中国土地利用/覆盖变化的生态环境安全响应与调控

中国从20世纪70年代末实施了前所未有的改革开放政策,巨大的境外投资、有偿转让使用与土地联产承包政策在广大城乡的推行,引致了快速的城市化与经济增长过程,城市化水平增长15%,GDP平均每年增长超过9%,城市化土地面积增长2%。与此相应,严重的生态环境灾害相继发生,1994年淮河特大污染事件;1997年黄河断流227天;1998年发生长江、嫩江流域特大水灾;2000年发生严重影响中国首都北京及韩国、日本的12次沙尘暴;2004年,淮河流域再次发生严重污染事件。综合分析表明,土地利用/覆盖格局的巨大变化、城市化过程的加速、乡镇企业的迅猛发展成为其主因。一些案例研究表明,重建生态环境安全条件下的中国土地利用/覆盖格局,制定与生态环境安全水平友好的国家土地利用政策,不仅有利于改善中国生态环境安全水平,还将促进其可持续发展,并有益于亚洲及世界生态环境的改良。     

土地利用与土地覆盖变化

文章概要介绍国际地圈－生物圈计划的核心计划之一－土地利用与土地覆盖变化的科学计划。阐述了该计划的形成历史，科学目标以及主要研究内容，指出ＬＵＣＣ研究目的是改善对全球土地利用和土地覆盖变化动态过程的认识，以着重提高替土地覆盖变化的能力。     

基于3S技术的西部石羊河流域土地利用/土地覆盖变化研究

在3S技术支持下,通过利用土地利用/土地覆盖信息分析参数对20世纪90年代中期和21世纪初两个时期石羊河流域土地利用变化进行的定量分析结果表明:7年间,土地利用类型发生变化比较大的地区是石羊河流域的东部和北部.整个流域湿地、冰川、耕地、裸露地、草地、盐碱地等都发生了变化.研究实践表明,利用3S技术进行国土资源调查,建立国土资源环境数据平台,每5~10年进行一次数据更新,可以很好地反映土地利用/土地覆盖的变化情况,从而为更好地研究土地利用、土地覆盖变化规律,为政府的宏观决策提供依据.     

应用MODIS数据推估区域地表蒸散

通过"热增强"方法,充分利用MODIS数据的时间分辨率和空间分辨率的优势,基于对SEBAL模型改进的基础上,反演并验证了山东省的地表蒸散。结果表明,蒸散反演结果与实测值具有很好的一致性,日平均相对误差约为-11.34%。同时分析了研究区2005年和2006年不同土地利用/覆盖类型下蒸散的逐月变化规律,发现水域的月平均蒸散量最大,其次为水田,林地、旱田和草地基本相当,人工用地的月平均蒸散量最小。     

黄河源区土地利用/覆盖变化（LUCC）研究

利用遥感（RS）监测手段和地理信息系统（GIS）技术,获取了黄河源区在1975、1990、和2005年3个时期的土地利用/覆盖数据,并通过叠加分析,获得了该地区土地利用/覆盖的时空转移特征. 此外,通过县级行政区对源区各县域内的土地利用/覆盖变化特征进行了统计分析,以期为该地区的环境管理提供科学依据. 结果表明：在1975-2005年间,黄河源区的环境退化非常明显,土地利用/覆盖变化主要表现为耕地、沙地、滩地和水库、坑塘面积增加;沼泽地面积减小;高覆盖度草地面积减小,中、低覆盖度草地面积增加. 从县级行政区划上来看,耕地的增加主要分布于贵南、同德和泽库三个县;林地面积在玛沁和甘德两县有大面积的减小趋势;新增的沙地主要分布在玛多、共和、曲麻莱和若尔盖县;新增水库、坑塘则主要分布于共和、和贵南两县;沼泽地面积的减少绝大部分发生在若尔盖县;高覆盖度草地在甘德和玛沁两县增加非常明显,但在玛曲、玛多、达日、兴海、阿坝、若尔盖、红原等县均有大面积的减小趋势. 因此,在黄河源区开展环境保护或环境治理工作,应根据不同区域的具体环境问题采取相应的治理措施.     

吉林西部陆面遥感蒸散模型研究

基于地表能量平衡的基本理论,结合吉林西部实际资料,建立了吉林西部蒸散量估算的遥感模型。采用实测资料利用上述模型计算得到吉林西部地区的月、年蒸发量。经检验,计算值与实测值基本接近,绝大部分月份蒸散量的相对误差都在10％以内。该模型对任意地表类型及任何月份的蒸散量估算都具有较高的精度。     

中国土地利用/覆盖变化及其气候效应的研究综述

人类活动引起的土地利用/覆盖变化(Land Use and Land Cover Change,LUCC)是重要的外强迫之一,但是LUCC对全球及区域气候影响的研究仍然薄弱,至今无法对LUCC的气候效应问题做出系统的评估。研究针对人类活动比较剧烈的中国区域问题,首先回顾了近几十年来中国LUCC的特征,接着从观测和数值模拟2个方面系统地讨论了过去LUCC的研究成果,主要针对LUCC通过生物地球物理过程影响区域气候的工作,总结和归纳了LUCC对中国区域气候的影响问题,进而探讨了LUCC在未来气候变化中可能扮演的角色、亟待解决的问题,以及国内外在这方面的研究动态和未来发展方向。     

土地利用与土地覆盖变化

文章概要介绍国际地圈－生物圈计划（ＩＧＢＰ）的核心计划之一——土地利用与土地覆盖变化（ＬＵＣＣ）的科学计划。阐述了该计划的形成历史、科学目标以及主要研究内容。指出ＬＵＣＣ研究目的是改善对全球土地利用和土地覆盖变化动态过程（或动力学）的认识，以着重提高规划土地覆盖变化的能力。     

加强我国土地利用/覆盖变化及其对生态环境安全影响的研究——-从荷兰“全球变化开放科学会议”看人地系统动力学研究的发展趋势

综述了在荷兰阿姆斯特丹召开的"全球变化开放科学会议"的主要学术成果,从中分析了在全球变化研究的各个领域,人类活动在全球变化中所起作用的重要方面。在此基础上,阐述了我国如何加强在全球变化和可持续发展研究中,开展土地利用/覆盖变化及其对生态环境安全影响研究的重要方向。以此研究揭示土地利用变化的驱动力,土地覆盖变化的生态效应,土地利用/覆盖格局对生态环境安全的影响机理。着眼我国生态系统对全球变化的可能响应,重构了我国生态环境安全条件下的土地利用/覆盖的空间宏观格局。     

晋陕蒙接壤地区土地利用/覆盖变化及其驱动力研究——以神华集团大柳塔矿区为例

选择地处生态环境脆弱地区的晋陕蒙接壤地区能源化工基地的大柳塔矿区为研究区,利用1986年8月2日和2007年9月7日的TM卫星图像数据为信息源,应用遥感技术对其土地利用/覆盖变化进行研究。通过图像处理,划分出7种土地利用和地表覆盖景观类型,根据获取的景观类型变化参数对其结构与变化特征进行分析,得出研究区的生态变化趋势与驱动力。结果表明,煤矿大规模开采以来,研究区景观结构稳定性减弱,破碎度增强,人类活动在研究区生态环境变化过程中起主导作用。在矿区生态环境恢复中,应提高自然植被景观类型的有效规模,有利于增强生态系统的稳定性。     

吉林省中部不同土地利用类型的土壤侵蚀强度变化分析

在GIS支持下,应用TM遥感影像提取土地利用和土壤侵蚀的相关信息,采用叠加分析法研究了吉林省中部不同土地利用状况的土壤侵蚀规律。结果表明：吉林省中部土壤侵蚀整体呈减弱趋势,主要为占吉林省中部面积比例大的耕地侵蚀面积减少所致。但其他土地利用类型则表现为随着土地利用强度的增大,土壤侵蚀速度和侵蚀强度加剧。侵蚀类型由水蚀向风蚀转化,表明中部气候向干旱气候转化的趋势。不合理的土地利用是导致土壤侵蚀强度增大和气候向干旱转化的根本原因,进而又导致吉林省中部土地进一步退化,形成恶性循环。因此,进行水土资源优化利用和合理开发势在必行。     

吉林省西部湿地土地利用格局变化的多情景模拟

吉林省西部属于生态脆弱区,湿地作为重要的生态单元,其发展变化对区域生态环境产生重要影响。近年来,由于受到较多的人为干扰,该区域湿地变化极为显著。为了充分发挥湿地生态环境功能,促进区域生态环境改善,以吉林省西部2000-2010年湿地变化数据为基础,基于情景分析法设置了自然变化（情景1）、规划优先（情景2）和生态优先（情景3）三种情景,利用CLUE-S模型对2020年湿地空间格局进行模拟,并从湿地空间分布变化特征和景观抗干扰能力两个方面对不同情景下的湿地格局进行分析评价,旨在了解不同情景下湿地格局的差异性,寻求合理的湿地空间分布格局。结果表明：CLUE-S模型的土地利用预测正确率为84.54%,κ指数为0.83,能够较好地模拟2020年湿地格局变化,特别是对沼泽湿地、水域和建设用地模拟效果较好;不同情景下湿地空间格局特征具有明显的差异性,三种情景下的沼泽湿地的质心均偏向西南,水域的质心均偏向东南,而水田的质心在情景1中偏向东北,在情景2和情景3中偏南,沼泽湿地和水田在情景3比情景1中具有更强的聚集性,而水域恰相反,情景1比情景3中具有更强的聚集性;不同情景下的湿地景观抗干扰能力不同,2010-2020年,情景1中的所有湿地类型的景观干扰指数都逐渐增加,而情景2和情景3中沼泽湿地和水域的景观干扰指数逐渐降低,尤以生态优先情景的下降幅度最大。表明在实施科学的生态建设时,湿地景观具有较强的抗干扰能力。     

吉林西部不同土地利用类型的土壤有机碳垂向分布和碳密度

土壤碳库在陆地生态系统碳循环中起着关键性的作用。在对吉林西部进行为期6年（2004－2009年）的环境调查基础上,采集了217个土壤剖面,获取了2 170个土壤样品的平均容重、含水率和有机碳含量,分析了不同土地利用类型下土壤有机碳（SOC）的垂向分布特征、原因和机理。结果表明：不同土地利用类型的土壤有机碳垂向分布表现出截然不同的特征,大致可分为“下降型”、“上升型”和“不变型”3种。呈下降型的草地、农田、湿地等SOC含量主要富集在0~30 cm耕作层,并随深度增加而快速下降;滩地为上升型,良好的水文条件和相对茂盛的植物为有机质提供了有利条件;不变型包括盐碱地、林地和沙地,SOC含量处于全区最低水平。不同土地利用类型的土壤有机碳密度差异很大,从大到小依次为水田、草地、旱田、湿地、退化草地、滩地、林地、沙地、盐碱地,其中水田为（169.25±17.70） t/hm²,盐碱地为 （26.50±10.00） t/hm²。植被生物量和土壤理化性质是影响土壤有机碳含量的主要因素。     

贵州省近期土地利用变化及其生态效应

在全球环境变化研究中,土地利用和土地覆被动态研究是一个关键而迫切的课题。本文依据覆盖贵州省20世纪90年代末5 a时间间隔的陆地卫星数据资料,研究了土地利用变化的特征和空间分布规律,并通过土地利用转移矩阵揭示了各区域土地利用变化动态的转化过程;同时以生态系统服务功能衡量相应土地利用类型的相对生态价值,评价区域土地利用/土地覆被变化的生态效应。结果表明,在研究时段内,省内各区域退耕还林与毁林开荒并存,区域间有明显的差异,整体景观尚处于波动状态。在1995~2000年的土地利用变化中,由于旱地、有林地、灌木林地、中低覆盖度荒草地等土地利用类型相互间的频繁转换,各区域土地利用生态价值并未有明显的提高。     

吉林西部土壤有机碳含量与元素地球化学特征

针对土壤有机碳影响因素多且复杂而造成碳储量模拟模型中参数难以确定的问题,利用吉林西部167个典型土壤样点资料,通过统计分析对吉林西部表层土壤有机碳含量及元素地球化学进行了详细研究。结果表明:吉林西部土壤有机碳含量整体水平偏低,并存在着明显的区域分布特点,不同工作区的分异性不同;吉林西部土壤有机碳含量与Si含量、硅铝率、硅铝铁率和K含量之间存在着极显著的负相关,而与P、Al、Fe、Ca、Mg含量存在极显著的正相关;不同元素变异特征值可以解释土壤有机碳含量总变异的能力也不相同。通过研究土壤有机碳与元素含量的关系来定量研究土壤有机碳与土壤理化性质的关系是可行的,将二者量化关系与土壤有机碳储量模拟模型相结合,使得对土壤碳储量的认识更加科学。     

巨大灾害后的脆弱性：台湾集集地震后中部地区土地利用与覆盖变迁

自2004年底的南亚大海啸、美国遭受飓风侵袭以来，人类社会如何采取应对措施以降低灾害的冲击成为国际科学界的一个重要议题。台湾在几年前也遭遇巨大的地震灾害，1999年9月21日凌晨，震中发源于台湾中部、芮氏规模7.3级的巨大地震，造成全台湾2 000多人死亡，8 000多人受伤，除了造成直接的经济社会损失外，也造成山区土石松滑、地层松动与山崩，直接改变了地表的覆盖状况。在后续几年台风所带来的强风豪雨下，丰沛的降雨量使原本因地震而松滑的土石大量滑落，造成严重的土石流灾害，河床也因土石泥沙的堆积而被提升，形成严重的洪患。这些自然环境的变化不仅再次改变地表的覆盖，也使重建后的小区面临极大的灾害风险。此次冲击促使当地居民重新思考人地关系之意义，通过重建过程凝聚小区意识，发展有别于过去的土地利用形态。因此为检验当地居民对灾害的暴露程度、敏感性与适应能力，本研究采用近年来在国际环境灾害研究课题备受重视的脆弱性研究途径，并利用野外调查以及遥测与地理信息系统分析呈现地震后的土地覆盖变化。希望通过分析人与环境系统的变化，以及人类社群的社会内部固有特质，归纳出重要机制以发展降低脆弱性的策略。 研究结果显示，灾害是人与环境耦合系统(coupled system)共同形成的结果，非单一的独立事件，也不是不可避免的；且地方的脆弱性具有演化与多元化的特性，同一地方下不同族群与个体对灾害的脆弱性皆不同，因此灾害研究必须更关注于灾害发生的机制，相关的政策与策略也必须建立在更小的社会与空间单元上。     

土地利用与气候变化对密云水库来水量变化的影响研究

综合应用多种方法,评估了土地利用与气候变化对密云水库来水量变化的影响.应用Mann-Kendall全时段趋势检验方法检验不同时段降水与径流的变化趋势;结合水量平衡方法分析气候与土地利用变化对流域径流的影响;利用双累积曲线方法检测了流域降水-径流关系的突变点,并探讨其原因.结果表明,1960～2016年,密云水库来水量整...     

吉林西部季节性气象干旱的时空演化特征

为减轻季节性干旱对吉林西部农业生产造成的影响,以吉林西部6个气象站1957-2010年的月降水量资料为基础,采用标准化降水指数(SPI)作为气象干旱指标。利用Daubechies小波分析法、重标极差分析法(R/S)和干旱频率法对吉林西部SPI时空演化特征进行了研究。结果表明:研究区各站点冬旱整体上有减轻趋势,而秋旱有加重趋势;各站点气象干旱状况呈现出持续性特征,乾安(夏季和秋季)、前郭(夏季)、通榆(春季、夏季和秋季)、长岭(夏季)干旱持续性更加强烈。研究区春旱高频区为扶余,夏旱高频区为扶余和白城,秋旱高频区为白城、通榆、乾安、前郭和长岭,冬旱高频区为扶余、长岭和白城。研究结果可为吉林西部防旱减灾提供参考。