土地变化科学中的尺度问题与解决途径，本文主要内容关键词为：尺度论文,途径论文,土地论文,科学论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
修订日期：2010-01-16
文章编号：1000-0585(2010)07-1244-13
1 引言
土地变化科学是当前重要的科学前沿之一，也是地理学尤其是自然地理学最重要的研究领域之一[1]。自1995年土地利用/土地覆被变化科学计划发布以来，土地变化研究发展迅速，理论和方法逐步完善，研究内容和对象逐步拓展，趋向更加综合，一系列概念和理论逐渐成熟，对土地系统变化的本质和特征有了越来越广泛的认识，土地变化科学已经成为一种科学的范式[2,3]。土地变化科学主要研究土地系统变化的原因和本质、土地系统变化的后果以及土地可持续性的综合分析和模拟，目的是判断陆地上人类—环境系统的变化，以及局部、区域和全球尺度上该系统的承受限度[2～4]。
土地利用/土地覆被变化是很复杂的现象，为避免“盲人摸象”那样的片面性，必须寻求综合的研究途径，做多空间尺度的研究，将地方尺度和区域尺度的土地覆被动态联系起来[5]。土地变化中的格局、过程、驱动力、效应与管理都具有尺度依赖性，土地变化的多尺度综合研究显得越来越迫切，在从全球到地方已有许多案例研究的基础上，如何对这些案例进行比较和综合显得越来越重要。当前，“尺度”已成为一个出现频率渐增的科学关键词，也成为人们认识客观世界格局、过程及其时空分布特征的一把关键“钥匙”[6]。只有多尺度的综合才能反映土地变化的实质，并预测土地变化的未来情景[7～11]。但因为尺度问题的复杂性，研究问题与数据、结果等综合时常遇到各种各样的问题。如何进行尺度综合一直是困扰土地变化科学发展的重要问题。
本文以系统论和等级层次理论为线索，以方法为主导，以问题为指向，以厘清尺度和尺度综合的概念、方法为目标，综述尺度问题在土地变化科学中的意义及其进展情况，并提出在土地变化研究中考虑尺度问题的一般步骤、方法和内容。
2 尺度的概念及问题根源
2.1 尺度概念
尺度问题在各个学科都普遍存在并受到广泛关注，甚至有人认为多尺度现象将是21世纪科学家面临的最大挑战，多尺度研究应作为一门独立的科学来对待[12]。各个学科对尺度概念的理解不同，大多数学科都将尺度理解为不同等级物质单元的大小和时间的长短。
在地理学中，尺度是指研究对象或过程的时间或空间维、用于信息收集和处理的时间或空间单位[13]、由时间或空间范围决定的一种格局变化[14]。在地理学中讨论空间现象或过程时必须明确空间尺度的定义。地理学家对世界的研究所覆盖的尺度很广，在研究过程中常常要关注某些东西而忽略另一些东西。从空间尺度看，任何研究的分辨率都只能够指示出我们对某一特定事物的关注水平。但是，地理学家从来没有把自己限制在一种尺度上：一方面，为了更详细地了解某一系统运行的方式，他们可能会缩小自己的视野；另一方面，他们希望将自己在某一尺度的研究结果外推到更广阔的领域[15]。
在土地变化研究中，尺度往往以粒度和幅度来表达。空间粒度指景观中最小可辨识单元所代表的特征长度、面积或体积(如样方、像元)；时间粒度指某一现象或事件发生的(取样的)频率或时间间隔。幅度是指研究对象在空间或时间上的持续范围或长度。具体地说，所研究区域的总面积决定该研究的空间幅度，而研究对象的发展时期则确定其时间幅度。与尺度相关的一些关键术语及其定义列举如表1。
在概念上，尺度也指一种层次、水平，是一个泛化的概念，在具体的操作中，尺度是以粒度和幅度为明确对象的，大多的尺度研究都是在不同粒度或者不同幅度或者粒度和幅度都变化的情况下探讨问题的[16,17]。
根据问题的层次、研究的目的和内容的不同，尺度还可以分为观测尺度、模型尺度和政策尺度。
与尺度有关的另外一个重要概念是scaling，对此有很多翻译，如尺度推绎、尺度转换、尺度综合等。刻意地去追求转换与推绎未必成功，所以本文中将其称为尺度综合。尺度综合是集成在各尺度上所获得的信息和认识，并揭示其相互关系。
2.2 尺度问题的根源
2.2.1 地理现象的异质性 地理现象的异质性是指某种地理变量在时间和空间分布上的变异性和复杂性。这种变异性与复杂性导致了地理现象的分异和区域特征。地理学着重描述和解释地球表面的地区差异[18]，异质性是尺度问题存在的重要原因；空间异质性是空间斑块性和空间梯度的综合反映，依赖于尺度，粒度和幅度对于异质性的测量和理解有着重要的影响[19]。在土地变化研究中，异质性是格局分析的基础。
2.2.2 系统的等级性与层次性 自然地理综合体系统具有等级性，可分为“生态元素—生态立地—生态地段—生态区—生态区域—生态省—生态地带”和“相—限区—地方—景观—省—地区—地带”[20]。行政体系则可划分“家庭—村(街道)—乡(镇)—县(区)—市—省—国家—全球”。每一个等级或层次都可以作为一个分析维(尺度)，从而导致了尺度问题的普遍性。自然地理的系统等级与行政体系的等级体系形成两套数据处理系统，加剧了尺度问题的复杂性。
2.2.3 响应与反馈的非线性 地理综合体内的植被、水文、气候、地貌、人类活动等相互作用，任何自然地理过程(如水土流失、气候变化、土壤侵蚀、植被演替、土地利用变化等)都受到各种因子的综合作用，而这些因子作用方式各不相同。加之地理综合体各个等级之间也相互影响，导致整个系统的非线性变化，这种变化也具有尺度依赖性。
2.2.4 干扰因素的影响 景观生态学中认为干扰是发生在一定地理位置上，对生态系统结构生成直接损伤的、非连续性的物理作用或事件[19]。这种干扰一般来自于系统外部，常常不可预测，某一尺度景观格局中的干扰只有在更大的尺度上才能分辨出来，这也导致了多尺度分析的必要性。
2.2.5 主观认识的局限 尺度是考察事物(或现象)特征与变化的时间和空间维度，其中包含三个方面的内容：客体(研究对象或过程)、主体(考察者)和时空维。同样的客体，不同的考察者视角不同、运用的工具不同，导致分析和操作的尺度产生差异，结果截然不同，如海岸线的长度，研究者出发的角度或运用的测量仪器不同都影响测量的结果。
3 尺度研究的重要性
3.1 相关科学计划对尺度的关注
3.1.1 LUCC和GLP对尺度的关注 2005年出版的LUCC(Land Use and Land Cover Change)计划第七个报告专门阐述了土地变化研究中的尺度问题；报告通过大量实例，从尺度的概念、数据的获取和协调、数学统计方法的运用等多角度综述了土地变化研究中进行单一尺度和多尺度研究的方法[21]。同时在LUCC阶段发展了大量模型用于探讨多尺度土地变化，如CLUE-S(the Conversion of Land Use and its Effects at Small regional extent)，ABM/LC(Agent-Based Models of Land Change)。
在GLP(Global Land Project)中，集成和尺度综合被作为计划实施的重要目的，GLP计划明确地指出，跨越不同学科和尺度的综合研究要求发展新的分析工具，不同区域土地动力学的比较需要在数据方面做出重要努力。因此，如何分析不同尺度土地系统的“连通性”(connectivity)及其影响因素在内、外自然或社会经济变量压力下的脆弱性是目前面临的极大挑战[4]。GLP计划战略的目的是形成广泛尺度的模型，综合自然和社会动力学，对它们进行实验研究；并提出了主要的科学问题：
(1)需要从目前土地系统科学群体的学科分裂走向更综合的途径；
(2)需要从真正意义上进行科学的集成，以便应对土地系统中的大尺度变化；
(3)发展连接自然和观测系统、方法、案例、实验、模型的科学维的尺度综合方法；
(4)发展整合历史角度与社会、环境变化的时间尺度的方法。
GLP计划还认为要形成综合与深刻的认识，土地系统研究应该克服学科独立，着眼于尺度问题，进行例证对比，发展多角度综合分析的动态模型，根据过去预测未来变化，从而对未来土地系统变化进行可持续管理。
3.1.2 MA对尺度的关注 千年生态系统评估(Millennium Ecosystem Assessment，缩写为MA)是在全球范围内第一个针对生态系统服务与人类福祉之间的联系，通过整合各种资源，对各类生态系统进行全面、综合评估的重大项目。评估报告中将“处理与尺度有关的问题”作为一章专门列出，对评估尺度与边界的选取、空间尺度与时间尺度的匹配等做了较为详细的讨论，并指出许多环境问题都是由于制定决策的尺度与有关生态过程的尺度不匹配引起的。开展生态系统评估时，很少存在一个理想的尺度能够同时满足多个评估目的的要求，因此，千年生态系统评估(MA)支持采用多尺度的途径开展生态系统评估。多尺度途径是利用更大尺度与更小尺度同时开展评估，它有助于找出系统中重要的变化动态，否则这些重要的变化动态就可能会被遗漏[22]。
3.2 尺度研究的科学需求
3.2.1 综合集成的需要 传统地理学主要在区域尺度上进行研究，研究的重点是地区与地区之间的差异，研究地球表面不断变化的特征。到了20世纪50年代末，地理学家开始不再沉迷于区域的范式，地理研究的性质发生了重大变化，开始加强系统研究，试图建立规范、理论和模型，应用数学方法和统计手段去推动寻找一般性规律的过程[23]，一个结果是小尺度的过程研究成为焦点[24]；近年来自然地理学家提高了自己的视角，通过模型进行大尺度的综合研究，以期对过程机制有根本性的了解[15]。
在土地变化科学中，从LUCC计划启动至今，已经积累了从全球到地方的很多案例，为避免低层次的重复，需要将多个案例研究联结为一个可代表区域空间异质性的网络，将地方尺度和区域尺度的土地覆被动态联系起来，作多空间尺度的研究[5]。GLP的目标是量测、模拟和理解人类一环境耦合系统，为了实现这个目标，需要对人类和环境相互作用的变化、相互作用发生的方式、未来的趋势及地球系统的可持续性有充分的了解，需要认识发生于不同尺度的社会和环境动力学[4]，因此多尺度土地系统变化及尺度综合研究是土地变化研究的关键内容之一。
3.2.2 数据处理的需要 随着遥感与地理信息系统的发展，处理数据的能力大大提高。但是面对日益增加的各种传感器来源的遥感数据，其分辨率大小不一，数据协调面临很大的困难；其次，遥感数据、社会统计数据、调查数据用于分析时，因为其采集时的代表性不同，必须解决数据匹配的问题[25]；再次，处理海量的遥感数据可能花费大量的人力和物力。这些都是土地变化研究中亟待解决的问题，需要在尺度的框架下解决。
3.2.3 认识全球与地方关系的加强 地方的综合、地方之间的相互依赖性、尺度间的相互依赖性是地理学研究者观察世界的重要视角[26]。全球变化，区域响应(Global change，regional response)；全球着眼，地方着手(Thinking globally，acting locally)是认识世界和环境变化的重要理念。地理学家从区域的综合影响(impact)和响应(response)来研究全球环境变化，而且着重近现代的变化。全球变化研究成果应在决策中起作用，而决策者更关注的是直接与区域和地方相关的问题。这就需要更加深刻地研究从区域到全球的环境变化，进行多空间尺度的综合，认识地方与全球的耦合关系[27]。
3.2.4 应用景观生态学范式的需要 土地变化研究涉及土地变化对生态系统的影响与反馈，与生态学有着密切的联系[28]。大多数研究将土地等同于景观，土地变化研究中引进了景观生态学方法，景观指数、景观结构、景观模型成为土地变化中研究格局、功能、过程的重要方式，而景观指数、结构、过程等都是具有尺度依赖性的，这也导致土地变化学中对尺度的重视。
4 尺度问题研究进展
国外生态学、地理学从20世纪60年代起就对尺度问题给予特别关注，相关研究文章以大约每10年翻番的数量增加[29]。国内也有越来越多的研究者注意到尺度问题的重要性，以国家自然科学基金所批项目为例，涉及尺度研究的项目2006年有131项，2007年有145项，2008年有186项，其中2008年地理学和景观生态学的有57项，关于土地利用、景观生态多尺度研究与尺度综合的有12项[30]。在土地变化科学中，尺度问题主要涉及以下各方面。
4.1 数据的协调、处理、表征与尺度
土地变化研究中对象和问题的尺度有别，需要采集和处理的数据也有不同尺度，数据的观测尺度与研究对象和问题的特征尺度有时一致，有时并不一致。
例如，揭示地表自然分异的遥感等数据可以在m或10m量级的分辨率上获取，而社会经济数据则往往只能在乡镇以上的行政单元上获取。两者之间既存在自然单元与行政单元的不一致，更有解析水平(resolution level)的差异。又如，社会、经济数据的时间序列较易获取，且较为规范(例如每年都有)，便于进行不同时间尺度的研究和对比；而某些反映自然要素空间变化的数据，其时间序列很难完备(例如遥感数据就很难按有规律的时间段和时相获取)，时间尺度的对比存在很大困难。
因此，研究中不可避免遇到不同时空尺度数据的协调、处理与表征问题。首先要界定和选择一定的研究尺度，据此考虑数据的一致性，野外调查数据、自然地理数据和社会经济等数据的涉及范围和解析水平要尽量协调。土地利用数据获取方面，易嫦等指出基于神经网络的多尺度元胞自动机模型可以提取超分辨率信息[31]；魏文薪等指出不同数据源的数据(如遥感数据和地球化学数据)可以利用立方卷积法进行尺度转换和融合处理[32]；在进行尺度转换时，黄秋华等指出各种地类都会存在相应精度损失[33]；张新长等发现运用亚像元面积比和基于结构的分析方法对尺度转换可以提高精度[34]；地理制图中应该注意制图元素对比例尺的依赖性，王艳慧等从地理制图角度出发探讨了地理要素的多尺度表达[35,36]，取得了一些经验。
4.2 格局、过程与尺度
地理学和生态学研究对象格局与过程的发生、时空分布、相互耦合等特性都是尺度依存的[37]。首先，尺度决定分类的水平[38]。例如，土地覆被分类在全球尺度分出植被带可能已满足需要，而在区域尺度需分出植被型，在地块尺度则要求分到植物种。其次，尺度决定斑块的分辨率和分布特征，大尺度上的“基质”在小尺度上可以分辨出更小的“斑块”。因此，格局的辨识受尺度影响较大。土地变化学中格局是指景观组成单元的类型、数目以及空间分布与配置[19]。景观结构的斑块特征、空间相关程度及详细格局可通过一系列数量方法进行研究，如小波分析、自相关分析、景观指数、分形分析、图谱分析等。
景观格局指数是刻画景观格局的重要方法。景观格局指数对粒度和幅度都很敏感，不同指数对尺度响应特征不同[16,17,39]，随景观尺度变化的规律也不一致[40]。在对景观多样性指数的研究中，龚建周等指出景观多样性在不同的研究幅度下都存在正的空间自相关性，并具有方向性[41]；郭泺等指出在森林景观中，取样面积可以决定景观多样性和景观优势度，为森林分异多尺度格局提供了较强的综合解释能力[42,43]。傅伯杰等提出的多尺度评价指数，为区域土地利用格局的优化设计和多尺度综合研究提供了新的方法[44]；朱晓华等发现土地结构存在分形结构但不同土地类型之间的规律具有不确定性，分形在多尺度分析中有重要作用[45]；杜华强等研究发现物种多样性与空间格局呈线性或幂函数关系[46]；李双成等指出小波变换可用于揭示多尺度空间格局[47]。景观指数法在多尺度分析中是最简单最常用的方法，但也常产生误导，因此有必要跟空间地统计学方法、分形分析法相比较综合运用，为尺度推绎提供依据[48]。
过程强调事件或现象发生、发展的动态特征。过程往往与格局联系在一起的，需要研究格局的过程或过程的格局。土地变化时空过程的分析方法有：转移矩阵、动态度、CA模型、马尔可夫过程等，而这些都是依赖于特定的时间与空间尺度。在某一时间段内区域尺度可能没有发生变化，但是在村镇单元上可能有较大的变化。同样，在同一空间尺度下不同时间尺度的土地利用/覆被变化测量也会有不同[38]。
4.3 驱动力的尺度问题
土地变化的驱动因子复杂多样，并且具有动态性、综合性、多层次性、反馈作用和非线性特征，任一驱动因子对土地变化的影响必须放在大的区域背景和相互作用的动态过程中考虑。多项研究表明，在某一尺度下所作土地变化分析得出的概念和结论，并不一定符合另一尺度的情况[20]。
驱动力的定量分析目前多用统计方法和模型方法。LUCC系列报告7中系统总结了驱动力分析中的统计方法，如回归与相关分析(包括线性回归、Logistic回归、多项式回归、多层次统计等)、多元统计分析(包括因子分析、主成分分析、典型相关分析、聚类分析等)、空间自相关、贝叶斯统计、人工神经网络等[21]。模型方法有系统动力学模型(System Dynamics，简称SD)、CLUE模型、ABM/LC模型等。
目前利用多层次统计、Logistic回归分析、空间自相关方法、CLUE模型等研究驱动力在不同尺度上的作用，多通过变换栅格实现空间尺度转化[49～57]，这种方法容易操作，但仅凭对遥感数据的人为处理很难反映问题实质；另一方面由于驱动因子的滞后性等也对分析带来很大的不确定性。还可以通过某一驱动因子在不同尺度上对土地变化的作用来分析其影响，但往往很难找到贯穿所有尺度的驱动力(如GDP)，需要对其进行分解和代替。基于CLUE模型改进的CLUE-S模型[58]、ABM/LC模型[59,60]方法在多尺度驱动力分析中，有一定的潜力，但还没有很成功的案例。
4.4 模型的尺度问题
土地变化模型始终是土地变化科学研究的重点，但迄今的土地变化模型研究多以国家或区域单一尺度为主[61]，在多尺度上的工作较少。
表2列出了一些土地系统变化中的综合模型。这些模型各具不同的幅度和粒度，大部分适用范围有限，从单一空间尺度向多空间尺度转变，或尺度推绎，仍是模型研究中需要探入探讨的问题。唐华俊等在综述LUCC模型研究进展的基础上指出多尺度、多层次的综合研究是LUCC模型的新要求[61]，发展嵌套式模型是目前尺度综合研究中的重要内容，如CLUE-S与SD模型、ABM/LC模型的综合[62,63]。
模型有助于深刻理解土地利用系统动态，但是模型不能解决所有问题，尤其不能使模型运用流于形式，成为数字游戏。要解决尺度综合的问题不能仅从数学模型着手，即使是模型方法，也要使用得当，要认识到概念模型、机理模型和统计模型在尺度转换时应当采取不同的策略[34]。
4.5 环境效应的尺度问题
土地变化效应研究多聚焦于大气过程、水文过程、土壤侵蚀、污染物迁移、生物多样性及生态系统服务功能变化等方面。
土地变化对大气过程的影响方面，美国宇航局(NASA)通过美国地理学家联合会(AAG)支持的项目“全球变化在地方”(Global Change in Local Places)对尺度起作用的方式、全球对地方的影响及地方的响应等进行了详细的研究，并对联系区域到全球的研究关注点和政策行动进行了总结[65]。嵌套全球气候模式(GCM)的区域气候模式(如RegCM)，基于土地利用的变化可以模拟对区域气候要素的影响，也被很多人利用以获得对区域气候变化更深刻的认识[66]。
水文过程和土壤侵蚀方面，研究表明流域尺度越大，土地覆被越难以改变其水沙关系[67]；要理解土地覆被与径流泥沙在不同时空尺度的相互作用，必须以等级生态系统的观点为基础，有效地结合生态水文与景观生态的理论，从地质—生态—水文构成的反馈调节入手，系统地理解植被变化与径流泥沙等水分养分之间的联系及反馈机制，建立尺度转换的依据和参数标准[68]。
土地变化的环境污染方面，王红等指出流域监测尺度对土地利用面源污染产出浓度估算有较大影响；随着空间尺度增大，盐分分布空间相关性增强，并且当与地貌因素关系密切时该尺度的土壤盐分空间相关性就大[69]。
杜华强等研究指出物种多样性具有尺度依赖性，与空间格局存在线性或幂函数关系[46]。在生态系统功能及其安全方面，研究表明生态系统服务功能的形成依赖于一定的空间和时间尺度上生态系统的结构与过程，只有在特定的时空尺度上才能表现其显著的作用[70]；生态安全水平在不同尺度上存在差异，环境因子在不同尺度上所占权重不同[71]。
4.6 土地管理的尺度问题
土地变化的管理也具有多尺度性，土地利用决策直接或间接地导致土地利用/覆被变化，其影响会发生在局地、区域、国家、全球多种尺度上。不同尺度的生态系统服务功能对不同行政尺度上的利益相关方具有不同的重要性[70]，各行政尺度所面临的问题和管理目标等都不尽相同，因此会产生不同的管理决策和措施。而不同尺度上管理决策的结果，不仅影响本尺度范围，也对其他尺度有影响。处理好土地利用管理决策与尺度的关系，对于土地可持续利用显得格外重要[38]。
5 可能的解决途径
5.1 尺度研究的一般途径
处理尺度问题的一般思路是：尺度选择—尺度分析—尺度综合。首先应该根据所研究的问题和数据掌握情况确定研究尺度，即在怎样的“粒度”和“幅度”上操作；其次通过系统地分析格局、过程等变量的尺度效应，掌握其随尺度变化的规律和对尺度的依赖性；再次，根据已获得的规律性认识，实现尺度综合。在此过程的所有环节，问题是关键，数据是基础，方法是工具。
图1 自然—生态系统和社会经济系统的尺度及对应关系[22]
Fig.1 The scale of physical-ecosystem,social economic system and its corresponding relation[22]
5.2 尺度选择及其分析方法
自然—生态系统和社会经济系统各有自己的等级与尺度序列，其中的对应关系大致如图1所示。各尺度上取样的粒度和幅度如表3所示。在这个序列中具体选择哪个或哪些尺度，取决于研究的问题、目的和研究者的背景，也要考虑数据可得性的影响[72]。
功能尺度有时不能直接跟分析的空间单元相关联，例如，一个家庭就可以对样地、农田、农场甚至流域层面产生影响。功能尺度与空间单元的不相匹配导致两种来源的数据组织起来非常困难，所以绝大多数研究仅仅选择在一个尺度进行分析[10]。
小波分析在尺度分析中具有很大的潜力，有研究者尝试将小波分析运用于特征尺度的监测[73,74]、多尺度空间格局分析[47,75]以及多尺度表达[76]。同时还有研究尝试利用归一化尺度方差[77]和半方差函数[78]来进行尺度选择和尺度分析，也取得了一定的进展。
5.3 尺度综合及其方法
指定尺度可能将研究局限在不适宜的区域。更重要的是，不同尺度的社会和环境动态具有许多联系。因此，在单个尺度上研究不能提供完整的认识和解决之道，考虑并区分不同空间尺度的相互作用至关重要。
方法运用上遥感和地理信息系统技术可以选取多个变量，并在多尺度同时进行。然而，这些仅仅是工具，其发展还没有跟多尺度相互作用的理论研究相衔接。
可以将尺度综合的途径分为尺度上推或尺度下推。张娜将尺度上推总结为四种途径：空间分析法(如分形分析法和小波分析法)、基于相似性的尺度上推方法、基于局域动态模型的尺度上推方法(如简单聚合法、有效值外推法、直接外推法、期望值外推、显式积分法和空间相互作用模拟法等)、随机(模型)法[79]。尺度的下推主要有CLUE模型及其与ABM/LC结合的模型[48]，另外，也有很多人将嵌套全球气候模式(GCM)的区域气候模式(RegCM)用于分析不同尺度土地利用对气候、生态、水文等的影响，已提供了一些研究案例，取得了一些经验[66]。
但尺度之间的作用不能仅理解为“小”对“大”的“聚合”或“大”对“小”的“解聚”，不能仅凭地方的案例研究就简单地得出关于区域土地变化的一般性陈述，或者将区域的研究结果不加分析的外推到地方上，而是需要将跨越不同尺度的多个案例研究联结为一个可代表区域空间异质性的网络，寻找各尺度之间的“连通性”，作多空间尺度的综合研究[5]。尺度综合是为了更全面、深入地认识地理现象或土地系统动态的性质，为土地系统可持续性管理提供科学依据，要根据此目标明确综合什么，如何综合，不能盲目进行尺度转换[37]。
6 结论与展望
本文分析了尺度概念的内涵和尺度问题的根源，从多方面辨明了尺度研究的科学需求；探讨了土地变化科学中格局与过程、驱动力、环境效应、模型运用和土地利用管理中尺度问题的表现与部分解决方法，提出了在土地变化科学中考虑尺度问题时的一般思路。结论如下：
(1)尺度问题产生的根源在于地理现象的异质性、系统的等级性与层次性、响应与反馈的非线性、干扰因素的影响以及主观认识的局限等。
(2)多尺度研究有助于找出系统中重要的变化动态，国际重大计划如GLP、MA都将其作为重要研究内容，以求在综合集成案例、认识全球与环境地方关系上有所突破。
(3)土地变化科学中尺度问题研究多集中于数据的多尺度协调、处理与表征，格局、过程与驱动力的尺度效应，模型在不同尺度的嵌套与扩展，环境效应的多尺度响应与反馈，以及土地决策的多尺度实施与影响；其中模型整合是尺度研究的热点和前沿。
(4)尺度问题分析的一般途径是尺度选择—尺度分析—尺度综合。
(5)尺度综合并不局限于“小”对“大”的“聚合”或“大”对“小”的“解聚”，应该寻找各个尺度之间的“连通性”，作多空间尺度的综合研究。尺度综合时，寻找联结各尺度的问题是关键，数据是基础，方法是工具，必须明确综合什么，如何综合，不能盲目进行尺度的上推和下推。
尺度问题是地理学和生态学的关键问题之一，作为当前地理学和生态学重要研究领域的土地变化科学，尺度问题受到广泛关注。土地变化是多尺度相互作用的结果，必须进行多尺度的综合研究，要挖掘从地块到地方到区域等多层次的数据，建立完备的空间数据库，解决好数据的协调工作，为格局、过程、效应研究奠定基础，进而为土地可持续利用提供决策支持。在驱动力研究中，除对遥感图像人为变换栅格大小从而探讨各种粒度下驱动力影响外，还应该关注某一影响因子在各尺度的表现及其对土地变化的影响，增强土地变化的解释水平。模型是土地变化研究重要方法，要集成社会经济系统模型与自然—生态系统模型、微观模型与宏观模型，模型的嵌套是这种集成的有效途径之一，如CLUE-S与ABM/LC的嵌套。土地利用决策和管理也应该考虑不同尺度的问题与情况，以便有效地实施。