中国自然地理区划研究的新进展与发展趋势(2)

2.3区划空间单元及其尺度系列完整

近年来完成的自然区划及其相关工作所涉及的空间地理单元及其尺度系列完整。从行政单元来看，从小尺度的乡镇、县域、省域一直到全国尺度；从自然地理单元来看，从流域、大区一直到全国均有涉及。特别是一些较为特殊的自然地理单元如江河源区、绿洲和海岸带均成为自然区划的对象。如冯永忠等利用气候—地貌—植被模式，在充分考虑人类活动因素的基础上，将江河源区划分为4个大区7个二级区和11个三级区[42]；杨发相等在对绿洲范畴进行界定的基础上，以气候地带的差异性、地貌单元和内陆河流域的完整性为区划原则，

以水热条件、地貌单元、河流属性等为指标，进行绿洲区划。将中国绿洲划分为3大区及14个二级区，阐明了在二级区采用“区、类结合”的划分方法，以地貌形态成因类型为指标进行绿洲类型划分[43]。杜军等在中国海岸带灾害地质研究的基础上，将海岸带划分为2882个评价单元，构建了中国海岸带灾害地质稳定性评价6类5级指标体系。采用模糊数学方法,构造了稳定性评价模型，引入专家层次分析法划定了各指标权重，对中国海岸带进行了灾害地质稳定性定量评价，并利用评价结果将中国海岸带灾害地质稳定性划分为5级43段[44]；此外，在区划单元选择方面，郑达贤等将流域单元作为自然区划的基础，把全国划分为3个自然大区、11个自然地区和63个自然区。自然区划的成果方便利用于地域关联研究，从而为土地利用规划的宏观用地的控制、用水控制，为环境影响评价和生态功能区划、生态环境保育和建设，提供实用的自然基础[45]。2.4区划技术方法鲜有创新

自地理数学方法引入中国后，地理学家特别是自然地理学家一直进行定量技术与方法在区划工作的应用尝试。其定量方法和技术虽然多种多样，但以参数化的统计方法如聚类(多种聚类方法如系统聚类、模糊聚类等)、主成分分析等应用最为广泛。这一现状在近年的区划实践中并没有得到明显改善。尤其是在气候分区中，科学家偏爱聚类与旋转经验正交函数融合的分类(分区)技术，如丁裕国等从理论上证明了统计聚类检验与旋转经验正交函数或旋转主分量分析(REOF/RPCA)用于气候聚类分型区划的关联性，以此提出两者相结合的一种新的分型区划方法，并用仿真随机模拟资料和实例计算验证了理论与实际结果的一致性，从而证实了这种分型区划方法的有效性及其优点[46]。除此之外，概率推理也常常用于自然地理区划工作，如丛威青等在对不确定因子法、主观贝叶斯法、贝叶斯网络法和影响图法等4种不确定性推理方法进行原理分析的基础上，总结形成了一套基于不确定性推理开展斜坡类地质灾害危险性区划的方法体系，实现了对传统区划方法的改进。不确定因子法和主观贝叶斯法主要用于对影响因子进行标度，比较适合于较大范围的危险性区划工作；而贝叶斯网络法和影响图法则要求明确给出各影响因子之间的关系，进而得到灾害发生概率，其对数据项及数据精度的要求较高，所以更适合于较小范围的区划

11期高江波等：中国自然地理区划研究的新进展与发展趋势

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研究[47]。

非参数化方法尤其是人工神经网络模型一直是区划工作依赖的定量方法之一。近年的工作以使用自组织特征映射网络(SOFM)模型最为普遍。如张静怡等选用了86个水文站点和8个反映流域下垫面因素和水文气候特征的水文因子，利用已被广泛应用于模式分类问题中的SOFM神经网络分区方法自动识别子区的个数，较为客观地将江西和福建两省划分为3个水文大区[48]。孙强等从资源禀赋和资源需求的角度，综合考虑粮食安全、建设占用、生态退耕和农业结构调整等对耕地资源的压力，建立了中国耕地压力分类的SOFM网络模型。在SOFM网络分类的基础上，考虑综合性、相对一致性、区域共轭性和行政单元完整性等区划原则将全国分成4个耕地压力地带、25个耕地压力区[49]。蔡博峰等以土壤侵蚀、地表水环境、地下水环境和生境等生态敏感性因子为网络输入参数，构建了SOFM模型，对北京市房山区的生态敏感性进行了分区。结果表明，房山区西北部山区的敏感性最高；东部平原是地表、地下水非常丰富的地区，属中度敏感；二者间的丘陵浅山区敏感性相对较弱[50]。不论是参数化的统计方法还是非参数化的统计模型，应用于自然区划工作时有两大缺陷。一是统计模型对于区划机理刻画的先天不足，尤其是当区划对象过于复杂或多因子综合时；二是从分类结果到分区结果的转换缺乏科学规范依据。面对定量方法的不足，现在绝大多数学者都恪守定量与定性相结合的区划研究范式。

在关键自然地理区划界线的定位和检视上，李双成等探讨了通过空间小波变换获取多尺度模极大值定位过渡带的方法。以NDVI和降水作为小波多尺度分解的对象，应用db3小波核函数分别对49条样带的模极大值进行了多尺度检测，并在GIS中确定其地理坐标。研究结果表明：识别半干旱半湿润生态地理分界线的最佳空间尺度为20～40km，小于这一尺度定位过程容易受到局部地表覆被因素如城市区域或地形的影响，大于这一尺度由于要素被过度平滑，造成定位不准；从定位点的聚集度分析，NDVI的定位效果好于降水，特别是在较大空间尺度上。而与综合自然地理区划方案中的半干旱半湿润分界线比较，从定位点的方向性、平均最短距离以及均衡度三项指标综合判断，小波变换对于降水过渡带的定位优于对NDVI的定位。研究证实，空间小变换与GIS结合是提高生态地理分界线识别与定位科学性的重要途径，是对专家系

统划分界线方法的有力补充和完善[51]。

除了通过建立分区指标体系，应用数理统计进行聚类的区划定量模式外，王费新等通过建立以植被─侵蚀动力学理论为依据，将黄土高原划分为4个类型区：长城沿线区、黄土丘陵沟壑东区、黄土丘陵沟壑西区和黄土高原沟壑区。其原理是在植被─侵蚀动力学方程组确定的2维平面上划定不同的侵蚀强度区域，以此达到分区目的[52]。

在区划工具上，绝大部分的区划工作及其方案均在GIS平台上实现，使用了其中的图层叠置和空间分析技术。区划要素的信息来源多为地面调查数据和不同空间分辨率的遥感影像解译数据。2.5区划方法论思考有所重视

长期以来，尽管各种类型的部门自然区划和综合自然区划工作较多，但对于区划的方法论研究与思考较少。近年来这一现状有一定改观。郑度等在分析前人区划研究工作与成果的基础上，探讨了自然地理区划方法论及其体系。首先，阐述了自然地理区划的内涵：自然地理区划既是区域划分的结果，也是区域划分的方法与过程，同时还是认识地理特征和发现地理规律的一种科学方法。其次，提出了包括区划本体、区划原则、区划等级系统、区划模型和区划信息系统的自然地理区划范式，其中自然地理区划原则、等级系统和区划模型构成了区划方法的核心，并且通过区划模型，实现区划原则、指标体系和单位等级系统的综合[53]。樊杰阐述了主体功能区划的科学基础，提出了区域发展的空间均衡模型，认为标识任何区域综合发展状态的人均水平值趋于大体相等阐释了功能区形成应有利于实现空间均衡正向(差距缩小)演进过程，空间均衡的前提是资源要素在区域间的合理流动。探讨地域功能演替对空间均衡过程的影响，提出了区划方案效益最大化是同区域如何划分和对地域功能随时间变化的正确把握程度相关的[23]。2.6区划方案应用指向进一步强化

中国的自然区划工作一直有强调应用对象的传统。从最早的黄秉维综合自然区划为大农业布局服务，到近年来傅伯杰的生态区划面向生态整治与恢复，郑度的中国生态地域划分与全球环境变化 …… 此处隐藏：3087字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……