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自上个世纪80年代我国对沿海地区实施改革开放以来，经过20多年的发展，沿海各城市经济发展迅速，城市化进程明显加快，城市土地利用和土地覆盖发生了前所未有的快速变化。尤其是地处我国华南的广州，经济发展速度是我国最快的地区之一，城市地域景观也迅速扩展。与此同时，农业用地减少，水环境、大气环境、土壤环境质量下降，人地矛盾加剧等问题日益突出，已在一定程度上制约了社会、经济、环境的协调发展。因此系统开展对该区域土地利用变化及其驱动机制的研究十分重要，对因土地利用变化所引起的城市环境问题的研究也迫在眉睫。
基于上述情况，本文以广州为研究区，把土地利用变化及其驱动机制作为一个系统，运用土地利用详查数据、环境变化监测数据及社会经济统计数据，借助数学统计方法，全面分析了近些年来广州市土地利用变化，以及自然因素和人文因素在土地利用变化中的贡献与差异；在此基础上，把城市作为复合系统，进一步研究了城市环境变化的时空特征，以及土地利用变化与城市生态环境之间的耦合关系。
首先，查清了广州的土地利用结构及其变化特点。广州市总面积为7287km2，土地利用结构在空间上表现为中心城区以建设用地为主，郊区以农用地为主。2004年土地利用结构为农用地73.45％，建设用地19.18％，未利用地7.37％。其中在农用地中耕地的比例是20.16％。1996-2004年广州土地利用变化的特点为农用地和未利用地均呈减少趋势，减少面积为农用地28,646hm2、未利用地5，162 hm2，建设用地则增加了33,808 hm2。
其次，分析了广州土地利用变化与驱动因子之间的关系。(1)自然驱动力。广州市的宏观地貌格局和地理区位是土地利用结构及变化的背景性因素。(2)人文驱动力。人口增长、经济发展、城市化水平的提高与耕地变化之间有很好的拟合方程，并且有很显著的相关关系；城市交通道路和大型商服中心等的微观布局又对土地利用及其变化具有直接的影响。政策对广州地区土地利用变化的影响可分为三个阶段，上世纪80年代初实施的改革开放政策掀起了广州市土地开发利用热潮；1992年邓小平南巡讲话把改革开放推向高潮，使城市土地利用变化进一步加剧；进入2000年以后我国实施的小城镇战略对郊区各区、县的土地利用变化也有明显影响。(3)自然和人文驱动因素之间的关系。自然因素(包括地形、地理区位等)是土地利用及其变化的基础；人文因素(包括人口增长、经济发展，城市化水平的提高等)在很大程度上加速了广州市土地利用变化的进程；作为重要人文因素的政策，在广州市地区土地利用变化中的具用明显的强制作用，并在一定时间范围内决定了当地经济和社会发展对土地利用变化影响作用的大小和方向。
再次，探明了土地利用变化与生态环境之间的关系。(1)土地利用变化对水环境的影响。农用地减少，灌溉用水呈减少趋势，但因建成区面积和高耗水企业的增加，使城市用水总量呈持续增长趋势。城市地域景观的扩张，增加了硬化地表的面积，降低地表入渗能力，生活污水经雨水冲刷、聚集，与工业废水一道成为区域水质下降的主要原因。(2)土地利用变化对大气环境的影响。广州市环境空气质量在空间特征为中心城区因人口和交通流过渡集中，建筑物密集，居民生活空间狭小，空气污染物难以扩散；旧城改造，高污染企业外移又使城市环境空气质量的下降表现为向边缘发展的特征。(3)土地利用变化对城市小气候的影响。25年来广州市中心城区和近远郊区的年平均温度均处于波动性上升趋势；在不考虑大气背景温度影响的条件下，不同监测点的空间数据对比发现，中心城区的平均气温均高于增城、花都等郊区。因此，多年平均温度在时间和空间上的对比说明广州市土地利用变化的热岛效应比较明显。(4)土地利用变化对土壤质量的影响。建设占用不仅降低了耕地的肥力，改变了土壤结构，使土壤粗粒含量明显增加，总体表现为土壤理化性状向劣化方向发展。
在此基础上，利用生态足迹的理论与方法，全面分析了各土地利用类型的生态足迹及总生态足迹。结果表明，近些年来广州市总的生态赤字呈缓慢增加趋势，说明广州市的人口施加在资源环境上的负荷超过了广州市的生态容量，从而使广州市的生态环境处于不可持续发展状态。最后提出了广州市土地可持续利用的对策与建议，以便为广州的土地资源合理利用、环境和经济协调发展提供科学依据。