土地利用/覆被變化（LUCC）研究現(xiàn)狀與展望

周樺

摘要：本文采用文獻綜述法與歸納分析法，在充分吸收、借鑒地理科學等相關學科理論方法和前人研究成果的基礎上，分析總結土地利用/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，并對如何進一步豐富LUCC的研究進行了合理展望與建議。關鍵詞：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行分析研究，梳理LUCC各領域的主要成果、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，按照一定的經(jīng)濟、社會目的，采取一系列生物、技術手段對土地進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。前者側重于土地的社會屬性，后者則側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)濟三個方面，時間上連接了過去、現(xiàn)在與將來三個過程。自《土地利用/土地覆被變化科學研究計劃》發(fā)布以來，現(xiàn)階段該領域研究者的重點內(nèi)容可主要分為三方面：第一，土地利用驅動力機制的研究，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，包括構建土地覆被變化指標體系等；（3）建立LUCC驅動模型，探討區(qū)域與全球性等不同空間尺度上LUCC的驅動力機制。

2、土地利用/覆被變化的研究進展

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

2.1LUCC驅動力研究

LUCC驅動力的研究對于分析土地利用/覆被的時空演變以及建立Lucc模型均起到重要作用，是Lucc研究的關鍵問題。目前，我國LuCc驅動力研究主要從驅動因素的選取、時空差異分析以及驅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)濟社會發(fā)展數(shù)據(jù)等，構建基于“區(qū)域經(jīng)濟+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)濟發(fā)展程度以及該地區(qū)氣候對Lucc的驅動影響。黃勇等為深入認識道路對土地利用/土地覆被變化的作用過程和機制，確定道路的影響范圍和強度，利用ArcGIS技術和景觀生態(tài)學方法，選取1986、2000、2007和2013年4期遙感影像數(shù)據(jù)，從4個分段、3個尺度探討了高速公路驅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。此外，張成揚等通過解譯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)濟因素，強調(diào)各因素之間的相互聯(lián)系，從結構變化、轉移矩陣和土地利用程度3個方面對黃河三角洲土地利用/覆被變化時空特征進行分析研究，為土地利用變化驅動力研究提供了新的思路。

2.2LUCC環(huán)境效應研究

Lucc的環(huán)境效應主要體現(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)以及景觀構成產(chǎn)生較大改變，從而改變生態(tài)系統(tǒng)的結構和功能。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系，表明干旱氣候的維持及加強是受到了沙漠反饋作用的影響：在水文方面，隨著城市的不斷擴張，城市建筑與道路的持續(xù)擴建，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，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/覆被變化驅動力的作用機理，同時較為準確地預測土地利用/覆被變化驅動力的變化過程，運用多尺度動態(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部分構成，分別為Lucc類型、驅動因子、演變過程及反饋機制。在我國現(xiàn)階段Lucc模型研究主要用于驅動力分析方面，如多元回歸模型、馬爾科夫模型、系統(tǒng)動力學模型、灰色關聯(lián)度模型、CLUE模型等。

3、總結與展望

（1）數(shù)據(jù)獲取應更為多元化。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)濟數(shù)據(jù)。但這些數(shù)據(jù)未必能完全顯示Lucc過程，故不應完全依據(jù)此分析該區(qū)域各方面驅動力。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確信息，使得數(shù)據(jù)來源更為多元。

（2）模型構建待完善。目前國內(nèi)外已構建諸多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)階段技術有限以及對驅動力機制的認知不夠明確，使得當前模型大多功能不完善。為此，應該借助3S技術集合區(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)復雜情況并且結合各類模型自身特點，選取已經(jīng)構建的模型并加以改進。