国土自然资源研究篇1
英文名称：territory&naturalResourcesStudy
主管单位：黑龙江省科学院
主办单位：黑龙江省科学院自然资源研究所
出版周期：双月刊
出版地址：黑龙江省哈尔滨市
语
种：中文
开
本：大16开
国际刊号：23-1216/n
国内刊号：14-125
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发行范围：
创刊时间：1979
期刊收录：
核心期刊：
中文核心期刊(2008)
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Caj-cd规范获奖期刊
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期刊简介
《国土与自然资源研究》（季刊）创刊于1979年，由黑龙江省科学院自然资源研究所主办。
国土自然资源研究篇2
关键词：土地生态安全；应用研究；研究展望
一、概念研究
上世纪40年代aldoLcopold在对土地功能状况评价中考虑了土地健康的因素，生态安全的研究也随之逐渐开展。工业化、城市化的发展需要大量的土地，人们对土地资源开发的深度和广度不断加大，甚至已经超过了土地生态系统自身承载能力，区域内土地生态安全处于亚健康的状态，人们的生存环境面临着严峻的挑战。一些学者从土地生态系统结构是否受到破坏，生态功能是否降低定义土地资源生态安全；张虹波等从保持土地生态系统自身动态平衡，内部结构、功能完整，实现土地资源的持续利用和社会的可持续发展角度定义土地生态安全；梁留科等从实现社会、经济、生态安全的协调发展角度定义土地生态安全；还有学者从人类对土地的需求量与土地的供给能力定义土地生态安全，即土地的数量和质量能够满足后代人发展对其的需求。
二、土地生态安全的基本理论研究
（一）人地关系协调理论
1650年西方人文地理学家沃仑·纽斯的《地理通论》中首次提出了人地关系。从地理学角度上讲，人地关系就是人与自然地理环境之间相互影响关系。人地关系有两大基本原理，一是土地承载力限制与超越原理。人地矛盾主要是指人口的不断增长以及人类对土地需求的增加使得土地难以满足人类的生产和生活的需要，既土地承载力是有限制的，人地关系的发展主要表现在提高土地承载力；二是人地关系地域关联互动原理。随着经济全球化的发展，人与土地生态环境的联系更加密切，在关联互动中，即便是来自不同尺度的人地关系系统，每一种层次都是彼此联系、彼此依存的。这时，变动与冲突、互补与协调就成为了人地系统的主要特征，吴传均在上世纪90年代就指出人地关系地域系统是地理学的研究核心内容。
（二）可持续发展理论
上世纪60年代美国学者莱切尔·卡逊在《寂静的春天》阐述了农药的大量使用严重破坏生态环境，罗马俱乐部在1972年出版的《增长的极限》揭示出环境安全问题对人类生存、发展的重要影响。布伦特兰报告中正式提出可持续发展概念并给出可持续发展定义是：“既满足当代人的需要，又不对后代满足其需求能力构成威胁的发展”。从生态可持续发展的角度看，社会、经济的持续性发展要与自然生态环境的持续能力相适应，保证人类社会的发展要在土地生态环境所能承受的范围之内，不能以破坏环境为代价而谋取发展。只有把可持续发展作为基础、作为前提条件，土地的生态安全的研究才更具有意义。
（三）生态经济理论
20世纪80年代国际生态经济学会成立，1989年创办《ecologicaleconomics》杂志。国内外对生态经济理论进行了大量研究并取得显著的成就。生态系统和生态经济系统的研究均是生态经济学研究的重点内容，土地生态保护与经济持续发展是密切联系、内在统一的，土地资源生态安全的实现必须以保护生态环境为基础，要遵循生态环境的内在客观规律的基础上实现生态与经济发展相协调的情况下。反之，生态环境的破坏会严重阻碍经济的发展。
三、土地生态安全研究的主要内容及研究进展
（一）土地资源生态安全评价指标体系研究
城市化进程中大量的土地转变为建设用地，土地生态安全面临着严重的威胁。现代化农业生产经营方式、化肥农药的使用改变了土壤的特质，人类对森林不合理开采改变了陆地水循环。土地生态安全评价的研究被人们提上日程。土地生态安全评价的关键在于构建科学合理的指标体系与评价标准，目前尚无统一标准，多通过借鉴1993年Fao发表的《可持续土地管理评价大纲》中关于土地质量评价指标构建土地生态安全评价指标体系。多数学者从土地生态系统压力、状态、响应3个方面对土地生态安全进行研究，张建新在p-S-R框架模型的基础上选取评价指标，对湖南省土地可持续利用进行了生态安全评价。许月卿从自然、经济、社会安全的角度构建小城镇土地生态安全评价指标体系，对贵州省猫跳河流域土地生态安全进行了研究；杜忠潮依据p-S-R模型，从土地自然资源现状、土地社会经济环境压力和人文影响3方面构建土地资源生态安全评价指标；高珊依据“压力-状态-响应”（p-S-R）模型，从环境、行为和决策三个层面选取指标，研究了生态建设成效。
（二）土地生态安全评价的方法研究
土地生态安全评价指标确权的方法有特尔菲法、层次分析法、主成分分析法及熵权系数法，部分学者也采用两种或以上的方法确定指标权重。李秀霞采用熵权对吉林省城市化进程中土地生态安全问题进行了研究，并提出了实现土地生态安全的合理性建议；徐道炜采用突变级数法研究了福建省土地生态安全问题。综合指数法、物元法等方法是学者们常用的土地生态安全综合性评价的方法，李明月基于Bp神经网络方法对广州市土地生态安全进行评价。上世纪60年代，部分学者以研究土地承载力的方法对区域土地生态安全进行了研究，90年代，人们将生态足迹的方法引入到生态安全的研究，现代，科学技术的创新，突破了原有的定量水平和精确程度，生态足迹方法定量化程度高，一般只有很少因素定量评价生态承载力状况。何淑勤等利用生态足迹理论与方法，对雅安市土地生态安全情况进行了研究。
（三）土地生态安全预警研究
土地生态预警的目的在于时刻了解系统内部生态安全的综合状况。法国经济学家alfredFourile最先阐述了监测预警的思想。HaqueC.emdad对加拿大红河谷土地资源的危险性进行评价。我国对预警的研究主要在一下几方面，一是概念方面，傅伯杰提出的区域生态环境预警是对区域资源开发利用的生态后果、区域生态环境质量的变化以及生态环境与社会经济协调发展的评价、预测和警报；二是研究方法方面，目前国内部分学者利用GiS建立土地生态预警信息系统，准确掌握区域生态状况和动态变化趋势；三是评价指标方面，吴冠岑选取从自然、经济、社会三方面选取预警评价指标，并引入变权理论的概念，构建了土地生态安全预警的惩罚型变权评价模型并对淮安市进行了实证研究，许学工对黄河三角洲生态环境进行了评估和预警研究。
（四）土地生态安全设计研究
生态安全设计，对土地资源可持续利用和区域土地资源生态安全有重要意义。主要针对区域内生态环境问题，对区域生态环境问题进行有效控制和持续改善。主要包括以生态安全为前提的土地利用结构优化和区域生态安全格局设计。生态因素已成为影响土地利用结构的重要影响因素之一。S.Hermann从自然环境角度选取生态约束因素对乡村土地利用结构进行设计；赵丹从生态绿当量的角度，对宁国市土地利用结构进行了实证研究。区域生态安全格局设计方面，马克明对区域生态安全格局的概念以及理论基础的论述，并在此基础上提出了区域生态安全格局的设计原则与方法；徐海根等提出了自然保护区生态安全设计的概念，构建了从区域层次到网络的每个节点（保护区）再到网络与节点的连接（廊道）的研究流程，综合运用迭代法、整数规划方法和地理途径方法等方法设计自然保护区生态安全格局。
四、研究启示
首先，土地生态安全评价研究中，加大对各模型进行基本参数与可信度、准确度的研究。评价方法上将计量模型与现代信息技术结合起来，为土地生态安全设计的研究构建空间模型。
其次，加强土地生态安全评价和设计相结合的综合研究。土地生态安全评价和土地生态设计的研究在于保持生态系统平衡和土地资源的持续发展和利用，保障区域生态安全，实现生态、经济和社会的协调发展。
最后，加强动态监测和预警系统研究。目前国内没有明确系统预警指标体系和成熟的理论体系，有关预测误差方面的研究较少，在预警过程中难以及时、准确对预测误差进行修正。且较少进行多种预警方法的综合运用。构建基于过程的动态模型，结合地理信息技术加强土地生态安全动态监测，在此基础上建立土地生态安全预警系统。
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国土自然资源研究篇3
关键词:人口容量;人口承载力;适度人口
中图分类号:C92文献标识码:a
一、人口容量研究的意义
美国人口学家科恩在他的著作《地球能养活多少人》中注意到,在地球承载力的研究中,生态学、经济学、地理学、土壤学和农学等领域的学者们以及学术政治家们都做出了努力和贡献,而非常奇怪的是,人口学家们却一直保持着沉默。一位著名的人口学家曾对他说,人口学家们之所以回避这一问题,是因为它所包含的相互关系太复杂,至今在这一问题中所使用的标准都很主观,过去的种种努力都显得很愚蠢。另一位人口学家则认为,人口承载力的问题至今还无法回答,但随着自然和社会科学的进步,最终会得到回答。而科恩自己认为答案现在不会有,以后也永远不会有,而对人类承载力的估计的真正价值在于其在启发认识和指导行动中所起的作用。
许多学者认为人口容量是客观存在的,很有研究的必要。其主要论点是:(1)人类生存环境是有限的,地球所能提供的资源也是有限的;有限的空间、资源、环境条件对于所能容纳的包括人类在内的任何生物种群的数量、规模都有一定的客观规定性;无论是从历史还是现实的角度看,环境人口容量及其对人口增长和数量规模的限制作用都是一个不以人的意志为转移的客观存在;(2)正是由于人口容量研究具有一定的难度,人口容量与现实人口规模之间有一定差距,研究方法也还有待改进,才值得我们去研究;(3)人口容量的研究并不只是一个最大人口规模数值问题,人口容量的研究内容是非常广泛的;在研究人口容量的过程中可以全面系统地分析该区域人口、资源、环境与经济发展的特征及其协调发展关系,为区域经济发展、环境保护、居民安居乐业提供科学依据。对人口容量的理解不能过于片面和狭窄;(4)对人口容量的研究有助于加深人们对控制人口必要性的认识,有助于正确理解人口与各环境因子的关系和识别危机区域;(5)研究人口容量可以了解各地区人口压力的真实情况,揭示人口分布现状的本质,为地区人口迁移、人口再分布政策和人口与经济发展规划提供科学依据。
二、人口容量的定义
关于人口容量的思想实际上是古已有之。中国历代的思想家、政治家有关保持人口与土地的平衡,使有限的土地负担一个大小适当的人口的思想,就是人口容量问题的一些最初考虑。但人口容量作为一个科学概念的提出,只是也只能是最近几十年的事。联合国教科文组织对其的定义为:某一国或某一地区在可以预见的时期内,利用该地的能源和其他自然资源及智力、技术等条件,在保证符合社会文化准则的物质生活水平条件下,所能持续供养的人口数量。简而言之,所谓人口容量就是某一国家或地区在一定时期内所能供养的人口数量。影响人口容量的因素主要有以下几个方面:(1)地域的开放程度。一个封闭系统和开放系统的人口容量是有很大区别的。在一个开放系统中,资源的互补可以大大提高一个地区的人口容量。而一个封闭系统中,由于某一种资源的匮乏会使得其人口容量大为降低。(2)时间规定性。一个地区短期内的人口容量会高于保证其长期发展的人口容量,但短期内对资源环境的过度开发和利用,会造成未来人口容量的降低。因此,人口容量应建立在可持续发展的概念上,不能只考虑短期效应。(3)生产力水平的高低。不同的生产力水平下,对资源的利用程度和产出水平会有很大差别,因此人口容量会随着生产力水平的提高而提高。在确定未来人口容量时必须考虑到技术进步的作用。(4)生活水平的高低。在同样的产出水平下,不同的生活水平需求会有完全不同的人口容量。很显然,人口容量会随着生活水平的提高而降低。(5)分配方式与社会制度。不同的分配方式将导致人口容量的差别,一个平均分配资源和财富的社会的人口容量无疑大于一个贫富差距很大的社会。(6)不同目标下的人口容量。如果仅仅考虑维持人们的最基本生活需要,那么得出的就是一个地区所能抚养的最大人口数量。如果要达到一个理想的或最优的目标,则实际上得出的是适度人口数量。(7)承载人口的基础。人口容量既可以从单一的因素分别考察,如土地资源、淡水资源、矿产资源等,也可以从自然环境系统综合考虑;既可以只考虑自然系统,也可以加进社会经济系统,因而有土地人口承载力、矿产资源承载力、环境人口容量等一系列人口容量的研究。考虑因素不同,研究结果自然大相径庭。只要自己持之有据,也就不乏其意义。
三、人口容量、人口承载力与适度人口的关系
1、人口容量与人口承载力。在人口容量与人口承载力的关系问题上存在两种观点。一种观点认为,人口容量和人口承载力是同一个概念,两者之间没有根本区别;另一种观点倾向于把两者加以区分,认为承载力指的是一定的净生产力和消费结构下给定土地可能支持的最大人口数,相当于草场的载畜量,而人口容量是指承载力与社会经济因素相结合的产物。
土地人口承载力不能和土地人口容量相提并论。土地人口承载力是指在未来不同的时间尺度上,以预期的技术、经济和社会发展水平及与此相适应的物质生活水平为依据,一个区域利用其自身的土地资源所能持续稳定供养的人口数量。土地人口容量则是在一定面积土地上容纳的人口数量。土地人口承载力相对稳定,它受土地生产能力与人的生活水平所制约,受人的行为影响小,比较客观。土地人口容量则受人口政策、人的生育行为和人口迁移等因素的影响较大,主观性强,它可以大于或小于土地的人口承载力。就一个封闭的区域系统来说,土地合理人口容量应小于土地人口承载力,以保证扩大再生产的进行。对于开放的区域系统,经济贸易有着很重要的意义,土地合理人口容量可以小于或超过土地人口承载力。
《人口承载力与人口迁移》一书认为,人口容量、资源承载力、土地承载力是既相互区别又相互统一的概念。该书认为,资源承载力就是环境人口容量。土地承载力是资源承载力的特例,它与资源承载力的区别在于抽取了自然资源中的土地资源作为研究重点。土地承载力的核心是指在自然、社会、经济因素的制约下,一定地区产出的食物能养活多少人口。在人口容量与人口承载力的关系上,该书作者认为人口容量有特定的涵义,而人口承载力则是泛指的名称,凡是人口为主体,资源、环境、经济为客体的,并能承载人口数量的,如人口容量、环境人口容量、经济适度人口、资源承载力、土地承载力等都统称为人口承载力。
笔者认为,人口容量与人口承载力并无本质区别,它们都是从英文“CarryingCapacity”一词而来。人类环境并不存在纯粹的自然环境,而是与社会环境交织在一起,即使从概念上硬行把两者区分开来,在实际操作中也很难界定,只能造成人为的混乱。笔者倾向于对二者不作区分。
2、人口容量与适度人口。按一般理解,人口容量是指一个地区的资源、环境所能承载的最大人口数量,即偏向于最高人口的涵义。而适度人口则是指一定目标下的最适宜人口,即最优人口。但确定人口容量时,如果把消费水平定在一个期望的数值上,则此时的人口容量也就等同于适度人口。因此,人口容量与适度人口在概念上是有区别的,但在一定条件下,两者也可以互相转换,适度人口也可以说是一定意义上的人口容量。
四、人口容量的研究方法与步骤
根据不同的定义和研究目的,人口容量的研究方法也不尽相同。目前,国内采用的研究方法主要有以下几种:
1、单因子分析法。此方法一般把人口容量理解为最大负载能力,从而根据农业生产所提供的粮食或某种资源的食物生产能力进行环境人口容量的估算,尤以依据粮食生产进行估算的方法应用最为广泛。此方法考虑的因子较少,操作简单,在人口容量估算时应用较多。但此法没有考虑到人口对农业生产或资源利用的反馈以及农业的投入与整个经济相关部门间的反馈作用,因而是一种非常粗略的估计方法。
2、土地资源分析法。这是联合国粮农组织在1979年召开的《未来人口的土地资源》专家咨询会议上提出的研究方法。它以土壤评价为基础,依据资源、生态特点划分出不同的农业生态区,并给出各类农业生态区的三种农业产出水平(低、中、高),根据各种作物的不同要求求出各种作物的产量并换算成蛋白质及热量,然后再与每人每年需要的蛋白质与热量进行对比,即得出环境人口容量。对草地畜牧业也以同样的方法换算。
3、资源综合平衡法。1973年由澳大利亚的研究者提出并得到广泛应用。这种方法综合考虑土地、水、气候资源等因素,避免了单因子分析法的某些不足。通过分析各种环境资源对人口发展的限制,利用多目标决策分析,进行综合研究,从生态系统角度全面进行估算,从而得出比较精确的结论。
4、投入产出法。这种方法以投入产出技术为手段,根据农业生产的劳动力、水、肥等实际投入状况及其发展趋势,推测土地的现状及未来生产潜力,从而计算土地承载力。这种方法考虑了实际生产情况,因而更接近实际,对预测一定时间尺度的土地生产能力表现出一定的可信度。
五、对中国人口容量有待进一步研究
人口容量研究在世界范围的兴起是基于全球人口与资源环境关系紧张的现实。对人口已经严重超载的中国来说,人口容量的研究更具有其紧迫的现实意义和深远的历史意义。20世纪八十年代以来,中国人口学家、地理学家、生态学家等从不同角度、不同侧面对中国人口容量问题进行了大量定性和定量的研究,取得了许多有价值的成果。这些成果是国家和各地区制定发展规划和政策的重要依据,并为中国人口容量研究填补了空白。
应该看到,由于人口容量本身的不确定性和对人口容量的理解不同,在人口容量的研究上还存在许多歧义。许多学者认为,人口容量研究不仅仅是一个数量问题,最大和最优人口数量虽然也是我们所关注的,但如何从现实人口出发,找到人口与资源环境协调发展的途径,寻求我国的可持续发展之路,是我们所真正关心的。人口容量研究应该放在一个综合的大背景下,这样就可以走出人口数量的狭窄圈子,使其更具有现实意义。
笔者认为,至少可以对以下几个方面的问题做进一步研究:(1)关于人口容量的内涵与外延应作进一步探讨,以求得共识;(2)人口容量的研究方法和指标体系应加以规范和确定;(3)要开展综合性的、跨学科的人口容量研究,尤其是加强自然科学和社会科学之间的合作。
六、总结
国土自然资源研究篇4
赵亚辉，湖南省国土资源规划院院长、湖南省地质研究所第15任所长。1984进入地质行业，1995年进入湖南省地质研究所工作的他对于湖南省地质研究所的地学研究发展历程颇为熟悉，也颇有感慨。在对记者回顾研究所历史时，他表示：不论是创所之初，还是发展到如今集省国土资源规划院和矿产资源储量评审中心于一身，基础地学研究在湖南省地质研究所五十四载的发展过程中始终拥有着一个无可取代的位置，是基石，也是灵魂。
五十四载风雨路
国土资源导刊（以下简称“导刊”）：在湖南省地质研究所50多年的发展历程中，基础地学研究发展脉络是怎样的？
赵亚辉（以下简称“赵”）：（湖南）省地质研究所成立于1959年。在上个世纪60-70年代，在陈国达等老一辈专家学者的带领下，湖南省地质研究所奠定了湖南省地质工作的基础。这其中完成的“湘西构造体系初步分析”首次用地质力学系统地论述了湘西的构造体系，“湖南省1∶50万地质图”更是湖南省第一次编制的基础地质图件，“湖南下寒武统黑色页岩系含矿性形成地质条件及分布特征”和“南岭花岗岩地质学”则分别获得了全国科学大会奖和国家自然科学二等奖。这些工作的开展，不仅为全省的地质工作提供了基础依据，还为国家在特殊时期探寻急需矿产资源提供了有力的技术保障。
到了上世纪80―90年代，湖南省地质研究所步入了改革发展探索时期，不断充实技术力量，加强基础研究。这一时期主要在成矿理论的研究，其中《南岭地区有色稀有金属矿床的控矿条件形成机理-分带规律及成矿预测》获部科技成果一等奖。同时，黄沙坪有色矿深部探测、司徒铺白钨矿和湘南隐伏小岩体研究项目更是为湖南地质找矿工作提供了新的理论依据。
1992-2000年期间，地质工作因国家投入减少，科研经费不足，地质行业不景气。湖南省地质研究所调整战略，业务领域开始由传统的单一地质矿产服务向整个国土资源科研服务方向迈进，以地学为主导开展对洞庭湖治理研究，参与地质灾害调查与防治。
21世纪以来，湖南省地质研究所成建制划归湖南省国土资源厅管理，并加挂湖南省国土资源规划院和湖南省矿产资源储量评审中心两块牌子。在坚持地质矿产研究的同时，不断加强土地资源评价和利用研究。
地质研究是社会发展基础
导刊：您认为在规划院的发展中，基础地质科研将发挥怎样的作用？
赵：基础地质科研在促进人类社会经济的可持续发展过程中，应当发挥全面的基础性支持保障作用，其主要功能在于：第一，应当保障资源永续利用的能力；第二，应当促进和指导人类社会保持良好的生态和环境；第三，应当提高人类预测、预防和治理自然灾害的能力，减轻灾害的损失，减缓灾害的威胁；第四，应当为国土开发整治、区域社会经济的合理布局与协调发展进行谋划，提供基础信息、咨询与指导；第五，为相关学科的发展渗透与综合，提供基础科学技术与智力的支持。
当前，地质找矿特别是深边部找矿难度越来越大，对地质理论的要求也更高，国土资源领域保障与发展的矛盾也越来越大，这就需要我们不断加强基础地质科研。总的来说，基础地学的研究是湖南国土资源规划院的发展支撑，我们将一如既往地重视国土资源领域基础研究，谋求更大的发展。
未来方向：扩展研究领域
导刊：下一步湖南省国土资源规划院的发展规划是怎样的？在基础地学研究中将有哪些重点？
国土自然资源研究篇5
关键词:土地资源;可持续利用;景观生态学;应用
一、土地资源可持续利用的理论基础
(一)土地资源可持续利用思想的提出
土地可持续利用的思想,是1990年在新德里由印度农业研究会、美国农业部和美国Rodale研究所共同组织的首次国际土地持续利用系统研讨会上正式提出的。
(二)土地资源可持续利用的内涵
对于土地资源可持续利用的定义,不同学者因对“可持续性”的理解和对土地资源利用的分析角度不同,存在多种表述方式。从经济学看,根据《我们共同的未来》报告中对可持续发展的定义:“尽可能减少对人类生存所依赖的土地资源破坏与退化,维持一个不变或增加的资本贮量,旨在人类生活质量的长期改善,即在追求经济发展效益最大化的同时,维持和改善土地资源的生产条件和环境基础”;从人地关系角度出发,土地资源可持续利用是人地关系的协调和共荣,即土地资源的生产能力和景观环境,要满足人类不断发展的生存活动、生产活动和社会活动的需要;从土地资源供求关系看,土地资源可持续利用是达到土地供求的持续平衡,即是通过把土地资源无弹性的自然供给量,转化为有弹性的经济供给量,来持续满足人们日益增长的土地资源需求。
从1993年内罗必拟定的《持续土地管理评价大纲》中对土地资源可持续利用的定义为“把保持和提高土地生产力(生产性)、降低土地生产风险(安全性)、保护土地资源潜力和防止土壤与水质退化(保持性)、经济上可行(可行性)和社会可以接受(接受性)相结合”,这5个条件必须同时满足,否则认为是土地资源的非持续利用;从土地资源利用目的看,土地资源可持续利用就是实现土地生产力持续增长和保持其稳定性,保护土地资源生产潜力和防止土地退化,并具有良好的经济效益和社会效益,即达到生态合理性、经济有效性和社会可接受性。
不论从哪个角度来阐述土地资源的可持续利用,其核心都是保证土地资源持续满足人类社会发展的需求。因此,不妨把土地资源可持续利用定义为“能够持续满足社会不断发展的土地生产力和景观环境需要的土地利用”。
二、景观生态学概念与理论
(一)景观生态学内涵
景观生态学的概念是德国地植物学家troll于1939年在利用航片研究东非的土地利用时首次提出。1982年10月,在捷克正式成立了“国际景观生态协会”(internationalassociationforLandscapeecology,iaLe),标志着景观生态学进入了一个新的历史发展时期。另外,20世纪80年代以来的遥感与GiS技术的出现极大地推动了景观生态学的研究与应用。景观生态学是研究在一个相当大的区域内,由许多不同生态系统所组成的整体(即景观)的空间结构、相互作用、协调功能、及动态变化的一门生态学新分支。景观生态学以整个景观为研究对象,强调空间异质性的维持与发展,生态系统之间的相互作用,大区域生物种群的保护与管理,环境资源的经营管理,以及人类对景观及其组分的影响。
我国学者肖笃宁(1999)将景观生态学的核心概念总结为:景观系统整体性和景观要素异质性;景观研究的尺度性;景观结构的镶嵌性;生态流的空间聚集与扩散;景观的自然性与文化性;景观演化的不可逆性与人类主导性及景观价值的多重性。
(二)景观生态学基本理论
1、景观和区域。生态学中,景观是由相互作用的斑块或生态系统组成的,以相似的形式重复出现的,具高度空间异质性的区域。
2、景观结构与功能理论。景观结构与其生态过程的相互关系是景观生态学理论研究的核心部分。景观层次上的过程,包括自然和人文两个方面,它们对景观空间结构的形成起重要作用,而景观结构对过程也有基本的控制作用。因此,“格局反衍过程,过程反衍机理,机理揭示规律”,一定的景观结构才能实现一定的景观功能。景观生态学认为,在景观尺度上,每一个独立的生态系统(或景观单元)均可看作是一个宽广的斑块(patch)、狭窄的廊道(corridor)或背景基质(matrix),能量、物种及营养成分等在景观元素间的流动形成景观功能,景观功能的发挥主要涉及廊道、基质和斑块的功能特征。
三、我国景观生态学的应用研究领域
我国景观生态学应用研究领域主要体现在以下方面:
景观生态规划与设计:景观生态规划与设计是在风景园林学、地理学和生态学等学科基础上孕育和发展起来的,并深深扎根于景观生态学。景观生态规划与设计主要应用在城市景观生态规划、农村景观生态规划、旅游风景区的景观生态规划和自然保护区的景观生态规划。
景观生态学与生物多样性保护:景观生态学强调无机环境为基础,以生物为中心,以人类为主导,正确处理天、地、人、文的相互关系,合理调控现有景观生态系统和规划设计与建造的景观生态系统。傅伯杰、陈利顶、马克明、周华荣等(1995,1996,1998,1999,2000)对运用景观生态学原理对生物多样性保护作了深入研究,并进行了自然保护区的规划和设计。
景观生态学与土地利用规划:邱扬等利用景观生态学的理论为土地持续利用评价提供了一条新的途径,对土地持续利用评价概念、原则、理论基础、指标选择、评价方法给予了一定的研究。
四、土地利用中的景观生态学应用
(一)土地利用的可持续目标
资源永续利用的思想在20世纪70年代被提出,当时更多关注土地资源的保护,而对其实现的可行性考虑不多。随着可持续发展概念的明确,土地可持续利用的目标也得以明晰。生产性、安全性、保护性、可行性和可接受性是土地可持续利用的基本目标,而这些目标也构成了评价土地利用持续性的基本标准。在我国,土地资源可持续利用首要的任务是实现耕地资源的保有数量,提高耕地生产性能和生态功能。
(二)景观生态学与土地利用规划
应用景观生态学的原理与方法研究土地可持续利用,在我国尚不多见,仅有部分学者作了初步研究。景观生态学的理论为土地持续利用评价提供了一条新的途径,对土地持续利用评价概念、原则、理论基础、指标选择、评价方法与过程都有重要影响。根据景观生态学理论,土地持续利用规划主要表现在以下方面:
1、综合整体性,不仅包括环境、经济与社会等多因素评价,还指土地利用方式、土地利用系统与景观或区域等多等级评价。
2、尺度性,包括土地利用的时间尺度、空间尺度和重点尺度。
3、空间格局与土地生态过程,二者的关系分析是土地持续利用的基础。
4、干扰与人类影响,干扰是景观或区域的必然因子,有助于发展土地利用系统与景观的适应性机制,人类土地利用的历史经验和教训,对土地的持续利用有借鉴作用。
5、多重价值与多目标,景观生态学强调土地持续利用的目标是多重的,因而追求多目标之间的优化,而不是单目标的最大化。
(三)土地利用的景观生态探讨
景观生态学的发展从一开始就与土地规划、管理和恢复等实际问题联系密切,它注重土地利用如何影响物质流和能量流,注重结构和过程的相互关系分析,使其在空间土地利用规划中得到广泛应用。景观生态学属于宏观尺度生态空间研究范畴,其理论核心集中表现为空间异质性和生态整体性。土地作为地表自然综合体,是一种特色鲜明的系统整体,具有突出的空间异质性,而生态整体性正是实现土地持续开发利用的有效途径之一。因此,土地可持续利用的研究内容涉及到景观生态学的理论核心。
景观生态学同时研究生态景观与视觉景观两个方面,注重协调形态与内容、结构与功能的统一,以人类对于景观的感知作为评价的出发点,追求景观多重价值(经济、生态、社会与美学)的实现。因此,土地利用以持续性作为其功能目标,应该追求生态、经济、社会以及美学等多重价值的优化,充分发挥了土地自身的生态系统生产功能、空间场所功能和景观功能等三大功能,综合技术、政策和行动来实现土地利用的生产性、安全性、保护性、可行性与接受性。
土地生产力的维持与景观的结构、功能是密切相关的,对土地可持续利用的研究不仅要包括对土地功能的优化,还包括对景观格局(土地利用结构)的评价,同时分析景观结构与生态过程的相互关系。这种格局与过程的关联分析,正是近年来我国土地利用研究工作中忽视的地方。
五、结束语
综上所述,景观生态学与持续发展概念具有高度的一致性,景观生态学的景观结构与功能理论、生态整体性与空间异质性理论、等级尺度理论、景观变化与稳定性理论等基本理论,有助于进一步加深对土地可持续利用内涵的理解。景观生态学与土地、土地利用研究联系密切,是实施土地可持续利用的重要理论基础之一。同时,土地利用的持续性具有明显的时空尺度特征,不同的时间和空间尺度下土地利用的持续性特征大不相同。离开了特定的时间与空间范畴,将无从谈论土地利用的持续性。
传统的土地可持续利用的社会、经济和生态研究,在一定程度上都可以认为是在时间尺度上的土地可持续利用分析,缺少土地利用空间格局分析的内容。在现代地理学与生态学结合下产生的景观生态学,属于宏观尺度研究范畴,既强调空间格局分析,又考虑生态关联,有助于实现区域土地可持续利用时空尺度上的综合分析、评价与管理,为土地可持续利用研究提供了一条新的途径。因此,土地可持续利用研究应进一步整合景观生态学的思想与理论,深入对土地可持续利用内涵的探讨,重点加强土地可持续利用结构、功能与动态变化等的基础理论研究,尤其需要关注土地利用格局及其变化过程的相关分析。土地可持续利用中景观生态学的引入,也将是实现科学发展观可持续发展战略不可忽视的很好途径和重要手段之一。
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国土自然资源研究篇6
关键词：自然地理与资源环境专业培养模式专业定位
1.研究背景
自然地理与资源环境是地理科学下面的一个二级专业名称，前身是资源环境与城乡规划管理。2012年教育部将“资源环境与城乡规划管理”专业拆分为“人文地理与城乡规划”和“自然地理与资源环境”两个专业，从此“资源环境与城乡规划管理”退出本科专业的舞台。自然地理与资源环境专业立足于地球表层特征及其变化、自然资源管理、环境保护、3S技术，相对应开设的课程有：地质学、自然地理学、国土规划、地图学、遥感应用、管理科学、环境科学、环境监测、环境经济学、土地评价与土地管理、资源学、水资源计算与管理、景观生态学、生态环境规划、环境化学、地理信息系统、计量地理学、地质学、地貌学地理信息系统和遥感与数字图像处理等。培养目标为培养能在科研教育单位、相关政府部门、企事业单位从事自然地理过程、环境变化研究和资源管理、环境保护或应用的高素质复合型专门人才。
应用型人才是社会和国家进步的源泉，而如何培养应用型人才对增强国家实力，建设有中国特色的社会主义国家具有重要的战略意义。因此，全面提高自然地理与资源环境专业大学生的综合素质，培养适应世界科学技术快速发展和适应市场经济体制下经济建设、文化建设需要的高素质应用型人才，是当前自然地理与资源环境专业的重要任务。培养模式作为应用型人才培养的主要途径，其培养模式的好坏直接影响到应用型人才的培养。就自然地理与资源环境专业本科教育而言，它具有基础性、实践性、综合性等专业特点。但如何深化改革，建立应用型人才培养模式，为培养应用型专业人才创造良好的条件，成为本专业成效的关键和核心。“自然地理与资源环境专业”需要什么样的人才？从专业本身发展规律看，这是该专业教学和人才培养模式构建首先要考虑的问题，必须有先进的理论指导教学与实践。从“自然地理与资源环境专业”的市场竞争来看，就业市场是一个开放的市场，竞争既极为充分又日益趋向国际化。国际化的竞争需要具有世界眼光和战略思维、懂得现代化科技的应用型人才。
2.“自然地理与资源环境专业”人才培养模式构建
2.1培养目标和方向定位
培养目标和方向定位在很大程度上是根据就业需求及其学科性质而设立，影响毕业生的就业方向。特别要针对以前“资源环境与城乡规划管理专业”普遍存在一些问题，如专业定位不准，主要方向不明确，研究范围广博而不精，缺乏主干方向；专业定位过高，与市场需求不紧密，使学生面临就业的困难；专业课程设置不够合理，缺乏动手和实践的锻炼，影响了学生工作和实践能力的提高[1]-[9]等。因此，“自然地理与资源环境专业”既要明确本专业人才培养的目标——“能在科研教育单位、相关政府部门、企事业单位从事自然地理过程、环境变化研究和资源管理、环境保护或应用的高素质复合型专门人才培养地理科学基础扎实且应用能力强的德才兼备的专业人才”，又要明确专业方向定位——“土地测量技术与资源管理、环境治理技术、地理信息技术”，还要明确本专业毕业生的出路，即继续深造及成为“地质气象研究与勘探、土地资源管理、环保研究和开发单位”。
2.2专业课程体系构建
课程体系构建是人才培养方案的核心内容，对高等学校实现人才培养目标有决定性的意义。因此，在新培养方案中，优化自然地理与资源环境专业的课程体系，以适应本专业人才培养的需要。首先，树立“强化基础课，特化专业课，优化实践课”的基本指导思想。其次，确定合理课程体系的判别标准，即必须具有系统性、连续性、适用性，具有“宽、新、适”的特点：“宽”是指专业要求的基础知识面要宽；“新”是指课程设置要反映国内外最新的管理方法，要获取最新的知识；“适”是指课程设置和内容要适应当前的人才市场需求。根据上述基本指导思想和判别标准，构建“三个层面、五个模块”的课程体系（见下图）。
自然地理与资源环境专业的课程体系，以适应本专业应用型人才培养的需要。“三个层面”是指“专业基础课程”、“专业技术课程”和“专业方向课程”三个层面，其中前者是后二者的基础，专业技术课程是技术支撑，后者是前二者的应用；“五个模块”是指“综合地理课程模块”、“土地资源管理课程模块”、“资源环境保护课程模块”、“技术课程模块”、“基础课程模块”五个课程模块。其中基础课程模块属于专业基础课程，技术课程模块属于专业技术课程，后三者属于专业方向课程，它们既相互独立又相互联系，形成一个有机整体，共同承担起培养综合素质高、实践创新能力强的自然地理与资源环境专业人才的重任。
基础课程模块包括管理科学、环境经济学、资源学、景观生态学、水资源计算与管理、计算机制图、人文地理学、人口资源与环境经济学等。以培养学生的专业素养为目标，旨在通过探讨地理、土地和环境之间相互作用机制，揭示地理过程、土地的变化（景观变化）和环境变迁过程的动力学机制、演化规律及空间分布；通过课程设置让学生掌握管理学、经济学、环境科学、人文地理学等方面的基础理论和知识，这些课程是学生学习自然地理研究、土地资源管理、环境资源保护等专业方向课程的基础，而且是学生今后从事相关研究和工作所必须掌握的基础理论和知识。通过课程设置学习三个研究方向的基础知识、基本原理、基本规律，最终确立科学的研究观念、思想方法，拥有专业素养，具备从事不同研究方向的基本素质。该模块课程教学为基础科学，是其他课程模块的基础。
专业技术课程模块包括测量与地图学、遥感概论、地理信息系统、计量地理学、遥感图像处理、GiS设计与应用等主要课程，以培养学生的技术为目标，让学生掌握测量、遥感、地理信息系统、空间计量分析等现代技能，学会数据获取、遥感影像解译、数学建模、地理信息系统软件操作与应用等实践技术。该课程模块在培养模式层次划分中属于技术科学，既以理论课程模块为基础，又是专业方向课程模块的技术支撑、相互融合、彼此促进。
综合自然地理课程模块包括地质学、自然地理学、地质学、地貌学、气候水文学、土壤生物地理学等课程。让学生掌握自然地理学环境的植物及植物资源、动物及动物资源、土壤及土壤资源等地球表层各自然要素的性质和特点，各要素之间的相互联系和相互作用，自然地理环境的基本规律及其应用、人类与自然地理环境的关系等内容。对于重点内容，一方面要加强理论教学，另一方面要加强有关内容的实验与实习，特别要加强野外实习基地的建设，改进实践教学模式，提高学生的动手能力，掌握观察土壤、生物自然地理要素的基本方法和技能，以及进行自然地理科学研究的初步能力，将所学内容应用于实践；通过直观教学，使抽象的内容变得具体形象，便于学生掌握。
土地资源管理课程模块包括土地资源学、土地资源调查与评价、地籍测量与管理、土地利用工程、房地产开发与经营、土地政策与法规等主要课程，不仅让学生熟悉土地资源管理与规划开发的相关理论、具体要求、流程、方法和技术等，而且引导学生探索地理基础理论、知识和技术在土地资源管理和规划开发中的价值和应用，学会从较宏观、系统的角度解决土地资源管理和规划开发中的问题。学习期间，学生应安排在相关单位，如国土、城建、农业、房地产及相关领域里实习，毕业后可以从事专门的土地调查、土地利用规划、地籍管理及土地管理等政策法规工作。
资源环境保护课程模块包括环境科学、环境监测、环境化学、环境工程学、环境评价和环境生态学等主要课程。通过课程模块的学习，学生掌握环境与资源保护的基本理论、基本知识和基本技能，增强环境法制观念；熟悉环境污染防治技术、自然资源保护原理与方法、国际环境规范及各类规范的相互联系，提高运用环境与资源保护规范的能力。因此，培养学生既要掌握最近污染治理新技术，又需要熟悉主要行业的基本生产过程及技术，其主要内容涉及法律法规、产业政策、清洁生产及污染控制等多方面的内容，以市场需求为导向，发展专业方向。学习期间，学生应安排在相关单位，如环境设计院、环境设计公司、环保局、与环境与资源保护相关法律部门等单位及相关领域里实习，让学生掌握一定的技能，提高学生运用环境与资源治理、保护技术方法和能力，以适应社会发展人才需求，为经济建设与生态环境保护的协调发展贡献，维护我国社会、经济的可持续发展。
3.结论与建议
本文所构建的“自然地理与资源环境专业”人才培养模式，主要体现在《自然地理与资源环境专业资环专业培养方案》。该培养模式主要表现为：（1）让老师和学生都有了明确的目标，教学更具有针对性；（2）课程体系清晰了，各门课程的老师进一步认清了自身在其中的位置，有效避免了过去“大杂烩”的问题；（3）提高学生学习的积极性，扩展学生毕业的就业渠道；（4）提高学生的实践动手能力，不仅能提高在自然地理实习方法、掌握环境治理技术与法规，而且可以参加全国GiS技能大赛、计算机大赛，参与测绘实际工作。本文所介绍的“自然地理与资源环境专业专业”人才培养模式，是在对本校本专业进行充分调研和分析的基础上，紧密结合学科体系及本校本专业的发展历史和特色而构建的，希望可为其他院校“自然地理与资源环境专业专业”人才培养模式的改革提供参考和借鉴。
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国土自然资源研究篇7
面对我国在水资源利用中的各种问题，清华大学水文水资源研究所，改革开放以来，先后承担国家科技攻关、国家自然基金、国家“973”、“863”等国家和省部级项目近百项，逐渐形成了以应用水文学、水资源规划与水战略、灌溉与排水、水生态环境，防洪减灾、数字水利等为主要研究方向的学科体系，并结合国内外学科动态和国民经济重大需求，开展与宏观经济、生态环境信息科学技术和公共政策等学科的交叉研究。其中，该研究所水文水资源方向研究团队，也在干旱半干旱区的流域水循环机理、水资源高效利用机理，以及水资源规划理论与实践等领域取得了突出的成绩。
流域水文循环机理研究
可以说，流域水文循环机理研究是当今水文学最具希望的前沿领域。针对现有的水文分析方法，清华大学水文水资源研究所利用地面观测与卫星遥感相结合、流域宏观规律与微观机理相结合的方法积极探讨和建立这一新的水文学理论。
2004年起，他们开始在山东省位山引黄灌区筹建生态水文综合试验站，并于2005年3月正式开始观测。该试验站采用了国际水一能量观测计划(GeweX)中的通量观测设备和观测项目，同时还增设了土壤物理、作物生理、地下水监测。另外，还定期和不定期对土壤水分、地下水水质、作物长势等进行强化观测。通过田间直接观测研究地下水一土壤一作物一大气耦合系统中的水热循环机理及田间蒸散发规律；结合田间观测、卫星遥感建立灌溉条件下区域分布式水文模拟模型，分析和评价我国北方大型灌区水资源消耗的时空变化规律。在长期观察的基础上，他们参考我国其他干旱半干旱地区的实地观测与试验，将水文数据分析方法和水动力学理论相结合，在水文学的基础理论方面进行了探讨，从水能量(热)耦合平衡概念出发，统一了关于蒸发的三个假设即penman假设、Bouchet假设和Budyko假设，一经刊出即获得国际学界的高度评价。此外，他们还重新推导了流域的水热耦合平衡方程，并建立了基于水热耦合平衡假设的流域蒸散发模型，为预测气候变化的区域水循环响应提供了理论依据。
水热循环基础理论研究之外，水沙科学与水利水电工程国家重点实验室还是国内较早开始流域分布式水文模型研究的单位之一，甚至多位成员早在上世纪90年代于国外留学期间就开始对其进行研究。近年来，又陆续推出了GBHm模型、基于代表性单元的分布式水文模型以及散耗性分布式水文模型。
其中，基于地貌特征的分布式水文模型《GBHm》充分考虑了流域的地形地貌特征，以Gls为工具，利用分形理论对分布在不同气候条件的流域进行了地形地貌特征分析。在此基础上，独立提出了一套有别于常用的方形网格和三角形网格的离散单元划分方法，将流域宏观水文特性与水动力学过程结合描述流域水文过程，既提高了计算效率又保证了精度，从而有效地解决了特大流域分布式水文模拟的瓶颈问题。在GBHm模型的基础上，耦合了土壤侵蚀和泥沙输移，污染物的地表径流冲刷及在土壤中的迁移转化等过程，构建了分布式的流域水量水质耦合模型。
他们提出的“基于代表性单元的分布式水文模型”，不仅总结了流域水文本构关系建立的方法，提出了具有较强适应性的基于蒙特卡罗模拟的数值法，构建了适用于一般流域水文模拟的完整的本构关系，与基本方程一起构成的闭合常微分方程组，还采用先进的数值计算方法，大大提高了模型求解的计算效率、稳定性和鲁棒性，已在中国和美国的近10个不同类型的流域进行应用和模型结构与参数的诊断研究。
同样地，“干旱区散耗型水文模型”的提出也是他们不断积累与创新的结果。在对干旱区绿洲水文过程的长期研究之上，他们突破传统的流域概念，根据干旱区绿洲的水文过程以径流的散耗为主的特点，提出了水文模型。该模型描述了干旱区完整的水文过程，包括出山口以上的径流产汇和出山口以下的径流散耗，将流域相应地可划分为径流产汇区和径流散耗区，对干旱区绿洲内水分转化过程建立各种计算方程和转化关系，从而可对整个绿洲的水资源的转化和消耗进行计算和分析，并可为其他地区的水文模拟提供新的思路。四水转化与水资源高效利用机理
“四水”是指大气水、地表水，土壤水和地下水，其转化规律及水热耦合迁移和转化机理是SpaC(土壤植物一大气连续体)研究中的重点，是农田水循环研究的基础。
上世纪80年代初，当时的水文教研组就开始了土壤水领域的研究，在土壤水分运动机理、土壤水分运动参数测定，植被蒸发蒸腾原理、降雨入渗机制等方面取得了一系列研究成果，他们编著出版的《土壤水动力学》已是国内该领域的权威著作。建立新疆叶尔羌灌区地下水和土壤水，盐观测基地在国内较早地开展了SpaC相关研究，形成了SpaC机理、模型与应用的一系列成果。微观机理方面，包括陆面蒸发和腾发的机理、饱和一非饱和土壤中的水分运动机理、田间土壤一植物一大气系统中水热的耦合运移机理、伴随水循环的作物生态过程机理。宏观区域水循环方面，他们又应用“3S”技术将微观(田间)水循环机理应用到灌区或区域，用以研究区域水资源消耗，特别是蒸散发的时空变化规律并评价农业节水潜力。
由于长期在新疆塔里木河流域开展四水转化与水资源高效利用研究，他们提出干旱区绿洲四水转化模型，并进一步提出了以耗水平衡为基础的干旱半干旱地区水资源高效利用理论，为新疆叶尔羌、山东位山、宁夏青铜峡等大型灌区的节水改造及水资源的合理高效利用提供支撑，为干旱区水土资源的可持续利用提供了理论支撑。此外，结合遥感技术的发展，他们还开发了遥感腾发模型pt-Vitt，为大尺度非均匀区域的腾发研究提供了新途径。
水资源规划理论与实践
在不断的探索中，他们逐渐寻找出水资源研究的突破口，将研究重点从水资源系统本身的规律，扩展到对水资源系统与社会经济系统及生态环境系统的耦合问题的研究，研究尺度也从单个水利工程向覆盖全流域和相关区域的范围发展，研究成果主要集中在流域尺度的宏观经济水资源理论，面向生态环境的宏观经济水资源合理配置理论与方法上。
针对流域生态用水管理与调度评估关键技术，他们结合塔里木河流域生态用水问题，建立了干流地表水、地下水、土壤水监测系统，取得了系统的监测资料建立了干流上中游，干流下游水均衡模型，测算了不同根系深度、不同地下水埋深对应的潜水蒸发量，确定了自然植被的年耗水量，计算了塔里木河干流生态需水量。一系列成果在干流下游水资源配置和工程规划以及应急输水的效果评估等工作中发挥了重要价值。
针对水权理论框架和实施关键技术，以及基于水权的水资源管理理论与方法的研究，他们在全国水资源综合规划，石羊河流域近期综合治理、中澳水权项目、中日水权项目中
得到体现，提出了我国初始水权分配的理论、原则和模型方法。相关成果已成功应用于石羊河流域综合治理规划中，该规划于2007年12月国务院正式批准实施。
针对流域人与自然用水冲突协调关键技术，他们又提出了以耗水为中心的，社会经济发展与自然生态保护相协调的，干旱区绿洲水资源配置规划的思路和方法，应用于叶尔羌河流域规划修编及水资源合理配置研究，提出干旱区社会经济用水比例，适宜灌溉面积，合理地下水位，自然生活耗水量等指标，为干旱半干旱区水资源高效利用以及人与自然用水冲突协调提供了理论支撑。
而针对干旱半干旱地区的地面地下水联合调度关键技术，他们在大比例尺水文地质条件勘查、流域地下水监测网络、大型水均衡试验场等试验观测的基础上，建立了基于Gls平台的灌区地表水一土壤水一地下水，溶质垂向运移与二维水平扩散耦合的模型体系，运用数量化理论进行了区域水文地质参数的评估，应用于疏勒河流域的水土资源综合规划，对世行项目规划的移民方案提出了重要的修正意见并得到采纳。
流域水量统一调度
不唯如此，在水沙科学与水利水电工程国家重点实验室平台上，他们整合水文水资源的研究成果并应用于流域水量统一调度。以黄河流域和塔里木河流域水量统一调度工作为背景，他们提出了系统流域水量调控的理论方法和模型体系，建立适用于流域水量统一调度的管理系统和情景模拟平台，应用于两个流域的水量统一调度实际工作中，对防止河道断流和提高水量统一调度的科学性具有重要作用。在理论方法层面，提出了水量统一调度的两个理论基础，即水流演进与水量调控机理和水资源与社会经济系统耦合作用机理；在模型层面，提出了流域水量调控的自适应模型和基于复杂适应系统理论的整体优化模型；在应用层面，更是开发了黄河流域水量调度决策支持系统和塔里木河流域水量调度决策支持系统，并投入使用。
理论方法与模型暂且不论，仅是应用层面的工作就大大值得称道。经过反复的实践，他们将现行水量调度方法方案编制由原来的人工计算变为计算机控制，而且应用自适应理论和基于复杂适应理论的水资源优化配置理论，建立了水量自适应分配模型和优化调度模型，克服了以往调度中存在的多项缺点，不仅能根据国务院分水指标，实时跟踪动态目标，快速精确地将水量分配给各用水单位，也能对全流域年水量调度分配指标进行优化，并通过三维仿真对调度方案进行模拟仿真。应用实践表明，所建立的模型系统，克服了实际调度中存在的关键技术难题，增强了水量统一调度的科学性和预见性，提高方案编制的效率和调度精度，为黄河和塔里木河流域水量统一，科学调度提供了操作平台和决策环境。两个流域水量调度系统的建立，产生了巨大的经济效益和社会效益。
桩桩件件，不一而足，在水文水资源研究所师生的共同努力下，该研究所在水文学方向上先后荣获多项部级、省部级科技奖励；编写出版了一批优秀的科研成果专著，在国内外著名学术期刊发表了大量具有影响力的学术论文。
国土自然资源研究篇8
关键词：土地资源承载力；遥感（RS）技术；土地利用/覆盖；郑州市
中图分类号：F301.24文献标识码：a文章编号：0439-8114（2013）16-3799-06
随着人口的不断增长，经济发展和城市化进程的加快使得土地资源更加紧缺，而发展对土地的需求却不断扩大，由此产生一系列的地质环境、社会问题，如生活空间减少、环境恶化等，导致资源、环境、人口之间的矛盾更加尖锐。因此，研究土地资源承载力对于协调人口、资源、环境之间的关系尤为重要。土地资源承载力最初是以土地—粮食—人口关系为主线研究区域经济、社会的可持续发展[1]。20世纪90年代以后，土地资源承载力研究范围进一步扩大。一方面结合其他资源从原来单一的粮食指标向综合指标发展[2]；另一方面根据研究主体的不同发展了城市土地承载力[3]、生态环境承载力[4]等。现有的评价方法往往将耕地承载力、生态承载力和建设用地承载力分开研究，而区域的土地资源承载力本应是一个有机的整体，并且对于开发强度大、工业化程度高的大城市应更加注重土地资源能否满足产业结构和人口的发展规模。人类社会可持续发展是一个广义的概念，包含有人类自身的可持续，与此同时还包括资源、生态、环境等的可持续，并且彼此互相制约和影响。因此，土地资源承载力不单单是土地的粮食供养能力，还应包括环境、生态和城市空间等方面的内容。
随着中原城市群的建立，郑州市将为区域的发展承担更多的责任，对整个郑州市的生态环境也会带来更大的影响。并且随着2008年《河南省土地利用总体规划》中提出建立国家粮食战略工程河南核心区，郑州市作为全省经济政治文化的中心，首当其冲成为核心区之一。作为载体的土地，又不仅仅局限于农业用地，而应该包括城镇居民及工矿、水域、交通和未利用地在内的广义土地。为了能够掌握郑州市居民生产、生活需求对自然生态系统的影响程度，以对该区域的耕地承载力、生态承载力及建设用地承载力进行分析，采用遥感技术，参照生物生产性土地分类对土地利用/覆盖进行遥感解译，获得郑州市土地利用现状空间分布；通过构建农业生态区域法、生态足迹法以及基于城市基本生活空间的土地承载力评价模型，分析郑州市土地利用结构与承载力之间的相互关系；对3种土地承载力模型计算结果进行对比分析，探讨制约城市经济社会可持续发展的决定性因素，为区域城市生态建设和可持续发展提供参考依据。
1土地利用/覆盖分析
以2009年Landsattm遥感影像为数据源，参考生物生产性土地分类，把土地利用/覆盖数据划分为6种类型：耕地、草地、林地、建筑用地、水域和未利用地。利用遥感软件enVi4.7对遥感影像进行裁剪、几何校正等预处理，采用最大似然监督分类法对影像进行解译，获得郑州市土地利用/覆盖各类型面积（表1）及土地利用/覆盖遥感解译图（图1）。
2土地资源承载力研究
2.1农业生态区域法耕地承载力
农业生态区域法（aeZ）是最早应用于耕地承载力研究的方法[5]。其计算过程包含有两方面内容：其一，依据一定的生产条件测算耕地生产潜力；其二，在生产潜力基础上根据一定生活水平计算承载人口的数量。本文以耕地生产潜力作为上限，农作物实际产量为下限，结合粮食消费水平分别计算出耕地资源承载力阈值。其中耕地面积、耕地生产力和人口数据来自《郑州市统计年鉴（2010）》[6]。
根据模型计算各地区的光合生产潜力，在此基础上利用光温因子、气候因子、土壤因子进行修正得到。其中光合生产潜力指作物在水分、养分和温度等外界条件下保持最适宜状态，由太阳辐射资源所决定的产量，计算模型为：Y（Q）=62.748×Q，Q是太阳总辐射，单位是kJ/cm2；温度因子采用方光迪提出的温度修正系数，并参考迈阿密模型对气候生产力进行计算[7]，公式为：Yw=Y（Q，t）·（1-e-0.055r），其中Yw为气候生产潜力，r为降水量；土壤肥力修正系数取决于该地区耕地质量的等级，其公式为[8]：Ks=∑fi·ksi，其中，fi为第i级耕地占总耕地比例；ksi为第i级耕地土壤肥力修正系数，依据土壤质量等级由专家评分得到。区内土壤质量等级，可根据速效磷、速效钾、全氮、有机质、质地、地貌、年降水量等分布图赋予相应的权值并通过综合指数法模型评价得到。其中一级土壤可得到气候潜在生产力的60%，二级土壤可得30%，三级土壤得15%[7]；最终作物生产潜力利用公式Y（Q，t，w，S）=Yw×Ks计算得到（表2）。
2.2生态足迹模型土地承载力
生态足迹法广泛应用于国内外生态承载力计算[11-14]。生态承载力的大小取决于土地利用/覆盖面积和土地生产力，它们的变化会直接引发生态承载力值的变化，与此同时决定了生态承载力的空间格局。
生态承载力是某地区在一定时期内生态系统对外界干扰特别是人类活动干扰的承受能力[15-17]。生态足迹的核心思想是通过对比一个地区的生态承载力需求和供给之间的差距，以此来判断该地区可持续发展的情况[11，18，19]。随着地区经济的快速发展，人口稳步增加，人类对自然资源的不合理开发和过度利用不断加剧，由此带来的生态环境问题日益突出。因此，通过对城市生态足迹的分析，可以量度城市人类活动对整个区域生态系统产生的压力和影响程度。
2.2.1生态足迹模型根据生态足迹理论，生态足迹法包含有两大部分：生态足迹消费和生态足迹供给。其中生态足迹消费指的是，在一定技术条件下，要维持某一物质消费水平下的某一人口的持续生存必需的生态生产性土地；生态足迹供给则指，一定区域实际所能提供给人类的资源和产品折合为所有生物生产性土地面积的总和[20-23]。
2.2.2郑州市生态足迹计算生态足迹消费计算由生物资源消费和能源消费两部分组成。生物资源主要有农产品、动物产品、水果和蔬菜等构成，各大类下面进一步细分；能源可分为燃料油、液化石油气、其他石油制品、电力、原煤、洗精煤、焦炭、液化天然气、原油、汽油、煤油和柴油。这两大类数据均来自《郑州市统计年鉴（2010）》[6]。在生物资源生产面积折算时，采用联合国粮农组织1993年公布的有关生物资源的世界平均产量资料，能源消费计算时以世界单位化石燃料生产性土地面积的平均发热量为标准。
对比世界人均生态足迹供给（2.2hm2/人）、全国人均生态足迹供给（0.9hm2/人）[25]，郑州市人均生态足迹供给总体偏低（平均为0.432hm2/人），且空间上表现为不均匀的分布趋势。对比生态承载指数可以看出，郑州各市（县、区）存在不同程度的人口超载，以中心区最为严重。这体现了随着国内和国际贸易的进行，大量消耗资源，从而导致较高的生态足迹。为了满足当地人口现有生活水平下的消费需求，很大程度上需要从经济欠发达地区输入生态足迹来弥补自身发展所带来的生态赤字，而这一行为同时也加剧了不发达地区的生态恶化。因此从可持续发展的角度出发，各市（县、区）应该尽可能减少占有的生态足迹面积，减少对资源的消耗和不发达地区生态足迹的输入，推进经济社会的可持续发展。
2.3建设用地承载力
对于发达的大城市而言，土地的功能除了粮食生产、生态环境保护之外，更主要的是城市建设用地的供给。随着经济发展、城市人口规模不断扩大，由此产生越来越多的生态问题，因此城市发展必定存在人口容量极限。鉴于此，从城市发展对建设用地的需求和各类用地合理配置角度出发研究大城市的土地对人口的承载力更有现实意义，并且能更好地把握城市的发展空间。
采用2009年郑州市土地利用/覆盖遥感解译中的建设用地面积，结合人均建设用地面积计算现状条件下郑州各市（县、区）建设用地承载力（表5）。由表5可知，郑州各市（县、区）的建设用地承载力均在可承载范围内，且登封市承载剩余量最大，中心区最小。建设用地承载力主要决定于一个地区的经济发展和人口规模，对于中心区而言，要注意合理规划土地利用结构，提高整个区域内现有可利用土地的利用率和努力挖掘潜在可利用土地。
3土地承载力对比分析
为了便于比较郑州各市（县、区）耕地承载力、生态足迹承载力和建设用地承载力之间的关系以及掌握适合城市发展的最佳人口，结合实际人口数量绘制郑州市土地资源承载力对比分析图如图2。
由图2可知，农业生态区域法计算的耕地人口承载力在空间上呈现一定的异质性，从西部到东部整体呈上升趋势；生态足迹法计算得到的生态承载力空间上虽然变化趋势不明显，但也表现为西高东低的分布格局。两种土地资源承载力的分析结果，表现为受地形地貌特征、土地利用/覆盖和环境资源禀赋制约的特点。与此同时也呈现了郑州市经济的空间发展特征，西部市县由于矿产资源丰富成为郑州市主要的能源工业基地，与此相反东部的黄淮平原地区则因为地形平坦、土壤肥沃而成为重要的粮食生产基地。
各市（县、区）生态承载力低于实际人口，是制约城市可持续发展的决定性因素。并且在计算模型中由于忽略可降解废弃物及水资源消费，使得土地生态足迹人口承载力结果偏大。即便如此，生态承载力仍然小于实际人口，因此对土地生态承载力不容乐观。现状条件下的耕地承载力中心区远低于实际人口，登封、巩义和新密也存在不同程度的超载，其他市（县、区）有一定剩余；农业生态区域法计算得到的规划耕地承载力一般大于实际人口，完全能够承载现有生活水平标准下人口的增长。对比现状和规划耕地承载力不难发现，按照现有的人口增长率，通过农业科技水平的提高和充分利用可耕地资源，各市（县、区）粮食生产完全能够承载未来人口的发展规模。从满足人类基本空间需求角度出发，各市（县、区）建设用地人口承载力均有很大的剩余量，说明各市（县、区）经济密度在合理范围以内，城市发展存有很大空间，能够满足地区人口规模的基本生活用地需求。
区域土地资源承载力的空间异质性是整个土地资源系统固有的性质，但其时空格局的变化往往通过人类的经济社会活动表现出来。土地资源承载力的影响因素众多，主要有土地利用结构、消费水平和习惯、资源禀赋、科技水平等，通过提高和改变这些因素中的负面作用，对提升区域土地资源承载力起到促进作用。在制定国土规划和经济社会发展战略时，可将3种土地资源承载力进行对比分析，农业生态区域法能够预测耕地承载力上限；生态承载力则体现人类经济社会发展带给区域自然生态系统的影响程度和压力大小，反映城市的可持续发展状态；基于城市基本生活空间得到的建设用地承载力是区域经济发展条件下城市建设用地能够容纳的合理人口规模。
4结论
区域土地资源承载力研究可为地区经济社会的持续发展和合理利用土地资源提供依据。基于RS分析土地利用空间分布并通过构建不同的土地资源承载力模型研究区域土地资源承载力，获得郑州市土地资源利用的空间分布特征，掌握制约土地资源承载力的决定性因素。但其中任意一种土地资源承载力模型都没有能够完全考虑到社会经济、资源环境的相互作用，从而弱化了该承载力模型的代表性。因此，土地资源承载力模型作为区域经济社会可持续发展评价方法均还需要不断完善。
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国土自然资源研究篇9
关键词：水安全水资源承载力
1．前言
安全是危害或灾害的反义词，它与危害（或灾害）的风险紧密联系。危害（或灾害）的风险愈小，安全度就愈高，反之亦然。水安全问题通常指相对人类社会生存环境和经济发展过程中发生的水的危害问题。例如，水多了（发生洪水灾害，导致人的财产损失，人口死亡问题）、水少了（发生干旱、水资源短缺以及引起的生态环境退化、人类生存环境损失）和水脏了（水污染导致的病害健康问题、人口死亡问题）。
中国是降水时空分配非常不均匀、“水“的问题十分突出的发展中国家。水多了（洪涝灾害）、水少了（干旱、水资源短缺）和水脏了（水污染问题）业已成为制约中国可持续发展最为重要的限制因子，其紧急程度已经危及人类基本环境和生存问题和国家发展利益的安全问题。
在水安全问题研究中，水资源安全问题是最为重要的一个方面[1]。水资源安全通常指水的供需矛盾产生对社会经济发展、人类生存环境的危害问题。20世纪末，不满足可持续水资源利用的模式和环境问题导致严重的水资源安全问题，业已引起国际各国政府的高度重视。2000年3月，在荷兰海牙(Hague)召开了“第二届世界水论坛及部长级会议”。会议主题是：水的安全：从洞察到行动，全世界140多个国家首脑或部长，3000名科学家出席会议。21世纪水安全面临7个主要挑战[23]：
（1）满足基本需求（meetingbasicneeds）
（2）保护生态（protectingecosystems）
（3）食品安全（securingthefoodsupply）
（4）水资源共享（sharingwaterresources）
（5）处理灾害（dealingwithhazards）
（6）水的价值(valuingwater)
（7）科学管水(governingwaterwisely)
因此，水资源安全已经成为水资源研究的国家前沿热点，受到世界范围的注目。
水资源安全问题研究主要有：水资源安全的范畴，水资源安全的度量，水资源安全评价和水资源安全保障体系的建设等方面。从学术研究，水资源安全的度量最为关键。核心问题是：回答如何量度水资源安全程度和如何保证水资源安全？我们的观点是：水资源承载力是水资源安全的基本度量。因此，研究水资源承载力对于认识和建设水资源安全保障体系尤为重要。
“承载力”一词，亦称“承载能力”（CarryingCapacity），起源于生态学，用以衡量特定区域在某一环境条件下可维持某一物种个体的最大数量[1]。随着人类社会经济发展，全球资源环境问题日趋严重，人们逐渐认识到自然资源是支持地球上生命系统和人类生存发展的物质基础，其量和质是有限的，它们满足人类现在与未来发展需要的能力也是有限的。关于生态承载力的一个较早的概念，是由世界自然保护同盟（iUCn）联合国环境规划署（Unep）及世界野生生物基金会wwF在其出版的《保护地球》一书中提出的。他们把承载能力定义为一个生态系统所能支持的健康有机体即在维持它的生产力、适应能力和再生能力的容量。后了“承载力”概念得到延伸发展，比较多地用于说明生态系统、环境系统、资源系统承受发展和特定活动能力的限度。因此，生态承载力、环境承载力、资源承载力等诸多概念也相继出现。
1974年，Bishop在《环境管理中的承载力》一书中指出“环境承载力表明在维持一个可以接受的生活水平的前提下，一个区域所能永久地承载的人类活动的强烈程度”[2]；高吉喜（2000）在其关于生态承载力的研究别指出：环境承载力是指在一定生活水平和环境质量要求下，在不超出生态系统弹性限度条件下环境子系统所能承纳的污染物数量以及可支撑的经济规模与相应人口数量[3]。此外，一些学者还从经济、社会、环境、发展等方面对全球承载力进行了探讨（Cohen，J.e.,1995；Sagoff,m,1995；Daly，H.e.，1995，1996）[4][5][6]。然而无论是生态承载力、环境承载力抑或全球（区域）承载力都是一个比较泛化的概念，如何描述和量化，实施和操作性不强，目前的研究还不深入。事实上，在对作为生态环境组成要素的各项自然资源的承载力问题还没有完全解决的时候，是无法对生态环境承载力做更深入的研究的。
相比之下，当前对资源承载力的研究则获得了更多学者的关注。对自然资源承载力的研究主要集中于土地、水和关键矿产资源方面。1949年美国的allan将土地资源承载力定义为：“在维持一定水平并不引起土地退化的前提下，一个区域能永久地供养人口数量及人类活动水平”。50-70年代，国外许多学者探讨了土地承载力的计算依据为：在确保不会对土地资源造成不可逆的负面影响的前提下，土地的生产潜力能容纳的最大人口数量。同时，对承载力的研究从静态转向动态，millington等应用多目标决策分析方法，以各种资源（土地、水、气候、能源等）对人口数量的限制，计算了澳大利亚的土地资源承载力。1986年我国也开始了题为“中国土地资源生产力及人口承载量”的研究，研究者认为土地资源承载力通常是指：一个区域在一定的农业技术条件下，土地用于食物生产所能供养的人口数量；或在一定生产条件下，土地资源生产力所能承载一定生活水平下的人口限度。由此，关于土地和水资源承载力的研究在中国全面展开[7]。
承载力概念的演化与发展是对发展中出现问题的反应与变化结果。在不同的发展阶段，产生了不同的承载力概念和相应的承载力理论。如针对环境问题，人们提出了环境承载力的概念与理论，针对土地资源短缺问题，人们提出了土地资源承载力的概念与理论。而“水资源承载力”一词，则是随着水问题的日益突出由我国学者在80年代末提出来的。水资源承载力是一个国家或地区持续发展过程中各种自然资源承载力的重要组成部分，且往往是水资源紧短和贫水地区支持人口与发展的“瓶颈”,它对一个国家或地区综合发展和发展规模有至关重要的影响。进入90年代以来，在地区和国家社会经济发展中坚持走可持续发展道路已是普遍的共识，而水资源短缺与“水资源安全”问题也已成为影响可持续发展的重要制约因素，作为可持续发展研究和水资源安全战略研究中的一个基础课题，水资源承载力研究已引起学术界的高度关注并成为当前水资源科学中的一个重点和热点研究问题。
2．水资源承载力的定义
水资源承载力最早是源自生态学中的“承载能力”（CarryingCapacity）一词，是自然资源承载力的一部分。近年来，我国不少学者在资源承载力、环境承载力等概念的基础上对水资源承载力的定义进行了更深入的探讨，兹选取几个有代表性的例子列举如下：
（1）在某一历史发展阶段的技术、经济和社会发展水平条件下，水资源对该地区社会经济发展的最大支撑能力[8]。（刘燕华，1999）
（2）某一历史发展阶段，以可预见的技术、经济和社会发展水平为依据，以可持续发展为原则，以维护生态良性循环发展为条件，在水资源得到合理开发利用下，该地区人口增长与经济发展的最大容量[9]。（李令跃，2000）
（3）一个流域、一个地区、一个国家，在不同阶段的社会经济和技术条件下，在水资源合理开发利用的前提下，当地水资源能够维系和支撑的人口、经济和环境规模总量[10]（何希吾，2000）。
（4）一定的区域内，在一定的生活水平和生态环境质量下，天然水资源的可供水量能够支持人口、环境与经济协调发展的能力或限度[2]。（冯尚友，2000）
（5）可理解为某一区域的水资源条件在“自然-人工”二元模式影响下，以可预见的技术、经济、社会发展水平及水资源的动态变化为依据，以可持续发展为原则，以维护生态良性循环发展为条件，经过合理优化配置，对该地区社会经济发展所能提供的最大支撑能力。（惠泱河，2001）
总之，尽管已有的水资源承载力定义在表述上各有不同，但其思路并无本质上的差异，都强调了支撑能力的概念。但是，对水资源“承载力”本身的内涵，表达比较宏观。
结合中国科学院知识创新工程有关项目初步研究，作者的观点是：水资源承载力可定义为“在一定的水资源开发利用阶段，满足生态需水的可利用水量能够维系有限发展目标的最大的社会-经济规模”。因此，水资源承载力是一个度量区域社会经济发展受水资源制约的阈值，它通常用满足生态需水的可利用水量与社会经济可持续发展有限目标需求水量的供需平衡退化到临界状态所对应的单位水资源量的人口规模和经济发展规模（如GDp）等指标体系表达。
显然，水资源承载力受水的供、需矛盾双方影响，它需要从受自然变化和人类活动影响的水循环系统出发，通过“自然生态-社会经济”系统对水的需求和流域能够提供的多少可利用水资源量的“支撑能力”方面加以量度。一种概化的水循环与水资源供需关系如图1所示意。
图1量化水资源承载力的系统关系示意
核心问题是：在一定的水资源开发利用阶段和生态环境保护目标下，一个流域/区域的可再生利用的水资源量究竟能够支撑多大规模的社会经济系统发展？如何合理管理有限的水资源（开源与节流），维持和改善陆地系统水资源承载能力？
考虑到水资源承载力研究的现实与长远意义，对它的理解和界定，要遵循下列的事实：
·变化环境下（即自然变化和人类活动影响）的水循环是水资源演变和水资源承载力研究的基础。因为一个流域和区域的水资源承载能力大小，直接与该流域和区域的可利用水资源量与质有本质的联系。而区域可利用水资源量又决定于在不但变化的自然环境（包括全球气候变化）和人类活动影响下水文循环规律及其控制的水资源形成规律。
·需要把把它置于水资源的可持续利用概念的框架，建立在生态系统完整、水资源持续供给和水环境长期有容纳量的基础上。生态系统需水是水资源承载力必须要考虑的重要、方面。
·需要从“水循环-自然生态-社会经济”系统耦合机理上综合考虑水资源对地区人口、资源、环境和经济协调发展的支撑能力；
·水资源承载能力度量除了水循环和水资源变化的自然属性影响外，还取决与社会经济持续发展的有限目标。社会经济发展的要求目标不同，相应的承载能力也不一样。
因此，水资源承载能力的大小是随水资源开发阶段、目标和条件不同而变化，是一个动态、变化的概念。它不仅是水文循环、水资源研究的重要方面，而且与社会经济发展、环境系统的耦合研究密切相联，是可持续发展重大的国家需求研究的问题。
3．水资源承载力的度量与计算方法
由图1的系统关系和水资源承载力的定义，可以导出水资源承载力的度量与计算方法。主要过程概述如下：
（1）水资源总量（w）：它指流域水循环过程中可更新恢复的地表水与地下水资源总量（wL）。流域水循环受自然变化(包括气候变化)和人类活动的影响，可更新恢复的地表水与地下水资源量也在不断变化。另外，除了本地产生的水资源量外，人工跨流域调水（wt）可以增加本流域（或地区）的水资源总量。由于流域水循环降水和径流形成的不确定性，对应不同保证率的水资源量，有流域水资源总量关系
w=wL+wt
（2）生态需水量（we）：生态系统是流域水循环和流域环境系统的基本部分，满足一定环境要求的最小生态需水量（we）首先应该加以估算。它们通常由河道外的生态需水的估算（如天然生态需水、人工生态需水等），和河道内的生态需水估算（如防止河道断流所需的最小径流量等）构成。
（3）可利用水资源量（wS）：流域可利用水资源量是指在经济合理、技术可行和生态环境容许的前提下，通过技术措施可以利用的不重复的一次性水资源量。在概念上，维系生态环境最小的需水量需要扣除，以保证生态环境容许的前提条件。因此，原则上讲，可利用水资源量可以通过流域可更新恢复的地表水与地下水资源总量加上境外调水扣除生态需水量加以估算，即：
wS=awL+wt?we
式中：a为反映工程技术措施的开发利用系数。
（4）水资源需求总量（wD）:流域社会经济发展规模水平可以表达为人口数量(p),国民生产总值(GDp)或净福利(H)等指标。因此，它们对水资源需求包括：人口需水(wp)，工业需水(wi)，农业需水(wa)，环境和其它需水(wm)等。因此，社会经济发展对水资源需求总量（wD）可表达为：
wD=wp+wi+wa+wm
（5）流域水资源承载力的平衡指数（iwSD）：为了描述水资源的承载力，首先需要定义流域水资源承载力的供需平衡指数（iwSD）即：
很显然，当流域可利用水量小于流域社会经济系统的需水量，即,有,这说明流域可供的水资源量不具备对这样规模的社会经济系统的支撑能力。流域水资源对应的人口及经济规模是不可承载。但是，通过调水增加wS和通过节水减少wD可提高iwSD。反过来，当流域可供水量大于等于流域社会经济系统的需水量，即,这说明流域可供的水资源量具备对这样规模的社会经济系统的支撑能力，流域水资源对应的人口及经济规模是可承载，供需为良好状态。
（6）水资源承载力的分量测度：如何量度流域水资源的承载力呢？由定义和上述水资源承载力的供需指数可知，首先需要建立研究对象的“水-社会经济-环境”系统关系。它们的作用是将水资源量支撑的环境、社会经济系统规模（如人口数或人口密度、人均GDp工业产值、农业产值、水环境污染级别等）联系起来。然后，通过一定的水资源开发利用阶段与有限发展目标，分析识别出由供大于需,即iwSD>0可行域退化到iwSD＝0，即系统供需平衡达临界状态的水资源wS=wD所对应的流域人口数（p）和社会经济规模（GDp）等等指标参数。记水资源供需平衡达到临界状态的可供水资源量为，进一步，可以定义水资源承载力的各个分量，即：
意义是：λ1表明维系现状/目标水平的人口规模所需要最少水资源量wS；λ2维系现状/目标水平的经济规模所需要的最少水资源量wS。
流域的综合水资源承载力（F）是其分量的集成，例如，
λ=人均GDp/wS=(GDp/p)/ws
（7）单位水资源量承载力的度量：为了达到水资源承载力分量和总量可比性的目的，可以进一步转化水资源承载力分量为某单位水资源量的承载指标参数。例如，当统一转化w0为亿m3的可比单位水资源量，有对应的水资源承载力的各个分量，即：
上述公式中的就是流域系统第i个水资源承载力分量。例如，F1的单位量纲是每亿m3的人口数目，说明该流域每亿m3可利用水资源量能够承载的最大人口数。同理，F2的单位量纲是每亿m3的GDp，它说明该流域每亿m3可供水资源量能够承载的经济发展最大规模的GDp。
同理，流域的综合水资源承载力（F）是其分量的集成。例如：
F=人均GDp/亿m3=(GDp/p)/w0
4．西北干旱区水资源承载力综合研究的关键问题
广义上的西北地区包括新疆、青海、甘肃、宁夏、陕西和内蒙古的西北部，总土地面积为374万km2，占全国的39%，总人口约1亿，占全国的8%。涉及西北内陆河流域（包括新疆的部分外流河流域）、黄河流域、长江流域和澜沧江流域。本文讨论的范围，界定在西北内陆河干旱地区。
西北干旱区水资源承载力综合研究的关键问题有：变化环境的流域水循环模拟研究，生态需水研究，社会经济可持续发展的水资源需求研究，流域水资源承载力的计量，西北干旱区水资源承载力综合。下面重点讨论水循环模拟，生态需水和指标体系问题。
（1）变化环境的流域水循环模拟研究
水文循环是联系地球系统地圈~生物圈~大气圈的纽带，是全球变化三大主题碳循环、水资源和食物纤维中的核心问题之一，它受自然变化和人类活动的影响，决定水资源形成与演变的规律。因此，人类活动经济开发和影响剧烈地区的水循环与水资源安全研究，是21世纪资源环境学科领域一个十分重要的方向性问题。
目前水科学发展的前沿问题突出反映在：水文循环的生物圈方面，自然变化和人类活动影响下的水资源演变规律，水与土地利用土地覆被等社会经济相互作用影响等。因此，水文循环需要考虑地球生物圈、全球变化以及人类活动等方面的影响。国际地圈生物圈计划（iGBp）代表国际地球学科发展前沿，水文循环的生物圈方面(BiosphereaspectsofHydrologicalCycle，简称BaHC)是iGBp的核心之一。它注重陆面生态-水文过程与空间格局的变化规律和受人类活动影响的关键问题。进入90年代末，变化环境（即全球变化与人类活动影响）下的水文循环研究成为热点。
人类活动对水文过程的影响，集中表现在对下垫面的改变上，改变流域下垫面的地形、地貌、土壤、植被等条件，可概括为土地利用和土地覆被的变化。下垫面条件发生变化了，水文过程的各环节也相应发生变化，如蒸发、入渗、产流的量会加大或减小，水循环的路径和速率也会发生变化，也就是说，利用原来的降水-径流关系不能反映土地利用/土地覆被变化后的流域降水径流形成规律和水文循环过程，分析人类活动（土地利用/土地覆被变化）对流域径流形成规律的影响成为当水资源承载力研究的基础问题。
以河西走廊的黑河流域为例，由于中游引水等人类活动的剧烈影响，已经完全改变了流域中下游水循环关系，造成下游流量减少和断流，产生严重的生态环境问题。为了说明黑河干流的水资源变化，我们将黑河干流上游出流控制水文站（莺落峡站）及下游输水控制水文站（正义峡站）1959年以来的实测流量资料进行了分析比较。根据1959-1998年实测资料统计，黑河莺落峡多年平均流量49.83m3/s，相当于年径流量15.71×108m3，正义峡多年平均流量31.05m3/s，相当于径流量9.80×108m3，莺落峡流量高于正义峡流量18.78m3/s，相当于区间多年平均每年损耗水量5.92×108m3。
从两站流量多年变化趋势看，莺落峡站水量历年变化平稳，年际变化不大，甚至还稍有上升。正义峡站水量不仅远远小于莺落峡站，且水量在逐年减少（图2），两站水量年均差值越来越大（图3）。
图2黑河莺落峡及正义峡历年径流量变化图
图3莺落峡-正义峡年均流量差值图
造成下游水资源量减少的原因：中游张掖地区人口持续增长，工农业生产迅速发展，用水量急剧增加，导致黑河干流水资源大量损耗，水资源的变化与人类活动的关系密不可分。
因此，深入研究自然变化和人类活动影响下的黑河流域水循环规律，是建立黑河流域水资源承载力模型的重要基础。
（2）生态需水研究
中国西北地区气候干旱、水资源短缺，水已经成为中国西北地区环境与发展最大的限制因子。实际观测与实验研究表明，水对生态环境质量有明显的限制作用，生态系统对水的需求也存在胁迫响应的机制。生态环境需水量是维系生态系统平衡最基本的需用水量，是生态系统安全的一种基本阈值。因此，生态环境需水估算问题成为生态环境建设依据的重要基础。确定不同生态类型的生态需水量，是生态环境建设区域配置的重要内容，是建设生态环境系统的关键。这也是中国工程院咨询项目“西北地区水资源合理配置、生态环境建设和可持续发展问题”中第2课题中的关键问题之一。
20世纪90年代后，随着国际地圈生物圈计划（iGBp）等大的科学计划推动，如水文循环的生物圈方面（BaHC）实施，国际国内对生态环境需水问题十分重视并且已有了一些研究。国家“九五”科技攻关项目有关课题，如“西北地区生态环境保护对策研究”等，利用土地利用/覆被变化的遥感信息对区域生态需水进行初步的估算。中国工程院一期咨询项目《中国可持续发展水资源战略研究》，取得了一批重要的研究成果，所完成9个专题报告中对生态环境用水也做出初步的测算，取得一些进展。但是，目前有关生态需水的研究仍处在初级发展阶段，人们对“生态需水”问题理解还不尽相同。目前，与生态需水有关的概念和定义有多个方面，如“生态需水”、“生态用水”、“生态环境耗水”等。不同人从不同角度看问题有不同的理解与解释。总之，生态环境与水文水资源以及人类生存环境的交叉研究，面临许多挑战，也存在不同的学术观点与看法。
由于目前对“生态需（用）水量”一词，还没有确切的或者得到公认的定义，因此在对它的理解与计算上还存在这样那样的问题。总的来看，多数认为：生态需水量是指在水资源短缺地区为了维系生态系统生物群落基本生存和一定生态环境质量（或生态建设要求）的最小水资源需求量。它包括天然生态保护与人工生态建设所消耗的水量。其内涵：以可持续发展为前提的天然生态保护与人工生态建设的需水，其外延包括地带性植被所用降水和非地带性植被所用的径流。因此，生态需水量可以理解为维系一定生态系统功能所不能被占用的最小水资源需求量，包括天然生态和人工生态，其计算有河道内和河道外之分。基础是自然变化和人类活动影响下的流域水循环规律的认识与模拟。
·河道外的流域上的生态需水的计算
根据补给来源，生态需水首先可以分为降水性生态需水和径流性生态需水。降雨形成径流以及径流运动过程中，地带性植被所在的天然生态系统完全消耗降水量，非地带性植被所在的天然生态系统消耗径流量为主、降水为补充，处于地带性与非地带性的交错过渡带以消耗降水为主、径流为补充。
从生态系统形成的原动力又进一步分为天然生态需水和人工生态需水两大类。从植物生理角度分析生态需水，可以得到天然植被或农作物正常生长时的总腾发量et。其水分来源有两部分：直接利用的有效降水，以及通过水利工程直接或间接利用的供水。
区域生态需水计算应该以流域为单元，建立变化环境下的流域水循环模型，如图1所示意。然后，充分利用高分辨率的土地利用遥感信息，结合陆面水文生态实验站的校核分析识别确定。对于每个流域，结合其生态特点和水循环特点，确定一级分区为山区、平原绿洲、过度区、荒漠无流区。为了突出人类活动影响，在山区和平原绿洲中进一步区分天然生态系统和人工生态系统，作为二级计算分区。二级计算单元内在以土地利用单元作为三级计算分区,由遥感信息土地利用图上读取各类生态面积单元。对三级分区的每一项，单独计算其生态需水或经济需水。在计算中考虑了天然植被或人工植被对径流性水资源和降水性水资源的同时利用。国家“85”科技攻关项目中的一种基于水循环概念的流域生态需水计算框图如图6所示意（细节略）。
·河道内的生态需水的计算
河道内的生态需水的计算主要考虑的问题是维系河流湖泊水系的生态平衡的最小水量。主要考虑的方面有：
维持河湖水生生物生存的最小需水量；
维系城市人工生态环境景观的最小需水量；
防止河流泥沙淤积所需最小径流量；
防止河流水污染的最小水量；
防止海水入侵所需维持的河道最小流量；
防止河道断流、湖泊萎缩所需维持的最小径流量
通常需要通过流域水循环模拟、枯水分析后，在给出一定生态环境标准（或要求）下确定上述多个的最小流量组合的阈值（具体方法讨论略）。
（3）水资源承载力评价指标及计算方法
水资源承载力评价指标的建立是水资源承载力研究中的另一个关键问题。核心是用什么指标体系反映“社会-经济-环境”系统的发展规模与质量？目前，借鉴土地资源承载力的概念，采用在水资源可供给量所能维持生产的粮食产量的基础上计算水资源承载力的方法显然将问题过于简化了[10]。
从目前的认识，水资源承载力评价指标的选取有不同的做法。例如，有人从定义出发直接选取可支持人口数量、工农业发展规模等人口和社会经济发展指标作为衡量水资源承载力大小的依据[14]。也有人从水资源可供水量、需水量，可承载人口、社会、经济技术发展水平和规模，水环境容量等方面综合考虑建立水资源承载力评价指标体系，采用层次分析方法进行评价[15]。
本文建议，从水资源承载力的基本概念出发，通过水循环系统模拟，水资源评价、生态需水估算和社会经济对水的需求分析，选取计算参数，主要有：对应不同保证率的水资源量，最小生态需水量，可利用水资源量，水资源需求量（包括人口需水，工业需水，农业需水，环境和其它需水等）；通过流域“社会-经济-环境”系统的实际分析，确定水资源承载力评价指标体系，如水资源承载力的平衡指数（iwSD）等。运用本文提出的量化方法，获得比较具体和实在的水资源承载力的度量结果，如维系现状/目标水平的人口规模所需要最少水资源量，维系现状/目标水平的经济规模所需要的最少水资源量等。
总之，希望概念清楚，基础扎实、评价方法简单、可比性好。这方面研究工作需要在实际中发展和完善。
4．结语
水资源承载力的研究在我国虽然已有诸多研究课题和论述，但总的来说，已有的研究重点主要集中在对水资源承载力的评价与计算等方面，还没有形成水资源承载力研究的成熟的理论和方法。笔者“抛砖引玉”。希望在其概念、新的理论与方法研究方面开展研讨。几点建议如下：
（1）加强学科交叉融合的研究
水资源承载力研究涵盖了从理论到实证，从“水-生态-社会经济”多学科基础问题和可持续发展问题。从变化环境下的水文循环水资源演变规律到流域水文生态、植被耗水机理等微观领域，从水文水资源科学到社会经济科学、规划科学等不同层次、不同学科的研究范围，并以多目标决策分析方法、系统动力学方法、遥感与地理信息系统方法等作为技术手段，因此，迫切需要加强学科交叉融合的研究。
（2）技术方法的创新
目前制约水资源承载力研究的一个重要因素就是数据的获取与分析处理。GiS在支持与水文和水环境有关的地理空间数据的获取、管理、分析、模拟和显示，以解决复杂的水资源、水环境规划和管理问题方面显示了其强大的功能[17]。水资源承载力研究必须突破陈旧的数据获取与分析手段，充分利用现代先进技术，将地面水文观测与空中遥感信息相结合，利用地理信息系统进行数值计算和模拟，并将现有水资源承载力数学模型方法与GiS集成，这是水资源承载力研究取得突破性进展的一个关键所在。
（3）研究领域的拓展
国土自然资源研究篇10
[关键词]稀土资源；产业经济；研究现状
[Doi]1013939/jcnkizgsc201637061
从世界范围来看，稀土资源在过去几十年中被应用得不是很广泛，那么随着稀土资源丰富的储备量逐渐开发出来之后，人们越来越关注运用和利用稀土资源进行产业建设。中国作为目前世界上稀土资源含量和资源种类最为丰富的国家，不仅稀土的总量多，并且稀土的质量也非常优质。然而在地下勘测的结果来看，由于我国绝大部分稀土资源的所在区域属于“高难度开采”区域，其开发难度非常之大，如果开发工程有所不妥还会造成周边环境的污染、生态破坏等弊端。因此，从更加规范和科学的角度来探讨我国稀土资源的开发、利用和流通，以稀土产业经济的发展为中心展开讨论，立足关于稀土产业经济研究的相关现状，从而展开进一步论述。
1我国稀土产业的发展与稀土产业经济的研究
11我国稀土产业的发展
我国作为世界上最大的稀土资源储备国，具有着丰富的稀土资源，那么建立在稀土资源基础上的稀土产业经济相关研究的开展情况和今后的发展趋势情况，对我国良好地把握稀土产业经济的科学发展战略有着重要的基础性作用。
从新中国成立初期来看，国内产业经济的发展对稀土资源的需求程度并不是很高，而且关于稀土资源的开发技术、生产工艺以及加工技术等方面发展得较为滞后，相关技术体系不是非常成熟。因此在这样的背景下，稀土产业经济的发展处于平台期，既没有得到飞速发展的机会，也没有表现出持续下降的发展趋势。直至我国全面实行改革开放的战略政策，使国内的稀土产业得到了国外开发与生产技术的支持，从而逐渐走上了“递进式”开发的发展道路。直至如今，我国在稀土资源的开发过程中由于存在开发过度、控制失灵以及资源浪费等情况，导致稀土资源大量流失，也使得稀土资源的利用率较低。并且，由于大量向外出口国内稀土资源，导致我国每年生产的稀土资源总量的三分之二都流向外国市场，长此以往这种无限制的资源出口，非常容易导致国内稀土产业的生产匮乏，也不利于稀土资源在国内经济市场的稳定发展，容易出现价格忽高忽低、产业发展过于隐蔽的情况。[1]
12我国稀土产业经济研究的发展
伴随我国稀土产业经济在近几年的发展步伐越来越快，国内关于稀土产业经济发展的相关研究成果也纷纷涌现。尤其是我国于2010年开始陆续出台关于国内稀土资源管制和产业开发等方面的相关政策，稀土产业经济的研究热潮正式被掀起。从宏观角度来看，国内关于稀土资源开发以及稀土产业经济建设发展的相关研究成果自1956年开始，直至2016年，其研究文献的数量呈现出飞速发展的态势。并在1985年至2015年这30年的时间内，总体相关研究文献的数量较上一阶段增长了三倍之多。可以说从相关研究文献数量和成果方面来看，稀土产业的开发与稀土产业经济的发展受到了广泛的关注。[2]
2关于稀土产业经济研究的具体内容
从世界稀土产业经济的发展研究角度来看，在处于21世纪发展的今天，世界经济的发展对稀土资源的依赖越来越大。由于稀土具备广泛的应用价值，同时也具有着重要的工业生产和经济建设价值，所以各国对稀土资源的需求也越来越多。比如以美国、德国、日本这些资本主义发达国家来说，由于其经济发展的速度和水平处于高等水平，因此对稀土资源的需求也非常大。[3]
从中国稀土产业经济的发展研究角度来看，由于国内关于稀土资源和稀土产业经济发展的文献种类繁多复杂，并且也没有确定一个明确的、新颖的和创新的研究观点。从而呈现出我国关于稀土产业经济的研究论坛过于“表面化”，没有为真正的具体开发和生产工作奠定良好的理论基础。因此为了改善这种现状，国家可以通过将稀土资源的保护提高到更高的层次，并大力促进和引导国内相关研究工作的积极开展，成立更为尖端、高水平的研究队伍，以此来为我国稀土产业经济的发展提供有效的理论依据和具体的发展建议。并且，站在中国稀土产业在国际中的竞争力分析层面而言，我国要发挥稀土资源丰富、稀土种类繁多的优势，提高对稀土资源开采的“科学程度”，以“限制开采”的标准、总量的方式控制管理，从而适当控制中国稀土开采业的发展速度。比如贯彻落实“绿色开采”和“节约性开采”的方针。这样通过更为有效的方针政策引导大局的发展方向，为关于稀土产业经济的研究工作指引更为明确的研究角度。[4]
关于稀土资源贸易问题方面，我国应该适当控制稀土资源的出口，减少稀土资源的“外流”。由于过度出口稀土资源，造成了我国绝大部分稀土资源都已经向外
流失的现状。在长期的这种无限制的稀土资源出口情况下，直接导致了国内稀土产业生产匮乏的现状，也不利于稀土资源在国内经济市场的稳定发展，所以对稀土资源的出口贸易问题必须重视起来。通过提高稀土产业的经济附加值，提高出口效益，合理减少出口量，使我国稀土产业的经济实现又好又快发展。
3中国稀土产业经济的发展趋势研究
从发展趋势的角度来看，关于我国稀土产业经济的日后发展战略更多的是倾向于资源整合和出口控制相结合的目标战略。因此在国内与稀土产业经济发展趋势相关的研究文献中，国内学者越来越重视关于合理开采、限制资源出口以及稀土资源税方面的研究。比如在2014年国内学者伍虹在研究文献中指出了“在日后中国的稀土开采应该明确提出‘限制开采’的标准，以总量的方式控制管理，从而适当控制中国稀土开采业的发展速度”。与此同时，2016年年初，国内学者李雪珍也在研究文献中表明了关于我国稀土产业经济的发展趋势观点，即“中国稀土产业的总体开发与出口，应该致力于做到与环境保护统一、与生态发展统一、与人与自然的和谐相处统一，从而统筹稀土资源与稀土产业经济的共同进步”。基于此，通过国内一些研究学者对稀土产业经济发展趋势的相关研究中能够知道，稀土资源只有做到有效开采、合理进行产业开发和生产、并有效控制出口量和交易量，综合多个指标共同推动中国稀土产业经济实现可持续化发展。[5]
4结论
综上所述，稀土作为一种极具经济效益和利用价值的资源类型，其被称为“工业维生素”，具有着重要的工业生产和经济建设价值。本文通过立足于中国稀土产业经济的相关研究工作展开探讨，研究我国稀土产业经济研究的现状，通过指出我国稀土产业经济研究现状包含的具体内容，从而对我国稀土产业经济相关研究的发展趋势进行分析。并通过研究能够知道我国在今后的稀土资源开发与出口等相关产业中，应该将适度开发与适当出口结合，以此来实现稀土产业经济的可持续化发展。
参考文献：
[1]吴虹，方季点亮中国稀土“光之梦”――我国稀土发光材料产业发展现状与趋势[J].稀土信息，2014（8）：10-16
[2]朱文杰，张原庆，王玉福中国稀土资源开发利用现状问题及建议――以白云鄂博矿南方七省离子型吸附矿冕宁矿为例[J].山东国土资源，2015（10）：31-35，39
[3]弓秀玲，李文龙金融危机背景下包头市稀土产业可持续发展现状及对策研究[J].科学管理研究，2014（2）：72-74，79