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土地生態

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中文名稱；土地生態 別稱；土地生態系統 特徵；生物群落與生物環境的有機結合 結構；水平結構和垂直結構

土地生態，即土地生態系統，是土地各組成要素之間，及其與環境之間相互聯繫、相互依存和制約所構成的開放的、動態的、分層次的和可反饋的系統。該系統是一個由土地、自然環境、技術、政策、人等生態因子組合而成的有機整體，系統中的任何一種因子的變化都會使自然界原有的土地生態平衡被打破，儘管土地生態系統自身具有一定的恢復功能，但這個功能是有他自身的限度的，超過了這個限度將不能恢復。

定義

土地生態是以陸地土壤、地形、水文和大氣為環境介質和一定相應的生物群落組成一個緊密實體的生態系統。也稱陸地生態系統。作為生態系統的特徵之一，它是指生物群落與生物環境兩者的有機結合。土地生態的生物環境則是代表土地的氣候、地形、表層地質、水文、土壤等無機物質的總體；其生物群落主要是綠色植物（生產者）、異養生物-各類動物（消費者）及各類微生物（分解者）等。由於主體綠色植物群落的不同而分別有森林生態系統、草原生態系統、荒漠生態系統、凍原生態系統、水域濕地生態系統、農田生態系統和城鎮生態系統等。所以它們和土地利用與土地覆蓋的劃分基本一致，並受人類活動因素影響較大。

特別是世界人口數量劇增。受糧食生產和牲畜放牧的影響，首先是大量的自然綠色植被遭到破壞，影響光合作用而增加大氣中CO2濃度；其次是大量的土地資源退化，如水土流失、土地荒漠化、鹽鹼化等；第三是城市大量無控制的發展及工業交通等等的CO2排放。所有這些不僅僅引起地球表面的土地生態系統退化，而日益引起全球性的氣候變異，如大氣變暖、大氣乾旱和水旱災害，進而影響全球性的陸地生態系統的退化和區域性變異等，這正是土地生態系統宏觀研究的全球性問題。

原理

①土地是一個生態總體，其中，一方面它要作為植物、動物、微生物和人類等生物

群體的生存、生活和發展的基礎環境；另方面它又要因這些生物群體的不同層次的影響而受到不同的改變。這種環境與一定生物群落的相互影響和有機的生態結合就是地球表面的土地生態系統。

②這一生態系統是一個具有層階劃分的多層次、有結構而又有以各個主體生物群落及其環境相結合的標誌而劃分的各個分系統，如森林生態系統、草原生態系統、農田生態系統、城市生態系統等。

③這一生態系統是有地區分異和隨時變異的四維系統。

④這一生態系統具有系統論及其宏觀性特徵，人們必須具有系統性及宏觀思維，以進一步深入認識其系統內外及其宏觀分異的地學特徵。

⑤這一生態系統具有多學科的綜合性，人們必須具有多學科知識與綜合思維的能力，才能去剖析其資源生態變化和採取相應的科學應對措施。

(一)土地生態系統是具有多層次結構的複合系統。土地生態系統的結構包括水平結構和垂直結構，占有三維空間

1．水平結構方面：

第一，各種子系統在地球表面連續不斷地分布，如農田生態系統、草原生態系統、森林生態系統、城市生態系統等，不同子系統有其獨特的能量交換和系統功能，是進行土地利用系統分析和研究土地利用結構布局的基礎；

第二，與氣候、土壤、生物地帶性分布具有相對應的景觀生態結構，即土地類型宏觀地帶性地域分異，體現在緯向地帶性分異和經向地帶性分異；

第三，與區域性地質、地貌、水文等要素具有相對應的區域景觀結構，是形成區域土地類型結構和分布模式的基礎。

2．垂直結構方面：

第一，任何一種土地生態系統都可以根據其剖面性質不同分成幾個不同的層次：地上層——氣候、小氣候、植被、動物；地表層——土壤、河川徑流、淺層地下水、植物和微生物；地下層——土壤層以下的岩石、深層地下水等。

第二，土地生態系統的垂直結構還體現在隨着海拔高度的不同所造成的氣候、土壤、植被的垂直地帶性分布，以及隨之而引起的景觀生態結構的垂直地帶性演變，研究土地生態系統的這種垂直地帶性結構演變，對于山區土地資源的綜合開發具有特殊意義。

動態系統

(二)土地生態系統是一個開放的動態系統

土地生態系統存在着內外物質和能量的交換。

首先，土地生態系統與人類之間的物能交換，使之具有物質生產能力。人類通過對

土地的投入和改造利用，源源不斷地獲取基本生活用品，這種投入與產出的關係應該是一種雙向的平衡交流，如果人類不遵守這種自然規則，對土地進行掠奪性經營，則土地生態系統就會退化。反之，人類也可通過生態工程設計使土地生態系統向更高效的方向發展。其次，土地生態系統與地球外部環境的能量交換，特別是與太陽之間的關係，使之處於一種周期性的動態狀態。

第三，土地生態系統內部的四大基本循環——大氣循環、地質循環、水分循環和生物循環都在不同程度上決定了土地生態系統的功能差異。只要某一循環發生變化，土地生態系統的功能就會發生改變，甚至出現退化現象。

活動基地

(三)生態系統是自然界最活躍的場所，是人類的活動基地 首先，土地生態系統是地球表層的大氣圈、水圈、岩石圈，同時包含了生物圈、土壤圈等的複合界面，是各種物理過程、化學過程、生物過程、物質與能量的轉化與交換過程最活躍的場所。自然界的四大基本循環使有機界和無機界相互作用，將土地的各個自然要素連接成一個有機的統一整體，即土地生態系統，具有統一的功能，即土地生產力。

另一方面，土地生態系統由於有了人類活動的參與，使之具有明顯的經濟特點，因此土地生態系統又是一個生態經濟系統。

調節代償

(四)土地生態系統具有自我調節功能和代償作用

土地生態系統在自然演替過程中，表現出自我調節的功能，往往通過生物種群數量的改變以抵制環境的變化。同時系統內的能流和物流可以通過多渠道進行，如某一渠道受阻，可以改由其他渠道繼續進行，即所謂代償作用。在這種代償過程中，某些生物的種類會發生變異，或進化或退化，一些自然過程所取代等。但是，土地生態系統的自我調節作用和代償功能是有一定限度的。

效應

對土地生態效應可以從不同的層次與方面來認識：

① 首先從土地生態系統內部，即生物與土地環境的相互影響來看。一般只了解到生物對土地環境條件的要求與適應性，但也應當看到生物對土地環境的改造。

② 作為一個土地單元的土地生態系統的總體了解，如森林生態系統的涵養水源，防風固沙、保持水土、調節氣候、保護農田等多方面的生態功能。

③ 一個單元的土地生態效應決不僅限於該地塊的土地單元。其生態效應還是要進一步影響典附近地區，如水土保持、風沙危害等的上下游地區，甚至擴大形成一個區域效應。

④ 在看到土地生態效應的環境效應時，還應當看到更大的上地生態經濟效應，如環境價值等。

評價

土地生態評價是對各種土地生態類型的發展狀況、適宜性、環境影響、服務功能和價值的綜合分析與評價過程。主要指對一個地區或一個土地單元的氣候、地形、土壤等土地環境對某些作物的生態要求及其生產力的綜合評價。土地生態評價的形式有三種：

① 大區域的土地生態評價，如聯合國糧農組織於20世紀80年代開始推行的用於區域土地生產潛力評級的農業生態區法；

② 一個具體區域的某具體土地利用類型的某些關鍵性的土地生態因素的評價，如某城市的地形、水文、氣候，某農田的土壤、水文，某草原區的光溫、鼠害等，評價這些因素在其土地利用類型中可能產生的土地生態效應；

③ 某一土地點位的土地生態評價，如前蘇聯科學院土壤研究所於20世紀70年代末期在中亞和外高加索地區就開始了以土壤點位質量為基礎的生態土壤指數的研究。它是遵照土地生態因子-氣候、地形、土壤，並將實地野外觀測與區域實驗觀測資料統計相結合建立模擬性的生態土壤指數（ESI）方程而進行計算。

規劃

土地生態規劃指土地利用規劃與生態學規劃相結合的土地利用規劃。首先是立足於科學發展觀，根據規劃區土地資源的地學生態背景、環境容量、資源特點等和區域經濟發展要求進行區域土地生態評價，以及按生態規劃的原則——如區域分異、自然資源特點及其承載潛力、生態平衡等進行土地利用總體規劃，使土地資源背景及其生態格局與土地利用的宏觀布局及分區等形成一個生態協調的總體。

其次，是在區域總體的基礎上進行分區與專項建設的生態及其規劃相結合的設計；

第三，分別深入進行各土地利用項目內的專業設計與生態設計，使土地利用與生態建設達到高度有效與和諧發展。

土地生態規劃一定程度上可以理解為土地利用規劃的專項規劃，在實際工作中有兩種方式：

一是以土地生態評價結果為基本依據來布局和安排各類土地生態系統的比例和空間分布格局，這種規劃對社會經濟因素考慮相對較少，因而所得出的用地結構和布局規劃方案在某種程度上可稱為理想土地利用結構和布局模式；

二是在充分考慮土地生態評價結果的同時，還要綜合考慮經濟社會發展規劃、土地供給能力和各項建設對土地的需求，據此編制土地利用結構與布局規劃方案。後一種規劃結果既符合生態學原理，又滿足了經濟社會發展的需求，因而更有適用價值。

土地生態規劃的研究方法主要有兩種：

一是土地系統的生態功能分類研究法，根據各個土地個體生態功能屬性上的差異性而進行的群類劃分，它是選擇優化各種土地利用方式的依據之一；

二是把各種土地功能類型落實到具體空間上、並側重於各種功能型土地的空間相互關係分析。

格局

土地生態格局是景觀異質結構在水平面上的投影。實質上是區域土地的水系、山體等的地學背景和人為土地利用相結合的土地生態的鳥瞰圖示。第一，不同比例尺的土地製圖及不同比例尺的遙感影像所反映格局的宏觀結構和格局內的細節是有層階差異的，正如土地類型分級系統及其相應生態學位劃分所表述的那樣；

第二，土地生態格局基本上反映了一定區域的地學背景、土地利用現狀及其相應的土地生態單位，對土地評價和合理地利用規劃中的地學與生態分析具有指導意義。

保護

將土地作為一個生態整體並用生態學綜合手段進行保護。土地首先是植物生長的生態環境，因此要選擇適於該土地生長的植物種植。只有先形成一個土地生態系統，才有基礎來保護其土地。在正確認識土地資源與地面生態系統之間的科學關係基礎上，全面採取土地/生態保護措施。

它不僅僅是保護地面植被，還包括土地生態已經退化的土地和即將開發的土地等。要根據區域土地的地學和環境條件，土地利用及其經濟區位條件要求，合理安排土地利用類型的格局，正確處理生態格局區及土地管理要求，使土地/生態/生產關係不斷走向良性發展。這也是當前某些發達國家和發展中國家的重要差距之一。

建設

以景觀生態學原理為指導，在認識土地自然生態特點的基礎上，對不同的生態系統進行符合其生態規律的最優開發、整治和生態設計。土地生態建設有兩種情況：一是使一個區域的土地利用有一個合理的布局，使土地在其生態穩定限度範圍內發揮最大的生產潛力；二是如一個區域的土地因利用不合理而使其生態系統不諧調並走向破壞，逐步恢復原有的自然生態系統，或建立一個新的生態系統，即建成一個既能生產更多物質財富，又符合自然生態規律的新的土地生態系統。

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