生态系统服务功能理论

近年来，随着生态学思想在各个领域的运用逐步深入，生态规划日益受到人们的关注，其在土地规划领域的应用也更加广泛。与传统规划重点强调经济与社会发展不同，生态规划更加强调经济、社会与生态效益之间的协调发展，并将区域可持续发展作为规划的终极目标。

由于在规划对象上存在一定的重叠，生态规划和土地生态规划联系非常紧密，具有很大的相似性，部分学者甚至认为两者是趋同的。美国宾夕法尼亚大学的Ian McHarg教授在其《Design with Nature》一书中就指出：“生态规划法是在认为有利于利用的全部或多数因子的集合、并在没有任何有害的情况或多数无害的条件下，对土地的某种可能用途，确定其最适宜的地区。符合这种标准的地区便认为本身适宜于所考虑的土地利用”。我国的刘天齐等人也指出：“所谓生态规划就是运用生态学原理，通过对土地利用现状和生态适宜度的分析。制定出一个符合生态学要求的土地利用规划，通常称之为生态规划”。

但也有一些学者认为，土地利用是生态规划的重要内容，但生态规划不应仅限于土地利用规划。我国生态学家李博在《生态学》一书中指出：“从区域或城市人工复合生态系统的特点、发展趋势和生态规划所应解决的问题来看，生态规划不应仅限于土地利用规划，而应是以生态学原理和城乡规划原理为指导，应用系统科学、环境科学等多学科的手段辨识、模拟和设计人工复合生态系统内的各种生态关系、确定资源开发利用与保护的生态适宜度，探讨改善系统结构与功能的生态建设对策，促进人与环境关系持续协调发展的一种规划方法”。欧阳志云等人则认为，“生态规划的实质就是运用生态学原理去综合地、长远地评价、规划和协调人与自然资源开发、利用和转化的关系，提高生态经济效益，促进社会经济的持续发展”。

虽然不同学者对生态规划的理解有所不同，但不管是哪种观点，土地利用的生态适宜性分析、各类用地的合理布局与配置等无疑都是生态规划的重要内容。

土地生态系统是一定区域内由生物因子与环境因素有机结合而成的自然综合体，但随着人类活动的强化，人文因素的干预和影响在土地生态系统功能及动态中起着越来越重要的作用，使土地自然系统日益与地域社会、经济系统相互作用、相互渗透，成为十分复杂的自然—经济—社会复合系统。土地生态规划就是以土地生态系统为对象，以土地利用方式(土地利用类型或土地用途)为中心，以土地生态条件为基础，以土地生态适宜性和土地生态潜力为依据，结合当地经济社会发展规划及各部门发展要求，对土地利用结构和空间配置进行合理的安排和布局。因此，土地生态规划的内涵体现在以下几个方面：

(1) 土地生态规划是在一定的时空范围内进行的。土地生态规划的空间范围可大可小，但是有明确的边界，规划必须针对这一范围内土地生态系统的特点制定，因此土地生态规划具有明显的地域差异。区域的社会经济因素和自然环境状况总是处于动态变化之中，规划是对未来的计划，需要考虑各种因素的变化情景，因此土地生态规划也是有明确期限的。

(2) 土地生态规划的对象是土地生态系统，土地生态规划是对一定范围、一定时限内区域土地生态系统开发、利用和保护的战略计划，需要对土地这一自然—经济—社会复合系统进行综合考量。

(3) 土地生态规划的主要目的是有效地开发、利用和保护以土地资源为中心的自然资源(包括水资源、动植物资源等)，合理的配置社会生产力，最终取得最佳的生态经济效益。人类社会劳动随着生产力的不断发展必然伴随着社会劳动分工。社会劳动分工有两种表现形式——部门分工和地域分工，两者密不可分。部门分工与一定的地域相联系，地域分工要通过部门的差异来表现。土地利用规划的根本目的就是要与实现一定地域与一定部门的最佳结合，实现一定区域土地生态系统的最佳开发利用，以便持久供给国民经济各部门持续、稳定、协调发展所需的资源和能源。

(4) 土地生态规划必须以土地生态区划为基础。土地生态规划与土地生态区划有着密切的联系，土地生态区划是土地生态规划的基础和前期工作，土地生态规划是土地生态区划的深入，是土地生态区划的落实和具体化。

土地生态规划的产生可以追溯到19世纪末20世纪初，以美国地理学家George Marsh、地质学家John Powell，英国生物学家Patrick Geddes等为代表的科学家和规划师在土地生态恢复、生态评价、生态勘测和综合规划等方面的理论与实践。

Marsh在其1864年出版的《Man and Nature： or， Physical Geography as Modified by Human Action》一书中，首次提出合理的规划人类活动，使之与自然协调，而不是破坏自然，并呼吁“Design with nature rather than against the environment”，这个理念至今仍是生态规划的重要思想基础。Powell在其《Report on the Lands of Arid Region of the United States》中指出：“恢复这些土地(指不适当耕作而导致的沙化地与废弃地)需要广泛而且综合的规划”，规划“不仅要考虑工程问题及方法，还应考虑土地自身的特征”。Powell也是最早建议通过立法和政策促进制定与生态条件相适应的发展规划的学者之一。Geddes倡导“综合规划”的概念，强调把规划建立在研究客观现实的基础上，周密的分析地域自然环境潜力与限制土地利用及区域经济变化的相互关系。Geddes在《Cities in Evolution》一书中，从人与环境的关系出发，系统地研究了决定现代城市成长与变化的动力，强调在规划中充分认识与了解自然环境条件，根据自然的潜力与制约来制定与自然和谐发展的规划方案。他认为在规划工作中规划师应先学习、了解和把握城市，然后再进行判断、整治或改变。

土地生态规划的先驱Marsh、Powell和Geddes分别从生态规划的指导思想、方法以及规划实施途径等多个方面开展了开创性工作，为后来土地生态规划的理论和实践的发展奠定了基础。

20世纪之初，生态学自身已完成其“独立”过程，形成了一门年轻的学科，并在植物生态学、群落生态学、生态演替、动物行为学等分支领域取得了重大进展。同时，生态学思想更广泛的向社会学、城市与区域规划以及其他应用学科中渗透。生态规划也在生态学的大发展与生态学传播的大背景下得到快速发展。

20世纪前后，生态规划经历了几次大的发展高潮。第一个高潮是Ebenezer Howard倡导的田园城市运动。他在《Garden Cities of Tomorrow》一书中描绘了“明日”的理想城市，这种由人工构筑物与自然景观(指包围城市的绿带与农村景观，以及城市内部大量的绿地与开阔地)组成的所谓“田园城市”，实质上就是从城市规划与建设中寻求与自然协调的一种探索。在这个城市中，市民可以就近得到新鲜的农产品，农产品有最近的市场又不限于当地，城市规模必须加以控制，每户居民都能接触到乡村自然景观。Howard的思想对现代生态城市规划仍有着重要的指导作用，也为以后的生态规划理论和实践奠定了基础。

受Geddes和英国花园城市运动的影响，美国区域规划协会(The Regional Planning Association of America)于1923年成立，标志着规划与生态学之间的密切关系得以确认。其主要成员中，尤以强烈支持以生态学为区域规划基础的Benton MacKaye和Lewis Mumford最为著名。MacKaye曾巧妙地将区域规划与生态学联系起来，他将区域规划定义为：“在一定区域范围内，为了优化人类活动，改善生活条件，而重新配置物质基础的过程，包括对区域的生产、生活设施、资源、人口以及其他可能的各种人类活动的综合安排与排序”。按照Mackaye的定义，规划首先应抓住自然所表现的永久的综合“秩序”，以与人类所创造的“秩序”相区别。MacKaye还引用柏拉图的名言“要征服自然，首先必须服从自然”来强调他的规划思想。MacKaye最后总结道：“区域规划就是生态学，尤其是人类生态学”，并从区域规划的角度将人类生态学定义为：“人类生态学关心的是人类与其环境的关系，区域是环境单元，规划是描绘影响人类福祉的活动，其目的是将人类与区域的优化关系付诸实践。因此，区域规划，简言之，就是人类生态学”。

Mumford是Geddes的学生，他提出“以人为中心、区域整体规划和创造性利用景观建设自然适宜的居住环境”等学术观点，为其规划创作注入了巨大的活力。他认为，区域是一个整体，城市是其中的一部分，所以真正的城市规划必须是区域规划。他还特别强调自然环境保护对于城市生存的重要性。

此外，野生生物学家、林学家Aldo Leopold提出了著名的“土地伦理”理论，将人类伦理扩展到土地与自然界。他指出“生态学反应与条件，规定和制约着所有依赖于土地的企事业，无论是经济的，还是文化的”，适当的规划意味着向“人与土地和谐相处的状态努力，通过土地与地球上所有的东西(生物)和谐共处”。Leopold将土地利用、管理和保护规划相结合，为土地生态规划的发展做出了巨大的贡献。

在规划方法方面，这一时期最主要的贡献是地图叠置分析方法的发明及其在规划中的运用，为综合分析区域社会经济与自然环境信息提供了方便有效的方法。1913年，Warren Manning将叠置分析方法用于美国Massachusetts州的Billerica规划，为后来的McHarg生态规划法和地理信息系统空间分析方法的发展奠定基础。

20世纪60年代，随着工业化、城市化的飞速进展，环境污染急剧增加，生态环境问题日益突出，生态规划逐渐进入繁荣阶段。Ian McHarg作为这一时期的代表，把土壤学、气象学、地质学和资源学等学科综合起来考虑，强调土地利用规划应遵从自然固有的价值和自然过程，即土地的适宜性，并据此完善了以因子分层分析和地图叠加技术为核心的规划方法论，被称之为“千层饼模式”。在其经典著作《Design with Nature》一书中，McHarg建立了一个城市与区域规划的生态学框架，并通过案例研究，如海岸带管理、城市开阔地的设计、农田保护、高速公路的选线及流域综合开发规划等的分析，对生态规划的流程及应用方法做了全面的探讨。McHarg生态规划方法成为20世纪70年代以来生态规划普遍使用的方法。

20世纪80年代以来，景观生态学在全球范围内迅速发展，为生态规划提供了新的理论和方法。Richard Forman在《Land Mosaics： The Ecology of Landscapes and Regions》一书中归纳和总结了景观格局的优化方法，并强调景观空间格局对过程的控制和影响作用，克服了“千层饼模式”仅限于垂直过程，而对水平过程缺乏关注的局限，促进了景观生态规划的发展。

1991年，Frederick Steiner出版了《The Living Landscape： An Ecological Approach to Landscape Planning》一书，并在书中提出了一整套指导人们如何通过生态学途径进行景观生态规划的框架，完善并发展了生态规划与设计的理论和方法。Steiner强调生态规划不是一个简单的、一成不变的、线性规划过程，而是一个循环的、动态的、不断重复的过程。规划师应该不断地回顾前面的工作，并做出评价和反馈，从而对前面的或后面的步骤进行相应的调整。

整体论(Holism)是1926年由Jan Smuts提出的哲学思想，是系统论产生的基础。整体论认为客观世界是由一系列处于不同等级的整体组成的，每一个整体都是一个系统，即处于一个相对稳定状态中的相互关系集合。整体论作为一种科学假设，为在对其内部功能的细节不太了解的情况下研究某个整体或系统提供了基础。

系统论(System theory)，也称为一般系统论，是整体论的进一步发展和完善，由奥地利理论生物学家L. V. Bertalanffy在第二次世界大战前后提出。他认为系统是由若干要素组成的具有一定新功能的有机整体，并运用逻辑学和数学方法研究一般系统规律，揭示客观事物和现象之间的相互联系和相互作用规律。系统论的主体思想是阐述对于一切系统普遍有效的原理，不管系统组成元素的性质和关系如何，任何学科的研究对象都可看作一个系统。

整体性是系统论的突出特点，正确处理整体和部分之间的关系是系统论的基本出发点。系统论认为，系统的性质和规律存在于全部要素的相互联系和相互作用之中，各组成成分孤立的特征和活动的简单加和不能反映系统整体的面貌。系统的性能不仅同组成要素的性能有关，还与它们的结构有关，结构决定系统的功能。它重视系统和环境的物质、能量和信息交换，强调系统和环境是相互联系、相互作用的，并且在一定条件下可以相互转化。它还强调系统的动态性，即把系统作为一种不断运动、发展变化的客观实体去研究。

生态学是研究生物与环境之间相互关系的学科，一定空间中共同栖居着的所有生物(即生物群落)与其环境之间不断地进行物质循环和能量流动而形成的统一整体称为生态系统。生态系统是生态学领域的一个主要结构和功能单位，是生态学从整体论与系统论角度研究生物与环境关系的集中体现。

土地生态规划的对象就是土地生态系统，其各个组成部分之间相互作用，相互联系，构成统一的有机整体，涉及自然、社会、经济等多个方面。因此，在土地生态规划中要从整体性角度研究和把握土地开发利用中面临的生态问题。土地开发利用中产生的生态问题是由多种因素造成的，其形成原因也是非常复杂的，孤立研究其中任何部分或仅从个别方面思考和解决问题的办法将难以奏效。而整体论和系统论则主张从研究对象的整体和全局出发来研究、解决所面临的问题，并形成行之有效的一套理论和方法。

生态系统能够长期保持其结构和功能的相对稳定，这种状态称为生态平衡。生态系统的相对稳定性有两层含义：一是生态系统的结构和功能长期、持久的保持相对不变，即具有长期的相对稳定性；二是生态系统在环境改变和人类干扰的情况下，能通过内部的调整，维持结构和功能的稳定。因此，生态平衡是一种动态平衡，因为能量流动和物质循环仍在不间断地进行，生物个体也在不断地进行更新。

从热力学的观点看，生态系统是一个开放的系统，它和自然界的其他系统一样，变化的趋势是熵的增加，放出能量，从有序到无序。而生态平衡是一种有序状态，需要从外界不断地向系统输送能量(负熵流)才能维持。因此，生态系统的不平衡是绝对的，平衡是相对的，需要靠外界因素来维持。生态系统对于外界的干扰，具有一定的调节能力，从而维持其内部的稳定。生态系统维持其相对平衡的能力和自我调节的能力与生态系统的复杂性有关，一般来说，生态系统内部的生态环境类型越多、生物种类越丰富、结构越复杂，生态系统自我调节能力越强，越容易保持平衡。

生态平衡的理论要求我们在土地生态规划的过程中要充分发挥生态系统既有的调节能力，维护生态系统的平衡状态和调节能力。而对于已经失去平衡的生态系统，则要合理开发利用和保护土地资源，促进形成新的生态平衡。维护和保持土地资源开发利用的生态平衡，并不是消极地维持现状，而是要依据社会经济的发展、现有的经济技术条件以及自然环境状况，按照生态平衡及其调控理论，以合理开发利用和保护土地资源、实现土地可持续利用为目标，实现土地生态系统更优的生态平衡状态。

根据这一理论，在土地生态规划中不仅要考虑社会经济发展对土地的需求，还要关注生态环境保护对土地的需求，明确生态用地的规模和布局，严格生态用地管理制度，维持区域生态平衡，促进土地生态系统可持续发展。

生态适宜性(ecological suitability)是指某一特定生态环境对某一特定生物群落所提供的生存空间的大小及对其正向演替的适宜程度。任何生物的生长和发育都要受到生态环境条件的制约和限制，并只能生活在一定的环境梯度范围(生态幅内)。也就是说，任何生物总是倾向于生活在其最适宜的生境范围内，并占据着一定的生态位，在这种生态环境条件下，生物种群保持着最大的生命活力、生产力和稳定性。生态适宜性的理论基础来源于Justus von Liebig的最小限制因子定律，Victor Shelford的耐性定律以及Charles Elton的生态位理论。它们是自然界普遍存在的规律，是生物对生态环境适应的客观表现与反映。

对于生物群落和自然生态系统而言，生态适宜性主要是指其对自然环境的适宜性，包括气候适宜性、土壤适宜性和水分适宜性等。但对于一些半人工自然生态系统或人工生态系统来讲，除了考虑其自然生态适宜性外，还应考虑其经济适宜性、技术适宜性、社会适宜性和文化适宜性等。因此，生态适宜性可以拓展为一个包含自然、社会、经济等多个方面的综合概念，它是进行土地生态规划的重要基础，例如在农业生产布局时，就需要考虑当地的光温水热条件以及土壤状况，水资源和矿产资源状况则是决定工业用地选址的重要因素。

生态适宜性理论要求在进行生态规划时，必须遵循“因地制宜、因时制宜”的原则。生态适宜性原则不仅适用于农业用地的布局，也可用于各类建设用地的布局。针对不同的用地类型，需要对不同方面的适宜性进行综合评价，从而有效地配置各类资源。

环境容量从狭义上讲，是指在一定时间与空间范围内的环境系统在一定的环境目标下对外加污染物的最大承受量和负荷量。从广义上讲，环境容量可以理解为某区域环境对该区域发展规模及各类活动要素的最大容纳阈值。这些区域环境容量包括自然环境容量(大气环境容量、水环境容量、土地环境容量)、人工环境容量(用地环境容量、工业容量、建筑容量、人口容量、交通容量等)，这些容量的综合即为整体环境容量。环境容量强调的是区域环境系统对其自然灾害的消减能力和人类活动排污的容纳能力，侧重环境系统的自然属性，即内在的自然秉性和特质。

环境承载力是指在一定时期、一定状态或条件下、一定区域范围内，在维持区域生态系统结构不发生质的变化，生态功能不遭受破坏的前提下，区域环境系统所能承受的人类各种社会经济活动的能力，或者说是区域环境对人类社会发展的支持能力。环境承载力强调在区域环境系统结构和功能正常的前提下，环境系统所能承受的人类社会经济活动的能力，侧重环境系统的社会属性，即外在的社会秉性和特质。

环境容载力概念的提出主要是源于对环境容量和环境承载力两个概念的有机结合与高度统一，也是环境质量的量化与质化的综合表述。具体可以定义为自然环境系统在一定的环境容量和环境质量支持下，对人类活动所提供的最大的容纳尺度和最大的支持阈值。简言之，环境容载力是指自然环境在一定的纳污条件下所支撑的社会经济最大发展能力，它可以看做是环境系统结构与社会经济活动的相适宜程度的一种表示，环境容载力可以用环境容量分值和环境承载力指数来综合评价。在一定的时期和地域范围内，根据自然条件和社会经济发展规模，一定的环境系统结构和功能的条件下，其环境容载力是有限的，具有相对稳定性。同时，随着时间的推移和环境条件的改变，环境容载力将发生改变，具有可调控性的特点。

环境容载力理论有助于我们在土地生态规划中确定适宜的社会经济发展目标，并可确定在某一经济发展水平下环境保护与建设所需达到的标准，如水环境、大气环境、土壤环境的质量等级标准；另一方面，对于一个区域既定的经济发展规模与水平，分析预测该区域所需资源的基本数量，如水资源数量、土地资源面积等。环境容载力理论为土地生态规划提供了确定适宜社会经济发展规模的依据，有利于保证规划的客观性和合理性，使我们在制订规划时不至于盲目冒进，也不至于畏缩保守，从而促进土地生态系统的协调发展。

景观生态学是研究景观单元的类型组成、空间配置及其与生态学过程相互作用的综合学科，是生态学领域中最为活跃的分支之一。景观格局与生态过程之间的关系是景观生态学研究的核心问题。景观生态学中的格局是指空间格局，广义地讲，它包括景观组成单元的类型、数量以及空间分布与配置。生态过程则强调景观要素各功能发生发展的动态特征，包括种群动态、群落演替、干扰传播、物质循环、能量流动等。景观格局与生态过程之间有着非常密切的联系，一方面，景观格局制约并影响着景观中的生态过程；另一方面，生态过程又改变和塑造了景观格局。

R. T. T. Forman建立了“斑块—廊道—基底”的基本模式，来分析森林、农业、城市等各类景观结构，为进一步研究景观格局和生态过程的关系奠定了基础，成为景观生态学较为常用的分析方法之一。“集中与分散相结合”(aggregate-with-outliers)的最优景观格局模型认为，将土地利用分类集聚，并在发展区与建成区内保留小的自然斑块，同时沿着主要的自然边界地带分布一些人类活动的“飞地”，可产生多元化的景观生态功能，即① 保留了生态学上具有不可替代意义的大型自然植被斑块，有利于涵养水源和保护稀有生物；② 景观质地满足粗细纹理相间的原则；③ 风险分担；④ 遗传多样性得以维持；⑤ 形成边界过渡带，减少边界阻力；⑥ 小型斑块的优势得以发挥；⑦ 自然植被廊道的存在有利于物种的空间运动，在小尺度上形成的道路交通网络有助于满足人类活动的需要。

对于土地生态系统而言，不同利用类型在空间上的配置形成了一定的景观格局，而这种格局必然对系统中的生态过程产生影响。因此，在土地生态规划的过程中，要合理地布置各类用地的景观格局，形成对系统有利的生态过程，从而实现景观的生态安全。通常来说，基质代表了景观中最主要的土地利用系统，斑块类型和数量则反映了土地利用系统的多样化尺度，廊道则表示了土地利用系统之间的联系和防护功能。

地域分异规律是由于太阳辐射、海陆位置和海拔高度等因素的空间差异而引起的自然生态环境与生物群落在空间地域上发生分化及由此产生的差异。地域分异规律一般包括纬度地带性、经度地带性、垂直地带性和地方性规律。空间异质性(spatial heterogeneity)是指某种生态学变量在空间分布上的不均匀性及复杂程度，是空间斑块性(patchness)和空间梯度(gradient)的综合反映。斑块性强调斑块的种类组成特征及其空间分布与配置关系。梯度指沿某一方向景观特征有规律的逐渐变化的空间特征。空间异质性表现出明显的尺度依赖性。上述两个原理均反映了要素在空间上的非均匀性特征，既有相似性，又存在一定差异。前者是对客观自然规律的模式总结，后者则是景观生态学中对景观格局特征的描述手段，并提出了定量分析的方法。

地域分异规律要求我们在土地生态规划过程中要根据当地环境要素的特征来进行土地生态分区，合理选择土地利用方式，遵循地域分异规律。例如，降水量不足800mm的地区，不宜安排大规模的耕地。而空间异质性则强调在规划中要合理配置各种土地利用类型，形成有利生态安全的景观格局，避免土地利用方式的单一化、均质化。例如，在土地整治规划中，不仅要对农用地斑块进行整理，也要保留或布局一定面积的林地和未利用地斑块，构建景观的安全格局。

生态系统服务功能是指生态系统与生态过程所形成及所维持的人类赖以生存的自然环境条件与效用，它不仅给人类提供生存必需的食物、医药及工农业生产的原料，而且维持人类赖以生存和发展的生命支持系统。换句话讲，生态系统服务是指对生态生存和生活质量有贡献的生态系统产品和服务。生态系统服务是客观存在的，它与生态过程紧密结合在一起，都是生态系统的重要属性。

生态系统服务功能可以归纳为供给、调节、文化和支持四大类型。供给功能是指生态系统生产和提供产品的能力，如提供食物和水；调节功能是指生态系统调节生态环境的能力，如调节气候、减少侵蚀；文化功能是指人们通过精神感受、知识获取、主观映象、消遣娱乐和美学体验从生态系统中获得的非物质收益，如教育与旅游等；支持功能是指生态系统为保证上述供给、调节、文化功能所必需的基础功能，如生产氧气、养分循环等。

与传统经济学意义上的服务不同，生态系统服务只有一小部分能够进入市场被买卖，大多数生态系统服务是公共物品或准公共物品，无法进入市场，其价值也难以被公众认识。Robert Costanza利用环境经济学方法对全球生态系统服务价值进行了评估，指出1994年全球生态系统的服务价值平均达到33万亿美元，为当年全世界国民生产总值的1.8倍。这一研究成果极大的推进了生态系统服务理论与经济学价值理论的结合，使人类对生态系统的价值产生更深层次的认识。

生态系统服务功能理论及其价值评估是生态学领域的新理论和新方法，它有效地解决了生态效益难以量化的问题，有助于提高公众对生态系统价值的认识，从而推动土地生态规划的制定和实施。具体而言，通过生态系统服务价值评估，我们可以更加客观地评价土地生态规划对生态系统的影响，从而对规划的社会、经济和生态效益进行全面综合的评价，避免以往规划中片面追求经济效益所带来的各种弊端，促进区域的可持续发展。同时，生态系统服务价值评估也为生态补偿价格的确定提供了重要依据，是完善生态补偿制度的重要科学依据。

土地生态规划通过对不同土地利用方式在地域空间上的合理布局与配置，达到最大可能地利用土地生态条件、发挥土地生态潜力以及保护生态环境的目的，促进土地利用、生态环境与经济社会的协调发展，获取最大的生态、经济和社会效益。因此，它具有显著的综合性、地域性、战略性、应用性等特征。由于土地利用和土地生态问题的地域差异性，规划的目标、任务、性质不同，因而规划研究的内容亦不尽相同。但总的来看，可以将土地生态规划研究的主要内容归纳为以下五个方面：

土地生态条件与社会经济条件既是影响土地资源合理利用的因素，又是土地开发利用的可能条件。在研究、制定土地生态规划设计方案时，必须全面、综合地分析研究区域的各种土地生态条件与社会经济条件，正确认识其有利与不利条件，充分利用其有利因素，发挥优势，扬长避短。

土地生态条件分析的内容广泛，这里着重应调查和分析：

(1) 气候条件，主要包括太阳辐射及光合有效辐射、年降水量及季节分配、年均温、≥10 ℃积温、干燥度、霜期等光热水条件，以及干旱、大风、冻害、冰雹等气象灾害情况；

(2) 地质地貌条件，如岩石、地质构造、地貌类型、地形坡度以及地震、滑坡、泥石流等地质地貌灾害情况；

(3) 土壤条件，主要包括土壤类型、土层厚度、质地、有机质及养分含量等指标；

(4) 生物因素，主要包括植被类型及分布情况，森林面积、蓄积量、林种组成、生长量、采伐量，草场面积、类型、分布、产草量，以及野生动物种类、数量、分布等；

(5) 水文条件，包括河、湖、库、塘数量及分布，水资源总量及可利用量、水质，洪涝灾害情况等。

此外，还有矿产、风景旅游等资源情况分析。其中，尤以地貌类型图、地形坡度图、气候图(水、热等要素)、土壤图(土壤类型等要素)、植被类型图等最为重要。

社会经济条件分析亦很广泛，主要有：

(1) 人口条件，包括总人口数、流动人口、城市人口、农业人口、农业劳动力、人口自然增长率、人口年龄构成等指标；

(2) 农林牧渔各业生产现状、水平及存在问题，各业生产发展战略或远景规划指标；

(3) 工矿、交通、电力等生产现状及发展规划指标；

(4) 城乡建设与基础设施状况以及发展规划指标；

(5) 经济社会发展规划及各部门(或行业)发展规划对土地利用的要求分析。

土地利用现状是人类长期利用土地、改造土地的结果，从当前或长远的眼光来看，有其合理和不合理的两个基本部分，前者宜加以保留，并不断改进，使其更加合理化；后者则必须扬弃。通过土地利用现状分析，可以得知当前土地利用的合理性及其程度，认识土地利用现状的特点与存在的问题，从而为科学地制定土地生态规划设计方案奠定基础、提供依据。土地生态规划中的土地利用现状分析可归纳为以下四个方面：

(1) 土地数量、质量及动态变化分析。对我国而言，可根据土地详查及变更调查、土壤普查、土地遥感监测以及人口、土地、农业、城乡建设等统计年报资料，分析和比较规划区域各类土地的总面积、人均占有量和质量状况，以及近十年来的土地利用变化情况，探究引起土地利用变化的原因，评价土地利用变化对经济、社会和生态环境的影响。

(2) 土地利用现状结构与布局合理性分析。可结合上述土地资源条件，分析各类用地比例关系及各类用地在规划区域范围内的空间分布是否合理，并总结区域土地利用的特点和规律。用地结构一般可分为三个层次进行分析：第一层次是全部土地中农用地、建设用地和未利用地的比例结构；第二层次是农用地中农(狭义指种植业)、林、牧、渔各业用地的结构，以及建设用地中城乡居民点、工矿、交通、水利设施等用地的结构；第三层次包括农业(狭义)内部各类作物(粮食作物、经济作物和其他作物)的用地结构，林业内部用材林、经济林、薪炭林、防护林、特用林等的用地结构，城市建成区内各功能区的用地结构，等等。这方面的分析应根据规划需要和可能条件来确定。

(3) 土地利用程度与效益分析。通过计算土地开发利用率、各类用地实际利用率、集约利用水平和土地产出率等指标，并与平均先进水平或现有技术经济条件下可以实现的最大利用率、产出率相比较，分析评价目前土地利用程度和效益的高低。这方面分析的指标较多，可结合当地实际选用。

(4) 归纳和总结土地利用现状分析中所反映的土地利用特点和存在问题，分析规划期内可能出现的各种影响因素，提出规划设计中要重点解决的土地利用问题。

土地生态类型研究是土地生态评价与土地生态规划设计的基础工作，它应包括三个具体研究内容：

(1) 土地生态分类，即土地生态系统类型的划分，其目的是使研究区域内复杂多样的土地生态系统类型得以条理化、系统化，为后续各项研究奠定基础依据。

(2) 土地生态系统的组成与结构，着重研究区域内各类土地生态系统的组成和基本特征、空间分布格局，为从宏观和微观两个方面合理地布局和安排各类土地生态系统的适当比例、充分发挥各自的功能提供基础依据。

(3) 土地生态系统的形成与演替，土地生态系统是一个动态的开放系统，通过对各类土地生态系统的形成与演替过程的研究，揭示其发生与发展规律，为人类定向控制土地生态系统的演替方向与过程、促进系统结构和功能的优化提供基本依据。

土地生态评价主要属于土地生态系统功能的研究，重点是土地生态系统生产力的研究。从国内外研究状况和实际需要看，一般包括土地生态适宜性评价和土地生产潜力评价。

(1) 土地生态适宜性评价。主要是根据土地系统固有的生态条件分析并结合考虑社会经济因素，评价其对某类用途(如农、林、牧、水产养殖、城建等)的适宜程度和限制性大小，划分其适宜程度等级(通常可分为高度适宜、中度适宜、低度适宜或勉强适宜、不适宜四个等级)，摸清土地资源的数量、质量以及在当前生产情况下土地生态系统的功能如何、有哪些限制性因素、这些因素可能改变的程度和需要采取什么措施，建立土地生态系统的最佳结构。

(2) 土地生产潜力评价。从生产发展的需要出发，综合分析土地本身的生态条件，采取试验、预测模型等方法，测算和评价土地生态系统的潜在生产力，并将这种自然系统的生产潜力与土地生态系统的现实生产力进行对比(当然，这种对比必须以相同或相近地带性部位为标准)，揭示今后土地生态系统最优利用能使生产力水平提高的程度。需要说明的是，在进行上述土地生态评价的同时，还应通过分析自然生态结构与功能同目前土地利用结构是否相适应，是人类智慧与自然规律共同创造的共生现象，还是人类违反自然规律的活动给生态环境带来的不良后果，亦即研究人类活动与土地生态条件的协调程度，以便查明现状土地利用是否合理，借以总结经验并找出弊端。

除上述基本评价内容外，视不同需要还可有一些特定目的的评价，如专门针对当今日益严重的土地生态退化问题，在研究和制定其恢复与重建规划方案时，应当进行相应的土地生态退化评价项目，以便摸清引起退化的因素、退化类型、退化程度等级以及需要采取的重建措施；又如，在制定后备土地资源开发利用规划方案时，必需首先进行后备土地资源生态适宜性评价研究项目，以便摸清各类后备土地资源的适宜开发利用方向及适宜性等级、限制性因素类型及其限制强度，以及需要采取的开发利用与保护措施，为合理地开发利用后备土地资源提供科学依据。

在上述三项分析研究工作的基础上，便进入土地生态规划设计方案的编制阶段。一般而言，土地生态规划编制的基本内容和主要任务可包括以下四个方面：

(1) 在对规划区域土地生态条件、土地生态适宜性、土地利用现状、开发利用潜力和各业用地需求量进行综合分析的基础上，确定规划期内土地利用的方针和目标(包括总体战略目标和分阶段的具体目标)。

(2) 制定土地利用结构调整与布局方案，协调各部门用地，统筹安排各类用地。这是规划的核心环节，它具体包括两种平衡：一是以土地生态评价和土地利用现状分析得出的各类用地供给量与各业发展对土地的需求量为依据，进行各类用地数量的综合平衡；二是以土地生态适宜性评价图和土地利用现状图为依据，审查各部门、各行业发展要求的用地位置、范围是否存在矛盾，进行各类用地空间布局的综合平衡。当各类用地数量或布局综合平衡出现矛盾时，可根据土地利用调整次序协调解决。

(3) 划分土地生态功能区，亦即土地用途区(或称用地分区)，并制定各区土地用途管制的主要规则、土地合理利用和生态建设及保护的主要措施。用地分区(或土地生态功能分区)是土地利用空间布局的基本方法和手段，是协调各部门各行业间用地矛盾、限制不适当开发利用行为、控制各类用地布局、实施土地用途管制和进行各类土地生态建设的基本依据，因而是整个规划的重要环节。规划的基本图件——土地生态规划图的主体内容就是在图上具体落实和划定各类土地生态功能区(或土地用途区)。

(4) 规划方案可行性与效益论证。在编制规划过程中，通常应拟定若干供选方案，每个供选方案均需保证规划主要目标的实现。对每个供选方案要进行实施的可行性(或可操作性)和效益(包括经济、社会和生态三大效益)论证，经过反复协调和优选，最终确定最佳规划方案。

实施规划的措施要具体、可行、得力，应包括政策措施、法规措施、经济措施、工程技术措施、行政管理和监督措施，确保规划方案的顺利实施。

需要指出的是，上述基本内容主要是属于“总体规划”的范畴，至于专项规划和详细规划(即土地生态设计)应根据规划目的、性质、任务以及当地实际情况来确定其应有的研究内容。此外，对于总体的土地生态规划，按我国目前土地利用总体规划的一般做法，地(州)级以上的规划中要进行土地利用地域分区，以便因地制宜地进行分类指导，对各地域区土地利用实施宏观调控。当然，土地利用地域分异显著的县级规划亦应进行这种地域分区。与此相应，县级以上土地生态规划一般应当划分土地生态地域区，即进行土地生态区划，从而将土地生态地域区与生态功能区(土地用途区或用地区)有机结合，这种分区方法很有好处：划分“地域区”可从宏观上控制土地利用方向和用地结构；划分“用地区”可确定用地布局，便于对各类用地实行用途管制，实施土地利用与生态建设措施；这种“条块结合”符合我国现行管理体制，因为地域分区基本保持某一级行政区界的完整，便于“块块”(行政区)组织管理协调，而用地分区(功能分区)基本上是按部门和行业划分，便于“条条”(部门)从上到下管理利用。

综合上述内容，土地生态规划的基本流程大致如图7.1所示。

图7.1　土地生态规划流程图

McHarg的《设计结合自然》一书及其规划设计实践可以说是土地生态规划设计理论和方法上的重大创举，成为20世纪70年代以来土地生态规划的一个基本思路。在该书中，McHarg建立了以区域自然环境和土地利用适宜性等级分析为核心的生态学框架，其后的研究者们大多遵循这一框架来展开，至今仍然在土地利用生态规划设计中发挥着作用。McHarg的规划设计方法可分为以下5个步骤：

(1) 确定规划范围与规划目标。

(2) 生态调查与区域资料数据分析。各地规划目标虽千差万别，但实现规划目标所依赖的区域自然环境、资源及社会经济条件往往是共同的，因而在规划范围与目标确定之后，应当建立生态调查清单，广泛收集规划区域的自然与人文资料，包括地理、地质、气候、水文、土壤、植被、野生动物、自然景观、土地利用、人口、交通、文化、人的价值观调查，并将其尽可能地落实在地图上。

(3) 根据规划目标综合分析、提取在第二步所收集的资料。

(4) 适宜性分析。对各主要因素及各种资源开发利用方式(土地利用方式)进行适宜性分析，确定各类土地利用的适宜性等级。适宜性分析是土地生态规划设计的核心。常用的分析方法有地图叠置法、因子加权评分法、生态因子组合法等。

(5) 综合适宜性图的建立。McHarg方法的核心在于：根据区域自然环境与自然资源(土地资源)性能，对其进行生态适宜性分析，以确定土地利用方式与发展规划，从而使人类对土地的开发利用活动与自然特征、自然过程协调统一。适宜性分析是土地生态规划设计的核心内容和关键环节，因而定量地分析描述适宜性等级已成为(土地)生态规划发展的一个重要方向。

总的来说，基于适宜性分析的土地生态规划强调土地利用应该体现土地本身的内在价值，这种内在价值是由自然过程决定的，即自然的地质、土壤、水文、动植物和基于这些自然因子的文化历史，决定了某一地段应适用于某种用途。其目标是根据区域自然资源与环境性能，结合发展和资源利用要求，划分资源与环境的适宜性等级，这是土地生态规划较为可行的生态学途径。

1969年，E. P. Odum在其论著中提出了分室模型(compartment model)，将土地利用类型划分为四大类型：① 生产性土地利用，主要为农业和生产性的林业用地；② 保护性土地利用，主要为对维护区域生态平衡具有关键生态作用的土地单元，如保护栖息地、防护林地等；③ 调和性土地利用，主要是指在系统中起协调作用的土地单元；④ 城镇—工业土地利用，指城市化和工业化土地，往往对自然的生态过程具有负面影响(见图7.2)。在这一模型中，Odum认为所有的土地利用都可以划入分室模型四个分室中的一个。由于农业生产与天然生物生产区别较大，为了表述这种差别，也可以将生产性土地利用进一步划分为农业生产性土地利用和自然生产性土地利用。

图7.2　分室模型与区域生态系统模型（傅伯杰等，2001）
1—单元内部研究；2—单元间相互作用研究；3—区域策略研究

该模型的应用可按以下3个步骤进行：

(1) 根据所选定的用作分室分类标准的一系列参数(或参数组)，采用一定的数学方法(如判别功能分析的多变量统计技术等)，将规划区域内的各类土地利用归入到上述5个分室中。

(2) 计算相同土地利用类型的利用效果，包括经济效益和生态效益，据此确定土地利用后的区域生态效益。

(3) 计算生态匹配值。匹配的过程可以视为“最适即最好”的量度。这一步骤首先是根据区域不同分室的自然基底功能与土地用途建立生态匹配等值计算表，然后将规划用地分别置于表中估算生态匹配值，从而可以判断目前利用状态与规划后利用状态的生态适宜程度和生态效果，确定土地开发利用方案的总体生态效益。

表7.1　生态匹配等值计算表

注：+3：很适宜；+2：中等适宜；+1：轻微适宜；0：中性；-3：非常不适宜；-2：中等不适宜；-1：轻微不适宜。

同年，Odum又在分室模型的基础上，提出了区域生态系统模型，成为其“生态系统发展战略”的理论核心。在该模型中，Odum根据区域中不同土地利用类型的生态功能，将整个区域生态系统分成4个景观单元类型：① 生产性单元；② 保护性单元；③ 人工单元；④ 调和性单元。它们共同构成区域生态系统模型第一层次研究的主要内容；第二层次侧重于各单元类型间物质和能量转移过程与机制的研究；第三层次则以区域生态系统的整体为研究对象，主要研究自然和社会经济输入、输出的调控机制，并为区域土地利用的分配提供决策依据。

析分土地利用系统(Differentiated Land-Use System，简称DLU)模式是著名生态学家、德国慕尼黑技术大学农学院教授W. Haber在Odum的分室模型基础上提出来的。该系统适用于具有多重的和冲突的土地利用要求，以及引起环境影响的人口比较稠密的国家。该模式假设每一种土地利用类型不可避免地引起环境影响和其他的半对半的机会，它们的减缓具有固有的局限。土地利用的空间和时间分割会在同一时候分割对环境的影响，从而进一步减缓影响。此外，该模式通过空间异质性的维持，促进了生物多样性(包括生态系统或土地类型的多样性以及物种多样性)，并对自然保护的重要目标作出贡献。

析分土地利用模型包括土地利用规划中的三条基本准则：

(1) 在一给定区域内，占优势的土地利用类型不能为存在的唯一类型，至少该区域土地的10%～15％必须为其他土地利用类型所占据。

(2) 在一给定区域内，若其绝大部分是农业或城市—工业用地，至少必须保留10％的面积作为自然用地类型，其中包括未加管理的牧草地和被择伐管理的林地。这条准则又被称为“10％急需率”(10％ exigency rule)，该定律被看成是使得有足够数目的野生动植物种与人类土地利用共存的一般法则。而且上述10％的自然用地必须均匀地分布于整个规划区域，不能集中于边际土地的偏远角落。

(3) 占优势的土地利用类型本身必须要多样化，应当避免大面积、连续、均一的土地。在人口稠密的地区，田块的大小必须永远不超过8～10 hm2。城市和工业区亦应遵循同样的原则。

具体的规划按照以下五个步骤进行：

(1) 土地利用分类，即辨识区域土地利用的主要类型，根据生境集合而成的区域自然单元(RNU)来划分，每一个RNU有自己的生境特征组，并形成可反映土地用途的模型；

(2) 空间格局的确定和评价，即由对RNU构成的景观空间格局进行评价和制图，确定每个RNU的土地利用面积百分率；

(3) 敏感度分析，即识别那些近似自然和半自然的生境簇，这些生境被认为是对环境影响最敏感的地区和最具保护价值的地区；

(4) 空间联系，即对每一个RNU中所有生境类型之间的空间联系进行研究，特别侧重于连接度的敏感性以及不定向的或相互依存的关系等方面；

(5) 影响分析，即利用以上步骤得到的信息，评价每个RNU的影响结构，特别强调影响的敏感性和影响范围。

该模型是Forman于1995年在其《Land Mosaics： The Ecology of Landscapes and Regions》一书中提出来的，也称为景观格局优化方法，主要基于景观过程与格局分析，通过格局优化来维护生态功能的健康与安全。该模型强调应集中土地利用，而在一个被全部开发的地区，应保持廊道和自然小斑块，并把人类活动沿着主要边界在空间上分散安排。它是Forman基于生态空间理论提出的一种最佳生态土地组合的乡村景观规划模型，是根据美国和欧洲的农村情况，融合生态知识与文化背景的一种创新。

该模型是针对在景观中，什么是土地利用最合适的安排这一问题而提出的。它强调的是：应该集中土地利用，而同时在一个被全部开发的地区，保持廊道和自然小斑块，以及把人类活动沿着主要边界在空间上分散安排。在具体操作过程中，要考虑7个景观生态属性，即大型植被自然斑块、粒度大小、风险的扩散性、基因变异性、交错带、小的自然植被斑块、廊道等。

而按Forman的划分，嵌块体在景观中按其大小可分为粗粒与细粒两类，它们在景观中的生态学意义是不同的。粗粒景观为特殊的内部种提供了大型自然植被斑块；而细粒景观占优势的种是泛化种类。为了防止在一次大的干扰事件中景观的全面破坏，所以在景观生态规划中有必要考虑危险传播这一因素。对景观而言，干扰对其异质性的发展与维持有重要的作用，基因的变异性在对干扰的抗性限制性方面是很重要的，所以在景观生态规划与设计时也要考虑这一因素。小的自然植被斑块在过度人工化的环境中是非常重要的。它可以保持整个景观的多样性，同时提高景观的异质性与人工环境下人的生存质量。廊道可以分为两类，一是自然植被廊道，二是包括多样性小尺度土地利用的廊道。前者可以增强诸如种与地表水运动等自然过程的重要性；后者可以导致人类和多生境种在这些土地利用中运动的有效性。

在明确了规划要考虑因素的意义之后，该如何在空间进行基于上述因素的景观生态规划与设计呢？首先通过集中的土地利用，确保大型自然植被斑块的完整性，以充分发挥其在景观中的生态功能；而在人类活动占主导地位的地段，让自然斑块以廊道或小斑块形式分散布局于整个地段；对于人类居住地，按距离建筑区的远近把其分散安排于自然植被斑块和农田斑块的边缘，愈分散愈好；而在大型自然植被斑块和建筑群斑块之间，可增加一些小的农业斑块。显然，这种规划模型的出发点是管理景观中存在着多种组分，包含较大比重的自然植被斑块，可以通过景观空间结构的调整，使各类斑块大集中、小分散，确立景观的异质性来实现生态保护，以达到生物多样性的保持和视觉多样性的扩展。