土地利用/土地覆盖变化研究的范围和主要内容

1 土地利用/土地覆盖动力机制与联动关系 地球陆地上或土地上覆盖物及其变化乃众多全球环境变化的生物物理过程的核心。土地覆盖是地球表面及近地表的生物物理状态。土地覆盖变化包括生物多样性、现实的和潜在的原有生产率、土壤质量以及径流和沉积速度中的种种变化。土地覆盖物以及其中的变化是大部分维持生物圈和地圈的原料及能量流的源泉和渊薮,包括少量的气体散逸和水文循环。     

论土地利用转型的研究框架

当前,土地变化研究尚缺乏统一的理论指导。探索土地利用转型理论对构建土地变化研究的理论基础具有重要意义。本文试图梳理土地利用转型研究的缘起、拓展及启示,辨析土地利用转型与土地利用变化的内涵差异,构建土地利用转型的研究框架。结果表明：① 耕地及城乡建设用地利用转型研究对构建土地利用转型的研究框架具有重要价值;② 土地利用转型与土地利用变化在基本类型、时间尺度、空间尺度、价值主体、驱动因素、轨迹特征和结果/影响方面存在显著差异;③ 土地利用转型的研究框架涵盖转型诊断、机制研究和效应研究。其中,转型诊断的关键在于,从数量变化视角、景观格局变化视角和经营格局变化视角,以及外部性视角和政策发展视角,构建土地利用空间形态及功能形态的分析指标和转型的诊断准则;转型机制表现为人口、经济、技术、制度、文化和区位因素等土地利用变化深层驱动因素的级联驱动效应。转型机制研究应当着重探讨土地利用空间转型与功能转型的互动机制环;土地利用转型效应包括社会、经济、环境3个方面;④ 1961-2011年法国耕地利用转型能够支撑本文提出的研究框架及中国耕地保护创新。     

中国绿洲城市土地利用/覆盖变化研究进展

绿洲城市是干旱区人类生产和生活的集聚中心，也是人地关系最为敏感的区域之一。了解绿洲城市土地利用/覆盖变化的研究进展对于改善区域人地关系、促进绿洲城市可持续发展具有重要意义。利用系统综述方法，对研究我国绿洲城市土地利用/覆盖变化的相关文献进行梳理，在综述已有研究进展的基础上，探讨了已有研究存在的不足并对未来研究方向进行展望。绿洲城市土地利用/覆盖变化研究的相关文献数量和被引频次均呈增长趋势。已有研究主要在局地尺度上分析了绿洲城市土地利用/覆盖变化的过程、驱动机制和生态环境效应，关于绿洲城市可持续性和基于区域尺度的相关研究较少。因此，未来应在多个尺度上开展工作，综合研究绿洲城市土地利用/覆盖变化的过程、影响和可持续性。     

喀斯特山区土地利用变化的人类驱动机制研究——以贵州省为例

根据土地利用和相关的社会经济状况及其变化特征分析,提出了表征县域土地利用变化及其人类驱动因素的指标,分析了二者的联系以探讨人类驱动因素对土地利用变化的驱动机制,指出了人类驱动因素在解释土地利用变化过程中的贡献,为协调喀斯特地区土地资源和人类活动的关系提供依据,为进一步进行土地利用/土地覆盖变化研究积累方法和经验。     

中国土地覆盖时空变化未来情景分析

在对HLZ (Holdridge life zone) 分类系统与土地覆盖类型分类系统之间的差异性进行对比分析的基础上,根据土地覆盖类型与HLZ生态系统类型的最大对应概率,构建了基于栅格的土地覆盖边际转换模型。采用基于HadCM3 A1FI、A2a、B2a等三种未来气候变化情景数据模拟获得的中国HLZ生态系统时空变化的系列栅格数据,运行模型后获得相应时段中国未来土地覆盖时空变化情景系列数据。引入土地覆盖类型景观指数及平均中心系列模型和构造平均中心偏移距离及偏移方向的计算模型,对中国未来土地覆盖的景观指数变化及其平均中心的偏移距离、偏移方向及偏移趋势进行综合分析。基于HadCM3 A1FI、A2a、B2a三种情景模拟结果分析表明：在2000~2099年间耕地、草地、湿地、水域、冰川雪被等土地覆盖类型面积逐渐减少,林地、建设用地、荒漠等土地覆盖类型面积逐渐增加,沙漠面积有所减少。其中,林地增加速度最快 (平均每10年增加2.34%),裸露岩石减少速度最快 (平均每10年减少2.38%)。     

广州市土地利用变化趋势及驱动机制研究

对广州市的土地利用变化特征、趋势及驱动机制进行较全面深入的研究,对于探索土地利用变化的内在机制及其合理利用有着重要意义.分析1996-2006年广州市土地利用变化,发现其内部空间差异显著;运用SPSS对其进行时间序列曲线估计,发现该市土地利用变化趋势明显;运用因子分析法对该市土地利用变化的驱动机制进行定量分析,发现其驱动机制可归纳为经济发展水平因子、区域产业结构因子和外资因子,各因子对广州土地变化的影响作用大小存在差异.     

珠江三角洲土地覆盖变化对地表温度的影响

由于经济的快速增长,1978年以来的25年中,珠江三角洲地区的土地覆盖变化,特别是城市扩展速度非常之快。通过把遥感和地理信息系统相结合,研究了土地覆盖变化及城市增长状况,并且评估了城市增长对地表温度的影响。利用陆地卫星多时段数据监测了土地利用和土地覆盖变化;通过陆地卫星热红外单波段反演了地表温度,研究了土地覆盖变化特别是城市增长对地表温度的影响。结果发现,珠江三角洲地区土地覆盖变化明显,城市增长显著且不平衡。城市的发展使城市化地区的地表温度提高了8.9K。研究表明,遥感和地理信息系统的结合,在监测和分析土地覆盖变化,特别是城市增长状况以及评估城市化对地表温度的影响方面,是十分有效的。     

香格里拉县土地利用/土地覆盖变化与趋势预测研究

在遥感和GIS技术支持下，定量分析研究区1989-2003年的土地利用／土地覆盖变化过程，以及土地利用／土地覆盖变化各类型之间的相互转化状况，并定性分析研究区土地利用／土地覆盖变化的驱动因子。运用马尔柯夫模型，对研究区未来土地利用／土地覆盖演变趋势进行模拟与预测。为实现研究区土地资源的可持续利用，必须在提高全民环保意识、坚决贯彻国家相应法律法规的前提下，加强天然林保护，建立长期有效的补偿机制，搞好退耕还林还草，严格控制人口增长。     

基于TM数据的广州市番禺区土地覆被格局分析

以覆盖番禺区1990年、1995年、2000年、2005年4个时相Landsat-TM影像为主要数据源,借助GIS手段和景观生态学方法生成土地覆被图。在数量化研究LUCC的基础上,借助景观格局指数反映番禺区4个时相土地覆被的变化机制,对土地覆被景观格局生态效应研究提供依据。研究表明:番禺区的土地利用结构在1990~1995年间处于开发调整时期,2000年后土地利用结构调整趋于成熟,土地覆被变化伴随着城市化的进程趋于平缓。研究时期内,番禺区的景观破碎度增加,土地利用结构的复杂程度也在增加,人为因素导致的土地覆被类型变化的影响逐渐替代自然作用下土地覆被类型情况。     

土地变化的生态效应研究方法

土地变化研究是全球土地计划(GLP)的重要组成部分,并逐渐演化成新的研究领域——土地变化科学(LCS)。土地变化对陆地生态系统造成了深远影响,其生态效应研究在全球和区域尺度上广泛开展。该文对土地变化的大气、水文、土壤、生物单要素效应及区域综合生态效应的主要研究方法和技术手段进行总结。结果表明,在观测和试验基础上,抽象出数理模型对土地变化的生态效应进行模拟以及定量评价是主要研究方法;借助于多时空尺度模型,土地变化的大气、水文效应研究已经相当深入,但区域综合生态效应的研究还比较薄弱,主要以影响评价为主;建立多元素耦合、多尺度集成的机理模型和综合定量评价是今后发展的重要方向。     

土地系统优化助推乡村发展转型研究进展与展望

优化土地系统是实现乡村转型与振兴的重要抓手。论文在概念解析与进展研究的基础上,构建了土地系统优化助推乡村发展转型的研究框架,探究了研究关键与重点并对未来研究进行了展望。当前系统论证土地系统参与乡村发展转型的过程、格局、机理与效应的综合研究尚显不足,急需建立应有的科学范式与方法论体系,明确并拓展研究的分析工具,并逐渐建立起该领域的话语体系。土地系统优化助推乡村发展转型研究需要在机制解析、水平评估、效应与发展模式、未来图景模拟与优化调控等研究的基础上,进一步拓展土地系统优化对城乡融合发展、区域可持续发展乃至全球治理的影响与边际贡献研究。未来需要重点关注土地系统过程机理与区域实践、巩固拓展脱贫攻坚成果同乡村振兴有效衔接的关键土地科学问题、乡村发展转型与振兴的动力机制与情景模拟、土地系统参与城乡融合发展的机理与效应以及土地系统与乡村振兴和农业农村现代化等主题。     

远程耦合视角下的土地利用/覆被变化解释

传统的土地利用覆被/变化驱动力研究在很大程度上并未充分考虑远距离相互作用的影响,对全球化世界中由远距离相互作用驱动的土地利用/覆被变化日益缺乏解释力。鉴于此,本文旨在将远程耦合（Telecoupling）理论框架引入到土地利用/覆被变化的动力机制研究中来。在概述土地利用/覆被变化驱动力研究的基础上,从驱动力背景的变化出发,切入远程耦合框架的介绍,并基于此给出远距离相互作用驱动土地利用/覆被变化的经验证据;认为远程连接、全球化和城市化是远距离相互作用驱动土地利用/覆被变化的3种主要形式;进而提出建立“时—空—事”三位一体的土地利用/覆被变化解析路径、土地利用/覆被变化的近远程驱动力分解和基于网络的跨系统综合研究是土地利用覆被/变化驱动力研究中应用远程耦合框架的重点内容。     

城乡土地市场一体化对土地利用/覆被变化的影响研究综述

为了破除城、乡土地市场分割现状,最终实现“山水林田湖”共同发展的目标,需要推进城乡土地市场一体化发展。分别从城市土地市场、农村集体性建设用地非正式市场和农村农用地流转市场3个方面对土地利用/覆被变化的影响机理研究进行梳理。结果认为：第一,城乡土地市场割裂的状况仍然存在,并且对土地利用/覆被变化产生较大影响;第二,城市国有建设用地市场的发育程度不同,直接影响土地供求关系和土地利用结构,甚至对土地利用配置效率产生影响;第三,农村集体性建设用地市场已现雏形,但由于产权的模糊性而缺乏法律上的监管和保障,加快了土地利用类型的过度非农化转化。另外,农用地流转市场的出现也改变了土地利用的功能和类型;最后,城乡土地市场分割现象会对土地利用系统的可持续性和生态环境产生一定影响。在以上研究结果基础上认为未来研究需要进一步加强对城乡土地市场一体化的分析,且揭示城乡土地市场一体化对区域土地利用/覆被变化影响机理（格局、过程、效应）。     

河西地区土地利用/覆盖变化驱动力研究

河西地区的土地利用／覆盖格局2000多年来发生了很大的变化。参考大量的数据与资料分析了河西地区土地利用覆盖变化的驱动力,结果表明,自然机制与人为机制同时改变着该地区的土地利用／覆盖状况,自然机制的驱动是缓慢的,长期的,而人为机制的驱动,尤其到了近现代,则是剧烈的,集中的,人口变化是驱动土地利用／覆盖变化的非常活跃的因素。     

耕地变化与社会经济发展关系研究进展

经济快速发展过程中耕地流失严重的问题已引起政府和社会的广泛关注,深入研究耕地变化与社会经济 发展关系的内在机制具有重要的理论和实践意义。本文在简要回顾国内外在经济发展对耕地面积减少的影响、经 济发展对耕地质量变化的影响、耕地变化的社会经济驱动力研究以及耕地变化对粮食安全的影响研究的基础上, 结合中国目前研究的实际情况以及中国人多地少的特殊国情,分析了耕地变化与社会经济发展关系研究中存在的 问题,诸如数据的科学准确性、研究的时空尺度问题、指标体系的统一性以及模型化等,研究认为今后应深入耕地 非农化内在机制的研究、加强研究方法的突破与创新、加大对耕地社会、生态价值的研究以及开展应用研究。     

基于多期数据集的中亚五国土地利用/覆盖变化分析

针对目前中亚地区土地利用变化和分布格局方面的信息相对匮乏,现有资料较为陈旧且零散,无法满足中亚生态与环境变化研究需求的现状,利用全球的UMD, DISCover,GLC2000,GlobCover2005和GlobCover2009的5期土地覆被遥感数据集,提取中亚地区长时间序列土地覆被信息。并针对上述4个土地覆被分类系统无法进行直接对比和变化分析的问题,分别将其综合为4类土地覆被类型：耕地、自然植被、水体和其他,以分析近30 a中亚土地利用/土地覆被变化趋势。中亚土地利用类型多样,草地、裸地、农田、灌丛占绝对优势。自前苏联解体以后,20世纪90年代初至2000年期间,耕地面积大幅度减少,至2010年尽管有所恢复,但仍无法达到20世纪90年代初水平。而自然植被表现出了相反的趋势,这说明在此时间段内,由于社会政治制度的变化和市场经济的建立,耕地发生了较大规模的弃耕,弃耕地通常转换为草地、灌丛等自然植被。近10 a由于社会经济条件的变化,前苏联解体后所弃耕的土地又被收复和重新开发为耕地。90年代初至2000年期间,水体呈现先减少后增加的趋势。利用全球基于多期不同信息源获得的中亚土地覆被数据,尽管分类体系不统一,但均可较好地表征当时地表覆被状况。这在一定程度上弥补了中亚地区土地覆被数据不足的现状。通过对耕地、自然植被、水体及其他土地覆被类型进行大类合并,可基本体现中亚土地覆被的宏观特征和变化趋势。     

基于SSP-RCP不同情景的京津冀地区土地覆被变化模拟

如何实现自然与人文双重驱动下的特大城市群地区土地覆被变化的情景模拟,不仅是当前土地覆被变化研究领域的热点问题,也是城镇化可持续发展研究的核心主题之一。本文在对现有土地覆被变化情景模型缺陷进行分析和修正的基础上,构建了自然要素与人文要素耦合驱动的土地覆被情景曲面建模（SSMLC）方法。结合IPCC 2020年发布的共享社会经济路径（SSPs）与典型浓度路径（RCPs）组合的CMIP6 SSP1-2.6、SSP2-4.5和SSP5-8.5的气候情景数据,以及人口、GDP、交通、政策等人文参数,分别实现了SSP1-2.6、SSP2-4.5和SSP5-8.5情景下的京津冀土地覆被变化的情景模拟。模拟结果表明：SSMLC对京津冀地区土地覆被变化模拟的总体精度为93.52%;京津冀地区的土地覆被在2020—2040时段内的变化强度最高（3.12%/10a）,2040年以后的变化强度将逐渐减缓;在2020—2100年间,建设用地增加速度最快,增加率为5.07%/10a。湿地的减少速度最快,减少率为3.10%/10a。2020—2100时段内的京津冀土地覆被在SSP5-8.5情景下的变化强度整体高于在SSP1-2.6和SSP2-4.5情景下的变化强度;GDP、人口、交通和政策等人文因子对京津冀地区耕地、建设用地、湿地和水体的影响强度高于对其他土地覆被类型的影响强度。研究结果证实了SSMLC模型能够有效模拟和定量刻画京津冀地区土地覆被空间分布格局在未来不同情景的时空变化趋势和强度,模拟结果可为京津冀协同一体化的国土空间优化配置与规划、以及生态环境建设提供辅助依据和数据支撑。     

北方13省土地利用/覆盖动态变化分析

对北方13省1989~1999年的宏观土地利用/覆盖动态变化进行分析。结果表明:研究区草地、水体的退化以及未利用地的不断扩展增加区域生态系统的敏感性和脆弱性,生态环境压力进一步增大;土地利用/覆盖总体破碎度不断增加,土地利用向着多样化和均质化方向发展;10年间,各种土地利用/覆盖类型重心的空间位置均有所变化。水体变化最明显,其次为未利用地、耕地和城建用地;各种土地利用/覆盖类型变化表现出明显的区域差异。     

土地利用变化对土地生产力的影响研究进展

土地利用变化对土地生产力的影响是土地利用/覆被变化(LUCC)效应研究的重要内容之一。本文基于对土地利用变化和土地生产力概念的辨析, 着重从土地利用变化对土地生产潜力、粮食生产能力和土壤质量3 个方面的影响, 总结梳理了当前的主要研究内容和方法, 探讨了研究的影响尺度特征。最后指出今后的研究应加强土地利用结构、方式和强度变化对小尺度范围内耕地生产力的影响, 强化不同尺度的综合以及空间分析和动态评估方法的应用。     

岷江上游近30年土地利用/覆被空间格局变化的图形信息分析

利用遥感的方法获取岷江上游1972-2000年土地利用／覆被状况及其动态变化数据,从图形表达与分析的角度人手,运用地理图形信息理论,结合GIS空间分析方法,探讨岷江上游近30a的土地利用空间格局变化的图形特征及其描述方法。研究认为：土地利用／覆被动态变化的图形信息是全面研究土地利用／覆被变化的一个有机组成成分,可以从图形的角度对土地利用／覆被变化信息进行挖掘;由于岷江上游人类活动对土地的扰动增加和土地的破碎度增加,该区重要的覆被类型——林地持续遭到破坏,林地的边缘趋于复杂化,反映了人文驱动力(包括人口压力、社会经济活动、政策调控等)对土地利用／覆被变化在30a时间尺度内的重要影响。要恢复和重建岷江上游生态屏障功能,必须提高全民的环境保护意识以及制定和执行相应的政策、法规,加强资源和环境的保护和合理利用,恢复森林、草地生态系统,搞好退耕还林还草,加强天然林保护以及大面积有规划的植树造林,控制畜牧数量,改良天然草地,治理退化草地,控制水土流失。