LUCC研究進展及其對干旱區生態環境的意義

駢宇哲, 姜朋輝, 陳振杰, 吳潔璇

(南京大學 江蘇省地理信息技術重點實驗室, 南京 210023)

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LUCC研究進展及其對干旱區生態環境的意義

駢宇哲, 姜朋輝, 陳振杰, 吳潔璇

(南京大學 江蘇省地理信息技術重點實驗室, 南京 210023)

土地利用/覆被變化(LUCC)是全球變化的主要原因和核心主題之一。本文通過綜述國內外LUCC研究成果，闡述了國際上LUCC研究在信息獲取、數據處理、驅動力分析和模型建立等方面所取得的最新進展，分析了LUCC研究對干旱區生態環境保護與區域可持續發展實現的研究意義，介紹了LUCC研究的新趨勢，并對研究過程中現存的一些如信息獲取過度依賴于3S技術，忽視實地調研等傳統信息獲取方式與新技術手段的結合、模型功能的欠完善、干旱區土地實現可持續利用缺乏相應的比較全面的科學理論指導等問題進行了討論。研究認為，健全LUCC研究理論體系，開展相應的理論建設將是未來整個LUCC研究工作的一個重要方向和趨勢。

土地利用/覆被變化(LUCC); 干旱區; 生態環境

土地利用/土地覆被變化(LUCC)在全球環境變化研究中占有重要的地位。人類通過對與土地有關的自然資源的利用活動，改變地球陸地表面的覆被狀況，其環境影響不只局限于當地，而遠至于全球。而土地覆被變化對區域水循環、環境質量、生物多樣性及陸地生態系統的生產力和適應能力的影響則更為深刻。20世紀90年代以來，LUCC作為全球變化的重要組成部分和主要原因，日益受到國際組織和世界各國的普遍關注，目前己成為國際上全球變化研究的前沿和熱點課題，在土地資源的合理利用、開發與保護以及生態、經濟與環境的協調發展等方面起到了重要作用[1]。

LUCC是人類與地球環境進行物質、能量交互作用的重要表現，發生于任何時空尺度[2]，它不僅影響陸地生態系統的地理分布格局及其生產力，客觀反映人類改變地球生物化學循環、生態系統的結構與功能、產品與服務的供應，而且還再現了陸地表面的時空變化過程[3]。LUCC已逐漸成為誘發全球變化的主要驅動力[4]。而全球變化是由一系列過程和現象各異的區域變化所構成，是區域生態與環境危機的集中反映[5]，不同區域對全球變化的貢獻程度與響應狀況差異明顯。因此，選擇兼具全球意義和區域特色的局地進行個例研究，將有可能最后形成能代表不同區域類型的土地利用變化特征，揭示土地利用變化的過程[6]，從而更有效地解決全球變化的實際應用問題[7]，為決策者提供更直接、更具體、更有效的方案，減少生態系統的脆弱性，實現區域的可持續發展，具有一定的現實研究意義。

干旱區土地覆蓋的形成和發展深受全球環境變化的影響，同時干旱區LUCC對全球環境變化具有反饋作用。干旱區LUCC對全球環境變化的反饋作用是以累積性變化的方式體現的。在全球氣候變化的大背景下，干旱區域的人類活動將在很大程度上改變地表反照率、水分以及養分循環，進而影響到區域和全球的氣候變化規模[8]。如果全球范圍內干旱區的土地利用/土地覆蓋都向惡劣的方向轉化，其對全球環境變化的影響不容忽視[9]。所以，干旱區LUCC研究自然也就成為全球變化研究中的必不可少的組成部分。干旱區是地球上生存條件極為惡劣的地區之一。21世紀以來，世界范圍內的干旱區域由于自然、人文等因素的影響，土地開發利用的強度和規模不斷加大。然而，土地利用/覆被的變化直接關系到水和土壤的質量以及區域的糧食安全、生態安全[9]。對于干旱區而言，結構簡單，生態功能低下的荒漠植被類型，荒漠化面積大且具有較快的發展速度，生態系統穩定性差，多呈過渡類型的土地類型，高度的依賴于水資源等特征，使干旱區生態系統具備了脆弱生態系統的一切性質，對自然或人為的干擾，尤其是對水土資源開發利用的干擾極為敏感。任何一種土地利用類型發生變化，都將引起整個區域景觀組成和結構發生變化，結果會導致景觀發生明顯的破碎化，在一定程度上影響到干旱區的穩定性，也將限制部分地區的農業生產和社會可持續發展[10]。因而，開展干旱區的LUCC研究工作能夠在保護干旱區生態環境、合理規劃干旱區土地利用、實現干旱區經濟、社會、生態環境可持續發展等多個層面上發揮積極的理論指導作用。

1 LUCC研究現狀

LUCC作為國際全球變化研究的關鍵所在，對其展開相應的研究有助于加深國際社會對全球變化影響的認知和理解。因此，過去的幾十年間，國內外高校與科研組織對LUCC研究的關注度一直在提升。基于web of science文獻數據庫與中國知網文獻數據庫，分別以LUCC為搜索詞查詢得知，國內外文獻庫中關于LUCC的文章呈逐年攀升趨勢(圖1)。本文將從LUCC數據來源和信息的提取及處理、土地利用/覆被分類和LUCC的驅動力分析和模型研究3方面闡述LUCC的研究現狀。

圖1 以LUCC研究為題的國內外文章發表數量變化趨勢

1.1 LUCC數據來源和信息的提取及處理

LUCC研究需要配以一定精度和深度的土地利用/覆被變化數據和信息來用于反映LUCC變化的過程與機制，開展LUCC驅動力的分析和影響評價研究。LUCC數據選擇主要基于一些諸如政策變動、氣候異常等歷史事件的記錄資料和一些衛星遙感影像。由于資源衛星影像具有成本低、獲取相對容易且可根據研究問題的需要選擇不同時空尺度的遙感數據等優勢，所以當前世界范圍內LUCC研究的信息和數據來源大都源于對各類遙感衛星數據、遙感影像的解譯。

但是，在對遙感圖像解譯的過程中，研究者本身圖像判讀能力、地學知識掌握程度以及圖像本身存在的誤差，導致單純的使用遙感數據并不能準確反映LUCC在時空尺度上的變化過程和趨勢。所以，如果研究過程中數據和信息提取過度依賴于3S技術，忽視實地調研等傳統信息獲取方式與技術手段的結合將會使得研究結果與實際出現較大的偏差。因此，近年來國內外的LUCC研究多采用將遙感數據與野外調查數據、統計資料等多數據源復合分析，在圖像的處理過程中更加注重了野外調查與室內解譯的結合。張飛等[11]先對遙感影像進行預判，制定出野外考察的路線，然后按照指定的路線對研究區域進行調查，結合地形圖，運用GPS定位技術，對各種類型的景觀進行采點記錄，并確定景觀類型。最后在室內應用PCI圖象處理系統對影像數據進行解譯，得到研究區不同時期的景觀類型圖，對各景觀類型進行統計分析。最后進一步分析研究區景觀空間格局的變化特征，充分體現了多數據源復合分析的思想。閆正龍等[12]以遙感影像數據為背景，結合解譯標志庫，采用人機交互的方法對土地利用信息進行逐級提取和賦值，同時基于GPS的野外驗證方法對解譯結果進行修正完善，最終得到符合精度和統一分類的土地利用現狀專題圖。Ruelland等[13]在馬里3個試驗區的土地覆被變化模型和驅動力的研究中，同樣以衛星遙感數據為基礎，運用GPS(±4M)在每個試驗區采100個野外觀測點記錄確定景觀類型，在此基礎上對衛星遙感影像的解譯結果進行修正改善，增強了分析結果的可信度。Tsegaye等[14]通過綜合遙感衛星數據、野外觀測以及當地居民提供的信息研究埃塞俄比亞北部干旱半干旱區的土地利用/覆被變化，從而確保了分析結果總體上符合了該地區實際上的LUCC時空變化過程。試驗結果表明，野外調查與室內解譯能更好地檢驗遙感判讀的正確率，并對判讀數據進行室內修正，從而提高分析的精度，準確反映LUCC變化的過程與機制。

基于web of science文獻搜索庫，以LUCC為搜索詞查詢得知，以遙感為技術支撐的LUCC研究多達103篇文章(圖2)，占所有文獻的比例為25.50%，這表明，遙感作為一種新興的對地觀測技術，其在LUCC的研究中已發揮了相當重要的作用。

圖2 基于web of science文獻搜索庫的不同學科領域內LUCC文章發表數量

1.2 土地利用/覆被分類

土地利用/覆被類型劃分應遵循相似的社會、環境條件以及產生相似LUCC模式的相似人類驅動力[15]。世界上各干旱區域自然、社會、經濟等條件的差異導致各干旱區的土地利用/覆被變化類型不盡相同。如熱帶沙漠氣候條件下的土地類型多以荒漠為主；熱帶草原氣候條件下的干旱區地表覆被為草、灌木，土地類型多以草地為主；溫帶大陸性氣候下的干旱區土地類型較為復雜，有耕地、草地、荒漠戈壁等。因此，國際上干旱區域LUCC研究中的土地利用/覆被分類方法比較多樣。當前應用較多的土地利用/覆被分類方法仍是一些算法成熟、操作簡單的傳統分類方法，如目視解譯、監督分類和非監督分類。相對于傳統分類法，近年來出現的新分類方法，如決策樹分類法、綜合閾值法、專家系統分類法、多特征融合法、神經網絡分類法以及基于頻譜特征的分類法等，具有能夠更準確地提取出目標地物的優點。因此，在實際應用中傳統分類方法通常結合新方法。如Wentz等[16]基于多源數據對干旱城市環境下LUCC的研究中對專家系統法和目視解譯法的綜合使用。

國內的干旱區LUCC研究中，土地利用/覆被類型劃分多采用中科院的土地資源分類系統(將土地利用與覆被分為耕地、林地、水域、草地、城鄉工礦居民用地、未利用地6個Ⅰ級類，25個Ⅱ級類以及針葉林地、闊葉林地、針闊混交林地3個Ⅲ級類)和國土資源部的國家級土地利用與覆被分類系統(將土地利用與覆被分為耕地、林地、水域、草地、建設用地、未利用地、濕地7個Ⅰ級類，26個Ⅱ級類以及針葉林、闊葉林、混生林3個Ⅲ級類)。但是這兩種分類系統都存在一定的局限性，如土地分類系統過分依賴特定的遙感數據源，造成系統的通用性不強；難以適應不同目的的相關研究等。所以，當前的LUCC研究過程中，大部分研究者在采用這兩類分類系統的同時多結合研究區域的土地變化狀況、景觀變化等實際情況。如竇燕等[17]研究和田河流域土地利用動態變化及其生態環境效應過程中，在采用國家土地利用與覆被分類系統的同時，結合和田河流域草地分布特點，即在高山區或河流旁覆蓋度高，荒漠和綠洲帶分布有低覆蓋度草地，中覆蓋度草地覆蓋面積很少且典型性不強，容易誤分成高覆蓋度草地或低覆蓋度草地的特點，將草地的二級分類劃分為天然牧草地(高覆蓋度草地)和荒漠草地(低覆蓋度草地)，既保證了準確描述地物特征，又保證了分類的精度，充分體現了土地利用/覆被類型劃分要結合研究區實際的重要性。

1.3 LUCC的驅動力分析和模型研究

1.3.1 LUCC驅動力分析 土地利用/覆被變化動力學研究的核心是驅動力與土地利用/覆被變化的關系。土地利用/覆被變化驅動力研究的目的是通過驅動力與LUCC的關系來建立經驗模型，為定量化預測土地利用變化服務。驅動力是導致土地利用方式和目的發生變化的主要因素。土地利用變化的驅動力既有自然系統力，也有社會經濟系統力。劉紀遠等[18]將LUCC時空過程驅動因子總體劃分為自然因素和社會經濟因素兩個方面。并且認為在較短的時間尺度上，自然因素的影響主要體現為累積效應，社會經濟因素對LUCC過程的影響相對活躍。這就間接表明了：由于區域性的自然和人文條件的差異，土地利用/覆蓋系統的變化機制的復雜性以及其變化的空間和時間尺度難以把握，因此進行全面綜合的土地利用/覆蓋變化研究十分困難。

近年來，大量的案例與實證研究推動了LUCC過程驅動機理研究方法的更新與完善。但是，當前國內外的LUCC驅動力的分析方法總體仍以模型法為主。這些模型方法大體上可以綜合為：基于經驗的統計模型、基于過程的動態模型(系統動力學模型、元胞自動機模型、基于Agent模型)、最優模型和綜合/混合模型。但是，作為一種分析工具，這幾類模型中沒有一種是完美的，都有各自的適用范圍和適合解決的問題。學者藺卿[19]、韓超峰[20]等研究總結認為：基于經驗的統計模型能夠簡化問題，抓住復雜系統中的主要矛盾，但是卻面臨著因變量量化的難題，并且建立的關系并不是確定的因果關系。所以，對于那些有詳細的土地利用/覆蓋變化記錄的地區，可以考慮使用統計模型。而相對于經驗的統計模型而言，基于過程的動態模型更適于研究土地利用系統對LUCC的原因和結果有很強的解釋能力。混合模型相對于前兩者，通過將不同的建模技術綜合起來使用，對于不同的問題，綜合不同的建模方法，從而尋找最合適的解決手段。因此，建立綜合性模型無論在當前還是以后都將是LUCC驅動力研究的一個必然趨勢。1.3.2 LUCC模型研究 LUCC研究中，構建LUCC模型有助于深刻理解土地利用系統動態。作為一種研究方法和平臺，LUCC模型在未來LUCC情景模擬和預測中發揮越來越重要的作用。十多年來，眾多學者基于不同目的構建了多樣化LUCC模型。目前，最常用的LUCC模型可細分為：空間統計模型、系統動力學模型、元胞自動機模型、基于主體的模型以及綜合模型等。

唐華俊等[21]認為，近十多年來，LUCC模型無論在理論和方法方面，還是在實踐應用方面都取得了長足進展，在理解LUCC變化系統的格局、過程和機制、評估LUCC的綜合影響、為政府部分提供決策信息和智力支持等方面發揮了重要作用。如趙睿[22]基于神經網絡的元胞自動機支持下的干旱區LUCC模擬研究，以模擬干旱區的復雜土地利用轉變為目標，以BP神經網絡模擬的單元轉變概率代替CA模型的一系列單元轉變規則，建立一般意義上的CA模型，對干旱區綠洲LUCC做一空間轉變單元的模擬分析，并對該區域未來用地狀態做了預測，取得了較好的成果。Rouchier等[23]探討了牧民和農民通過協商在干季找尋適宜牧場問題。隨著人們對LUCC模型研究的加深，LUCC模型的功能和作用正呈現多樣化趨勢，研究不同時空尺度的反饋機制必將是未來LUCC模型的新焦點，人類—環境關系的綜合研究仍然是未來土地變化科學中的難點和焦點之一，多尺度、多層次的綜合研究將是LUCC模型的新要求，而模型驗證則始終是LUCC模型的挑戰。當前LUCC模型研究的核心內容仍是研究LUCC時空變化格局，模型發展正經歷從單一的非空間模型向非空間模型和空間模型融合的演進過程，但多數模型只重視空間變化機制研究，而對時間機制考慮不足。此外，利用模型處理土地利用/覆被系統的多尺度特征以及實現模型方法的綜合也將是今后模型開發中需要注意的問題。面對這些問題、難點和挑戰，國外的許多專家學者進行很多嘗試，積累了豐富的經驗。如Kamusoko等[24]大膽嘗試用元細胞自動模型模擬了津巴布韋未來直至2030年的土地利用/覆被變化狀況；Koch等[25]使用Land SHIFT.R模型模擬了不同的草場管理政策對約旦河流域土地利用變化的影響等。而相對于國外的研究，我國的模型研究在這些領域內，對全新的理論體系、關鍵技術和方法仍需要進一步澄清、突破和創新。

2 干旱區LUCC研究意義

2.1 干旱區LUCC變化引起的生態環境效應研究

LUCC的生態環境效應因研究尺度的不同而在研究對象、研究內容、研究方法上存在較大的差異[26]。全球尺度的環境效應研究側重于LUCC對全球氣候變化的影響，集中表現在大氣成分變化引起的氣候變化，主要集中在對生物燃燒、牲畜等釋放出CH4、土壤、肥料、生物燃燒釋放出N2O等，人類活動使大氣中CH4和N2O濃度增加引起的全球氣候變化[27]；區域尺度的土地利用變化環境效應研究則側重于土地退化、水文過程、土壤環境、生物多樣性等效應方面；局地尺度的土地利用環境效應則側重于地方的生態環境變化[28]。正如鄒亞榮等[29]所述：“土地利用變化可以引起許多自然現象和生態過程的變化，如土壤養分和水分的變化、地表徑流與侵蝕、生物多樣性的分布和生物地球化學循環等”。因此，研究土地利用變化及其對生態環境的影響對于了解區域生態環境乃至全球環境變化具有重要意義。

干旱區由于水資源的匱乏，地表覆被簡單、類型單一且質量較差，在人類和自然因素影響下的LUCC變化很容易引起不同的生態環境問題。如景觀破碎化、土地荒漠化、生物多樣性減少、沙塵暴等。楊陽等[30]基于1985年、2000年和2008年3期土地利用數據，對新疆伊犁新墾區土地利用格局時空變化進行了定量研究。通過對土地利用變化格局的分析得出，農業開墾是新墾區土地利用方式變化最主要的驅動力因素，草地面積減少是其他土地類型面積增加的主要來源，鹽堿地增多和沼澤減少反映了該地區存在因農業開墾而導致的自然環境惡化現象。吉力力·阿不都外力等[31]對中亞地區的研究表明：20世紀70年代該地區進行了大規模的水土開發，其對生態環境的負面延遲效應日益凸現，湖泊河流水質惡化，生物種類和數量急劇減少，土地鹽堿化、沙化日益嚴重，沙塵暴和鹽塵暴頻發，農牧業遭到嚴重損失。陳亞寧等[32]在塔里木河下游斷流河道輸水的生態效應分析中發現：屬大陸性暖溫帶荒漠干旱氣候的塔里木河下游地區，氣候干燥，多風沙天氣，平均年降水量為17.4～42.0 mm，而平均年蒸發力高達2 500～3 000 mm，在1972年大西海子水庫建成后，攔截了塔里木河，致使其下游321 km河道徹底斷流，河流尾閭湖泊——羅布泊和臺特瑪湖分別于1970年、1972年干涸。河水斷流，地下水位下降到8～12 m，導致由地下水維系的天然植被極度退化，大面積死亡，土地荒漠化過程加劇，生態系統嚴重受損，夾持在塔克拉瑪干沙漠和庫魯克沙漠間的“綠色走廊”急劇萎縮。同時使得塔里木河下游已成為中國西部干旱區水資源利用與生態環境問題最為突出的地區之一。由此可見，在干旱區脆弱的生態環境條件下，人文、自然等因素作用下的土地類型的改變，很容易引起干旱區內生態系統的穩定性，一定程度上將限制區域內農業生產和社會的可持續發展。

2.2 LUCC研究與干旱區的可持續發展

可持續發展是目前人類的必然選擇，尤其是在干旱區脆弱的生態環境條件下，實現土地資源、水資源、生物資源等的可持續利用將是干旱區謀求生存的最主要的途徑。土地利用/覆被變化在可持續發展中占有重要地位。作為目前全球變化研究的核心主題之一，LUCC研究的目標之一就是實現干旱區土地利用/覆被變化的可持續性，而且LUCC研究也關系到區域可持續發展相關的政策和行動的有效實施[33]。這一問題主要包括以下幾個方面：土地利用/覆被類型、結構的持續性、土地利用方式與方法的可持續性、土地利用與土地覆被變化過程的可持續性、實現可持續土地利用的對策與途徑等。

伴隨著經濟的快速發展，我國西部干旱區域正在進行大規模的工業化城市化進程，對土地資源的需求持續攀升，引發了不同程度的土地問題[34]。此外，縱觀我國加入WTO后的10年，在食物安全、資源安全、生態安全與經濟持續增長的國家目標下土地利用/覆被變化(LUCC)的驅動機制和未來情景等。這些問題和挑戰都必將導致LUCC成為我國西部干旱區乃至全國范圍內實現現代化進程中可持續發展的焦點。因而在LUCC研究與可持續發展這方面，許多專家學者開展了很多研究工作。早在21世紀初，陳百明[35]闡述了中國土地可持續利用指標體系的理論與方法以及分區方案的制定，并根據分區基本依據，包括以自然特征和利用狀況的相對一致性，注重使所劃分的區域之間在重要指標或相同指標的閾值方面具有顯著差異性，并兼顧行政區域的完整性，在全面分析不同區域的土地利用特性、生態環境條件、經濟社會狀況以及利用管理措施等基礎上，進行了全國土地利用分區。最終全國共劃分出10個土地利用區域，作為制定區域性土地可持續利用指標體系的分區范圍。同一時期，劉彥隨等[36]指出LUCC研究目標和內容選擇，應圍繞“可持續發展重點問題—人類驅動力—土地利用/覆被變化情景—可持續發展科學決策”這一主線，并需要區分不同的時空尺度和要點，關鍵在于揭示人類活動多因子驅動下土地供求關系、程度變化及其效應機制，進而提出在食物、資源和生態安全及其經濟持續增長等國家可持續發展目標約束下的中國土地利用/覆被變化的科學決策與綜合調控體系。

但目前對于世界范圍內干旱區的土地可持續利用研究而言，成果尚少，我國該方面的研究成果也主要集中在土地可持續利用的指標體系的建立方面。多數的LUCC研究中，針對干旱區如何實現土地可持續利用方面研究的相關工作尚未大規模開展。

3 結 論

(1) 數據獲取應注重新技術與傳統方法的結合。3S技術的廣泛應用，高分辨率衛星遙感圖像的獲得，以及各種圖像處理軟件的開發和應用等大大提高了土地利用變化數據獲取的精度和速度。從而導致世界范圍內的LUCC研究出現過度依賴于3S技術的現象。但是，受到各種因素的影響，3S技術在土地利用變化數據的獲取以及信息提取方面難免存在不同情況的錯誤和誤差。因此，僅僅依賴于3S技術未必能準確反映一個區域的LUCC過程。所以，LUCC研究過程中把野外考察、實地訪問等傳統方法與當前的新技術新手段結合將是今后LUCC研究中的必然選擇。

(2) 土地利用/覆被變化驅動力研究的目的是通過驅動力與LUCC的關系來建立經驗模型，為定量化預測土地利用變化服務。干旱區的土地利用/覆被變化驅動力研究正是要立足于這一出發點，通過研究，建立模型，指導干旱區正確預測未來的土地利用變化趨勢，從而采取相應的措施確保干旱區土地利用實現土地利用/覆被類型、結構的持續性、土地利用方式與方法的可持續性、土地利用與土地覆被變化過程的可持續性、實現可持續土地利用的對策與途徑等可持續發展目標。

(3) 土地利用/變化模型在理論和實踐上都取得了巨大的成功，但土地利用系統的尺度依賴性、尺度放大問題以及模型方法對特定學科的依賴性等問題，決定了在LUCC模型研究過程中仍需要注意利用模型處理土地利用/覆被系統的多尺度特征以及實現模型方法的綜合。同時這也給未來的模型發展提出了要求與挑戰。如前所述，在未來的土地利用/變化模型發展中，研究不同時空尺度的反饋機制必將是未來LUCC模型的新焦點，人類—環境關系的綜合研究仍然是未來土地變化科學中的難點和焦點之一，多尺度、多層次的綜合研究將是LUCC模型的新要求，而模型驗證則始終是LUCC模型的挑戰。

(4) 目前，LUCC是全球環境變化和可持續發展領域前沿的核心問題。世界范圍內的干旱區大都面臨著落后的經濟、脆弱的生態環境等生存與發展問題。而干旱區實現可持續發展中所面臨的這些問題，都與土地利用/覆被變化有著內在的、必然的聯系。因此，對干旱區開展大規模的土地利用/覆被變化與可持續發展間關系的研究，具有重要的現實意義和科學價值。

(5) 干旱區LUCC研究缺乏健全的理論體系。對干旱區土地利用開展深入性和綜合性的研究需要有成熟的理論和方法作為依托。而根植于人地關系理論的LUCC理論，多散見于地理學、農業經濟學、生態學與可持續發展理論中，亟需系統歸納和總結，以便于形成統一的理論，指導干旱區的LUCC研究工作推向更高層次的發展。但就目前的理論研究現狀而言，理論的多樣性導致不同研究者出于各自目的對同一地區的研究結果互不相同，所采取的研究方法以及建立的模型也不能應用于其他地區。導致理論不能解釋不同尺度上的LUCC動力機制。隨著LUCC研究的不斷深入、范圍的不斷擴大，健全理論體系、開展理論建設將是未來干旱區LUCC研究乃至整個LUCC研究工作的一個重要方向和趨勢。

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Review of Research Advances on Land Use and Land Cover Change and Its Significance to the Environment in Arid Zone

PIAN Yuzhe, JIANG Penghui, CHEN Zhenjie, WU Jiexuan

(JiangsuProvincialKeyLaboratoryofGeographicInformationScienceandTechnology,NanjingUniversity,Nanjing210023,China)

Land use and land cover change was one of the main reasons and core subjects of the global environmental change. Based on the domestic and foreign LUCC research results, we elaborated the latest LUCC research progress in information acquisition, data processing, driving force analysis and model development. The significance of the LUCC study to environmental protection and regional sustainable development in arid regions was analyzed. Then, we introduced the new tendency of LUCC research and pointed out some problems in such process, for instance, excessively relying on 3S technology in the process of information acquisition, the neglecting union between tradition information acquisition ways and the new technological means. Moreover, the imperfect function of LUCC model, the deficiency in comprehensive and scientific theory to instruct arid area land to realize the sustainable etc., also were indicated in this research. We think that theory exploration will be the key to the research of LUCC in the future because of its guidance to the direction of LUCC study.

land use and land cover change(LUCC); arid zone; ecological environment

2014-10-16

2014-11-10

國家科技支撐計劃項目(2012BAH28B02)

駢宇哲(1989—),男,陜西銅川人,碩士研究生,研究方向為GIS開發與土地利用。E-mail:bianyuzhe1989@163.com

陳振杰(1974—),男,陜西隴縣人,博士,副教授,主要從事空間信息處理研究。E-mail:chenzj@nju.edu.cn

F301.24; X17

1005-3409(2015)05-0358-07