Ứng dụng công nghệ GIS trong nghiên cứu đánh giá tổng hợp sinh thái cảnh quan miền núi

分类号：

密

级：

中国地质大学
博士学位论文

基于 GIS 的山地景观生态综合评价研究
——以越南老街省沙巴县为例

学

号：LBYG20100001

博 士 生：KIEU QUOC LAP（桥国立）
学科专业：地图制图学与地理信息工程
指导教师：吴信才 教授、 刘修国 教授
所在学院：信息工程学院

二○一四年五月


学校代码：10491

博士生学号：LBYG20100001

中国地质大学
博士学位论文

基于 GIS 的山地景观生态综合评价研究
——以越南老街省沙巴县为例

博 士 生：桥国立（KIEU QUOC LAP）
学科专业：地图制图学与地理信息工程
研究方向：地理信息系统
指导教师：吴信才 教授、 刘修国 教授

二○一四年五月


A Dissertation Submitted to
China University of Geosciences for Doctoral Degree

Study on Mountainous Landscape Ecology
Assessment Based on GIS
A Case Study in Sapa district, Laocai province, Vietnam

Ph.D. Candidate：KIEU QUOC LAP
Major: Cartography and Geographic Information Engineering
Study Orientation: Geographic Information System
Supervisor：Prof. Wu Xincai and Prof. Liu Xiuguo

China University of Geosciences
Wuhan 430074 P. R. China


中国地质大学（武汉）研究生学位论文原创性声明
本人以诚信声明：本人所呈交的博士学位论文《基于 GIS 的山景
观生态综合评价研究——以越南老街省沙巴县为例》，是本人在导师

的指导下，在中国地质大学（武汉）攻读博士学位期间独立进行研
究工作所取得的成果。论文中除已注明部分外不包含他人已发表或
撰写过的研究成果，对论文的完成提供过帮助的有关人员已在文中
说明并致以谢意。
本人所呈交的博士学位论文没有违反学术道德和学术规范，没
有侵权行为，并愿意承担由此而产生的法律责任和法律后果。

学位论文作者签名：
日

期：

KIEU QUOC LAP
2014 年 5 月 28 日


中国地质大学（武汉）学位论文使用授权书
本人授权中国地质大学（武汉）可采用影印、缩印、数字化或
其它复制手段保存本学位论文；学校可向国家有关部门或机构送交
本学位论文的电子版全文，编入有关数据库进行检索、下载及文献
传递服务；同意在校园网内提供全文浏览和下载服务。
涉密论文解密后适用于本授权书。

学位论文作者签名：
日

KIEU QUOC LAP

期： 2014 年 5 月 28 日

作者简介
桥国立（Kieu Quoc Lap），男，越南国籍，1982 年 08 月生，越南老街省
宝胜县人。2005 年毕业于越南河内师范大学，获地理学学士学位；2008 年毕业
于越南河内师范大学自然地理学专业，获工学硕士学位，同年来太原科学大学
当教师，从事的主要研究方向为景观生态学、地图学与地理信息系统。
2010 年 09 月来中国学习了一年汉语，然后在中国地质大学（武汉）开始攻
读地图制图学与地理信息工程专业博士研究生。在博士研究生学习期间，共完
成 12 门课程的学习，累计学分 29.5 分。同时也在这段时间作者有六篇科学论
文已被录用，具体如下：
1.

2.
3.

4.

5.
6.

Kieu Quoc Lap, Wu Xincai, Nguyen Tien Thanh. Entropy problem simulation in
Landscape Ecology assessment based on GIS: A case study of landscape conservation
value assessment in Sapa district, Laocai province, Vietnam. Applied Mechanics
and Materials, Vols 295-298 (2013): 23732377. (2012 年可持续能源与环境工程国
际学术会议，EI 检索)
Kieu Quoc Lap, Nguyen Tien Thanh. 基于 GIS 和 AHP-GDM 在土地适宜性评价中的应用—
以越南老街省为例. 地理与地理信息科学，2013，（29）：4850.（核心检索）
Kieu Quoc Lap, Do Thi Van Huong. Application of GIS in assessment the ecological
adaptation of amomum armaticum in bio-climatic conditions of Laocai province.
Journal of Science and Technology, Thai Nguyen University of Vietnam, 2012,

93(05): 2933. (在越南发表)
Kieu Quoc Lap, Nguyen Tien Thanh. Applying GIS technique to create Land mapping
unit for Agricultural land assessement of Sapa - Taphin area in Laocai province
Vietnam. Journal of Geographical Sciences, 2013, 12(04): 6872.(在越南发表)
Kieu Quoc Lap, 吴信才，刘修国，Nguyen Thi Thu Thuy. 基于 GIS 技术的森林景观保
存值评价研究中的熵模型模拟. 地理与地理信息科学，2014，
（30）
：3436（核心检索）
Nguyen Tien Thanh, Liu Xiuguo, Wang Hongping, Kieu Quoc Lap, Dang Thai Son. Ore
Volume Measurement Based on 3D Laser Scanning Technique: a Case Study. Advanced
Materials Research, Vols 610-613 (2013): 37083714.（EI 检索）


基于 GIS 的山地景观生态综合评价研究
——以越南老街省沙巴县为例
博士生：桥国立（KIEU QUOC LAP）
指导教师：吴信才 教授、刘修国 教授

摘 要
地理信息系统（GIS）作为一种有效的技术方法，已广泛应用于多种科学领域，其中包
括景观生态学研究。该论文以越南的沙巴县为研究地点。研究地点是越南的海拔最高的山
地县，也是一个非常特殊的自然地理区域，具有潜在的自然资源丰富，该地区地形复杂、
气候多异、植被类型纷繁、土母质多变，形成了对农林业是十分有利的的土壤资源。然而
沙巴也是越南最贫困的地区之一，主要表现在经济活动有限，自给自足的生产方式，自然
资源开发利用的效率不高，土地利用系数低。
本文以 GIS 为主要研究方法，针对山地景观生态进行分析与评价。本文总结了景观生
态学的研究现状，初步应用山地景观生态的理论基础及研究方法。在生态学理论、可持续
发展理论、系统理论和越南的热带季风生态理论的基础上，结合 GIS 空间分析方法以及包
括遥感图像处理法、统计数据收集和文献查阅法、野外调查法、农村快速评估法、定量分
析法在内的多种技术手段进行数据的收集处理和分析。基于上述研究，本文已采用了一些

GIS 模型在山地景观生态综合评价中的应用，如在作物生态适宜性评价中 ALES-GIS 模型、
在山地土地适宜性评价中 GIS 和 AHP-GDM 耦合模型。
本研究取得以下主要结论和成果:
1.建立了沙巴县山地景观生态综合评价研究的服务 GIS 数据库。利用所收集的数据（卫
星遥感影像、地形和土地利用现状的纸质图、行政区划空间数据、有关的统计年鉴数据及
文档数据等）建立了 GIS 数据库，包括空间数据库和非空间数据库。该数据库是沙巴县山
地景观生态分析评价与规划的基础，具有重要的作用。在山地景观生态评价分析过程中，
本研究主要采用地理信息系统的空间分析软件，如 Arcview 3.3 、ArcGIS 10.1、Mapinfo
10.0 以及遥感影像处理软件 Envi 4.6、Erdas Imagine 9.0。
2.根据上述 GIS 数据库，针对沙巴县山地景观生态格局进行分析，并建立了一系列山
地景观图。首先，通过沙巴县山地景观生态格局的单因子，深入分析山地景观的垂直格局
构成地形、地貌、土壤、气候和植被的五种主导自然要素。对每个要素进行了分析、分级
并在地图上可视地显示。在此基础上利用 GIS 空间叠加功能，将各景观单因子图叠加生成


综合景观生态图和山地景观分区图。分析结果表明沙巴县山地景观生态是非常复杂多样的，
全县共可分为 3 个景观生态组、87 个不同的景观类和 280 个不同的景观斑块。
3.针对山地农林业景观生态，本文对景观适宜性进行评价。在评价过程中，主要集中
在三个内容：第一，森林景观生态保存值评价，应用熵模型，基于 GIS 技术对森林景观指
数进行模拟，并确定森林景观保护的边界。第二，对一些主要农作物的景观生态适宜性评
价。采用 ALES-GIS 评价模型，选择果树、经济作物和药用作物三个农作物组对沙巴县景观
生态条件进行生态适宜性评价，评价结果以适宜性评价图的形式体现。第三，基于 GIS 和
AHP-GDM 模型的区域稳定土地适宜性评价，在专家提出的参考意见下对林地、果园用地、
工业原料用地、药材用地 4 种土地景观进行适宜性的分类。
4.提出了沙巴县山地农林业景观生态规划方案。在沙巴县山地景观生态分析评价的结
果与农林业发展现状的基础上，以可持续发展观点为主，确定了四个景观生态功能区，包
括生态保护区、生态缓冲区、生产与生态恢复区及生态农业区；同时提出了农作物的发展
规划优先的空间、森林发展优先的空间和生态保存优先的空间。
通过研究的成果和内容可知本文有以下创新点：
1.在越南老街省沙巴县，运用 GIS 技术进行景观生态综合评价研究，初步提出山地景

观生态评价研究理论框架、概念及内涵。
2.提出了山地景观生态分类与评价指标体系：沙巴县山地景观生态分类指标体系包括
景观组、景观类型、景观斑块和景观小区。针对沙巴县农林业景观生态特点，以可持续为
理论基础，建立一些作物生态适宜性评价指标。
3.建立了基于 GIS 技术的农林业景观生态功能分区编制技术体系，提出了沙巴县山地
农林业景观生态规划方案。
关键词：GIS 技术； 山地景观； 景观生态格局； 生态适宜性评价； 沙巴县


Study on Mountainous Landscape Ecology
Assessment Based on GIS
A Case Study in Sapa district, Laocai province, Vietnam
Ph.D Candidate：KIEU QUOC LAP
Supervisor：Prof. Wu Xincai and Prof. Liu Xiuguo

ABSTRACT
Geographic Information System (GIS) has become a very effective application that is being
applied in many different fields including landscape ecology research. The research area of this
thesis is Sapa district which is the highest mountainous region in Vietnam. This region possesses
particular geographic features that containing mainly high mountains. In other hand, the complex
divided mountains lead to variously other natural conditions like climate, soil, vegetation systems,
etc. These natural conditions could give strong advantages to develop its economy especially in
developing agriculture, forestry and tourism. But this district could not use up effectively its
resources. Thereby, Sapa district is still the poorest district in Vietnam. In order to meet
objectives of sustainable development, we need more thorough researches to estimate its natural
conditions, and put forward proposals to plan this territory suitably.
In this thesis, GIS is used as a mainstream approach to analyze and assess the ecological
structure of mountainous region landscape. This thesis sums up the research on landscape ecology,
by initially building a theoretical basis and research methods for mountainous landscape ecology.
Furthermore, this application uses other theories in fields of ecology, sustainable development,

systems and the tropical monsoon nature of Vietnam. Research methods that supported this thesis
include: fieldwork, remote sensing image processing, collecting statistical data, rural rapid
assessment and quantitative analysis. In particular, the thesis has established and successfully
applied a number of integrated GIS models, such as ALES-GIS model for adapting assessment of
plant ecology, AHP-GIS model for adapting assessment mountainous land, DEM model for
analyzing terrain elevation, etc.
This study has made important results and achievements as followings:
1. The GIS database system was built to adquately serve research and integrated assessment
of mountainous region landscape ecological such as in Sapa district. From the data collected such
as satellite remote sensing images, paper topographic maps, land use map, administrative map,
statistical yearbooks data, related texts and documents, etc… GIS data platform was built,
including spatial data and attribute data. This is an important database for spatial structure


analysis, assessment and planning of mountainous landscape use in Sapa district.
2. Based on the GIS database, this thesis analyzed structure of mountainous landscape
ecology and established system of landscape map for Sapa district. Firstly, landscape ecological
structure analysis was conducted according to form factor, which analyzed five natural elements
forming vertical structure of the landscape. These five natural elements were topography,
geomorphology, soils, climate and vegetation. Each of these factors were analyzed, decentralized
and were shown on the visualization of map. Under the help of overlay functions in GIS space,
the composition maps were overlayed to form landscape ecological map and landscape ecological
zoning map. The analytical results show a differentiation complex of mountainous landscape in
Sa Pa, whole territory was divided into 3 groups of landscape, 20 areas of landscape, 87 types of
landscape and 280 patches of landscape.
3. Focusing on agricultural and forest landscape of mountainous region, the study conducted
level of adaptive landscape ecology assessment. The assessment process mainly focused on three
contents: The first was conservation value assessment of the forest landscape and Entropy
mathematic model was applied, indicators of forest landscape was simulated to determine
conservation boundary of the forest landscape based on GIS technology; The second assessment

conducted level of adaptive landscape ecology for some agricultural crops, application
ALES-GIS integration model in assessing ecological adaptation for 3 groups of agricultural crops.
The assessment results have identified the specific level of adaptation and shown to be clear
boundaries on adaptive assessment maps; The third, sustainable land assessment, application GIS
and AHP-GDM model consult the experts, assessment results were categorized for the 4 types of
sustainable land landscape including forest land, land for fruit crops, land for industrial crops and
land for medicinal plants.
4. This thesis recommends using rational planning of agricultural and forestry landscapes in
Sapa district The basis for the proposed planning scheme is based on the results of analysis,
landscape assessment, and the current state of agriculture and forestry development in Sapa district.
Take the perspective of sustainable development as a key, thesis has identified four zones of
landscape function, which include: ecological protection zone, ecological buffer zone, ecological
restoration zone and agro-ecological zone. Simultaneously proposed space planning development of
agricultural crops, space priority forest development and space ecology conservation.
Keywords: GIS, mountainous landscape, landscape structure, adaptive ecological
assessment, Sapa district


Ứng dụng công nghệ GIS trong nghiên cứu
đánh giá tổng hợp Sinh thái Cảnh quan miền núi
(Trường hợp nghiên cứu ứng dụng tại huyện Sa Pa,
tỉnh Lào Cai, Việt Nam)
Nghiên cứu sinh：KIỀU QUỐC LẬP
Hướng dẫn khoa học：GS.TS NGÔ TÍN TÀI và GS.TS LƯU TU QUỐC
Luận án được thực hiện tại: Trường đại học địa chất Trung Quốc

TÓM TẮT
Hệ thống thông tin địa lí (GIS) đang trở thành một phương pháp ứng dụng rất có hiệu
quả, nó đang được áp dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau, trong đó có nghiên cứu sinh thái
cảnh quan học. Luận án lựa chọn huyện Sa Pa của tỉnh Lào Cai là địa điểm nghiên cứu. Sa

Pa là một huyện miền núi cao nhất của Việt Nam, đây cũng là một khu vực địa lí tự nhiên rất
đặc thù, địa hình chủ yếu là núi cao bị chia cắt phức tạp, dẫn đến các điều kiện tự nhiên khác
(khí hậu, đất đai, thảm thực vật) bị phân hóa đa dạng. Điều kiện tự nhiên là một thế mạnh lớn
giúp huyện Sa Pa phát triển kinh tế, đặc biệt là phát triển ngành nông lâm và du lịch. Tuy
nhiên, do khai thác nguồn tài nguyên chưa có hiệu quả nên Sa Pa vẫn là một trong những
huyện miền núi nghèo của Việt Nam. Để đáp ứng mục tiêu phát triển bền vững cần phải có
những nghiên cứu, đánh giá các điều kiện tự nhiên nhằm đưa ra những định hướng quy
hoạch lãnh thổ một cách hợp lí.
Trong luận án này tác giả sử dụng GIS như là một phương pháp chủ đạo để phân tích
đánh giá cấu trúc sinh thái cảnh quan miền núi. Luận án đã tổng kết các nghiên cứu về sinh
thái cảnh quan của các tác giả đi trước, bước đầu xây dựng cơ sở lí luận và phương pháp
nghiên cứu đánh giá sinh thái cảnh quan miền núi. Trong đó, ứng dụng các lí luận về sinh
thái học, lí luận về phát triển bền vững, lí luận hệ thống và lí luận về tính chất nhiệt đới gió
mùa của Việt Nam. Các phương pháp nghiên cứu bổ trợ bao gồm: phương pháp điều tra thực
địa, phương pháp xử lí ảnh viễn thám, phương pháp thu thập dữ liệu thống kê, phương pháp
đánh giá nhanh nông thôn và phương pháp phân tích định lượng. Đặc biệt luận án đã thành
lập và ứng dụng thành công một số mô hình tích hợp GIS như mô hình ALES-GIS trong
đánh giá thích nghi sinh thái cây trồng, mô hình AHP-GIS trong đánh giá thích nghi đất đai
miền núi, mô hình số hóa độ cao DEM trong phân tích địa hình địa mạo.
Trong quá trình nghiên cứu, luận án đã đạt được một số kết quả chủ yếu sau:


1. Xây dựng được hệ thống cơ sở dữ liệu GIS phục vụ nghiên cứu đánh giá tổng hợp cảnh
quan sinh thái miền núi huyện Sa Pa. Từ những cơ sở dữ liệu thu thập của ảnh vệ tinh viễn
thám, các bản đồ giấy về địa hình, hiện trạng sử dụng đất, bản đồ hành chính, các dữ liệu niên
giám thống kê và các tài liệu văn bản liên quan,… luận án tiến hành xây dựng kho dữ liệu GIS,
bao gồm các dữ liệu không gian và các dữ liệu thuộc tính. Đây chính là cơ sở dữ liệu quan
trọng phục vụ phân tích cấu trúc không gian, đánh giá và quy hoạch sử dụng cảnh quan miền
núi huyện Sa Pa.
2. Dựa vào cơ sở dữ liệu GIS, luận án tiến hành phân tích cấu trúc sinh thái cảnh quan

miền núi huyện Sa Pa và thành lập hệ thống các bản đồ sinh thái cảnh quan. Trước tiên, cấu
trúc sinh thái cảnh quan huyện Sa Pa được tiến hành phân tích theo các yếu tố đơn, trong đó đi
sâu vào phân tích 5 yếu tố chính của tự nhiên hình thành lên cấu trúc đứng của cảnh quan là địa
hình, địa mạo, thổ nhưỡng, khí hậu và thảm thực vật. Mỗi một yếu tố được tiến hành phân tích,
phân cấp và được thể hiện trên các bản đồ trực quan. Dưới sự trợ giúp của chức năng chồng
xếp không gian trong GIS, các bản đồ thành phần được chồng xếp tạo thành bản đồ sinh thái
cảnh quan tổng hợp và bản đồ phân vùng cảnh quan. Kết quả phân tích thể hiện sự phân hóa
phức tạp của cảnh quan miền núi huyện Sa Pa, toàn huyện phân thành 3 nhóm cảnh quan, 20
tiểu vùng cảnh quan, 87 loại hình cảnh quan và 280 khoanh vi cảnh quan khác nhau.
3. Lấy cảnh quan nông lâm nghiệp miền núi là đối tượng nghiên cứu chủ đạo, luận án
tiến hành đánh giá mức độ thích nghi sinh thái cảnh quan nông lâm nghiệp huyện Sa Pa.
Trong quá trình đánh giá, tập trung chủ yếu vào 3 nội dung: Một là, đánh giá giá trị bảo tồn
của cảnh quan rừng, mô hình toán Entropy được ứng dụng, các chỉ số cảnh quan rừng được
mô phỏng trên nền công nghệ GIS để xác định ranh giới bảo tồn cảnh quan rừng; Hai là,
đánh giá mức độ thích nghi sinh thái cảnh quan đối với một số cây trồng nông nghiệp chủ
đạo, ứng dụng mô hình tích hợp ALES-GIS trong đánh giá thích nghi sinh thái với 3 nhóm
cây trồng, kết quả xác định được các mức độ thích nghi cụ thể và có ranh giới rõ ràng trên
bản đồ đánh giá thích nghi; Ba là, đánh giá thích nghi bền vững đất đai, ứng dụng mô hình
GIS và AHP-GDM có sự tham khảo ý kiến các chuyên gia, kết quả đánh giá đã phân hạng
thích nghi bền vững đối với 4 loại cảnh quan đất là đất lâm nghiệp, đất trồng cây ăn quả, đất
trồng cây công nghiệp và đất trồng cây dược liệu.
4. Luận án đề xuất các kiến nghị quy hoạch sử dụng hợp lí cảnh quan nông lâm nghiệp
miền núi huyện Sa Pa. Cơ sở để đề xuất các phương án quy hoạch là dựa vào kết quả phân
tích, đánh giá cảnh quan và hiện trạng phát triển nông lâm nghiệp của huyện Sa Pa, lấy quan
điểm phát triển bền vững làm chủ, đề tài đã xác định được 4 vùng chức năng cảnh quan, bao
gồm: vùng bảo vệ sinh thái, vùng đệm sinh thái, vùng phục hồi sinh thái và vùng nông
nghiệp sinh thái; đồng thời kiến nghị không gian quy hoạch phát triển các cây trồng nông
nghiệp, không gian ưu tiên phát triển rừng và không gian bảo tồn sinh thái.
Từ khóa: kỹ thuật GIS, cảnh quan miền núi, cấu trúc cảnh quan, đánh giá thich
nghi sinh thái, huyện Sa Pa.

目

录

第一章 绪论 ................................................................................................................................. 1
§1.1 选题依据及研究意义 ..................................................................................................... 1
1.1.1 选题根据 ................................................................................................................ 1
1.1.2 研究的目标与意义 ................................................................................................ 2
§1.2 国内外研究现状及存在问题 ......................................................................................... 2
1.2.1 景观生态的研究现状 ............................................................................................ 2
1.2.2 GIS 在景观生态中的应用研究现状 ..................................................................... 5
1.2.3 存在问题 ................................................................................................................ 7
§1.3 研究范围与内容 ............................................................................................................. 7
1.3.1 研究范围 ................................................................................................................ 7
1.3.2 研究内容 ................................................................................................................ 8
§1.4 论文结构 ......................................................................................................................... 8
第二章 山地景观生态评价研究理论基础及其研究方法 ......................................................... 9
§2.1 山地景观生态的有关概念 ............................................................................................. 9
2.1.1 景观与景观生态学 ................................................................................................ 9
2.1.2 山地景观生态的主要概念 .................................................................................. 10
§2.2 山地景观生态研究理论基础 ...................................................................................... 11
2.2.1 热带季风山地景观生态理论 .............................................................................. 11
2.2.2 可持续发展理论 .................................................................................................. 14
2.2.3 系统论 .................................................................................................................. 14
§2.3 GIS 模型在山地景观生态评价分析中的应用 ............................................................ 15
2.3.1 DEM 模型在山地景观生态要素分析中的应用................................................. 15
2.3.2 基于 ALES-GIS 耦合模型的作物生态适宜性评价方法................................... 16
2.3.3 基于 AHP-GDM 和 GIS 耦合模型的土地适宜性评价方法 ............................. 16

§2.4 研究方法与技术路线 ................................................................................................... 17
2.4.1 研究方法 .............................................................................................................. 17
2.4.2 研究技术路线 ...................................................................................................... 18
§2.5 本章小结 ....................................................................................................................... 18
第三章 沙巴县山地景观生态格局的形成因素特点分析 ....................................................... 20
§3.1 地理位置及自然条件造成沙巴县景观的垂直格局 ................................................... 20
3.1.1 研究区的地理位置 .............................................................................................. 20
3.1.2 研究区的自然条件 .............................................................................................. 21
§3.2 人口及社会经济条件 ................................................................................................... 27
3.2.1 人口与民族 .......................................................................................................... 27
3.2.2 经济活动与自然资源开采 .................................................................................. 28
§3.3 森林恢复生态演替对沙坝县山地景观稳定性影响分析 ........................................... 30


3.3.1 自然森林恢复生态演替 ...................................................................................... 30
3.3.2 人工森林恢复生态演替 ...................................................................................... 32
§3.4 本章小结 ....................................................................................................................... 33
第四章 基于 GIS 的沙巴县山地景观生态格局分析 .............................................................. 34
§4.1 GIS 数据库建立及空间分析方法................................................................................ 34
4.1.1 数据来源与 GIS 数据库建立 .............................................................................. 34
4.1.2 空间分析方法 ...................................................................................................... 35
§4.2 基于 GIS 的沙巴县山地景观生态单因子分析 ........................................................... 37
4.2.1 地形地貌要素分析及地图制图 .......................................................................... 38
4.2.2 土壤要素分析及地图制图 .................................................................................. 41
4.2.3 气候要素分析及地图制图 .................................................................................. 46
4.2.4 植被要素分析及地图制图 .................................................................................. 48
§4.3 基于 GIS 的沙巴县山地景观生态空间格局分析 ....................................................... 51
4.3.1 沙巴县山地景观生态分类 .................................................................................. 51
4.3.2 沙巴县山地景观生态分区 .................................................................................. 58
§4.4 本章小结 ....................................................................................................................... 63

第五章 基于 GIS 的沙巴县山地景观生态评价 ...................................................................... 64
§5.1 基于 GIS 的沙巴县森林景观生态保存值评价 ........................................................... 64
5.1.1 熵模型在森林景观生态评价中的应用 .............................................................. 64
5.1.2 沙巴县森林景观评价中的熵模型解决结果 ...................................................... 66
5.1.3 基于 GIS 的沙巴县森林景观保存值模拟 .......................................................... 68
§5.2 对一些典型农作物的沙巴县景观生态适宜性评价 ................................................... 70
5.2.1 ALES-GIS 模型在作物生态适宜性评价中的应用 ............................................ 70
5.2.2 评价的农作物组选择及其生态指标阈值确定 .................................................. 71
5.2.3 对一些典型农作物的沙巴县景观生态适宜性评价结果................................... 81
§5.3 沙巴县土地利用适宜性评价 ....................................................................................... 84
5.3.1 评价方法及模型的创建 ...................................................................................... 84
5.3.2 评价要素分级及权重值确定 .............................................................................. 86
5.3.3 稳定土地利用适宜性评价结果 .......................................................................... 88
§5.4 本章小结 ....................................................................................................................... 90
第六章 沙巴县山地农林业景观生态规划 ............................................................................... 91
§6.1 沙巴县山地农林业景观生态规划的基础 ................................................................... 91
6.1.1 沙巴县农林业发展现状及土地利用现状 .......................................................... 91
6.1.2 农林业景观的潜力面积 ...................................................................................... 93
6.1.3 农林结合的经济发展功能 .................................................................................. 94
§6.2 沙巴县农林业景观生态功能分区 ............................................................................... 95
6.2.1 生态保护区 .......................................................................................................... 96
6.2.2 生态缓冲区 .......................................................................................................... 96
6.2.3 生产与生态恢复区 .............................................................................................. 97
6.2.4 生态农业区 .......................................................................................................... 97


§6.3 沙巴县山地农林业景观生态发展空间建议 ............................................................... 98
6.3.1 农作物发展优先的空间 ...................................................................................... 98
6.3.2 森林发展优先的空间 .......................................................................................... 99
6.3.3 保存优先的空间 ................................................................................................ 100

§6.4 本章小结 ..................................................................................................................... 100
第七章 结论与展望 ................................................................................................................. 101
§7.1 结论 ............................................................................................................................. 101
7.1.1 取得的主要成果 ................................................................................................ 101
7.1.2 创新点 ................................................................................................................ 102
7.1.3 缺点与不足 ........................................................................................................ 102
§7.2 展望 ............................................................................................................................. 103
致谢 ............................................................................................................................................. 104
参考文献 ..................................................................................................................................... 105
附录 ............................................................................................................................................. 115


论文中地名翻译表
序号

越南名

中文名

英文名

1

Lào Cai
Sa Pa
Bát Xát
Bảo Thắng
Lai Châu
Hoàng Liên Sơn
Ô Quy Hồ

Tả Giang Phình
Bản Hồ
Nậm Cang
Bản Khoang
Tả Phìn
Trung Chải
Suối Hồ
Lao Chải
Tả Trung Hồ
Suối Thầu
San Sả Hồ
Tả Van
Hầu Thào
Cam Thắng
Bản Phùng
Sa Pả
Phan Xi Păng
Ngòi Bo
Ngòi Đum
Sử Pán
Sèo Tí Mỷ
Thanh Kim
Thanh Phú

老街

Lao Cai
Sa Pa
Bat Xat
Bao Thang

Lai Chau
Hoang Lien Son
O Quy Ho
Ta Giang Phin
Ban Ho
Nam Cang
Ban Khoang
Ta Phin
Trung Chai
Suoi Ho
Lao Chai
Ta Trung Ho
Suoi Thau
San Sa Ho
Ta Van
Hau Thao
Cam Thang
Ban Phung
Sapa
Panxipang
Bo River
Dum River
Su Pan
Seo Ti Min
Thanh Kim
Thanh Fu

2
3
4

5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30

沙巴
巴沙
保胜

莱州
黄连山
乌龟湖
大江坪
湖寨
楠刚
宽寨
大坪
中寨
水湖
老寨
大中湖
水头
三岔湖
大湾
喉操
甘胜
奉寨
下坝
番西邦
爹河
母河
石盘
小地泉
青金
青福


2014.5

中国地质大学博士学位论文

1

第一章 绪论
§1.1 选题依据及研究意义
1.1.1 选题根据
景观生态学 (Landscape Ecology)是研究在一个相当大的区域内，由许多不同生态系
统所组成的整体(即景观)的空间结构、相互作用、协调功能和动态变化的科学。景观生态
[1]
学是一门比较年轻的学科，是宏观生态学研究的一个新的领域 。1939 年 Carl.Troll 首先
提出景观生态学，并于 20 世纪 60 年代末至 70 年代初期形成一门独立的生态学的分支学科，
主要研究与景观结构、功能以及变化有关的生态学原理及其应用，解决人类面临的生态问
题。景观生态学作为一门交叉学科，当前的相关研究十分活跃。它的产生和发展，给传统
生态学和地理学带来了许多新的思想，其研究途径和成果为资源开发和环境生态保护提供
了新的科学方法和决策依据。景观生态学研究不仅开拓了生态学中的新领域，并且对农业、
林业、环境保护、园林等各个部门，均有重要的意义。
当今，地理信息系统（Geographic Information System-简称 GIS）技术的应用已经
渗透到各行各业，无论在理论研究还是具体的应用研究上，GIS 技术都取得了巨大的进步。
GIS 是以地理空间数据库为基础，在计算机软硬件的支持下，对空间相关数据进行采集、
管理、操作、分析、模拟和显示，并采用地理模型分析方法，同时提供多种空间和动态的
[2]
地理信息，为地理研究和地理决策服务而建立起来的计算机技术系统 。由于有许多优越
的功能，GIS 已经逐步成为一个有效的工具应用于多种研究，特别是需要进行信息管理、
数据存储和叠加以及空间分析的领域，例如自然条件评价研究、环境影响评估、城市管理、
制造预报图等。对景观生态学评价分析规划而言，GIS 技术在很大程度上改变了景观生态
学的研究方式，也逐渐成为景观生态学的重要研究手段之一。因此，本文使用 GIS 技术进
行山地景观生态评价分析的研究。
越南是东南亚地区的一个国家，自然条件复杂多样。越南属热带季风气候，土壤肥沃，
动植物种类繁多，矿产资源丰富。但是与世界相比，越南仍然是一个贫穷的国家，经济落

后，尤其是自然资源的开发和利用并不合理，缺少可持续性。为了满足可持续发展的策略，
需要对越南境内多个区域指定详细的规划政策，因此相关的具体研究是必不可少的。本人
是一个越南人，对上述问题，本文以越南老街省沙巴县为实验研究地点，进行山地景观生
态评价的研究。沙巴（Sa Pa）县位于 1600m 海拔的半山腰，是越南西北部的老街省海拔最
高的山地县，该县所处的黄莲山，最高峰潘西邦峰海拔 3134m，被誉为印度支那的“屋
[3]
脊” 。沙巴地区是一个非常特殊的自然地理区域，该地区地形复杂，气候多异，植被类
型纷繁，土母质多变，然而自然资源储量丰富，土壤肥沃，对农林业的发展是十分有利的。
由于该地区经济落后，自然资源开发利用的效率不高，土地利用系数低。因此，针对区域


2

KIEU QUOC LAP：基于 GIS 的山地景观生态综合评价研究

2014.5

山地景观生态进行分析评价是必要的，有利于引导合理和可持续资源使用规划。

1.1.2 研究的目标与意义
景观生态分析与评价的研究目的是在复杂的斑块镶嵌的景观中发现有潜在意义的规律
性，以确定产生空间格局的因子和机制，对于自然资源的管理、生态环境的优化、生物多
[4]
样性保护等都具有重要的意义(Greig，1996) 。景观生态分析与评价就是进行景观生态状
况评价，为景观生态规划、管理及建设提供基础。通过分析区域景观生态特征，以及对它
们进行判断、综合与评价，可以设计出与区域自然条件相协调的生产方式和生态结构，提
出生态系统管理的途径与措施。
选题研究具体目标是在县级范围的空间水平上，以 GIS 技术为主要手段，以沙巴县山
地景观生态状况为研究对象，进行处理和分析，并制做出一系列景观生态因素地图和山地
景观生态地图，从而对森林景观保存值、景观生态的适宜性对农林业的影响进行评价。同

时，探讨人类活动与景观格局的相互关系及其对生物多样性保护的意义，从而为土地利用
规划和管理、自然资源的保护与可持续利用提供必要的决策参考。
运用 GIS 技术的原理与方法，对山地景观生态综合评价进行研究，具有非常重要的理
论意义。本文不仅总结景观生态理论基础与研究方法，而且在研究过程中建立了一些新的
研究模型，提高了山地景观生态研究的效率。研究的结果有全面性和客观性，对未来的应
用研究具有巨大的意义。
实际上，这是第一次在越南的县级行政范围上进行山地景观生态综合评价分析研究。
GIS 方法的应用，不仅可以对沙巴县山地景观生态格局特点进行明显的分类，对景观生态
分类的单元进行评价，同时可以将分类和分析结果可视化表示，从而具有重要的意义。在
评价过程中，作者特别重视时间推移引起的景观变化，即针对景观生态的动态评价，考察
景观的过去、景观的现在和预测未来的发展。这项研究的结果将为管理专家高效开采和利
用自然资源的决策提供了科学依据。鉴于该地区对自然资源开发和利用缺乏科学的评价和
稳定的政策，该研究对越南山区（以沙巴县为例）的经济社会发展战略具有重要意义。

§1.2 国内外研究现状及存在问题
1.2.1 景观生态的研究现状
1.2.1.1 世界上景观生态的研究现状
景观生态学是地理学与生态学之间的一门交叉学科，也是新兴的学科。1939 年著名的
德国地理植物学家特罗尔（Carl.Troll）是首先学家提出“景观生态学”(Landscape
[5]
Ecology)术语 。根据坦斯利（Tansley）的生态系统理论和采用航空像片研究东非土地利
用，特罗尔认为景观生态是一门综合学科，与很多学科相关。之后，在“植物群落和景观
生态学”会议他提出了景观生态定义，标志着景观生态学研究在欧洲的兴起。二战后，中
欧成为景观生态学研究的主要地区，德国、荷兰、捷克成为三大研究中心。1968 年 Rintelen
理论与应用植物社会学私立研究所所长 Tuxen 主持召开了首届国际景观生态学研讨会。
1972 年荷兰成立了荷兰景观生态学会。欧洲的景观生态学研究起源于土地利用评价与规划


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中国地质大学博士学位论文

3

并逐渐扩展到资源开发与管理、生物多样性保护等领域，在理论上强调景观的多功能性、
综合整体性、景观与文化的协同，并提出了整体性景观生态学的概念框架。
从 1980 年 到 1990 年 是 景 观 生 态 学 研 究 热 潮 时 期 ， 国 际 景 观 生 态 学 协 会
（Internationnal Association of Landscape Ecology—IALE）的诞生，标志着北美景观
生态学派的形成。IALE 成立以来，景观生态学的国际学术交流与合作异常活跃，有关景观
生态学的专著、文献等出版物大量涌现。各国专家开始将景观生态学理论与自然保护工作
相结合进行研究。在此期间出版的工作对景观生态学的理论奠定了基础，有代表性的学者
如： Forman、Godron、Narch、Lieberman、Naveh、Haber、Risser、Zorreveld、等。1981
[6]
年 R.T.T.Forman 和 M.Godron 提出了景观形态概念斑块（patch）、走廊（corridor）、基
质（matrix）
。1982 年 Naveh 发表景观生态学理论、系统方法和第一次研究人类对景观生
[7]
态的影响。然后 Tjallingli 和 De Vee 出版《Landscape Ecology Perspective》 ，在
书上他们提及景观的垂直结构，包括天然地理成分（地质、地貌、气候、土壤、植被）及
其对人类的影响。1984 年，Z.Narch 和 A.S.Lieberman 出版的《Landscape ecology: theory
[8]
and application》 ，是第一本景观生态学专著。1986 年 Richard T. T. Forman 和 Michel
[9]
Godron 出版《Landscape Ecology》 教材，标志景观生态学发展进入了一个全新阶段。
从 20 世纪 90 年代中期以来是世界景观生态的强大发展阶段，IALE 分会在欧洲如德国、
捷克、斯洛伐克、瑞士相继建立，并发展了东亚、南美和非洲景观生态的研究中心。捷克
是传统的景观生态研究中心，在综合景观生态评价规划中有许多积极影响的。针对全国规
[10]
模土地利用，1988 年 M.Ruzichka 和 M.Miklas 提出了 Landep 方法 ，这方法采用国土优
化模型应用于土地适宜评价。在斯洛伐克，生态景观应用研究侧重于环境影响评价，并继

续发展 Landep 方法在资源管理与国土规划（Agenda 21 议程， Ruzicka，2000）
。在俄罗
斯，景观生态研究面向地理学，包括景观的结构功能研究、景观中的要素之间定量关系（A.V.
Khoroshev）和景观动态（Ixatrenko，Nikolaiev，Zhuchkova）
。在挪威和芬兰考古遗产管
理与景观生态之间的结合很发达，以历史地图建设为文化遗产景观保护价值评价（Domaas
[11]
和 Timberlid, 2003） 。此外，在此期间也有理论性研究阐明景观生态的研究理论基础
及 其 研 究 方 法 。 其 中 多 位 不 得 不 提 的 学 者 包 括 I.S.Zoneveld 、 R.T.T.Forman 、
M.C.Farina 、M.L.Soriano 等。1990 年 I.S.Zoneveld 出版《Quantitative methods in
[12]
landscape ecology》 ，这本专著提出了定量方法在景观生态的评价，这标志着一个具有
高精确度的新方法的提出。1998 年在景观生态学报 M.C.Farina 发表了《Principles and
[13]
methods in landscape ecology》 这文章提及了景观生态学的原理和方法，其中首次提
出了生态承载力原理和现场调查专家判断法。
美洲景观生态学相对欧洲而言发展较晚，但是其在创造景观生态学的基本理论框架上，
已经取得许多成就，并逐渐形成了自己的特色。一些代表性的学家如: Monica G.Turner、
[14-17]
R.V.O’Neill、 R.H.Gardner、E.A.H.Smithwick、E.H.Stanley、A.S.Lieberman、等
。
在北美的景观生态学研究的内容往往侧重于：空间格局对生态过程的影响、景观动态、阈
[18]
值和非线性因素、规划管理和景观恢复 。景观生态学研究在加拿大有规划者、土地管理
者，地理学家与生态学家之间的密切合作。同时，美国景观生态发展注重于空间定量化、
[19]
文化景观研究、扩大生态学的概念和方法。2005 年 M.G.Turner 使用统计模型对之前北美
发表的相关论文进行了总结，结果表明景观生态学的发展趋势越来越强，并预测在北美的
一些未来景观生态研究方向，包括：空间异质性理论发展和建模、空间结构对生态系统功

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KIEU QUOC LAP：基于 GIS 的山地景观生态综合评价研究

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能的影响、空间结构对种关系的影响、基因技术结合、应用 3S( GIS 、RS 和 GPS)技术与
统计模型。南美区域的景观生态研究发展相对晚，重点研究领域针对农林业生态系统的保
护性和城市景观发展、景观生态规划应用、物种和生态系统结构保护。2005 年 11 月南美
洲景观生态国际会议第一次在阿根廷举行，会议已得到巴西、哥伦比亚、委内瑞拉、智利、
玻利维亚许多科学家的支持和合作，这是对于南美洲景观生态学研究领域的国际合作而言
具有积极的意义。
最近年来，除了欧洲和美洲两个主要的研究区域以外，景观生态研究工作在其他区域
如在在非洲、大洋洲（澳大利亚）、东亚（中国，日本）蓬勃发展，上述地区关于理论基础、
方法的研究获得了越来越高的认知度和广泛的应用。在非洲，研究方向侧重于景观的结构
和功能、复杂热带景观分析以及由于资源开采活动引起的生态后果预测，大多数研究项目
都是非洲的管理家与发展国家的研究伙伴之间的合作预案。在东亚研究活动也很活跃,并取
得诸多成绩。
比较有重要的意义的事件是第 8 届国际景观生态学大会在中国举行
（2011 年），
这标志着亚洲景观研究的一个新的发展阶段。
1.2.1.2 在中国景观生态的研究现状
中国的景观生态学研究相比西欧和北美而言起步较晚，相关学者于 20 世纪 80 年代初
开始进行相关研究，这些初步的研究仅仅是对国外学者的研究成果和理论基础的概述。1984
年在地理学报上黄锡畴等发表了《长白山高山苦原的景观生态分忻》，这是国内景观生态学
研究方面的第一篇论文。之后，一系列的学者如林超、张雪峰、傅伯杰、陈昌笃、景贵和、
李哈滨、金维根、肖笃宁等研究人员都以景观生态学为主要研究方向，这些学者也为中国
景观生态的建立起到了开拓奠基的作用。
在 20 世纪 80 年代，一批优秀的景观生态学的专业书籍和论文被翻译成中文。1983 年，

林超在《地理译报》上发表了两篇译文，一篇是 C.Troll 的《Landscape Ecology——景观
生态学》，一篇是 E.Naphthol 的《Landscape Ecology Development Stage——景观生态学
发展阶段》。1989 年肖笃宁主持翻译了 R.T.T.Forman 和 M. Godron 的《Landscape Ecology
——景观生态学》一书。这些译文初步给予国内作者提供了研究方向和基础理论与方法。
在中国，景观生态的研究从 20 世纪 90 年代迅速发展，大量论文书籍出现，研究工作
也卓有成效，研究结果也得到许多成就，充分展示了发展前景。一些代表性的研究如：肖
[2]
笃宁等在《应用生态学报》发表了《沈阳西郊景观结构变化的研究》 一文，该文是中国
学者参照北美学派的研究方法而开展的景观格局研究的典范著作。随后，景贵和出版了《吉
[21]
林省中西部沙化土地景观生态建设》 论文集。伍业钢和李哈滨的研究侧重于理论基础和
[22]
研究方法，他们两已经出版了两篇重要的文章《景观生态学的理论发展》 和《景观生态
[23]
学的数量研究方法》 。这段时间，地理学和景观生态学著名的学家傅伯杰的研究对景观
[24]
生态有巨大的意义，例如《黄土区农业景观空间格局分析》 、
《景观多样性分析及其制图
[25]
[26]
研究》 、《景观多样性的类型及其生态意义》 等。
近年来，在中国的景观生态学研究向纵深发展，集中解决急需重点的问题，研究人员
采用了新方法、新技术得到了高效率。从理论基础来说，景观生态学主要依据生态学和地
理学原理，如“复合种群”、“等级理论”、“ 空间格局”、“尺度效应”，融合了格局
与过程。关于研究方法，景观指数方法不断发展，景观模拟模型经历了从非空间到空间的
发展过程，地理信息系统和遥感技术的广泛应用，野外观测和模拟不断深入。从应用方向
来说，景观生态的研究注重于土地评价与利用规划、生物多样性保护与自然保护区设计、


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中国地质大学博士学位论文

5

生态系统保护、恢复与管理、城市规划与设计。其中，突出两个主要的问题，第一问题是
景观格局、过程与尺度的进展特征，第二问题是景观评价、规划和模拟的进展特征。各代
[27-50]
表性的学家有肖笃宁、高峻、李晓文、刘滨谊、蔡博峰、富伟、傅伯杰、陈利顶等
。
1.2.1.3 在越南景观生态的研究现状
越南的景观生态研究发展较晚，取得的成就仍然是有限的。在 1992 年之前，大部分研
究工作基于俄罗斯的当代景观理论学派，主要包括“自然地理区划”、“地理景观”、“景观
[51]
研究”、“景观设施”、“景观分区”、“景观分析”、“景观评估”等 。期间最显著的事件是
越南景观生态分会诞生（1992 年），该分会的诞生有助于越南景观生态研究的发展和跟国
际景观生态学协会科学信息的交流。第一届研讨会的报告对越南景观生态学发展定向有重
要的意义，其研究方法论定向，确定景观生态结构因素的作用，并发展应用的景观生态学。
在专业期刊上，虽然越南的景观生态作品数量不多，但内容相当多样，并做到了理论
[52]
与实践并重。1996 年在《生态学报》上范广英发表了《景观生态结构略图》 ，其中他指
定生态经济模型一定包括天然、社会、生产三个分系，并以景观为基础单元。这种观点已
经被应用在绿色旅游规划研究，特别是越南的咖啡种植区规划。之后，
（1998-2004 年）阮
[53]
世村提出了一系列景观生态学理论的个人意见 ，主要为景观生态的模型在自然资源管理
[54]
和环境规划研究中的应用 。阮文荣的一些作品是主要涉及景观学与生态学的发展导致景
[55]
[56]

观生态的融合方面的研究 。2002 年武自立出版了《越南北方景观分区》 一书，这是在
越南的第一本提出景观分类指标体系的专业书籍。
近年来，为了服务经济发展和环境保护，越南国内的应用研究项目多集中在生态系结
[57]
构分析和景观生态评价方面，例如：发展农林和渔业在沿海区景观（范世荣，2006 年） 、
[58]
发展果木在中游区景观（范广疃，2008 年） 、发展长期工业树在西源区景观（范广英，
[59]
2010 年） 等。许多研究已应用在环保领域，如：范黄海的《景观生态的评价与环保的问
[60]
[61]
题》
（2009 年） ，张光河的《沿海区湿地规划》
（2011 年） ，阮安盛的《基于生态学理
[62]
论在越南西源区可持续发展评价中的应用》（2012 年） 。
根据越南景观生态学研究的统计结果，本文认为：虽然各方向研究相对丰富，但大多
是基于基础调查研究服务自然资源合理利用的目的，因而缺乏高度专业化研究的工作；研
究只集中在广袤的领土，还没有专注于小比例；景观分析评价的指标体系不清楚，无章可
循；少数项目采用综合评估方法，但人为因素的作用未提及；尤其是研究方法的局限性，
主要还采用传统的研究方法，侧重于定性，景观评价中尚未引进新的研究方法，特别是遥
感和地理信息系统的技术。

1.2.2 GIS 在景观生态中的应用研究现状
1.2.2.1 GIS 在世界上景观生态中的应用研究现状
世界上把 GIS 技术应用于景观生态评价分析中的研究起步较早。从 20 世纪 60 年代，已
[63]
经有初步的将 GIS 应用在天然地理因素分析的相关研究，并制作景观分类图 。到今天，可
以说 GIS 技术逐渐成为景观生态研究的特征方法之一。其在景观生态学的应用包括：景观生
态的分类、数据分析应用、生态系空间模拟、景观规划与管理等。西欧和北美两个研究地区，

特别是美国、加拿大、法国、德国、荷兰等国，将 GIS 技术应用在景观生态学并取得了显著
的成效。


6

KIEU QUOC LAP：基于 GIS 的山地景观生态综合评价研究

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目前世界上有一些代表性的研究项目，如：美国学者 Mario 和 Wohl（1994）在哥伦比
[64]
亚用 GIS 进行景观生态灾害和风险评估 。利用 GIS 对麦德林地区地质灾害各因素，如地
质构造、气候、地形、地貌单元及其形成作用、土地利用和水文条件等进行了分析和归纳，
进而把每一种因素细分为不同范畴等级，借助于 GIS 软件(GRASS)的空间信息存储、缓冲区
分析、DEM 模型及叠加分析等功能，对有关滑坡、洪水和河岸侵蚀等灾害倾向地区进行了
灾害分析。McGarigal 和 Marks（1995）应用 FRAGSTATS 软件进行景观结构的分析量化，在
分析工具的帮助下将景观的结构单元具体分类，同时绘制出区分斑块与基质结构的边界，
[65]
并在 2002 年，继续使用 FRAGSTATS 软件建立景观空间结构分类地图系统 。R.C Frohn
[66]
（1998）利用 GIS 技术进行土地生态分类 。他采用交互信息分析 ( Mutual Information
Analysis) 尤其是空间熵技术( Spatial Entropy Technique)对萨克拉门托南部的景观进
[67]
行了生态单元的准确划分。E.Peccol 等（2004） 以 GIS 技术为工具，评估农业活动对景
观变化的影响。对于随时间动态变化的农业活动（例如土地、集约、游耕）
，采用 GIS 技术
重叠信息层可以看到农业景观的空间结构的变化。
此外，仍然有许多其他典型的研究，例如在日本 Bunkei Matsushita 等人利用在时间
上连续的高质量 GIS 数据研究了 1979 年至 1996 年间 Kusumigaura 湖盆的景观结构的变化

[68]
特征,并利用 Fragsta 计算了其景观指数 。M.G Turner（2005）也已经应用 GIS 在北美
[69]
景观生态分析评价的应用 ，他采用 ArcView 软件分析“过去-现在-将来”的景观。S.
[70]
Steiniger 和 G.J. Hay（2009）将 GIS 技术应用在生态系统的评价分析 等。还有许多别
的学者把 GIS 技术在景观生态学研究中的应用，如:M.C Davise、J. Marion、O. Bastian、
[71-80]
G. Richard、J. A. Wiens 、R. Brian、A.C. Millington 、Y.C. Weng 等
。
1.2.2.2 GIS 在中国景观生态中的应用研究现状
近年来，中国注重发展 GIS 技术，许多新的软件如 MapGIS、GeoStar、SuperMap、TWGIS
相继问世并取得了广泛的应用。特别是在景观生态学研究领域，GIS 技术的应用带来了新
的研究方向。虽然中国在 20 世纪 70 年代，GIS 技术才开始应用在景观生态学研究，但已
经取得了许多成就。通过文献查阅，可以看到在中国 GIS 在景观生态学中的应用主要集中
于四个问题：辅助景观生态类别分类，景观制图及生态因子指数统计，景观动态信息提取
和景观规划管理。
关于 GIS 技术应用于景观生态类别分类方面，有一些代表性的研究项目如：黄俊芳、
[81]
王让会等（2004） 借助于 ARCVIEW 的相关功能对已做过监督分类的影像进行手工校对、
修改和细分。并在 ARC/ INFO 平台上、进一步建立多边形拓扑关系、生成多边形属性表。
[82]
杨克磊、张建芳、杨晓帆等（2008） 运用 GIS 技术对南湖生态示范区的景观类型进行分
类, 将南湖生态示范区划分为密林景观、疏林浅草景观、湖面景观、休闲娱乐景观、农田
景观、自然生态恢复区、文化景观和其他用地等 8 种类型。田劲松、过家春、刘琳等（2011）
[83]
通过 MapGIS6.7 数字化成图软件对图形属性进行了分析和统计。
一般的 GIS 都能提供强大的制图功能，所以许多研究人员将 GIS 应用在景观制图。例
[84]
如，黄方(2003) 在 GIS 软件 ArcInfo 的 Grid 模块支持下, 用 MakeStack 命令把 GRID 格

式的土地利用 P 覆被、土地沙化和碱化程度、地貌类型、土壤肥力和干燥度量化分级图变
[85]
换为一个综合图。徐明德、李静、彭静等(2010) 通过 GIS 软件制作获得了土地垦殖率分
布图、人口图等各分布图。特别是，在 GIS 提供相应功能的辅助下，可以对生态因子指数
[86]
进行统计。马荣华（2001） 等用遥感图像处理软件和地理信息系统基础软件提取有关的


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中国地质大学博士学位论文

7
[87]

生态因子，然后计算每项生态因子的评价指数。熊鹰（2005） 基于 GIS 的湖南省生态环
境综合评价研究的生态环境指数的计算、分级和综合评价等级图的生成都是在 ArcView 软
件中完成的。
景观生态的动态研究是一个景观生态学重要的任务。中国的生态学者已经将 GIS 应用
[88]
在景观生态的动态研究中，进行景观的动态的分析和评价。2006 年在北京地区，周昕薇
[89]
等采用 GIS 和 RS 进行湿地环境动态监测与分析。之后，叶延琼 基于遥感影像和 GIS 技术、
结合景观斑块特征分析、景观形状评价对岷江上游流域的景观格局动态进行了分析。扎龙
[90]
湿地景观研究的时候，龚文峰、袁力、范文义 （2010）主要使用 1995 年、2000 年和 2005
年 Landsat TM 遥感影像和 GIS 分析手段，他们提出了研究区域景观结构模型、景观要素
的时空演变分析、景观组分变化和转移过程,并定性分析景观动态变化特征和驱动机制。
基于 GIS 的景观生态规划管理的研究，同样也引起了很多中国学者的关注。各研究项
目一般侧重于运用 GIS 技术建立生态系统管理的模型，生态环境规划评价，提出景观规划

[91]
管理方案等。2009 年，赵筱青 等采用 GIS 技术针对土地资源空间格局分析，然后提出了
[92]
土地资源优化管理的模型。2010 年，周媛 等基于 GIS 的卧龙湖湿地生态规划根据景观生
态学的原理和方法，分析了卧龙湖湿地的生态环境现状。之外，还有王鹏、陈能汪、张潇
[93-96]
尹、徐庆勇、王军、邱扬、杨磊、赵莹、田亚平
等的研究系列。

1.2.3 存在问题
景观生态学研究发展迅速，研究工作也卓有成效，但是山地景观生态研究仍然存在以
下几个方面的问题:
（1）关于概念和理论的分析探讨占绝大部分，应用研究不多。
（2）山地景观格局指数的滥用和局限性, 生态学意义研究不够明确。
（3）缺乏山地景观格局与生态过程间相互关系的研究。
（4）山地景观生态研究方法单调、不完善，方法上没有实现质的创新。
（5）GIS在山地景观生态评价研究中的应用较少，对GIS数据处理的可靠性与准确性的
重视不够。
在越南，山地景观生态研究还有很多局限。景观生态学理论和景观生态学流派还处于
起步阶段，研究基础薄弱，技术手段相对落后，研究深度和广度不够。特别是关于基于GIS
的山地景观生态分析评价研究还没有相关研究项目。

§1.3 研究范围与内容
1.3.1 研究范围
（1）空间范围：本文研究范围限定于越南老街省沙巴县，沙巴县地理坐标为东经
0
0
0
2
103 43’28’’104 04’5’’，北纬 22 07’00’’22 28’46’’，总面积为 678.64km

的，包括一个镇和十七乡。
（2）科学范围：根据目标与任务，本文主要着眼于以下一些问题：
①.只集中于分析研究沙巴县的典型山地景观生态结构，并评价它们对农林业发展的影响。
0


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KIEU QUOC LAP：基于 GIS 的山地景观生态综合评价研究

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②.农林业的生态适宜程度的评价研究方面只选择评价主导对象，主要包括针对森林景
观生态保存值评价、对一些典型作物的生态适宜性评价、以及土地利用适宜性评价。
③.以景观类型为基本单元，本文提出建议经济发展和环境保护的优化空间。

1.3.2 研究内容
山地景观生态研究的主要内容是通过理论基础和研究方法，对山地景观生态特征进行
综合评价分析，提出山地景观利用管理的最优化方案。具体来说，本文包括下述内容：
（1）总结山地景观生态理论基础，并选择研究方法：景观生态理论基础与原理包括：
生态学理论、可持续发展理论、系统理论、越南的热带季风生态理论等。本文以 GIS 为基
础手段，使用了一些相关的研究模型，如：数字高程模型、ALES-GIS 模型、AHP-GIS 模型。
（2）研究区山地景观生态格局分类：使用 GIS 技术进行景观格局分析，即根据景观要
素的组成结构以及功能待点，划分景观生态类型。以及景观成分图制图与分析（地形地貌
图、气候图、土壤图、植被图）和山地景观生态图制图与分析。
（3）研究区山地景观生态综合评价：根据景观生态类型，对各种开发方式（农业、林
业）的适用性进行评价，进而对山地景观生态进行综合评价。
（4）研究区的农林业景观生态规划：根据沙巴县景观生态分析评价的结果，针对农林
业景观生态可持续规划，进行农林业景观生态功能区划分，同时提出农林业景观生态发展
空间建议。

§1.4 论文结构
为完成上述研究内容，本文将从以下七章展开论述，各章节内容安排如下：
第一章：绪论。主要介绍基于 GIS 区域景观生态研究的背景和现状，以及存在的问题，
进而提出本文的研究内容和研究范围。
第二章：山地景观生态评价分析研究理论基础及其研究方法。主要研究基于 GIS 区域
山地景观生态的理论思考、方法讨论和技术流程。
第三章：沙巴县山地景观生态格局的形成因素特点分析。集中在自然因素、天然干扰
与人为因素对山地景观生态格局的影响。
第四章：基于 GIS 的沙巴县山地景观生态格局分析。在 GIS 技术支持下，对景观生态
单因子进行分析，将 5 个单图层进行叠加从而制作景观生态图，最后进行分析和分组并制
作景观功能分区图。
第五章：基于 GIS 的沙巴县山地景观生态评价。本章主要涉及森林景观生态保存值评
价，对某些作物的生态适宜性评价，以及土地利用适宜性评价。
第六章：沙巴县山地农林业景观生态规划。本章主要根据沙巴县景观生态分析评价的
结果进行农林业景观生态功能区划分，提出沙巴县山地农林业景观生态发展空间建议。
第七章：结论与展望。总结全文的创新点和研究中的不足之处，并展望未来的发展方向。


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中国地质大学博士学位论文

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第二章 山地景观生态评价研究理论基础
及其研究方法
§2.1 山地景观生态的有关概念
2.1.1 景观与景观生态学
景观一词最初来自德语 Landschaft，英文原词是 Landscape，这是个有多重意义的词，

并具有很多不同的概念。景观概念的诞生来自地球表面的自然地理区域划分的研究，之后
的前苏联的地学家如：V.V.Docusaev、A.G.Ixasenko、N.A.Xolsev、L.C.Berge、G.N.Vuxotxki
等，以及西欧和北美的学者（R.Forman、M.Godron、Turner、Zonneveld、等）对这一概念
进行了修改和补充。
A.G.Ixasenko（1965）对景观的定义如下：景观是地球表面的一部分，在地带和非地
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的方面具有同一性，并具有特定的形态结构 。后来他给出了更明确的补充：同一景观的
形成必须有统一的地质背景、统一的空间、统一的气候。之后 N.A.Xolsev（1970）同样提
出了景观概念，他认为景观是一个地理区域的整体或“自然综合体”，有一个统一的构造
规律，包括地质、地形、土地、气候、动植物等自然成分。
1986 年，R.Forman 和 M.Godron 认为一个景观一定有四个特征，包括：生态系统的
聚合；各生态系统之间的物质能量流动和相互影响；具有一定的气候和地貌特点；与一定
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的干扰状况的聚合相对应 。之后，Zonneveld 也提出景观的概念，他认为景观是地球表面
空间的一部分，是由岩石、水、空气、植物、动物以及人类活动所形成的系统的复合体，
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并通过其外貌构成一个可识别的实体 。
然而到今天关于景观概念仍然存在不同的意见。基本上，景观的概念可有三种理解。
第一种是美学上的理解，
“景观”一词用来描述美丽的风景画，是风景诗、风景画及风景园
林学科的对象。第二种是地理学上的意义，景观作为地球表面气候、地形、地貌、土壤、
生物各种成分的综合体，类似于生物群落或生态系统概念。第三种是生态学上的理解，景
观指空间上相邻、功能上相关、发生上有一定特点的生态系统的聚合。本研究中，景观就
是指就是景观地理学和景观生态学。
许多学者提出了关于景观生态学的定义，每个定义都有单独的理论基础。其中一些典
型的定义，如：R.Forman（1986）认为“景观生态学是景观要素之间的空间关系、或生态
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系统的能量流、矿质营养、种组合物的组件、和随着时间景观动态的研究科学” 。Turner
（1987）强调空间尺度和生态的影响，这种类型的生态系统空间,他认为生态景观是特殊生
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态空间类型 。Pickett 和 Cadenasso（1995）提出了景观生态研究的过程是景观结构对
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生态过程的影响研究，景观格局模型开发和空间关系理论研究 。I.C.Wieber (2005)在加