土地利用/覆被變化（LUCC）研究現(xiàn)狀與展望

周樺

摘要：本文采用文獻(xiàn)綜述法與歸納分析法，在充分吸收、借鑒地理科學(xué)等相關(guān)學(xué)科理論方法和前人研究成果的基礎(chǔ)上，分析總結(jié)土地利用/覆被變化（LUCC）研究內(nèi)容及現(xiàn)狀，提出現(xiàn)階段存在的問題，并對如何進(jìn)一步豐富LUCC的研究進(jìn)行了合理展望與建議。關(guān)鍵詞：土地利用/覆被變化；研究現(xiàn)狀；LUCC；綜述

隨著全球各地科學(xué)家在人類活動對土地開發(fā)利用及其環(huán)境變化的影響研究上的深入和發(fā)展，土地利用/覆被變化（LUCC）成為可持續(xù)發(fā)展與環(huán)境變化研究不可或缺的部分。土地是人類生存發(fā)展的最基本要素，更是生產(chǎn)資源的來源與載體。土地利用與覆被情況的好壞將直接影響著人類生活環(huán)境，更影響著全球環(huán)境變化以及其與人類相互間是否可持續(xù)性發(fā)展等問題。本文通過對國內(nèi)土地利用/覆被變化的最新成果進(jìn)行分析研究，梳理LUCC各領(lǐng)域的主要成果、存在問題及發(fā)展趨勢提供參考。

1、土地利用/覆被變化的概念及研究內(nèi)容

1.1土地利用/覆被變化的概念

土地利用指人類根據(jù)土地的自然特點(diǎn)，按照一定的經(jīng)濟(jì)、社會目的，采取一系列生物、技術(shù)手段對土地進(jìn)行長期或周期性的經(jīng)營管理和治理改造活動；土地覆被指地球表層的植被覆蓋物和人工覆蓋物的總和。前者側(cè)重于土地的社會屬性，后者則側(cè)重于土地的自然屬性。

由此可知，土地覆被變化受到土地利用的外部驅(qū)動影響，而土地利用表現(xiàn)形式正是土地覆被變化，兩者變化都將互相影響，從而形成統(tǒng)一的整體，為土地利用/覆被變化（Landuse/coverchange），簡稱LUCC。

1.2土地利用/覆被變化研究內(nèi)容

土地利用/覆被變化（LUCC）所涵蓋的研究范圍十分豐富，內(nèi)容上涉及自然、社會及經(jīng)濟(jì)三個(gè)方面，時(shí)間上連接了過去、現(xiàn)在與將來三個(gè)過程。自《土地利用/土地覆被變化科學(xué)研究計(jì)劃》發(fā)布以來，現(xiàn)階段該領(lǐng)域研究者的重點(diǎn)內(nèi)容可主要分為三方面：第一，土地利用驅(qū)動力機(jī)制的研究，包括土地利用行為與決策、土地利用變化的動態(tài)模擬等：第二，土地覆被變化的研究，包括構(gòu)建土地覆被變化指標(biāo)體系等；（3）建立LUCC驅(qū)動模型，探討區(qū)域與全球性等不同空間尺度上LUCC的驅(qū)動力機(jī)制。

2、土地利用/覆被變化的研究進(jìn)展

近年來，國內(nèi)學(xué)者對土地利用/覆被變化展開了豐富研究，主要包括Lucc的驅(qū)動力研究、Lucc的環(huán)境效應(yīng)研究、Lucc的驅(qū)動模型研究等。

2.1LUCC驅(qū)動力研究

LUCC驅(qū)動力的研究對于分析土地利用/覆被的時(shí)空演變以及建立Lucc模型均起到重要作用，是Lucc研究的關(guān)鍵問題。目前，我國LuCc驅(qū)動力研究主要從驅(qū)動因素的選取、時(shí)空差異分析以及驅(qū)動力宏觀分析等方面。李常斌等對洮河流域1970s后期至2000s的各類數(shù)據(jù)進(jìn)行全面收集和整理，包括土地利用/土地覆被、水文氣象和經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展數(shù)據(jù)等，構(gòu)建基于“區(qū)域經(jīng)濟(jì)+農(nóng)耕因素+城鎮(zhèn)化和氣候”三大主成分的多元回歸模型，結(jié)果顯示，洮河流域在過去30a，呈現(xiàn)林地、草地面積減少、耕地面積增加的趨勢，且土地開發(fā)利用程度提升顯著，能直接反映出洮河流域社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展程度以及該地區(qū)氣候?qū)ucc的驅(qū)動影響。黃勇等為深入認(rèn)識道路對土地利用/土地覆被變化的作用過程和機(jī)制，確定道路的影響范圍和強(qiáng)度，利用ArcGIS技術(shù)和景觀生態(tài)學(xué)方法，選取1986、2000、2007和2013年4期遙感影像數(shù)據(jù)，從4個(gè)分段、3個(gè)尺度探討了高速公路驅(qū)動下土地利用和景觀格局演變的梯度差異及其對道路演變的響應(yīng)。此外，張成揚(yáng)等通過解譯2000，2004和2010年三期遙感影像，其選取了自然因素以及社會經(jīng)濟(jì)因素，強(qiáng)調(diào)各因素之間的相互聯(lián)系，從結(jié)構(gòu)變化、轉(zhuǎn)移矩陣和土地利用程度3個(gè)方面對黃河三角洲土地利用/覆被變化時(shí)空特征進(jìn)行分析研究，為土地利用變化驅(qū)動力研究提供了新的思路。

2.2LUCC環(huán)境效應(yīng)研究

Lucc的環(huán)境效應(yīng)主要體現(xiàn)在兩部分：第一，Lucc通過影響氣候條件、土壤狀況、水文質(zhì)量等基本自然要素對生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生相應(yīng)的影響：第二，Lucc可對生物多樣性、生態(tài)物質(zhì)循環(huán)以及景觀構(gòu)成產(chǎn)生較大改變，從而改變生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能。在氣候土壤方面，吳建國等研究表明不同的土地利用方式對土壤有機(jī)碳貯量的影響是不同的：董光榮等人通過研究沙區(qū)氣候與沙漠化之間的相互關(guān)系，表明干旱氣候的維持及加強(qiáng)是受到了沙漠反饋?zhàn)饔玫挠绊懀涸谒姆矫妫S著城市的不斷擴(kuò)張，城市建筑與道路的持續(xù)擴(kuò)建，而城市的排水系統(tǒng)并未改善，從而城市下滲減少、洪峰增強(qiáng)，致使水量狀況的失衡，但不同地區(qū)城市化水平差異也使得水文效應(yīng)的表現(xiàn)不盡相同。

2.3LUCC模型研究

為了更加深入全面地分析土地利用/覆被變化驅(qū)動力的作用機(jī)理，同時(shí)較為準(zhǔn)確地預(yù)測土地利用/覆被變化驅(qū)動力的變化過程，運(yùn)用多尺度動態(tài)模型研究土地利用/覆被變化是最為主要的研究方法。目前，土地利用/覆被變化模型通常由4部分構(gòu)成，分別為Lucc類型、驅(qū)動因子、演變過程及反饋機(jī)制。在我國現(xiàn)階段Lucc模型研究主要用于驅(qū)動力分析方面，如多元回歸模型、馬爾科夫模型、系統(tǒng)動力學(xué)模型、灰色關(guān)聯(lián)度模型、CLUE模型等。

3、總結(jié)與展望

（1）數(shù)據(jù)獲取應(yīng)更為多元化。在土地利用/覆被變化研究中，通常將遙感影像數(shù)據(jù)直接作為研究數(shù)據(jù)，部分也涉及到土地利用數(shù)據(jù)與社會經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)。但這些數(shù)據(jù)未必能完全顯示Lucc過程，故不應(yīng)完全依據(jù)此分析該區(qū)域各方面驅(qū)動力。鑒于此，未來Lucc研究可以將各方面數(shù)據(jù)加以融合從而提高數(shù)據(jù)精確度，比如可通過實(shí)地走訪、國土勘測、問卷調(diào)查、各類型地圖查詢等方式獲得其它有效準(zhǔn)確信息，使得數(shù)據(jù)來源更為多元。

（2）模型構(gòu)建待完善。目前國內(nèi)外已構(gòu)建諸多Lucc模型，主要用于分析土地利用對土地覆被變化的影響、土地覆被變化對環(huán)境變化的反饋。但由于現(xiàn)階段技術(shù)有限以及對驅(qū)動力機(jī)制的認(rèn)知不夠明確，使得當(dāng)前模型大多功能不完善。為此，應(yīng)該借助3S技術(shù)集合區(qū)域內(nèi)自然和人文等多方面信息開展綜合研究，根據(jù)數(shù)據(jù)處理目的、數(shù)據(jù)復(fù)雜情況并且結(jié)合各類模型自身特點(diǎn)，選取已經(jīng)構(gòu)建的模型并加以改進(jìn)。