土地利用和土地覆盖变化

土地利用与土地覆被变化Land-UseandLand-CoverChange：LUCC1.1背景及意义1.2基本概念1.3研究内容与方法1.4LUCC的环境影响1.5国际上的有关研究项目目录2.1中国LUCC概况2.2中国土地利用变化2.3LUCC与中国的可持续发展1通论2中国的土地覆被与土地利用1.1背景及意义目录第一节1.1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和土地覆被变化的研究。IGBP：全球地圈与生物圈计划IHDP：全球环境变化人文因素计划1.1背景及意义•原因：•1、土地利用和土地覆被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被状况，其环境影响不只局限于当地，而远至于全球。而土地覆被变化对区域水循环、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。•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。•1995年共同拟定发表了《土地利用/土地覆被变化科学研究计划》，并将其列为核心项目之一。掀起了土地利用与土地覆被变化不同尺度专题研究的序幕。1.1背景及意义1.2基本概念目录第一节1.2基本概念•土地利用是人类根据土地的特点，按照一定的经济与社会目的，采取一系列生物与技术手段，对土地进行的长期性或周期性活动。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，包含着人类利用土地的目的和意图,是一种人类活动。•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、水体、沼泽湿地及各种建筑物(如道路、房屋等),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。是一种覆盖状况。•土地利用侧重于土地的社会经济属性，土地覆盖侧重与土地的自然属性。•土地利用变化：一种利用方式向另一种利用方式转变；利用范围、强度的变化。•土地覆被变化–质变：覆被类型转换（毁林开荒、毁田筑路）–量变：覆盖类型内在属性的渐变过程（土地质量退化、土地生产潜力降低）1.2基本概念1.2基本概念目录1.1背景及意义1.2基本概念1.3研究内容与方法第一节1.3研究内容与方法LUCC的研究对象可以概括为两个方面的内容：①与全球环境变化有关的科学问题②与国家或区域的可持续发展有关的发展战略问题LUCC研究计划以五个中心问题为导向①近三百年来人类利用导致的土地覆盖的变化②人类土地利用发生变化的主要原因③土地利用变化在今后50年如何影响土地覆盖④人类和生物物理的直接驱动力对特定类型土地利用可持续发展的影响⑤全球气候变化及生物地球化学变化与土地利用与覆盖之间的相互影响1.3研究内容与方法目前确定的研究重点：①土地覆盖变化状况的评估②全球土地利用与土地覆盖变化的建模与预测③全球、区域和局地不同空间尺度土地利用和土地覆盖变化的不同驱动力之间的联系④数据开发活动与数据信息系统1.3研究内容与方法《土地利用/土地覆被变化科学计划》提出了三个重点领域，同时又是LUCC的三个主要研究途径：土地利用变化机制的个例比较研究（利用土地的原因、利用土地的目标、利用对覆被的影响）土地覆被变化机制的直接观测与诊断模型（遥感图像分析、地理信息系统技术分析、建立模型）区域和全球综合模型（建立宏观尺度的动力学模型，推测土地覆被变化趋势）1.3研究内容与方法CONTENTS1.1背景及意义1.2基本概念1.3研究内容与方法1.4LUCC的环境影响第一节（1）对气候的影响地表及其覆盖的植被决定着太阳辐射在地表的分配．土地表面性质发生变化时引起能量的重新分配，从而影响气候的变化。研究表明,土地利用与土地覆盖变化对大气的影响主要有两个途径:一是由于化石燃料燃烧以及土地利用与土地覆盖变化等人类活动使得大气中温室气体(CO2、CH4等)的含量增多,由此产生的温室效应使得全球气候变暖而且变幅加大。二是由于下垫面性质的改变,即由于地表反射率、粗糙度、植被叶面积以及植被覆盖比例的变化引起温度、湿度、风速以及降水发生变化,由此引起局地与区域气候变化。1.4LUCC的环境影响(2)土壤环境效应LUCC对土壤的环境效应累积为土壤质量、土壤生产力的下降,主要表现为不同形式的土壤退化,主要包括土壤侵蚀(水蚀、风蚀)、土壤化学退化(土壤污染、盐碱化、水浸、酸化等)、土壤物理退化如土壤紧实等。1.4LUCC的环境影响1土壤环境。不合理的土地利用方式如森林的砍伐、矿区开采、陡坡开垦以及过度放牧是造成土壤侵蚀和土地沙化的主要原因。（黄土高原的水土流失）2土壤养分。不同的土地利用类型对养分的滞留和转化的作用不同，具有不同的土地空间组合，进而影响了土壤养分的迁移规律。3土壤微生物。土壤微生物的多样性与地表植被群落的生产力和多样性呈正相关，并随着植被群落存在的年限而增加。1.4LUCC的环境影响（3）水环境效应LUCC对水环境的影响主要表现在对水质、水量以及区域水循环的影响上：水体污染。城镇化、工业和农业发展改变地表和地下径流，水环境污染严重。水资源短缺。90年代来,黄河年年断流,而且断流时间增长，地下水的开采造成山东莱州湾地区海水入侵。水循环影响。不同的土地利用与土地覆被类型对降水的截留、阻挡、蒸腾及下渗作用不同，进而改变区域水循环方式。1.4LUCC的环境影响（4）对生物多样性的影响①全球三分之一——二分之一的陆地表面，已经被人类活动所改变②一些重要的生态系统变成斑块，有的实际上已经消失③大量遗传学上的独立种群已经消失1.4LUCC的环境影响CONTENTS1.1背景及意义1.2基本概念1.3研究内容与方法1.4LUCC的环境影响1.5国际上的有关研究项目第一节自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。1.5国际上的有关研究项目（2）联合国环境署(UNEP)•UNEP亚太地区环境评价计划于1994年启动了土地覆被评价和模拟”(LCAM)项目，旨在调查东南亚地区土地覆被的现状和变化，确定这种变化的热点地区。该项目采用美国宇航局高分辨率雷达影像进行区域土地覆被制图和监测，目前已完成了对孟加拉、柬埔寨、老挝、缅甸、尼泊尔和越南等国两个时段(1985—1986和1992—1993)的土地覆被调查工作，下一步工作将拓展到斯里兰卡、巴基斯坦、中国、印度及伊朗等国。1.5国际上的有关研究项目（3）美国•美国全球变化研究委员会（USOC,RP）将土地覆被变化与气候变化、臭氧层的损耗一起列为全球变化研究的主要领域。与欧洲空间署等国际组织合作开展了高分辨率雷达监测土地覆被变化和季节性植被状况项目。1996年重点开展北美洲土地覆被变化的研究，利用遥感方法分析北美自1970年以来的土地覆被空间变化。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2.1中国LUCC概况目录第二节2.1中国LUCC概况中国的土地覆被类型①自然植被：热带雨林、针叶林、高山草原、草本沼泽②农业植被：果园、经济林、经济作物③无植被覆盖的土地：戈壁、冰川、湖泊影响中国植被经向分布的主导因素是大气水分，随距海远近湿度变化在中国北部华北、东北到新疆依次为森林—草原—荒漠三个带中国土地利用类型比例•中国长期的历史形成了独特的土地利用特点，这是由我国的自然条件、经济、历史状况所决定的，也是人类活动影响及人类生存需要的反映。中国主要的土地利用类型包括：①耕地，包括水田和旱地②园地，包括茶园、果园、热带作物种植地③林地，包括用材林、经济林、防护林和薪炭林等④草场，包括草原和草山草坡，草原又分为草甸草原、干旱草原及荒漠草原⑤水体和湿地，包括河流、湖泊、水库、滩涂和沼泽⑥未利用土地，包括沙漠、冰川与永久积雪、戈壁、盐壳和裸地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。2.1中国LUCC概况2.1中国LUCC概况2.2中国土地利用变化目录第二节2.2中国土地利用变化根据刘纪远等发表的论文：20世纪80年代末以来中国土地利用变化的基本特征与空间格局对中国的土地利用变化进行总结和简单介绍，以下为论文中所讲到的三个主要结论2.2中国土地利用变化（1）1990-2010年的20年间，中国土地利用变化表现出明显的时空差异。•“南减北增，总量基本持衡，新增耕地的重心逐步由东北向西北移动”是耕地变化的基本特征；•“扩展提速，东部为重心，向中西部蔓延”是城乡建设用地变化的基本特征；•“林地前减后增，荒漠前增后减，草地持续减少”是非人工土地利用类型变化的主要特征。2.2中国土地利用变化(2)20世纪末10年与21世纪初10年相比，中国土地利用变化空间格局出现了一些新特征。主要表现为黄淮海地区、东南部沿海地区、长江中游地区和四川盆地城镇工矿用地呈现明显的加速扩张态势；北方地区耕地开垦重心由东北地区和内蒙古东部转向西北绿洲农业区；东北地区旱作耕地持续转变为水田；内蒙古农牧交错带南部、黄土高原和西南山地退耕还林还草效果初显。2.2中国土地利用变化2.2中国土地利用变化2.2中国土地利用变化(3)近20年间，尽管气候变化对北方地区的耕地变化有一定的影响，但政策调控和经济驱动仍然是导致我国土地利用变化及其时空差异的主要原因。2000年后的第一个10年，土地利用格局变化的人为驱动因素已由单向国土开发为主，转变为开发与保护并重。2.2中国土地利用变化(3)近20年间，尽管气候变化对北方地区的耕地变化有一定的影响，但政策调控和经济驱动仍然是导致我国土地利用变化及其时空差异的主要原因。2000年后的第一个10年，土地利用格局变化的人为驱动因素已由单向国土开发为主，转变为开发与保护并重。2.2中国土地利用变化目录2.1中国LUCC概况2.2中国土地利用变化2.3LUCC与中国的可持续发展第二节①土地资源的短缺和退化。②土地资源多功能性的特点。③土地利用与其它自然资源利用的密切关系。④快速工业化过程中土地资源的丧失。这些因素决定了在中国现代化的进程中，LUCC仍将是可持续发展的一个焦点问题。2.3LUCC与中国的可持续发展中国的土地覆被变化是全球变化的重要组成部分。从全球环境变化的角度出发，研究不同土地覆被类型的变化对大气圈的作用及未来气候变化对土地利用/土地覆被的影响，可丰富我们对全球环境变化的了解，促进学科的发展。土地覆被变化的研究重点应放在与区域可持续发展有关的焦点问题上：①粮食和农业问题。②土地退化问题。③与土地利用有关的水资源利用问题。2.3LUCC与中国的可持续发展•驱动因子及其作用机制的研究是土地利用/土地覆被变化研究的核心问题。•近年来我国土地利用/覆被变化的直接驱动因子主要包括：①城镇化和工业化造成的良田的损失②大