黄土高原在我国区域经济发展中具有重要战略地位，而水土流失严重、生态环境
恶劣、加之不合理的土地利用加剧了当地土地资源退化和人民生活贫困。宁南山区是
黄土高原的典型代表，如何有效恢复生态环境和摆脱落后面貌，是宁南山区乃至整个
黄土高原地区的重要课题。在宁南山区开展土地利用格局变化及其生态环境效应研
究，提出土地生态功能区规划，是合理利用土地、改善生态环境和人们生活水平的重
要途径。宁南山区土地利用相关研究多集中在小流域尺度，开展乡级尺度的土地利用
变化研究对于推广验证小流域的土地利用优化成果，弥补小流域在空间尺度上的局限
性，形成“村-乡-县”多尺度全面的土地利用动态变化规律，从根本上解决区域性土
地合理利用问题有重要理论与现实意义。
本文以宁夏自治区固原市河川乡为例，运用“3S”技术，利用早期1:1 万地形图
与SPOT5 遥感影像，在土地资源学与景观生态学理论的指导下，较为全面的研究了
乡级尺度的土地利用格局变化及其驱动机制、景观生态效应、土地资源适宜性，提出
了生态功能区划方案。论文的主要结果与结论如下：
（1）土地利用格局变化分析
对河川乡近三十年包括退耕前1982-2002 年和退耕后2002-2008 年两个时段的土
地利用变化进行研究。1982-2002 年，土地利用变化以耕地增加与草地减少最明显，
2002-2008 年林地增加和耕地减少最显著。整个研究时段内，果园持续增加，体现了
果园在河川乡农业发展中的重要地位；建设用地持续增加，但数量小速度慢，说明该
地区的社会经济落后与发展缓慢；未利用地持续减少；水域面积变化很小。土地利用
类型转化的最主要特征为，1982-2002 年以草地向耕地转移为主，2002-2008 年以耕
地向林/草地转移最为显著。河川乡土地利用程度在退耕前由于盲目开垦草地而增加，
在退耕后受到退耕还林草作用而有所下降。利用地学信息图谱方法建立了土地利用类型变化图谱、土地利用增减系列图谱，可以从中直观准确地得到不同土地利用的增减
状况和转变方式以及它们的空间分布情况。
（2）土地利用变化驱动力分析
土地利用类型随着地形分布有一定的规律性：耕地多分布在中等海拔、坡度0°
-15°的区域分布，灌林地在高海拔、15°-35°分布较多，果园和建设用地都选择在
0°-8°地势地平区域分布，草地选择坡度大于25°地段分布。土地利用变化的社会
经济驱动力呈现阶段性特征，1982-2002 年，耕地增加与草地退化主要驱动力是经济，
林地增加主要驱动力是科技与政策，果园增加驱动力是科技、政策与经济；2002-2008
年，耕地锐减与灌林地大幅度增加的最主要驱动力是政策，果园增加主要驱动力是经
济。
（3）土地利用景观格局变化与生态效应评价
1982-2008 年，河川乡景观格局经历了耕地和草地占共同主导-耕地绝对主导-林
地、草地、耕地协调共存的过程，总体上景观优势度下降、多样化提高；景观结构总
体上是向可持续方向发展，生态服务价值由1928.43 万元增加为3295.61 万元。河川
乡景观格局与生态服务功能存在地域性，如靠川地分布的骆驼河村、上黄村、明川村
和寨洼村景观破碎度、多样性水平、生态服务价值较高。
（4）不同土地利用方式下的土壤碳氮特征
土地利用方式是土壤碳氮含量分布及碳密度分布的重要因素。不同的土地利用方
式下土壤碳氮含量及有机碳密度均表现为：灌木林地与天然草地碳氮水平较高，耕地
较低，人工草地与耕地水平相似。不同土地利用方式的平均有机碳密度分别为：灌木
林地6.74 kg m-2，天然草地6.32 kg m-2，人工草地4.05 kg m-2，弃耕地5.69 kg m-2，
耕地4.11 kg m-2，果园4.65 kg m-2。整个河川乡平均有机碳密度为5.67 kg m-2，略高
于黄土高原平均水平，总碳储量为1148541.66 吨。土地利用格局的合理变化对有机
碳储量增加有重要意义，灌木林地和天然草地是增加碳汇与控制土壤侵蚀的最有效的
土地利用方式，退耕还林对土壤碳储量的增加发挥重要作用。
（5）土地资源适宜性评价
选取海拔、坡度、坡向、土壤有机质、土壤侵蚀和水源条件六个指标作为土地适
宜性评价因子。按照农、林、牧顺序优先选择，将研究区土地资源划分为五类，高度
宜农地占总面积的4.86%，中度宜农地占16.73%，宜林地占3.98%，宜林牧地分布最
广，占53.77%，宜牧地比例为20.67%。
（6）生态功能区划在宁夏“六盘山生态经济圈规划”框架下，结合土地利用格局分析、生态系统服
务功能评价和土地资源利用适宜性评价结果，将河川乡划分出北山水土保持生态保护
区、川地高效生态农业区和南山旱作农业区三个功能区：北山水土保持生态保护区面
积13820.53ha，占河川乡总面积的64.13%，地形破碎、土壤侵蚀严重，土地利用方
向是恢复植被、保持水土、涵养水源；川地高效生态农业区面积为4627.91ha，占总
面积的21.46%，土地较为平整，水肥条件较好，土地利用方向为高效生态农业；南
山旱作农业区面积3110.45ha，占总面积的14.4%，土地发展方向为建设旱作基本农
田，保障粮食生产。
关键词：土地利用；景观格局；生态功能区划；GIS；河川乡