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开展土地自然分类研究 精准服务自然资源管理

2018-08-02 14:33:47    来源: 中国自然资源报    作者:张凤荣

◆适应自然资源管理需求,土地科学需要在土地类型的分类层级、各分类层级的分类指标和调查制图方法等方面开展土地自然分类研究。

◆土地类型分类基本反映气候、地形、土壤这些宏观到中观地理要素的三级分类;但服务于微观的土地整治工程规划设计和地块尺度的利用管理,需要再进行细化区分增加分类层级。

◆土地类型调查制图必须考虑地理信息技术的应用,将分类指标的单因素图进行叠加和空间分析,还须考虑制图比例尺与土地资源属性空间变异范围的匹配性。

改革开放以来,我国开展了两轮土地利用现状调查,基本摸清了各类土地利用现状类型的数量和空间分布以及所有权属状况,很好地服务了30年来的土地利用规划和土地用途管制工作。但仅仅有土地利用现状类型数据,没有土地类型数据,土地利用规划和土地用途管制的基础是不牢固的。比如:按照土地利用现状分类,山坡上的旱地与平原上的旱地是一样的;但受降水量的影响和地形对降水再分配的影响,即使在同一地区,它们的土壤水分状况是不同的;山坡上的旱地的土壤水分状况不如平原上的旱地。因此,同样数量的耕地,规划保留在哪儿,其对粮食安全的保障能力是不同的。土地是自然资源的重要组成部分,也是各类自然资源的基础载体,开展土地类型调查是服务自然资源管理的实践需求。

土地自然分类研究自20世纪30年代始,主要目的是用于土地类型调查和制图。依学派,土地自然分类大致有原苏联的景观学派和欧美的土地系统学派。目前国外的土地自然分类系统主要包括美国林业局的多级生态分类系统、加拿大的生态土地分类系统、澳大利亚联邦科研和工业研究组织的土地分级系统、荷兰国际航测研究所的土地分级系统、英国军事工程实验处的土地分级系统、前苏联的景观分类等。但无论是景观学派,还是土地系统学派,都把土地看作是一个自然地理综合体,基本都是在最高一级分类以气候带决定的水热状况和地带性植被群落为分类指标,在次级分类以中等地貌形态为分类指标,在最低一级以土壤类型为分类指标。

我国土地自然分类的研究在20世纪50年代后才开展,代表研究成果是上世纪80年代的1:100万土地类型图分类系统,它把土地类型分为三级(土地类—土地型—土地组),其各级分类指标基本与上述国外方法一样。至于由石玉林院士主编的全国1:100万土地资源图,是在土地类型图上又叠加了土地利用类型。从土地类型分级和各级分类指标来看,土地类型可以反映气候、地形、土壤等这些基本地理要素对土地资源禀赋的影响,据此可以进行宏观和中观尺度的土地适宜性评价和综合农业区划。

但自上世纪80年代中期以来,我国土地自然分类方面的研究基本停滞,鲜有土地自然分类研究的文章。30年来,无论是地理学,还是土壤学、土地科学方面的专家基本都是投入到土地利用/覆被变化的研究或土地利用规划/管理方面的研究。现在国家机构改革,土地科学界也应该顺应自然资源管理的实际需求,重新开展土地自然分类研究,笔者认为这项研究需要在土地类型的分类层级、各分类层级的分类指标和调查制图方法三方面来开展:

一方面,应该研究多少个分类层级才能够清晰地刻画土地这个复杂巨系统。对于复杂巨系统的分类,必须采用多层级的树枝状分类系统,清晰地理顺同一级类型之间的关系和上下级类型的关系,才能够纲举目张地在不同的概括水平上认识土地属性。到目前为止,无论是国外还是国内,土地类型分类基本就是反映气候、地形、土壤这些宏观到中观地理要素的三级分类;按其进行土地类型调查的成果可服务于宏观或中观的农业生产布局或土地利用适宜性评价。但要服务于微观的土地整治工程规划设计和地块尺度的利用管理还是不够的,需要再进行细化区分,因此要增加分类层级。

另一方面,就是各级分类指标的研究。有些土地资源属性是宏观地理尺度的,比如气候,在相当大的空间范围内变化不大;有些土地资源属性是微观地方尺度的,比如土壤剖面的质地构型,相距不远的两个土壤剖面可能就不一样。选择那些影响土地自然禀赋的土地属性放置在不同的分类阶层,可以为不同尺度的土地资源调查、评价和土地开发利用活动提供土地资源信息。如气候要素是宏观地理尺度的,以其为评价指标建立的土地资源大类,可以用于土地适宜性评价和综合农业区划,但它不能指导土地整治工程设计。但对于土地整治工程来说,只有利用那些局域性的土地资源属性,如地形和土壤厚度,才能够进行区域规划和项目设计。比如:根据地形坡度和土层厚度来设计梯田的田面宽度和梯田高度;根据土壤含盐量、地下水埋深、地形等土地资源属性来设计灌溉排水工程。其中须要注意的是,各级分类指标的选择要遵循一个原则,即高级分类用过的指标在低级分类中不再体现。全国1:100万土地类型图根据土壤亚类划分土地型就违背了这一原则。因为土壤亚类是根据气候的过渡和地形的分异划分的,这使得土地型并没有反映新的土地属性信息。土地具有地域性,土地分类指标的研究也必须注意地理区域特征的分析与概括。毫无疑问,不同的高级土地类型的下级土地类型细分,在某些分类指标上是不同的。

此外,土地类型调查制图方法的研究。今后的土地类型调查制图必须考虑地理信息技术的应用。没有地理信息技术的年代,土地类型调查制图都是采用的综合制图,即绘制出土地类型图。但有了地理信息技术,只要进行各级土地类型分类指标的调查制图,将这些分类指标的单因素图进行叠加和空间分析,同样可以实现土地类型调查成果服务土地适宜性评价和自然资源管理的目的。各种土地资源属性的空间变异尺度大小不同,由此,土地类型调查制图还必须考虑制图比例尺与土地资源属性空间变异范围的匹配性。另一方面,将不同尺度的土地类型属性图叠加形成的多边形图斑进行土地类型综合分类和土地评价,也是土地类型调查制图方法的重要研究内容。

综上所述,土地科学工作者应该抓住历史机遇,深入开展土地自然分类研究,通过大范围的土地资源综合调查研究,制定科学的土地类型分类系统,为进行土地资源禀赋调查打好科学基础,进而更好地服务自然资源管理。

(作者单位:中国农业大学土地科学与技术学院)

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