專題二：LUCC研究進(jìn)展

土地利用/覆被變化（LUCC）

研究進(jìn)展資源環(huán)境學(xué)院周清2011-1111、LUCC背景對(duì)土地利用/土地覆被變化（LandUse/CoverChange,LUCC)的研究至少可以追溯至19世紀(jì)60年代。以美國(guó)為例，早在1864年，Marsh就指出在地中海和美國(guó)的大平原，由于人類土地利用方式的改變而導(dǎo)致的后果。進(jìn)入20世紀(jì)以后，Sherlock在manasageologicalagent中，著重比較了地貌改造人為因素與自然剝蝕之間的關(guān)系。一、LUCC概念21956年，Thomas在其著作中詳細(xì)描述了人類改變地貌的途徑，總結(jié)了人類活動(dòng)對(duì)地表過(guò)程所造成的改變，并提出了人類在地里環(huán)境中應(yīng)遵循的種種行為規(guī)范。1990年，Billieturner和他的同事們?yōu)槿祟惓噬狭藅heearthastransformedbyhumanaction，又一次為全球變化研究尤其是LUCC研究明確了方向32、發(fā)展盡管人們對(duì)LUCC研究重要性的認(rèn)識(shí)由來(lái)已久，但直到20世紀(jì)80年代中后期，面向解決全球環(huán)境變化和可持續(xù)發(fā)展領(lǐng)域的若干重大問(wèn)題，LUCC研究受到國(guó)際社會(huì)的重視。國(guó)際上有關(guān)土地利用變化的研究證實(shí)開始于1992年聯(lián)合國(guó)制定了“21世紀(jì)議程”。4國(guó)際地圈生物圈計(jì)劃（InternationalGeosphere-BiosphereProgramme,IGBP）和國(guó)際全球環(huán)境變化人文計(jì)劃（TheInternationalHumanDimensionsProgrammeonGlobalEnvironmentalChange,IHDP）兩大國(guó)際組織積極籌劃全球性綜合研究計(jì)劃，并于1995年共同擬定發(fā)表《土地利用/土地覆被變化科學(xué)研究計(jì)劃》，從而有力地推動(dòng)了全球的區(qū)域土地利用/土地覆被研究的縱深發(fā)展5《土地利用/土地覆被變化科學(xué)研究計(jì)劃》提出針對(duì)人類活動(dòng)和全球變化間的人和生物驅(qū)動(dòng)影響土地利用與土地覆被及其對(duì)環(huán)境和社會(huì)的影響0的/土地利用/土地覆被變化(LUCC,Land-useandland-coverchange）研究計(jì)劃6土地利用/覆被變化指因自然及人為因素作用引起的土地利用變化和土地覆被變化，如林地的退化、耕地開發(fā)為城市用地等。（改造和變異）7Land-useandland-coverchange(LULCC);alsoknownaslandchange)isageneraltermforthehumanmodificationofEarth'sterrestrialsurface.

Landcoverreferstothephysicalandbiologicalcoveroverthesurfaceofland,includingwater,vegetation,baresoil,and/orartificialstructures.8SatelliteimageofdeforestationintheAmazonregion,takenfromtheBrazilianstateofParaonJuly15,1986.Thedarkareasareforest,thewhiteisdeforestedareas,andthegrayisre-growth.Thepatternofdeforestationspreadingalongroadsisobviousinthelowerhalfoftheimage.Scatteredlargerclearingscanbeseennearthecenteroftheimage.(Source:NASA)9土地利用變化指土地用途轉(zhuǎn)移和土地利用集約度的變化。土地覆被變化指土地質(zhì)量與類型的變化和土地屬性的轉(zhuǎn)變。10二、LUCC研究?jī)?nèi)容1、土地利用/覆被變化的格局及過(guò)程研究近三百年來(lái)人類利用（humanuse）導(dǎo)致的土地覆蓋的變化2、土地利用/覆被變化的驅(qū)動(dòng)力分析人類土地利用發(fā)生變化的主要原因3、土地利用/覆被變化的效應(yīng)（資源、環(huán)境、生態(tài)、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效應(yīng)）4、數(shù)據(jù)可靠性和質(zhì)量研究5、尺度動(dòng)力學(xué)研究11TheU.S.ClimateChangeScienceProgram：StrategicResearchQuestions

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Whattoolsormethodsareneededtobettercharacterizehistoricandcurrentland-useandland-coverattributesanddynamics?2

Whataretheprimarydriversofland-useandland-coverchange?3

Whatwillland-useandland-coverpatternsandcharacteristicsbe5to50yearsintothefuture?4

Howdoclimatevariabilityandchangeaffectlanduseandlandcover,andwhatarethepotentialfeedbacksofchangesinlanduseandlandcovertoclimate?5

Whataretheenvironmental,social,economic,andhumanhealthconsequencesofcurrentandpotentialland-useandland-coverchangeoverthenext5to50years?12三、LUCC涉及領(lǐng)域1、Biodiversityloss2、ClimateChange3、Pollution4、Otherenvironmentalimpacts5、Sustainablelandmanagement6、Landcoverchange13MapofRussianForestBiomass

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劉春雨,趙軍,劉英英等對(duì)額濟(jì)納天然綠洲近25年的LUCC及景觀格局時(shí)空變化進(jìn)行了研究表明，綠洲各土地利用類型及景觀格局指數(shù)均發(fā)生了重要變化，LUCC變化表現(xiàn)出草地和灌木大幅度減少，荒漠顯著增加;景觀類型多樣性指數(shù)(H)及土地利用均勻度指數(shù)(E)減少，土地利用優(yōu)勢(shì)度指數(shù)(D)增加;反映額濟(jì)納天然綠洲生態(tài)環(huán)境逐漸惡化的趨勢(shì)，綠洲主體景觀類型的面積明顯縮減，荒漠景觀生態(tài)類型面積逐年遞增，植被退化嚴(yán)重。（干旱區(qū)資源與環(huán)境，Vol.25No.9Sep.2011)。151617TheresearchontheimpactofLUCConecosystemservicevaluesinHaDaQiindustrialcorridorshowedthatfutureland-usepolicyformulationshouldgiveprecedencetotheconservationoftheseecosystemsoveruncontrolledconstruction,reclamation,andwaterconsumptionandthatfurtherlanddevelopmentshouldbebasedonrigorousenvironmentalimpactnalyses.(XiaodongNa,ShuyingZang,NannanZhang,etc.2011)181920ShuqingZhao?ShuguangLiu?RunshengYin,etc.,201021四、LUCC研究方法1、Remotesensing22Thisworkshowsthevalueofusingdifferenttypesofsatellitedatatostudyclimateandland-useandland-coverchange.Coarse-resolutiontimeseries“survey”dataareusedtoidentifyareaswherevariationsinphotosynthesishaveoccurred,thenLandsatandclimatedataareusedtounderstandpossibleland-usechangesand/orclimaticvariationinthespecific“survey”areasidentified.23241989年1998年252、Geospatialanalysis26273、Drivingforces

目前,普遍認(rèn)為導(dǎo)致土地利用與覆被變化的驅(qū)動(dòng)力主要存在于自然和社會(huì)兩個(gè)系統(tǒng)"28

吳文婕,石培基,胡巍等對(duì)城市化背景下河西走廊LUCC的人文驅(qū)動(dòng)力分析表明：（1）近20a,河西走廊耕地?cái)?shù)量空間相對(duì)變化顯著。（2）河西走廊經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)與耕地非農(nóng)化存在近似“kuznets”曲線型關(guān)系,隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展,耕地非農(nóng)化速度先增大,而當(dāng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展到一定階段時(shí),隨著經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)耕地非農(nóng)化速度逐漸減小,最終趨于平穩(wěn)。(3)以城市化水平、社會(huì)經(jīng)濟(jì)以及農(nóng)業(yè)技術(shù)發(fā)展為代表的人文驅(qū)動(dòng)力因子在研究區(qū)近20a耕地的變化過(guò)程中起主導(dǎo)作用。（水土保持研究，2011）294、Modeling元胞自動(dòng)機(jī)模型Agent-based模型系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型土地利用變化及其效應(yīng)模型基于經(jīng)驗(yàn)的統(tǒng)計(jì)模型變化測(cè)度模型30五、研究進(jìn)展1、國(guó)際LUCC研究概況1995年IGBP和IHDP擬發(fā)《土地利用與土地覆被變化科學(xué)研究計(jì)劃》1999，IGBP和IHDP又提出《LUCC研究實(shí)施策略》FAO、UNEP、IIASA相繼確立與LUCC相關(guān)的研究項(xiàng)目美國(guó)、日本、歐共體分別建立不同層次的LUCC項(xiàng)目312、國(guó)內(nèi)研究概況我國(guó)多年在土地利用調(diào)查、規(guī)劃、基礎(chǔ)理論研究、基礎(chǔ)圖件編制和資源環(huán)境數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)取得大量成果。3280年代出版《全1：100萬(wàn)土地利用圖集》92年出版