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创新从土地类型到自然区划综合研究——倪绍祥先生的地理学思想与学术贡献
刘彦随,
中国科学院地理科学与资源研究所,北京 100101

作者简介:刘彦随(1965- ),男,陕西绥德人,研究员,博士生导师,研究方向为城乡发展与土地利用。E-mail:liuys@igsnrr.ac.cn

摘要

倪绍祥先生1939年6月生于江苏省无锡市。1964年本科毕业于北京大学地质地理系,1967年硕士毕业于华东师范大学地理系。曾在南京大学任教10余年,1983-1985年赴英国吕丁大学地理系进修遥感与土地资源。1994-2016年在南京师范大学地理科学学院任教。在50多年的科学研究与教育生涯中,倪先生矢志不渝、学贯东西、开拓创新,在自然地理学、遥感地学分析、自然资源评价等方面取得了丰硕成果和杰出成就。他先后主持或参加国家、部委及地方重点科研项目10余项,荣获教育部科技进步奖、江苏省科技进步奖、原国家土地管理局科技进步奖、江苏省哲学社会科学优秀成果奖、全国首届优秀地理图书奖等多项奖励,被授予“中国自然资源学会优秀科技工作者”“江苏省优秀科技工作者”“江苏省普通高校优秀学科带头人”“江苏省优秀研究生导师”等荣誉称号。倪先生从事地理学研究的学术思想与成就,主要归纳为土地类型与土地评价研究、资源利用与保护研究、环境遥感与草地蝗虫研究、综合自然地理研究等4个方面,为创新发展中国土地资源科学、综合自然地理学研究及专业学科建设、人才培养、学术交流做出了重要贡献。

关键词: 倪绍祥; 地理学思想; 学术贡献; 土地类型与评价; 综合自然地理学;
A comprehensive study of innovation from land type to physical regionalization: The geographical thought and academic contribution of Ni Shaoxiang
LIU Yansui,
Institute of Geographic Sciences and Natural Resources Research, CAS, Beijing 100101, China
Abstract

Prof. Ni Shaoxiang was born in Wuxi city, Jiangsu province in June 1939. He attained his bachelor's degree from the Department of Geology and Geography, Peking University in 1964, and his master's degree from the Department of Geography, East China Normal University in 1967. He was an outstanding geographer who enjoyed great national reputation in the scientific community. He worked as a teacher at Nanjing University for more than 10 years, and pursued his study on remote sensing and land resources at the Department of Geography, Reading University in 1983-1985. From 1994 to 2016, he engaged in teaching at the Faculty of Geography, Nanjing Normal University. In more than 50 years of scientific research and education career, Prof. Ni has made remarkable achievements in various fields of geography, including natural geography, geo-analysis of remote sensing, and natural resources evaluation, through unswerving work, extensive study and pioneering research. He has presided over or participated in more than 10 national, ministerial and local key research projects, and won multiple prizes including Scientific and Technological Advancement Award by the Ministry of Education, Scientific and Technological Advancement Award by Jiangsu province, Scientific and Technological Advancement Award by the former State Bureau of Land Administration, Philosophy and Social Science Outstanding Achievement Award by Jiangsu province, and National Award for Outstanding Geography Book. He was also awarded the Outstanding Scientific and Technological Workers of China Society of Natural Resources, the Outstanding Scientific and Technological Workers of Jiangsu province, the Excellent Subject Leader of Universities in Jiangsu province, the Excellent Postgraduate Supervisor of Jiangsu province, etc. The geographical academic thought and achievement of Prof. Ni can be summarized in four aspects: land type and land evaluation, resource utilization and protection, environment remote sensing and grassland locust, and integrated physical geography. He has made great contributions to the discipline construction, personal training, and academic exchange of China's land resources science and integrated physical geography.

Keyword: Ni Shaoxiang; geographical thought; academic contribution; land type and evaluation; integrated physical geography;
1 土地类型与土地评价研究

20世纪80年代初期,农业发展与粮食生产是中国社会面临的主要问题和难题,土地类型、土地评价、土地利用,成为解决当时农业生产发展问题的重要课题。倪绍祥先生积极投身于土地类型、土地评价和土地利用系统研究。20世纪80年代末到90年代初,主要以研究土地类型与土地评价为主,在长期潜心研究基础上,独立编写了国内首部关于土地类型与土地评价的高等院校统编教材——《土地类型与土地评价概论》[1],该教材被北京大学等海内外30余所大学作为本科生或研究生的课程教材或主要教学参考书,受到学术同行们一致好评,为推进创新土地类型与土地评价理论和方法做出了重要贡献。

1.1 土地类型划分研究

土地类型划分是将相同等级的土地单元,按照一定的划分原则和指标,进行归并的过程。倪先生于1984年通过陆地卫星多光谱遥感影像,率先编绘了北京市怀柔县110万土地类型图,20世纪90年代初,国内土地类型遥感解译多使用单一品种的遥感影像,因而存在一定的局限性。倪先生在黄土高原“七五”遥感应用公关课题研究中,应用多阶抽样解译法,基于遥感图像提取内蒙古准格尔旗皇甫川流域的土地类型信息[2]。多阶抽样解译法体现了从整体到局部,从高级到低级土地类型的分层研究思路,提高了区域土地类型调查与制图的精度和效率。

1.2 土地评价概念辨析

土地评价是土地利用规划的重要基础。不同学者在土地评价的理论问题认识上存在分歧。倪先生在科研实践的基础上,全面阐释了土地潜力评价、土地适宜性性价和土地生产潜力评价的不同内涵。他认为,这三类土地评价各有其特定的内容和服务目的,应明确区分。他主张在土地潜力评价之前要规定土地利用方式的优先次序,因为不同的土地利用次序,决定了土地潜力评价的结果。土地适宜性评价也应考虑土地利用方式,每块土地针对特定的土地利用方式进行适宜性等级评定。土地生产潜力是一定土地利用方式下的土地生产能力。从概念上理清三者的区别,有助于促进土地评价的规范化[3]

1.3 土地评价方法创新

倪先生率先将地理信息系统(GIS)技术应用到土地评价之中,形成了一套完整的方法体系。具体包括选择评价目标、确定评价因子及其分级值、建立评价因子数据库、建立土地适宜性评价模型、单项土地适宜性评价结果综合,最后将计算结果与研究区土地利用现状图、土壤图等进行抽样检验[4]。该方法将土地空间数据与土地属性数据综合,可以灵活分析、处理地图数据,有效提高了土地适宜性评价的科学性,发展了土地评价定量方法。

1.4 农地与城市地价评估

20世纪80年代初到90年代末,国内地价评估的重点主要是城镇土地定级估价,而农用地估价研究不足。20世纪90年代初,国家土地管理部门草拟了农地评价相关规程,但局限于农用地的分等定级。倪先生在典型县实证调查与研究基础上,总结提出了一套完整的农耕地地价评估体系,主要评估流程包括划分农耕地区域、选定参照田块、测算参照田块地价、建立地价评估因素因子体系并确定权重、地价评估因子等级化、地价评估因子分值化、划分评估田块、计算评估田块总分值、测算农耕地区域平均分值地价、测算评估田块地价、检验评估田块地价、地价统计与分级[5]。农耕地地价评估体系的建立和完善,推进了国内农耕地地价评估的系统化。

倪先生认为,正确评估城市土地价格,将地价作为经济杠杆去调控和引导城市土地市场,是强化城市土地资产管理的重要手段之一[6]。他借用了阿朗索竞租理论和边际分析法,在城市土地类别基准价格调查、地价测算基础上,依据土地最高收益原则和最佳利用原则,评定城市土地综合基准地价,并将该方法率先应用于苏南地区。

2 资源利用与保护研究

20世纪80年代后期,为从根本上解决中国农村温饱问题和实现小康社会目标,使全国农业生产迈上一个新台阶,国家在黄淮海平原、三江平原、松辽平原等地开展了大规模的农业资源综合开发。倪绍祥先生参加了江苏省农业资源综合开发研究项目,在长期的科研实践中拓展和深化了农业资源综合开发的理论及方法。20世纪90年代末到21世纪初,倪先生的科研重点转为资源保护与可持续利用,2000年和2004年分别出版《我国国土资源利用与保护》和《中国土地资源态势与持续利用研究》。

2.1 农业资源综合开发内容的深化

在对江苏省南通市农业资源综合开发深入研究的基础上,倪先生结合社会主义市场经济对农业资源综合开发提出的新要求,提出农业资源综合开发内涵的五个层次[7]:对尚未利用农业资源的开发利用;对中低产田、低产林、低产园、低产水面等的深度开发;按照因地制宜、扬长避短原则,调整利用方向和生产布局,优化产业结构,进一步发挥区域资源优势;对农副产品的深加工和综合利用,使种养加衔接,农工商协调发展;进一步开发农村劳动力资源和技术经济资源。

2.2 项目区选择与确定的原则

倪先生认为,农业资源综合开发的重点是按所确定的农业资源开发项目进行开发立项、资金贷拨、项目管理和项目验收。因此项目区的正确选择和确定是农业资源综合开发的关键问题。他提出选择和确定项目区的五大原则[8],即有较大的开发潜力、土地利用的限制因素相对一致、建成后有明显的综合效益、地域上集中连片、因地制宜。并以江苏省泰县为例,总结了选择和确定项目区的流程框架。首先,确定不同的土地质量级别及其分布。其次,进行区域土地生产潜力分析。第三,初选项目区。第四,对初选项目区进行投入产出分析及生态效益和社会效益分析,选择综合效益最大的初选项目区为最终项目区。

2.3 项目区开发规划方案与模型

制定科学、合理可行的项目区开发方案,是农业资源综合开发顺利开展以及资金回收的关键。倪绍祥认为项目区开发规划方案拟定应遵从三大原则,即有利于资源优势变成产品优势的原则、经济效益最大原则和生态优化原则。他还借鉴农业区位论、经济增长极核理论以及生产函数模型,将项目区开发规划方案模型分为预测子模块、产业结构规划子模块以及投资产出分析子模块。预测子模块主要对地域经济、社会、生态系统的组成要素进行预测,是拟定项目区开发方案的重要基础。产业结构规划子模块主要是对项目区的工农业产业结构进行规划,并对农业内部不同行业进行规划。投资产出分析子模块主要研究不同投资情景下的产出效果,从而确定合理的投资水平[9]

2.4 耕地资源保护研究

倪先生认为,耕地资源是农业生产和土地安全的核心。在分析江苏省耕地安全问题时,他指出耕地安全问题主要体现在五个方面[10]:耕地减少与人口增加矛盾突出;非农建设占用耕地;土壤肥力降低、退化加剧;农田环境污染日趋严重;粮食自给能力降低。其原因主要为种植业收入与成本倒挂,城镇与农村居民点建设失控以及政策管理不完善。2000年,倪先生撰写的《我国国土资源利用与保护》,全面、系统地论述了中国各类资源利用现状,被著名地理学家、国际地理联合会原副主席吴传均院士称赞为“国内第一部系统论述中国国土资源合理利用与保护的优秀著作”。

2.5 土地资源可持续利用研究

倪先生担任第三届中国自然资源学会土地资源研究专业委员会主任期间(2000-2006年),确立了“两年一度的年会制度”。他注重以学会为平台组织开展土地资源科学领域学术交流与合作。他认为,土地可持续利用是土地优化配置的基本准则,土地资源优化配置又是土地可持续利用的重要途径。土地资源可持续利用是土地利用的最终目标,是实现经济社会可持续发展的重要基础。如何评价土地利用系统的可持续性?他基于自然持续性、经济持续性和社会持续性三方面系统构建了区域土地利用持续性评价模式,研究制定了包括建立目标、系统分析、单项系列判断和提供结论在内的评价流程[11]

3 环境遥感与草地蝗虫研究

20世纪90年代,倪绍祥先生以环境遥感及其应用研究为主。他在论文“我国资源与环境研究的进展与展望”中,从经济建设、灾害防治、生物量检测和作物估产、资源与环境动态监测、矿产资源探查等五个方面阐述了中国资源与环境遥感研究的最新进展。20世纪90年代后期,他率领课题组在国内开创了将遥感技术应用于蝗虫发生机理和预测研究的先河,在深入研究蝗虫发生机理的基础上建立了基于遥感与GIS技术的蝗虫发生预测模型及蝗虫监测预警技术系统。主持完成国家自然科学基金项目“环青海湖地区草地蝗虫生境综合定量评估的遥感研究”“遥感与GIS支持下的草地蝗虫预测模型与技术系统研究”“遥感与GIS支持下的东亚飞蝗发生机理与预测模型研究”,2002年出版了专著《环青海湖地区草地蝗虫遥感监测与预测》[12]

3.1 环境遥感调查技术与方法研究

倪先生主持了国家科技攻关子项目“内蒙古准格尔旗资源遥感调查”,将遥感技术系统应用到资源调查,1992年出版了《内蒙古准格尔旗资源遥感研究》[13]。该著作从土地利用、森林资源、草地资源、土壤侵蚀类型与强度、土地类型、土地评价、水资源、土壤资源八个方面详尽探讨了遥感图像在资源调查与开发中的应用。他认为要有效进行土地资源环境调查和研究,必须革新调查和研究方法与手段。遥感具有宏观性和综合性、经济型、受自然条件限制较少、快速及动态监测等特点,适合于进行资源调查和环境监测[14]。他在论文《遥感与土地资源研究》中介绍了遥感在土地综合制图、地物覆盖类型调查制图、大范围土地资源动态监测中的作用[15]

3.2 生境因子与草地蝗虫关系研究

20世纪80年代中期到90年代末,草地蝗虫研究主要集中在内蒙古草地。1997年,倪先生首次开展了环青海湖地区草地蝗虫相关研究。他认为,摸清草地蝗虫发生与生态环境的关系是有效防治草地蝗虫灾害的前提和基础。因此,他从气候、地形、土壤三大生境因子着手,探讨了气温、降水、海拔高度、地貌类型、坡度、坡向、土壤质地、土壤温度、土壤水分、土壤盐分含量等生态环境要素与草地蝗虫繁殖、生长的关系[16]

3.3 草地蝗虫生境分类研究

针对草地蝗虫生境特征,划分草地蝗虫生境类型,是管理草地蝗灾的重要内容。倪先生主张深入开展遥感图像与蝗虫生境特征关系分析,加强GIS在蝗虫灾害监测中的应用[17]。他还提出草地蝗虫生境分类应遵循两大原则,即综合分析与主要因素相结合的原则、适度划分原则。基于以上原则,利用TM影像数据、DEM数据、草地类型图和野外调查资料,在GIS平台下通过遥感影像处理、辅助地理数据处理和基于知识的影像分类三个模块,实现对环青海湖地区草地蝗虫生境类型分类,精度达到84.23%[18]

3.4 草地蝗虫生境评价指标体系

倪先生认为,深入分析各种生境因子与蝗虫发生之间的关系是草地蝗虫生境评价的前提[16]。草地蝗虫潜在发生的可能性等级由各生境因子对草地蝗虫产卵、孵化、成虫活动等影响程度而确定。他在长期研究工作基础上,总结提出草地蝗虫生境评价因子指标体系。该指标体系包括了三大生境因子、八项指标。其中,三大生境因子包括植被、地形、土壤。其中植被因子包括植被指数、优势种和总盖度三项指标;地形因子包括海拔、坡向两项指标;土壤因子包括土壤类型、表土质地和表土含水量三项指标。他还指出时间、空间因子对草地蝗虫生境的制约作用难以用数字精确表达,草地蝗虫生境对蝗虫发生的可能性只能以“严重”或“较严重”之类的量纲表示,因此适宜采用模糊综合评判法对草地蝗虫生境进行评价[19]。有关蝗虫生境评价指标体系、预测模型及其监测预警技术,被蝗虫防治相关部门采用,产生了显著的经济效益、生态效益和社会效益。

4 综合自然地理研究

综合自然区划是认识自然和利用自然的一项重要工作[20]。1992-1995年期间,倪绍祥先生主持完成了国家自然科学基金项目“自然景观类型遥感解译为基础的中国综合自然区划研究”,为深入开展综合地理研究工作提供了重要理论与方法依据。

4.1 拓展了综合自然地理学相关理论

倪先生注重将自然和社会要素结合作为综合自然地理学的研究对象,他认为综合自然地理学在对自然地理特征、过程、机理进行研究的同时,必须将社会人文要素与过程纳入其中。研究重点应放在自然地理环境与人类活动之间相互影响与相互作用的过程与机理。他还强调,综合自然地理的综合性应包括内容上的综合与研究方法上的综合。内容上的综合着重从过程、机理、物质流、能量流和信息流上阐明自然地理环境要素与社会人文要素之间的相互作用、制约和反馈关系。方法上的综合则强调借用不同学科的理论和方法开展多学科、跨学科交叉研究。此外,他还将资源环境价值观引入综合自然地理研究中。他认为,在市场经济条件下,综合自然地理研究要与经济分析、评价相结合,区域资源的开发利用也应建立在经济效益分析的基础上[21,22]

4.2 提出综合自然地理区划的“三级区划”理论

1985-1990年,中国地理学者完成了“中国自然区划研究”重点课题,倪先生在此研究成果的基础上,依据综合分析与主导因素相结合原则、发生学原则、自然资源开发利用和环境整治方向相一致原则,以及主导因素法,提出了由自然区、自然亚区和自然小区构成的“三级区划”体系。“自然区”的划分主要依据地域水热组合特征,以及地貌特征。“自然亚区”的划分则分为三种情况:① 自然区内地带性差异显著,则依据地带性差异划分;② 地带性因素与非地带性因素相结合划分亚区;③ 依据非地带性因素划分亚区;“自然小区”的划分更多考虑亚区内由地貌差异引起的植被、土壤等的差异。他运用该区划体系,将中国划分成8个自然区、30个自然亚区和71个自然小区[23]

4.3 提出基于自然景观类型的自然区划方法

以往自然区划的方法多采用自上而下、逐级划分的方法,主观随意性较大。中国地理学家也尝试采用了自下而上组合土地类型的方法进行自然区划。但倪先生认为,土地类型等级较低,在大尺度的自然区划中,归并难度较大。他首次提出基于遥感影像解译获得的自然景观类型数据,通过自下而上归并完成自然区划的新思路。按照该思路,他将华中地区划分为5个自然区,20个自然亚区和31个自然小区[24]。该方法在实践中成功应用,为自然区划探索出了一条新路。

5 结论

从地理学理论研究、方法创新,到专业学科建设、人才培养和实践应用,倪绍祥先生矢志不渝、学贯东西、开拓进取,创新了从土地类型、资源环境到自然地理区划综合研究,尤其在自然地理学、遥感地学分析、自然资源评价等方面取得了丰硕成果和杰出成就。在50多年的科学研究与教育生涯中,倪先生乐观豁达、治学严谨、甘为人梯,热心帮助他人、倾心奉献学科、精心培养人才。倪先生以他的高尚品德、人格魅力和远见卓识,在全国范围内培养了大量优秀人才,结识了众多致密朋友,赢得了学界名师尊称。他所开创的学术事业正在蓬勃发展,他所践行的治学精神正在发扬光大。

The authors have declared that no competing interests exist.

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为农业资源综合开发项目区拟定科学、合理和可行的开发方案,是农业资源综合开发中的一项重要工作。它是在确定项目区之后,通过开发方案建模、模型结果分析及对开发方案作出评价,从而拟定出项目区的开发方案。本文以江苏泰县通南高沙土区为例,探讨了拟定项目区开发方案的原则和步骤。
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[19] 倪绍祥, 蒋建军, 巩爱岐, . 环青海湖地区草地生境的蝗虫潜在发生可能性评价. 生态学报, 2002, 22(3): 285-290.
环青海湖地区是青海省草地蝗虫最集中的区域 ,主要有 1 0种 ,它们对草地造成了很大危害。草地蝗虫的发生与由植被、地形、土壤等组成的生境类型存在密切的关系。论述了草地蝗虫生境类型划分的原则 ,并提出了生境分类方案。在此基础上 ,提出了各类生境针对草地蝗虫潜在发生可能性的评价原理、方法和评价指标体系 ,并据其对野外实地调查样点进行了评价。结果表明 ,草地蝗虫潜在发生可能性指数与草地蝗虫密度之间的相关系数高达 0 .90。研究区受草地蝗虫严重危害或较严重危害的生境类型是芨芨草草原、克氏针茅草原及紫花针茅草原 ,高寒草甸属一般危害 ,高寒灌丛草甸则不发生危害。
[本文引用:1]
[Ni Shaoxiang, Jiang Jianjun, Gong Aiqi, et al.Assessment of grassland habitats on potential occurrence of grasshoppers in the region around Qinghai Lake. Acta Ecologica Sinica, 2002, 22(3): 285-290.]
[20] 倪绍祥. 苏联地理学界关于自然地理区划问题研究的近况. 地理研究, 1982, 1(1): 95-102.
[本文引用:1]
[Ni Shaoxiang.Research progress on nature-geographical zoning in Soviet geography. Geographical Research, 1982, 1(1): 95-102.]
[21] 倪绍祥. 地理学综合研究的新进展. 地理科学进展, 2003, 22(4): 335-341.
综合性与区域性为地理学的两大基本特点。本文首先简要回顾了我国地理学家关于地理学综合研究及其意义的有关论述,并指出了我国在地理学综合研究上的一些有待解决的问题,如地理学综合的内涵不够宽广,地理学综合的思维方式有欠缺,从过程和机理角度进行地理学综合的研究较为薄弱,以及地理学综合的手段偏于定性和单调。然后,针对这些问题,对地理学综合的内容和综合的方法进行了探讨,并从地理信息科学等角度对地理学综合的新手段进行了论述。
DOI:10.3969/j.issn.1007-6301.2003.04.001      [本文引用:1]
[Ni Shaoxiang.New progress on the integrated studies in geography. Progress in Geography, 2003, 22(4): 335-341.]
[22] 倪绍祥, 查勇. 综合自然地理研究有关问题的探讨. 地理研究, 1998, 17(2): 113-118.
[本文引用:1]
[Ni Shaoxiang, Zha Yong.A preliminary study on some issues in the study of integrated physical geography. Geographical Research, 1998, 17(2): 113-118.]
[23] 倪绍祥. 中国综合自然地理区划新探. 南京大学学报: 自然科学版, 1994, 30(4): 706-714.
[本文引用:1]
[Ni Shaoxiang.A recent exploration of China's comprehensive physiographic regionalization. Journal of Nanjing University: Natural Science Edition, 1994, 30(4): 706-714.]
[24] 倪绍祥, 杨国良, 蒋建军, . 自然景观遥感解译基础上的华中自然区划研究. 长江流域资源与环境, 1997, 6(3): 219-226.
在自然景观类型的卫星图像解释和制图的基础上,通过对自然景观类型分布规律的定性分析和定量计算,自下而上归并与自上而下划分相结合,将华中地区划分为5个自然区、19个自然亚区和30个自然小区。
[本文引用:1]
[Ni Shaoxiang, Yang Guoliang, Jiang Jianjun, et al.Study on physical regionalization in the middle China region based on the interpretation of physical landscapes on remotely sensed imagery. Resources and Environment in Yangtze Basin, 1997, 6(3): 219-226.]
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