(fù)墾、低丘緩坡土地資源等方面。以便合理地進行土地規(guī)劃和開發(fā)利用,以及對國土空間布局優(yōu)化提供參考,
本文綜合中英文文獻關(guān)于土地適宜性評價研究總結(jié)如下。
國內(nèi)研究的熱點和前沿廣度和深度不及國外;國內(nèi)研究熱點聚焦于技術(shù)方法和模型、土地利用、土地復(fù)墾和農(nóng)村居民點,而國外研究聚焦于氣候變化、棲息地喪失、地下水質(zhì)量、能源作物、流域、太陽能、生物能源、技術(shù)方法和模型等領(lǐng)域。
今后國內(nèi)應(yīng)該加強以下方面的研究:①多學(xué)科交流的基礎(chǔ)研究。土地適宜性評價是多學(xué)科交叉領(lǐng)域,需要環(huán)境科學(xué)與生態(tài)學(xué)、環(huán)境科學(xué)、生態(tài)學(xué)、農(nóng)學(xué)等學(xué)科的合作。②土地適宜性評價的研究廣度。不僅僅研究目前突出的問題,還需要去挖掘未來出現(xiàn)的問題。如氣候變化帶來的棲息地喪失、流域問題等。③借鑒土地適宜性評價理論與方法。國外針對農(nóng)業(yè)用地,土地利用變化所帶來的生物多樣性減少以及棲息地喪失等問題,對于目前我國大力推進美麗鄉(xiāng)村建設(shè),能提供諸多經(jīng)驗。