土地利用和土地覆盖变化

1.2 基本概念
目录
第一节
1.1 背景及意义 1.2 基本概念 1.3 研究内容与方法
1.3 研究内容与方法
LUCC的研究对象可以概括为两个方面的内容: ① 与全球环境变化有关的科学问题 ② 与国家或区域的可持续发展有关的发展战略问题
1.3 研究内容与方法
LUCC研究计划以五个中心问题为导向 ① 近三百年来人类利用导致的土地覆盖的变化 ② 人类土地利用发生变化的主要原因 ③ 土地利用变化在今后50年如何影响土地覆盖 ④ 人类和生物物理的直接驱动力对特定类型土
地位。人类通过对与土地有关的自然资源的利用活动，改变地球陆地 表面的覆被状况，其环境影响不只局限于当地，而远至于全球。而土 地覆被变化对区域水循环、环境质量、生物多样性及陆地生态系统的 生产力和适应能力的影响则更为深刻。
• 2.地球系统科学、全球环境变化及可持续发展涉及到自然和人文多方面 的问题，土地利用/土地覆被变化在全球环境变化问题中，可以说是自 然与人文过程交叉最为密切的问题，在这方面加强自然科学与社会科 学的综合研究，已成为两大学科领域众多学者的共识。
2.2 中国土地利用变化
2.2 中国土地利用变化
2.2 中国土地利用变化
(3) 近 20 年间, 尽管气候变化对北方地区的耕地变化有一定 的影响, 但政策调控和经济驱动仍然是导致我国土地利用变 化及其时空差异的主要原因。2000 年后的第一个 10年, 土 地利用格局变化的人为驱动因素已由单向国土开发为主, 转 变为开发与保护并重。
土地利用与土地覆被变化 Land-Use and Land-Cover Change：LUCC
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1 通论
1.1 背景及意义 1.2 基本概念 1.3 研究内容与方法 1.4 LUCC的环境影响 1.5 国际上的有关研究项目
2 中国的土地覆被与土地利用
2.1 中国LUCC概况 2.2 中国土地利用变化 2.3 LUCC与中国的可持续发展
CONTENTS 第一节
1.1 背景及意义 1.2 基本概念 1.3 研究内容与方法 1.4 LUCC的环境影响
1.4 LUCC的环境影响
（1）对气候的影响 地表及其覆盖的植被决定着太阳辐射在地表的分 配．土地表面性质发生变化时引起能量的重新分配， 从而影响气候的变化。
研究表明,土地利用与土地覆盖变化对大气的影响主 要有两个途径: 一是由于化石燃料燃烧以及土地利用与土地覆盖变化 等人类活动使得大气中温室气体(CO2.CH4等)的含量 增多,由此产生的温室效应使得全球气候变暖而且变
1.4 LUCC的环境影响
（4）对生物多样性的影响 全球三分之一——二分之一的陆地表面, 已经被人类 活动所改变 一些重要的生态系统变成斑块, 有的实际上已经消失 大量遗传学上的独立种群已经消失
CONTENTS 第一节
1.1 背景及意义 1.2 基本概念 1.3 研究内容与方法 1.4 LUCC的环境影响 1.5 国际上的有关研究项目
1.1 背景及意义
• 隶属于“国际科学联合会”的IGBP和隶属于“国 际社会科学联合会”的IHDP希望以此为突破口, 推动全球问题的综合研究。
• 1995年共同拟定发表了《土地利用/土地覆被变 化科学研究计划》, 并将其列为核心项目之一。 掀起了土地利用与土地覆被变化不同尺度专题研 究的序幕。
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2.3 LUCC与中国的可持续发展
中国的土地覆被变化是全球变化的重要组成部分。从全球环 境变化的角度出发，研究不同土地覆被类型的变化对大气圈 的作用及未来气候变化对土地利用/土地覆被的影响，可丰富 我们对全球环境变化的了解，促进学科的发展。
2.2 中国土地利用变化
2.2 中国土地利用变化
(2) 20 世纪末 10 年与 21 世纪初 10 年相比, 中国土地 利用变化空间格局出现了一些新特征。 主要表现为黄淮海地区、东南部沿海地区、长江中游 地区和四川盆地城镇工矿用地呈现明显的加速扩张态 势；北方地区耕地开垦重心由东北地区和内蒙古东部 转向西北绿洲农业区；东北地区旱作耕地持续转变为 水田；内蒙古农牧交错带南部、黄土高原和西南山地 退耕还林还草效果初显。
2.2 中国土地利用变化
根据刘纪远等发表的论文: 20 世纪 80 年代末以来中国土地利用变化的基本特征与空间格局 对中国的土地利用变化进行总结和简单介绍，以下为论文中所讲到的 三个主要结论
2.2 中国土地利用变化
（1）1990-2010年的20年间, 中国土地利用变化表现出明显的时空 差异。 “南减北增, 总量基本持衡, 新增耕地的重心逐步由东北向西北移动”是 耕地变化的基本特征； “扩展提速, 东部为重心, 向中西部蔓延”是城乡建设用地变化的基本特 征； “林地前减后增, 荒漠前增后减, 草地持续减少”是非人工土地利用类型 变化的主要特征。
2.1 中国LUCC概况
中国土地利用分布不均, 东西部各类土地利用比例差 距很大。东部地区耕地、园地、林地、工矿、居住地 及交通用地比例大, 而西部地区多草场、荒漠、戈壁、 冰川等难利用地, 土地利用类型的差异决定了东、西 部地区经济发展的不平衡。
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第二节
2.1 中国LUCC概况 2.2 中国土地利用变化
1.5 国际上的有关研究项目
自1993年国际科学联合会与国际社会科学联合会联合成立了土 地利用/土地覆被变化核心项目计划委员会以后，一些积极参与全 球环境变化的国际组织和国家纷纷跟进，启动了各自的土地利用/ 土地覆被变化研究项目: （1）国际应用系统研究所(IIASA) IIASA于1995年启动了“欧洲和北亚土地利用/土地覆被变化模拟”的3 年期项目。旨在分析1900年到1990年欧洲和北亚地区土地利用/土 地覆被变化的空间特征、时间动态和环境效应，并预测在全球环 境、人口、经济、技术、社会及政治等因素变化的背景下，该区 域未来50年土地利用/土地覆被的变化趋势。
地利用可持续发展的影响 ⑤ 全球气候变化及生物地球化学变化与土地利
用与覆盖之间的相互影响
1.3 研究内容与方法
目前确定的研究重点: ① 土地覆盖变化状况的评估 ② 全球土地利用与土地覆盖变化的建模与预测 ③ 全球、区域和局地不同空间尺度土地利用和土地覆盖变化的不 同驱动力之间的联系 ④ 数据开发活动与数据信息系统
2.2 中国土地利用变化
(3) 近 20 年间, 尽管气候变化对北方地区的耕地变化有一定 的影响, 但政策调控和经济驱动仍然是导致我国土地利用变 化及其时空差异的主要原因。2000 年后的第一个 10年, 土 地利用格局变化的人为驱动因素已由单向国土开发为主, 转 变为开发与保护并重。
录
第二节
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第一节
1.1 背景及意义
1.1 背景及意义
进入90年代以来，全球环境变化研究领域逐渐 加强了对土地利用和土地覆被变化的研究。
IGBP: 全球地圈与生物圈计划 IHDP: 全球环境变化人文因素计划
1.1 背景及意义
• 原因： • 1、土地利用和土地覆被变化在全球环境变化和可持续发展中占有重要
第一节
1.1 背景及意义 1.2 基本概念
1.2 基本概念
• 土地利用是人类根据土地的特点, 按照一定的经济与社会目的, 采 取一系列生物与技术手段, 对土地进行的长期性或周期性活动。它 是一个把土地的自然生态系统变为人工生态系统的过程, 包含着人 类利用土地的目的和意图,是一种人类活动。
• 土地覆被是指自然营造物和人工建筑物所覆盖的地表诸要素的综 合体,包括地表植被、土壤、水体、沼泽湿地及各种建筑物(如道路、 房屋等),具有特定的时间和空间属性,其形态和状态可在多种时空 尺度上变化。是一种覆盖状况。
1.5 国际上的有关研究项目
（4）日本 日本国立科学院全球环境研究中心提出了“为全球环境保护的土地
利用研究”，该项目着眼于亚太地区可持续的土地利用. 第一阶段 主要目标 是预测2025年和2050年该地区土地利用/土地覆被状况 (包括耕地、林地、城市用地及荒漠化土地)及土地第一性生产力的 时空变化。
2.1 中国LUCC概况 2.2 中国土地利用变化 2.3 LUCC与中国的可持续发展
2.3 LUCC与中国的可持续发展
① 土地资源的短缺和退化。 ② 土地资源多功能性的特点。 ③ 土地利用与其它自然资源利用的密切关系。 ④ 快速工业化过程中土地资源的丧失。
⑤ 这些因素决定了在中国现代化的进程中, LUCC仍将是可 持续发展的一个焦点问题。
2.1 中国LUCC概况
中国土地利用类型比例 中国长期的历史形成了独特的土地利用特点，这是由我国的 自然条件、经济、历史状况所决定的，也是人类活动影响及 人类生存需要的反映。中国主要的土地利用类型包括: 耕地，包括水田和旱地 园地，包括茶园、果园、热带作物种植地 林地，包括用材林、经济林、防护林和薪炭林等 草场，包括草原和草山草坡，草原又分为草甸草原、干旱草 原及荒漠草原 水体和湿地，包括河流、湖泊、水库、滩涂和沼泽
1.3 研究内容与方法
《土地利用/土地覆被变化科学计划》提出了三个重点领域， 同时又是LUCC的三个主要研究途径:
土地利用变化机制的个例比较研究 （利用土地的原因、利用土地的目标、利用对覆被的影响） 土地覆被变化机制的直接观测与诊断模型 （遥感图像分析、地理信息系统技术分析、建立模型） 区域和全球综合模型 （建立宏观尺度的动力学模型，推测土地覆被变化趋势）
2土壤养分。不同的土地利用类型对养分的滞留和 转化的作用不同, 具有不同的土地空间组合, 进 而影响了土壤养分的迁移规律。
3土壤微生物。土壤微生物的多样性与地表植被群 落的生产力和多样性呈正相关, 并随着植被群落 存在的年限而增加。
1.4 LUCC的环境影响
（3）水环境效应 LUCC对水环境的影响主要表现在对水质、水量以及 区域水循环的影响上: 水体污染。城镇化、工业和农业发展改变地表和地下 径流，水环境污染严重。 水资源短缺。90年代来,黄河年年断流,而且断流时间 增长，地下水的开采造成山东莱州湾地区海水入侵。 水循环影响。不同的土地利用与土地覆被类型对降水 的截留、阻挡、蒸腾及下渗作用不同，进而改变区域
1.4 LUCC的环境影响
(2)土壤环境效应
LUCC对土壤的环境效应累积为土壤质量、土壤 生产力的下降,主要表现为不同形式的土壤退化,主 要包括土壤侵蚀(水蚀、风蚀)、土壤化学退化(土 壤污染、盐碱化、水浸、酸化等)、土壤物理退化 如土壤紧实等。
1.4 LUCC的环境影响
1土壤环境。不合理的土地利用方式如森林的砍伐、 矿区开采、陡坡开垦以及过度放牧是造成土壤侵 蚀和土地沙化的主要原因。（黄土高原的水土流 失）
1.5 国际上的有关研究项目
（2）联合国环境署(UNEP) UNEP亚太地区环境评价计划于1994年启动了土地覆被评价和模
拟”(LCAM)项目, 旨在调查东南亚地区土地覆被的现状和变化, 确 定这种变化的热点地区。该项目采用美国宇航局高分辨率雷达影 像进行区域土地覆被制图和监测, 目前已完成了对孟加拉、柬埔寨、 老挝、缅甸、尼泊尔和越南等国两个时段(1985—1986和1992— 1993)的土地覆被调查工作, 下一步工作将拓展到斯里兰卡、巴基 斯坦、中国、印度及伊朗等国。
1.5 国际上的有关研究项目
（3）美国 美国全球变化研究委员会（USOC,RP）将土地覆被变化与气候变化、
臭氧层的损耗一起列为全球变化研究的主要领域。与欧洲空间署 等国际组织合作开展了高分辨率雷达监测土地覆被变化和季节性 植被状况项目。1996年重点开展北美洲土地覆被变化的研究, 利用 遥感方法分析北美自1970年以来的土地覆被空间变化。
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第二节
2.1 中国LUCC概况
2.1 中国LUCC概况
中国的土地覆被类型 自然植被: 热带雨林、针叶林、高山草原、草本沼泽 农业植被: 果园、经济林、经济作物 无植被覆盖的土地: 戈壁、冰川、湖泊
影响中国植被经向分布的主导因素是大气水分，随距海远近 湿度变化在中国北部华北、东北到新疆依次为森林—草原— 荒漠三个带
• 土地利用侧重于土地的社会经济属性, 土地覆盖侧重与土地的自然 属性。
1.2 基本概念
• 土地利用变化: 一种利用方式向另一种利用方式转变； • 利用范围、强度的变化。 • 土地覆被变化 • 质变: 覆被类型转换（毁林开荒、毁田筑路） • 量变: 覆盖类型内在属性的渐变过程（土地质量退化、土
地生产潜力降低）