土地利用与土地覆被变化翻译

毕业设计(论文)

文献综述

题目土地利用与土地覆被时空动态变化分析学院测绘科学与技术学院

专业资源环境与城乡规划管理

班级0701

学生杨慧荣

学号0710010111

指导教师竞霞

二〇一一年六月一日

土地利用与土地覆盖变化

摘要：文章概要介绍国际地圈-生物圈（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。

关键词：土地利用土地覆盖国际地圈-生物圈（IGBP)计划全球变化

1土地利用和土地覆盖的形成历史

全球环境变化组织逐渐认识到土地利用与土地覆盖变化的重要性，也意识到对土地利用与土地覆盖这一课题跨学科研究的迫切性。全球环境变化组织对这一课题的重视目的在于提高我们对这种变化的模拟和研究的能力，这也吸引了国际地圈与生物圈计划”(IGBP)和“全球环境变化人文计划”(HDP)，探索对这一课题研究的合作的可能性，他们目的在于改变人们对全球土地利用与土地覆盖动态变化的原始理解。这两大国际组织委托研究土地利用/土地覆盖变化的“核心项目计划委员会”和“研究项目计划委员会”（CPPC/RPPC LUCC）拟定一个关于共同发起土地利用与土地覆被核心项目的科学计划。这项计划由“核心项目计划委员会”和“研究项目计划委员会”（CPPC/RPPC LUCC）联合一个大的研究组织通过多次的研习会和探讨会拟定并最终于1996年4月29-31在美国阿姆斯特丹展开讨论。

2就全球环境变化下的土地利用/覆被的目标

LUCC研究的目标是在全球范围内提高人们对LUCC动态变化的理解，提高人们对LUCC动态变化的研究能力。由于人们对土地利用方式的不同引的变化起了全球行的土地利用与土地覆盖的变化，所以LUCC的研究就显得尤为重要了。土地利用与土地覆盖的变化导致了地圈和生物圈之间的交互作用、生物多样性的遗失，而且也是影响可持续发展和人类对这种全球变化做出反应的主要因素。因此，洞悉土地利用与土地覆盖变化的机制对模拟和评估环境方面是非常重要的。那么对于土地利用与土地覆被的一个明确理解对于理解全球环境改变是不可或缺的。进一步说，洞察土地利用与土地覆被变化的机制需要选择人类能够进行干预的可行路线，通过改变需要和数量来改变全球土地利用（与土地覆被）的转变。LUCC的研究能够提供与土地利用、土地资源、环境政策与规划相关的资

料。

然而，对于科学家和决策者来说，上述所有重要性与全球环境变化的复杂性相比较，土地利用与土地覆被方面的理解是相当缺乏的。对于土地覆被和许多土地利用来讲，长期性的、大范围的全球性特征和变化的速度只是大体了解那么一点。尽管出现了很多关于土地利用的精确数据和一些相关的地理数据使得我们可能提高分析的精确度，但是不确定和错误成分仍然占很大一本分比例。由于生物地理和社会背景大的变动阻碍了对于土地利用与土地覆被动态变化的模拟。全球需求量的评估建立在简单设想之上，这个设想就是抛开世界上的那些大的区域，尽管用这些地方性的和区域性的评价去推断更大的规模还是比较精确的。所以说还有很多工作去做来填补这方面资料的空缺。

一项国际性的LUCC研究需要在以下方面进行改进：（1）从土地管理者方面着手，研究土地生物物理和社会科学驱动力（外生变量）；（2）土地覆被与土地利用的联系；（3）土里利用与土地覆被的时空动态变化。这些方面的改进将会促进区域和全球性土地利用与土地覆被的模拟研究和建立新的模型来研究LUCC的变化。

3研究重点

LUCC研究者提倡将这三种不同的研究方法结合起来：典型实例研究、理论评估土地覆被模式的变化，区域性和全球性土地利用与覆被模型预测。

研究重点之一：土地利用变化机制；案例比较研究

研究重点之一是通过将典型地区土地进行分类（利用/覆被转变）来研究土地利用与土地覆被的变化。它所依据的假设是从土地管理者（像如农民、护林人等是土地利用与土地覆被变化的直接因素）那里得到很多关于土地利用与土地覆被动态变化的数据，然后用这些数据来说明土地利用与土地覆被动态变化的过程和结果。因此，焦点1的主要目标就是明确土地管理者所利用的土地类型和他们所拥有的土地的动态变化。同时，它也将过去土地利用与土地覆盖的动态变化纳入了研究范围之内。

研究重点之一将会计划并用常见协定、便准术语和土地利用动态研究方法对相关区域土地利用/覆被动态变化进行比较研究。这些协定是随着对土地利用与土地覆被的研究而逐步完善起来的，由于以下俩个特点，使得这些协定复杂化：第一，三维生物物理驱动者、社会科学驱动者和土地管理者（最相关的因素）与

土地利用与土地覆被的变化是息息相关的，而社会科学驱动者和土地管理者还包括那些积极推进其他领域变化的土地代理商和土地管理体系。这些因素可能在很大程度上推动了历史和文化的变更。第二，土地利用与土地覆盖变化只有很小的独立性。土地覆盖的类型取决于原始条件，那些小的确实必要的任意事件就可能导致不同的结果，使模型预测更加复杂化。

我们将这个问题分解为俩个步骤。第一步是将驱动力划分为社会驱动力、生物驱动力和最邻近驱动力。对这三种驱动力一般的思路是用同样的分析方法对比它们在土地动态变化中地理学上的不同作用。

第二步是就时空尺度上尝试去分解至少是一些复杂的和有歧义的驱动力，然后逐个分析。这一步参考了Holling提出的生态系统的变化在很大程度上可以理解为由于少量驱动力使得特征变化的经常性和空间性这一长时期以来关键性的假设。在土地利用与土地覆被变化中可能找到一种关键性的过程用于处理一团乱糟糟并且复杂的驱动力和系统吗？

研究的重点之一得出地方土地利用与土地覆被变化的精确的一般性的数据并且可以为研究重点之二和研究重点之三服务，使得区域的和全球的土地利用与土地覆被模型操作的顺手起来。它向研究重点之二提供了土地利用覆被转变的可能性，并且向研究重点之三提供了从地方到区域人类和生物力量的特定改变。

研究重点之二：土地覆盖变化机制；直接观察和诊断模型

研究土地利用与土地覆盖变化的一个完整的过程包括运用大规模的以科学实验为依据的土地覆盖变化的直接观察（包括卫星遥感、国家统计资料、土地覆被的详细目录和土地管理中心），这些直接观察可以直接用来检验标定以科学实验为依据的、特殊的土地覆被变化的模型。

这个过程包含两层意思。第一，它强调了适当频率和空间规模的直接观察老直接量化土地覆盖变化、土地利用贡献和这两者之间的关系。这些观察给一系列模型的定标和检验提供了一个基础。第二，关于土地覆被变化的空间直接指向方法可以用在与土地覆被变化同时发生的其它地理的或空间信息的变化中，随着时间的推移，形成一个诊断模型。与物理环境相关的空间信息（像如土壤、植被、地貌）与社会人口环境（像如人口结构、经济活动、土地使用期）可以归结为土地覆被变化的数据，随着这些数据的积累，在有限的能力范围内，这些以经验为主的预测模型就可以预测在短时期内土地覆被的变化。这些模型可以为当前与区域和全球相关的碳预算相关的土地覆被变化（过去20年）提供一些基础性数据，

也能提供短期性（未来20年）在薄弱的评价方面和向前分析方面的预测。

研究重点之二通过在一些关联地区和大的空间尺度上方便使用土地覆被动态模型为研究重点之一做了补充。并且，它所提供的这些空间变化模型给研究重点之三，是的更多的整体性分析有了明确的组成成分。

研究重点之三：区域和全球模型；整体评价

研究重点之三在全球尺度上为新的还改进模型做了大量的研究。这些模型将会用来提供土地利用与土地覆盖在地域上的辐射并反过来提供一种土地利用变化造成环境改变的评价方法。

模型系统的研究必须满足几项要求。在地理上区域中，它们必须可以高效的分解（像如省份模型，用来描述经济系统的国家、第二国家模型）而且这些模型也是国际层次模型的组成部分。

土地利用与土地覆盖模型应该精制而成，目的在于在接下来的50-100年里可以明确土地利用与土地覆被动态变化的主要方向，而且也能够用来处理突发事件。理论和科学证明技术的变更在很大程度上是自发的。来自环境迫使的压力驱动技术的革新。既然技术的变更随着时间的推移是不可避免的，因此，它也是将来土地利用变化的一个决定因素，那么它也使得在土地利用与土地覆盖模型机械技术进程的变更成为必然。

这些模型能够显示出方法交互运行的能力，这是相当重要的，比如土地利用规律、排放物控制措施、区域性投资或者在土地恢复与改善方面的投资。在设计土地利用与土地覆盖模型是，头脑中应有远见卓识，不确定或有风险的因素都要考虑在内，因为土地利用与土地覆被模型在长时期内是人类与环境交互作用的连接物。策略性的觉得可以带来不可逆的影响，像如建设一座大坝，为了务农砍光整个热带雨林，或者是将农用地转变为城市或工业用地。由于未来经济的成本和利益的不确定，并且可能带还环境危险，在决策的这段时间内，经常举棋不定。

最后，水文因素也应该包括在包含在土地利用与土地覆被的模型中。农业中的供水需求关系逐渐变得清晰起来，在特殊灌溉时期，在特定区域可能就是土地利用动态的关键因素，像如在亚洲细部和半干旱的非洲。在接下来的10年里供水不足加剧，通过水利用评价可以预测土地利用与土地覆被的变换。更近一步来说，这些缺乏可能通过土地利用的变化加剧，森林的毁灭，还有可能导致全球变暖。所以土地利用与土地覆盖模型需要处理水文因素俩个特点：（1）分配水和用水机构（像如社会公共机构、水利机构，订购机构）（2）土地利用与土地覆盖变化的

可变性与可用水资源存储量变化的关系。

这个研究重点提供的现状和时间变化的边界需要研究重点之二和研究重点之一的案例中涉及到的外在因素或内在因素因素的影响的支持。

4全局模型

全局模型一：分类和数据

土地利用与土地覆被的变化研究既需要将土地利用与土地覆被分类标准化（或类型学），又需要数据能够支持一种格式，这种格式允许分类的标准化。就气候、地形、土壤、植被或者是生产目的而言，土地的定义有很长一段历史，尽管还没有一个令人相当满意的和一致认可的定义方法和全球性土地利用分类，那么像如这样的土地利用分类的定义也就可以说的过去了。这种定义阻碍了恰当的运用分类系统性的数据的收集。尽管还是在全球范围内没有同意的原则，但因为全球行数据库的存在，这种定义对土地覆被可能更合适一些。

土地利用与土地覆盖的研究应该加强分类和数据的应用在土地利用的三维空间中：第一维包括土地利用的特点就是“土地和植被是有什么用的”。这些使用在自然中是生物物理性质的，这些决定了整个片段或一个时期之内。通过运用一系列概念用描述土地利用的框架已经存在，它包括与能量、营养、水、工具还有应用的时间这些相关物。土地利用在生物物理方面的整体研究的方法是地理学的一种，涉及到领域、环节、或地表的一部分。

第二维涉及到土地使用者的目的或者是使用缘由也就是“为什么要利用土地”，这些目标可能应为个人、社会、历史时期而不同，但是大体上都需要满足这些需要：收入，食物、给水、燃料、药品加工、休息室和景观价值。对于区分至关重要的属性，像如与食宿有关的市场指向（通常随环境的改变作出不同的调整），目的维是非常重要的。土地利用与土地覆被的这一维几乎总是农业或是管理集体运行在同一层次上；因此，它与社会经济单元息息相关。土地利用者的分类可能是在目的指向性分类中最容易的一种分类。

土地利用的第三维是宽广的生物物理和社会经济环境或者是根本环境。像如气候区、土壤、或者是瘟疫存在地在部分土地利用与土地覆被生物物理环境可能也是存在的。世界数据库关于生物物理资源（像如地貌、土壤、气候）详尽记录和全球的在这些重要描述中生物无环境也有一席之地一致同意。

全局模型二：分等级动态变化

众所周知，分析的时空规模的变化会英气分析结果的变化。许多全球性的和大尺度的、次一级的分析证明了所谓的PAT（人口、贫富状况、技术）的变化。它所反应的只是一种高度抽象，并不能说明更多的问题。

土地利用与土地覆盖模型具有以下发展趋势：新一代的土地利用与土地覆被模型应该能够模拟土地利用与土地覆被的主要社会经济和自然驱动力，包括从LUCC到到驱动力和全球变化的主要反馈关系，具有明确的空间关系，能够以适当的空间分辨率，比较好的预测长期的土地利用和土地覆被变化及有关的生物物理参数，如植被特征、资源的集聚和退化等；能够更好的认识LUCC与其主要驱动力之间的关系在局部、区域和全球尺度上的动态和后果；充分考虑土地利用和覆被变化对政策、技术进步、人口增长、经济发展、市场变化等社会变量的灵敏性，此外，还应重视信仰、意识等文化因素等的影响；发展新的LUCC建模方法，是LUCC模型能够与其他类型的全球变化模型、特别是气候模型监理联系。

因此，以经济理论为基础为基础建立新模型是一个很好的思路。LUCC驱动力及其变化对土地利用与土地覆被的影响在不同的尺度上具有不同的表现，因此在构造区域和全球LUCC模型中，必须仔细考虑驱动力的类型、空间特征和时间尺度等问题，建立的模型应该能够说明在区域、国家和全球水平的相互作用。