当前世界范围内的土地退化和生态安全问题仍旧严重,与世界诸多国家相比,我国土地生态安全形势尤为严峻。不合理的土地利用和资源大肆开发,不仅造成了土地生态系统难以逆转的毁坏,更是危及了人类的生存环境和发展。土地生态风险评价为科学地评价当前人类及自然活动对土地的影响及其生态效应提供了宝贵工具,从而为达到土地资源可持续利用提供了一条重要途径。本文面向土地资源管理的要求,将生态风险评价理论、方法和技术推广到区域层面的土地生态风险评价领域,并基于湖北省传统工矿城市大冶开展了实证研究,为实现土地生态保护及资源可持续利用提供依据参考。具体内容和结论包括:(1)土地生态问题调查通过长期对大冶土地生态环境野外调查、数据分析及专家组研讨,探讨了大冶主要的土地生态问题,并基于此确定了区域尺度层面的风险受体及生态终点;同时,选取了主要的土地生态风险源,分析了各类可能的风险压力因子。根据大冶经济开发活动的类型与特征,探讨了区域土地生态风险的传递过程,基于此构建了大冶区域土地生态风险的暴露-响应分析概念模型,揭示了大冶土地生态退化风险机理,对于土地利用规划及生态保护具有积极意义。(2)基于综合评价概念模型的土地生态风险评价基于风险源危险度和土地生态系统易损度两方面构建区域尺度的土地生态风险评价指标体系,对大冶区域土地生态风险的时空特征进行评价与分析。主要结果包括:(i)土地生态风险源高危险度区域面积约为168km2,面积约占的10.10%,危险度指数普遍介于0.22-0.38;(ii)土地生态极高易损区域分布于中北部和东南区域,易损度指数介于0.68-0.77之间,占区域面积3.13%;(iii)综合生态风险空间分布具有明显的空间差异性,其中极高风险区域面积约占13.83%,涉及面积230 km2,集中分布于大冶东部、中西部矿带,以及中部矿业加工带上,风险指数普遍介于0.13-0.23。高风险区域约占21.35%,涉及面积355 km2,其主要分布于北部城市中心的罗桥、金山街办、城北经济开发区,以及中部区域的陈贵镇;中度风险区域面积约占全区面积33.79%,面积562 km2多分布为一些农耕区域;以及低风险区域面积约占全区31.03%,涉及面积516km2,主要分布于大冶南部及东南大部分林区。通过专家评估法,对研究展开了不确定性分析,拟定了风险评价工作的不确定因素。依据不同等级的风险格局划分,并参考不同风险源类别及土地利用现状,提出了差别化风险管理对策,进而为区域土地生态保护和资源可持续提供决策依据。(3)基于相对风险模型的土地生态风险评价将相对风险模型(Relative Risk Model,RRM)引入区域土地生态风险评价中,通过在目标区域大冶应用,将评价区域划分为6个风险子区域,量化风险源与生态终点之间的暴露响应关系,对各评价子区域的风险程度进行了比较分析,强调了土地生态系统的空间异质性,为多重压力的区域土地生态风险评价在方法上提供新思路。结果表明:(i)风险子区域2和子区域4,作为传统铁-煤矿开采区和采矿加工区处于极高风险状态;(ii)采矿是整个区域最大的风险源,其次是固废堆弃和城市化;(iii)生境移除是最强的压力因子,其次是有机污染物和重金属累积;(iv)在确定的8个生境受体中,湖泊生境承受潜在风险威胁最大;(v)很明显健康威胁、土壤污染和景观美学价值下降是承受最大风险压力的终点。利用国际上应用较为广泛的蒙特卡罗模拟技术,开展了区域土地生态风险评价结果的不确定性分析,给出了大冶土地生态风险评价不确定性分析结果,并解释了蒙特卡罗模拟曲线具体反映的不确定性问题。最后,基于不同的风险区域,不同的风险类别,及不同的生境受体管理视角,提出了不同风险小区的生态风险管理建议。(4)基于空间贝叶斯建模的土地生态风险防范决策基于贝叶斯网络(Bayesian Networks,BN)和地理信息系统(geographic information system,GIS)结合应用,构建区域尺度的土地生态风险防范的空间决策工具,并实证应用于湖北省传统工矿城市大冶。研究基于多次专家小组探讨,构建了区域层面的土地生态退化模型,意在更好地揭示大冶土地生态风险复杂的作用机理。基于大量先验知识的构建,划分了网络中变量的状态,同时,为了提高模型参数设计效率,研究多次进行专家组研讨,设计变量之间的概率分布(condition probability table,CPT),进而降低后续模拟的不确定性。基于土地资源不同利益相关者价值取向,设计了土地资源供给情景、土地生态环境保护情景、维持土地生产力情景、城市发展转型情景,针对四个情景进行风险决策模拟。结果表明:(i)适宜的城镇化规划可以最大限度地减少土地资源短缺;(ii)对采矿和围湖养殖的严格管控可以更有效地控制土壤及水环境恶化;(iii)加大保护生境和防治土壤退化力度能够较好地维持土地生产力;(iv)严格控制采矿能够有效的改善人居环境质量。空间的模拟分布结果直观地显示了决策行为的生态效益,对于区域土地生态风险防范提供管理决策参考。通过敏感性分析,发现土壤质量退化最为敏感的是采矿,工业点源排放,和灌溉节点;对于水质恶化最敏感的不是工业点源排放,而是围湖养殖;地表损毁、土壤重金属污染与变量公众安全与健康威胁之间的影响关系明显;同时,发现围湖造田和固废堆弃对多层次节点都具有贯穿性影响。最后,就本文基于区域尺度提出的区域土地生态风险评估技术体系、多指标土地生态风险综合评价、基于相对风险模型的土地生态风险评价、基于空间贝叶斯建模的风险防范决策分析、以及不确定性的处理等进行了讨论,并提出了进一步研究工作的方向和目标。