土地利用与土地覆盖变化研究

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国内外土地利用/土地覆盖变化研究综述

国内外土地利用/土地覆盖变化研究综述

s e ta ob o tt ersa c r O a l k u h ee rh wo k wo lwie ap c dt o s h ee rh wo k S st n p t ersa c r rd d . n o i
Ke r s y wo d :La d u iz t n;1 d c v r h n e n ti i la o n a o e ;c a g
看到的地球表面》表述 了自然景观和人类活动 的关系。但在 2 世纪 9 年代 以前对于土地利用/ = , 0 0 5 地覆
随着人 口的增长 、 粮食短缺、 环境污染、 气候差异等一系列问题 的 E t 趋激化 , 全球变化的研究领域逐渐 加强了对土地利用/ 土地覆盖变化( adU e dL n oe C ag简称为 L ) L n s adC vr h , n a n U1 的研究。 自上世纪九 c 十年代初开始 , B ( I P 全球地圈与生物圈计划) I P 全球变化人文计划) G 和 Ⅻ) ( 积极筹划全球综合研究计划 , 在其推动下于 1 9 年发表 了《 95 土地利用/ 土地覆被变化研究 计划》 将 L C , U C列为 核心项 目之一 , 使得 L C U C研究成为 自然及社会科学共同深感兴趣 的热点和前沿内容。土地利用是指对 土地的使用状况 , 是 人类根据土地的自然特点 , 按照一定 的经济、 社会 目的, 采取一系列生物、 技术手段对土地进行长期或周期 性的经营管理和治理改造活动L 。土地覆盖则是指地表的覆盖状态。不仅包括地表 的植被, 1 j 也包括地表 的各种人工覆盖物和人工改造物 , 是地球表层的植被覆盖物和人工覆盖物的总和 。土地利用与土地覆盖 的关系密不可分 L。土地利用是土地覆盖变化的外在驱动力 , 2 j 土地覆盖又反过来影响土地利用 的方式 , 两

土地利用和土地覆盖变化精选全文

土地利用和土地覆盖变化精选全文

2.1 中国LUCC概况
中国土地利用分布不均,东西部各类土地利用比例差 距很大。东部地区耕地、园地、林地、工矿、居住地 及交通用地比例大,而西部地区多草场、荒漠、戈壁、 冰川等难利用地,土地利用类型的差异决定了东、西 部地区经济发展的不平衡。
目录
第二节
2.1 中国LUCC概况 2.2 中国土地利用变化
• 2、地球系统科学、全球环境变化及可持续发展涉及到自然和人文多方 面的问题,土地利用/土地覆被变化在全球环境变化问题中,可以说是 自然与人文过程交叉最为密切的问题,在这方面加强自然科学与社会科 学的综合研究,已成为两大学科领域众多学者的共识。
1.1 背景及意义
• 隶属于“国际科学联合会”的IGBP和隶属于“国际社 会科学联合会”的IHDP希望以此为突破口,推动 全球问题的综合研究。
1.5 国际上的有关研究项目
(4)日本 • 日本国立科学院全球环境研究中心提出了“为全球环境保护的土
地利用研究”,该项目着眼于亚太地区可持续的土地利用.第一 阶段主要目标 是预测2025年和2050年该地区土地利用/土地覆被 状况(包括耕地、林地、城市用地及荒漠化土地)及土地第一性生产 力的时空变化。
1.5 国际上的有关研究项目
自1993年国际科学联合会与国际社会科学联合会联合成立了土 地利用/土地覆被变化核心项目计划委员会以后,一些积极参与全 球环境变化的国际组织和国家纷纷跟进,启动了各自的土地利用/ 土地覆被变化研究项目: (1)国际应用系统研究所(IIASA)
IIASA于1995年启动了“欧洲和北亚土地利用/土地覆被变化模拟” 的3年期项目。旨在分析1900年到1990年欧洲和北亚地区土地利用/ 土地覆被变化的空间特征、时间动态和环境效应,并预测在全球环 境、人口、经济、技术、社会及政治等因素变化的背景下,该区域 未来50年土地利用/土地覆被的变化趋势。

土地利用与覆被变化(LUCC)的主要表现形式及驱动力

土地利用与覆被变化(LUCC)的主要表现形式及驱动力

一、土地利用/土地覆被的主要表现形式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。

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。

土地覆被变化现象也是形形色色的,可归纳为三种:(1)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;(2)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;(3)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。

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。

二、土地利用/土地覆被的驱动力以往的驱动力研究中,常用的分析方法有定性分析法和定量分析法。

前者是对区域自然条件、经济发展状况、政策等难以量化的因素进行了定性描述,它是土地利用驱动力研究的基础;后者主要是基于统计学理论,通过建立社会经济因素与区域土地利用变化之间的数学函数关系进行定量化分析的方法。

土地利用与覆盖变化对生态环境影响

土地利用与覆盖变化对生态环境影响

土地利用与覆盖变化对生态环境影响土地,作为人类赖以生存的基础,其利用与覆盖变化对生态环境的影响一直备受关注。

在持续发展的今天,土地利用与覆盖变化对生态环境的影响也越来越重要。

本文将从土地利用与覆盖变化的概念、影响、原因以及改善方向等方面探讨这一问题。

一、土地利用与覆盖变化的概念土地利用是指人类对土地资源进行的开发、利用、管理和保护,包括农业、林业、畜牧业、渔业、工矿业、城市建设等。

而土地覆盖则是指地表被植被、建筑、水域等物质所覆盖的现象。

土地利用与覆盖变化是人类生产生活活动对土地资源的直接影响,包括造林、采矿、城镇扩展、工业用地、土地荒漠化、城市化等,它对自然环境、生态环境和社会经济环境都会产生影响。

二、土地利用与覆盖变化对生态环境的影响土地利用与覆盖变化对生态环境会产生复合性影响,不同类型土地的变化会对生态环境产生不同程度的影响。

例如,在林地覆盖度下降的情况下,林业资源利用量增加,导致森林资源破坏持续加剧,同时会失去一部分空气净化、水源涵养等生态功能,生态环境就会跟着受影响;在城市化加速发展的情况下,往往会带来大量粗放的人力资本和资源的流向,逐步造成环境生态系统的恶化,如城市化过程中城市污染、水源受损、土地沙化等,这无疑会对周边生态环境产生不同程度的影响。

三、土地利用与覆盖变化的原因土地利用和覆盖变化的原因极其复杂多样,可以归纳为自然因素和人类因素两大类。

自然因素包括气候变化、自然灾害、生物活动、动态地质作用等;人类因素则包括经济、社会和政治因素,其中最主要的是人类活动的不断发展和城市化进程的加速。

对于中国来说,土地资源缺乏、土地资源管理不善、土地重心偏移和土地容积率过高是导致土地利用与覆盖变化的主要原因。

四、改善土地利用与覆盖变化对生态环境的影响要想改善土地利用与覆盖变化对生态环境的影响,必须从源头上解决问题,调整土地资源的结构和管理模式。

首先要加强土地资源保护和维护,着力推进土地整理、沙荒地治理和水土保持等技术手段改善生态环境。

基于大数据分析的城市土地利用和覆盖变化分析研究

基于大数据分析的城市土地利用和覆盖变化分析研究

基于大数据分析的城市土地利用和覆盖变化分析研究随着城市化进程的加快和人口的爆发式增长,城市土地利用和覆盖变化越来越受到广泛的关注。

在这个过程中,大数据分析成为一种有效的手段,能够通过对数据的挖掘和分析,更加精确地了解城市土地利用和覆盖变化的动态趋势,进而指导城市的规划与建设。

一、大数据分析在城市土地利用和覆盖变化中的应用随着信息技术的高速发展,城市土地利用发生了巨大的改变,而这一切的变化,都可以通过大数据分析得到准确的反映。

比如,城市土地的卫星遥感图像、人口数量与分布、城市设施的分布和使用情况,都是可以成为大数据的重要来源。

通过大数据的分析,在城市土地利用方面,我们可以了解到城市土地的分布以及使用的方式、趋势和变化情况。

比如,某个城市的高楼大厦和住宅区的占比,公园和绿化空地的面积,以及各种产业的占地情况等,都能通过大数据的分析得到清晰的反映。

而在城市土地覆盖方面,通过大数据的分析,我们可以揭示城市在不同时间段的用地用途、城市运动场所的变化、城市水系和湖泊面积的变化等信息。

二、大数据分析在城市土地利用和覆盖变化中存在的挑战然而,大数据分析在城市土地利用和覆盖变化中存在一些挑战,主要表现在以下几方面:数据来源不完整。

城市土地利用和覆盖变化的相关数据很难获取,数据采集和处理的难度很大,而且往往还存在数据来源不确定、数据不全面、数据质量不高的问题。

数据处理困难。

由于城市土地利用和覆盖变化涉及到的数据太多、太杂,因此数据处理有时非常困难,而且很容易出现误差。

数据模型缺陷。

建立城市土地利用和覆盖变化的数据模型需要耗费大量的时间和人力,而不同的数据模型可能存在很大的差异,需要进行反复的验证才能确定最合适的模型。

三、未来大数据分析在城市土地利用和覆盖变化中的发展趋势随着大数据分析技术的不断发展与应用,大数据分析在城市土地利用和覆盖变化中也将迎来新的发展机遇。

未来,大数据分析在城市土地利用和覆盖变化领域中可能会呈现以下趋势:数据模型的优化。

土地利用与土地覆盖的时空变化分析

土地利用与土地覆盖的时空变化分析

土地利用与土地覆盖的时空变化分析随着人口的增加和经济的发展,土地利用和土地覆盖一直是环境学、地理学以及城市规划等领域研究的热点问题。

土地利用指人类对自然资源的开发和利用方式,而土地覆盖则是指在地球表面分布的不同类型陆地的状态。

这两者之间的时空变化相互作用,对环境和生态系统产生了深远的影响。

首先,我们来分析土地利用与土地覆盖的时空变化对环境的影响。

随着城市的不断扩张,农田向城市扩展导致了农田面积的减少,这对粮食生产和食品安全产生了负面影响。

同时,城市化过程中的土地蔓延也导致了自然生态系统的破坏,如湿地的消失和森林的砍伐,打破了生态平衡。

此外,工业化和城市化带来的大量废水和工业污染物的排放,污染了土地和地下水,威胁到生态环境的可持续发展。

其次,土地利用与土地覆盖的时空变化也会对气候产生影响。

大规模的森林砍伐和土地耕种会导致土壤的脱水和退化,从而影响降水模式和水循环系统。

此外,城市的热岛效应也是土地利用和土地覆盖变化的结果之一。

随着城市化的加剧,建筑物和道路对太阳辐射的吸收和释放导致了城市气温的升高,进而影响到城市的气候和空气品质。

另一方面,土地利用与土地覆盖的时空变化对生态系统的影响也是不可忽视的。

生态系统是维系地球生物多样性和生态平衡的基础,而土地利用和土地覆盖变化会破坏和改变生态系统的结构和功能。

例如,湿地的消失会导致湿地植物和动物的灭绝,破坏了湿地的自净能力和水资源调节能力。

森林的破坏不仅导致了生物多样性的流失,还失去了森林吸收二氧化碳并减缓气候变化的功能。

因此,保护和恢复生态系统的稳定对于实现可持续发展至关重要。

最后,我们来讨论土地利用与土地覆盖的时空变化分析在可持续发展中的应用。

通过对土地利用和土地覆盖的时空变化进行深入研究,可以为城市规划、环境保护和资源管理提供科学依据。

例如,通过分析农田的耕地面积和粮食产量的关系,可以优化粮食种植结构,提高粮食生产效益。

同时,通过研究城市热岛效应的成因和影响,可以制定合理的城市绿化规划和建设标准,降低城市热岛效应的影响。

地理学研究中的土地利用与土地覆盖变化

地理学研究中的土地利用与土地覆盖变化

地理学研究中的土地利用与土地覆盖变化在地理学研究中,土地利用与土地覆盖变化是一个重要的研究领域。

土地利用和土地覆盖是人类社会发展与自然环境之间的紧密联系,对人类社会和自然资源管理具有重要意义。

本文将探讨土地利用与土地覆盖变化的定义、影响因素、研究方法以及其在可持续发展中的重要性。

一、土地利用与土地覆盖变化的定义土地利用是指人类对土地资源进行开发和利用的方式和程度,包括农业用地、森林用地、城市建设用地等。

土地覆盖则是指地表被不同类型物质(如植被、建筑、水域等)所覆盖的情况。

土地利用和土地覆盖是相互联系的,人类活动对土地利用的影响会导致土地覆盖的变化。

二、土地利用与土地覆盖变化的影响因素土地利用与土地覆盖变化受多种因素影响,主要包括自然因素和人类活动因素。

自然因素包括气候条件、地形地貌、土地资源质量等。

气候条件对农业用地和森林用地的选择和利用有着重要影响。

地形地貌则决定了不同类型土地的空间分布。

土地资源质量如土壤肥力、土地水源等也会直接影响土地的利用和覆盖。

人类活动因素包括经济发展、政策法规、人口增长等。

经济发展水平决定了土地资源利用的方式和程度。

政策法规对土地利用和覆盖具有指导和约束作用。

人口增长导致城市扩张和农田转化,进一步影响土地利用和覆盖变化。

三、土地利用与土地覆盖变化的研究方法研究土地利用与土地覆盖变化可以通过多种方法进行,常用的方法包括遥感技术、地理信息系统(GIS)、田野调查等。

遥感技术可以通过卫星图像获取土地利用和覆盖的信息,并对其进行监测和分析。

地理信息系统结合遥感技术可以实现对土地利用和覆盖的空间分析和模拟。

田野调查则可以得到土地利用和覆盖的详细数据,通过采样和统计分析对土地利用和覆盖进行研究。

四、土地利用与土地覆盖变化在可持续发展中的重要性土地利用与土地覆盖变化对于可持续发展具有重要意义。

首先,对土地的科学利用可以保障粮食生产和生态环境的平衡发展。

合理的土地利用能够提高农业生产效率,增加农产品供给,满足人民对食物的需求。

土地利用与土地覆盖变化研究

土地利用与土地覆盖变化研究

全 球 变 化 专 题 性 研 究 中 所 需 的 LUCC 信 息
土地覆盖—大气 土地覆盖 大气 的相互作用 生物多样性
生物地球化学 大气化学 水与能量 生态系统的结构与功能 物种与基因多样性 土地覆盖的破碎化 土壤利用与侵蚀速率
可持续性问题
土壤养分的保持 水资源利用 农业–生态潜力 承载容量 农业 生态潜力/承载容量 生态潜力 农村规划/环境与发展 农村规划 环境与发展 国家与国际政策
隶属“国际科学联合会( 隶属“国际科学联合会(International Science Union: ICSU)”的IGBP和隶属于“国际社会科学 和隶属于“ 联 合 会 ( International Social Science Council: ISSC )”的IHDP,希望以此为突破口,推动全球 希望以此为突破口, 环境问题的综合研究。 环境问题的综合研究。 1995 年共同拟定并发表了 《 土地利用 / 土地覆 年共同拟定并发表了《 盖变化科学研究计划》(Turner II, 1995),将其 盖变化科学研究计划》 列为核心项目之一 。
2.土地利用/覆盖及其变化的定义 相互关系(Internet信息)
土地利用是人类根据土地的特点, 土地利用是人类根据土地的特点,按一定的经济与社 是人类根据土地的特点 会目的,采取一系列生物和技术手段, 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。 长期性或周期性的经营活动。它是一个把土地的自然 生态系统变为人工生态系统的过程。 生态系统变为人工生态系统的过程。 土地覆盖是指自然营造物和人工建筑物所覆盖的地表 土地覆盖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、 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, 沼泽湿地及各种建筑物如道路等,具有特定的时间和 空间属性,其形态和状态可在多种时空尺度上变化。 空间属性,其形态和状态可在多种时空尺度上变化。 土地利用侧重于土地的社会经济属性, 土地利用侧重于土地的社会经济属性,土地覆盖侧重 于土地的自然属性。 于土地的自然属性。
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• 土地利用/土地覆盖的变化对全球CO2升高的作用是 及其明显的,在当代,其作用仅次于化石燃料的燃 烧,也有研究表明,在过去150年间,土地覆盖的 变化和矿物燃料的燃烧向大气层排放了大致相等数 量的CO2 (Houghton, 1990),而且是CH4和N2O等温 室气体增加的主要原因,并对局地和区域气候产生 影响 (Vitousek, 1994)。
土地覆盖变化包含两个方面的含义,一是转化 (Conversion),另一是改变(Modification), 前者是土地从一种土地覆盖类型向另一种类型的转 化,后者是一种土地覆盖类型内部条件(结构和功 能)的变化。当然,转化和改变之间的界限并不总 是很明确的,长期的、经常性的改变最终会导致完 全的转变。
科尔沁沙地 沙化动态
1997年
通辽 1990年
90年代
毛乌素沙地 沙化动态
流沙与沙化草地 固定沙质草地 农田 水域
榆林
60年代
北京地区土地
75年
利用变化
97年
91年
城镇 农田 草地
灌草地 林地 水域
2.2 两种变化的关系
• 单一的土地利用形式往往与某一种土地覆盖类型 相对应(放牧-草地)。一种土地覆盖类型可能 支持多种利用方式,如森林可用于木材开采、采 伐或火烧后用于耕作、狩猎和采集、燃料木收集、 娱乐活动、野生生物保护、水土保持等。一个单 一的土地利用系统可能包含不同的土地覆盖类型 共同存在,如一个农业系统兼有耕地、林地、已 要地位
• 地球上至少有一半的没有被冰雪覆盖的陆地表面已 由于人类的各种利用而发生了实质性的改变 (Kate, 1990);
• Vitousek等 (1992) 估计近40%的地球陆地总净生产 力是被人类利用或者通过土地使用的变化而消费掉, 4%的陆地净生产力为人和家养动物直接利用,26.7 %发生在人控制的系统(如农地)内,还有近12% 是因为人类活动而遗失。
1. 背景及意义
进入90年代以来,全球环境变化研究领域逐渐 加强了对土地利用/土地覆盖变化的研究 (IGBP、 IHDP) 。
IGBP 国际地圈生物圈计划 IHDP 国际全球环境变化人文因素计划
原因
(1) 首先,土地利用/土地覆盖变化在全球环境变化 和可持续发展中占有重要地位。
“人类通过对与土地有关的自然资源的利用活动, 改变地球陆地表面的覆盖状况,其环境影响不仅仅 局限于当地,而远至于全球。而土地覆盖变化对区 域水循环、环境质量、生物多样性及陆地生态系统 的生产力和适应能力的影响则更为深刻。 ”
焦点
由于土地利用/覆盖变化的机制对解释土地覆盖 的时空变化和建立土地覆盖变化的预测模型起关键 作用,是整个全球环境变化研究计划对土地利用/ 覆盖变化项目的要求,因而是LUCC研究的焦点。
要进行土地利用/覆盖变化机制研究,现在主要 是通过遥感图像分析,通过区域性案例的研究,了 解过去不同时段土地覆盖的空间变化过程,并将其 与改变土地利用方式的自然和经济主要驱动因子联 系起来,建立解释土地覆盖时空变化的经验模型。 再结合土地利用的地面调查,建立区域性的驱动因 子-土地利用-土地覆盖变化的诊断模型。
土地利用与土地覆盖变化研究
Land Use and Cover Change:LUCC
提纲
1. 背景和意义 2. 土地利用/覆盖及其变化的定义与相互关系 3. LUCC的研究目标、主旨、焦点 4. LUCC在全球变化研究中的重要地位 5. LUCC研究进展 6. LUCC模型的构建 7. 建立LUCC研究的数据库 8. LUCC研究趋势 9. 案例分析 10.主要参考文献
• 土地利用的变化很可能引起土地覆盖变化,但在 土地利用不变的情况下,土地覆盖也可能发生变 化。如当木材生产或耕作的常速超过了森林的更 新能力时,森林将不断地缩小。
• 现在大多数的土地覆盖变化是为人类的土地利用 所驱动,土地覆盖的变化是土地利用变化的直接 响应。
3. LUCC的研究目标、主旨、焦点
最终增进我们对基于区域以模型方式显示的土地利 用与土地覆盖之间关系的理解,以更好地进行预测。
LUCC研究的实质是为人类进一步理性化的土 地利用服务,通过对人类土地利用及所带来的土地 覆盖变化的研究,对人类现时的土地使用政策进行 评估,预测由此所带来的种种后果,以求最终能提 出土地利用的最优模式,实现可持续性的土地利用。
1995年共同拟定并发表了《土地利用/土地覆 盖变化科学研究计划》(Turner II, 1995),将其 列为核心项目之一 。
2.土地利用/覆盖及其变化的定义 相互关系(Internet信息)
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。它是一个把土地的自然 生态系统变为人工生态系统的过程。
土地覆盖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,具有特定的时间和 空间属性,其形态和状态可在多种时空尺度上变化。 土地利用侧重于土地的社会经济属性,土地覆盖侧重 于土地的自然属性。
2.1 两种变化的定义
土地利用变化包括一种利用方式向另一种利用方式 的转变以及利用范围、强度的改变。
LUCC计划研究的基本目标是提高对全球土地 利用和土地覆盖变化动力学(动态过程)的认识, 并着重提高预测土地利用和土地覆盖变化的能力。
• 更好地认识全球土地利用和土地覆盖的驱动力; • 调查和描述土地利用和土地覆盖动力学中的时空可
变性; • 确定各种土地利用和可持续性间的关系; • 认识LUCC、生物地球化学和气候之间的相互关系。
(2) 其次,地球系统科学、全球环境变化及可持续 发展涉及到自然和人文多方面的问题。在这方面加 强自然和社会科学的综合研究,已成为两大学科领 域众多学者的共识 。
“在全球环境变化问题中,土地利用/土地覆盖变 化可以说是自然与人文过程交叉最为密切的问题。”
隶属“国际科学联合会(International Science Union: ICSU)”的IGBP和隶属于“国际社会科学 联 合 会 ( International Social Science Council: ISSC )”的IHDP,希望以此为突破口,推动全球 环境问题的综合研究。
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