自然资源学报

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理论探讨

资源环境基础论:中国人地关系研究的出发点

张雷

2008, 23(2): 177-184. https://doi.org/10.11849/zrzyxb.2008.02.001

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尽管已经跨入现代化发展的门槛,但是作为地球表层的一个物种,人类生存与发展的第一需求依然是最大限度地获取物质消费的满足。实际上,随着社会财富和人口的快速增长,与资源环境的协调已经成为各国持续发展的首要任务和基本目标。这种协调既是可持续理论也是人地关系研究的核心所在。作为世界上人类文明发育最早的国家之一,中国的实践再次表明,资源环境的空间格局变化始终是决定国家人口活动基本方向的基础所在。资源环境要素综合评价和人地关系模式的分析结果表明,东部(偏南)地区始终是中国国家人文活动的重心所在,而决定这一空间格局变化的正是国家和区域的资源环境状态。因此,认识资源环境的基础作用,是中国持续发展的基本出发点。

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学报动态

我国海域使用动态监测系统(SDMS)模式探讨

付元宾, 赵建华, 王权明, 贾凯, 苗丰民

2008, 23(2): 185-193. https://doi.org/10.11849/zrzyxb.2008.02.002

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海域同土地一样是我国重要的基础资源,同时具有国民经济、生态环境、国防安全等方面的重要意义。由于我国历史上对海域使用缺乏有效的监测,海域管理者无法准确掌握海域使用的现状与动态,海域管理的科学决策存在很大难度,从而引发了一系列海洋资源、生态环境方面的问题。论文基于海域使用自身的特点分析,同时参考了相关的监测模式,从技术体系和业务体系两个方面对我国海域使用动态监测系统(Sea area usage Dynamic Monitoring System, 简称SDMS)的构建模式进行了探讨,初步建立了SDMS的概念模型。

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资源利用与管理

公共资源可持续利用的微观影响因素分析

谭淑豪, 王济民, 涂勤, 曲福田

2008, 23(2): 194-203. https://doi.org/10.11849/zrzyxb.2008.02.003

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草地被称为世界性的公共资源。以往对于草地退化的关注多侧重在技术研究和推广上。为揭示微观行为对公共资源利用的影响,以寻求有效途径保护具有重要生态战略意义的草地资源,论文利用2005年西部6省区17县231个农户数据以及2006和2007年环青海湖地区的实地调查经验,采用农户模型和计量分析方法,研究现有产权制度下牧民的草地管理行为对草地资源退化的影响。结果表明,牧民参与非农就业、扩大牧户的草场规模以及进行围栏和舍棚建设有利于减轻草场的退化。据此,提出以下政策建议:目前政府提供围栏和舍棚建设方面的相关政策扶持,同时,制定有利于牧民参与非农就业机会的政策,降低牧区的人口压力,可有效促进草地公共资源的可持续利用。

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资源利用与管理

水资源约束地区种植结构优化研究——以华北地区为例

高明杰, 罗其友

2008, 23(2): 204-210. https://doi.org/10.11849/zrzyxb.2008.02.004

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在水资源短缺地区,除了节水灌溉技术、节水栽培技术之外,调整种植结构也是农业节水的一项重要技术措施。论文综合考虑区域社会、经济、环境协调发展,构建了区域节水高效种植结构调整的多目标模糊优化模型,克服了以往模型研究中存在的只注重经济效益而忽视社会和生态效益的局限性。并应用该模型对水资源严重短缺的华北地区进行实证研究,通过对该区种植结构调整的定量分析运算,提出了该区2010年和2030年的节水高效种植结构优化调整方案,该方案重点压缩了高耗水作物种植比例,扩大了低耗水作物种植比例,种植业用水效率逐步提高。

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资源利用与管理

北方干旱化和土地利用变化对泾河流域径流的影响

邱国玉, 尹婧, 熊育久, 赵少华, 王佩, 吴秀琴, 曾爽

2008, 23(2): 211-218. https://doi.org/10.11849/zrzyxb.2008.02.005

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论文以在黄土高原上发育,流经中国北方干旱、半干旱地区的黄河二级支流——泾河为研究对象,基于20世纪八九十年代的土地利用影像资料,以及泾河流域1970~2002年的气候、水文资料,采用美国农业部开发的分布式流域水文模型SWAT,分析了20世纪80~90年代泾河流域的降雨量和径流量的变化。从80到90年代,流域年降雨量呈逐年递减趋势,80年代多年平均月降雨量明显大于90年代多年平均月降雨量,尤其在7~9月,平均降雨量明显减少。受气候干旱化和土地利用/覆被变化的共同作用,80~90年代,流域多年平均年径流减少了8.92m³s^-1。为了区分气候变化和土地利用变化对流域径流的影响,采取分别固定气候因子与土地利用/覆被变化因子的方法,将模拟情景输入模型,定量区分气候和土地利用/覆被变化对流域径流的影响方式和程度。结果表明,气候干旱化趋势使流域多年平均年径流减少28.08m³s^-1,为气候、土地利用/覆被变化共同影响径流变化量的314.80%;土地利用/覆被变化使流域多年平均年径流增加26.57m³s^-1,为气候、土地利用/覆被变化共同影响径流变化量的297.87%。

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资源利用与管理

贵州坡耕地水土保持措施效益研究

朱青, 王兆骞, 尹迪信

2008, 23(2): 219-229. https://doi.org/10.11849/zrzyxb.2008.02.006

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对旱坡地水土保持的截流沟措施、横坡种植措施和植物篱措施进行效益研究,结果表明:在裸露耕地上,水土流失十分严重,地表径流达到4 044.4m³/hm²·a、土壤流失高达172.4t/hm²·a,以此速率流失土壤,其耕层(15cm)约在12年后,将被冲刷殆尽。截流沟措施与横坡种植措施相比,可减少地表径流702.6m³ /hm²·a和土壤流失19.2t/hm²·a;但其占地面积大,农作物产量低,收益小。植物篱种植措施与横坡种植相比可减少地表径流345.3m³/hm²·a;土壤流失21.0t/hm²·a。虽然植物篱占据耕地面积,但并不影响农作物产量。植物篱种植下的耕层土壤的酸碱度和质地得到改善,土壤养分含量有所提高,土壤侵蚀速率远低于易风化土壤的成土速率,同时结合人工翻耕,每年平均以17.5cm的速度形成梯坎,以1.1°的速度减缓坡度。该项措施最终可实现坡改梯的目的,实现旱坡地的可持续利用。

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资源生态

基于生态足迹方法的中国生态可持续性分析

陈成忠, 林振山, 梁仁君

2008, 23(2): 230-236. https://doi.org/10.11849/zrzyxb.2008.02.007

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基于生态足迹和EMD方法,分析了中国1961~2005年生态可持续性的周期性变化,并建立具有周期性波动的非线性动力学模型,预测未来10年中国人均生态足迹和生物承载力的发展趋势。结果发现:44年来,中国人均生态足迹具有明显的4.3年、14.3年和17年3个波动周期,人均生物承载力具有明显的3.5年、8.8年、17.7年和44年4个波动周期;若未来10年中国人均生态足迹和生物承载力均延续过去44年的变化趋势,则2015年人均生态足迹、生物承载力、生态赤字将分别为1.366ghm²、1.108ghm²和0.258ghm²,人均生态足迹和生态赤字较2005年分别下降了0.27ghm²、0.441ghm²,而人均生物承载力增加了0.171ghm²。在保持经济、技术和人民生活水平稳步提高的同时,这种程度的生态超载有可能通过贸易引进生物承载力,通过技术进步、提高管理水平等增加生物承载力得到缓解。

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资源生态

呼伦贝尔沙质草原风蚀坑积沙区的植被分带性

张萍, 哈斯, 王帅, 张素红

2008, 23(2): 237-244. https://doi.org/10.11849/zrzyxb.2008.02.008

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呼伦贝尔沙质草原现代风蚀坑主要包括平缓草地的简单风蚀坑、复合风蚀坑和固定沙丘的简单风蚀坑3种类型。坑后积沙区植被出现明显的分带性,且随风蚀坑及其下风侧积沙体的形态、尺度而发生变化。在平缓草地简单风蚀坑下风侧积沙体平面形态呈顺风向的舌状,由坑口至原生草地,随积沙厚度顺风向减小,依次出现沙蓬、冰草和百里香3个植被带;平缓草地复合风蚀坑后缘形成具有滑落面的大型流动沙丘,在沙丘背风侧顺风向依次出现舌状裸沙带、舌状拂子茅带及两侧的冰草带;固定沙丘风蚀坑坑后积沙呈裸沙形式穿越沙丘原有的山刺玫和小叶锦鸡儿两个灌木带,并在裸沙带外围形成舌状拂子茅带。风蚀坑下风侧积沙区植被的分带性反映了草地植被对风沙活动的响应,即随着坑后积沙体的扩大,草地植被由原生向沙生逆向演替。

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资源生态

21世纪以来黄河源区高原湖泊群对气候变化的响应

李林, 吴素霞, 朱西德, 常国刚, 李凤霞

2008, 23(2): 245-253. https://doi.org/10.11849/zrzyxb.2008.02.009

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利用2001~2006年逐年汛前期和汛后期两个时相黄河源区湖泊群EOS-MODIS卫星遥感资料和气候、冻土监测数据,分析了21世纪以来黄河源区高寒湖泊群的最新动态变化,描述了器测时期以来该区域气候的演变背景,揭示了湖泊面积和数量对气候、冻土环境变化的响应。结果表明:近52年来源区出现了气温显著升高、降水量增加和蒸发量增大的气候变化大背景,但2001年以来气候以暖湿为主要特征的同时,蒸发量明显减少,且受气候变暖的影响冻土环境表现出冻土厚度减小、冻结时间缩短等退化趋势;2001~2006年黄河源区湖泊群的最新波动表现为湖泊面积增大、数量增多的一致性变化迹象,这种波动趋势在汛前期表现得较汛后期更为显著,并以湖泊数量的变动最为明显;21世纪以来黄河源区湖泊扩张、数量增大正是同期降水量增大、蒸发量减少和冻土退化加大了地下冰融化水补给量等气候变化的直接结果。

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资源生态

藏西北高寒牧区草地退化现状与机理分析

边多, 李春, 杨秀海, 边巴次仁, 李林

2008, 23(2): 254-262. https://doi.org/10.11849/zrzyxb.2008.02.010

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以藏西北高寒牧区为研究区域,综合利用NOAA、MODIS卫星NDVI(归一化植被指数)、气象资料、社会统计资料并结合GIS技术,对藏西北高寒牧区的草地状况和退化机理作了分析。结果表明:①藏西北高寒牧区草地覆盖度等级呈正态分布,且中等偏下略多,地表植被总体上比较稀疏;②2005年区域内的草地退化总面积为14.19×10⁴km²,占区域天然草地总面积的39.64%,其中轻度退化面积最多,占退化总面积的65.96%,其次是中度和重度退化,分别占25.20%和8.84%;③草地退化的主要原因一是与近年来该区域的气候变化有关,二是草地超载率达到59.18%,过度放牧引起的草地退化和沙化现象也越来越严重,是局部草地退化的根本原因,人口的增加和人类活动频繁对草场的破坏,也是近年来草地退化的主要原因。

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资源生态

利用CASA模型估算黑河流域净第一性生产力

陈正华, 麻清源, 王建, 祁元, 李净, 黄春林, 马明国, 杨国靖

2008, 23(2): 263-273. https://doi.org/10.11849/zrzyxb.2008.02.011

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陆地生态系统是维系生物圈乃至人类存在与发展的生命支持系统。该系统净第一性生产力估算研究有助于寻找陆地植被从大气中固定碳的数量及影响其时空分布的驱动因子。基于CASA(Carnegie Ames Stanford Approach)模型,结合多光谱遥感数据和气候数据,模拟干旱半干旱典型区黑河流域1998~2002年净第一性生产力的时空分布,并分析和探讨了上、中、下游NPP的驱动因子。研究结果证明CASA模型适用于内陆河流域范围内NPP研究;通过分析黑河流域上、中、下游的NPP变化与气温、降水、太阳辐射和NDVI的相关关系,发现上游山区NPP与热量相关性显著,中游地区由于人工绿洲对水资源的截留用于作物灌溉,NPP相对稳定,下游的NPP受热量和水分因素共同复杂控制。

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学报动态

六盘山生态旅游区旅游步道对人类践踏干扰的响应研究

席建超, 胡传东, 武国柱, 吴普, 葛全胜, 成升魁

2008, 23(2): 274-284. https://doi.org/10.11849/zrzyxb.2008.02.012

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从生态系统响应和游客主观认知的双重视角,对六盘山旅游区旅游步道对人类旅游践踏干扰的响应进行了研究。结果表明:①自然状态下旅游践踏干扰主要集中在旅游步道边缘1~3m范围内,但不同生态系统差异较大。在调查的3个景区中,小南川景区乔灌草生态统主要集中在旅游步道1m左右;凉殿峡景区高山草甸生态系统集中在1~2m之间;野荷谷景区华北落叶松林下生态系统则达到3m左右;②采用地表覆盖物响应指数(Index of Land Cover Impact,ILCI)和游客可接受改变限度(Limits of Acceptable Change,LAC)来衡量受干扰旅游步道响应程度,在1m范围内各调查样区ILCI均达到4级或5级严重冲击程度;1~2m间以凉殿峡景区ILCI值较高(39%),介于1~2级之间,而小南川与野荷谷景区ILCI值属1级轻微影响;3m及以外三者影响基本较小。游客对游道沿线土壤裸露度可接受改变限度为55.7%,3个调查样区1m范围内植被覆盖减少率(CR)均超过此水平;③调查样区旅游步道响应强弱与游道坡度、边坡坡度以及游道宽度具有一定相关性;④地表覆盖物响应指数因与其它各响应变量间显著相关,可作为评估旅游干扰系统响应的一项简易而有效的指标。研究结果也表明,目前旅游践踏干扰已对游道沿线环境以及游客游憩体验产生了一定的负面影响。因此,改变目前景区开发无序状态,加强旅游步道规划设计和游客行为规范,建立长期环境监测系统,将对制定防治游憩冲击策略,促进六盘山生态旅游区可持续发展具有重要指导价值。

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资源生态

青海湖流域土地利用/覆被变化研究

李小雁, 许何也, 马育军, 王建华, 孙永亮

2008, 23(2): 285-296. https://doi.org/10.11849/zrzyxb.2008.02.013

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研究青海湖流域的土地利用/覆被变化,对识别流域人类活动特征和分析区域生态环境演化规律及其成因具有重要意义。文章以1977~2004年4期遥感影像数据为基础,采用土地利用转移矩阵、动态度、利用程度等方法,研究了青海湖流域1977年以来的土地利用变化特征及其空间分异规律。研究结果表明:①近年来流域内生态用地数量逐渐减少,其中水域面积净减少292.70km²;②对草地的开垦占用是流域增加耕地的主要来源,1977~2004年因湖泊水位下降而增加的沙地面积为103.22km²;③1977年以来,流域内除2000~2004年水域面积减少速率显著上升达0.71％外,其他主要类型土地面积变化速率不断减缓;④流域内沙地主要分布在海晏县(70％以上),90％的林地和95％以上的耕地均分布在刚察、共和两县,各县土地利用结构变化特征存在差异;⑤土地利用程度综合指数平均值为186.47,明显低于其他地区,说明人类活动对流域土地利用变化影响较小,区域生态环境问题的研究应当更加注重自然因素的驱动作用。

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资源评价

中国城市水资源消费与气候的关系研究

陈惠娟, 千怀遂

2008, 23(2): 297-306. https://doi.org/10.11849/zrzyxb.2008.02.014

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论文利用多项式法将气候耗水量从水资源消费总量中分离出来,用统计分析的方法探讨了气候耗水量与气候因子之间的关系。研究表明:温度、降水量和相对湿度是影响气候耗水量的主要气候因子,在不同地区、不同季节有不同表现,在我国东部,二者的相关性较显著,西部不太明显,而且冬、春季的区域分异明显,夏、秋季不明显,其中冬季在南北向的分异明显,春季在东西向的分异明显。

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资源评价

黑龙江省气候变化对粮食生产的影响

蔺涛, 谢云, 刘刚, 陈德亮, 段兴武

2008, 23(2): 307-318. https://doi.org/10.11849/zrzyxb.2008.02.015

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收集1986~2000年黑龙江省79个县市农业生产资料和30个气象台站逐日气温、降水资料,应用柯布-道格拉斯生产函数方法将粮食产量分解为气候产量和经济产量,然后用EOF方法分析了粮食产量、气候影响程度指数、≥10℃积温、生长季降水的时空变化特征及其关系。结果表明:15年间全省粮食产量稳步增加,气候变暖趋势明显但降水变化不显著,变暖对粮食生产有利,降水的变化未对粮食产量产生实质影响。15年间气候影响程度总体增大,但气候变化及其影响具有时空差异性:1986~1993年北部和西南部积温增加明显,粮食产量增加大于东北部和东南部;1993~2000年东北部和东南部积温增加明显,粮食产量增加超过北部和西南部。

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资源评价

崇明东滩大型底栖动物食源的稳定同位素示踪

余婕, 刘敏, 侯立军, 许世远, 欧冬妮, 程书波

2008, 23(2): 319-326. https://doi.org/10.11849/zrzyxb.2008.02.016

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利用稳定同位素示踪技术,对崇明东滩盐沼湿地夏季不同生境大型底栖动物的食物来源和营养结构进行了初步研究。结果显示,表层沉积有机质稳定碳、氮同位素组成分别在-21.3‰~-24.2‰、4.6‰~5.6‰,不同生境下存在一定差异。植物体各组织的同位素值存在差异,在判别食物来源时需要注意,不能简单地以植物叶片值来代替整个植株。大型底栖动物的δ¹³C值为-14.7‰~-23.6‰,表现出食物来源的差异。总体上说,湿地优势植物的活植物体不是大型底栖动物的主要食物来源,沉积有机质是大部分底栖消费者的食物基础。底栖动物的氮同位素能较好地反映其食性和营养级,计算出崇明东滩大型底栖动物营养级在2.0~3.7,为一级消费者和二级消费者。

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资源评价

环杭州湾地区城市扩张的遥感动态监测

孙善磊, 周锁铨, 魏国栓, 吉宗伟, 陈红梅

2008, 23(2): 327-335. https://doi.org/10.11849/zrzyxb.2008.02.017

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以环杭州湾地区为研究对象,应用决策树和形状指数相结合的方法从TM影像中分别提取了2003年和2006年的城镇用地信息,并对杭州市、绍兴市和宁波市的城市扩张特点进行了分析和研究。通过精度检验,城镇用地总体Kappa系数都在0.87以上,说明该方法提取城镇信息是行之有效的。2003年环杭州湾地区的城镇用地面积为914.04km²,2006年为1 286.1km²,4年间城镇用地净增了372.06km²,主要城市用地净增了192.6km²;杭州市、绍兴市、宁波市市区面积增加了43.7 km²;而其它县城与开发区增加了145.6 km²;说明小城市在环杭州湾地区城市化进程中处于主导地位;而大城市的作用则相对较小。杭州市、绍兴市城市扩张明显,其中尤以杭州市下沙区和绍兴市袍江工业园区的扩张最显著;宁波市城市扩张最小,特别是余姚城区。扩张方向上,杭州市主要向西北和北面扩张;宁波市在各个方向上的扩张比较平均。

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资源研究方法

土地资源的多级网格数据结构建立与应用研究

单玉红, 朱欣焰, 杜道生

2008, 23(2): 336-344. https://doi.org/10.11849/zrzyxb.2008.02.018

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传统的基于行政区的土地统计数据不能完全表现区域内部土地利用的空间分异特征,以武汉市为实验区,对基于网格的统计信息算法STING(Statistical Information Grid-based method)进行扩展,以景观多样性指数为定量化指标对实验区进行四叉树划分生成不均匀多级网格,建立一种拟合了行政区划界线的不均匀的多级网格结构来存储、管理和分析土地数据。并以此多级网格数据结构为平台计算和生成实验区人口密度空间分异渲染图,初步抽取了人口分布与土地利用之间的关系。实验表明,基于多级网格的统计方法能更好地表达土地利用及其相关数据的空间分异性,利于对土地资源数据的进一步挖掘以抽取所需知识。

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资源研究方法

Multi-Agent System 模型在土地利用/覆盖变化中的研究进展

陈海, 梁小英, 高海东, 王涛

2008, 23(2): 345-352. https://doi.org/10.11849/zrzyxb.2008.02.019

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在微观与中宏观尺度上,MAS模型可以反映景观中具有自动性、异质性和分散性的人类决策,利于阐明智能体对自然与社会经济环境的适应机制。因而在自然资源管理、农业经济和城市模拟等领域得到广泛应用。目前,该模型的研究主要集中在智能体决策、智能体相互作用、模型多尺度、模型检验与验证等几个方面。综合分析得出如下结论:①智能体决策框架还需进一步完善,特别有限理性决策框架(Bounded Rationality)还需进一步完善;②智能体之间相互作用的研究仍停留在定性的、概念性的水平,还需进一步研究定量分析智能体相互作用的方法;③在多尺度研究中,第一种尺度转化途径机理明确,但决策的空间显性(spatially-explicit)表达较为困难;第二种途径可以表达空间显性,但决策与土地利用变化之间的逻辑解释不强;第三种途径可以表达土地利用过程中决策与复杂性关系,但智能体之间的相互作用处理较为简单;④还需加强对模型的检验与验证方面的研究,探索验证人类复杂行为的技术方法。

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专题论坛

我国土地资源学研究新进展及其展望

刘彦随, 杨子生

2008, 23(2): 353-360. https://doi.org/10.11849/zrzyxb.2008.02.020

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土地资源学是研究土地资源的形成与演变过程、分类与分布规律、数量与质量评价,以及土地资源开发、利用、保护与管理的一门综合性学科。近些年来,我国在土地调查、土地评价、土地整理、土地可持续利用、土地利用规划与资源战略、土地利用优化配置与集约利用、土地资源安全与生态友好型土地利用模式等专业领域取得了显著进展。论文着重分析土地资源学科研究的新进展,对近年来我国土地资源学科最新成果及其在国民经济与社会发展中的应用、成效和前景进行评析,对我国土地资源学科发展趋势进行展望,提出新时期土地资源学研究的主要方向和重点领域。

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