1、甘肃农业大学硕（博）士研究生论文开题报告内容第一部分第一部分 研究背景和意义研究背景和意义第二部分第二部分 研究目的研究目的第三部分第三部分 国内外研究进展国内外研究进展第四部分第四部分 研究内容研究内容第五部分第五部分 研究的理论基础及基本概念研究的理论基础及基本概念第六部分第六部分 研究方法研究方法一、研究背景和意义 土地资源是人类最基本的生产资料和最主要的劳动对象。在人类活动与生态环境矛盾日益突出的今天，人类已意识到人类社会只是生态系统的一个子系统，人类社会系统结构和功能的好坏取决于生态系统结构和功能的状态，生态系统提供的资源和环境支撑着整个人类社会系统。在我国，人口同食物、土地、资源及
2、生态环境之间的尖锐矛盾已愈来愈突出，土地实际承载负荷已濒临或超越合理的承载容量水平。民勤是典型的干旱荒漠化区，生态环境具有干早性、封闭性、多样性、脆弱性及绿洲和荒漠并存的特点。近年来,该县经济快速发展和人口自然增加,对本就脆弱的自然生态系统产生了巨大压力,人地矛盾更加突出,民勤县土地生态承载力研究对于促进该地区生态环境保护和可持续发展具有重要意义。二、研究目的二、研究目的1、阅读国内外相关文献，对国内外研究进展状况进行系统总结归纳。、阅读国内外相关文献，对国内外研究进展状况进行系统总结归纳。2、借鉴前人理论经验，重新研究界定土地生态承载力基本理论概念。、借鉴前人理论经验，重新研究界定土地生态承
3、载力基本理论概念。3、构建土地生态承载力测算评价模型，测算土地功能的需求供给状况，、构建土地生态承载力测算评价模型，测算土地功能的需求供给状况，以判断当前土地利用结构下土地利用的强度对研究区域土地生态承载以判断当前土地利用结构下土地利用的强度对研究区域土地生态承载力的影响，定量反映目前区域土地利用对生态环境的压力程度。力的影响，定量反映目前区域土地利用对生态环境的压力程度。4、通过对民勤县土地生态承载力的实证研究，为缓解该地区乃至整个、通过对民勤县土地生态承载力的实证研究，为缓解该地区乃至整个干旱荒漠地区土地生态压力，促进社会经济与生态环境和谐发展提供干旱荒漠地区土地生态压力，促进社会经济与生
4、态环境和谐发展提供可参考的对策建议。可参考的对策建议。三、国外研究进展三、国外研究进展 1、承载力、承载力 关于承载力研究的起源最早可追溯到法国经济学家奎士纳关于承载力研究的起源最早可追溯到法国经济学家奎士纳1758年的年的经济核算表经济核算表，此书讨论了土地生产力与经济财富，此书讨论了土地生产力与经济财富的关系。的关系。1921年，美国的年，美国的帕克和伯吉斯帕克和伯吉斯提出了承载力的概念，即主提出了承载力的概念，即主要指某一特定环境条件下，生存空间、营养物质、阳光等生态要指某一特定环境条件下，生存空间、营养物质、阳光等生态因子的组合，某种个体存在数量的最高极限。因子的组合，某种个体存在数量
5、的最高极限。1922年，年，Hawden与与Palner在对阿拉斯加驯鹿的数量波动在对阿拉斯加驯鹿的数量波动进行研究的前提下，首次明确地将承载力定义为进行研究的前提下，首次明确地将承载力定义为:在草场条件不在草场条件不威肋到牲畜的变化范围内，所能支持的最大牲畜数。威肋到牲畜的变化范围内，所能支持的最大牲畜数。20世纪世纪60年代末年代末70年代初，承载力概念开始广泛应用于讨年代初，承载力概念开始广泛应用于讨论人类社会活动所导致的环境影响。论人类社会活动所导致的环境影响。2、资源承载力、资源承载力 1949年，年，威廉威廉福格特福格特在在生存之路生存之路中，以粮食为标准研中，以粮食为标准研究了土
6、地资源承载力。同时，美国的究了土地资源承载力。同时，美国的威廉威廉阿伦阿伦在土壤不发生退在土壤不发生退化的前提依据下，给出了土地承载力的定义化的前提依据下，给出了土地承载力的定义:某个区域能永久地某个区域能永久地供养的人口数量与人类的活动水平。供养的人口数量与人类的活动水平。Meadows等人所著的等人所著的增长的极限增长的极限是其中杰出的代表，是其中杰出的代表，强调了资源的限制性作用，研究利用系统动力学模型对世界范围强调了资源的限制性作用，研究利用系统动力学模型对世界范围内的人与资源环境的关系进行了评价，构建了著名的内的人与资源环境的关系进行了评价，构建了著名的“世界模世界模型型”。1973
7、年，澳大利亚学者应用多目标决策方法，从资源对人年，澳大利亚学者应用多目标决策方法，从资源对人口的限制角度出发，讨论了该国的土地承载力，提出了各种情况口的限制角度出发，讨论了该国的土地承载力，提出了各种情况下的土地承载力。下的土地承载力。1977年，联合国粮农组织协同联合国人口活动基金会和国年，联合国粮农组织协同联合国人口活动基金会和国际应用系统分析研究所，采用农业生态区域法际应用系统分析研究所，采用农业生态区域法(AEZ)，测算每平，测算每平方千米土地所承载的人口数量。方千米土地所承载的人口数量。3、环境承载力、环境承载力 1974年，年，Bishop将环境承载力定义为将环境承载力定义为:“在
8、可以接受的生活在可以接受的生活水平条件下，一个区域所能够永久地承载的人类活动的强度水平条件下，一个区域所能够永久地承载的人类活动的强度”。1978年，年，Schneiaer则强调环境承载力是指则强调环境承载力是指“在不会遭到严在不会遭到严重退化的前提下，自然或是人工环境系统对人口增长的容纳能重退化的前提下，自然或是人工环境系统对人口增长的容纳能力力”。80年代后期，随着可持续发展概念和思想的提出，承载力研年代后期，随着可持续发展概念和思想的提出，承载力研究从单种资源研究发展到更为宏观的系统综合性研究，强调系统究从单种资源研究发展到更为宏观的系统综合性研究，强调系统的整体效应。的整体效应。198
9、6年，年，Catton定义了定义了“环境承载力环境承载力”的概念。此后，国外的概念。此后，国外很多学者把它引申为生态承载力，并定义为很多学者把它引申为生态承载力，并定义为“在一定区域内，在在一定区域内，在不损害该区域环境的情况下，所能承载的人类最大的负荷量不损害该区域环境的情况下，所能承载的人类最大的负荷量”。3、生态足迹、生态足迹 1992年加拿大生态经济学家雷斯和其博士生魏克内提出的年加拿大生态经济学家雷斯和其博士生魏克内提出的生态足迹的分析方法是一种度量可持续发展程度的生物物理方法生态足迹的分析方法是一种度量可持续发展程度的生物物理方法，它显示在现有技术条件下，指定的人口单位内（一个人、
10、一个，它显示在现有技术条件下，指定的人口单位内（一个人、一个城市、一个国家或全人类）需要多少具备生物生产力的土地和水城市、一个国家或全人类）需要多少具备生物生产力的土地和水域，来生产所需资源和吸纳所衍生的废物。生态足迹的意义在于域，来生产所需资源和吸纳所衍生的废物。生态足迹的意义在于探讨人类持续依赖自然以及要怎么做才能保障地球的承受力，进探讨人类持续依赖自然以及要怎么做才能保障地球的承受力，进而支持人类未来的生存。而支持人类未来的生存。四、国内研究进展四、国内研究进展 20世纪世纪80年代末，国内资源承载力的研究兴起。年代末，国内资源承载力的研究兴起。关于土地承载力的研究，影响最大的是由石玉林
11、、陈百明主关于土地承载力的研究，影响最大的是由石玉林、陈百明主持的持的“中国土地资源生产能力及人口承载量研究中国土地资源生产能力及人口承载量研究”。该研究采用。该研究采用多目标规划数学模型，以土地资源子系统作为约束系统，人口消多目标规划数学模型，以土地资源子系统作为约束系统，人口消费水平子系统作为需求目标系统，通过将各个子系统进行平衡，费水平子系统作为需求目标系统，通过将各个子系统进行平衡，并相互反馈匹配，来估算在充分发挥土地资源生产潜力的基础上并相互反馈匹配，来估算在充分发挥土地资源生产潜力的基础上所能持续承载的人口数量的能力所能持续承载的人口数量的能力(封志明，封志明，1994)。其他有代
12、表性的有：黄淮海平原土地承载力研究其他有代表性的有：黄淮海平原土地承载力研究(李久明等，李久明等，1988);青海省土地资源的人口承载力研究青海省土地资源的人口承载力研究(杨晓鹏等，杨晓鹏等，1993);新疆新疆塔里木盆地的土地资源人口承载力研究塔里木盆地的土地资源人口承载力研究(邓永新等，邓永新等，1994)等等。等等。2、环境承载力、环境承载力 比较严格的比较严格的“环境承载力环境承载力”的概念最早出现在由北京大学完成的的概念最早出现在由北京大学完成的福建福建省湄洲湾开发区环境规划综合研究总报告省湄洲湾开发区环境规划综合研究总报告中，指中，指“在某一时期、某种状态在某一时期、某种状态或条件
13、下某个地区的环境所能承受的人类活动的阈值或条件下某个地区的环境所能承受的人类活动的阈值”(叶文虎等叶文虎等1992)。对于区域环境承载力的研究，刘殿生对于区域环境承载力的研究，刘殿生(1995)以秦皇岛市为例，探讨了以秦皇岛市为例，探讨了城市资源与环境承载力的基本概念和测算的方法城市资源与环境承载力的基本概念和测算的方法;彭再德彭再德(1996)则明确了区域环境承载力的概念、研究对象和研究内容则明确了区域环境承载力的概念、研究对象和研究内容等等;徐强徐强(1996)以湖南省铁矿资源的承载力为例，从资源经济承载能力和以湖南省铁矿资源的承载力为例，从资源经济承载能力和资源人口承载能力两个方面对矿产
14、资源承载能力的分析方法进行了研究资源人口承载能力两个方面对矿产资源承载能力的分析方法进行了研究;王民良王民良(1996)以二氧化硫为污染物代表，对上海市现有的大气污染源进以二氧化硫为污染物代表，对上海市现有的大气污染源进行了归类，并应用大气扩散模型，计算出在不同环境质量目标下，全市范围行了归类，并应用大气扩散模型，计算出在不同环境质量目标下，全市范围内大气污染物的环境承载能力内大气污染物的环境承载能力;王玉平王玉平(1997)则建立了矿产资源人口承载力分析的指标体系与计算模型，则建立了矿产资源人口承载力分析的指标体系与计算模型，并对现有资源和预测资源的人口承载力作了定量计算和分析，预测了未来矿
15、并对现有资源和预测资源的人口承载力作了定量计算和分析，预测了未来矿产资源人口承载数量产资源人口承载数量;洪阳和叶文虎等专家洪阳和叶文虎等专家(1998)把环境承载力的指体标系分为三类把环境承载力的指体标系分为三类:自然资自然资源支持力指标、环境生产支持力指标和社会经济技术支持水平指标。源支持力指标、环境生产支持力指标和社会经济技术支持水平指标。3、生态承载力、生态承载力 国内学者对于生态承载力的研究开始于国内学者对于生态承载力的研究开始于20世纪世纪90年代初。年代初。杨贤智杨贤智(1990)认为生态环境承载力是生态系统的客观属性，认为生态环境承载力是生态系统的客观属性，是生态系统承受外部扰动
16、的能力，同时也反映了系统结构与功能是生态系统承受外部扰动的能力，同时也反映了系统结构与功能的优劣。的优劣。王中根、夏军王中根、夏军(1999)将区域生态环境承载力的概念定义为将区域生态环境承载力的概念定义为:在一定时期与一定的环境状态下，一定的区域生态环境对人类社在一定时期与一定的环境状态下，一定的区域生态环境对人类社会活动的支持能力，综合反映了生态系统的物质组成和结构。会活动的支持能力，综合反映了生态系统的物质组成和结构。王家骥王家骥(2000)认为由于生物是系统功能的核心，生物有适应认为由于生物是系统功能的核心，生物有适应环境变化的功能，生态承载力是自然体系调节能力的客观反映。环境变化的功
17、能，生态承载力是自然体系调节能力的客观反映。高吉喜进一步发展了生态承载力的概念，即生态承载力是高吉喜进一步发展了生态承载力的概念，即生态承载力是生态系统的自我维持、自我调节能力，资源与环境的供容能力及生态系统的自我维持、自我调节能力，资源与环境的供容能力及其可维育的社会经济活动强度和具有一定生活水平的人口数量其可维育的社会经济活动强度和具有一定生活水平的人口数量(高吉喜，高吉喜，2001)。张传国张传国(2002)在在干旱区绿洲系统生态一生产一生活承载力干旱区绿洲系统生态一生产一生活承载力相互作用的驱动机制分析相互作用的驱动机制分析一文中认为绿洲生态承载力是指绿洲一文中认为绿洲生态承载力是指绿
18、洲生态系统的自我维持、自我调节能力，资源承载力、环境承载力生态系统的自我维持、自我调节能力，资源承载力、环境承载力和生态系统的弹性力反映了在不危害绿洲生态系统的前提下的资和生态系统的弹性力反映了在不危害绿洲生态系统的前提下的资源与环境的承载能力以及由资源和环境承载力所决定的系统本身源与环境的承载能力以及由资源和环境承载力所决定的系统本身表现出来的弹性力大小。表现出来的弹性力大小。方创琳等方创琳等(2003)以干旱地区塔里木河下游尉犁地区为例，探以干旱地区塔里木河下游尉犁地区为例，探讨了生态一生产一生活系统承载力的基本内涵及其相互作用的基讨了生态一生产一生活系统承载力的基本内涵及其相互作用的基本
19、特点本特点;邓波等邓波等(2003)简述了承载力和生态承载力的内涵及由来，以简述了承载力和生态承载力的内涵及由来，以及利用承载力来衡量可持续发展的理论与方法。及利用承载力来衡量可持续发展的理论与方法。关于关于国内国内外研外研究进究进展的展的总结总结概念定义概念定义农业生态区法、灰色模型、机制法、系统动力学、高吉农业生态区法、灰色模型、机制法、系统动力学、高吉喜法、层次分析法，自然植被净第一生产力估算法、资喜法、层次分析法，自然植被净第一生产力估算法、资源平衡法、供需平衡法、多目标预测法、回归预测模型源平衡法、供需平衡法、多目标预测法、回归预测模型研究方法研究方法五、研究内容五、研究内容借鉴前人
20、理论经验，重新研究界定借鉴前人理论经验，重新研究界定土地生态承载力基本理论概念。土地生态承载力基本理论概念。针对研究区域土地生态状况，确定针对研究区域土地生态状况，确定土地生态承载力研究要采用的评价土地生态承载力研究要采用的评价指标，构建测算评价模型指标，构建测算评价模型对民勤县进行实证研究，将研究成对民勤县进行实证研究，将研究成果与新一轮土地利用规划方案比较果与新一轮土地利用规划方案比较分析分析提出对策建议提出对策建议研究内容研究内容六、研究方法六、研究方法文献查阅与实地调研文献查阅与实地调研生态足迹法与碳氧平衡法生态足迹法与碳氧平衡法时间与空间两个尺度时间与空间两个尺度将研究结果与新一轮土
21、地利用规划方案比较分析将研究结果与新一轮土地利用规划方案比较分析影响因子分析及对策建议影响因子分析及对策建议七、技术路线七、技术路线时间维度时间维度民勤县土地生态承载力研究民勤县土地生态承载力研究国内外研究进展国内外研究进展基础理论及基本基础理论及基本概念概念研究方法研究方法碳氧平衡法碳氧平衡法生态足迹法生态足迹法实证研究实证研究空间维度空间维度与土地利用规划方案比较与土地利用规划方案比较对策建议对策建议预期研究进展预期研究进展2012年3月2012年5月，实地调查，获取数据，整理、分析数据。2012年6月2012年8月，学位论文撰写，在国内外期刊上公开发表2-3篇论文。2011年10月201
22、1年12月，查阅文献，收集整理相关资料，完成开题报告。2012年9月2012年11月，完成论文初稿。主要参考文献主要参考文献1李书敏.土地生态承载力研究以孝感市孝南区为例D.武汉：华中农业大学，20102张宇.长春市宽城区土地生态承载力研究D.长春：东北师范大学，20073张颖，王群，李边疆等.应用碳氧平衡法测算生态用地需求量实证研究J.中国土地科学，2007,21(6):23-284冯奇,吴胜军,蔡述明.黄石市土地生态承载力分析J.华中农业大学学报（社会科学版），2006,(61):38-435封志明.土地承载力研究的过去、现在与未来J.中国土地科学，1994，3(8)6韩冬梅.临沂市生态用
23、地规划布局研究D.河北:河北师范大学，20077杜晓睿.基于生态足迹模型的区域生态承载力研究D.重庆:西南大学，20088张红.国内外资源环境承载力研究述评J.理论学刊，2007，(l0):80-849张新主,曹明明.西安生态足迹计算与分析J.水土保持通报,2005,(2).10赵凤琴.吉林西部土地生态环境安全研究D.长春:吉林大学，2005 一、研究背景一、研究背景 土地资源是人类最基本的生产资料和最主要的劳动对象。在人类活动与生态环境矛盾日益突出的今天，人类已意识到人类社会只是生态系统的一个子系统，人类社会系统结构和功能的好坏取决于生态系统结构和功能的状态，生态系统提供的资源和环境支撑着整
24、个人类社会系统。在我国，人口同食物、土地、资源及生态环境之间的尖锐矛盾已愈来愈突出，土地实际承载负荷已濒临或超越合理的承载容量水平。民勤是典型的干旱荒漠化区，生态环境具有干早性、封闭性、多样性、脆弱性及绿洲和荒漠并存的特点。近年来,该县经济快速发展和人口自然增加,对本就脆弱的自然生态系统产生了巨大压力,人地矛盾更加突出,民勤县土地生态承载力研究对于促进该地区生态环境保护和可持续发展具有重要意义。二、研究目的二、研究目的 本文以可持续发展理论、系统理论及土地生态承载力理论为基础，采用生态足迹法和碳氧平衡法测算土地生态服务功能的需求供给状况，以判断当前土地利用结构下土地利用的强度对研究区域土地生态
25、承载力的影响，定量反映目前区域土地利用对生态环境的压力程度，并为缓解土地生态压力，促进社会经济与生态环境和谐发展提供可参考的对策建议。三、国外研究进展三、国外研究进展 1、承载力 关于承载力研究的起源最早可追溯到法国经济学家奎士纳1758年的经济核算表，此书讨论了土地生产力与经济财富的关系。1921年，美国的帕克和伯吉斯提出了承载力的概念，即主要指某一特定环境条件下，生存空间、营养物质、阳光等生态因子的组合，某种个体存在数量的最高极限。1922年，Hawden与Palner在对阿拉斯加驯鹿的数量波动进行研究的前提下，首次明确地将承载力定义为:在草场条件不威肋到牲畜的变化范围内，所能支持的最大牲
26、畜数。20世纪60年代末70年代初，承载力概念开始广泛应用于讨论人类社会活动所导致的环境影响。2、资源承载力 1949年，威廉福格特在生存之路中，以粮食为标准研究了土地资源承载力。同时，美国的威廉阿伦在土壤不发生退化的前提依据下，给出了土地承载力的定义:某个区域能永久地供养的人口数量与人类的活动水平。Meadows等人所著的增长的极限是其中杰出的代表，强调了资源的限制性作用，研究利用系统动力学模型对世界范围内的人与资源环境的关系进行了评价，构建了著名的“世界模型”。1973年，澳大利亚学者应用多目标决策方法，从资源对人口的限制角度出发，讨论了该国的土地承载力，提出了各种情况下的土地承载力。19
27、77年，联合国粮农组织协同联合国人口活动基金会和国际应用系统分析研究所，采用农业生态区域法(AEZ)，测算每平方千米土地所承载的人口数量。3、环境承载力 1974年，Bishop将环境承载力定义为:“在可以接受的生活水平条件下，一个区域所能够永久地承载的人类活动的强度”。1978年，Schneiaer则强调环境承载力是指“在不会遭到严重退化的前提下，自然或是人工环境系统对人口增长的容纳能力”。80年代后期，随着可持续发展概念和思想的提出，承载力研究从单种资源研究发展到更为宏观的系统综合性研究，强调系统的整体效应。1986年，Catton定义了“环境承载力”的概念。此后，国外很多学者把它引申为生
28、态承载力，并定义为“在一定区域内，在不损害该区域环境的情况下，所能承载的人类最大的负荷量”。3、生态足迹 1992年加拿大生态经济学家雷斯和其博士生魏克内提出的生态足迹的分析方法是一种度量可持续发展程度的生物物理方法，它显示在现有技术条件下，指定的人口单位内（一个人、一个城市、一个国家或全人类）需要多少具备生物生产力的土地和水域，来生产所需资源和吸纳所衍生的废物。生态足迹的意义在于探讨人类持续依赖自然以及要怎么做才能保障地球的承受力，进而支持人类未来的生存。四、国内研究进展四、国内研究进展 20世纪80年代末，国内资源承载力的研究兴起。关于土地承载力的研究，影响最大的是由石玉林、陈百明主持的“
29、中国土地资源生产能力及人口承载量研究”。该研究采用多目标规划数学模型，以土地资源子系统作为约束系统，人口消费水平子系统作为需求目标系统，通过将各个子系统进行平衡，并相互反馈匹配，来估算在充分发挥土地资源生产潜力的基础上所能持续承载的人口数量的能力(封志明，1994)。其他有代表性的有：黄淮海平原土地承载力研究(李久明等，1988);青海省土地资源的人口承载力研究(杨晓鹏等，1993);新疆塔里木盆地的土地资源人口承载力研究(邓永新等，1994)等等。2、环境承载力 比较严格的“环境承载力”的概念最早出现在由北京大学完成的福建省湄洲湾开发区环境规划综合研究总报告中，指“在某一时期、某种状态或条件
30、下某个地区的环境所能承受的人类活动的阈值”(叶文虎等1992)。对于区域环境承载力的研究，刘殿生(1995)以秦皇岛市为例，探讨了城市资源与环境承载力的基本概念和测算的方法;彭再德(1996)则明确了区域环境承载力的概念、研究对象和研究内容等;徐强(1996)以湖南省铁矿资源的承载力为例，从资源经济承载能力和资源人口承载能力两个方面对矿产资源承载能力的分析方法进行了研究;王民良(1996)以二氧化硫为污染物代表，对上海市现有的大气污染源进行了归类，并应用大气扩散模型，计算出在不同环境质量目标下，全市范围内大气污染物的环境承载能力;王玉平(1997)则建立了矿产资源人口承载力分析的指标体系与计算
31、模型，并对现有资源和预测资源的人口承载力作了定量计算和分析，预测了未来矿产资源人口承载数量;洪阳和叶文虎等专家(1998)把环境承载力的指体标系分为三类:自然资源支持力指标、环境生产支持力指标和社会经济技术支持水平指标。3、生态承载力 国内学者对于生态承载力的研究开始于20世纪90年代初。杨贤智(1990)认为生态环境承载力是生态系统的客观属性，是生态系统承受外部扰动的能力，同时也反映了系统结构与功能的优劣。王中根、夏军(1999)将区域生态环境承载力的概念定义为:在一定时期与一定的环境状态下，一定的区域生态环境对人类社会活动的支持能力，综合反映了生态系统的物质组成和结构。王家骥(2000)认
32、为由于生物是系统功能的核心，生物有适应环境变化的功能，生态承载力是自然体系调节能力的客观反映。高吉喜进一步发展了生态承载力的概念，即生态承载力是生态系统的自我维持、自我调节能力，资源与环境的供容能力及其可维育的社会经济活动强度和具有一定生活水平的人口数量(高吉喜，2001)。张传国(2002)在干旱区绿洲系统生态一生产一生活承载力相互作用的驱动机制分析一文中认为绿洲生态承载力是指绿洲生态系统的自我维持、自我调节能力，资源承载力、环境承载力和生态系统的弹性力反映了在不危害绿洲生态系统的前提下的资源与环境的承载能力以及由资源和环境承载力所决定的系统本身表现出来的弹性力大小。方创琳等(2003)以干
33、旱地区塔里木河下游尉犁地区为例，探讨了生态一生产一生活系统承载力的基本内涵及其相互作用的基本特点;邓波等(2003)简述了承载力和生态承载力的内涵及由来，以及利用承载力来衡量可持续发展的理论与方法。五、研究内容五、研究内容 本研究以可持续发展理论、系统理论及生态承载力理论为指导，综合相关文献，对生态承载力的研究发展做了概述。同时，结合研究需要界定了土地生态承载力、生态用地的概念，将土地功能分为土地消费性功能和土地生态性功能，提出了测度土地生态承载力状况的方法，即在土地消费性功能方面采用生态足迹法，在土地生态性功能方面采用碳氧平衡法。随后从时间和空间两个尺度对民勤县进行实证研究，分析其土地生态承
34、载力状况及发展趋势，将研究成果与新一轮土地利用规划方案比较分析，最后提出对策建议。六、研究的理论基础及基本概念六、研究的理论基础及基本概念 1、可持续发展理论 可持续发展有着非常丰富的内涵，其基本点主要有以下三个方面:一是需要，即发展的目标是要满足人类的需要;二是限制，强调人类的行为要受到自然界的制约;三是公平，强调代与代之间、人类与其它物种之间、不同国家和不同地区之间的公平。可持续发展理论的核心是人与自然关系的和谐共存。可持续发展理论强调了发展的约束与极限，注重建立在适度管理与干预下的社会经济发展与人口、资源、环境等的高度综合统一、人地关系的协调统一。它认为在人地关系中，“地”是生存和发展的
35、基础，决定了发展的能力和前景，并且“地”的支持力和承载力是区域可持续发展的核心与关键。同时，它把它把“人人”这一因素看作人地关系中能够跳出这一系统来这一因素看作人地关系中能够跳出这一系统来(人地关系人地关系)进行干预和管理的一个因子进行干预和管理的一个因子。如果“人”这一因素的作用发挥得合理、适度，那么整个人地关系系统就会表现为理想的协调，进入良性循环，并且具有可持续性;如若“人”这一因素不能对系统进行合理有效的管理和干预，则系统的和谐便会遭到破坏，发展失去了公平和效益，就不具有可持续性，最终将导致系统的崩溃和发展的停滞。2、系统理论 （1）系统论 1945年，美籍奥地利生物学家贝塔朗菲(L.
36、V Bertalanffy)在关于一般系统论的论文中宣告了系统论这门新学科的诞生。系统论理论从系统的角度揭示客观事物和现象之间相互联系、相互作用的本质及其内在的规律性。系统论认为，所有系统共同的基本特征是都具有整体性、联系性、动态平衡性、时序性及层次结构性等。系统论不仅是反映客观规律的科学理论，而且还具有科学方法论的含义，这正是系统论这一学科的特点。系统分为三种:孤立系统(与外界隔绝)，封闭系统（只与外界进行能量交换)及开放系统(与外界进行广泛的物质、能量、信息交换)(肖萍，2007)。这之中，只有开放系统能使系统从无序向有序的方向发展。系统理论的发展分为两个阶段，第一阶段:20世纪30至40
37、年代系统理论的产生到20世纪60年代。这一阶段，提出了系统论、信息论、控制论，即“老三论”;第二阶段:20世纪60年代末期。这一阶段“新三论”(耗散结构论、协同论、突变论)诞生，系统理论进入了新的发展阶段。（2）熵理论 系统中熵的状况规定着系统的结构和功能等存在状态。熵这个概念是表示物质系统热学状态的物理量，它表示自然过程中能量转化的不可逆性，即当一个系统的能量转化、耗散之后，这个系统的转化程度就越强，系统失去的转化能力也就越大。转化能力失去得越多系统熵值就越大，熵值越大系统就越趋向于无序状态。为了避免系统走向无序状态，就必须向系统中输入负熵来维持能量转化能力，系统才能保持有序状态。生态经济系
38、统是一个开放的系统，它通过不断地与外界环境进行广泛的物质、能量、信息等交换来获得它所需要的负熵流。负熵流的不断输入，可以抵消系统内部的熵的增加，使生命系统得以维系，处于有序和稳定的状态。当生态系统从外部环境中输入的负熵流增强时，系统的总熵下降，生态系统从而进化、升级。否则，生态系统会衰退、降级。熵理论告诉我们，人类对自然的改造、利用及人与自然之间进行的物质、能量交流都在消耗周围的生态环境，这就有可能使生态环境由可利用到不可利用，使熵增加，最终导致人类在内的生态系统的灭亡。所以在研究中，系统论为我们提供了方向，即人类对土地的利用不能超过其生态承载力，导致生态系统熵的增加，要维持在可持续发展的范围
39、之内。3生态承载力理论 在生态系统中，物质循环和能量流转的相互作用不受外界的控制，可以建立自身的稳态机制，但这种稳态机制是有限度的，当系统的承载力超过这个限度后，系统就会发生改变，从一种状态转向另一种状态，自然体系也将失去维持平衡的能力，并且会遭到破坏或是归于毁灭，自然体系的级别也将降低 人类的可持续发展需要建立在生态系统完整、资源可持续供给及环境长期有容纳量的基础之上，即人类的活动不应超越生态系统所能承载的范围。4生态用地的概念 根据研究目的将生态用地界定为“在一定的技术条件下，特定区域内，能通过维持自身生物多样性、协调生态结构和功能，从而对生态系统的稳定性及可持续发展起到支撑和保育作用，对
40、人类赖以生存的环境发挥重要的生态功能的土地”。其中，“生态功能”，主要是指土地的服务性功能，包括气候调节、水源涵养、土壤保育、养分循环、废物处理、多样性保护等。需要指出的是，对某一具体的用地类型而言，可能有多种功能，如农田与经济林地除具有消费性功能外，还具有涵养水源、调节气候等生态功能。本研究所指的生态用地主要包括耕地、乔木林地、疏林、灌木林地、果园、草地、湿地几大类。在本文中，湿地主要指河流水面、湖泊水面、水库水面、坑塘水面、养殖水面、苇地和滩涂。5、土地生态承载力 将土地生态承载力理解为:特定的时期与区域内，在保证土地资源合理开发利用和生态环境的良性循环发展的条件下，某一区域的土地能够可持
41、续发展地承载人类活动的能力。七、研究方法七、研究方法 1、土地功能分类 对土地生态承载力的研究可以从人类对土地功能的需求与生态环境对土地功能供应两个方面来研究（土地消费性功能与土地生态性功能）。消费性功能消费性功能主要涵盖了生产和生活两大功能，主要包含了土地第一、二性的生产功能、土地的仓储功能与承载功能，是人类有形的消费功能，是人类生存和发展的基础，也是在生态环境支撑下的土地系统最重要的功能。生态性功能生态性功能是土地在生态系统支持下，为满足人类社会的需求而所要承担的功能，具体表现形式有维护生物多样性、调节气候、水源涵养、减轻旱涝灾害、维护土壤功能、废物的处理、景观美学与精神文化功能等。生态服
42、务性功能是土地消费性功能得以维持与稳定的基础。2、生态足迹法 生态足迹由加拿大莫属哥伦比亚大学雷斯教授(William Rees)及其学生魏克内教授(Mathis Wackernagel)首次提出，用于衡量在一定技术条件下，为维持某一物质消费水平下的某一人口、某一区域的持续生存所必需的生态、生产性土地的面积，以及包括可再生资源消耗的各种能源，是测度一个区域对于自然资本的需求和自然资本对于人类生存、繁衍与活动提供生态支撑的一个计算模型(WilliamE.R，1990)。EF=Nef=N =N (n=1，2，3，,n)式中EF为区域总生态足迹，N为人口总数，ef为人均生态足迹，ri 为均衡因子，A
43、i生产第i项消费项目人均占用的实际生态生产性土地，Ci为i项消费项目的人均消费量,Pi为相应的生态生产性土地生产第i项消费项目的年平均生产力，n为耕地、草地、化石能源用地、林地、建筑用地、水域等六类主要陆地和水域生态生产性用地。EC=Nec=N (n=1，2，3，,n)EC为区域总生态承载力，N为人口总数，ec为为人均生态承载力，ri为均衡因子，ai为i类生物生产性土地的人均面积，yi为产量因子。niiiAr1niiiiPCr1)/()(1niiiiyar生态足迹模型包括了以下相关概念:（1）生态生产性面积（土地）生态生产也称生物生产，生物生产性土地是指具有生态生产能力的土地或水域，是提供各类
44、自然资源的基础。（2）生态承载力 生态承载力是指一个地区所能提供给人类的生态生产性土地的面积总和，表征该地区的生态容量。（3）生态赤字/生态盈余 将生态足迹与生态承载力相减，差值是正值时为生态赤字，表示该地区人均占用的资源量超过了生态承载力;差值为负时称生态盈余，表示人均占用的资源量仍在生态承载力允许的范围之内。（4）均衡因子 均衡因子是一个不同类型的生态生产性土地转化为在生态生产力上等价的系数，反映的是不同土地类型的平均生态生产力的差异。（5）产量因子 相同类型的生态生产性土地的生产力在不同国家和地区之间是有差异的，产量因子就是一个将各国各地区同类生态生产性土地转化为可比面积的参数，是一个国
45、家或地区某一类土地的平均生产力与世界同类平均生产力的比率。3、碳氧平衡法 碳、氧元素是生物体和生命过程中所必须的基本物质之一，其在空气中的合理比例对保证人类生存、保障社会经济持续发展具有极其重要的意义。但近一个世纪以来，随着社会经济的发展，人口迅速增长，工业燃料大量燃烧，大气中的碳氧比例失衡，从而引发了全球的“温室效应”。在此过程中，绿色植被系统作为重要的“碳汇氧源”对调节空气中CO2与O2比例、缓解全球“温室效应”具有重要的作用。碳氧平衡法正是基于这一原理，以求从碳循环的角度，探讨在一定区域内特定能耗下吸收人类社会所释放CO2的生态用地面积，从生态性的角度对区域土地生态性功能供需状况进行分析
46、。(1)区域人类活动释碳耗氧计算 根据有关研究表明，因人类活动而引起的碳氧失衡原因有:人类社会经济发展引起的化石燃料燃烧和水泥生产;土地不合理利用;人类自身的呼气作用。其释碳量和耗氧量可以用下式表示:Dc=Ce+Cm+Cp Do=Oe+Op 式中Dc为释碳量;Do为耗氧量;Ce、Cm、Cp分别为能源的燃烧、水泥生产和人类自身呼吸的释碳量;Oe、Op分别为能源的燃烧、水泥生产和人类自身呼吸的耗氧量。(2)区域植被系统固碳释氧能力测算 SC=So=在此基础上，测算区域生态系统的释碳耗氧与固碳释氧的能力差异(ELc、ELo)，进而推算保证区域碳氧平衡所需要的生态用地数量，其计算公式为：ELc=(Dc-Sc)/(bi)ELo=(Do-So)/(bi)最后取上式较大者为测算区域生态用地需求量的重要依据,即Max(ELc,ELo)。考虑到全球年耗能(煤炭、石油)释放的CO2有1/3进入大气,1/3被海洋吸收,1/3固定在陆地生态系统中,可将上列区域碳氧平衡公式改写为：ELc=(2Dc/3-Sc)/(bi),ELo=(2Dc/3-So)/(bi)或 ELc=(Dc/3-Sc)/(bi),ELo=(Dc/3-So)/(bi)切实可行的策略是确保陆域生态系统1/3的释氧固碳能力，努力争取对自身释碳量2/3的固碳能力。iniibA1iniibA 1
