土地利用变化及其生态响应综述

1 IntroductionLand use change,as one ofthe m ain driving forces ofglobalenvironm entalchange,is centraltothe sustainable developm ent debate (Figure 1).The types of land use are distinguished as landcover conversion,i.e.,the com plete replacem ent of one …     

Land use change and its corresponding ecological responses: a review

This paper reviews the research on land use change and its corresponding ecological responses. Patterns of land use changes in spatio-temporal level are produced by the interaction of biophysical and socio-economic processes. Nowadays, the studies derived from different socioeconomic conditions and scales show that at short-term scale, human activities, rather than natural forces, have become a major force in shaping the environment, while biophysical factors control the trends and processes of land use change under the macro environmental background. Providing a scientific understanding of the process of land use change, the impacts of different land use decisions, and the ways that decisions are affected by a changing environment and increasing ecological variability are the priority areas for research: (1) explanation of scale dependency of drivers of land use change; (2) quantification of driving factors of land use change; (3) incorporation of biophysical feedbacks in land use change models; and (4) underlying processes and mechanisms of ecological impacts of land use change.     

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。     

沿海发达地区土地利用转换的人文驱动机制研究--以温州市为例

随着区域土地利用研究的日益深入,区域土地利用的转化及其驱动机制成为学术研究的新热点。国内外区域土地利用转化的研究表明,人文因素是区域土地利用转化主导驱动力的观点已得到共识,但其驱动机制及其驱动力的传导机制仍需进一步探讨。本文通过文献资料搜索和实地调研,揭示了90年代以来温州市土地利用转化的基本特征。指出土地利用转化的关键性人文因素主要是政策驱动力、经济驱动力与城镇化发展驱动力,这三种驱动力共同存在,相互作用,但同时也具有各自的主导传导机制。为此国家在实施区域土地利用宏观调控时,应当因地制宜,更加关注主导人文驱动力在具体区域环境下的重要程度及其结合过程。     

我国现阶段土地利用变化驱动力的宏观分析

土地利用的基本竞争模型是土地利用类型变化驱动力分析的理论基础。把握土地利用个体目标和社会目标的关系,尤其是它们之间的矛盾及其地区差异,是进行土地利用变化驱动力宏观分析的有效途径。工业化城市化与粮食安全之间的矛盾、农业发展与生态环境保护之间的矛盾是现阶段我国土地利用变化的基本矛盾。土地利用变化的驱动力在空间上表现出较大的差异。本文选取11项自然和社会经济指标,分省份计算了驱动力指数。结果表明:西部地区以生存型经济福利驱动和环境安全驱动为主,而东部地区以比较经济福利驱动和食物安全驱动为主     

塔里木河干流土地利用/覆盖变化的社会经济驱动力分析

土地利用/覆盖变化的驱动力分析是土地利用/覆盖研究的一个主要核心内容。利用相关分析和主成分分析,探讨土地利用变化的社会经济驱动力。在驱动力分析的基础上,建立人口因素与土地利用程度的分异模型,并通过干扰度指数的计算,分析人类活动对不同景观类型的干扰强度。研究结果表明：研究区土地利用变化的主要社会经济驱动力为：人口因素、经济因素、技术因素和区域社会经济发展程度等。人类活动对建设用地的干扰强度最大,其次是林地、耕地和水域,而对于其他景观类型的干扰度则不甚明显。人口密度与土地利用程度的分异模型适用于分析现阶段人口密度与土地利用程度之间的关系,而且还可以通过预测未来人口变化状况进行土地利用程度的预测。     

疏勒河流域土地利用变化驱动因素分析——以安西县为例

在西北干旱地区,土地利用结构的合理与否对区域生态环境和经济建设具有直接制约作用。本文以安西县为例,对疏勒河流域主要土地利用类型耕地、林地、草地、荒漠化土地变化驱动力以及与土地沙漠化之间的关系进行了分析研究,指出自然因素是制约土地利用水平和结构的基本要素,而人为因素对现代土地利用变化的驱动作用更为显著。耕地面积的增加主要与水资源开发利用率提高有直接关系,人口增长对耕地面积增加有间接促进作用。耕地面积减少则主要与人为不合理利用引起的土地荒漠化有关。在林地变化中,自然条件限制着该县森林发展,人为因素对林地变化的驱动作用大于自然因素的影响;草地面积减少主要是人为超载过牧和破坏的结果。此外,本文还根据数据分析并应用灰色关联度方法对导致当地土地荒漠化的最大驱动力进行判别。结果表明:引起该区荒漠化的最主要因素是超载过牧,其次是人口压力和农业开垦,区域气候变化对荒漠化的驱动作用要小于人为因素的驱动作用。分析指出,在尊重自然的基础上,进行科学管理,人为力量将成为优化干旱地区土地利用结构和提高生产力的重要驱动力。同时,提出了疏勒河流域土地利用结构合理化调整的原则建议。     

复杂性科学视角下的土地利用/覆被变化

土地利用/覆被变化(LUCC)是当前全球变化研究的热点问题之一,它既是全球变化的重要原因之一,一定程度上又是全球变化的反映。土地利用／覆被变化和全球变化之间存在着极为复杂的反馈联系,片面的研究方法难以从整体上把握问题的本质。该文从复杂性科学的角度出发,分析土地利用/覆被变化的复杂性,认为驱动因素的多样性、系统要素作用的非线性和多方向性、时空异质性以及时空尺度多变性是土地利用／覆被变化复杂性的集中表现。实际研究中应注意把复杂性当作复杂性,通过定性与定量结合、微观研究与宏观研究结合等途径开展多学科综合研究,全面揭示土地利用/覆被变化问题的本质。     

区域土地利用变化驱动力的成因分析

土地利用变化是全球变化研究的核心与热点问题，驱动力研究则是土地利用变化研究的难点。目前在驱动力研究方法上还存在过多依赖数学分析方法的趋向。该文从现代土地利用变化概念出发，提出成因分析概念，认为驱动力的反演具有复杂性与多样性的特点，在驱动机理研究中必须借助层次分析法，鉴别引发变化的直接原因，并对土地利用变化原因—表象间的关系进行剖析。     

新疆三工河绿洲土地利用变化系统动力学仿真

从小区域(乡域)尺度出发,综合考虑人口、经济、技术、市场等主要人文因素对绿洲土地利用变化的驱动作用,建立系统动力学（SD）模型,并以天山北麓三工河流域为例,用1978—1998年的实际数据验证了模型的适用性和可靠性,在此基础上,模拟和分析了三种发展模式下本区域1998—2050年土地利用变化过程,结果表明：SD方法对于乡域尺度的土地利用变化研究是适宜的;三种模式下土地利用变化规律表现出明显的差异性,人口、经济、技术、市场等因素对本区域土地利用变化具有显著驱动作用。     

Twenty years of land use and livelihood changes in SE-Niger: Obsolete and short-sighted adaptation to climatic and demographic pressures?

This paper explores the evolution of land use and natural resource management strategies over the past twenty to fifty years in a remote Sahelian region. The empirical example is Karagou village in SE Niger. Building on an in-depth survey from 1992 and a targeted, follow-up analysis of contemporary land use strategies in 2011, the change process is scrutinized.The analysis uses the conceptual lenses of land systems science, human–environmental timelines, and the notion of multiple exposures. Enabling and constraining conditions for local livelihoods in terms of the resource base (landscape, water, and population) are described. Results characterize how land use strategies have developed and how local people opportunistically use different landscape elements such as dune landscapes, valley bottoms (bas-fonds) and oases (cuvettes). Major concerns are rainfall variability, saturation of cropland, and perceived dwindling groundwater resources. It is concluded that the land use and livelihood strategies have remained remarkably stable in the face of the changing socio-ecological fringe conditions, but that this situation may hamper a sustainable transformation.     

城市及其边缘地带土地利用/覆被变化研究--以临沂市为例

城市及其边缘地带是人文因素高度复合带，土地利用／覆被变化剧烈，土地资源可持续利用面临许多问题。临沂市是山东省的欠发达地区之一，近年来经济发展迅速、城市化速度加快，人地矛盾日益突出。文章利用1991－2000年的土地利用／覆被变化及社会经济数据，分析了临沂市土地利用／覆被变化的特征，探讨了土地利用／覆被变化的机制，以期为本地及同类城市土地资源的可持续利用提供借鉴。     

土地利用变化的内在动力——新疆地区农业生产要素产出效率的变动趋势分析

土地利用变化的动力因子和动力机制是土地科学研究的核心问题。这一问题近30年来得到前所未有的关注,相关研究成果不断涌现,但是这些成果主要关注自然因子和社会经济因子等外在因素,却没有充分重视土地利用变化中蕴含的内在目标和由此派生的内在动力,客观上导致土地利用变化动力机制研究一直难以深入。本文以新疆地区为案例区,以土地、资本和劳动等生产要素生产效率变化为切入点,利用趋势拟合方法,分析了区域土地利用变化过程中要素产出效率的变动规律。结果显示,无论是近10年还是近30年区域棉花生产中,以及近30年区域粮食生产中,只有劳动生产率呈长期增长趋势。这一结果意味着人们对劳动生产率的追求可能是土地利用变化的内在动力。据此,进一步讨论了人们追求劳动生产率增长的原因及其与追求利润最大化等目标的关系,提出了"土地利用变化是人们在变化环境下不断追求劳动生产率增长的结果"这样一个观点。     

Underlying motivation for land use change: A case study on the variation of agricultural factor productivity in Xinjiang, China

Understanding the driving forces and mechanism of land use change is a key issue in land change science, and has received much attention over the past 30 years. While many driving forces have been identified, the mechanism of land use change is still unclear, mainly because of limited knowledge of the underlying motivation for land use change. Traditionally, the underlying motivation for land use change was ascribed to people＇s pursuit of satisfying their own demands or that of profit maximization. However, those theoretical hypotheses combine all productive factors without highlighting certain predominant factor, in this paper, a case study was conducted on the variation of land productivity, capital productivity and labor productivity in agricultural land use in Xinjiang Uygur Autonomous Region of China. The case study revealed that only labor productivity presented a long-term increasing trend in regional cotton and grain production. This result implies that people＇s pursuit of increasing labor pro- ductivity is probably the underlying motivation for land use change. Additional details identi- fied in agricultural and non-agricultural land use in China support the above implication. As labor productivity is a determinant of people＇s living standards, increasing labor productivity means improving people＇s living standards. Therefore, it is concluded that land use change results from people＇s pursuit of increasing labor productivity in a changing environment.     

Agent-based model of land system: Theory,application and modelling framework

Land change science has become an interdisciplinary research direction for understanding human-natural coupling systems. As a process-oriented modelling approach, agent based model(ABM) plays an important role in revealing the driving forces of land change and understanding the process of land change. This paper starts from three aspects: The theory, application and modeling framework of ABM. First, we summarize the theoretical basis of ABM and introduce some related concepts. Then we expound the application and development of ABM in both urban land systems and agricultural land systems, and further introduce the case study of a model on Grain for Green Program in Hengduan Mountainous region, China. On the basis of combing the ABM modeling protocol, we propose the land system ABM modeling framework and process from the perspective of agents. In terms of urban land use, ABM research initially focused on the study of urban expansion based on landscape, then expanded to issues like urban residential separation, planning and zoning, ecological functions, etc. In terms of agricultural land use, ABM application presents more diverse and individualized features. Research topics include farmers' behavior, farmers' decision-making, planting systems, agricultural policy, etc. Compared to traditional models, ABM is more complex and difficult to generalize beyond specific context since it relies on local knowledge and data. However, due to its unique bottom-up model structure, ABM has an indispensable role in exploring the driving forces of land change and also the impact of human behavior on the environment.     

On arable land changes in Shandong Province and their driving forces

The decrease of total cultivated area and the lower per capita available arable land resource are now serious problems in Shandong Province, a major agricultural province in China. These problems will become more serious along with the further development of economy. In this paper, based on the statistical information at provincial and county levels, the changes of arable land in Shandong Province and their driving forces during the last 50 years are analyzed. The general changing trends of arable land and per capita available arable land are reducing, and the trends of decrease will continue when the economy is developing. The result of GIS spatial analysis shows that the change of the arable land use in Shandong Province has a regional difference. Eight variables having influences on cultivated land change are analyzed by principal component analysis. The results show that the dynamic development of economy, pressure of social system and progress of scientific techniques in agriculture are the main causes for cultivated land reduction. The principal factors which can be considered as driving forces for arable land change include per capita net living space, total population and per ha grain yield. By using regressive equation, along with analysis on population growth and economic development, cultivated areas in Shandong Province in 2005 and 2010 are predicted respectively. The predicted cultivated areas in Shandong will be 6435.47 thousand ha in 2005 and 6336.23 thousand ha in 2010 respectively.     

土地系统多主体模型的理论与应用

土地变化科学是理解人类—自然耦合系统的交叉学科研究方向。多主体模型（ABM）作为过程导向模型,对揭示土地变化驱动力,理解土地变化过程有重要作用。本文从理论、应用与建模框架三方面出发,总结了ABM理论基础和相关概念;阐述了ABM在城市和农业土地系统两方面的应用与发展,进一步介绍了横断山区退耕还林ABM研究案例;在梳理ABM建模协议的基础上,提出了主体视角的土地系统ABM建模框架和实施流程。在城市土地利用方面,ABM研究从最初基于景观研究城市扩张,到研究城市内部居住分隔,规划分区,生态功能等多方面;在农业土地利用方面,ABM应用则呈现出更加多样化和个性化的特征,包括农民行为、农户决策、种植系统、农业政策等。相比于传统模型,ABM因其依靠本地知识与数据而使得其构建更为复杂,且不易推广;但因其独特的自下而上模型构架,在探究土地变化驱动力、刻画人类行为对自然环境影响等方面具有不可或缺的作用。     

On arable land changes in Shandong Province and their driving forces

IntroductionAlmost all the provinces and autonomous regions in China have experienced decrease of arable land in the processes of economic development, population growth and urbanization. The situation is more serious in Shandong Province because of the big population and being an agricultural province. From 1949 to 1999, the arable land was decreased by more than 2 million ha in this province accompanied by rapid population growth. The total population in the province in 1999 was twice of t…     

中国土地利用/覆被变化研究的现状与问题

土地利用 /覆被变化是全球变化的重要组成部分和原因 ,因而是全球变化领域中重要的研究方向之一。本文在评述了中国土地利用 /覆被变化研究的现状、取得的进展及存在问题的基础上 ,提出应把土地利用 /覆被变化研究的理论体系、不同空间尺度的土地利用 /覆被变化的动态模型、土地利用 /覆被变化与全球环境变化和可持续发展之间的关系作为重点加以研究 ,以提高中国土地利用 /覆被变化的研究水平。     

自然与人文交互作用下的干旱区典型绿洲耕地动态变化驱动力分析——以新疆于田绿洲为例

 绿洲是干旱区独特的自然景观,是人们生产生活的载体。如何在保持经济发展、提高人民生活水平的基础上保护有限的耕地资源,是关系到干旱区绿洲和谐以及可持续发展的重要问题。选取干旱区典型绿洲——于田县1949\_2004年的自然与人文统计资料,首先分析了五十余年来该县耕地变化的情况。然后从自然与人文两个角度对影响耕地面积变化的因子进行分析,结果表明,自然因素往往构成一定区域绿洲发展的基本限制,人为因素在短时期内,对耕地的变化起着决定性作用,这种作用如果顺应自然因素的限制,则对绿洲发展有利,绿洲稳定性增强;反之,绿洲稳定性减弱,由于新疆绿洲外围多为戈壁及沙漠,因此,对绿洲的利用要遵循自然规律,以保护绿洲为前提,合理利用水等自然资源,否则绿洲的面积随时都有可能缩小。