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土地利用_覆盖变化

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第25卷,第2期󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁中国农业资源与区划Vol󰀁25,No󰀁2,pp58󰀂62󰀁󰀁󰀁2004年4月󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁JournalofChinaAgriculturalResourcesandRegionalPlanningApril,2004󰀁󰀁󰀁󰀁󰀂技术方法󰀂土地利用/覆盖变化研究综述何英彬,陈佑启(中国农科院资源区划所,北京󰀁100081))摘󰀁要󰀁文章回顾了土地利用/覆盖变化研究的历史;介绍了国内外有关土地利用/覆盖变化研究的组织与项目;对于土地利用/覆盖变化研究的理论、方法及发展方向进行了的论述。文章为系统地了解土地利用/覆盖变化研究领域的主要成果和发展态势提供参考。关键词󰀁土地利用/覆盖变化󰀁理论󰀁方法

收稿日期:2003󰀂05󰀂29󰀁何英彬为硕士研究生󰀁陈佑启为研究员、副室主任󰀁󰀁一、前言土地是陆地表层的区域,它是人类生存和发展过程中不可替代的、短期内不可再生的物质资源。土地利用是人们根据土地资源的特点,按照一定的社会经济目的,对土地进行的开发利用活动[1];而土地覆盖是指自然和人工营造地地表覆盖状况。土地利用/覆盖变化包含两层含义:(1)转变。转变是指一种土地利用/覆盖类型向另一种土地利用/覆盖类型的转变,即土地利用/覆盖类型间的变化,例如农业用地转变为城镇用地;(2)转化。转化是指一种土地利用/覆盖类型内部发生变化,这种变化可能是密度的变化,也可能是功能的变化,例如,城镇用地中的住宅区变成了商业区[2]。近一个世纪以来,随着人口的膨胀和技术的进步,人类为了满足自身日益增长的需求,不断加强对土地的索取,致使土地利用的范围不断扩大、土地利用强度不断加深,从而改变了地表的形态、生物物理及化学循环及生物物种的平衡,造成了全球气候的显著变化和生物物种不可逆转的减少[3]。因为土地利用/覆盖变化对环境的可持续发展具有相当的影响力,所以土地利用/覆盖变化已经被公认为是导致全球环境变化的两大主要因素之一,在全球的可持续发展研究领域中占有相当重要的地位。󰀁󰀁二、土地利用/覆盖变化研究历史的回顾土地利用/覆盖变化研究历史悠久。最初的土地利用/覆盖变化研究主要集中于土地利用/覆盖类型的人工调查、分类与制图。人们通过这种方法对于土地、土地资源、土地利用/覆盖变化有了初步的认识。1826年,德国学者杜能建立了杜能农业区位论,用以解决农业用地和其它土地利用/覆盖类型的最有效空间布置。这个理论的核心原则就是各种土地利用/覆盖类型必须在获取最高地租的条件下得以使用,把土地看作经济资源,其主要目的是要达到利益最大化及土地利用/覆盖静态模式的最优分析[4]。杜能最先用抽象的理论假设去研究土地利用/覆盖变化机制,使土地利用/覆盖变化研究系统化、理论化,开创了近代土地利用/覆盖变化研究的先河。20世纪上半叶,因为这一时期的工业化和城镇化、两次世界大战、重大的经济事件及技术的进步交织在一起,促使了土地利用/覆盖的剧烈变化。而这一时期的土地利用/覆盖变化研究的主要特点也转向各学科土地利用/覆盖变化研究理论和模型的建立,这些理论和模型趋于系统化、科学化,主要涉及经济、社会和地理等方面。这一时期的研究方法功能型的见多,它们通常用于可预见的及重复的土地利用/覆盖变化规律;另外这些理论和模型大多是描述型的[5]。土地利用/覆盖变化研究在这一阶段呈现出初步繁荣的景象。从第二次世界大战战后到20世纪末,是土地利用/覆盖变化研究的成熟期,在原有的基础上,研究理论和方法的数量和范围得到了极大的扩展,出现了百花齐放、百家争鸣的局面。土地利用/覆盖变化研究覆盖了自然和人文的各个领域及空间尺度的各个级别。20世纪五、六十年代的数量革命对土地利用/覆盖变化的研究产生了重大而深远的影响,而以气象问题为开端所展开地对全球环境问题的研究,揭开了土地利用/覆盖变化研究新的一幕,从此科研工作者更加关注大尺度土地利用/覆盖变化的问题。70年代以后,土地利用/覆盖变化又出现了多学科交叉研究的新趋势,土地利用/覆盖变化研究方法出现了许多分支,而这一趋势得益于有关学科理论和方法的发展和支持技术的进步。从90年代到20世纪末是土地利用/覆盖变化研究空前繁荣的阶段,随着土地利用/覆盖变化研究 从全球到区域,从自然到人文!的发展趋势,土地利用/覆盖变化研究方法也相应地发生了变化,遥感、地理信息系统等新的技术手段在土地利用/覆盖变化研究中承担了重要的角色。如今,土地利用/覆盖变化科研工作者正在探索新的土地利用/覆盖研究方法以解决土地利用可持续发展问题和土地利用政策问题。各国科研工作者从多个领域对土地利用/覆盖变化的研究,形成了北美、日本和欧洲三大学派。总之,这一时期的土地利用/覆盖变化研究是成果最多最显著的一个阶段。󰀁󰀁三、土地利用/覆盖变化研究的组织与项目进入90年代以来,土地利用/覆盖变化的研究计划和项目层出不穷,屡见不鲜。IGBP(国际地圈∀生物圈计划)与IHDP(全球环境变化的人文领域计划)于1993年2月委任了正式的核心计划委员会,并于1995年联合提出了 土地利用/覆盖变化!研究计划,进行土地利用/覆盖变化研究。在这个计划具体的实施过程中,提出了土地利用/覆盖变化与人类生存和发展密切相关的五个问题,及研究土地利用/覆盖变化问题的三个核心,阐明了土地利用/覆盖变化研究的主要内容[1]。1995年,国际应用系统分析研究所(IIASA)为了推动土地利用/覆盖变化方面的创造性研究和交叉学科研究,确立了研究土地利用/覆盖变化的LUC项目,该项目的主要研究区域为欧洲和亚洲北部。研究的主要目标有两个:一是发展新方法,提出新概念,对复杂的人类-环境系统进行预测;二是应用上述理论和概念,为土地利用和粮食政策的制订提供各种经济可行的方案,并对之进行科学的论证和评价。日本国立环境研究所、京都大学及东京农业大学所做的LU/GEC项目,是在日本环境署支持下开展的为全球环境保护而进行的土地利用项目,项目主要对亚太地区土地利用/覆盖情况进行可持续研究。它主要是利用数量模型与经济学模型,定量研究区域性的土地利用/覆盖变化,并最终进行预测[2]。CLUE由Wageningen农业大学的Veldkamp、DeKoning等科学家组成的 土地利用变化及其影响模型!(ConversionofLandUseanditsEffect)研究小组提出,近年来就CLUE模型的构造和CLUE模型的案例研究发表了一系列文章。该项目以案例研究为主,运用统计分析方法,在不同尺度上对多种土地利用/覆盖类型的变化进行空间明确清晰的分配。该模型的基本框架如图1[6]。图1󰀁CLUE模型基本框架结构59第2期󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁何英彬等:土地利用/覆盖变化研究综述除上述主要的研究组织和项目以外,还有多个项目是针对世界上不同的热点地区和不同的研究目的而设立,如联合国粮农组织(UN/FAO)土地利用的分类项目、国际地理联合会(LGU)的土地利用与土地覆盖变化研究项目等。此外,中国科学院地理所、植物所和遥感所,北京师范大学,中国农业科学院等单位都进行了多项土地利用/覆盖变化项目的研究,致力于全球与区域的土地利用/覆盖变化监测、土地利用/覆盖变化与全球环境关系的分析,及土地利用/覆盖变化的预测。󰀁󰀁四、土地利用/覆盖变化研究的理论与方法(一)土地利用/覆盖变化研究的理论土地利用/覆盖变化理论就是一系列用来解释是否发生土地利用/覆盖变化,如何发生土地利用/覆盖变化及变化原因的描述。土地利用/覆盖变化理论十分广泛,之所以如此是因为提出各种理论的缔造者认识土地利用/覆盖变化的角度不同。土地利用/覆盖变化理论大致可以分为三大理论体系:(1)土地利用/覆盖变化区域与经济理论体系;(2)土地利用/覆盖变化社会学理论体系;(3)土地利用/覆盖变化自然学科理论体系。1󰀁土地利用/覆盖变化区域与经济理论体系。在这一理论体系中,包括土地利用/覆盖变化区位理论、土地利用/覆盖变化微观经济理论和土地利用/覆盖变化宏观经济理论。土地利用/覆盖变化区位理论是研究土地利用/覆盖变化的重要理论。杜能农业区位论、克里斯塔勒和廖什的居民点区位论是比较有代表性的土地利用/覆盖变化区位理论。有的学者指出,区位理论只注重空间某个点上特殊的、个体的活动,而不是研究一个面上由很多因素导致而成的土地利用/覆盖变化,在土地利用/覆盖变化理论体系的贡献方面值得商酌。但是,杜能建立的 杜能农业区位论!,开创了以抽象假设建模研究土地利用/覆盖空间分布的理论先河,为土地利用/覆盖变化的理论建设做出了重大贡献,另外区位论中居民点区位论对于土地利用/覆盖模式的研究也具有很大的作用。土地利用/覆盖变化微观经济理论和宏观经济理论就是运用经济学的思考和研究模式来分析、解决土地利用/覆盖变化的问题。用经济学理论搭建土地利用/覆盖变化理论曾一度是土地利用/覆盖变化研究理论建设的潮流,倍受青睐。土地利用/覆盖变化微观经济理论中,城镇土地市场理论、城镇和区域空间结构的行为理论是比较有代表性的理论;而空间经济平衡理论、区域不均衡理论和克尼斯亚的发展理论是土地利用/覆盖变化宏观经济理论的代表理论[7]。2󰀁土地利用/覆盖变化社会学理论体系。行为理论是土地利用/覆盖变化社会学理论体系家族中的一个主要成员。它涉及到城镇和区域空间结构变化的动力机制,分析了内容宽泛且导致土地利用/覆盖变化的空间过程,也就是由行为者的行为所导致的土地利用/覆盖变化,这种理论为注重于个人决策的行为导向模型的建立打下了坚实的基础。在行为理论中,人类生态学理论、规划理论和人类学理论是其主要框架理论。社会科学理论是土地利用/覆盖变化社会学理论体系中的又一个重要分支,结构∀制度化理论、结构∀边缘理论、不均衡交换与从属理论和不均衡发展理论等理论是社会科学理论的核心内容[8]。3󰀁土地利用/覆盖变化自然学科理论体系。土地利用/覆盖变化自然学科理论体系是土地利用/覆盖变化研究中使用较为广泛的理论体系,它是各个自然学科研究思想应用于土地利用/覆盖变化研究的具体体现,包括气象、水文、土壤和生态等自然学科领域的理论框架,涵盖了全球及区域的生物物理、化学循环过程。在土地利用/覆盖变化研究中,土地利用/覆盖变化自然学科理论体系占有着举足轻重的地位,自然科学理论等理论是其代表理论。(二)土地利用/覆盖变化研究方法土地利用/覆盖变化的研究主要以模型方法为主。土地利用/覆盖变化模型是将复杂的、现实的土地利用/覆盖变化进行简单、抽象和结构性的处理,用以研究土地利用/覆盖变化过程、驱动力机制、变化影响及变化趋势。由于土地利用/覆盖变化研究拥有上百年的发展历史,所以相关的土地利用/覆盖变化模型的门类和数量已经相当可观,模型研究的内容也涉及到土地利用/覆盖变化研究的各个方面。土地利用/覆盖60中国农业资源与区划󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁2004年变化模型大致可以分为六大体系:(1)土地利用/覆盖变化经济统计模型体系;(2)土地利用/覆盖变化空间交互模型体系;(3)土地利用/覆盖变化优化模型体系;(4)土地利用/覆盖变化整合模型体系;(5)土地利用/覆盖变化描述模型体系;(6)土地利用/覆盖变化其它应用模型。1󰀁土地利用/覆盖变化经济统计模型体系。统计技术,尤其是多元统计技术会经常应用于社会和经济领域,研究社会或经济领域一系列独立变量和非独立变量的数量关系,而经济统计模型也经常被应用到土地利用/覆盖变化研究领域。比较有代表性的土地利用/覆盖变化经济统计模型有土地利用/覆盖变化计量经济模型、土地利用/覆盖变化线性回归模型、土地利用/覆盖变化规范相关分析模型[9]。2󰀁土地利用/覆盖变化空间交互模型体系。空间交互模型始源于物理学的万有引力定律,是用万有引力定律的方法研究空间的人类活动。空间交互包括一切信息、物质及能量的流动,空间交互的研究包括交互实体之间的研究和实体形式的研究,具体到土地利用/覆盖变化领域,就是对于土地利用/覆盖变化之中的物流、信息流和能量流的研究。土地利用/覆盖变化潜能模型、土地利用/覆盖变化机会模型、土地利用/覆盖变化重力模型等模型是土地利用/覆盖变化空间交互模型体系的代表模型[10]。3󰀁土地利用/覆盖变化优化模型体系。土地利用/覆盖变化优化模型是数学规划设计及优化技术在土地利用/覆盖变化研究中的应用,与信息技术的发展密切相关,对于土地利用/覆盖变化的决策具有相当大的作用,尤其是对于土地利用规划及与土地利用/覆盖变化有关的人类资源和环境的研究作用显著。这种模型体系最大的特点就是在众多解决问题的方法中选择一个最合理的方案,属于说明型模型体系,可以被用作评估的工具。这种模型体系的代表模型有土地利用/覆盖变化线性规划模型、土地利用/覆盖变化动力规划模型、土地利用/覆盖变化非线性规划模型、土地利用/覆盖变化最大应用模型和土地利用/覆盖变化多目标决策模型[11]。4󰀁土地利用/覆盖变化整合模型体系。土地利用/覆盖变化整合模型体系是土地利用/覆盖变化模型家族中最庞大的一个分支。土地利用/覆盖变化整合模型在不同的环境下,具有不同的意义,它主要是研究空间系统的各个部分之间的联系和关系。80年代是土地利用/覆盖变化整合模型体系迅速发展的时期,这一时期涌现出了很多土地利用/覆盖变化模型,极大的丰富了土地利用/覆盖变化整合模型体系。土地利用/覆盖变化数量经济整合模型、土地利用/覆盖变化重力空间交互模型、土地利用/覆盖变化模拟整合模型、土地利用/覆盖变化系统整合模型是土地利用/覆盖变化整合模型体系的代表模型[12]。5󰀁土地利用/覆盖变化描述模型体系。土地利用/覆盖变化描述模型体系是对一个地区发生土地利用/覆盖变化情况进行定量描述的模型体系,属于描述型模型体系。土地资源数量变化模型、土地资源生态背景质量变化模型、土地利用/覆盖程度变化模型、土地利用/覆盖变化区域差异模型、土地利用/覆盖空间变化模型、土地需求量预测模型等模型是土地利用/覆盖变化描述模型体系的代表模型[13]。6󰀁土地利用/覆盖变化其它应用模型。土地利用/覆盖变化其它应用模型是研究土地利用/覆盖变化模型的一种归纳,主要是将无法归类的土地利用/覆盖变化模型归结在一起,具有代表型的有土地利用/覆盖变化自然科学导向模型、土地利用/覆盖变化马尔科夫链模拟模型、基于GIS技术的土地利用/覆盖变化模型和行为导向模型[14]。󰀁󰀁五、土地利用/覆盖变化研究的发展方向(一)土地利用/覆盖变化理论、方法和实践的整合整合多学科的知识,运用多尺度的数据,创造一致性的理论和方法来指导未来的土地利用/覆盖变化研究,并应用于实践,使土地利用/覆盖变化研究朝着可持续发展的方向发展下去是土地利用/覆盖变化研究主要的发展方向。无论是理论、方法或是具体实践内容,这种整合都是必要的,因为它可以提高土地利用/覆盖变化研究成果的利用效率,紧密有效地连接土地利用/覆盖变化研究的各个方面,为建立一个完整的土地利用/覆盖变化研究体系而发挥作用。(二)尺度推绎方法的研究进行土地利用/覆盖变化研究,就无法回避尺度问题,因为尺度口径的大小对于土地利用/覆盖变化研61第2期󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁何英彬等:土地利用/覆盖变化研究综述

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土地利用覆被变化名词解释

土地利用覆被变化名词解释

土地利用覆被变化名词解释

土地利用覆被变化是指特定地区土地利用类型及其空间分布在一段时间内发生的变化。它描述了土地利用类型的转变、演变和变化过程。土地利用覆被变化是人类活动、自然因素以及宏观经济发展等多种因素综合作用的结果。

土地利用覆被变化通常包括以下几个方面的变化：

1. 农用地变化，指农业用地（包括耕地、园地、牧草地等）的转变，如农田的扩张、缩减或转为其他用途。

2. 城市化变化，指城市建设用地的增加和城市扩张，包括城市用地的转变、城市建设用地的新增以及城市边界的扩展等。

3. 森林变化，指森林覆盖面积的变化，包括森林的砍伐、森林退化、森林恢复等。

4. 水域变化，指水体的变化，包括河流的改道、湖泊的扩大或缩小、沿海地区的海岸线变动等。

5. 草地变化，指草地覆盖面积的变化，包括草地的退化、草地的恢复、草地的转变为其他土地利用类型等。

6. 工业用地变化，指工业用地的变化，包括工业用地的增加、减少、转变为其他用途等。

7. 自然保护区变化，指自然保护区范围的变化，包括自然保护区的扩大、缩小、撤销等。

土地利用覆被变化对环境、生态系统和社会经济发展都具有重要影响。它可以反映出人类活动对自然资源的利用程度、土地利用结构的合理性以及生态环境的变化趋势。因此，对土地利用覆被变化进行监测和研究，有助于制定合理的土地利用政策、推动可持续发展，并提供科学依据用于环境保护和资源管理。

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。常用的定量分析方法有主成分分析方法、典型相关分析法、多元线性回归模型、系统分析方法等。研究中应结合实际情况以及研究需要，选择适当的分析方法，揭示区域土地利用/覆被变化的驱动机制。

黄河流域土地利用-覆被变化特征及影响因素分析

黄河流域土地利用-覆被变化特征及影响因素分析

黄河流域土地利用-覆被变化特征及影响因素分析

黄河流域土地利用/覆被变化特征及影响因素分析

引言

黄河流域是中国最重要的农业和经济区域之一，土地利用/覆被变化对该地区的可持续发展和生态环境具有重要影响。本文旨在对黄河流域土地利用/覆被变化的特征进行分析，并探讨影响这些变化的因素。

一、黄河流域土地利用/覆被变化的特征

1. 农业用地面积不断减少

随着城市化进程的加快，农业用地面积在黄河流域不断减少。农地被转化为城市用地，农民逐渐减少，在农业用地资源日益紧张的情况下，农业生产面临着巨大挑战。

2. 工业用地和建设用地增加

随着经济的快速发展，工业用地和建设用地在黄河流域不断增加。大量的土地被用于建设工厂、仓储设施、住宅等，这对土地资源和生态环境造成了严重影响。

3. 水域面积逐渐减少

水域包括河流、湖泊和水库等，在黄河流域土地利用/覆被变化中也发生了显著变化。随着农田灌溉和水利工程的建设，水域面积逐渐减少，生态系统遭受破坏，生物多样性减少。

4. 植被覆盖度下降

随着农业用地的扩张和城市建设的加快，黄河流域的植被覆盖度不断下降。大面积的森林、草地和湿地被砍伐、开垦和填埋，植被资源丧失严重，生态平衡受到破坏。

二、影响黄河流域土地利用/覆被变化的因素

1. 人口增长与城市化 人口的增长和城市化是导致土地利用/覆被变化的主要原因之一。随着人口的增加，对土地资源的需求也不断增加，大量土地被用于城市建设和工业发展。

2. 经济发展和工业化

经济发展和工业化是导致土地利用/覆被变化的重要因素。随着国民经济的快速增长，工业用地和建设用地需求增加，导致农业用地面积不断减少。

3. 水资源的开发利用

水资源是支撑农业和工业发展的重要基础，但大规模的水资源开发利用对黄河流域的土地利用/覆被变化产生了深远影响。大量的水域被抽水用于农田灌溉和工业生产，导致水域面积减少。

土地利用_覆盖变化

土地利用_覆盖变化

第25卷,第2期󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁中国农业资源与区划Vol󰀁25,No󰀁2,pp58󰀂62󰀁󰀁󰀁2004年4月󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁JournalofChinaAgriculturalResourcesandRegionalPlanningApril,2004󰀁󰀁󰀁󰀁󰀂技术方法󰀂土地利用/覆盖变化研究综述何英彬,陈佑启(中国农科院资源区划所,北京󰀁100081))摘󰀁要󰀁文章回顾了土地利用/覆盖变化研究的历史;介绍了国内外有关土地利用/覆盖变化研究的组织与项目;对于土地利用/覆盖变化研究的理论、方法及发展方向进行了的论述。文章为系统地了解土地利用/覆盖变化研究领域的主要成果和发展态势提供参考。关键词󰀁土地利用/覆盖变化󰀁理论󰀁方法

收稿日期:2003󰀂05󰀂29󰀁何英彬为硕士研究生󰀁陈佑启为研究员、副室主任󰀁󰀁一、前言土地是陆地表层的区域,它是人类生存和发展过程中不可替代的、短期内不可再生的物质资源。土地利用是人们根据土地资源的特点,按照一定的社会经济目的,对土地进行的开发利用活动[1];而土地覆盖是指自然和人工营造地地表覆盖状况。土地利用/覆盖变化包含两层含义:(1)转变。转变是指一种土地利用/覆盖类型向另一种土地利用/覆盖类型的转变,即土地利用/覆盖类型间的变化,例如农业用地转变为城镇用地;(2)转化。转化是指一种土地利用/覆盖类型内部发生变化,这种变化可能是密度的变化,也可能是功能的变化,例如,城镇用地中的住宅区变成了商业区[2]。近一个世纪以来,随着人口的膨胀和技术的进步,人类为了满足自身日益增长的需求,不断加强对土地的索取,致使土地利用的范围不断扩大、土地利用强度不断加深,从而改变了地表的形态、生物物理及化学循环及生物物种的平衡,造成了全球气候的显著变化和生物物种不可逆转的减少[3]。因为土地利用/覆盖变化对环境的可持续发展具有相当的影响力,所以土地利用/覆盖变化已经被公认为是导致全球环境变化的两大主要因素之一,在全球的可持续发展研究领域中占有相当重要的地位。󰀁󰀁二、土地利用/覆盖变化研究历史的回顾土地利用/覆盖变化研究历史悠久。最初的土地利用/覆盖变化研究主要集中于土地利用/覆盖类型的人工调查、分类与制图。人们通过这种方法对于土地、土地资源、土地利用/覆盖变化有了初步的认识。1826年,德国学者杜能建立了杜能农业区位论,用以解决农业用地和其它土地利用/覆盖类型的最有效空间布置。这个理论的核心原则就是各种土地利用/覆盖类型必须在获取最高地租的条件下得以使用,把土地看作经济资源,其主要目的是要达到利益最大化及土地利用/覆盖静态模式的最优分析[4]。杜能最先用抽象的理论假设去研究土地利用/覆盖变化机制,使土地利用/覆盖变化研究系统化、理论化,开创了近代土地利用/覆盖变化研究的先河。20世纪上半叶,因为这一时期的工业化和城镇化、两次世界大战、重大的经济事件及技术的进步交织在一起,促使了土地利用/覆盖的剧烈变化。而这一时期的土地利用/覆盖变化研究的主要特点也转向各学科土地利用/覆盖变化研究理论和模型的建立,这些理论和模型趋于系统化、科学化,主要涉及经济、社会和地理等方面。这一时期的研究方法功能型的见多,它们通常用于可预见的及重复的土地利用/覆盖变化规律;另外这些理论和模型大多是描述型的[5]。土地利用/覆盖变化研究在这一阶段呈现出初步繁荣的景象。从第二次世界大战战后到20世纪末,是土地利用/覆盖变化研究的成熟期,在原有的基础上,研究理论和方法的数量和范围得到了极大的扩展,出现了百花齐放、百家争鸣的局面。土地利用/覆盖变化研究覆盖了自然和人文的各个领域及空间尺度的各个级别。20世纪五、六十年代的数量革命对土地利用/覆盖变化的研究产生了重大而深远的影响,而以气象问题为开端所展开地对全球环境问题的研究,揭开了土地利用/覆盖变化研究新的一幕,从此科研工作者更加关注大尺度土地利用/覆盖变化的问题。70年代以后,土地利用/覆盖变化又出现了多学科交叉研究的新趋势,土地利用/覆盖变化研究方法出现了许多分支,而这一趋势得益于有关学科理论和方法的发展和支持技术的进步。从90年代到20世纪末是土地利用/覆盖变化研究空前繁荣的阶段,随着土地利用/覆盖变化研究 从全球到区域,从自然到人文!的发展趋势,土地利用/覆盖变化研究方法也相应地发生了变化,遥感、地理信息系统等新的技术手段在土地利用/覆盖变化研究中承担了重要的角色。如今,土地利用/覆盖变化科研工作者正在探索新的土地利用/覆盖研究方法以解决土地利用可持续发展问题和土地利用政策问题。各国科研工作者从多个领域对土地利用/覆盖变化的研究,形成了北美、日本和欧洲三大学派。总之,这一时期的土地利用/覆盖变化研究是成果最多最显著的一个阶段。󰀁󰀁三、土地利用/覆盖变化研究的组织与项目进入90年代以来,土地利用/覆盖变化的研究计划和项目层出不穷,屡见不鲜。IGBP(国际地圈∀生物圈计划)与IHDP(全球环境变化的人文领域计划)于1993年2月委任了正式的核心计划委员会,并于1995年联合提出了 土地利用/覆盖变化!研究计划,进行土地利用/覆盖变化研究。在这个计划具体的实施过程中,提出了土地利用/覆盖变化与人类生存和发展密切相关的五个问题,及研究土地利用/覆盖变化问题的三个核心,阐明了土地利用/覆盖变化研究的主要内容[1]。1995年,国际应用系统分析研究所(IIASA)为了推动土地利用/覆盖变化方面的创造性研究和交叉学科研究,确立了研究土地利用/覆盖变化的LUC项目,该项目的主要研究区域为欧洲和亚洲北部。研究的主要目标有两个:一是发展新方法,提出新概念,对复杂的人类-环境系统进行预测;二是应用上述理论和概念,为土地利用和粮食政策的制订提供各种经济可行的方案,并对之进行科学的论证和评价。日本国立环境研究所、京都大学及东京农业大学所做的LU/GEC项目,是在日本环境署支持下开展的为全球环境保护而进行的土地利用项目,项目主要对亚太地区土地利用/覆盖情况进行可持续研究。它主要是利用数量模型与经济学模型,定量研究区域性的土地利用/覆盖变化,并最终进行预测[2]。CLUE由Wageningen农业大学的Veldkamp、DeKoning等科学家组成的 土地利用变化及其影响模型!(ConversionofLandUseanditsEffect)研究小组提出,近年来就CLUE模型的构造和CLUE模型的案例研究发表了一系列文章。该项目以案例研究为主,运用统计分析方法,在不同尺度上对多种土地利用/覆盖类型的变化进行空间明确清晰的分配。该模型的基本框架如图1[6]。图1󰀁CLUE模型基本框架结构59第2期󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁何英彬等:土地利用/覆盖变化研究综述除上述主要的研究组织和项目以外,还有多个项目是针对世界上不同的热点地区和不同的研究目的而设立,如联合国粮农组织(UN/FAO)土地利用的分类项目、国际地理联合会(LGU)的土地利用与土地覆盖变化研究项目等。此外,中国科学院地理所、植物所和遥感所,北京师范大学,中国农业科学院等单位都进行了多项土地利用/覆盖变化项目的研究,致力于全球与区域的土地利用/覆盖变化监测、土地利用/覆盖变化与全球环境关系的分析,及土地利用/覆盖变化的预测。󰀁󰀁四、土地利用/覆盖变化研究的理论与方法(一)土地利用/覆盖变化研究的理论土地利用/覆盖变化理论就是一系列用来解释是否发生土地利用/覆盖变化,如何发生土地利用/覆盖变化及变化原因的描述。土地利用/覆盖变化理论十分广泛,之所以如此是因为提出各种理论的缔造者认识土地利用/覆盖变化的角度不同。土地利用/覆盖变化理论大致可以分为三大理论体系:(1)土地利用/覆盖变化区域与经济理论体系;(2)土地利用/覆盖变化社会学理论体系;(3)土地利用/覆盖变化自然学科理论体系。1󰀁土地利用/覆盖变化区域与经济理论体系。在这一理论体系中,包括土地利用/覆盖变化区位理论、土地利用/覆盖变化微观经济理论和土地利用/覆盖变化宏观经济理论。土地利用/覆盖变化区位理论是研究土地利用/覆盖变化的重要理论。杜能农业区位论、克里斯塔勒和廖什的居民点区位论是比较有代表性的土地利用/覆盖变化区位理论。有的学者指出,区位理论只注重空间某个点上特殊的、个体的活动,而不是研究一个面上由很多因素导致而成的土地利用/覆盖变化,在土地利用/覆盖变化理论体系的贡献方面值得商酌。但是,杜能建立的 杜能农业区位论!,开创了以抽象假设建模研究土地利用/覆盖空间分布的理论先河,为土地利用/覆盖变化的理论建设做出了重大贡献,另外区位论中居民点区位论对于土地利用/覆盖模式的研究也具有很大的作用。土地利用/覆盖变化微观经济理论和宏观经济理论就是运用经济学的思考和研究模式来分析、解决土地利用/覆盖变化的问题。用经济学理论搭建土地利用/覆盖变化理论曾一度是土地利用/覆盖变化研究理论建设的潮流,倍受青睐。土地利用/覆盖变化微观经济理论中,城镇土地市场理论、城镇和区域空间结构的行为理论是比较有代表性的理论;而空间经济平衡理论、区域不均衡理论和克尼斯亚的发展理论是土地利用/覆盖变化宏观经济理论的代表理论[7]。2󰀁土地利用/覆盖变化社会学理论体系。行为理论是土地利用/覆盖变化社会学理论体系家族中的一个主要成员。它涉及到城镇和区域空间结构变化的动力机制,分析了内容宽泛且导致土地利用/覆盖变化的空间过程,也就是由行为者的行为所导致的土地利用/覆盖变化,这种理论为注重于个人决策的行为导向模型的建立打下了坚实的基础。在行为理论中,人类生态学理论、规划理论和人类学理论是其主要框架理论。社会科学理论是土地利用/覆盖变化社会学理论体系中的又一个重要分支,结构∀制度化理论、结构∀边缘理论、不均衡交换与从属理论和不均衡发展理论等理论是社会科学理论的核心内容[8]。3󰀁土地利用/覆盖变化自然学科理论体系。土地利用/覆盖变化自然学科理论体系是土地利用/覆盖变化研究中使用较为广泛的理论体系,它是各个自然学科研究思想应用于土地利用/覆盖变化研究的具体体现,包括气象、水文、土壤和生态等自然学科领域的理论框架,涵盖了全球及区域的生物物理、化学循环过程。在土地利用/覆盖变化研究中,土地利用/覆盖变化自然学科理论体系占有着举足轻重的地位,自然科学理论等理论是其代表理论。(二)土地利用/覆盖变化研究方法土地利用/覆盖变化的研究主要以模型方法为主。土地利用/覆盖变化模型是将复杂的、现实的土地利用/覆盖变化进行简单、抽象和结构性的处理,用以研究土地利用/覆盖变化过程、驱动力机制、变化影响及变化趋势。由于土地利用/覆盖变化研究拥有上百年的发展历史,所以相关的土地利用/覆盖变化模型的门类和数量已经相当可观,模型研究的内容也涉及到土地利用/覆盖变化研究的各个方面。土地利用/覆盖60中国农业资源与区划󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁2004年变化模型大致可以分为六大体系:(1)土地利用/覆盖变化经济统计模型体系;(2)土地利用/覆盖变化空间交互模型体系;(3)土地利用/覆盖变化优化模型体系;(4)土地利用/覆盖变化整合模型体系;(5)土地利用/覆盖变化描述模型体系;(6)土地利用/覆盖变化其它应用模型。1󰀁土地利用/覆盖变化经济统计模型体系。统计技术,尤其是多元统计技术会经常应用于社会和经济领域,研究社会或经济领域一系列独立变量和非独立变量的数量关系,而经济统计模型也经常被应用到土地利用/覆盖变化研究领域。比较有代表性的土地利用/覆盖变化经济统计模型有土地利用/覆盖变化计量经济模型、土地利用/覆盖变化线性回归模型、土地利用/覆盖变化规范相关分析模型[9]。2󰀁土地利用/覆盖变化空间交互模型体系。空间交互模型始源于物理学的万有引力定律,是用万有引力定律的方法研究空间的人类活动。空间交互包括一切信息、物质及能量的流动,空间交互的研究包括交互实体之间的研究和实体形式的研究,具体到土地利用/覆盖变化领域,就是对于土地利用/覆盖变化之中的物流、信息流和能量流的研究。土地利用/覆盖变化潜能模型、土地利用/覆盖变化机会模型、土地利用/覆盖变化重力模型等模型是土地利用/覆盖变化空间交互模型体系的代表模型[10]。3󰀁土地利用/覆盖变化优化模型体系。土地利用/覆盖变化优化模型是数学规划设计及优化技术在土地利用/覆盖变化研究中的应用,与信息技术的发展密切相关,对于土地利用/覆盖变化的决策具有相当大的作用,尤其是对于土地利用规划及与土地利用/覆盖变化有关的人类资源和环境的研究作用显著。这种模型体系最大的特点就是在众多解决问题的方法中选择一个最合理的方案,属于说明型模型体系,可以被用作评估的工具。这种模型体系的代表模型有土地利用/覆盖变化线性规划模型、土地利用/覆盖变化动力规划模型、土地利用/覆盖变化非线性规划模型、土地利用/覆盖变化最大应用模型和土地利用/覆盖变化多目标决策模型[11]。4󰀁土地利用/覆盖变化整合模型体系。土地利用/覆盖变化整合模型体系是土地利用/覆盖变化模型家族中最庞大的一个分支。土地利用/覆盖变化整合模型在不同的环境下,具有不同的意义,它主要是研究空间系统的各个部分之间的联系和关系。80年代是土地利用/覆盖变化整合模型体系迅速发展的时期,这一时期涌现出了很多土地利用/覆盖变化模型,极大的丰富了土地利用/覆盖变化整合模型体系。土地利用/覆盖变化数量经济整合模型、土地利用/覆盖变化重力空间交互模型、土地利用/覆盖变化模拟整合模型、土地利用/覆盖变化系统整合模型是土地利用/覆盖变化整合模型体系的代表模型[12]。5󰀁土地利用/覆盖变化描述模型体系。土地利用/覆盖变化描述模型体系是对一个地区发生土地利用/覆盖变化情况进行定量描述的模型体系,属于描述型模型体系。土地资源数量变化模型、土地资源生态背景质量变化模型、土地利用/覆盖程度变化模型、土地利用/覆盖变化区域差异模型、土地利用/覆盖空间变化模型、土地需求量预测模型等模型是土地利用/覆盖变化描述模型体系的代表模型[13]。6󰀁土地利用/覆盖变化其它应用模型。土地利用/覆盖变化其它应用模型是研究土地利用/覆盖变化模型的一种归纳,主要是将无法归类的土地利用/覆盖变化模型归结在一起,具有代表型的有土地利用/覆盖变化自然科学导向模型、土地利用/覆盖变化马尔科夫链模拟模型、基于GIS技术的土地利用/覆盖变化模型和行为导向模型[14]。󰀁󰀁五、土地利用/覆盖变化研究的发展方向(一)土地利用/覆盖变化理论、方法和实践的整合整合多学科的知识,运用多尺度的数据,创造一致性的理论和方法来指导未来的土地利用/覆盖变化研究,并应用于实践,使土地利用/覆盖变化研究朝着可持续发展的方向发展下去是土地利用/覆盖变化研究主要的发展方向。无论是理论、方法或是具体实践内容,这种整合都是必要的,因为它可以提高土地利用/覆盖变化研究成果的利用效率,紧密有效地连接土地利用/覆盖变化研究的各个方面,为建立一个完整的土地利用/覆盖变化研究体系而发挥作用。(二)尺度推绎方法的研究进行土地利用/覆盖变化研究,就无法回避尺度问题,因为尺度口径的大小对于土地利用/覆盖变化研61第2期󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁󰀁何英彬等:土地利用/覆盖变化研究综述