全 文 ：生 态 土 地 分 类 研 究 进 展 3
肖宝英1 　陈　高1 　代力民1 3 3 　邵国凡1 ,2
(1 中国科学院沈阳应用生态研究所 , 沈阳 110016 ;2Department of Forestry and Natural Resources ,
Purdue University , USA 47907)
【摘要】　土地分类是土地评价、规划和管理的基础 ,对林业资源可持续利用具有重要的意义. 生态土地分
类是目前土地分类的主要方向和趋势 ,国际上早已开展此项研究. 随着景观生态学和 3S技术的发展 ,生态
分类系统的研制已成为生态土地分类的重点. 本文对生态土地分类的定义、特点、发展历史、生态分类系统
理论 ,以及国际生态分类系统的发展趋势进行了系统的综述 ,并指出以资源 (森林、土地、水域等)多目标管
理为基础 ,定量与定性相结合的多因子多层次综合是未来生态土地研究发展的总趋势 ,有必要在我国大力
开展相关研究.
关键词 　生态土地分类 　生态单位 　生态分类系统 　景观
文章编号 　1001 - 9332 (2002) 11 - 1499 - 04 　中图分类号 　　文献标识码 　A
Advances in research on ecological land classif ication. XIAO Baoying1 , CHEN Gao1 , DAI Limin1 , SHAO
Guofan2 (1 Institute of A pplied Ecology , Chinese Academy of Sciences , S henyang 110016 ;2 Depart ment of
Forest ry and N atural Resources , Purdue U niversity , USA 47907) . 2Chin. J . A ppl . Ecol . , 2002 ,13 (11) :
1499～1502.
Land classification is the base of land evaluation , land planning and land management , and plays an important
role in the sustainable development of forestry resource. Ecological land classification ( ELC) is the main ap2
prouch and direction of land classification. Along with the development of landscape ecology and 3S techniques ,
developing of ecological classification system ( ECS) becomes the keystone of ELC. The definition , history , basic
characteristics of ELC , the theory of ECS and its’prospects were systematically reviewed in this paper. The
prospects were also described for the development of ECS methodology and the application of ELC. The general
direction of ecological land research , which was a multi2factors and multi2levels syntheses based on the multi2ob2
jects administration of resource (forest , land and waters) , was the combination of quantificational and qualitative
research. It is necessary to carry out relevant researches in China.
Key words 　Ecological land classification , Ecological unit , Ecological classification system , Landscape.3 中国科学院引进国外杰出青年基金 ,中国科学院沈阳应用生态研
究所创新项目、国家“十五”科技攻关项目 (2001BA510B0z207) 及长
白山开放站基金资助项目.3 3 通讯联系人.
2001 - 12 - 04 收稿 ,2002 - 06 - 25 接受.
1 　引 　　言
国际上土地分类及质量评价的研究已有近百年历
史[22 ] ,产生了众多的途径 ,其中一类采用分布学途径 ,以景
观生态学为指导思想 ,强调土地的综合性 ,考虑土地地理空
间联系性进行区划式分类的土地景观分类途径 [31 ,32 ] ,国际
上一般称之为生态土地分类 [5 ] (ecological land classification) ,
与其相似的还有生物物理土地分类 (biophsical land classifica2
tion) 、土地分级[23 ,24 ,29 ] (land classification) 等. 生态土地分类
是运用生态分类系统[2 ,13 ] (ecological classification system) 进
行土地分类研究 ,属于立地分类的生态学方法之一. 生态土
地分类在国际上已经得到很大的发展 ,然而在我国相关的研
究很少[20 ,21 ,33 ] . 由于当前自然资源 (土地、森林、水) 的可持
续经营和生态系统管理的要求 [7 ,17 ,28 ] ,它将在资源的可持续
发展经营管理中 ,对制定森林的经营方向和经营措施起重要
作用. 然而 ,我国由于各种原因一直没有形成规模的生态土
地分类研究 ,故此 ,本文论述了生态土地分类的定义、历史、
特点以及生态分类系统 ,旨在对我国土地分类系统建立和自
然资源管理研究起到借鉴作用.
2 　生态土地分类的定义和特点
　　生态土地分类是一个描述和划分地球表面具有不同生
态学特征区域的过程 [3 ,18 ] ,它以现代生态学和生态系统理论
为基础 ,综合自然地理、土壤、植被等方面的信息 ,将某一地
区复杂的环境梯度 ,按其生态属性的异同进行合并和区分 ,
构成不同的立地单元. 具体的操作上 ,生态分类要求在进行
土地分类时除最低一级是同质的自然体外 ,其上的分类采取
邻近相似自然体合并的方式 ,分类单位每上升一级 ,意味着
划分的地域单元逐步扩大. 故而 ,这种土地分类的方法也称
之为土地分级. 由于地质、地形、土壤、植被、气候、野火、水 ,
甚至人类等因素的互相交织和相互影响 ,每个区域都可被视
为一个不连续的系统. 生态土地分类具有以下几个特点 :1)
生态土地分类是根据生态原则的土地分类等级体系 ,是一种
生态系统分类和综合分类 ,突出土地的综合性和生态属性 ,
应 用 生 态 学 报 　2002 年 11 月 　第 13 卷 　第 11 期 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
CHIN ESE JOURNAL OF APPL IED ECOLO GY ,Nov. 2002 ,13 (11)∶1499～1502
综合自然地理、土壤、植被、人为影响等方面的信息 ,将某一
地区的复杂的环境梯度按其生态属性的异同进行合并和区
分 ,构成不同的立地单元. 它强调生态系统的等级体系 ,分类
的主导因子随着生态系统尺度而具体分析 ,分类系统的逐级
控制也就是生态系统的逐级控制 ;2) 生态土地分类将宏观
区域的自然区划和区域尺度以下的景观途径的土地分类相
结合 ,统一进行生态分类. 不同的分类目的侧重不同的层次 ,
制作不同的生态单位图 ;3) 主要采用区划式分类 ,随着分类
等级的提高 ,划分的土地单元在面积上是逐渐扩大的 ;将上
一级土地单元划分为下一级土地单元时 ,是将一个实体分为
几个实体 ,一般不代表着严格意义的类型划分 ;除最低级的
土地单元是同质自然体外 ,其他各级均为镶嵌体 ,代表着一
种特定空间格局 ;不同分类等级与制图比例尺是联系的 ,高
的分类等级采用小比例尺 ,低的分类单位采用大比例尺 ;4)
广泛应用 3S技术 ,利用航空照片和卫星影像 ,结合地面生态
土地调查来取得地理信息和制作各类图件 ,满足资源综合管
理和景观分类的要求 [25 ,34 ] .
3 　生态土地分类的研究和应用
311 　国外生态土地分类发展
　　20 世纪 30 年代 ,美国人 Veatch 以综合观点看待土地 ,
提出自然土地类型的概念 ,认为自然土地类型是由各种自然
要素组成 ,它们包括气候、地文、植被、动物及土壤等 ,突出了
土地的生态学含义. 这一观点与后来 1972 年在荷兰瓦格宁
根召开的土地评价专家会议给出土地定义 :“土地包括地球
特定地域表面及其以上和以下的大气、土壤、基础地质、水文
和植被 ,还包括这一地域范围内的过去和现在人类活动的种
种后果 ,以及动物就它们对目前和未来人类利用土地所施加
的重要影响”是很接近的 ,此观点现在已经被各国学者所广
泛接受 ,并且成为各国学者在考虑土地分类时的基本原则.
20 世纪 40 年代到 70 年代末是各国生态土地分类从理论发
展到广泛应用的时期 ,许多国家设立了专门机构进行有计划
的土地调查[32 ] . 例如 ,1946 年澳大利亚联邦科研和工业研
究组织 (CSIRO)设立土地资源处 ,对全国土地进行调查 ;荷
兰国际航测和地学研究所以航空照片判读和制图作为土地
资源调查的主要手段 ;20 世纪 60 年代后期 ,英国的土地调
查和土地分类工作开始得到发展 ,土地资源开发中心和军事
工程实验处是当时两个主要的研究机构. 在众多的研究中 ,
不同机构和个人都试图提出一个完整的、全面的土地分类系
统 ,以期对土地和其它自然资源管理有一个整体的框架 ,并
且在大尺度上他们都加入了气候区划 ,扩大了土地分类的范
围 ,这些分类系统始终贯穿着强烈的地文因素.
　　加拿大和美国为生态土地分类作出了决定性的贡献. 加
拿大政府于 1976 年成立了生态 (生物2物理) 土地分类委员
会 ,为了强调生态方法 ,在专业名词中把前缀“土地”换为“生
态土地”,但分类研究中依然存在着强烈的地貌倾向. 该委员
会开展了全国生态土地调查工作 ,并建立了一个 6 级生态土
地系统 :生态省 (ecoprovince) 、生态区 (ecoregion) 、生态县 (e2
codistrict) 、生态组 (ecosection) 、生态立地 (ecosite) 和生态要
素.美国受生态系统思想的影响 ,更多立足于生态分类系统
(ecological classification system) ,根据生态原则进行土地分类
等级体系研究 ,有关的自然资源部门开始制定一个全国通用
的土地分类系统 ,以协助评价全国的可更新自然资源.
　　20 世纪 80 年代后 ,综合的自然资源管理需求和计算
机、地理信息系统、遥感、全球定位系统等技术 [36 ]的广泛应
用 ,极大地促进了生态土地分类的发展 ,全球许多国家和地
区开始进行全国性的或者区域性的土地分类系统研制和对
应的相关地图的制作. 生态土地类型分类系统在陆地和景观
尺度上取得了很快的发展 ,将生态原理运用在土地分类 ,使
得等级系统在尺度上发展到区域 ,能绘制特大区域的土地分
类 ,并运用 GIS对地被物进行数字化和建立空间模型. Bai2
ly[3 ]等在全球范围内通过生物气候方法研究出生态土地分
类 ,其他在区域尺度上基于生态基础的分类也取得了较大的
进展. 加拿大生态工作组 [5 ,6 ]提出了生态区的概念 ,Barnes[4 ]
提出了生态亚区的概念 ,一个完整的生态分类系统框架渐渐
得到统一和认同 ,立足于该框架的生态土地分类在不同国家
和区域开始广泛应用.
312 　生态分类系统
　　生态分类系统是确定、描述和绘制生态系统类型图的方
法.生态分类系统在土地研究中的历史可以追溯到 20 世纪
30 年代 ,欧洲人就已经开始用生态分类系统规划土地利用.
美国人在 20 世纪 60 年代之前仅注意自然资源管理 ,后来才
逐渐认识到生态系统的管理 ,从生态分类系统一开始研制就
被其他公共机构所采纳 (如国家公园服务部) ,州管理机构评
价了它对其他土地的效用.
　　生态分类系统的目标是提供简明、整体、标准的生态系
统管理方式 ,能表达景观中生物和自然特征的信息. 生态分
类系统能提供全局规划最佳尺度和更具有操作性的分类方
法.这种系统的目的在于用图的形式把自然实体的生物和环
境特征抽象化、综合化、标准化和整体化. 通过绘制森林的各
种景观特征 ,林业人员可以根据土地承载力及适应性确定森
林的经营方向[7 ,16 ,27 ,30 ] .
　　生态分类系统的核心是生态单位. 生态单位是识别、分
类以及不断把地球成分的生态潜能分成更小区域的一种单
位.生态系统的分类、生态单位的绘制都是根据直接影响或
间接传递能影响生态系统结构和功能的生物和环境因素 ,即
包括气候、生理、水分、土壤、大气、水文以及潜在的自然群
落. 生态单位能确定某一地区不同生物、物理潜力的边界.
　　生态单位图与现存的植被、大气质量、水体、野生生物以
及能表示生物、环境、生态系统复杂特征的人为成分都有一
定的联系. 生态单元图能够与详细的现有植被情况、大气、水
生生物系统、野生动物和人为要素等特征相结合来反映错综
复杂的生命与环境或生态系统. 这些信息能够结合我们了解
的各种生态过程 ,以更具有生态效应的方式对资源进行计
划、管理和研究[7 ,11 ] . 生态单元提供了对自然资源规划与管
理的最基本的信息 ,被应用于描绘生态系统、资源评价、环境
0051 应 　用 　生 　态 　学 　报 　　　　　　　　　　　　　　　　　　13 卷
分析管理、建立理想的居住条件及管理、监测自然资源 [19 ] .
　　研究生态单位是通过气候图、地形图、土壤图、水体图、
植被图、数据库和相关技术分析来完成的. 生态单位图的设
计、检验及改进都要应用 3S技术. 生态单位等级可用于森林
规划 ,评估生态系统状态和信息共享.
　　根据空间尺度的不同 ,生态分类系统采用不同的生态单
位.不同的生态单位划分有不同的划分依据和主导因子. 美
国农业部林务署于 1993 年正式采用多级生态分类系统 [30 ] ,
后来扩延到整个北美. 美国 ECS 是 8 个级别的分类体系 ,其
中最基本的、最小的单位是生态土地类型 (ecological land2
type) ,甚至更小的单位是生态土地类型阶段 (表 1) . EL T 被
认为是一致的生态区域 ,具有生产产量和使用价值的一个特
别级别 ,并且以区域地形、土壤类型、坡度大小和自然植被为
特征[3 ] ,是对地表具有特色的生态类型土壤区域进行描绘和
划分的一个过程 ,每一个区域可以看成相对独立的系统. 其
表 1 　美国的 8 级生态分类系统
Table 1 82classif ication ecological classif ication system in USA
空间尺度 应用目的
Applied
生态单位名称
Ecological unit
生态区 ①: 1级 :领域 Domain
>数万平方公里 大区域模拟、抽样、规划、评价及国际合作 ⑤ 2级 :区域 Division
3级 :省 Province
亚区②: 多州和部门间的合作分析和评价 ⑥ 4级 :地区 Section
数千平方公里 5级 :亚地区 Subsection
景观③: 对经营单位或流域的规划和分析 ⑦ 6级 :生态土地类型集
数百平方公里 Ecological land type association
土地单位 ④: 森林保护和利用活动的规划和分析 ⑧ 7级 :生态土地类型 Ecological land type
<数十平方公里 8级 :生态土地类型阶段 Ecological land
type phase
①Ecoregion :1000000’s to 10000’s of square miles; ②Subregion :1000’s to 10’s of square miles; ③Landscape :
1000’s to 100’s of acres; ④Land unit :100’s to less than 10 acres; ⑤Broad applicability for modeling and sam2
pling. Strategic planning and assessment. International planning ; ⑥Strategic ,multi2forest ,statewide and multi2a2
gency analysis and assessment ; ⑦Forest or area2wide planning , and watershed analysis; ⑧Project and managent
area planning and analysis.
前 5 级是用于宏观规划 (表 1) ,由美国农业部林务署统一绘
制 ,现在已经完成 ;而后 3 级的绘制由地方完成 ,基本上从下
往上绘制 ,刚刚完成. 它们是根据适应于特定空间尺度的因
素来定义的 ,例如 1∶250000 的地图是依据中央气象学和区
域地理学来定义的 ,1∶15000 的地图是根据土壤结构和区域
地表植被定义的.
　　生态土地分类是一种能很好适应当前可持续发展要求
的土地资源管理系统 ,各种生态土地类型都具有自身的特
点.生态分类等级的应用根据管理信息的需要及信息解析的
级别而变化 ,通过 3S技术和地图可视化后更加具有实用性.
它能帮助资源管理者更加了解林地潜在的生产力以及森林、
野生动物的栖息地和特殊植物种类的生长能力 ,能帮助营
林工作者根据林地的承载量和适应力进行森林经营决
策[30 ] .具体的林业政策是适时适地而作出调整的 ,这种变化
的林业政策和生态地图在林业上的广泛应用 ,生态分类系统
未来的发展应该集中于森林管理和森林资源规划管理中生
态数据的合理利用.
4 　我国生态土地分类研究现状
　　我国的植被区划在高等级类型的划分上具有生态分类
的内涵 ,而我国的林业区划几乎没有生态分类的内容. 我国
林业中主要是利用立地分类和立地评价 ,运用林相图作为规
划和作业的依据 ,对于生态分类系统的思想和应用没有形成
一定的研究规模 ,主要原因是林业上国家宏观管理缺乏相应
的生态学思想 ,3S技术在我国的起步较晚 ,由于计算技术和
地图学的相对落后没有得到很好地应用也是一个原因. 现在
这种情况正在发生明显的转变. 最近国内有些学者开始尝试
借鉴国际上相关的生态分类系统 ,对中国的生态分类进行了
深入的理论探讨 [31 ] ,有的开始建立实际的生态分类系统 ,并
在我国河北和东北地区做了一定的工作 [30 ] .
　　与林业上的林相图相比 ,生态分类系统具有 3 个优点 :
1)生态分类系统具有标准的等级 ,上下级森林单位之间可以
实现宏观控制和统一 ,左右级林业单位之间可以实现横向对
比 ,可以避免生产木材一刀切的做法 ;2) 每个生态单元都具
有一名称 (而不是用数码来表示) ,每个名称都具有一清晰的
生态学含义 ,这样容易避免诸如强行在适合于灌丛的地方发
展森林的错误 ;3)生态单元的划分主要依据于生态学特性 ,
基本不受面积大小的影响 (而面积大小是林班和小班划分的
主要依据之一) ,在低级单位上强调的是生态系统和生境保
护的思想 ,在中级单元上强调的是景观生态学的思想.
　　虽然国际上的生态分类系统可以借鉴 ,但完全照搬的做
法不一定适合我国的国情. 我国的现有制度对于区域性统筹
规划林业发展而言是一极大的优越性 ,把它正确地应用到我
国的天然林保护和经营上具有重大的意义. 作为一种工具 ,
生态分类系统特别适合我国的国情 ,它的合理应用必然对我
国的林业产生具有历史性的推动作用.
5 　生态土地分类的发展趋势
　　生态土地分类的一个先决条件就是用标准的比例尺和
强度对生态系统进行描绘以满足生产的需要 . 当前国际上生
态土地分类的级别体系有向统一化和多级化发展的趋
势[19 ,20 ,22 ] ,土地分类不同等级可反映在相应合适比例尺的
图面上 ,从而为不同的管理水平服务. 反映低等级的大比例
尺图 ,可为集约土地管理者使用 ,反映高等级的小比例尺图 ,
可为行政单位的领导者进行总体规划服务 [14 ] . 在实际工作
中 ,根据自然资源管理的不同目标和层次 ,建立不同的等级
系统是很必要的. 它们都应统一在生态分类系统中 [15 ,16 ] .
　　GIS技术新近发展的空间数据库和多元分析系统为区
域生态分类的发展提供更加标准化、定量化的数据. 运用空
间分析法对相关的、性质相似的地区进行景观因素分层 ,利
用 GIS 将对每个分离的信息进行合并 ,同时可以对物理的、
生物的、社会的各个维量进行定义 ,绘制成生态系统图.
　　以资源 (森林、土地、水域等) 多目标管理 [8 ,9 ,10 ]为基础 ,
定量与定性相结合的多因子多层次综合是未来生态土地研
究发展的总趋势 [13 ,35 ] . 各种研究主要集中在应用生态分级 ,
从而可以评价资源的潜力和资源的分配. 近来把生态分级应
用到森林经营和森林规划 ,我们相信这些应用实验的成功 ,
将会对森林资源的经营和规划方面的生态数据的使用和发
105111 期 　　　　　　　　　　　　　　　　肖宝英等 :生态土地分类研究进展 　　　
展具有重要的作用.
6 　结 　　语
　　生态分类系统是一个把生态学理论应用在国土治理、资
源开发、森林保护与利用之中的有效的工具 [27 ,28 ] . 它将土地
分类中的区划式分类和划分类型的方法有机地结合起来 ,综
合成具有现代多元意义的生态土地分类 ,使得生态土地分类
在资源管理方面突现出极其重要的作用和意义. 在某种意义
上说 ,生态土地分类已经成为一个面向生态 (ecologically2ori2
ented)管理或计划实施 ,以及为生态系统要素和景观要素的
确定和描述提供一个基本框架的先决条件 ,为获得土地资源
分类、评价及自然资源综合管理 [7 ]所需的基础信息提供了一
条明晰的道路. 中国在生态土地分类方面的研究还不多 ,尤
其东北地区还没有这方面的研究 [30 ] ,主要原因是国家宏观
管理缺乏相应的生态学思想 ,3S 技术及应用的相对落后 ,以
及没有很好应用地图学. 从现实来看 ,将先进的 3S技术和相
关的生态系统分类应用在森林资源管理上是必要的. 因此 ,
迫切需要将先进的 3S技术结合生态学理论应用于生态分类
系统 ,应用于中国不同区域的林业资源管理和生产.
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作者简介 　肖宝英 ,女 ,1974 年出生 , 硕士 ,主要从事 GIS在
森林生态系统研究中的应用 ,已发表论文 3 篇. E2mail : xi2
aobaoying @sina. com
2051 应 　用 　生 　态 　学 　报 　　　　　　　　　　　　　　　　　　13 卷