6.土地利用/土地覆盖变化对生态系统的影响

不同的土地覆盖类型有着不同的生态系统结构、群落 组成，它们以不同的速度吸收诸如碳氧之类的养分，因而 土地利用/土地覆盖变化会在不同尺度上对生态系统的结 构与功能产生很大的影响。
6.1对生物多样性的影响

土地利用 /土地覆盖变 化对生物多样性的巨大影 响已经超过其他任何全球 变化成分。在众多影响因 子中,栖息地扰动的严重性 对生物多样性的影响最为 重要。当前全球1 /3—2 /3 的陆地表面已被人类活动 所改变。一些重要的生态 系统变成了斑块或已消失; 大量物种和遗传学上独立 的种群已消失。初步统计， 在国际上列出的1121种世 界性濒危物种中，中国有 190种。
4.2对水质的影响



土地利用 /土地覆盖变化主要是通过非点源污染途径对水 质影响的。 非点源污染是指已溶解液态的或固态污染物从非特定的地 点 ,在降水和径流冲刷作用下 ,通过径流过程汇入受纳水体 (如河流、 湖泊、 水库、 海湾等 )引起的水体污染。 在美国，非点源污染已成为环境污染的第一因素，而几乎 所有非点源污染来源都和土地利用 /土地覆盖变化紧密联 系 ,其中土壤侵蚀是规模最大、危害程度最为严重的一种 非点源污染。



生物多样性衰退与自然生态系统自然退化、人类活动 的破坏有着密切的关系，其中土地利用方式与利用强度是 造成这一变化的主要原因。 例如，大庆市在清朝初期曾是皇家的狩猎地，原来复 杂多样的自然植被大部分被耕地、油田、道路、高楼所代 替，同时由于土地利用方式的改变，景观斑块数增加 , 13 年间景观斑块数增加了 428个 ,导致景观破碎化指数由 0 . 6305扩大到 0 . 6812, 进而大大影响了生物的多样性。 大庆市分布最广、面积最大的羊草群落 — 贝加尔针 矛群落在油田开发区已失去生长优势地位，取而代之的是 不稳定的有害的杂草过渡群落。这些都造成了该地区的生 物种类减少、生物多样性降低。
6.2 对生态系统功能的影响

土地利用/土地覆盖变化对生态系统功能的影响主要表 现在对其物质循环和能量的流动方面。高琼等学者在利用 模型研究中国东部南北样带植被和净第一性生产力对未来 气候变化的效应后, 发现土地利用格局对未来气候条件下 植被分布的变迁和生产力形成过程有非常显著的影响。
2.2 两种变化的关系
• 单一的土地利用形式往往与某一种土地覆盖类型 相对应（放牧－草地）。 • 一种土地覆盖类型可能支持多种利用方式，如森 林可用于木材开采、采伐或火烧后用于耕作、狩 猎和采集、燃料木收集、娱乐活动、野生生物保 护、水土保持等。 • 一个单一的土地利用系统也可能包含不同的土地 覆盖类型共同存在，如一个农业系统兼有耕地、 林地、已开发的牧场、村落（居民地）。
2.1 两种变化的定义
土地利用变化包括一种利用方式向另一种利用方式 的转变以及利用范围、强度的改变。 土地覆盖变化包含两个方面的含义，一是转化，另 一是改变，前者是土地从一种土地覆盖类型向另一 种类型的转化，后者是一种土地覆盖类型内部条件 （结构和功能）的变化。当然，转化和改变之间的 界限并不总是很明确的，长期的、经常性的改变最 终会导致完全的转变。
土地利用与土地覆盖变化对环境的负面影响
Hale Waihona Puke Land Use and Cover Change：LUCC
提纲
1. 背景和意义 2. 土地利用/覆盖变化的定义与相互关系 3.土地利用/土地覆盖变化对大气环境的影响 4.土地利用/土地覆盖变化对水环境的影响 5.土地利用/土地覆盖变化对土壤环境的影响 6.土地利用/土地覆盖变化对生态系统的影响 7.土地利用/土地覆盖变化对生态安全的影响 8.结论
1. 背景及意义
隶属于“国际科学联盟组织”（ ICSU ）的“国 际地圈生物圈计划”（IGBP）和隶属于“国际社会 科学联盟组织”（ISSC）的“国际全球变化人文因 素计划”（ IHDP ）于 1995 年联合发起“土地利用 / 土地覆盖变化”的研究。
原因
(1) 首先，土地利用/土地覆盖变化在全球环境变化 和可持续发展中占有重要地位。 “人类通过对与土地有关的自然资源的利用活动， 改变地球陆地表面的覆盖状况，其环境影响不仅仅 局限于当地，而远至于全球。而土地覆盖变化对区 域水循环、环境质量、生物多样性及陆地生态系统 的生产力和适应能力的影响则更为深刻。 ”

（2） 改变了地表反射率。土地利用 /土地覆盖变 化将增加地表反射率, 使得更多的能量返回到大气 中, 从而导致对流层温度增加, 大气的稳定性增强 及对流雨减少。据研究, 土地利用的变化会导致中 国西北地区年平均降水量减少, 内陆部分地区年平 均气温升高, 个别沿海地区的年平均气温降低。
4.土地利用/覆盖变化对水环境的影响
5.4 不合理的土地利用 /土地覆盖变化中存在 的问题



耕地逐年减少，人地矛盾突出。由于人口增长，人均耕地面积逐年 减少，已成为世界性的问题。 土壤侵蚀的危害。土壤的水蚀和风蚀是土壤资源遭到破坏的常见现 象，世界上有1/4的耕地土壤受到不同程度的水蚀和风蚀，目前全 世界土壤流失量已增加到254亿吨每年。 土壤退化生产力下降。由于土壤侵蚀和垦殖利用不合理，土壤不断 退化，表现在有机质含量下降，营养元素短缺，土壤结构破坏，土 层变薄，土壤板结，土壤盐渍化和沙化。 土壤盐碱化。土壤受次生盐渍化影响，失去生产力。 土地沙化。由于过渡放牧造成的土壤资源退化的另一种现象就是土 地沙化。 土壤污染。随着工农业生产的发展，工业三废和农药、化肥进入土 壤的数量逐年增多，由于管理不善，致使有毒害物质在土壤中含量 达到危害植物正常生长发育的程度，并通过食物链的传递，影响到 人类的健康，造成巨大的损失。
5.土地利用 /土地覆盖变化对土壤环境的影响
土地利用 /土地覆盖变化会影响土壤系统与外界进行 能量交换的数量与质量、土壤表面的水分分配过程、地表 矿质元素的分配过程以及加速或延缓土壤系统内部的生态 代谢过程。
5.1对土壤养分迁移的影响 不同的土地利用方式和土地覆盖类型的空间组合影响 着土壤养分的迁移，不同的土地单元对土壤养分的滞留和 转化有不同的作用。研究表明:氮、磷在自然植被土壤系统 中的循环能力远远强于在玉米地中的循环能力。地下水的 流动是林地、农地之间氮、磷的主要转化途径 ,也是林地 氮流失的主要渠道，而地表径流则是磷流失的主要渠道。
3 . 1对大气的影响 森林退化、 土壤碳氧化、 化石燃料的燃烧 都会使大气中 CO2 , N2O, CH4浓度增加, 而近几 个世纪以来, 土地利用 /土地覆盖变化对大气中 CO2, N2O及 CH4含量的增加具有重要的作用。 截至目前 ,土地利用 /土地覆盖变化增加的 CO2 量约相当于化学燃料燃烧释放的 CO2量的 30%; CH4可以氧化成 CO, 据估计 60%的CO来源于土 地利用 /土地覆盖变化。
5.2 对土壤微生物的影响 土壤中微生物种类的多样性与地表植被群落的生 产力和多样性呈正相关，并随着植被群落存在的年限 而增加。对黄土高原子午岭地区进行的研究表明，林 地开垦后土壤微生物的种类和数量以及土壤肥力较林 地开垦前都呈显著下降趋势。
5.3 对土壤有机碳储量的影响 土壤碳库是陆地碳库的主要组成部分，在陆地碳 循环中有着重要的作用。研究表明: 20世纪 60年代到 80年代 ,中国土壤有机碳总量减少了 8 . 2 × 108 t,平 均每年减少 0 . 41 × 108t, 这大致说明，土地利用 /土 地覆盖变化和各种人类活动的影响, 使中国土壤碳年 平均约释放 0 . 41 × 108t。
(2) 其次，地球系统科学、全球环境变化及可持续 发展涉及到自然和人文多方面的问题。在这方面加 强自然和社会科学的综合研究，已成为两大学科领 域众多学者的共识 。 “在全球环境变化问题中，土地利用/土地覆盖变 化可以说是自然与人文过程交叉最为密切的问题。”
2.土地利用/覆盖变化的定义与相互关系
土地利用是人类根据土地的特点，按一定的经济与社 会目的，采取一系列生物和技术手段，对土地进行的 长期性或周期性的经营活动。它是一个把土地的自然 生态系统变为人工生态系统的过程。 土地覆盖是指自然营造物和人工建筑物所覆盖的地表 诸要素的综合体，包括地表植被、土壤、冰川、湖泊、 沼泽湿地及各种建筑物如道路等，具有特定的时间和 空间属性，其形态和状态可在多种时空尺度上变化。 土地利用侧重于土地的社会经济属性，土地覆盖侧重 于土地的自然属性。
• 土地利用的变化很可能引起土地覆盖变化，但在土 地利用不变的情况下，土地覆盖也可能发生变化。 如当木材生产或耕作的常速超过了森林的更新能力 时，森林将不断地缩小。 • 现在大多数的土地覆盖变化是为人类的土地利用所 驱动，土地覆盖的变化是土地利用变化的直接响应。
3.土地利用/覆盖变化对大气环境的影响
城市化和工业化的发展改变了对流层光化学 烟雾的组成成分 ,研究表明大气中的光化学烟雾浓 度正在增加。光化学烟雾通过分散和吸收太阳辐 射而改变地表接收到的辐射量。此外, 土地利用 / 土地覆盖变化增加了硫的释放 ,在高 SO2地区可 能引起酸雨。
3.2对气候的影响
由于土地利用/土地覆盖变化引起下垫面物理性 质的改变 ,即地表反射率、粗糙度、植被叶面以及 植被覆盖比例的变化引起温度、湿度、风速以及降 水发生变化, 由此引起局地与区域气候变化, 如城 市的热岛效应。 （1）引起太阳辐射在地表的重新分配。土地利用/土 地覆盖变化能够影响城市气候和城市水资源的供给。 在城市化的过程中, 几乎所有地表天气环境如太阳 辐射、温度、湿度、能见度、风速和风向及降雨等, 都发生了变化。

虽然流域植被覆盖变化对水文的影响因流域面积、气 候和植被类型等因素的不同而有差异，但流域内部不合理 的土地利用引起的植被减少会造成河流沉积物增加。这些 沉积物破坏了河底水生生物的生态环境，进而造成水质下 降。
4.3对水资源空间分布的影响


土地开发利用范围的扩大与强度的增加,会造成对水 资源需求量的急剧增加。在中国相对发达的东部地区，各 种类型城镇的兴起、大量大型工厂的建立和农业用水的增 加等，使用水量急剧上升，从而造成这些地区水资源的供 给变得非常紧张。 水资源短缺不仅严重影响居民的日常生活，威胁工农 业生产，还造成河水断流、海水入侵等严重的生态环境问 题。例如自 20世纪90年代以来，黄河几乎年年断流，一 个很重要的原因就是用水量的增加。由于水资源短缺，地 下水超采，造成环渤海地区地面沉降，海水入侵。同时， 工业用地、住宅用地、道路等不透水用地的建设使地表的 渗透量减少、地下水位降低，这增加了地表径流量，也加 剧了潜在洪水的威胁。