摘 要：土地利用/覆被變化（LUCC）研究一直是全球變化研究的熱點。從LUCC相關概念入手，對LUCC的國內外研究進展進行總結歸納，得到結論：國外LUCC領域的研究啟動早、覆蓋面廣且研究較為深入，中國LUCC研究主要集中在時空變化、驅動機制、生態(tài)環(huán)境效應及模型模擬研究四個方面，加強區(qū)域性研究、提高模型的實用性仍是中國今后LUCC領域研究的重點。

關鍵詞：LUCC; 時空演變; 模型模擬

中圖分類號：F301.24 文獻標志碼：A 文章編號：1673-291X（2012）19-0142-03

土地利用/覆被變化（LUCC）研究是全球變化研究的核心主題之一[1]，其研究成果對于實現(xiàn)區(qū)域土地可持續(xù)利用有著至關重要的意義。

一、LUCC相關概念

土地覆被（Land Cover）曾被IGBP（國際地圈與生物圈計劃）和IHDP（全球環(huán)境變化人文計劃）定義成人類活動和自然過程共同作用后在近地面層及地球陸地表層所形成的自然狀態(tài)[2]，其他組織機構和學者也給出了其他定義，但其內涵均包括：（1）其本身是由植被、土壤和陸地表面的水體等構成；（2）其是構成陸地生物圈的重要成分[3]。

土地利用（Land Use）于1985年被世界糧農組織（FAO）定義為土地利用是由自然條件與人的干涉所決定的土地功能[4]，但目前應用較廣的定義是：人類所進行的一切有目的開發(fā)利用土地資源的行為活動的總稱，如耕地、林地、牧草地、建設用地等都是不同的土地利用類型[1]。

可見，土地覆被和土地利用間具有巨大的關聯(lián)性，前者的變化作用于后者，而后者又是造成前者變化的最重要影響因素，其二者共同構成了土地的社會、自然雙重屬性。

二、LUCC國外研究進展

1990年全球變化研究委員會最早提出了一個全球性LUCC研究框架。國際上真正意義上的LUCC研究開始于1992年，聯(lián)合國在“21世紀議程”中明確提出將加強LUCC研究作為21世紀工作的重點[5]。1994年，聯(lián)合國環(huán)境署（UNEP）啟動了LCAM（土地覆被的評價與模擬）項目。次年，國際科學聯(lián)盟組織的IGBP與國際社會科學聯(lián)盟組織的IHDP發(fā)起一項名為“土地利用/覆被變化（LUCC）”的研究計劃，并發(fā)表兩個綱領性文件，即“LUCC研究計劃”（1995）和“LUCC執(zhí)行戰(zhàn)略”（1999）[6]。IIASA（國際應用系統(tǒng)與分析研究所）也在同一年開展了“歐洲和北亞的LUCC模擬”研究。1996年，美國開展了洲際尺（北美洲）的土地覆被變化研究，主要涉及土地覆被（主要是森林）變化監(jiān)測及土地覆被變化與溫室氣體排放關系的研究。2003年，IGBP進一步提出了土地計劃項目的研究重點并提煉了相關科學問題[7]。2005年，IGBP和IHDP又聯(lián)合推出了全球土地計劃（Global Land Project，GLP）。該科學計劃是全球變化與陸地生態(tài)系統(tǒng)（GCTE）研究計劃和LUCC研究計劃的綜合，其研究目標是量測、模擬和理解人類—環(huán)境耦合的陸地生態(tài)系統(tǒng)[8]。

IGBP與IHDP在《LUCC研究計劃》中提出了LUCC的三項研究重點（見下頁圖1）：（1）從案例比較角度研究土地利用變化機制；（2）土地覆被變化機制研究，尤其是其直接觀測、診斷模型的研究；（3）區(qū)域和全球模型的研究。

國際上按照研究目的、方法以及研究區(qū)域等方面的差異，將LUCC領域研究分成三種學術流派，即北美流派、歐洲流派及日本流派[10]。從宏觀角度出發(fā)是北美學術流派的特點，其研究側重大尺度上（如全球）的LUCC狀況及其與全球變化之間的關系；基于福利分析（Welfare Analysis），歐洲流派重視對土地資源與食品政策的分析，并進行相應的情景模擬研究；數(shù)量及經濟學模型是日本流派的研究優(yōu)勢，其更側重對研究區(qū)的定量研究與預測。

三、LUCC國內研究進展

中國科學家在全球LUCC計劃和全球土地計劃的發(fā)起與組織實施過程中發(fā)揮過重要作用。早在1988年的第二十一屆ICSU大會上，葉篤正等人就提出要將土地利用引發(fā)的全球環(huán)境問題作為除溫室氣體以外的另一類重大問題加以重視，這一提議在一定程度上促成了LUCC計劃的形成與發(fā)展[11]。從相關中文數(shù)據庫中（CNKI、萬方、維普）文獻可看出，國內LUCC研究熱潮始于1996年，在已有的LUCC研究中，主要體現(xiàn)在以下四個環(huán)節(jié)：LUCC時空變化、LUCC的驅動機制、LUCC的生態(tài)環(huán)境效應以及LUCC的模型模擬研究。

1.LUCC時空變化研究。LUCC時空變化研究分數(shù)量變化和空間變化兩個層面：在數(shù)量方面，主要通過動態(tài)度、土地利用程度綜合指數(shù)等指標來分析LUCC的變化速度和幅度等數(shù)量特征[12～13]；在空間變化上，主要借助遙感影像，獲取LUCC動態(tài)信息，并借助GIS的空間疊加分析功能定量、定位確定區(qū)域單元土地利用類型的變化，計算各個時期土地利用類型的轉換矩陣，用以確定土地利用類型相互之間的轉換情況[14～15]。

2.LUCC驅動機制研究。LUCC驅動機制研究是LUCC研究的焦點[3]，對于揭示LUCC的基本過程、驅動原因、未來變化預測、及相應政策的制定都起到關鍵作用[16]。在中國，基于經驗統(tǒng)計的模型仍是LUCC時空過程驅動機理分析的主導路徑。該模型包含的方法有主成分分析法、灰色關聯(lián)度分析法、逐步回歸法、典型相關分析法、系統(tǒng)動力學方法、空間統(tǒng)計模型及非線性回歸模型等[17～26]，主要側重于研究LUCC時空過程與各種社會經濟和自然驅動因子之間的關系，通過提取LUCC時空過程主要驅動因子，解釋LUCC時空過程的原因。同時，在研究個案的選擇方面，人文和自然驅動因素活躍的熱點地區(qū)（如蘇州、無錫、常州等），及人口、資源、環(huán)境、發(fā)展協(xié)調欠佳的生態(tài)脆弱區(qū)（如河西走廊、北方農牧交錯帶、干旱區(qū)等）皆為研究的重點區(qū)域[27]。

3.LUCC生態(tài)環(huán)境效應研究。土地利用通過改變地表土地覆被狀態(tài)而影響周圍生態(tài)環(huán)境，是全球環(huán)境變化的一個“源”?，F(xiàn)階段，國內學者對LUCC環(huán)境效應的研究包括全球性系統(tǒng)變化和區(qū)域性累積變化兩個方面。在全球性系統(tǒng)變化研究方面，李克讓等通過研究認為LUCC對氣候影響的生物物理反饋主要因為改變了地表光學特性、粗糙度和水文循環(huán)而影響了地面與大氣間輻射、熱量動量和水分交換，而生物地球化學反饋則因為生態(tài)系統(tǒng)碳和養(yǎng)分循環(huán)的變化影響了地面與大氣間交換溫室氣體和氣溶膠并導致氣候變化[28]；區(qū)域環(huán)境效應的研究集中在LUCC對水土流失、土地荒漠化、生物多樣性、農業(yè)自然災害災情、生態(tài)系統(tǒng)服務價值、景觀生態(tài)效應、局地氣候與環(huán)境質量等[28～35]。研究表明，生態(tài)環(huán)境受制于土地利用，而土地利用合理往往會產生良好的生態(tài)環(huán)境效應。

4.LUCC模型模擬研究。LUCC模型模擬是現(xiàn)國內LUCC研究的重要組成部分，其涉及到的模擬模型主要有MAS/LUC（Mufti-Agent Sys-tem for Land-Use/Cover Change）模型、元胞自動機模型（CA）和系統(tǒng)動力學模型。（1）MAS/LUC模型。該模型由元胞模型和Agent模型兩部分組成，前者的作用是模擬自然因素，而后者是對人類決策過程的模擬，為土地利用決策行為提供了一個新的研究思路[36]。（2）CA模型。元胞自動機（Cellular Automata，簡稱CA）是一種自下而上的動態(tài)模擬建?？蚣?，具有模擬地理復雜系統(tǒng)時空演化過程的能力，也能表現(xiàn)出區(qū)域的環(huán)境條件、周圍的土地利用類型以及土地利用類型之間的相互作用關系[37]。（3）系統(tǒng)動力學（System Dynamics，SD）模型。該模型以系統(tǒng)論、信息論和控制論為理論基礎，從宏觀方面研究土地利用系統(tǒng)，反映該系統(tǒng)的結構、功能和行為之間的相互作用關系，可以觀察預測不同情景下系統(tǒng)的變化規(guī)律，從而為決策提供依據，該模型尤其適用于研究對象數(shù)據不足的情況[38]。

四、結語

雖然近十多年來，中國相關學者在LUCC領域做了大量的研究，也積累了不少經驗，但與國外相比仍有差距。如何將模型與區(qū)域研究有效結合、提高研究結論的實用性是中國今后LUCC領域研究的重點。

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Study on the Research Situation of Land Use/Cover Change

YU Hui-rong，PU Chun-ling

（Department of Land and Resources，Xinjiang Agricultural University，Urumqi 830052，China）

Abstract：Land Use/Cover Change is the focus of global change study.This paper first figures out the concept of LUCC，and then summarizes the research situation of LUCC.The result comes out as follows：the foreign research of LUCC starts early，and has a much broader and deeper study，while the domestic research of LUCC focuses on spatial-time changes，driving forces，eco-environmental effects and the modeling.Strengthening its regional study and improving the practicality of the model are still the concentration of LUCC.

Key words：LUCC；spatial-time changes；modeling[責任編輯 吳明宇]