过去300年中国土地利用、土地覆被变化与碳循环研究
中国地理学研究领域发生的重大变化
中国地理学研究领域发生的重大变化作者：陆大道来源：《地理教育》2014年第11期20 世纪 70 年代末开始的改革开放使中国国民经济和社会事业获得了辉煌的成就，地理学也如此。
由于我国社会经济的高速发展，使我们面临的自然结构和社会经济结构已经及正在发生剧烈的变化。
这种变化向地理学提出了一系列的重大科学问题和实际问题。
地理学家充分利用了巨大的发展机遇和挑战。
地理学家组织和参与完成了国家一系列重大的关于中国自然结构和国家发展的综合性的研究任务，大量的研究成果充分体现了应用价值和科学内容，成为诸多分支学科发展的基本动力。
同时为政府和社会提供了大量的科学资料和建议，在经济和社会发展实践中产生了巨大的效益。
中国地理学的影响力日益扩大，地理学家的工作促进了中国自然资源的合理利用和社会经济的可持续发展，地理学的方法逐步为社会所了解和应用，地理学的成就在愈来愈大的程度上为社会所认同。
我们有充分的理由认为：20世纪后半叶，在为国家需求服务所进行的工作规模和发挥的巨大作用方面，世界上没有哪一个国家的地理学能够与中国相比。
大规模的全方位的理论成果不仅创新性地体现了中国地理的基本特点，也丰富和发展了当今现代地理学及相关学科的理论体系。
地理学的发展成就和影响已经明显超越了专业的界限。
改革开放以来，中国地理学逐渐走向世界，通过广泛交流引进了发达国家地理学的理论方法。
在科学研究体制、评价指标、资金来源等方面进行了诸多改革，发展条件获得大幅度改善，新人才大量涌现。
许多学者逐渐有了一个基本的共识：地理学发展应该逐步进入一个新的阶段：注重由自然因素引发的环境变化正在转变为由人类因素引发的环境变化，即转移到自然过程、生物过程和人类活动过程间的相互作用方面。
这种变化应该是具有统领性质的。
但是，正如黄秉维先生当时所反复强调的，这种”环境变化”不应该仅仅理解为全球气候变化。
近10多年来，许多地理学家将视角转向地理学及相关领域研究发展的国际“前沿”，也有一批学者继续将重点置于国内新的重大领域的研究。
土地利用与土地覆被变化
土地利用与土地覆被变化土地是人类赖以生存的基本资源之一，而土地利用与土地覆被变化是人类活动的重要内容。
随着人口的增加和经济的发展，土地利用不断发生变化，这对于生态环境和可持续发展产生了深远影响。
一、土地利用的背景和重要性土地利用是指对土地资源进行开发、利用、管理的活动。
人类通过种植农作物、建设住宅区、开发工业园区等方式利用土地，以满足社会经济的需求。
土地利用的合理性直接关系到国家的粮食安全、城乡发展平衡以及生态环境的保护。
每个国家都有制定土地利用规划并加强土地管理的必要性。
二、土地利用的主要形式1.农业用地：农业用地是人类最早利用的土地类型，包括耕地、果园、种植园等。
农业用地的保护和合理利用是国家农业发展的关键。
2.城市建设用地：随着城市化进程的加速，城市建设用地的需求不断增加。
人们建设城市，修建房屋，开设工厂，形成现代化的城市系统。
3.工矿用地：工矿用地主要用于工业和矿产资源的开发。
工矿活动对土地的利用和环境产生很大的影响，需要加强环保意识和环境监管。
4.交通运输用地：交通运输用地包括公路、铁路、航道等。
交通运输的发展对土地资源的利用有着相应的需求，但也要注意合理规划，减少对自然环境的破坏。
三、土地覆被变化的影响土地覆被变化是指土地表面上不同地物之间的转变。
土地覆被变化对环境和生态系统产生深远影响，包括：1.生态环境改变：土地覆被变化对生物多样性和生态系统的稳定性有重要影响。
大规模的森林砍伐、湿地的填埋与开垦等行为都会导致生态系统的破坏，影响全球的生态环境平衡。
2.气候影响：土地利用的变化直接影响大气环境和气候变化。
例如，大面积的城市化使得城市地表温度上升，形成城市热岛效应，进一步加剧了气候变暖。
3.水资源变化：土地的覆被变化会改变地表和地下水的分布和循环。
大规模的水土流失、湖泊消亡等都对水资源的可持续利用带来威胁。
四、如何实现可持续土地利用为了实现可持续土地利用，需要采取一系列措施：1.建立健全的土地管理制度：由政府制定土地利用规划和政策，确保土地的合理利用和保护。
土地利用和覆被变化对岩溶区土壤CO_2浓度的影响
域 为单 元 ， 择代 表 不 同气候 条 件 和岩 溶类 型 的山西 选 汾 阳马跑 一郭庄 神泉 流域 、 南湘 西 大龙 洞地 下河 流 湖
域、 广西 桂江 流域 ， 开展 不 同土 地 利 用 和覆 被 变 化 对 土壤 Ｃ 浓 度 的影 响研 究 ， Ｏｚ 为深 入 研 究 和 评 价 我 国 不 同岩溶 区土地 利用 方 式 和 覆 被 条 件 对 土 壤 Ｃ 的 Ｏ。 影 响 提供 基础 数据 。
林 地 的 改 善 ， 壤 的扰 动 性 变 小 ， ０ｚ 度 差 趋 于 减 少 ， 幅 趋 于 稳 定 。各 个 流 域 土 Ｃ 浓 变 相 同 覆被 类 型 ， 落结 构 和 优 势 种 变化 越 小 ， 壤 ＣＯ 浓 度 变 幅 越 小 。 群 土 ：
关 键 词 ： 地 利 用 ； 被 变化 ； 溶 区 ； 壤 Ｃ 土 覆 岩 土 Ｏ２ 中 图 分 类 号 ： １２ ６ Ｓ ５ ． 文献标识码 ： Ａ
地 利用 和覆 被 变化 对 土壤 Ｃ 浓 度 的影 响 研究 比较 Ｏ： 少 ， 岩 溶 区则 更 少 ［ 。 梁 福 源 ｒ］ 研 究 了 云南 在 ７ ］ 等 路 南石 林 不 同植 被 对 土 壤 Ｃ 的影 响 ， 建 华 等［ Ｏ： 曹 ｎ
用 培养 箱模 拟监 测 了不 同植 被 条 件 下 土 壤 Ｃ 浓 度 ０
武 、 陶系 灰岩 。马跑 神 泉 域 属 于 岩 溶 水 系统 ， 域 奥 泉
面积 约 ４ ０ｋ ， 庄 泉域 位 于马跑 神 泉 岩溶 水 系 统 ０ ｍ。 郭 的 南侧 ， 积约 ３ ０ ｋ ， 内碳 酸 盐 岩 分 布 以 覆 盖 面 ０ ｍ。 区
型 为 主 。两 泉域 同属 温带 半 湿 润气 候 区 ， 候 温 和 ， 气 多 年平 均降 雨 量约 ５ １ ８ ｌ ． ０ｍｍ， 际变 化 较 大 ， 节 年 季
我国土地利用变化模拟研究现状与展望
型的耦合还不常见ꎬ 这是一个未来可发展的空间ꎮ
是基于栅格数据ꎬ 提出的一种斑块生成土地利用变化
究的发展趋势ꎬ 目前的研究中 ＣＬＵＥ － Ｓ 模型与其他模
间计算智能实验室 ( ＨＰＳＣＩＬ) 所开发的ꎮ ＰＬＵＳ 模型
２ ３ ＧｅｏＳＯＳ
模 拟 模 型 ( Ｐａｔｃｈ － ｇｅｎｅｒａｔｉｎｇ Ｌａｎｄ Ｕｓｅ Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎꎬ
速发展、 水体污染加重、 生物物种加速灭绝和环境污
染向农村蔓延等ꎮ 因此ꎬ 研究土地利用变化是可持续
发展的必然要求ꎬ 同时在地理国情监测、 国土空间规
划方面也有着重要意义ꎮ 在此背景下ꎬ 借鉴地理模拟
和优化ꎬ 结合大数据在国民经济和社会发展规划、 土
地利用总体规划及城乡规划等研究上的优势ꎬ 使新形
势下土地利用变化模拟更加科学化ꎮ 本文根据现有的
ＰＬＵＳ) ꎬ 其能够灵活的处理多类土地利用斑块变化ꎮ
础上进行改造和传承提出的ꎬ 目前的研究中利用此模
型发表的文章还较少ꎮ 李琛等 [１２] 基于 ＰＬＵＳ 模型模拟
预测了山地重点开发区景观生态风险变化趋势ꎮ 已有
的研究倾向于将 ＰＬＵＳ 模型用于生态环境方面的研究ꎬ
如土地利用及生境质量时空变化及预测、 土地利用模
展ꎬ 与 ＧＩＳ 能够进行很好的耦合ꎬ 并且这种耦合能使
此模型是 ２０２１ 年在已有的土地利用变化模拟模型基
地理模拟优化系统 ( ＧｅｏＳＯＳ) 是 ＧＩＳ 的重要拓
各自的缺陷相互弥补ꎮ ＧｅｏＳＯＳ 系统平台逻辑设计中
的逻辑层系统是最重要的层次ꎮ ＧｅｏＳＯＳ 主要包括 ＣＡ
模拟、 多智能 体 模 拟 和 地 理 优 化 ３ 个 部 分ꎮ ＧｅｏＳＯＳ
义转换规则是 ＣＡ 的核心ꎬ 过去的研究中学者为了满
土地利用／土地覆被变化
第九章土地利用／土地覆被变化第一节土地利用/土地覆被变化概述一、概念人类活动对地球陆地表层系统作用的步伐、程度与广度是空前的，陆地表层系统最重要的变化之一就是土地利用/土地覆被的变化。
土地利用／土地覆被变化的研究是地球表层科学研究领域中的一个重要内容，是全球变化研究的前沿和热点。
土地利用是人类根据土地的特点，按一定的经济与社会目的，采取一系列生物和技术手段，对土地进行的长期性或周期性的经营活动；主要表现为土地用途转移和土地利用集约度的变化，侧重于土地的经济属性；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、冰川、湖泊、沼泽、湿地及各种建筑物（如道路等）。
主要表现为土地质量与类型的变化和土地属性的转变，侧重于土地的自然属性。
土地利用是土地覆被变化最重要的影响因素，土地覆被的变化反过来又作用于土地利用。
人类通过各种活动如土地利用、工业生产等有意无意地导致土地覆被的变化，但土地覆被状况及变化不完全受控于人类，人类活动只是导致土地覆被变化的许多因素之一。
土地利用/土地覆被变化的表现极为复杂，其动因与广泛的人类活动及自然变化相关，其结果将影响全部人类的生存和发展，其研究涉及从自然科学到社会科学的众多学科。
人类的土地利用方式多种多样，包括各种方式的耕作、放牧、伐木、聚落与城市、基础设施、自然保护、旅游休闲、军事等。
土地覆被变化现象也是形形色色的，可归纳为三种：一是土地覆被的退化，即某种覆被类型虽未改变，但其质量已经降低，例如由于过度放牧引起草地退化，伐木引起森林覆被密度降低；二是土地覆被的转换，即某种覆被类型完全改变成另一种类型，例如耕地被城市或工业建设占用，林地被全部砍伐并开垦为牧草地或耕地；三是土地覆被的改良，指某种覆被得到维护、修复、更新，例如土壤改良、耕地梯化、草地改良、森林抚育、灌溉系统的建立与完善。
三种土地覆被变化中，转换和改良比较容易引起人们的重视，也比较容易监测；而退化却较难观测，因而其记录最不完备。
浅论地理学与生态学研究在应对全球变化中的作用与应用
浅论地理学与生态学研究在应对全球变化中的作用与应用近代以来，各种全球变化受到人们的关注，例如人们最关心的全球气候变化，以及人口增长、地表覆被变化、水资源短缺、生物多样性减少等等。
这些问题也引起地理学家和生态学家的广泛关注和研究，并取得了一系列重大成果。
本文就地理学和生态学在全球变化中的作用与应用进行一些探讨，以促进这两门学科在全球变化研究中作出更大的贡献。
1．关于全球变化1.1全球变化的内容随着对全球变化研究的深入，全球变化已不仅仅局限在全球气候变化上，内容已扩展到全球人口增长、大气成分变化、养分生物地球化学循环变化、土地利用和覆盖的改变及生物多样性的丧失等方面。
这些变化既相互独立，又相互影响。
1.1.1人口增长在所有全球变化中，人口增长是最重要的一个方面，因为人类的工农业活动及对自然资源的消耗决定着其它所有的全球环境变化。
从1850年到现在的150年里，世界人口由10亿增加到50多亿，而且人均利用能量和资源也以相近的速度增长。
1.1.2大气成分变化从地球出现的那一天起，大气成分一直处于变化之中。
然而，只有近代大气成分的变化才引起我们的关注。
在人类工业革命前，大气中的一些温室气体或稀有气体，如CO2、CH4、N2O等一直处于较低水平；从1850年起，由于人类活动的增加、工业化程度的提高和农业的进一步发展，CO2，CH4,N2O的浓度分别增长了26%、100%、8%。
现在对化石燃烧产生的CO2量比较清楚，但对因森林砍伐造成的CO2释放量以及海洋和陆地植物对CO2的吸收利用机制还不能确定。
且对于CH4,N2O的来源，我们还了解得很不够。
虽然如此，我们可以很肯定地说这些温室气体的增加一定会引起全球气候的变化。
大气成分变化的另一方面是臭氧的变化。
二十世纪70年代以来，南极上空平流层的臭氧急剧减少，形成了大家熟知的臭氧洞。
大气层的臭氧减少后更多的紫外光辐射到地球上，破坏地球的生态环境，这些变化也会影响到全球气候的变化。
科技论文摘要参考模板
科技论文摘要参考模板1 基本要求1．1 文题文题应展现论文的中心内容和重要论点。
文题包含的全部词汇不得超过10 个实词；英文文题第一个单词首字母大写，其余全部小写，专有名词除外。
不得出现如下情况:1) 如：一种，一类，研究，分析，初探(A Preliminary Study ), 之我见(My own Opinions ) , 还有刍议、浅析之类谦词；2)背离文题根本定义，忘记文题系反映全文特定内容的恰当、简明词语的逻辑组合，在文题中出现“The study on”、“Development of”之类的句子或空话；3)文题第1个词不得用A，An，The 以及And等，避免出现多个介词of1.2 摘要摘要应该用简洁、明确的语言，将论文的目的，主要的研究过程及所采用的方法，由此得到的主要结果和得出的重要结论表达清楚。
如有可能，还应尽量提一句论文结果和结论的应用范围和应用情况。
1) 摘要不要太短，第一句话不要简单重复文章题目。
2) 取消背景性情况介绍，取消对既有研究情况的陈述，仅限于表达新的研究进展信息；3) 以第三人称撰写，不使用第一人称，如“本文”、“我们”，等；4) 用重要的事实开头，尽量用短句，避免用辅助从句开头；5) 在时态上，用过去式叙述作者的工作，用现在式叙述作者的结论；6) 在语态上，尽量用主动语态代替被动语态；7) 尽量少用缩略语；8) 注意冠词使用上泛指与特指的区分。
单数名词必加冠词, 复数名词少加或不加冠词。
2 参考模板中国地表气温变化对土地利用/覆被类型的敏感性杨续超; 张镱锂; 刘林山; 张玮; 丁明军; 王兆锋中国科学(D辑:地球科学) 2009年05期中国湿地初步遥感制图及相关地理特征分析牛振国; 宫鹏; 程晓; 虢建宏; 王琳; 黄华兵; 沈少青; 吴昀昭; 王晓风; 王显威; 应清; 梁璐; 张丽娜; 王雷; 姚谦; 杨镇钟; 郭子祺; 戴永久中国科学(D辑:地球科学)，2009年02期城市化进程对北京地区冬季降水分布的影响王喜全; 王自发; 齐彦斌; 郭虎中国科学(D辑:地球科学)，2008年11期考虑次网格变异性和土壤冻融过程的土壤湿度同化方案田向军; 谢正辉中国科学(D辑:地球科学) , 2008年06期用计算地球科学研究方法探讨地质现象的动力学机制赵崇斌; B.E.Hobbs; A.Ord中国科学(D辑:地球科学) , 2008年05期过去300年中国土地利用、土地覆被变化与碳循环研究葛全胜; 戴君虎; 何凡能; 潘嫄; 王梦麦中国科学(D辑:地球科学) , 2008年02期基于多智能体的居住空间格局演变的真实场景模拟陶海燕; 黎夏; 陈晓翔地理学报, 2009年06期基于主体功能区划的广州市土地资源安全评价郑荣宝; 刘毅华; 董玉祥; 朱高儒地理学报, 2009年06期1980年以来中国耕地利用集约度的结构特征陈瑜琦; 李秀彬地理学报, 2009年04期福建省工业用地效率分析与集约利用评价黄大全; 洪丽璇; 梁进社土地利用/土地覆被变化(LUCC)模型研究进展唐华俊; 吴文斌; 杨鹏; 陈佑启; Peter H.Verburg地理学报, 2009年04期中国粮食安全脆弱区的识别及空间分异特征殷培红; 方修琦地理学报, 2009年04期2000年来中国人口地理演变的Agent模拟分析吴静; 王铮地理学报, 2009年04期。
土地利用对碳排放影响的作用机制和传导路径分析—— 基于结构方程模型的实证检验
第36卷 第3期2022年3月Vol.36 No.3Mar.,2022中国土地科学China Land Science1 引言气候变化是人类面临的最严峻挑战之一。
工业革命以来，人类活动燃烧化石能源、工业过程以及农林和土地利用变化排放的大量CO2滞留在大气中，是造成气候变化的主要原因[1]。
从1750年至2011年，因化石燃料燃烧和水泥生产释放到大气中的CO2排放量为375 GtC，因毁林和其他土地利用变化估计已释放了180 GtC[2]，若要实现《巴黎协定》1.5℃的全球控温目标，需要在2050年左右达到碳中和[1]。
不论是减少排放源还是增加吸收汇，土地资源都扮演着重要角色[3]，土地调控碳减排是在基础层面推动碳中和目标实现的重要手段。
以控制非能源活动温室气体排放和增加碳汇以减缓气候变化为出发点，构建土地利用对碳排放影响的理论框架，准确表达土地利用对碳排放影响的作用机制和传导路径，能够充分发挥土地科学在中国经济低碳转型和生态文明建设中的作用，为建立土地调控碳减排政策体系提供理论依据，助力“双碳”和控温目标的实现。
已有研究对土地利用和碳排放之间的关系进行了大量探讨，主要包括两大方向：一是自然生态系统层面探讨土地利用对植被碳储量和土壤碳储量的影响[2-7]；二是经济社会系统层面探讨土地利用对广义碳排放的影响[8-9]。
事实上，经济社会系统下的土地利用碳排放过程和机制远比自然生态系统下的复杂，表现在土地利用对碳排放的影响往往通过其他因素传达，而碳排放的影响因素较多且互相之间产生联系。
学者们尝试从城市用地扩张[10-12]、城市空间用地布局[13]、土地集约利用[14]、土地利用结构变化[15]、土地利用强度差异[16]、土地城镇化和土地财政[17]等视角对土地利用和碳排放的因果关系进行了广泛探讨；也有学者基于系统动力学视角模拟了不同政策方案下土doi: 10.11994/zgtdkx.20220214.091206土地利用对碳排放影响的作用机制和传导路径分析——基于结构方程模型的实证检验张 苗1，吴 萌2（1.山东农业大学经济管理学院，山东 泰安 271018；2.湖北经济学院会计学院，湖北 武汉 430205）摘要：研究目的：探索土地利用对碳排放影响的作用机制和传导路径，为制定土地调控碳减排政策体系提供科学依据，服务于碳中和目标。
我国土地利用变化引起的碳排放量
我国土地利用变化引起的碳排放量我国土地利用变化引起的碳排放量远低于外国学者估算中国科学院地理科学与资源研究所葛全胜研究员领导的研究小组最新发布的研究结果表明，过去３００年间，中国由于土地利用变化引起的碳排放量仅为外国学者估算的１／３。
而且在中国政府的努力下，近年来中国自然植被活动增强，土地利用活动、尤其是农林活动还正在对陆地生态系统碳储量产生了比较明显的积极影响。
有国外学者认为，由于近几个世纪来中国土地大面积垦殖、林地迅速减少，增加了碳排放量，是造成全球气候变暖的重要原因之一。
研究小组成员、中科院地理科学与资源研究所戴君虎副研究员介绍说，从１６６１年到２０世纪末，中国耕地面积从６０７８万公顷增加至９６０９万公顷；从１７００年到１９４９年，中国的森林面积从２．４８亿公顷减少到１．０９亿公顷。
受土地利用与覆被变化的影响，中国陆地生态系统的碳储量也随之变化。
其中，地上生物量损失引起的碳排放大约为３７亿吨，土壤有机碳排放介于８－５８．４亿吨之间，植被和土壤变化引发的碳排放总计达４５－９５．４亿吨。
这一结果远远小于国外学者估算所得的１７１－３３４亿吨碳排放量。
中外学者都是采用“簿记”模型的研究方法，为何却得到如此悬殊的研究结果？戴君虎认为，这主要是因为外国研究学者对于中国历史情况的掌握极其有限，资料匮乏，许多数据都是凭空估算出来的；此外，国外学者将中国划分为东北、华北、西北、东部平原、西南、东南等几个大区进行研究，在很大程度上也不能反映客观实际。
反之，中国学者的研究资料来源十分丰富，并从省域尺度上进行研究，比外国学者更为精细。
中国科研人员将过去３００年间，记述中国农业、林业的各种文献资料，如清朝的官修正史、地方志、类书、文人笔记、官府文书、名家文集、统计资料等，进行科学归纳整理，利用第一手历史文献资料重建历史土地数据，因此所得的结论更为可靠。
中国学者通过研究还发现，由于中国地域广大，各地土壤和植被碳密度以及土地利用与覆被变化的情形均不相同，由此引起的陆地生态系统的碳排放也具有比较明显的时空差异。
全球环境变化研究的核心领域土地利用土地覆被变化的国际研究动向
全球环境变化研究的核心领域土地利用土地覆被变化的国际研究动向一、本文概述随着全球人口的增长和经济的快速发展，土地利用和土地覆被变化（LUCC）已成为全球环境变化的重要驱动力之一。
这种变化不仅直接影响生物多样性、水资源、气候等多个方面，还通过影响地球系统的各个组成部分，间接影响全球环境的整体稳定性。
因此，对土地利用土地覆被变化的深入研究，对于我们理解全球环境变化的机理，预测未来环境变化趋势，以及制定有效的应对策略具有极其重要的意义。
本文旨在全面概述全球环境变化研究的核心领域——土地利用土地覆被变化的国际研究动向。
我们将首先回顾土地利用土地覆被变化的基本概念和研究背景，然后分析当前国际学术界在该领域的研究热点和前沿问题，包括土地利用变化的驱动力、土地覆被变化的生态效应、土地利用变化的社会经济影响等。
我们还将关注新技术和新方法在土地利用土地覆被变化研究中的应用，如遥感技术、地理信息系统、模型模拟等。
通过对全球土地利用土地覆被变化研究动向的梳理和分析，本文旨在为全球环境变化的深入研究和应对策略提供有益的参考和启示。
我们期待通过这一研究，为应对全球环境变化、保护地球生态环境、促进可持续发展提供科学依据和决策支持。
二、土地利用/土地覆被变化的基本概念与研究意义土地利用/土地覆被变化（Land Use/Land Cover Change，简称LUCC）是全球环境变化研究的核心领域之一。
土地利用是指人类对土地进行的各种经营活动，包括农业、林业、牧业、城市建设等；而土地覆被则是指地球表面覆盖的自然或人工植被、水体、裸地等。
LUCC涉及的是这两个层面的动态变化及其相互作用。
研究LUCC具有重要的现实意义和理论价值。
LUCC直接影响了全球生态系统服务功能和生物多样性，对全球碳循环、水循环、气候系统等自然过程产生深远影响。
LUCC反映了人类活动对自然环境的干预程度，是人类社会经济发展的一面镜子。
因此，通过对LUCC的研究，我们可以深入理解人类活动与自然环境的相互作用机制，为制定科学的资源管理和环境保护政策提供理论依据。
土地利用变化对碳排放的影响
换对 碳排 放 的影 响包 含直 接碳排 放和 间接碳 排放 ； 地 内 农 部 土地利 用对碳 排放 的影 响主要 是直 接碳排 放 ， 有部 分 另 间接碳排 放 ， 包含用 地类 型转 换和管 理措 施变 化对 碳排 放 的影 响 ； 非农 用地 内部土 地利 用对碳 排放 的影 响主要 是 产 业用 地配 置变 化对 能源 消 耗需 求 差 异 所 引致 的碳 排 放 变 化 ， 用机制 ， 土地 利用 碳排 放 可 分 为土地 利用 类型转 换 碳 排 放 和 土地 利 用 类 型保 持 碳 排 放， 总称 为 土 地 利 用 直 接 碳 排 放 。土 地 是 具 有 承 载 功 能
２ １ 农地向非农用地转换对碳排放的影响 ．
我 国快 速 的工业 化 和 城市 化 进 程 导致 不 断有 大 量 的
的， 人类的活动 ， 包括经济建设 、 城市扩展和能源消耗等活
动都 与土 地利 用密切 相关 ， 且最 终都要 落 实到 不 同 的土 并
地利 用方 式上 。因此 将 土 地所 承载 的人类 活动 引 起 的
农 用地 ， 别 是 耕 地 转 换 为 建 设 用 地 。在 这 一 转 换 过 程 特 中， 植被 大量 减少 ， 被对 空气 中碳 的固化作 用 大大 减弱 ； 植 同时植被残 体 也将排放 大 量碳素 ， 壤对 有机 碳 的固化 吸 土 收作 用也 减弱 ， 故农 用地 转换 为建设 用地将 导 致碳排 放 量 的大幅度 增加 …。姜 群鸥研 究表 明黄淮 海平 原 耕地 向建
归属 于间接碳 排放 。
有学者认为这一转换过程是发挥碳汇作用的， 如陈广生等
认为农 田是 碳 源 ， 市 （ 包 括 城 市森 林 和 草 地 ） 城 不 无植 被 呼吸 ， 即非工业 化碳 排 放 是零 ， 此我 国 的农 地非 农 化过 因 程可 能会减 少碳排 放量 ， 这个 结论 目前还 未有 明确 的证 但 据 。因此 在有证 据 支 撑 的情 况 下 ， 植 被 对 碳 的 固化 从 作 用 角度考 虑 ， 农用 地 向建 设用地 转换会 直 接造 成大 量 的
农业土地利用与碳排放研究综述
0 引言
地球系统可划分为四大碳库， 即大气碳库、 海洋 碳库、 陆地生态系统碳库和岩石圈碳库， 各个碳库之 间通过物理、 化学循环， 每年有大量碳素流通。 陆地 生态系统是重要的碳库之一， 在全球碳循环中起着举 足轻重的作用， 约为大气碳库的4倍， 其中土壤碳库 占到80%以上， 生物质所占比例近20% [1]。 对现有的 陆地生态系统循环数据和海洋碳循环模式模拟结果的 分析表明， 陆地生物圈对大气中CO2浓度年变化的影 响比海洋更大 [2]。 全新世以来， 人类的农业活动通过 森林采伐、 耕地开垦等形式剧烈改变着全球地表覆 被。 不同的土地覆盖类型决定了不同的陆地生态系统 有机碳蓄积和释放量， 因此土地利用类型转变往往伴 随着大量的碳交换 [3]。 2000~2007年全球土地利用变 化导致的碳排放量约为8.7±0.8 Pg C a-1， 造林活动使 陆 地 生 态 系 统 吸 收 了 2.3±0.5 Pg C a-1[4]。 森 林 砍 伐 、 森林开垦为农田或转变为牧场、 城市用地增加等往往 导致陆地生态系统向大气的碳排放量增加， 农业开发 中尤其是耕地开垦和森林采伐是对大气碳排放量增加 的重要来源。 不同的土地利用/覆盖类型变化造成的 碳释放量不同， 不同区域的土地利用/覆盖变化对陆 地生态系统碳交换量的影响也不同。 从全球来看， 土
李蓓蓓 1，2， 魏学琼 2， 施威 1
(1.南京信息工程大学语言文化学院， 南京市， 210044； 2. 北京师范大学地理学与遥感科学学院， 北京市， 100875)
摘要：农业开发是人类对地球环境改造的重要活动之一，通过改变土地利用和土地覆盖进而改变陆地生态系统的地球物理化学循环，对全 球气候变化具有重要影响。 在全球变化研究背景下，解答全球碳循环以及人类活动对其影响，需要对农业土地利用的碳排放进行精确评 估。 本文对农业生态系统碳储量、土地利用导致的碳排放量研究进行分析，总结了定量评估碳排放的主要模型。 农业生态系统碳库研究主 要集中在对农业土壤碳库及其变化的研究上，研究表明近三十年中国土壤有机碳储量总体呈上升趋势，但是不同区域和不同类型土壤有 机碳储量变化存在差异。 农业土地利用如开垦、采伐、放牧会导致陆地生态系统向大气的碳排放。 目前主要的农业土地利用碳排放评估方 法主要包括收支清单方法、环境参数模型和计数模型，各类模型具有自己的适用特点，为了进一步提高结果精度，需要对基础土地利用数 据、不同土地利用类型的碳密度、农业开发的影响参数以及机理进行更深入的研究。 关键词： 土地利用； 碳排放； 定量评估 中图分类号： X705 文献标识码： A 文章编号： 2095-5553 (2014) 06-0285-07
土地利用变化对生态系统碳循环的影响
土地利用变化对生态系统碳循环的影响随着人口的增长和经济的发展，土地的利用方式不断变化。
人类的活动，如城市化、农业扩展及森林砍伐等，直接或间接地改变了土地覆盖和土地使用方式，对生态系统碳循环产生了影响。
本文将探讨土地利用变化对生态系统碳循环的影响，并分析其中的原因与后果。
一、农业活动对生态系统碳循环的影响农业是人类最主要的土地利用方式之一，它对生态系统碳循环产生了重大的影响。
首先，农业活动导致土地覆被的改变。
大片的森林、湿地和草原被清理和耕作，转化为农田和牧场。
这些转变导致了植被的减少和土壤的暴露，极大地影响了碳的固定和气候调节功能。
其次，农业过程中的施肥和灌溉等措施，对土壤有机碳的含量和分布产生了影响。
大量的化肥和农药使用不仅导致了土壤有机质的损失，还增加了碳排放。
此外，农作物的种植选择也会影响生态系统的碳循环。
种植耐旱或抗病虫害的作物会导致土壤的碳储量减少，破坏生态系统的平衡。
二、城市化对生态系统碳循环的影响城市化是另一个导致土地利用变化的重要因素，对生态系统碳循环产生着巨大的影响。
城市化过程中，大量的土地被开垦用于建设房屋、道路和基础设施。
这导致了城市热岛效应的出现，城市的温度较农村地区更高。
这将导致植物的蒸腾量增加，碳的吸收减少，从而影响了生态系统的碳循环。
另外，城市的人口密度增加，消费和废弃物的排放也大大增加，进一步增加了碳排放。
城市还消耗大量的能源，并产生大量的温室气体，加剧了全球气候变化。
三、森林砍伐对生态系统碳循环的影响森林是地球上最重要的生态系统之一，它在碳循环中起着重要作用。
然而，过度的森林砍伐导致了生态系统崩溃，并影响了碳循环。
首先，森林砍伐导致了大量植被的减少和土壤的暴露，减少了碳的固定。
此外，森林砍伐会改变降雨模式，进一步影响土壤湿度和植物生长，妨碍了生态系统的碳吸收能力。
砍伐也导致了大量的木材被用于建筑和能源，释放出储存在植物中的碳。
四、土地利用变化的后果与应对措施土地利用变化对生态系统碳循环的不利影响是不可忽视的。
中国环境问题的历史演变及其现状
中国环境问题的历史演变及其现状随着中国的经济高速发展，环境问题也逐渐浮现。
从20世纪80年代至今，中国的环境问题已经经历了许多变化。
80年代初期，中国的环境问题主要集中在对生态环境的破坏，土地和森林的过度利用，水土流失等方面。
例如，黄河流域的水土流失导致了严重的荒漠化问题。
此外，随着城市化的加速，城市环境问题也变得越来越严重，比如雾霾、水污染、噪声污染等。
到了90年代，中国的经济开始腾飞，但环境问题也开始迅速恶化。
1998年，中国经历了历史上最严重的洪水，大面积的灾害让人们再次关注到了环境问题。
之后的数年间，中国政府陆续出台了许多环境保护政策。
同时，一些企业开始实行绿色生产理念，努力减少对环境的污染，提高资源利用率。
这些举措虽然有所改观，但其中的问题仍然存在。
而到了21世纪初，中国的环境问题越来越突出，城市空气质量严重下降，水体污染面积扩大，沙尘暴严重，全国各地的环境问题不断上升。
政府于是立即行动起来，设立了专门的环保部门，并推行多项环保政策。
一些高污染行业也开始限制生产，重点整治环境污染问题，增设环保资金。
时至今日，中国的城市环境问题已经得到了有效的控制。
但农村地区的环保问题仍然引起人们的关注。
很多地方的环保意识不够强，环保设施缺乏，环保投入不足等问题，导致严重的水土流失问题。
农村污水处理、农药、化肥管理等问题也亟待改善。
总之，中国的环境问题在过去的几十年间发生了翻天覆地的变化。
政府和企业在环保方面的投资和行动取得了一定的成效，但环境问题仍然需要我们不断的关注和努力。
为了让我们的后代能够生活在一个良好的环境中，我们每个人都需要为环境问题贡献自己的力量。
中国国土利用变化分析
中国国土利用变化分析近年来，随着经济的快速发展和城市化进程的加速，中国的国土利用发生了巨大的变化。
从农田、林地到城市建设用地，从水域到工业用地，中国的土地利用格局正经历着深刻的转变。
本文将对中国国土利用变化进行分析，并探讨其带来的影响。
一、农田减少与城市扩张中国是农业大国，农田的减少一直是一个严重的问题。
随着城市化的发展，大量的农田被转化为城市建设用地，这对农业产业带来了巨大的冲击。
据统计，1980年至今，中国的耕地面积减少了近30%，而同期城市建设用地增加了5倍。
农田减少带来了农业产量的下降，农村的经济状况也逐渐恶化。
二、林地破坏与生态环境恶化中国拥有丰富的森林资源，但随着经济发展，大量的林地遭到了破坏。
伐木、采矿等非法活动，林地转化为工业用地和城市建设用地等，都导致了森林覆盖率的下降。
同时，破坏了生态环境，引发了水土流失、沙化等自然灾害的频繁发生。
保护森林资源，恢复生态环境已经成为当务之急。
三、水域浪费与水资源危机中国是一个多河流的国家，水资源丰富。
然而，在城市建设和工业发展的过程中，大量的水域被填埋和污染，导致了水资源的浪费和短缺。
在一些地区，人们甚至要面临水资源危机。
饮水安全问题已经引起了广泛的关注和重视。
合理利用水资源，保护水域生态环境，是持续发展的必然选择。
四、工业用地扩张与污染问题中国的煤炭、石油等资源富集，促进了工业的快速发展。
然而，工业用地的扩张也伴随着环境污染问题。
工业废水、废气排放污染了周围的土壤和水资源，对生态环境产生了巨大的破坏。
应该加强环境保护和治理，推动工业转型升级，实现经济发展与生态环境的良性循环。
五、国土利用调整与可持续发展面对国土利用变化带来的诸多问题，中国政府已经采取了一系列措施来进行调整和改善。
例如，制定了耕地保护政策，限制了农田转为建设用地的规模；加大了森林保护力度，实行封山育林等措施；推进水资源管理和保护，强化水污染治理；推动绿色产业发展，减少对环境的负面影响。
土地利用变化对碳收支平衡的影响研究——以重庆市为例
土地利用变化对碳收支平衡的影响研究——以重庆市为例杨宏玉;涂建军;杨乐;高红丽【摘要】运用实证研究、对比分析和相关分析等方法分析土地利用结构变化与碳收支的关系;探讨如何通过优化土地利用结构来实现碳收支的平衡.结果表明:净释碳量与各种土地利用类型的相关系数都很高,且与居民点及工矿用地、交通用地、水利设施用地、园地、林地成正相关,与耕地、牧草地、其它农用地、未利用地和其它土地成负相关.因此,增强碳汇功能必须优化森林结构,提高林地净初生产力,加强耕地保护力度,充分发挥耕地的碳汇作用;通过控制居民点及工矿用地规模来优化产业结构和产业布局,通过合理规划交通用地来优化能源利用率,以减弱碳排功能.【期刊名称】《农机化研究》【年(卷),期】2011(033)010【总页数】5页(P10-14)【关键词】土地利用;碳收支;净释碳量;增汇减排;重庆市【作者】杨宏玉;涂建军;杨乐;高红丽【作者单位】西南大学地理科学学院,重庆400715;西南大学地理科学学院,重庆400715;西南大学地理科学学院,重庆 400715;西南大学地理科学学院,重庆 400715【正文语种】中文【中图分类】F301.240 引言近年来，由于气候变化特别是温室效应增强导致的全球气候变暖成为现代地理学、环境学和生态学等学科共同关注的热点。
温室气体排放增加和温室效应增强而引发的各种气候与环境问题日益突出[1]。
如何减少温室气体(特别是CO2)的排放，已经成为各国政府面临的主要挑战。
人类活动主要通过化石燃料的燃烧和土地利用方式的改变干扰碳循环，增加大气中CH4和CO2浓度[2-3]。
毋庸置疑，土地利用与土地覆被的变化直接关系着陆地生态系统的物质循环和能量流动。
不同的土地利用与土地覆被变化将带来陆地生态系统不同程度的碳收支状况，使之起到碳源或碳汇的作用。
Tans等的研究表明,全球“未知碳汇”可能存在于陆地生物圈，特别是北半球中高纬度陆地生态系统，碳汇强度可达2～3Pg C/a[4]。
土地利用变化对生态系统碳循环的影响
土地利用变化对生态系统碳循环的影响一、引言地球上的生态系统碳循环是维持生物多样性和生态平衡的重要过程之一。
然而，随着人口不断增长和经济的发展，土地利用变化对生态系统碳循环产生了越来越大的影响。
本文将探讨土地利用变化对生态系统碳循环的影响，并提出相关的解决方案。
二、土地利用变化与碳储量土地利用变化是指人类对土地资源的不同利用方式，包括农田、林地、草地以及城市建设等。
这些不同的土地利用方式会直接影响生态系统中的碳储量。
例如，森林是生态系统中最重要的碳储量库之一，它们通过光合作用能够吸收大量的二氧化碳，将其转化为有机物质储存在树木和土壤中。
然而，当森林被砍伐和转变为农田或城市用地时，碳储量会大幅减少。
同时，农田和城市土地的利用往往伴随着大量的化石燃料的燃烧，从而释放出大量的二氧化碳，进一步加剧了生态系统碳循环的变化。
三、土地利用变化与碳排放与碳储量相对应的是碳排放，即生态系统中二氧化碳的释放。
土地利用变化会导致有机质分解加速、土壤侵蚀增加等问题，这些都会促使生态系统中碳的释放。
特别是农田和城市建设，它们通常需要进行翻土、挖掘和填埋等过程，这些行为直接导致土壤中的碳被暴露在大气中。
此外，农田和城市的化学施肥和废弃物处理也会产生大量的甲烷和氧化亚氮等温室气体，进一步加剧了碳排放问题。
四、土地利用变化对生态系统功能的影响土地利用变化不仅仅会影响碳循环，还会对生态系统的其他功能产生负面影响。
例如，森林的砍伐会破坏栖息地，导致许多动植物灭绝。
农田的过度耕作会导致土壤质量下降，甚至沙漠化。
城市建设会破坏大量的自然生态，加剧城市热岛效应。
这些问题都会进一步加剧全球变暖和生态系统的脆弱性。
五、解决方案为了减轻土地利用变化对生态系统碳循环的影响，我们需要采取一系列的解决方案。
首先，应加强对土地资源的保护和管理，避免过度砍伐森林和过度开发农田。
其次，应大力发展可持续的农业和城市化模式，减少农村和城市土地的化石燃料消耗和废弃物排放。
干旱区土地利用变化对碳循环的影响研究
干旱区土地利用变化对碳循环的影响研究干旱区土地利用变化对碳循环的影响研究随着全球气候变化的加剧，干旱区的土地利用变化成为了研究的热点之一。
干旱区的土地利用变化不仅会影响区域生态环境的稳定性，还会对碳循环产生重要的影响。
本文将从干旱区土地利用变化对碳循环的影响方面进行探讨。
一、干旱区土地利用变化对碳储量的影响干旱区土地利用变化会对土壤有机碳储量产生重要的影响。
研究表明，荒漠化和沙漠化等土地退化过程会导致土壤有机碳储量的减少，而草地退化和植被恢复则会促进土壤有机碳储量的增加。
此外，干旱区的土壤有机碳储量还受到降水量、温度、土壤类型等因素的影响。
二、干旱区土地利用变化对碳排放的影响干旱区土地利用变化还会对碳排放产生重要的影响。
研究表明，荒漠化和沙漠化等土地退化过程会导致土壤呼吸作用的加剧，从而促进碳排放。
而草地退化和植被恢复则会降低土壤呼吸作用，从而减少碳排放。
此外，干旱区土地利用变化还会影响植物生长和死亡过程中的碳排放。
三、干旱区土地利用变化对碳吸收的影响干旱区土地利用变化还会对碳吸收产生重要的影响。
研究表明，草地退化和沙漠化等土地退化过程会降低植物的光合作用强度，从而减少碳吸收。
而草地恢复和植被恢复则会促进植物光合作用强度的提高，从而增加碳吸收。
此外，干旱区土地利用变化还会影响植物生长和死亡过程中的碳吸收。
四、干旱区土地利用变化对碳循环的综合影响干旱区土地利用变化对碳循环的影响是多方面的。
荒漠化和沙漠化等土地退化过程会导致土壤有机碳储量的减少和碳排放的增加，从而促进碳循环的加速。
而草地恢复和植被恢复则会促进土壤有机碳储量的增加和碳吸收的提高，从而促进碳循环的减缓。
因此，在制定干旱区土地利用规划时，应当充分考虑其对碳循环的综合影响。
五、结论干旱区土地利用变化对碳循环具有重要的影响。
荒漠化和沙漠化等土地退化过程会导致碳循环加速，而草地恢复和植被恢复则会促进碳循环减缓。
因此，在制定干旱区土地利用规划时，应当充分考虑其对碳循环的综合影响，采取有效措施促进植被恢复和防止荒漠化和沙漠化等土地退化过程。
土地利用变化对碳储量的影响
土地利用变化对碳储量的影响随着经济的快速发展和人口的增长，土地利用变化正成为地球生态系统中一个重要的研究领域。
土地利用变化对碳储量的影响备受关注。
碳储量是指生态系统中土壤和植被中储存的碳的总量。
不同的土地利用方式会对碳循环和碳储量产生显著的影响，因此，我们需要深入了解土地利用变化对碳储量的影响。
首先，农田开垦对碳储量有着不可忽视的影响。
农田开垦是指将自然生态系统转变为农业用地的过程。
当土地从自然状态转化为农田时，往往需要进行砍伐森林、疏伐灌木和破坏植被的操作。
这些操作会导致植物的碳储量损失。
同时，农业活动中的耕地管理和施肥也会影响到土壤碳储量。
大规模的农田开垦会导致碳储量的大量释放，对全球碳循环产生负面影响。
其次，森林砍伐和森林转化对碳储量也有显著的影响。
森林是地球上最大的陆地生态系统，拥有丰富的生物多样性和碳储量。
然而，人类活动导致了大规模的森林砍伐和转化，破坏了生态系统的完整性。
森林的移除会导致植物碳储量的减少，并释放出大量的碳到大气中。
与此同时，土壤碳储量也会因森林转化而减少。
森林砍伐和转化对碳储量的影响是全球气候变化的重要因素之一。
除了农田开垦和森林砍伐，城市化对碳储量的影响也不可忽视。
随着城市化进程的加快，大量的土地被用于建设城市和基础设施。
这种土地利用变化不仅导致植被的破坏，还使得原本富含碳的土壤被覆盖或者破坏。
城市化过程中的土地利用变化对碳储量产生了巨大的影响。
例如，城市化导致的土地覆盖变化会导致植被的碳储量减少，而城市建设所需的材料和能源消耗会增加碳排放，进而影响全球碳循环。
然而，土地利用变化不仅对碳储量产生负面影响，也可能带来一些积极的效果。
例如，恢复退化土地和森林再生可以增加土壤和植被的碳储量。
通过采取合理的土地利用管理措施，可以减少碳排放并增加碳吸收，有助于减缓全球气候变化。
此外，农田土地利用变化也可以通过改变耕作规模、转变农业方式以及推动可持续农业发展来降低碳排放量。
综上所述，土地利用变化对碳储量的影响是一个复杂而严峻的问题。
碳循环知识：碳循环和历史地理学——历史气候变化与生态系统的演化
碳循环知识：碳循环和历史地理学——历史气候变化与生态系统的演化碳循环是指碳在各种生物体和地球系统之间的循环过程。
这个过程是复杂的，也是非常重要的，因为它与全球气候变化和生态系统的演化密切相关。
了解碳循环的历史和演化可以帮助我们更好地理解当前的气候变化和生态危机。
历史气候变化和生态系统的演化与碳循环紧密相关。
在过去的几百万年中，地球气候和生态系统经历了许多变化，其中最显着的是冰期和间冰期的周期性发生。
这些气候变化直接影响了生态系统的演化，从而影响到了人类的进化和历史。
在这种气候变化的背景下，碳循环起到了至关重要的作用。
碳循环的源头是太阳光能和二氧化碳，生物体和地球系统通过吸收、释放和储存碳来维持生态平衡。
而对碳的吸收和释放又跟人类的活动密切相关，例如焚烧化石燃料和砍伐森林等，这些活动的增加会加速气候变化，破坏生态平衡。
在远古时代，碳循环是比较稳定的，但是随着地球环境的改变，碳循环也随之产生了变化。
过去的气候变化使得一些地区的生态系统发生了重大变化，例如大雨和大旱的交替，导致了许多植物和动物的死亡，同时也增加了生物体的死亡和腐烂对环境的影响。
这种过程使得地球的碳循环发生了变化。
随着人类活动的增强，碳循环也发生了巨大的变化。
工业革命以来，人类活动的增加导致了大量的二氧化碳的释放，导致了全球气候变化和生态系统的瓦解。
温室气体的排放已经达到了危险的水平，威胁到了全球的生态平衡。
因此，减少碳的排放和增加碳储量是至关重要的。
为了改善碳循环，需要采取一系列的措施，如减少化石燃料的使用、防止森林砍伐和大规模焚烧、推广可持续性的农业和林业管理等。
此外，碳储量的增加也是非常必要的，例如增加土壤的有机质含量、植树造林等。
总之，碳循环是一个非常复杂和重要的过程，它与气候变化和生态系统的演化密切相关。
了解碳循环的历史和演化可以帮助我们更好地应对当前的气候变化和生态危机。
我们需要采取积极的行动，减少碳的排放和增加碳储量，共同为地球的可持续性发展做出贡献。
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这一时期的林地数据主要采用林业部门对全国 进行的林业资源清查数据. 这些数据的获取从方法
摘要 历史时期的土地利用与土地覆被变化是影响陆地生态系统碳循环的重要因素. 过去 300 年间, 我国土地利用与覆被发生了较大变化, 林地面积迅速减小, 垦殖扩张明 显, 均对陆地生态系统的碳循环产生了重要的影响. 采用通过第一手历史文献资料重建 的历史土地数据, 分析了过去 300 年我国土地利用变化的主要特征, 研究表明: 在研究 时段, 耕地面积持续增加, 从清前期 1661 年的 60.78×106 hm2 增加到 20 世纪末的 96.09×106 hm2; 森林面积从 1700 年的 248.13×106 hm2 降至 1949 年的 109量也随之变化. 其中, 地上植被破 坏引起的碳排放大约为 3.70 Pg C; 土壤有机碳排放介于 0.80~5.84 Pg C 之间, 最适估计 为 2.48 Pg C; 植被和土壤变化引发的碳排放总计达 4.50~9.54 Pg C, 最适估算为 6.18 Pg C. 这远小于国外学者估算所得的 17.1~33.4 Pg C 的排放量. 碳排放的空间分异明显, 由 于东北地区和西南地区的植被破坏相对较大, 过去 300 年间这两个地区受土地利用与覆 被变化影响的碳排放也较大, 其余排放量从大到小依次为内蒙古地区、华南西部地区、 新疆和青藏高原区; 而作为历史上传统农区的华北地区和华东地区, 土地利用与覆被变 化对陆地生态系统碳储量影响相对较小. 但是近年有关研究显示, 目前全国自然植被活 动增强, 土地利用活动, 特别是农林活动正对陆地生态系统碳储量产生比较明显的积极 作用.
上说比较严谨, 所查项目较多, 信息量很大 [35]. 我国 学者曾采用该系列数据研究过相关时段中国森林植 被碳储量等问题, 取得良好效果 [34].
上述各时段的多种资料可归为三类: 其一是清 朝、民国史料, 主要包括清代和民国时期的各种史 书、方志和传诸后世的文人作品, 这是获取本文各种 数据的基础资料. 其二是政府清查和统计资料, 是民 国时期及此后耕地和林地变化研究的主要数据来源; 其三, 前人相关领域的研究文献. 其中, 主要土地资 料的耕地数据基本系等间距地自历史文献资料考订 而来, 300 年间相邻耕地数字的平均时间间距为 26 年; 林地数据是以基础年份的数字为标准, 按照资料插 补和数据回朔方法依次按每 50 年的间隔估算得来. 空间上, 这些数据主要以省域单元统计, 但是特别考 虑了主要林区和主要垦殖活动的影响.
相对比较粗略. 比如, 其中的中国区域数据便与实际 情况相差甚远. 这是由于这些数据库的大部分土地 数据都是由人口、消费等社会经济参数间接推导而来. 推理过程中有许多假设, 增加了数据集的主观性, 这 是同类工作所应特别注意的地方.
除土地数据之外, 陆地生态系统碳循环研究还 涉及森林等生态系统的生物量碳密度和土壤碳密度 数值 [19]. 生物量碳密度和土壤碳密度是植被生态和 土壤有机碳含量的重要指标, 受许多自然和人文因 素影响, 存在较大的时空差异. 植被碳密度在国外的 大规模研究, 始于上世纪中期国际生物学计划(IBP) 对各地森林生物量的调查和研究 [29]. 同类研究在我 国起步较晚, 但是进展很快, 研究成果既包括由野外 植被生态调查所推算的各类生物群区(biome)的生物 量 [30], 也含根据森林清查数据按行政单位总结的区 域生物量密度 [31~33]. Fang等 [31,34]采用生物量转换因 子法, 在各类实测和清查资料的基础上推算出各地 森林的生物量碳密度 [35]. 土壤碳密度与地面植被关 系密切, 主要由土壤有机碳含量、土壤容重和土体中 >2 mm石砾的体积分数共同确定.
在历史土地利用变化与生态系统碳循环关系研 究 中 , Houghton 等 采 用 “ 簿 记 ” 模 型 (Bookkeeping Model)的估算影响较大 [14,18,19]. 他们最早于 1983 年 开始构建“簿记”模型, 简要估算了工业革命以来全球 土地利用与覆被变化所引起的碳排放 [18]. 多年来, 他们对这项全球研究又进行过多次修改与完善 [20,21], 将上述模型应用于赤道热带地区 [22]、赤道亚洲 [23]、 美国 [24]以及中国 [19]等地, 估算了历史土地利用变化 对陆地碳循环的影响.
1.1.2 植被和土壤碳密度资料 本文计算中的植被碳密度数据采用了Fang等 [31]
根据林业部门 1949~1998 年间七次清查数据所推算 的各地历次清查时段森林生物量碳密度的平均值(如 图 1(a)所示). 土壤碳密度采用了Wang等 [52]和刘纪远 等 [53]基于全国第二次土壤普查的 2473 个土壤剖面资 料, 应用地理信息模型估算的各地地表 0~100 cm范 围内森林土壤的碳密度数值. 这是关于我国土壤碳 储量和碳密度研究的代表性工作. 本文土壤碳密度 估算是在上述研究基础上, 由土壤有机碳含量剖面 资料的原始数据按行政区域合并计算得到(如图 1(b) 所示).
(2) 民国时期: 耕地方面主要采用了国民政府相 关部门与金陵大学农业经济系的调查统计数据, 综 合了当时关于土地利用研究的主要观点, 涵盖 Baker[48]、Buck[49]、张心一 1)、乔启明等 [50]的研究成 果, 同时兼备统计局等部门的诸多统计材料. 此外, 李文治 [42]、何秉棣 [51]等学者关于这一时期土地利用 的观点也是本文的重要参考. 林地方面, 除上述总论 性质的林地面积讨论方面的研究外, 还特别采用了 民国政府实业部统计年鉴关于林地的数据和民国年 间的森林史研究成果 [39].
1 资料和方法
1.1 资料来源
资料来源是土地利用变化与陆地生态系统碳循 环研究的根本, 换言之, 准确评估土地利用与覆被变 化是深入剖析陆地碳储量变化的基础; 而精确的碳 密度测度则是估算陆地生态系统碳储量变化的重要
198
中国科学 D 辑: 地球科学 2008 年 第 38 卷 第 2 期
环节.
1.1.1 土地利用与覆被变化数据
① 中国科学院地理科学与资源研究所, 北京 100101; ② 中国科学院研究生院, 北京 100049 * 联系人, E-mail: daijh@
收稿日期: 2007-07-23; 接受日期: 2008-01-03 中国科学院知识创新工程重要方向项目(批准号: KZCX2-YW-315-4)、国家科技支撑计划重大项目(批准号: 2007BAC03A11))和国家自然科 学基金(批准号: 40471047, 40471007)资助
中国是一个传统的农业大国和人口大国, 土地 垦殖扩展是全球关注的焦点. 近年来, 国外学者从不 同角度出发, 估算了历史时期中国土地利用变化及 所引起的碳排放. 但是, 由于资料匮乏, 加之他们对 中国情况掌握极其有限, 其研究很大程度上不能反 映客观实际.
有鉴于此, 笔者在多年对历史时期中国土地利 用与覆被变化研究的基础上 [36~38], 根据已掌握史实, 剖析了中国近 300 年土地利用变化的基本特征, 并采 用模型方法估算了该时段土地利用变化对陆地生态 系统碳储量的影响, 试图为更加客观地说明该时段 土地利用变化的原貌, 为科学分析其环境效应提供 理论依据.
与国外情况不同的是, 过去 300 年间中国记述农 业、林业的各种历史文献林林总总, 直接或间接地记 录了当时土地利用与覆被变化的详细过程. 300 年间, 三种不同的政权形式使土地政策、农业经济和赋税制 度等方面的记录各不相同, 给统计分析带来了很大 困难. 针对各时期特点, 本文所涉资料主要源于以下 几个方面:
利用与覆被变化是其主要方面 [5]; 过去 150 年, 化石 燃料燃烧和水泥生产等活动以CO2 形式共向大气释 放 270(±30) Pg C; 同时期, 土地利用变化向大气释放 136 (± 50) ~156 Pg C, 占人类总排放量 1/3 以上 [1,6]. 近年来, 全球土地利用与土地覆被变化在陆地与大 气碳交换中起着碳源作用 [7~13].
关键词
陆地生态 土地利用与覆被变化 碳循环
土地利用与覆被变化是人类改变陆地生态系统 生物质(biomass)生产的主要方式之一, 是影响陆地 系统碳循环过程, 引起碳源、汇变化的重要原因 [1]. 过去 300 年, 世界人口增长迅猛, 农业垦殖空前扩张, 自然植被面积锐减 [2~4]; 过去 250 年间, 大气CO2浓度 增加 31(±4)%, 其中主要是人类活动排放所致, 土地
(1) 清代部分: 主要引自清朝官修正史、地方志、 类书、游记、文人笔记、官府文书和名家文集等. 此 外, 还参考前人相关研究论著所考证的清代土地利 用资料和数据 [39~41]. 其中, 耕地数据主要来自葛全 胜等 [36]“过去 300 年中国耕地资源数量变化及驱动因 素分析”一文的估算, 对于 18 行省以外的部分, 采用 了李文治 [42]和Perkins[43]的有关研究成果进行插补. 对于清前期的森林面积变化, 除上述原始文献以外, 主要还参考了凌大燮 [44]、樊宝敏等 [45]、陈嵘 [46]和马 忠良等 [47]的研究成果, 数据主要来自何凡能等 [38]“近 300 年来中国森林的变迁”一文.
历史时期土地利用变化与陆地碳储量关系研究 的关键是基础土地利用变化数据和资料的准确性和 完备性. 在短时间尺度上, 土地调查和对地遥感观测 数据均可满足研究需要 [7]. 就历史时期而言, 资料匮 乏却是全世界学者共同面临的难题, 制约了许多研 究的深入开展. 近年来, 在IGBP的BIOME300, LUCC, GCTE, GLP(Global Land Project)和iLEAPS等研究计 划共同推动下, 重建过去环境, 特别是重建过去 300 年全球土地覆被的工作取得重大进展 [25]. 其中, 荷兰 环 境 评 价 局 (Netherlands Environmental Assessment Agency) 所 建 的 “ 全 球 历 史 环 境 数 据 集 ” (Historical Database of the Global Environment, HYDE)和美国威 斯康星大学全球环境和可持续发展中心(SAGE)所建 的“全球土地利用数据集”(Global Land Use Database) 都是较重要的尝试 [26,27]. 在此基础上, 有人对原始土 地利用数据进行加工, 又得到“土地利用转型”数据集 (Land Use Transformation Database)[28]. 这些数据集 的主要资料来源于遥感观测、土地清查和人口普查等. 在没有直接土地利用资料的情况下, 根据人口与环 境要素之间的关系, 通过数量化模型方法回推历史 时期的土地利用数据 [27]. 而且上述数据集都是具有 地理属性的格网化数字产品, 能够反映全球大势, 但