土地利用/覆盖变化研究进展

概述了国内外关于土地利用/覆盖变化的研究进展,分析了目前土地利用/覆盖变化研究的主要方法,提出了我国在土地利用/覆盖变化研究中存在的问题。认为,解决好资料的统一性和相关性问题以及土地利用/土地覆被变化与城镇化之间的关系将是我国今后关于土地覆被变化研究的重要领域。     

江苏省生态系统服务价值对土地利用/土地覆盖变化的动态响应

以江苏省为研究区,利用1990—2018共4期土地利用数据,借助ArcGIS技术,综合运用生态系统服务价值当量修正法、热图聚类分析、弹性分析、IDW统计分析等方法,分析了江苏省土地利用与生态系统服务价值的时空动态变化特征,探讨了研究区特定土地利用类型动态变化对其所提供的生态服务产生的细微差异．结果表明:1990年以来,江苏省耕地、林地、滨海湿地、河流湿地面积逐渐减少,湖泊湿地、未利用地、建设用地面积不断增加,其中,耕地面积减少最多（9.23×105 hm2）,2018年耕地面积为6.50×106 hm2,建设用地面积增加最多（8.59×105 hm2）,2018年建设用地面积为1.93×106 hm2;1990—2018年江苏省总生态系统服务价值不断升高,1990年总生态系统服务价值为1.61×104亿元,2018年为1.68×104亿元;耕地、滨海湿地、湖泊湿地对总生态系统服务价值的贡献率较高,研究期内耕地、林地、滨海湿地与河流湿地的生态系统服务价值减少,湖泊湿地与未利用地生态系统服务价值增加;土地利用/土地覆盖(LU/LC)变化决定了生态系统服务价值弹性变化并影响生态系统服务价值,特别是价值系数比较高的土地利用类型,其弹性变化对LU/LC变化的响应更为明显．      

土地利用变化对长沙市生态系统服务价值影响

分析了1995—2005年长沙市快速城市化的5城区土地利用/覆盖变化,参照谢高地等人的中国陆地生态系统单位面积生态服务价值表,计算并研究了土地利用变化引起生态系统服务价值的变化以及生态系统服务价值与土地利用结构的关系.结果表明:研究期内,研究区耕地、园地、林地、水域和未利用地减少,耕地减少最多,草地和建设用地增加,建设用地增加最多;研究区内土地利用程度存在明显差异,其中芙蓉区土地利用程度最大,开福区最小;生态系统服务价值由1995年的655.15×106元减少到2005年的589.26×106元,年变化率-1.01%,水域和林地面积减少,建设用地面积大幅度增加是ESV减少的主要原因;研究区单位ESV与林地、水域、建设用地所占比例明显相关,用多元线性回归方程可很好地表示.由此预测2010年长沙市城区的单位ESV将进一步下降,总ESV将减少为541.47×106元.     

渭-库绿洲土地利用/覆被变化与蒸散量时空特征分析

以新疆维吾尔自治区渭干河-库车河三角洲绿洲为研究对象,利用支持向量机法(SVM)对1997和2015年Landsat TM/OLI遥感影像获取土地利用/覆被类型信息,基于SEBAL模型对研究区蒸散发(ET)进行估算并分析土地利用/覆被类型对ET的影响.研究结果表明:1997—2015年渭-库绿洲土地利用/覆被类型变化较显著,总体呈"一增四减"的变化趋势;不同土地类型的SEBAL模型参数和ET具有明显差异,而水体中ET与LAI、NDVI、SAVI之间呈反相对应;而研究区2期ET空间分布特征基本一致,整体表现为西高东低、北高南低的分布规律,植被覆盖越高,ET越高,而低植被覆盖区域地表温度越高,则ET越低,表明土地利用类型变化对ET的空间分布具有一定的影响..     

土地利用/土地覆盖变化研究

土地利用/土地覆盖变化(LUCC)研究已成为国际上全球变化研究的前沿和热点问题,本文回顾了这个全球性热点领域所进行的研究,着重综述了土地利用/土地覆盖变化研究中动态信息的获取、动力机制、区域问题以及环境效应几方面所取得的进展;简要分析了目前研究中存在的问题,并阐述了未来土地利用/土地覆盖变化研究的发展趋势。     

土地利用／土地覆盖变化研究

土地利用/土地覆盖变化(LUCC)研究已成为国际上全球变化研究的前沿和热点问题,本文回顾了这个全球性热点领域所进行的研究,着重综述了土地利用/土地覆盖变化研究中动态信息的获取、动力机制、区域问题以及环境效应几方面所取得的进展;简要分析了目前研究中存在的问题,并阐述了未来土地利用/土地覆盖变化研究的发展趋势.     

土地利用/覆盖变化研究进展综述

随着资源、环境和人口问题的日益突出,土地利用/土地覆盖变化(LUCC)研究己成为国际上全球变化研究的前沿和热点课题。在这个大背景下,中国也相应地开展了大量的土地利用/土地覆盖变化研究。文章回顾了这个全球性热点领域所进行的研究;着重综述了土地利用/上地覆盖变化研究中动态信息的获取、动力机制、区域问题研究以及环境效应几方面所取得的进展,并阐述了未来土地利用/土地覆盖变化研究的发展趋势。     

基于土地利用/覆盖变化模拟的黄河流域生态环境质量分析

基于黄河流域2005、2010、2015年三个时相的土地利用/覆盖变化数据,利用CA-Markov模型模拟预测黄河流域2020和2025年土地利用/覆盖时空分布特征,分析黄河流域过去及未来生态环境时空动态变化特征.结果表明:①2005-2025年,黄河流域土地利用/覆盖类型以草地、耕地和林地为主,土地利用类型的面积变化以内部转移为主;整体呈"三增两减"特征:未利用地和耕地的面积变化呈不断下降的趋势,城乡工矿建设用地、林地和草地的面积不断增加,不同土地利用/覆盖面积变化速率不同.②2005-2025年,黄河流域的土地利用综合动态度不断提高,分别为1.041 3%、1.625 4%、1.624 9%和1.624 4%,说明人类活动对该流域的土地利用方式干扰度与日俱增.③过去10 a(2005-2015年),黄河流域生态环境质量指数有所增加但幅度不大,并呈现明显的地域分异特征,但总体维持相对稳定的态势.未来几年与过去10 a相比维持较稳定的空间增减特征,除黄土高原地区外,黄河流域其他区域土地利用类型尚未发生明显的变化.     

近10年黄河三角洲土地利用/覆盖时空变化特征与驱动因素定量分析

通过解译2000, 2004和2010年三期遥感影像, 从结构变化、转移矩阵和土地利用程度3个方面分析研究黄河三角洲土地利用/覆盖变化时空特征。结果表明: 10年间黄河三角洲总面积处于动态变化过程中, 主要土地利用/覆盖类型由盐碱地转变为耕地, 城镇用地与农村居民点用地增长迅速, 土地利用程度不断增加。运用Logistic回归分析土地利用/覆盖变化与区域自然、社会经济驱动因素间的定量关系, 同时探究区域规划对土地利用/覆盖变化的影响, 以CLUE-S模型进行模拟验证。结果表明: 海拔、坡度、至最近水库、城镇、河流、主要道路距离6个地理因素以及人口密度、地区生产总值(GDP)、财政收入、工业总产值4个社会经济因素是引起研究区土地利用/覆盖变化的主要驱动因素, 区域规划以划定禁止开发的自然保护区的方式对土地利用/覆盖变化产生显著影响。     

1998-2016年全球LUCC研究进展与热点分析

以Web of Science为数据源,运用文献计量方法与可视化分析工具,从文献时间分布、研究机构、科学领域分布、文献作者和研究热点等维度,对1998-2016年全球土地利用/覆盖变化(LUCC)研究进展进行数据挖掘.研究结果表明:目前LUCC研究日益成熟,文献逐年稳定增长,发展前景依然广阔;机构和作者合作网络还相对松散,LUCC全球合作有待进一步加强;LUCC研究学科交叉性强,综合集成了环境科学、生态学、地理学等多个自然与社会学科;LUCC研究热点众多,气候变化、生态系统、地表景观、城镇化、森林砍伐等热点受到高度关注;综合性研究是未来LUCC的发展趋势,体现在多学科、多时空、多尺度、多方法的交叉.未来LUCC要在数据标准化、大尺度遥感图像融合、历史地图资料不准确性与当代资料整合,以及LUCC全球分类体系和LUCC成果应用等方面加强研究.     

土地利用/土地覆盖变化对区域气候影响的生物地球物理途径研究进展

本文从LUCC对气候影响的生物地球物理途径角度阐述其对气候系统的影响机制,并且结合多项研究结果归纳了诸如森林砍伐/造林活动、城市化、农业发展等人类LUCC活动在区域尺度的气候效应.气候模式是研究LUCC对区域气候及其变化最重要的试验工具之一,本文概括了气候模式经历了大气环流模式、区域气候模式、耦合的大气-陆面模式等一系列发展过程及其特点,提出利用遥感技术获取气候模式中的地面生物物理参数可以大幅提高模拟精度.最后,评论了目前LUCC气候效应研究中存在的问题,提出未来研究应着手降低区域气候模式模拟的不确定性,引入景观生态学理论与方法等可以更好地了解人类活动与气候变化的关系,进而制定适应气候变化的区域土地系统优化方案.     

皇甫川流域土地利用/覆盖变化对生态服务价值的影响

分析了皇甫川地区近20年来土地利用覆盖、格局的变化情况,并采用价值量评价法,主要参考国内学者的研究成果,提出适合于我国皇甫川流域的生态服务价值体系,分析皇甫川地区的生态系统服务价值变化情况.研究结果表明:土地利用变化在数量及时间上变化明显,1987—2007年间皇甫川流域土地利用变化巨大,林地和耕地有所增加,草地大幅减少,代之以城镇用地、农村建设用地,水域面积急剧减少.皇甫川流域生态服务价值1987—2000年变化的幅度明显小于2000—2007年的变化幅度,1987—2007年间研究区生态服务价值呈减少的趋势.     

黑河流域1988—2000年土地利用/覆被变化研究

利用1988年和2000年Landsat 5的4、3、2（RGB）波段合成影像解译结果,采用中国科学院资源环境数据库中的全国1∶10万土地资源利用分类系统,基于GIS（ArcView 3.2a）对黑河流域近12年来土地利用/覆被变化（LUCC）进行了研究。结果表明：（1） 土地利用结构变化表现出耕地、林地和城镇用地明显增加,草地和水域减少的趋势,反映出区域城镇化进程加快和生态环境恶化的趋势;（2） LUCC的区域差异显著：上游地区水域在减少,草地和未利用地大量增加,林地和城镇用地变化不大;中游地区耕地、城镇用地大量增加,草地急剧减少;下游地区水域面积大量减少,草场严重退化,未利用地大量增加,生态环境遭到严重破坏。最后,对研究区LUCC的原因和土地持续利用途径进行了讨论。     

地表过程与可持续发展研究进展与展望

自2007年地表过程与资源生态国家重点实验室批准建设以来,围绕地表多要素、多尺度和多过程及其资源生态效应,开展了基础性和面向国家需求的系统研究．总结实验室15年来的建设和发展,取得的主要成果如下:1）地表过程监测与研究,包括风沙过程、土壤侵蚀过程和生态水文过程等的观测系统与大型模拟设施建设,以及理论突破与应用;2）资源生态研究,包括生物多样性维持机制、植被-环境系统互馈及生态参数测量、景观生态与服务等方面的理论与应用实践;3）人-地系统动力学研究,包括环境演变与人类活动、人-地系统动力学模型与模拟2方面的探索;4）区域可持续发展范式,包括土地利用/覆盖变化（LUCC）和综合自然灾害风险2个方面取得的显著成果．面对国家重点实验改革与重组,展望未来,将围绕地表过程与可持续发展,开展更加有组织的、面向系统性解决方案的科学探究,核心目标是研究生态脆弱区和灾害高风险区人-地系统耦合理论与区域高质量发展路径．主要任务:1）通过构建天空地网一体化观测体系,系统开展从“山水林田湖草沙冰”等要素过程到生命共同体的综合研究;2）通过研发实验和模拟装置,揭示水土气生人相互作用的机制与动力学过程,构建多要素、多过程、多尺度的地表动态模型体系,揭示人地系统耦合机制与过程;3）以承接系统性国家级科研任务,解析人与自然系统互馈机制和关联效应,建立区域高质量发展监测、评估和预警体系,服务于制定区域与国家生态文明建设的长远战略．      

Effects of Land Use Change on the Ecosystem Services Value in the Dry-Hot Valley

The objective of the study reported here was to determine whether LANDSAT TM images could be used to quantify changes in land-use and ecosystem services in Yuanmou County. The sizes of six land use/land cover （LUCC） categories were estimated in Yuanmou County according to the LANDSAT TM images in the summer of 1986 and 2005. Coefficients published by Xie Gaodi and co-workers in 2003 were used to value changes in ecosystem services delivered by each land use/land cover category, and the ecosystem services sensitivity analysis was conducted to determine the effect of manipulating these coefficients on the estimated values. The important results are summarized as followings. （1） The estimated size of cultivated land, pasture land, water area and unused land decreased by 6.39%, 1.35%, 2.25% and 10.67% respectively between 1986 and 2005. By contrast, the estimated size of forest land and construction land increased by about 2.23% and 71.15% respectively between 1986 and 2005. （2） The total ecosystem services value （EVS） of the study area increased from 2 142 132 609.46 yuan to 2 146 416 621.00 yuan, with the net increase of 4 284 011.54 yuan during the 20-year time period. （3） The coefficient sensitivity （CS） of the study are less than unity in all cases （CS 〈 1）. This indicates that the total ecosystem values estimated for the study area are relatively inelastic with respect to the ecosystem service coefficients. While this implies that our estimates are robust and the coefficient is reasonable, highly under or over valued coefficients can substantially affect the veracity of estimated changes in ecosystem service values overtime even when the CS are less than unity（CS 〈 1）.     

生态水文学兴起:学科理论与实践问题的评述

生态水文学是20世纪后半叶发展起来的新兴水科学研究领域的交叉综合学科，基于习近平总书记的“生态优先、绿色发展”理念和实现我国生态文明建设目标，其研究成为我国新时期水科学理论与实践的新目标与新挑战，为“绿色-高质量-可持续”发展提供强大动力．本文简述了生态水文学国内外发展历程和动向，深入评述了生态水文研究的几个基础理论问题，主要包括:人-水-生态系统关系认知与协同变化的和谐内涵、四大平衡的协同内涵及Budyko水-热平衡联系方程、绿水在生态系统中的重要内容和面向全球变化的生态水文宏微观尺度研究，并着重阐述了生态系统的需水与用水；针对生态水文的实践应用，阐述了水-碳循环耦合机制研究能够有效服务国家“双碳”计划，分析了南水北调工程和黄河流域生态环境治理中生态水文问题，提出了南水北调西线工程是构建国家水网、缓解黄河流域水资源短缺的重要举措；基于生态水文研究现状和国家发展需求，对生态水文研究提出展望，如生态系统对人类活动和气候变化响应机制研究、水土保持与生态建设综合技术体系、多源信息融合新技术、加强与社会科学的交叉融合研究和生态水文系统研究等．      

晋江市土地利用与生态系统服务价值变化探讨

根据2001-2007年晋江市土地利用变更数据,采用Costanza生态系统服务价值计算方法,参照谢高地等人制定的中国陆地生态系统单位面积生态服务价值当量表,计算出晋江市各土地利用类型单位面积生态服务价值,并且评估土地利用变化所引起的生态系统服务价值变化。研究表明,土地利用变化对一个区域的生态系统服务价值有重大影响,所以有必要加强晋江市土地利用管理,合理利用和保护土地资源。     

净生态系统生产力研究进展与问题

针对净生态系统生产力(NEP)的研究正处于起步阶段,尤其在土壤呼吸及其对气候变化的响应方面尚有许多具体工作有待展开,土地利用/覆被变化(LUCC)对净生态系统生产力的影响越来越受到科学界的重视等现实,较为系统地总结了当今关于净生态系统生产力的最新研究进展,并对现存的主要问题进行了一些必要的讨论.     

土地利用变化对罗甸县生态系统服务价值的影响研究

土地利用变化对区域生态系统维持其服务功能起决定性作用,对由土地利用变化引起的生态系统服务价值变化进行研究,可以为区域生态环境的保护和经济的发展提供科学依据,以使环境保护和经济的发展能够达到和谐的统一。现利用罗甸县1996～2006的土地利用变更数据,采用谢高地等(2007)计算生态系统服务价值的方法对贵州省罗甸县1996～2006年的生态系统服务价值进行了估算,并对因为土地利用变化引起的生态系统服务总价值和结构的变化进行了分析,得出罗甸县生态系统服务价值呈下降趋势,与经济的发展呈负相关关系,因此建议罗甸县在发展经济的同时,也要采取积极的生态保护措施,使环境改善和经济发展同时进行。