生態(tài)位理論在土地利用研究中應(yīng)用評(píng)述

□文/何穎斯

（廣東工業(yè)大學(xué)管理學(xué)院 廣東·廣州）

［提要］ 生態(tài)位理論是生態(tài)學(xué)的重要理論之一，近年來(lái)廣泛應(yīng)用于土地可持續(xù)利用的衡量工作當(dāng)中。但在具體的應(yīng)用中，仍受限于評(píng)價(jià)因子局限性、評(píng)價(jià)結(jié)果靜態(tài)性等方面的問(wèn)題。因此，本文從生態(tài)位理論的緣起、相關(guān)概念、理論及在土地利用研究中的具體應(yīng)用現(xiàn)狀等方面入手，評(píng)述其優(yōu)缺性，并提出相應(yīng)的改進(jìn)對(duì)策。

一、生態(tài)位理論的緣起及其相關(guān)概念

（一）生態(tài)位理論的緣起。生態(tài)位的相關(guān)研究最早起源于20 世紀(jì)10 年代。許多國(guó)外的學(xué)者在現(xiàn)代生態(tài)學(xué)的背景下對(duì)生態(tài)位理論開(kāi)展相關(guān)的研究工作，取得可觀的研究成果。其中，生態(tài)位的概念由Grinnell 在1917 年首次提出，并將其定義為僅由一個(gè)物種或亞種所占據(jù)的最終單位，即“空間生態(tài)位”。1927年，動(dòng)物學(xué)家Charles Elton 提出，一個(gè)動(dòng)物的生態(tài)位顯示了它在該物種所處環(huán)境中的地位，及其與食物天敵的關(guān)系，即“功能生態(tài)位”。1957 年，Hutchinson 從數(shù)學(xué)的角度對(duì)生態(tài)位概念進(jìn)行抽象化表述，提出“多維超體積生態(tài)位”。綜合相關(guān)學(xué)者對(duì)生態(tài)位所描述的定義，可看出生態(tài)位理論是解釋和描述每個(gè)實(shí)體如何適應(yīng)生存環(huán)境的分析框架。

（二）土地利用生態(tài)位相關(guān)概念。為解決土地利用變化引起的復(fù)雜的生態(tài)和經(jīng)濟(jì)社會(huì)問(wèn)題，生態(tài)位理論是土地利用研究的合適手段之一。為更全面地體現(xiàn)不同土地利用類(lèi)型在土地利用系統(tǒng)中的功能、地位及容量，土地利用生態(tài)位一般包括自然、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)三個(gè)方面。自然生態(tài)位是指在土地利用行為過(guò)程中所產(chǎn)生的生態(tài)價(jià)值及其未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)。經(jīng)濟(jì)生態(tài)位是指土地利用在經(jīng)濟(jì)方面所體現(xiàn)的效益影響作用。它是土地利用變化的主要驅(qū)動(dòng)因素之一，也是提高土地利用效率，從而實(shí)現(xiàn)土地可持續(xù)利用的有效途徑之一。社會(huì)生態(tài)位是指不同土地利用方式和強(qiáng)度對(duì)研究區(qū)域人口的容納量、城市化建設(shè)水平、政策制度及人文發(fā)展等多層次的影響。這三個(gè)方面相輔相成，可共同構(gòu)建土地利用的綜合生態(tài)位，多角度詮釋土地利用生態(tài)位的含義。

（三）生態(tài)位的相關(guān)理論

1、生態(tài)位重疊理論。在固定的區(qū)域系統(tǒng)中，當(dāng)兩個(gè)或多個(gè)生物單元共享相同的環(huán)境或資源時(shí)，就會(huì)發(fā)生生態(tài)位重疊。在環(huán)境或資源有限的情況下，生態(tài)位重疊與后續(xù)競(jìng)爭(zhēng)的強(qiáng)度成正比。當(dāng)各個(gè)維度都出現(xiàn)生態(tài)位重疊，將伴隨著激烈的競(jìng)爭(zhēng)。當(dāng)資源充足時(shí)，少數(shù)維度的生態(tài)位重疊不會(huì)導(dǎo)致競(jìng)爭(zhēng)，而促進(jìn)生物單元之間的共生發(fā)展。生態(tài)位重疊理論同樣適用于土地利用研究。在一個(gè)區(qū)域的土地利用系統(tǒng)中，區(qū)域土地不可避免地在自然、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)等方面相互影響，這種相互作用會(huì)進(jìn)一步引發(fā)區(qū)域土地利用行為的資源競(jìng)爭(zhēng)和共享，進(jìn)而造成土地生態(tài)位的重疊。當(dāng)資源匱乏時(shí)，同一土地利用系統(tǒng)中具有生態(tài)位重疊的兩個(gè)或多個(gè)單元將展開(kāi)激烈競(jìng)爭(zhēng)；而當(dāng)資源充足時(shí)，單元將不會(huì)發(fā)生競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系。

2、生態(tài)位的態(tài)勢(shì)理論。生態(tài)位理論認(rèn)為，生物單元是情景相互作用的結(jié)果?！皯B(tài)”和“勢(shì)”是生態(tài)位態(tài)勢(shì)理論中的兩個(gè)關(guān)鍵概念?！皯B(tài)”是指土地利用類(lèi)型單元過(guò)去的利用行為及其他經(jīng)濟(jì)社會(huì)等環(huán)境因素相互作用的結(jié)果，反映土地利用類(lèi)型單元現(xiàn)有的利用狀況；“勢(shì)”代表土地利用類(lèi)型單元未來(lái)的趨勢(shì)以及支配環(huán)境資源的能力，有助于預(yù)測(cè)土地利用未來(lái)的狀況。分析土地利用類(lèi)型單元的發(fā)展，要結(jié)合過(guò)去的情況和未來(lái)的趨勢(shì)，清楚地了解當(dāng)前的狀況?；趹B(tài)勢(shì)理論的土地利用生態(tài)位計(jì)算公式如下：

式中，Ni是土地利用類(lèi)型生態(tài)元i 的土地利用生態(tài)位（i=1，2，3…n），Si是土地利用類(lèi)型生態(tài)元i 的“態(tài)”，Pi是土地利用類(lèi)型生態(tài)元i 的“勢(shì)”；Sj是土地利用類(lèi)型生態(tài)元j 的“態(tài)”，Pj是土地利用類(lèi)型生態(tài)元j 的“勢(shì)”，Ai和Aj代表綱量轉(zhuǎn)換系數(shù)。Si+AiPi是土地利用類(lèi)型生態(tài)元i 的絕對(duì)生態(tài)位。

二、生態(tài)位理論在我國(guó)土地利用研究中具體應(yīng)用情況

（一）土地利用研究簡(jiǎn)述。目前，土地利用方向的研究領(lǐng)域逐步從全球尺度轉(zhuǎn)向區(qū)域尺度。20 世紀(jì)90 年代以來(lái)，學(xué)者們采用定量評(píng)價(jià)方法，選取相關(guān)指標(biāo)對(duì)土地利用變化進(jìn)行研究。一開(kāi)始，人們通過(guò)線性規(guī)劃、模擬退火函數(shù)算法、遺傳算法及遙感技術(shù)等數(shù)學(xué)方法來(lái)尋求土地利用配置的進(jìn)一步優(yōu)化。這些方法主要是為了優(yōu)化土地利用的數(shù)量結(jié)構(gòu)，而未能優(yōu)化土地利用類(lèi)型的空間分布。隨著空間相關(guān)模型的發(fā)展，越來(lái)越多的空間分析模型，如人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、元胞自動(dòng)機(jī)模型被用于研究土地利用的空間變化。而在定量評(píng)價(jià)指標(biāo)方面，逐漸從單一的、傳統(tǒng)的定性描述轉(zhuǎn)向多指標(biāo)評(píng)價(jià)的定量研究。

（二）生態(tài)位理論研究簡(jiǎn)述。生態(tài)位理論是現(xiàn)代生物學(xué)的核心概念之一。生態(tài)位理論不僅代表了生活空間的特征，還包括了生物的特征，如能源、活動(dòng)時(shí)間、行為和物種之間的關(guān)系。如今，生態(tài)位理論已經(jīng)從傳統(tǒng)的個(gè)體、種群、群落和生態(tài)系統(tǒng)擴(kuò)展到其他生物組織層面，例如基因、細(xì)胞、器官、社會(huì)-經(jīng)濟(jì)-自然復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)等?；贑NKI 數(shù)據(jù)庫(kù)，將“生態(tài)位”“生態(tài)位理論”作為關(guān)鍵詞在期刊類(lèi)別進(jìn)行檢索，整合數(shù)據(jù)后可發(fā)現(xiàn)生態(tài)位理論研究的主題主要集中于理論視域，并涉及企業(yè)策略發(fā)展、信息技術(shù)服務(wù)、旅游競(jìng)爭(zhēng)力及城市土地生態(tài)位等多方向。而在次要主題分布方面，集中于生態(tài)位寬度、生態(tài)位重疊、生態(tài)位適宜度、生態(tài)位擴(kuò)充等研究模型，并同時(shí)涉及企業(yè)生態(tài)位、旅游地、協(xié)同發(fā)展、戰(zhàn)略生態(tài)管理、生物群落等研究層次。多學(xué)科相互交叉和滲透，顯現(xiàn)出自然科學(xué)、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)研究綜合化不斷深入的趨勢(shì)。

（三）基于生態(tài)位理論的土地利用研究情況。近年來(lái)，隨著土地利用強(qiáng)度的不斷加大，城鎮(zhèn)建設(shè)用地面積的不斷拓展，甚至是人類(lèi)不合理的土地開(kāi)發(fā)及利用行為不斷增多，導(dǎo)致土地資源配置問(wèn)題日益凸顯，日益影響經(jīng)濟(jì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。在此背景下，土地資源利用問(wèn)題日漸受到各行各業(yè)的重視?；谏鷳B(tài)位理論的不斷完善與發(fā)展，學(xué)者們相繼將其與土地學(xué)科進(jìn)行融合，為土地利用評(píng)價(jià)相關(guān)研究提供新的視角。土地利用是人與土地資源相互作用下，通過(guò)不同的土地利用方式和強(qiáng)度形成的動(dòng)態(tài)系統(tǒng)。就目前的研究成果來(lái)看，生態(tài)位理論在我國(guó)土地利用中的差異化應(yīng)用主要體現(xiàn)在研究尺度和研究?jī)?nèi)容兩個(gè)方面，由于這兩個(gè)方面涉及到具體數(shù)量指標(biāo)的界定，因此會(huì)針對(duì)不同的研究尺度和研究?jī)?nèi)容適當(dāng)調(diào)整生態(tài)位理論的測(cè)度模型，以體現(xiàn)具體問(wèn)題具體分析的觀念。

在研究尺度上，學(xué)者們的研究可分為國(guó)家、區(qū)域和地方尺度。一般而言，研究尺度的大小會(huì)隨著研究目的的變化發(fā)生改變。立足于國(guó)家尺度的研究確定的指標(biāo)一般可獲取性較強(qiáng)，并且更多地從可比性角度出發(fā)考慮；區(qū)域尺度會(huì)考慮不同級(jí)別的地域范圍，結(jié)合區(qū)域的土地資源狀況、自然環(huán)境等實(shí)際情況來(lái)確定指標(biāo)及計(jì)算方式；而地方尺度則立足于更微觀的角度，使得評(píng)價(jià)結(jié)果更具針對(duì)性。在研究?jī)?nèi)容上，主要集中于區(qū)域或單個(gè)用地類(lèi)型的土地適宜性評(píng)價(jià)、土地集約利用評(píng)價(jià)、土地可持續(xù)利用評(píng)價(jià)等方面。其中，單個(gè)用地類(lèi)型的研究具體集中于以定向或定量的方式表述用地類(lèi)型在整體土地利用中的結(jié)構(gòu)關(guān)系、轉(zhuǎn)化以及隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展和城市化進(jìn)程的推進(jìn)，土地利用所帶來(lái)的社會(huì)效益。而在土地利用過(guò)程研究中，學(xué)者們大多基于生態(tài)位理論中的態(tài)勢(shì)理論、重疊理論、擴(kuò)充壓縮理論、適宜度理論等理論模型對(duì)土地利用生態(tài)位進(jìn)行測(cè)算。研究有利于調(diào)整和優(yōu)化土地利用布局，進(jìn)而達(dá)到改善土地利用效果，提高土地自然、社會(huì)、經(jīng)濟(jì)效益的目的。據(jù)此，生態(tài)位理論在土地利用中的評(píng)價(jià)并非一成不變，理論的應(yīng)用也應(yīng)因地制宜，根據(jù)區(qū)域的差異性，搜集相應(yīng)的數(shù)據(jù)，使用對(duì)應(yīng)的方法，以獲得精確度更高的評(píng)估結(jié)果。

三、生態(tài)位理論在土地利用研究中應(yīng)用評(píng)述

就目前來(lái)看，生態(tài)位理論與土地利用研究間的聯(lián)系緊密度不斷加強(qiáng)，并且取得了可觀的成果，但仍存在需要完善的地方。其優(yōu)點(diǎn)與存在的缺陷主要體現(xiàn)在以下方面：

（一）優(yōu)點(diǎn)

1、適用性廣。與人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、元胞自動(dòng)機(jī)等空間相關(guān)模型相比，生態(tài)位理論概念相對(duì)簡(jiǎn)單，模型所呈現(xiàn)的結(jié)果相對(duì)直觀清晰，更易于理解，同時(shí)在不同學(xué)科上的應(yīng)用適用性更廣。基于生態(tài)位理論的土地利用研究可以快速、直觀地獲取研究區(qū)域土地利用類(lèi)型的特征。基于上述土地生態(tài)位的相關(guān)研究，可以對(duì)土地利用變化與自然、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)三個(gè)系統(tǒng)的相互作用進(jìn)行綜合分析。將區(qū)域土地利用系統(tǒng)視為一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)，得以計(jì)算出不同的土地利用類(lèi)型的集合所占用土地利用生態(tài)位的超體積。土地利用生態(tài)位可作為系統(tǒng)評(píng)估土地利用變化的概念和技術(shù)步驟，并可通過(guò)增加社會(huì)經(jīng)濟(jì)和自然領(lǐng)域的數(shù)據(jù)來(lái)豐富這一步驟。因此，提供了土地利用的主要變化過(guò)程及其空間維度的概要，是決策者了解土地利用變化、其深層次的原因及其可能做出的影響。

2、可量化的認(rèn)知。由于土地利用狀況難以準(zhǔn)確量化，人們對(duì)其的把握往往局限在定性方面，而生態(tài)位理論強(qiáng)調(diào)的是占據(jù)空間范圍內(nèi)土地資源的集合，可從空間維度對(duì)土地利用進(jìn)行度量，進(jìn)而分析區(qū)域的土地利用發(fā)展?fàn)顩r，使人們對(duì)土地可持續(xù)利用發(fā)展有一個(gè)可量化的認(rèn)知。在此基礎(chǔ)上，通過(guò)對(duì)量化結(jié)果的分析，對(duì)現(xiàn)行的發(fā)展方式做出客觀評(píng)價(jià)。

3、政策指導(dǎo)性。生態(tài)位理論的實(shí)際應(yīng)用中，所反映的是研究區(qū)域在特定發(fā)展過(guò)程中對(duì)土地資源的需求和生態(tài)系統(tǒng)供給能力的平衡性，在反映不同土地利用方式對(duì)土地資源及生態(tài)資源影響的同時(shí)，揭示區(qū)域土地利用的能力，以及評(píng)價(jià)單元在資源、環(huán)境、社會(huì)和經(jīng)濟(jì)方面利用行為的優(yōu)劣勢(shì)。合理調(diào)控土地利用單元間的生態(tài)位協(xié)調(diào)互補(bǔ)，可以有效地促進(jìn)區(qū)域的健康發(fā)展。對(duì)政府制定宏觀政策具有一定的指導(dǎo)意義。

（二）存在的缺陷

1、評(píng)價(jià)因子體系存在局限性。在基于生態(tài)位理論的土地利用評(píng)價(jià)中，具體的評(píng)價(jià)因子體系往往只能涵蓋部分影響土地利用的因素，評(píng)價(jià)因子的維度不足會(huì)使得土地利用的評(píng)估與實(shí)際存有一定的偏差。評(píng)價(jià)因子體系的不完整性將影響評(píng)估結(jié)果的可信度。

2、評(píng)價(jià)結(jié)果的靜態(tài)性。在生態(tài)位理論與土地利用方向的融合研究中，多數(shù)基于各研究區(qū)域的統(tǒng)計(jì)年鑒中的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)及環(huán)境類(lèi)數(shù)據(jù)，進(jìn)而通過(guò)測(cè)度模型進(jìn)行量化評(píng)價(jià)。在增加土地利用現(xiàn)狀及變化的可視化之余，也顯露出生態(tài)位理論模型的靜態(tài)性，難以體現(xiàn)年內(nèi)各時(shí)期的土地利用的具體演化過(guò)程。

四、改進(jìn)對(duì)策

（一）細(xì)化指標(biāo)并進(jìn)行子系統(tǒng)評(píng)價(jià)。由前文可知，生態(tài)位理論在土地利用研究的應(yīng)用過(guò)程中，在參數(shù)與評(píng)價(jià)因子的確定上，備受爭(zhēng)議。因此，未來(lái)使用中，為了更好地反映指標(biāo)間所表征內(nèi)容的屬性差異，需進(jìn)一步細(xì)化土地利用評(píng)價(jià)，并在此基礎(chǔ)上，建立土地可持續(xù)利用評(píng)價(jià)的若干個(gè)子系統(tǒng)，作為底層單元量化評(píng)價(jià)內(nèi)容，以獲得多維度信息，提高評(píng)價(jià)結(jié)果的可信度與研究的科學(xué)性。此外，純粹基于現(xiàn)有結(jié)果的土地利用生態(tài)位研究會(huì)導(dǎo)致土地利用評(píng)價(jià)工作陷入簡(jiǎn)單的再循環(huán)當(dāng)中，因此評(píng)價(jià)因子的權(quán)重設(shè)計(jì)應(yīng)具備前瞻性及引導(dǎo)性。

（二）跨學(xué)科融合，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)。土地利用問(wèn)題是一個(gè)涉及社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和自然環(huán)境等多學(xué)科問(wèn)題，單純依靠土地利用研究領(lǐng)域?qū)W者們的努力，難以實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)，多學(xué)科融合是較為科學(xué)的突破點(diǎn)。因此，實(shí)現(xiàn)基于生態(tài)位理論的土地利用分析的動(dòng)態(tài)性評(píng)價(jià)，除了在不斷改進(jìn)模型輸入數(shù)據(jù)類(lèi)型的基礎(chǔ)上，還應(yīng)構(gòu)建跨學(xué)科融合的研究框架，并在區(qū)域社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和自然環(huán)境綜合分析的基礎(chǔ)上，合理判斷未來(lái)土地利用的結(jié)構(gòu)發(fā)展趨勢(shì)，以得出具有說(shuō)服力的動(dòng)態(tài)結(jié)果。與此同時(shí)，也應(yīng)適當(dāng)平衡不同學(xué)科之間研究?jī)?nèi)容的偏側(cè)。

（三）結(jié)合區(qū)域特色，微調(diào)參數(shù)。生態(tài)位理論的普適性既有評(píng)價(jià)結(jié)果具備可比性的優(yōu)點(diǎn)，也有參數(shù)設(shè)定微觀性考量不足的缺點(diǎn)。而土地的異質(zhì)性使得區(qū)域土地可持續(xù)利用的評(píng)價(jià)不得不考慮參數(shù)設(shè)定的微觀性。因此，未來(lái)使用中，有必要根據(jù)特定的研究區(qū)域和目的，在平衡區(qū)域特色和橫向比較的基礎(chǔ)上，確定合適的參數(shù)微調(diào)規(guī)則和具體的技術(shù)流程，以使評(píng)價(jià)結(jié)果更符合實(shí)際。