土地分类和区划的关系 土地类型结构与演替 土地利用方向和结构分析 综合自然区划和土地利用分区

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1 土地分类和区划的关系 土地类型结构与演替 土地利用方向和结构分析 综合自然区划和土地利用分区
第四章 土地资源结构分析和区划 土地分类和区划的关系 土地类型结构与演替 土地利用方向和结构分析 综合自然区划和土地利用分区

2 引 言 土地开发利用的实践表明，它不仅具有地段感，也要有区域观念。
引 言 土地开发利用的实践表明，它不仅具有地段感，也要有区域观念。 区域(region)是区划研究的结果，也是土地分类和制图研究的继续。区域是土地和土地利用形成、发展和地域分异的规律作用的反映，是进行土地资源的开发、利用、保护和改造的劳动对象，也是合理地进行土地资源的开发、利用、保护和改造的空间规划基础，还是土地资产经营和科学管理的重要组织形式。

3 引 言 开展土地区划（区域）研究是在较类型研究更高的空间尺度上，从自然区划、土地利用的地域专门化和土地经营管理分区等方面来认识土地资源。

4 引 言 土地分类研究：运用类型学研究的理论和方法，通过土地类型调查和制图，描述了每种土地类型作为自然综合体的共性特征，相同的土地类型具有相似的土地适宜性，可以采取相同的土地利用和改造的措施；通过土地利用现状调查和制图，刻画了每种土地利用类型的土地利用特征的相似性，同一土地利用类型具有土地利用目的、土地利用形态和土地利用管理措施的基本一致性。无论是土地类型，还是土地利用类型，它们在空间上都是不连续的，可在地表重复出现，这主要是强调了土地自然和经济特征的共性方面。而对于土地的个性特征的认识，还必须运用地理区划的方法，开展区域研究。

5 引 言 对土地开展区划，进行区域研究，它更加强调区域的个性和完整性，每一个区域都有和其他区域明显不同的特征，它在发生学上具有统一性，在空间上是连成一片的，不可能有雷同的区域。 一般说来，土地分类和类型学研究是对土地进行区划研究的基础，区划是区域研究的手段和方法，区域研究是对类型研究的系统综合，而类型研究是对区域研究的具体分析。

6 引 言 土地的类型学研究和区划（区域）研究，它们可以各自独立开展，也可以连续实施。在土地科学发展过程中，土地的类型学研究和区划（区域）研究对于土地的认识可以相互印证，相互补充，相互促进。

7 区划(regionalization)：区域划分
一、土地类型研究与综合自然区划的关系 区划(regionalization)：区域划分 根据研究对象的不同 行政区划(administrative regionalization) 经济区划(economic regionalization) 部门自然区划：对某一自然地理组成成分的区划 自然区划(physical regionalization) 综合自然区划：着眼于自然地理环境的整体特征，是对自然综合体进行区域划分

8 一、土地类型研究与综合自然区划的关系 综合自然区划(integrated physical regionalization) 的研究任务按照地理学界的观点，主要包括： ①了解自然界不同地区自然环境状况，揭示自然地理环境的地域分异规律，充实和发展关于地域分异规律的理论； ②摸清各地区自然资源的数量、质量特征，正确评价各种自然条件对发展生产的有利和不利方面，从而为因地制宜地发展生产提供科学依据。 ③分析在不同经济技术条件下人类利用与改造自然的可能性、现实性及实施后果，从而为协调人地关系，建立具有良性物质和能量循环，可持续发展的自然社会经济复合生态系统提供宏观指导。

9 一、土地类型研究与综合自然区划的关系 综合自然研究的对象—自然环境 根据地理环境是由地质、地貌、水文、土壤、生物等
因素组成复杂物质体系。参照土地的定义，知“地理环境” 在一定意义上是“土地”的同义语； 因此，从这个意义上说，综合自然区划也就是土 地资源区划。

10 一、土地类型研究与综合自然区划的关系

11 区别 一、土地类型研究与综合自然区划的关系 土地类型和自然区划的关系
它们的研究方法不同，其划分出来的地域单元（类型单位和区划单位）也有一定的差别。 ①是否存在属性抽象概括的问题： 自然地理环境的类型单位是对其属性抽象概括的结果，同一类的自然地理环境单位其属性都相类似，不同类的都相异。如沼泽景观和山地景观便是两种不同类型的景观。 自然区划单位是对区域结构的个体划分，任何区划单位都是作为具体的区域个体而出现的，不存在属性的抽象概括问题。 区别 ②类型单位的等级越高，其共同的属性越少，即相似性越简单。 区划单位的等级愈高，则各个区域的结构愈复杂。个性越突出。 ③每个区划单位在空间上都是一个完整的区域； 每种类型单位在空间上都是由一些分散的地域单元表现出来。

12 联系 一、土地类型研究与综合自然区划的关系
①每个区划单位都是由一些相关的类型单位组合而成的区域整体。每一种类型单位也常常集中地分布于一定地区，具有一定的分布范围。 联系 ②一般说来，每一级区划单位都可以进行类型研究。例如地表各个自然地带可以进一步划分为森林、草原、荒漠等类型。 而每一级的类型单位也可以落实到各个具体的区划单元（图斑），因为它是由各个具体区域单元的属性归纳而成的。由此可见，景观类型制图是自然地理区划研究的基础，同理，自然区划，尤其是小区区划，也是景观类型研究的基础。

13 一、土地类型研究与综合自然区划的关系 自然地理环境或称为地球表层是一个具有多层次的镶嵌结构的复杂物质体系，其地域分异是具有尺度或规模差别的。 地域分异的空间结构可以分为大、中、小尺度等级，或分为全球的、全大陆性的、区域性的、地方性的和局地性的。

14 一、土地类型研究与综合自然区划的关系 按照地域分异规律 分异的尺度规模越大，其形成的高级自然综合体个体数目就越少。
例如，全球性的热力分带，仅只有热带、亚热带、温带、寒带等有限的几个地带； 按照地域分异规律 分异的尺度规模越小，则形成的低级自然综合体就越多。 例如一个阶地，按照其初级地貌面就可以划分为阶地面和阶地坡两个自然综合体，一条河谷有数级阶地，一个地区有数条河流，全球的价地面和阶地坡那就多得数不胜数 对于大的自然综合体，其数量有限，着重研究其个性特征比较可行。进行其类型研究，有时一个类型也只有一个个体单元，分类研究的意义与区划是一致的。 对于小的自然综合体进行研究，其数目不计其数，对于其个体进行研究几乎是不可能的，也没有多大实践意义。

15 一、土地类型研究与综合自然区划的关系 自然区划和土地类型研究的衔接性
自然区划主要揭示大、中尺度的自然地理环境分异规律，对于地表各自然环境构成因素的的大中尺度分异而产生的自然区域，突出其个性进行研究，一般不在分级的基础上进行分类研究。 土地类型则对土地个体形态单元，既要分级，又要分类，以分类研究为主。 自然区划的下限——自然小区，是土地类型研究的上限。 土地类型是自然区划研究的基础和深化。进行类型研究，在自然利用和改造方面意义较大。

16 一、土地利用类型和土地利用分区的关系 土地利用分区 土地利用分区的含义 按照土地基本用途的不同而划分出来的地域单元。

17 土地利用分区在土地利用现状调查中 一、土地利用类型和土地利用分区的关系 是研究成果的重要组成部分。
按照自然、经济条件的相对一致性，土地利用方向和改良途径的相似性，在保持一定级别行政区划界线的完整性的前提下而划分出来的土地利用区域单元。 为区域土地利用的研究提供了理论框架，土地利用调查的成果通过土地利用分区进行系统分析和全面反映。 按照土地分区，论述土地利用的基本情况，包括土地总面积、各种土地利用类型的面积及其分布，土地利用方式、土地利用程度和集约化水平，土地利用经验和存在的主要问题，土地利用潜力，土地利用结构优化和布局调整的方向，土地开发和、整理、改造和保护的措施。

18 土地利用分区在土地利用总体规划中 一、土地利用类型和土地利用分区的关系 是不可缺少的组成部分，是土地利用规划的主要内容之一。
不是按照土地利用现状所作的分区，也不是按照产业主管部门的管理范围所做的区划，而是按照土地的适宜性，结合国民经济、社会发展和环境保护的需要，为规定土地利用的基本用途，实行土地用途管制而进行的土地利用区划。

19 土地利用分区在土地利用现状中和土地利用总体规划中的区别和联系
一、土地利用类型和土地利用分区的关系 土地利用分区在土地利用现状中和土地利用总体规划中的区别和联系 区别：土地利用总体规划的土地利用分区与土地利用现状调查的土地利用分区不同，它显然是一种面向未来的土地利用分区，土地利用分区是土地利用规划和管理的手段。它通过区划来实现土地资源的合理配置，促进劳动生产地域分工和生产力合理布局，抑制不合理的土地利用行为，实现土地利用效率和效益的最大化。 联系：把研究的重点落实在土地用途上，都是反映土地利用的地域分异规律。

20 土地利用类型和土地利用分区的关系 一、土地利用类型和土地利用分区的关系
土地利用类型是土地用途相对一致的地域单元，它是对不同地域单元土地利用的共性的概括，在空间上可以重复出现，不具有连续性，是按照类型学的方法对于土地利用地域单元进行研究； 土地利用分区是在更大的尺度上，研究每个土地利用分区的土地利用特点，是按照区划的方法对于土地利用地域单元进行研究。

21 应当说明 一、土地利用类型和土地利用分区的关系
在土地利用调查中，主要是先确定了土地利用分类系统，然后再进行土地利用调查和研究，土地利用分类系统在地区之间具有可比性和通用性。 土地类型： 由于自然环境构成因素多样，人们对于自然环境各个方面的认识有限，有很多的知识仅仅限于专业人员所掌握，土地类型分类系统很难统一和概全，每个地区的土地分类系统都不一样。 分类和制图都必须在土地调查以后完成，土地类型分类较土地利用分类相对困难。特别是在分级研究方面，土地利用调查，对于土地利用分级，几乎没有详细叙述，只是简单地说明土地利用类型的级别即可。 土地类型研究： 对于土地类型分级要花费相当多的笔墨来说明，其根本的原因也是土地利用的层次结构，人们容易理解；而自然环境系统的层次结构一般人则没有明确的概念。

22 一、土地利用类型和土地利用分区的关系 动态性和稳定性 土地利用用途：
虽然受到土地适宜性的限制，由于土地的多宜性存在，土地利用类型有时是以人们主观意志为转移的，它容易发生转变，具有动态性。 土地类型： 形成主要是自然环境地域分异的结果，它不容易改变，特别是高级别的土地类型，抵御人类活动影响的持久性明显，所以它具有稳定性。

23 一、土地利用类型和土地利用分区的关系 自然区划过程中， 土地利用分区中， 水、热对比关系非常重要，自然景观的格局可以循此途径得到解释。
综合自然区划主要是揭示自然环境的地域分异规律， 土地利用分区中， 其经济中心（居民点）位置和通达性有非常重要意义，土地利用类型和集约化利用水平，可以由此说明。 土地利用分区是自然过程和经济过程交互作用的结果，它既反映土地质量和土地利用适宜性的地域分异，也反映了土地利用条件（社会经济条件）存在区域差异和土地利用区位优势的不同，土地利用符合生产力布局规律。

24 一、土地利用类型和土地利用分区的关系 土地利用分区和综合自然区划比较
土地利用分区更加强调土地利用区域的功能性，而自然区划单位更加强调自然区域的均质性。 自然区划的每一级区划单位都可以进行类型研究，每一级 的类型单位也可以落实到各个具体的区划单元； 土地利用分区不只是可以按照地域进行区划，它作为区划 单位也可以进行类型研究。

25 一、土地利用类型和土地利用分区的关系 在地理学中， 在土地科学研究中， 土地类型和综合自然区划一般是属于自然地理研究的范畴，
土地利用分类和土地利用分区是属于经济独立研究的范畴。 在土地科学研究中， 土地类型和综合自然区划（土地资源区划）无疑是属于土地资源学的研究内容。 土地利用分类和土地分区，也有许多人认为，它应当属于地籍管理、土地利用规划研究的内容。 但是，由于土地资源是指在一定技术经济条件下可以利用的土地，对于土地资源研究，无论如何是和土地利用密切相关的。对于任何区域的土地资源结构进行分析，需要研究其土地类型结构和演替的规律，也需要掌握其土地利用结构变化和发展的方向。

26 土地分类和区划的关系 土地类型结构与演替 土地利用方向和结构分析 综合自然区划和土地利用分区
第四章 土地资源结构分析和区划 土地分类和区划的关系 土地类型结构与演替 土地利用方向和结构分析 综合自然区划和土地利用分区

27 二、土地类型结构的类型 土地类型结构的类型 土地类型结构表现为土地类型景观对比结构、空间组合结构和时间演替结构。

28 二、土地类型结构的类型 土地类型结构的类型 土地类型景观对比结构
含义：指不同土地类型之间，其自然景观特征的相似性与相对差异性的对比关系。在航片、卫片上即表现为灰度（黑白片）对比关系或色调（假彩色合成片）对比关系。 两种常用的数量化分析指标：欧氏距离、相似系数

29 二、土地类型结构的类型 欧氏距离： 相似系数：
式中： 和 分别为第i种土地类型和第j种土地类型自然特征的第k个要素特征值： 分别为第i种和第j种土地类型的综合平均特征值， 为土地类型分类的类型总数或者图斑数； 为土地类型自然要素的特征变量个数。

30 二、土地类型结构的类型 土地类型结构的类型 土地类型的空间组合结构
是土地类型之间的空间邻接关系，它是土地类型结构最直观的表现形式，反映出土地类型群体关系在空间上的有序性。 土地类型空间结构既可以根据它们的空间拓扑关系，按几何形态概括出各种各样的土地类型结构模式，如树技状结构、同心圆结构、对称阶梯结构、扇形结构等。又可以根据土地个体形态单元（图斑）的面积与周长，定量地反映出其几何形态，还可以根据各土地个体形态单元之间的彼此邻接关系，确定其邻接系数。

31 二、土地类型结构的类型 土地个体形态单元之间的邻接系数为：
式中： 为第i个和第j个土地个体形态单元的接系数； 分别为第i个、第j个、第i个同第j个土地个体形态单元一起组成的新图斑的周长。

32 二、土地类型结构的类型 土地类型结构的类型 土地类型的时间演替结构
是不同土地类型在其发展演替过程中所具有的时序承袭关系，所反映的是土地类型群体关系时间上的有序性。 土地类型时间演替结构既可通过建立各种土地类型演替关系框图模式予以反映；也可通过对各种土地类型彼此之间相互演替的条件和速度的研究，确定其演替的转换概率

33 二、土地类型结构的类型 其表达式为： 式中； 为第i种土地类型与第j种土地类型相互演替的转换概率，变化于0～1之间。
f为演替关系常数； 分别为第i种与第j种土地类型的正向、逆向演替的速度。 它可以由模拟实验或调查获得，也可以由研究者针对其演替过程中各种土地类型相互演替的相对速度的快慢，运用模糊数学方法予以赋值。

34 二、土地类型结构的类型 土地类型各种结构是相互关联的
土地类型景观对比结构直接制约着土地类型的空间组合结构和时间演替结构，制约着土地的合理利用、生产力布局，尤其是对商品生产基地的建设关系密切。 土地类型的空间组合结构是其景观对比结构的具体表现形式，也是土地类型演替结构的“定格”（即特定时段内的具体表现形式）。 土地类型时间演替结构则是其景观对比结构形成、发展过程的演示，是未来潜在的空间组合结构。

35 二、土地类型结构的类型 土地类型景观对比结构越简单，说明整个研究区域其自然特征的相似性越好，相对均质性强，其空间组合结构与时间演替结构也越简单，土地利用也就比较有利于产业地域专门化的发展，有利于商品生产基地的建设。 反之，土地类型景观对比结构趋复杂，则说明研究区域自然特征的差异性越显著，土地类型的空间组合结构与时间演替结构也越复杂，土地利用要多样化，有利于多种经营的发展。

36 二、土地类型结构分析 土地类型结构分析

37 二、土地类型结构分析 土地类型结构分析 一、土地类型的质量结构分析 定义
它是对于不同土地类型的土地利用适宜性和限制性进行评价以后，根据土地的生产力或者经济产出能力、生态平衡自维持能力等进行质量分等定级以后，而进行的系统结构分析。 如，某个土地系统内，每一个等级的土地面积是多少；或者说某个土地系统内高产、中产、低产田（地）各占多少。也可以按照区域进行统计分析，该区域每一个等级的土地分别包括哪些土地类型。

38 二、土地类型结构分析 土地类型结构分析 二、土地类型的数量结构分析 定义：
传统上它主要指的是进行区域内各种土地类型的面积统计，并研究各种土地类型之间的面积对比关系。 “七山二水一分田”，这实际上就是对于土地类型数量结构的描述。 随着景观生态学知识在我国的传播，关于景观格局分析的一系列研究方法引入了土地类型研究。

39 二、土地类型结构分析 土地类型结构分析 二、土地类型的数量结构分析 意义：
不仅可以反映各种土地类型的面积对比关系，而且还反映了一个区域自然环境特征的空间差异（景观对比结构），土地类型的图斑形态和空间组合关系（空间组合结构），通过土地类型数量结构分析，也可以判断其土地类型结构的相对稳定性（时间演替结构）。 目前土地类型数量结构分析，正在向着土地类型结构的数量分析发展。

40 二、土地类型结构分析 土地类型结构分析 三、土地类型的地域组合模式分析 定义： 根据区域内部土地类型的组合形式分类：
是从立足于整个区域，对于土地类型的空间组合关系进行研究，它本质上是对土地类型的空间组合结构的研究。 根据区域内部土地类型的组合形式分类： 递变型组合 重复型组合

41 二、土地类型结构分析 土地类型结构分析 三、土地类型的地域组合模式分析 递变型组合
各种土地类型的空间分布按一定方向和方位发生依次变化，构成一定的系列。 土地递变型组合（依刘南威，1993）

42 二、土地类型结构分析 土地类型结构分析 三、土地类型的地域组合模式分析 重复型组合
指土地类型的空间分布不按一定顺序更替，而是呈相间排列或斑块状等形式出现，构成重复、分散的复区 。 重复型组合（依刘南威，1993）

43 二、土地类型结构分析 土地类型结构分析 常用的数量分析指标： 面积比 频率比 分异度 多样性指数 优势度
聚集度指数（contsgion index） 土地类型的图斑形态的研究

44 二、土地类型结构分析 1.面积比 2.频率比 面积比指某一区域内各土地类型的面积占其土地总面积的百分比。 即：
面积比指某一区域内各土地类型的面积占其土地总面积的百分比。 即： 式中，Ki为第i种土地类型的面积比：ai为第i种土地类型的面积；A为区域土地总面积。 2.频率比 频率比指某一区域内各土地类型出现频的率。即： 式中， 为某个土地类型的出现频率； 为某个土地类型在区内的图斑个数； 为某一区域内各土地类型的图斑总数。

45 二、土地类型结构分析 3.分异度 分异度是指某一区域内某种土地类型的面积与所有的土地类型平均面积之间的偏差率；分异度越大，表明土地类型的组合关系越复杂。分异度的计算公式为： 式中， 为分异度； 为某种土地类型的面积； 为所有土地类型的平均面积； 为土地类型数。 4.多样性指数 多样性指数是基于信息论基础之上，用来度量系统结构复杂度的一些指数。在一个区域内土地类型的多样化程度，常常用Shannon-Weaver多样性指数或者Simpson多样性指数来衡量。 Shannon-Weaver多样性指数的计算公式为： 式中， 为某个土地类型的出现频率； 为某个土地类型在区内的图斑个数； 为某一区域内各土地类型的图斑总数。

46 二、土地类型结构分析 5.多样性指数 Simpson多样性指数的计算公式为：
多样性指数的大小取决于两个方面：一是土地类型的种类；二是各种土地类型在面积分布上的均匀程度。对于给定的，当各种土地类型的面积相等时，达到最大值。H值越大，表示土地类型的多样性越大。 5.多样性指数 优势度用于表示一个区域内一种或几种土地类型占支配地位的情况。它与多样性指数成反比。对于土地类型数目相同的区域，多样性指数越大，其优势度越小。优势度的计算公式为： 式中， 为土地类型的优势度； 为最大多样性指数； 为某种土地类型出现的概率； 为土地类型种类的数目。

47 二、土地类型结构分析 6．聚集度指数（contsgion index）
聚集度指数反映一个区域内不同土地类型的非随机性或聚集程度。土地类型聚集度指数的一般数学表达式为： 式中， 是土地类型聚集度指数的最大值[ ]， 是区域内 土地类型总数， 是第i种土地类型图斑与第j种土地类型图斑相邻的概率。 在一个栅格化的土地类型图中， 的一般求法是： 式中， 是一个随机抽选的栅格细胞属于第i种土地类型图斑的概率（可以第i种土地类型占整个区域土地总面积比例来估算），而 是在给定第i种土地类型图斑的情况下，第j种土地类型图斑与其相邻的条件概率，即：

48 二、土地类型结构分析 式中， 是土地类型图栅格网中第i种土地类型图斑和第j种土地类型图斑相邻的细胞边数， 是第i种土地类型图斑细胞的总边数。在进行不同区域土地类型结构比较时，相对聚集度 更为合理，其计算公式如下： 式中各项定义前面已提及。 如果一个区域由许多离散的小块土地类型图斑组成，其聚集度的值较小；当景观中以少数大块土地类型图斑为主或同一土地类型图斑高度连接时，其聚集度的值则较大。与多样性指数不同，土地类型聚集度指数明确考虑不同土地类型之间的相邻关系，因此能够反映区域内土地类型的空间配置特征。

49 二、土地类型结构分析 7．土地类型的图斑形态的研究
一般来说，平坦地区的土地类型图斑面积较大，形状也较规则；山地、丘陵区的土地类型图斑面积较小，形状也较复杂。 土地类型的图斑形态的研究常用的主要指标包括： l）平均面积。 式中， 为某一种土地类型的平均面积； 为组成该土地类型的个体图斑面积； 为组成该土地类型的个体图斑数。 2）形状指数。表示土地类型的图斑与真圆形的比较。 式中， 为某种土地类型的某个图斑的形状指数； 为某种土地类型的某个图斑的周长； 为与该土地类型图斑等面积的圆的周长。

50 二、土地类型结构分析 I＜1.3，形状极简单；I=1.3—1.7，形状简单；I=1.7—2.3，形状较简单；I=2.3－3.7，形状较复杂；I=3.7－5.5，形状复杂；I＞5.5，形状极复杂。 3）分割度。也可用于表示土地类型图斑的形状；分割度越大，图斑的形状越不规则。 式中， 为分割度； 为土地类型图斑的边长； 为土地类型图斑的面积；3.54为该图斑的面积与圆周长换算的系数。

51 三、土地类型的演替 土地类型的演替 土地类型的含义 土地类型演替的定义 是地表上自然综合特征相对均一的地段单元 。
随着土地类型形成的一系列背景条件发生变化，在自然过程和人为过程的作用下，土地类型通过其与环境（或其他土地类型）之间的物质和能量交换而产生异化，当其异化程度超过其自调节的阈限时，便由一种土地类型蜕变为另一种土地类型。

52 三、土地类型的演替 土地类型演替的规律 并非杂乱无章的、是有规律的。
规律的揭示主要在于对土地类型与环境（或其他土地类型）之间物质能量交换与转化过程和土地类型自我调节能力（土地资源可更新性）的研究。 研究土地类型的演替在全面了解自然地理环境整体性的基础上。有必要对同土地类型形成与分异关系密切的地貌、植被、土壤形成发展的方向性与类型演替过程作深刻的剖析。

53 三、土地类型的演替 地貌发育模式 戴维斯地貌轮回说
地貌是构造、过程（指各种外力作用过程）与阶段（指发展阶段）的函数，并首先假设有个因构造运动从海底抬升的陆地，由于抬升迅速，地面立即受到侵蚀，原来的低平地形成为了高山、深谷和陡坡；然后构造运动处于长时间的稳定，高地被蚀低，河谷变宽浅，缓坡又复盛行，最终整个地面变成仅有微小起伏的平原地形，戴维斯称之为准平原。以后的地貌发育仍是按上述过程，作周而复始的重复。

54 三、土地类型的演替 彭克山坡平行后退理论 在构造长期稳定的条件下，原来高大的山地会日益缩小范围，代之而起的是宽阔的向山外倾斜的山麓平原，坡面在侵蚀作用下是平行后退的。

55 三、土地类型的演替 这两种模式均存在于自然界中， 后者盛行于干旱和半干旱气候区； 前者盛行于湿润多雨区。
关于地方性地貌如风沙地貌、黄土地貌、岩溶地貌、流水地貌等随时间速移而产生的具体类型变化，地貌学均给予了很好的说明，是土地类型演替研究的重要依据。

56 三、土地类型的演替 植被与土壤的形成 地表物质的地质大循环和生物小循环过程的矛盾统一。（B．P．威廉斯 ） 指岩石经过风化，其产物通过各种形式的剥蚀和搬运过程堆积在低洼的地方成为沉积物，并在一定的地质条件下经过固结成岩作用成为沉积岩，再经地壳运动抬升出露于地表，再受侵蚀风化的以地质历史时间为周期的周而复始过程 由植物从土壤中选择吸收所需要的养分并存储于活质中，再以残落物的形式归还给地表，并通过微生物分解进入土壤中的过程。它的周期比地质大循环的周期要短得多。 由于生物循环快，地质循环慢，土壤肥力是随时间递移呈增长趋势，即土壤随时间的递移而熟化，土壤剖面结构复杂。

57 三、土地类型的演替 人类活动对于地貌、土壤、植被的发育的影响
促进和延缓作用。如围湖造田，修筑梯田，植树种草，毁林开荒，培肥改土等，对自然进行改造，使其土地类型特征发生了明显变化，甚至使其原貌尽失。 人类的作用，并不能摆脱自然规律的控制作用，这也是其客观性的具体表现。

58 三、土地类型的演替 土地类型的演替过程 （一）自然演替过程
它是一种自调节、自维持、自发展的过程，一般表现为不可逆性和渐变性，演替速度慢，时间序列长。 （二）人为演替过程 它指人类经济活动参与入了土地类型的物质与能量交换，对自然演替过程进行干预，这种演替过程一般是可逆的，只有在土地系统生态平衡遭到严重破坏时，才是不可逆，人为过程引起的土地类型演替的速度快，序列短。

59 三、土地类型的演替 江汉平原土地的演替模式 江汉平原深秋 江汉平原全图

60 三、土地类型的演替 从总体上讲： 由于新构造的不等量上升和沉降，流水侵蚀、剥蚀作用 和重力作用，使地表物质发生迁移和堆积，不断塑造着地表
形态，干扰着河湖变迁，使地表水热条件发生再分配，地下 水状况、土壤性状、植被景观发生变化，从而使土地类型的 性质特征和空间组合结构发生变化，形成一定的时间演替模 式。

61 三、土地类型的演替 江汉平原土地类型演替可以分为三个不同的演替系列： 垄岗平原演替系列
该演替系列的土地类型发生演替的主要动因是新构造运动和植被消长。 新构造运动的不等量升降，使得古老的剥夷面和阶地演化为蚀余丘陵地、高岗地和低岗地；植被的破坏，地带性植被北亚热带常绿阔叶和落叶阔叶混交林和中亚热带常绿阔叶林退化为次生马尾松林、杨桦杂木林及疏林杂灌林地。 由于人为活动，植树造林使植被覆盖率上升，形成人工松杉林、经济林；或经垦殖，使土壤耕作熟化成为耕地。

62 三、土地类型的演替 冲积平原演替系列 该演替系列的土地类型发生演替的主要动因是河流泥沙堆积和河道变迁。
由于平原地区河床坡降变小，河曲发育，有利于泥沙堆积。随着洲滩的形成与演替，河流主泓的变化和迁移，形成一系列的天然堤，构成冲积倾斜平地，与洲滩地交替发展。 再由于人类活动的影响，筑堤防洪，使河床抬高，形成地上河，一旦洪水溃堤，堤外便形成了决口扇形地，有时引起河流改道，在扇缘或扇面洼地，有时亦因其渗水蓄水而成湖。在冲积平原区，土壤随水文条件的变化，由浅色草甸上向潮士、灰潮土演化。 随着土地开发，旱改水，种稻形成了水稻土。由于地下水位与潜育化过程的差别，亦有淹育型、潴育型、潜育型水稻土的变化。土地类型因此呈现有规律的演替。

63 三、土地类型的演替 湖垸地演替系列 该演替系列的土地类型发生演替的主要动因是湖泊的沼泽化与围湖垦殖。
随着垸堤的建成，江湖分家，排灌系统完善，人们不仅将湖泊自然演化而形成的菰丛芦苇沼泽洼地加以开发利用，而且使一些平坦水浅的湖泊疏干垦殖成田。湖泊洼地沼泽士通过开挖深沟大渠，降低地下水位，经过脱沼、脱潜、潴育过程和耕作熟化过程，向沼泽型水稻土、潜育型水稻土演替。 湖泊中的河流三角洲的浅色草甸上经耕垦向潮土、灰潮土，乃至淹育型、潴育型水稻土演替。由于过度垦殖，洪涝加剧，也会导致返沼、返潜、次生潜育化过程发生，使土地类型发生逆向演替，乃至被迫退田还湖。

64 人类活动（筑堤围湖、修筑梯田、分洪改土）
三、土地类型的演替 人类活动（筑堤围湖、修筑梯田、分洪改土） 人类活动（筑堤裁弯、开渠建垸造田） 新构造运动（差异上升与下沉堆积） 次要演替方向 主要演替方向 决口扇形地 蚀余丘陵地 高岗地 低岗地 冲垄地 冲积平地 洲滩地 湖垸地 湖泊 河床 流水作用（侵蚀切割、堆积、河湖变迁） 图4-3 江汉平原土地类型演替

65 三、土地类型的演替 土地类型演替与土地类型特征的关系 土地类型的演替是土地类型特征由量变向质变的飞跃 一般来说 ：
两种土地类型特征相似性越大，其相互演替的可能性越大； 土地类型的结构趋复杂，其自我调节功能就越强，也就越稳定。

66 三、土地类型的演替 土地类型演替研究的意义 有助于了解土地的发生、发展和变化过程
了解土地在自然或人为作用下，土地的物质能量转化关系，掌握其属性特点，特别是掌握土地的动态演替规律，对于按照演替过程和趋势，人为能动地排除和防治土地退化性演替，促进进化性演替，提高土地的可利用性和生产潜力有着十分重要的现实意义。

67 土地分类和区划的关系 土地类型结构与演替 土地利用方向和结构分析 综合自然区划和土地利用分区
第四章 土地资源结构分析和区划 土地分类和区划的关系 土地类型结构与演替 土地利用方向和结构分析 综合自然区划和土地利用分区

68 一、土地利用的基本方向 土地利用的基本方向 土地利用是一个动态的发展过程：
一方面，随着人类社会的发展，人们生产和生活越来越丰富多彩，对于土地的需求不断增加，使土地的用途多样化。 另一方面是随着地球人口的增加，科技进步，生产力发展，人们对于土地利用和开发的规模和深度日益扩大，人类对于土地和环境的影响越来越深刻，极大地提高了土地利用的比率和集约化水平。

69 一、土地利用的基本方向 土地利用的基本方向 从世界土地利用的变化趋势分析，它具有以下几个特征：
①随着世界人口的增加和科学技术的进步，土地利用规模的扩大困难，土地利用集约化经营重要性突出 1981—1992年发展中国家扩大耕地面积和实行农业经营集约化对于增加农产品生产的贡献比例已经由 年的30：70提高到了16：84。 目前世界上耕地面积的扩大，主要是来源于牧场（其比例占2/3）、森林和板结的未利用地，新增加的农业用地的开发费用和生产成本越来越高，农业集约化经营的投资报酬比新开发土地的收益有时可能还要好。

70 一、土地利用的基本方向 土地利用的基本方向 从世界土地利用的变化趋势分析，它具有以下几个特征：
②随着工业化的发展，城市扩张和农村城镇化迅速发展，土地非农开发和城市用地的规模也将日益扩大。 美国从1910—1959年间丧失了农场面积的2%； 新西兰1946—1966年间丧失了农地约5.5%； 苏格兰1971—1979年间丧失了农地约11%； 加拿大1966—1986年间丧失了农场面积的5%。

71 一、土地利用的基本方向 土地利用的基本方向 从世界土地利用的变化趋势分析，它具有以下几个特征：
②随着工业化的发展，城市扩张和农村城镇化迅速发展，土地非农开发和城市用地的规模也将日益扩大。 城市化占用的土地有很大一部分是生产潜力较高的农业用地。 以加拿大为例，1966—1976年间城市化占用的农地为15万公顷左右，其中，属于1-3级的高生产力的农地占62.3%；4-6级的低生产力农地占21.5%；其他非农地或者荒芜土地占16.2%。城市规模越大，每增加1000人占有的土地面积越小。根据加拿大1966—1986年城市土地扩张情况分析，全国所有城市人口每增加1000人占用的土地面积平均为69.6公顷,其中超过50万人的城市为50公顷；25~50万人的城市为78公顷；10~25万人的城市为101公顷；5~10万人的城市为175公顷；2.5~5万人的城市为196公顷。 土地资源丰富程度不同的国家，城市化人口增加占用土地的面积也不一样。 地广人稀的加拿大每千个城市居民占有的郊区土地面积相当于人口密度较大的德国的2~8倍。

72 一、土地利用的基本方向 土地利用的基本方向 从世界土地利用的变化趋势分析，它具有以下几个特征：
②随着工业化的发展，城市扩张和农村城镇化迅速发展，土地非农开发和城市用地的规模也将日益扩大。 根据联合国人口局（United Nations Population Division）的预测： 世界人口2000年为60.57亿人，2015年将增加到72.07亿人，2030年达到82.70亿人，2000年——2030年全世界人口年平均增长率为1.04%。其中，城市人口将由2000年的28.62亿人，增加到2015年的38.69亿人，2030年的49.80亿人，2000年——2030年全世界城市人口年平均增长率为1.85%；欠发达国家城市化发展更快，2000年——2030年城市人口年平均增长率为2.35%。 城市化进程的加快，城市土地面积的扩大成为一种必然趋势。

73 一、土地利用的基本方向 土地利用的基本方向 从世界土地利用的变化趋势分析，它具有以下几个特征：
③随着农业现代化水平的提高，农业与自然环境的关系也很密切，农业生产地域专门化成为农业区域开发的重要方向 定义：农业地域专门化是农业生产适应环境因素（包括自然、经济、技术和社会因素），土地利用优化选择的结果。从世界范围内考察可以看出，随着工业化和城市化的发展，社会分工日益深化，农业生产在空间上具有不断分化和集中的趋势。

74 一、土地利用的基本方向 美国出现了乳酪带、小麦带、玉米带、棉花带等农业生产地域专门化地带。
欧洲出现了北欧饲料作物种植区、中欧根菜类作物一谷物种植区，南欧特种作物种植区。 原苏联出现了以林业为主的农牧业地带、以谷类作物为主兼有发达畜牧业的地带、以牧为主的农业地带，以植棉为主的农业地带、茶和亚热带果类农业地带等组成的26个各具不同特点的农业专门化地带。 东南亚，马来半岛西海岸的橡胶带。

75 一、土地利用的基本方向 苏门答腊北部东海岸的橡胶一油棕一椰子一烟草一剑麻种植园带。 吕宋岛东南部椰子区与加牙鄢谷地烟草区。
湄南、湄公及伊洛瓦底三条江河下游平原与三角洲的稻米专业化区等都是世界上有名的农业专门化地带。 日本在1977年结合行政区划，将全国划分为13个农业区，其中东北和北陆为水稻专业化区域。印度在60年代初的“农业精耕县计划”中也确定在旁遮普邦等地区建立小麦、水稻专业化区域。

76 一、土地利用的基本方向 土地利用的基本方向 从世界土地利用的变化趋势分析，它具有以下几个特征：
③随着农业现代化水平的提高，农业与自然环境的关系也很密切，农业生产地域专门化成为农业区域开发的重要方向 作用：农业地域专门化推动了良种化和机械化等的普及，促进了农业现代化水平的提高，并利用有利生态环境的自然潜力，提高了农产品的单位面积产量和产品质量。

77 一、土地利用的基本方向 土地利用的基本方向 从世界土地利用的变化趋势分析，它具有以下几个特征：
④随着经济全球化和技术信息化的发展，大城市的重要性增大，城市圈经济控制着土地利用的空间布局 必要性：从世界经济和社会发展的趋势分析，经济全球化和科技信息化是不可抗拒的发展趋势，大城市作为未来世界经济和文化活动的中心舞台，影响着一个区域和国家的社会经济发展，决定着一个区域和国家参与全球经济的分工、协作的地位和综合竞争能力。

78 一、土地利用的基本方向 各个国家的城市体系布局特点：大集中，小分散
即从一个国家或者一个地区来看，人口、经济和文化的空间集聚趋势明显，在世界有限的地区出现了城市带或者城市群；从某个大城市分析，它又存在着明显的空间扩散趋势，在大城市的周围建立新城，形成二级市的情况屡见不鲜。 世界上这些大的城市带或者城市群，占有的土地面积有限，但是，它拥有的人口和国民生产总值却相当巨大，对于区域土地利用格局具有明显的影响。 在大城市中心区，商业用地、办公楼和高层住宅相对较多，土地利用呈现出同心圆结构或扇形结构。 在大城市周围出现专业性的中等城市或者副中心，其土地利用受到主导产业的影响，居住以多层住宅或者独户住宅为多，生活空间相对广阔，和主城市一道形成多中心的组团结构。

79 中等城市与主城市的关系：附着到竞争到远离
一、土地利用的基本方向 中等城市与主城市的关系：附着到竞争到远离 有的比较密切，承担着主城的部分功能，与主城由快速交通连结，人们可能白天去主城市上班，晚上回到附城居住。 随着这些中等城市结构功能的完善，它便宜的地价，优良的居住环境，吸引着各种类型的企业和服务公司进驻，原来到主城市上班的人们，可以就地安置就业，主城和附城的关系就逐步转变成为了竞争关系。 巨型城市群的形成，也改变了原来城市郊区以农副食品生产供应为主的土地利用状况，郊区农业向城市农业发展，除建立起工厂化生产的高效率的设施农业外，农业的生态功能更加重要，大田农业和园艺农业有利于抵抗土地投机，改善城市环境，完善城市垃圾管理，保护资源，越来越显示出其竞争力，而原来的一些蔬菜基地和养殖基地正在逐步远离中心城市。

80 一、土地利用的基本方向 土地利用的基本方向 从世界土地利用的变化趋势分析，它具有以下几个特征：
⑤随着生产力的发展，经济重心地域发生迁移和地区优势的发挥，使得国土开发的均衡性增强 对于世界上一些发达国家国土开发和整治的实践进行分析，国土均衡开发，缩小地区之间的差距仍然具有十分重要的意义。 日本和韩国多年来国土规划，都把国土均衡开发作为重要的目标，法国和德国的国土规划也很重视落后地区的开发。

81 一、土地利用的基本方向 随着科学技术的进步，人类对于自然利用和改造的能力增加，自然资源和环境条件对于生产力合理布局的作用也在发生变化，按照空间经济规律和生产布局原理，促进经济重心的地域迁移是土地合理利用的重要方向。 例如，一般说来，干旱区光、热资源丰富，具有较高的光温生产潜力。干旱区植物现实生产力低，主要是干旱环境下，水分供应不足，它可以依靠灌溉技术克服。干旱区和湿润地区比较，发展农业也具有相对比较优势，例如，在干旱区植树造林，其需要的投入比在湿润地区要高得多，而在干旱区发展旱作农业和湿润地区比较，其生产成本的差距要少得多。干旱地区气候干燥，作物病虫害少，气温日较差大，有利于蛋白质和糖分积累，农产品质量高，市场需求大；地广人稀，适宜于农业规模化经营；干旱区使农业发展充满活力。

82 一、土地利用的基本方向 例如，1964年～1987年俄克拉荷马州，灌溉面积增长58．3％，小麦、玉米和棉花单产分别增长 17.4％，282.l％和 55.4％。灌溉技术使美国干旱区成为了农业高产区域。1987年加利福尼亚和亚利桑那州棉花单产分别比全国平均水平高79.3％和100.9％；俄勒冈和华盛顿州小麦单产分别比美国平均水平高73.2％和50.4％；玉米单产比美国平均水平分别高38.2％和42.3％。1988年加利福尼亚和得克萨斯州稻谷单产比美国平均水平高27％和8.9％。 美国西部肥沃土地的开发，不仅使得美国东部的农业的重要性可以降低，使得工业和城市的发展成为可能，更重要的是给美国人提供了个人开始自己的事业的机会。美国西部开发，特别是农业在全国占有十分重要的地位，不仅有力地改变了原来社会经济地区发展不平衡的局面，也充分发挥了干旱区农业生产的资源优势。

83 一、土地利用的基本方向 土地利用的基本方向 从世界土地利用的变化趋势分析，它具有以下几个特征：
⑤随着经济发展和人民生活水平提高，人们对于健康和安全的日益重视，使得生态保护用地和旅游用地增加 土地利用是人类征服自然和改造自然的过程，也给自然环境带来了巨大的影响。 根据有关资料介绍，目前世界上陆地生态系统的29%已经成为了农业和城市用地。全世界直接依靠森林为生的人口有3.5亿人，自农业时代开始至今已经有46%的森林覆盖受到了破坏； 目前世界上有10亿人主要靠渔业为蛋白质来源，世界上的渔业75%是处于过渔或者在生态阈限边缘作业；世界上有41%的人是生活在水资源紧张的河流流域。

84 一、土地利用的基本方向 随着社会经济的发展，人类对于土地资源的依存性不是减少，而是更加紧密。
随着经济收入的增加，人们生活消费需求层次上升，生活质量提高的欲望越来越强烈，健康和安全的观念成为人们重要的土地利用和生产价值取向，对于健康和旅游休闲娱乐的消费需要增加很快，土地景观文化价值和自然环境保护价值日益受到关注，建立自然保护区、风景名胜区、历史文化名城保护区和世界自然、文化遗产保护区等等土地利用需求正在迅速增加。目前世界上一些发达国家自然保护区面积一般都超过了其国土总面积的10%。可以预见，生态保护用地，将会和农用地、建设用地一样，成为土地利用分类中的一个重要的一级土地利用类型，它将和未利用土地进行明确的区分。

85 二、土地利用结构分析 土地利用结构分析 定义：土地利用是自然过程和社会经济过程的统一。它不但受气候、地形地貌、土壤、水文地质等土地自然性状的影响，还受社会制度、科学技术、交通条件、人口密度等社会经济因素的制约。土地利用结构分析，在一定意义上讲，就是对于土地利用现状进行分析和系统诊断。

86 二、土地利用结构分析 土地利用结构分析 衡量方面： 土地利用是否最大限度地满足了人们日益增长的物质、文化生活需要。
土地利用是否是因地制宜，地尽其力。对于农业来将是否是按照农业生物的最佳适宜性来进行生产布局，对于工业和其他非农产业，是否充分发挥了土地的地理区位优势。 土地利用是否从环境资源利用中取得了最大的经济效益。土地利用作为一种经济活动过程，其应当努力实现其最大的经济效益，力求投入省，而产出多。土地利用作为环境资源的一部分，也应当为其他资源利用创造好的条件。 土地利用是否为人类创造了美好的环境，并有利于建立和维护生态平衡，防灾减灾，减少人类活动对自然的不利影响，促进人口、资源、环境和社会经济可持续发展。

87 二、土地利用结构分析 土地利用结构分析 土地利用结构分析方法： ①土地利用的量比结构分析
定义：通过各种面积比例或产出率等量值比例来反映区域土地利用的结构特征。 衡量指标： （1）土地利用率。它是通过土地已经开发利用面积（包括农用地和建设用地面积）占区域土地总面积的比例。它可以反映一个区域土地利用的程度和开发潜力，也可以间接地反映区域土地资源的适宜性和开发难度。 （2）农业用地与非农业用地比例。它通过分别计算农用地和非农用地占区域土地总面积的比率，来反映土地利用的结构，了解区域农业的地位、产业结构及工业化、城镇化发展水平。 （3）垦殖指数。它是指耕地面积占区域土地总面积的百分比。由于耕地是农业土地的精华，通过它可以了解一个地区的质量，农业发展，特别是建立农业商品基地的可能性和必要性。

88 二、土地利用结构分析 （4）复种指数。即是区域作物总播种面积除以耕地面积的百分比。它反映出土地利用的集约化水平。
（5）各种土地用途的结构对比分析。它主要是通过某一级土地利用类型，不同利用类型的面积对比关系（占总面积的比例）进行分析。 例如，分析建设用地内部结构。建设用地包括城乡居民点及工矿用地、交通用地、特殊用地等，其结构可反映第二、第三产业发展水平；分析农业用地中农、林、牧用地比例及各类农业用地内部结构，可了解农业产业结构特点，多种经营发展程度。 （6）土地利用结构和土地类型结构、土地质量结构、产业经济结构、劳动力结构、社会投资结构等的交互分析。通过上述不同结构比率的比较，可以分析土地利用的合理性和供求关系。

89 二、土地利用结构分析 土地利用结构分析 土地利用结构分析方法： ②供求平衡分析
定义：土地利用结构是否合理，首先是要求土地资源的配置能够适应当地土地利用需要，利用土地生产的产品可以和当地的消费结构相符合，供求平衡分析是完成土地利用结构分析的主要方法之一。

90 二、土地利用结构分析 供求平衡分析通常是通过编制供求平衡表格（表4-2）来进行实现。 a11 a12 a13 a14 a15 a16 a17
土地利用分类 土地利用供给 调整面积 供过于求面积 耕地 林地 园地 牧草地 居民点及工矿用地 交通用地 水域 未利用土地 土地利用需求 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7 Y8 X1 a11 a12 a13 a14 a15 a16 a17 a18 A1 X2 a21 a22 a23 a24 a25 a26 a27 a28 A2 X3 a31 a32 a33 a34 a35 a36 a37 a38 A3 X4 a41 a42 a43 a44 a45 a46 a47 a48 A4 X5 a51 a52 a53 a54 a55 a56 a57 a58 A5 X6 a61 a62 a63 a64 a65 a66 a67 a68 A6 X7 a71 a72 a73 a74 a75 a76 a77 a78 A7 X8 a81 a82 a83 a84 a85 a86 a87 a88 A8 供不应求面积 B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7 B8 供求平衡状况 C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7 C8

91 二、土地利用结构分析 表中： C1= Y1-X1= B1- A1
X1= a11+ a12+ a13+ a14+ a15+ a16+ a17+ a18 Y1= a11+ a21+ a31+ a41+ a51+ a61+ a71+ a81 A1= X1- a11 B1= Y1- a11 如果上述表格各项表示的是产品数量，那么，某种产品的自给率= Y1/ X1×100%；其商品率= （X1-Y1）/ X1×100%。其余各项目数字如此类推。

92 二、土地利用结构分析 土地利用结构分析 土地利用结构分析方法： ③生产布局合理性分析
对于土地利用是否是因地制宜，生产布局是否合理的研究，不同的产业进行土地利用分析的方法不完全一样。 （1）农业 农业土地利用主要呈现出面状布局的形式，它主要是采用土地利用类型与土地类型的藕合分析，即以土地类型单元为单位，分析其目前土地利用现状和土地适宜性是否一致。 如果土地利用类型的分布不是位于土地适宜性好的土地类型上，那么其土地利用布局就是不合理的，应当予以调整。 土地利用类型与土地类型的藕合分析，可以用土地利用现状图和土地适宜性评价图叠加起来，通过空间分析得出评价结果。

93 二、土地利用结构分析 土地利用类型和土地类型之间有一定的对应关系，即土地利用应当首先布局在最适宜的土地利用类型上。
土地利用有明确的目的性，生态适宜性并不一定是最终决定土地利用的因素。 例如，有一块土地对于甲作物种植是最适宜的，对于乙作物是比较适宜，但是，目前市场上甲作物供过于求，单位种植面积的收入低；而乙作物目前市场供不应求，种植乙作物经济效益好。那么，该地块合理的土地利用方式应当是种植乙作物，而非甲作物。 土地利用类型和土地类型之间有一定的对应关系，即土地利用应当首先布局在最适宜的土地利用类型上。 如果土地资源适宜性面积有限，那么先用最适宜的土地，不够的用比较适宜，甚至勉强适宜的土地来予以满足。土地类型具有多宜性，现有的土地利用类型是其不同用途的土地利用收益相互之间进行空间竞争的选择结果，在对于农业布局的合理性分析中，应当学会应用价值工程的原理。

94 二、土地利用结构分析 主要看其是否真正地落实到最优的区位。 最优区位：人类活动按照一定的目标选择，达到最佳效果的空间位置。
（1）工厂、企业、工业园区 主要看其是否真正地落实到最优的区位。 最优区位：人类活动按照一定的目标选择，达到最佳效果的空间位置。 区位分析：主要是指按照人们从事经济活动大多要为自己寻找费用最省、利润最大的最优区位的要求来分析现有生产布局对象与最优区位的偏差。 进行区位分析，首先必须明确影响区位经济效果的各种变量要素（生产布局因素），然后选择优化决策的数学模型或者数学方法来求解区最优区位。

95 二、土地利用结构分析 图4-4 多边形中的最佳区位（P（x，y））

96 二、土地利用结构分析 图4-5 按照等费线确定的最佳区位（P）

97 二、土地利用结构分析 由于计算机的普及和数学方法能够有效地克服了过去区位分析因变量因素太多而难于分析的限制，越来越多的优化决策数学模型在区位分析中得到应用。目前最常用的方法就有线性规划、非线性规划、整数规划、动态规划等一系列优化决策模型。如用线性规划进行单一产品生产企业的选址，其目的是确定新企业布局的位置和合理规模，在产销联系时使产品生产和运输的费用最少。其工作步骤如下： （1）确定各地区对产品的需要量 ； （2）弄清在充分利用生产能力情况下，各个布局地区的产量 ； （3）确定各个布局地区的单位产品生产成本 ； （4）确定各个布局地区在新建和改造条件下，单位产品的投资额为 ；同时，在企业已建成或者不需要投资的情况下， =0； 为总投资额。 （5）已知各个布局地区的第i种有限资源的单位消耗为 ； （6）确定单位产品从生产区到消费区的运输费用为 ； （7）已知种原材料的总限额为 ； （8）根据布局目标，设从生产区到消费区的产品供应为 ； 则，其规划模型为： 式中： 为单位产品折算费用。

98 二、土地利用结构分析 对于上述模型进行求解，应当遵守下列约束条件：
求取了最优区位，再将目前的现实生产布局与之对照，便可以从现实分布与最优区位的偏离情形中得出生产布局合理性的结论。 区位分析主要适用于工业企业等点状分布的合理性研究。对于土地利用规模的合理性分析，可以在生产布局合理性评价的基础上，根据实际用地面积和有关用地的标准定额进行评价，也可以通过单位面积土地的经济产出和收益进行分析。 ① ② ③ ④ ⑤

99 二、土地利用结构分析 土地利用结构分析 土地利用结构分析方法： ④土地利用集聚度分析 土地利用集聚度分析最常用的指标主要有两个：
（1）土地利用类型的多样性指数。 土地利用类型的多样性指数一般采用吉布斯·马丁（Gibbs-Mirtin）多样化指数模型来计算，其计算公式为： 式中，            称为吉布斯·马丁多样化指数，       为各土地利用类型的面积，n为土地利用类型数值。其基本涵义是：GM值愈大，说明土地利用类型愈多样，土地利用结构愈复杂；反之，则相反。

100 二、土地利用结构分析 （2）土地利用集聚度 土地利用集聚度一般采用区位商的计算方法来计算，其计算公式为：
式中       为第      个区域第    种土地利用类型的集聚度（区位商），       为第      个区域第    种土地利用类型的面积，       为第      个区域土地总面积；        为第      个区域的上一级区域范围内第    种土地利用类型的面积，       为第      个区域的上一级区域范围内土地总面积。       越大，说明该种土地利用类型的集中化程度越高，越有利于地域专门化分工。

101 二、土地利用结构分析 土地利用结构分析 土地利用结构分析方法： ④土地利用动态结构分析
土地利用系统是动态变化的。可利用历年土地统计资料或阶段性土地详查资料，分析各类土地面积、结构和分布上的变化规律及其成因，为进行土地利用合理性评价，科学地制订土地利用总体规划以及土地资源的优化配置提供基本依据。 具体方法是：以多年的土地面积数据制成纵断面图，通过不同阶段曲线的对比分析，揭示土地数量增减的规律及原因。土地利用动态变化分析，可以对土地开发和利用过程进行过程分析和区域比较，也可以对影响土地利用/覆盖变化的发展过程作多因素相关分析。例如，对区域内历年来耕地面积动态变化的分析，或者把耕地、人口和经济三者之间的关系共同构成人口一耕地一经济复合系统进行相关分析。

102 二、土地利用结构分析 土地利用动态结构分析指标测算 （1）土地利用类型动态度（UTD）
土地利用类型动态度，是反映不同时期某一土地利用类型面积变化比率的指标。其表达式为： 式中 为特定时期内第i种土地利用类型动态度（年变化率）； 分别 表示过去 （年）与现状 （年）i种土地利用类型的面积。

103 二、土地利用结构分析 （2）土地利用类型综合动态度（GTD）
式中 为某一样区土地利用类型变化综合动态度（年变化率）； 为过 去 （年）与现状 （年）时段内第i种土地利用类型转化为第 j 类型的面积； 为过去 （年）第i 种土地利用类型的面积。

104 土地分类和区划的关系 土地类型结构与演替 土地利用方向和结构分析 综合自然区划和土地利用分区
第四章 土地资源结构分析和区划 土地分类和区划的关系 土地类型结构与演替 土地利用方向和结构分析 综合自然区划和土地利用分区

105 一、综合自然区划的原则和方法 土地区域研究的重要手段 以土地资源调查为基础的土地区划研究主要包括两个方面的内容
为了揭示土地资源形成、发展、演替和地域分异规律，而开展的综合自然区划研究工作。 为了反映土地利用现状、形成、发展和地域分异规律，而开展的土地利用分区工作。 土地区域研究的重要手段

106 一、综合自然区划的原则和方法 综合自然区划的原则和方法 综合自然区划的原则 原 则
综合自然区划的理论基础是关于地表自然界的地域分异规律的学说。综合自然区划过程中，对于区域的划分和合并，应当根据自然区域发生的共同性、形态类似性和区域完整性来进行， 发生学原则 原 则 相对一致性原则 区域共轭性原则 综合分析和主导因素相结合的原则

107 一、综合自然区划的原则和方法 ①发生学原则 发生学原则早在19世纪后半期已开始应用于自然区划实践。最近几十年来已获得广泛承认。
绝大多数区划工作者都认为，不同等级区域单位的发展历史长短不同，区域发展的共同性应该成为所有等级的区域单位划分的基础。 但是，对区域的发生统一性，至今仍缺乏明确的和共同的理解。有些学者把发生学原则理解为区域地貌发展史的共同性。有些则偏向于把它理解为根据某些自然地理特征进行区划单位形成条件的分析。 我们同意陈传康等的意见，发生学原则应理解为区划单位系统的古地理分化过程。因为，所有区域单位作为自然地域综合体的最基本和最本质特点的产生和发展历史，都必然具有共同性。

108 一、综合自然区划的原则和方法 应该注意以下几点：
任何区域单位都具有自己的统一发展过程。区域的形成和发展既可以是外部因素，如地域分异因素及相对于该区域单位以外的自然条件的矛盾造成的，也可以是内在因素，如各组成成分或部分之间的矛盾所引起的。但归根到底，都是在地域分异因素作用下的一个发生上统一的整体。 区域单位的发生统一性，不应当理解为其组成成分和部分的所有特点形成的同时性，而应以形成该区域单位整体特征的发展史为依据。 每个区域单位都有自己的“年龄”，但它不等于该区域的固体基础（地质地貌）的年龄。 低级区域单位是由等级较高的区域单位分化出来的。因此，区域等级越低，年龄越小。等级越高年龄越大。 任何区域单位都是发生上统一的，但不同等级或同一等级的不同区域单位，其发生统一性的程度和特点应有区别。因此，区域单位的发生统一性是相对的。这一相对性正是从发生上进行地域划分的依据。

109 一、综合自然区划的原则和方法 ②相对一致性原则 发生学原则早在19世纪后半期已开始应用于自然区划实践。最近几十年来已获得广泛承认。
绝大多数区划工作者都认为，不同等级区域单位的发展历史长短不同，区域发展的共同性应该成为所有等级的区域单位划分的基础。

110 一、综合自然区划的原则和方法 但是，对区域的发生统一性，至今仍缺乏明确的和共同的理解。有些学者把发生学原则理解为区域地貌发展史的共同性。有些则偏向于把它理解为根据某些自然地理特征进行区划单位形成条件的分析。 我们同意陈传康等的意见，发生学原则应理解为区划单位系统的古地理分化过程。因为，所有区域单位作为自然地域综合体的最基本和最本质特点的产生和发展历史，都必然具有共同性。

111 一、综合自然区划的原则和方法 相对一致性原则要求在划分区域单位时，必须注意其内部特征的一致性。
以中国自然区划的等级单位系统为例，温度带的一致性体现于热量基础大致相同。自然地区的一致性，体现于热量基础大致相同状况下湿润或干旱情况也大致相同。自然地带的一致性体现于水热对比关系及与之相应基带的土类、植被型、景观型也相类似。自然省的一致性体现于水热对比条件相同状况下地势起伏大致相同，山地省则体现于垂直带谱的省性相同。自然小区（景观）的一致性体现于形态单位的质和量的对比关系相同，等等。

112 一、综合自然区划的原则和方法 不同等级的区划单位的一致性也是相对的，各有不同的标准。
区划单位一致性的相对性质，表明其本身存在着一个等级单位系统。大的区域单位可以分为一系列中等区域单位，而后者又可进一步划分低级的单位。这样，就可以对自然区域进行自上而下顺序划分和自下而上的逐级合并。 无论划分或合并。都应以相对一致性原则为指导。

113 一、综合自然区划的原则和方法 ③区域共轭性原则
区域共轭性原则起源于区域单位的空间不可重复性。任何一个区域单位永远是个体的。不能存在彼此分离的部分。 例如，山间盆地与其相邻近山地在自然特征上存在着很大的差别，根据区域共轭性原则，两者应共同从属于某个更高级的区域单位。同理，若自然界中存在两个自然特征类似但彼此隔离的区域，也不能把它们划到一个区域单位中。

114 一、综合自然区划的原则和方法 ④综合分析和主导因素相结合的原则
自然地理环境（或自然界）是一个统一整体（自然综合体），必须将地带性因素（主要是气候一生物一土壤条件）和非地带性因素（主要是地质地貌条件），外生因素和内生因素，现代因素和历史因素结合起来，进行综合分析。

115 一、综合自然区划的原则和方法 习用的方法有叠置法
即将若干自然现象的分布图及区划图迭置在一起，得出一定的网格，然后选择其中重叠最多的线条作为综合自然地理区划的界线。由于自然界各种现象相互联系，这种方法在一定范围内可以运用。

116 一、综合自然区划的原则和方法 但是，自然界各项现象也各有其发展的规律，所处发展阶段又各不相同，因而这种方法不是到处都行得通的，何况我国许多地方科学资料不全，发展也不平衡，不可能完整地用这种方法来拟订综合自然地理区划的单位系统和界线。另一方面，自然界既是一个具有密切内在联系的综合体，其中一个自然因素变了，往往影响到其他自然因素乃至整个自然综合体的变化，特别是一个主导分异因素的地域变化，必然引起其他自然因素和整个自然综合体的变化。

117 一、综合自然区划的原则和方法 一般说 气候（主要是温度和水分条件）和地貌是自然地理环境中的两个基本因素。
土壤和植被则是反映自然地理环境的两面明亮“镜子”。 可以从这些主导分异因素的一个或几个着手，探讨自然地理环境的地域变化。这样做，也便于进行质量和数量的衡量以及界线的划定。

118 一、综合自然区划的原则和方法 综合自然区划的方法 综合自然区划主要是按照顺序划分和合并方法来得出综合自然区划方案。 综合自然区划有两种途径。

119 一、综合自然区划的原则和方法 一是自上而下进行区划。
主要是根据区域分异因素的大、中尺度差异，按照区域的相对一致性，从划分高级区域单位开始，逐级进行划分。图4-6就是采用这种方法进行区划的一种图示。

120 图4-6 自然区划等级系统逐级划分图示（依陈传康等，1993）
一、综合自然区划的原则和方法 图4-6 自然区划等级系统逐级划分图示（依陈传康等，1993） 1）根据大尺度的地带性和非地带性分异划分热量带和大自然区；2）热量带和大自然区相互叠置，得出地区一级单位；地区也可视为热量带内的高级省性分异单位；3）根据地区内的带段性差异划分地带、亚地带；4）根据地带、亚地带内的省性差异划分自然省；5）自然省划分为自然州；6）自然州划分为自然小区。

121 一、综合自然区划的原则和方法 我国综合自然区划，主要是采用自上而下的顺序划分方法完成的。全国性的综合自然区划方案，以《中国自然地理（总论）》为例，主要分为5级，即大自然区、自然地区、自然区、自然亚区和自然小区。

122 一、综合自然区划的原则和方法 全国性的综合自然区划方案，主要对于前3级进行划分（表4-3），第四级自然区划单位——自然亚区，在省级综合自然区划中具有现实意义。第五级自然区划单位——自然小区，在县级自然区划中的重要性突出，在方法上最好用自下而上进行区划的方法完成。 表4-3 中国自然区划的等级单位系统 大区 自然地区 自然区 一、东部季风区 I．东北湿润、半湿润温带地区 1．大兴安岭针叶林区 2．东北东部山地针阔叶混交林区 3．东北平原森林草原区 II．华北湿润、半湿润暖温带地区 4．辽东、山东半岛落叶阔叶林区 5．华北平原半旱生落叶阔叶林区 6．冀晋山地半旱生落叶阔叶林、森林草原区 7．黄土高原森林草原、干草原区 III．华中、华南湿润亚热带地区 8．北亚热带长江中下游平原混交林区 9．北亚热带秦岭、大巴山混交林区

123 一、综合自然区划的原则和方法 10．中亚热带浙闽沿海山地常绿阔叶林区 11．中亚热带长江南岸丘陵盆地常绿阔叶林区
12．中亚热带浙四川盆地常绿阔叶林区 13．中亚热带贵州高原常绿阔叶林区 14．中亚热带云南高原常绿阔叶林区 15．南亚热带岭南丘陵常绿阔叶林区 16．南亚热带、热带台湾岛常绿阔叶林和季雨林区 IV．华南热带湿润地区 17．琼雷热带雨林、季风林区 18．滇南热带季雨林区 19．南海诸岛热带雨林区 二、西北干旱区 V．内蒙古温带草原地区 20．西辽河流域干草原区 21．内蒙古高原干草原、荒漠草原区 22．鄂尔多斯高原干草原、荒漠草原区 VI．西北温带及暖温带荒漠地区 23．阿拉善高原温带荒漠区 24．准噶尔盆地温带荒漠区 25．阿尔泰山山地草原及针叶林区 26．天山山地草原及针叶林区 27．塔里木盆地暖温带荒漠区

124 一、综合自然区划的原则和方法 三、青藏高原区 VII．青藏高原地区 28．喜玛拉雅山南翼山地热带、亚热带森林区
29．川东、川西切割山地针叶林、高山草甸区 30．藏南山地灌丛草原区 31．羌塘高原、青南山地高寒草原、山地草原区 32．柴达木盆地及昆仑山北坡荒漠区 33．阿里—昆仑山地高寒荒漠与荒漠草原区

125 一、综合自然区划的原则和方法 二是自下而上进行区划。它是以土地类型研究为基础，以土地类型结构分析为依据，从划分最低级的区域单位开始，然后，再将它们依次合并为高级区域单位。图4-7就是采用这种方法进行区划的一种图示。

126 一、综合自然区划的原则和方法 图4-7 自下而上根据土地类型组合自然区划单位的方法（依陈传康等，1993）
a）划分出若干个具体土地单位；对土地单位进行分类，区分出三种土地类型（1，2，3）；b）去掉土地单位具体界限，即为表示土地类型差别的景观图；根据土地类型的质和量的对比关系，即组合分布图式的地域差异，划分自然地理区，同一种分布图式所占有的范围相当于一个自然地理区；c）去掉土地类型界线，即为自然地理区（自然小区I，II，III）

127 数量分析方法在自下而上组合自然区划中的应用
一、综合自然区划的原则和方法 数量分析方法在自下而上组合自然区划中的应用 关于自下而上由土地类型组合成自然区划的方法，过去已做了不少的探索。 但基本上是靠定性判断，往往带有随意性和主观性，有时还会出现越级合并的问题。

128 一、综合自然区划的原则和方法 针对这种情况，有的学者提出了定性判断与定量分析相结合的方法，即利用一定的过渡“中介”——土地类型结构片来进行数量分析。 优：这种办法使自然区划客观性有了较大的提高； 缺：但“结构片”在自然区划层次上的归属值得商榷； “结构片”也易受到区划人员经验与行为的干扰。

129 一、综合自然区划的原则和方法 实际上，自下而上由土地类型组合成自然区划单元，它不仅是自然综合体的等级层次逐渐升高，而且意味着自然综合体的个数由多变少，符合抽样调查与数理统计分析的程序和规定性，可以引用多种数学方法来实施。

130 一、综合自然区划的原则和方法 常用数学方法：聚类分析
基本思想是：首先将所研究的每个样本（土地个体形态单元，即图斑）各自看成一“区”，然后根据样本间的相似程度（不同土地个体形态单元划归同一自然区划单元的隶属度），每次将最相似（隶属度最大）的两区加以合并，并计算新“区”与其他“区”之间的相似程度，再选择最相似者加以合并，这样每合并一次，就减少一“区”，继续这一过程，直到将所有的样本合并成一“区”为止。

131 一、综合自然区划的原则和方法 聚类过程 　　　第一，按土地类型分类系统，分别计算出各种类型之间的相似系数和演替转换系数，按图斑计算各土地个体形态单元之间的邻接系数，按图斑依次列出它们彼此之间的相互关系矩阵： 式中：k，t＝l，2，……M，M为图斑总数；Rkt和Pkt分别为第k和第t两个图斑各自所属的土地类型的相似系数和演替转换概率，利用前述土地类型之间的相似系数和演替转换概率计算公式计算；若第k和第t两个图斑同属一种类型， Rkt和Pkt值为1。为邻接系数；Ikt利用前述土地类型邻接系数公式计算。

132 一、综合自然区划的原则和方法 第二，根据上述土地类型结构特征值，计算各个图斑（土地个体形态单元）组合成同一自然区划单元的隶属度矩阵：
                                                                             式中    为第 k个图斑与第t个图斑同属于一个自然区划单元的隶属度。以     作为聚类分析中反映图斑与图斑之间相似程度的指标。

133 一、综合自然区划的原则和方法 第三，计算由多个图班组成的“区”与“区”的相似程度。先规定一种方法，即进行聚类方法的选择（如最短距离法，最长距离法、类平均法等等），一股后进行计算。 第四，将原有的“区”合并为新“区”。

134 一、综合自然区划的原则和方法 第五，将逐次并“区”的过程（自下而上组合成自然区划单无的过程）用图形形象地表现出来，即绘制聚类分析树技图。
第六，对聚类分析结果进行分析，根据自然环境结构层次性，确定不同的截距（隶属度差），最后得出自然区划方案。

135 一、综合自然区划的原则和方法 第七，根据土地类型结构分析的成果如面积对比、频率对比、复杂度、破碎度指标和空间结构模式、时间演替模式等，对各个自然区划单元时结构与功能进行阐述，阐明其自然地理基本特征，自然资源的优劣势和因地制宜合理利用、改造的方向与途径。

136 一、综合自然区划的原则和方法 从上述过程可以看出，由土地类型自下而上组合自然区划，有利于自然地理信息系统的建立和制图自动化的实施。
它虽然需要做大量的数据采集（主要由土地类型结构分析完成），但在计算机广泛应用的今天，它的实现并不太难。 它同由地理信息系统支持下开展的土地类型划分一起，上下联结将可以实现区域自然地理研究的数量化。 自下而上自然区划途径，可以进一步摆脱自然区划过程中人为因素的影响，使自然区划科学性与客观性实现统一，并可以重复检验。 自下而上自然区划是建立在可靠的土地类型研究信息的基础之上的，它需要有扎实的野外调查工作和室内技术可靠分析。

137 二、土地利用分区的原则与方法 土地利用分区的原则与方法
土地资源调查过程中的土地利用分区，是在土地利用类型结构分析的基础上，为了科学地揭示土地利用的地域分异规律，系统地反映土地利用的区间差异性和区内相似性，并对各个区域土地利用条件、特点、问题和对策的差异性进行综合研究，从而形成一个由普遍到特殊，由大同到小异的不同程度的土地利用分区系统。 作用：为有关部门了解各地区土地利用现状特点，确定土地开发利用的方向和途径，制定今后土地利用区域规划提供依据。

138 二、土地利用分区的原则与方法 土地资源调查过程中的土地利用分区，主要遵循综合相似性和区域差异性的原则，着重如实反映各地区土地利用的现实特点，参照自然及社会经济条件，并适当兼顾进一步合理开发利用土地资源的方向和途径。

139 二、土地利用分区的原则与方法 分区的基本依据 一、 土地开发利用的自然和社会经济条件的相对一致性。
二、 土地利用现状特征和远景开发利用方向的相对一致性。 三、 土地利用存在主要问题的相对一致性。 四、 土地开发利用途径的相对一致性。 五、 基本保持一定级别的行政区界的完整性。

140 二、土地利用分区的原则与方法 土地利用分区的重要参考点 1）土地的自然特性 土地的自然特性包括地貌、气候、水文、土壤、植被
等条件的不同组合，对土地利用类型的分布范围和土地利 用适宜性、自然生产力有重要的影响。 2）土地的社会经济条件 社会经济条件包括人口、民族、劳动力、交通运输、 产业结构、经济发展水平等，对土地利用的开发投入、土 地的目标和方向、土地利用集约化水平和土地利用经济效 益有重要影响。

141 二、土地利用分区的原则与方法 土地利用分区反映的内容

142 二、土地利用分区的原则与方法 土地利用的现状特点及地域差异特征
存在着由普遍到特殊，由大同到小异的等级差异性特点。为了客观地揭示这种差异性特点，通常采用了分级区划的办法。例如，《中国土地利用》对于我国土地利用的分区，把我国分为4个一级区17个二级区（表4-4）。

143 二、土地利用分区的原则与方法 一级区主要包括北方区、南方区、西北区和青藏高原区，主要反映我国水、热条件和土地利用结构最大的地域差异。
从农业上讲，北方区以旱作农业为主，南方区以水田农业为主，西北区以灌溉农业为主，青藏高原以高寒农业为主。 二级区反映我国各地区因自然、社会经济条件及历史发展过程不同，而形成不同土地利用结构、不同土地利用水平等最基本的地域差异。

144 二、土地利用分区的原则与方法 表4-4 中国土地利用分区 一级区 二级区 一、北方区 1．东北山地丘陵区 2．东北平原丘陵区 3．长城沿线区
表 中国土地利用分区 一级区 二级区 一、北方区 1．东北山地丘陵区 2．东北平原丘陵区 3．长城沿线区 4．黄土高原区 5．华北平原区 二、南方区 6．四川盆地及秦岭大巴山区 7．长江中下游平原区 8．东南丘陵区 9．云贵高原区 10．华南滇南区 三、西北区 11．内蒙古东北区 12．蒙甘宁区 13．北疆区 14．南疆区 四、青藏高原区 15．青藏高原西北部区 16．青川藏区 17．青藏高原东南部区

145 二、土地利用分区的原则与方法 土地资源调查过程中的土地利用分区同土地利用总体规划中的土地利用分区有着明显的不同。 具体体现：
土地资源调查过程中的土地利用分区是属于一种认识性土地利用区划，主要为土地利用区域规划提供依据； 土地利用总体规划中的土地利用分区是属于一种应用性土地利用区划，它主要是为了实行土地用途管制。

146 参考文献 主要参考文献： [1]倪绍祥编著：土地类型与土地评价，北京，高等教育出版社，1992
[2]刘卫东编著：土地资源学，上海，百家出版社，1994 [3]吴传钧、郭焕成主编：中国土地利用，北京，科学出版社，1994 [4]陈传康等：综合自然地理，北京，高等教育出版社，1993 [5] 刘卫东著：土地系统研究的理论与实践，北京，海洋出版社，1993 [6] 刘卫东：江汉平原土地类型与综合自然区划，地理学报，49（1），1994 [7]刘胤汉等：综合自然地理学理论与实践研究，西安，陕西人民出版社，1991 [8] 刘卫东编著：经济区划与地区发展战略理论和研究方法，武汉，中国地质大学出版社，1988 [9]刘彦随著：区域土地利用优化配置，北京，学苑出版社，1999 [10]刘卫东：农业区域开发论，世界农业改革与发展比较研究（刘思华主编），武汉，湖北人民出版社，1999 [11]中国科学院《中国自然地理》编辑委员会：中国自然地理（总论），北京，科学出版社，1985 [12] United Nations Population Division:World Urbanization Prospects:The 2001 Revision,2003 [13]FAO:Guidelines for Land-use Planning,FAO Development Series No.1,Rome,1993