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安徽农学通报 , Anhui Agri1 Sci1Bull12010, 16 ( 9)
国内外土地利用变化研究概述
李 扬
(北京林业大学水土保持学院 ,北京 100083)
摘 要 : 土地利用变化研究是当今地学研究的一个热点 ,同时也是相关学科研究的基础 ,引起了国内外众多学者的关 注 。查阅相关文献 ,从土地利用变化研究的数据来源 、 研究尺度 、 研究内容 3 个方面介绍国内外相关研究的成果和现 状 ,提出土地利用变化研究今后的发展方向 。 关键词 : 土地利用 ; 变化 ; 概述 中图分类号 F301124 文献标识码 A 文章编号 1007 - 7731 (2010) 09 - 12 - 05
; 国际应用系
统分析研究所 ( II A SA )于 1995 年启动了“ 欧洲和北亚土
; 又如 ,中科院“ 八五 ” 重大
遥感项目“ 全国资源环境遥感宏观调查与动态分析 ” 就是 运用最新遥感技术和 GIS 技术在短时间内 (约 2a 左右 )快 速查清全国主要土地资源及环境要素的数量及其分布 ,同 时建立了国家资源环境基本数据库 ,并进行部分试点区包 括城市化 、 沙漠化 、 水土流失及耕地变化等内容的动态研 究 ,完成了全国 1 ∶ 400 万地理单元图 ,东部 1 ∶ 25 万 、 西部 1 ∶ 50 万基本地理单元图 ,为全国实现多时期资源环境动态 分析奠定了基础
中将土地
用调查所 ,在斯坦普主持下 , 带领众多学生在 1931 - 1935 年间开展了全国土地利用调查 ,完成了全国范围的调查总 报告 、 各郡分报告及土地利用专题图等一系列成果
[7]
利用定义为人类根据土地的自然特点 , 按照一定的经济 、 社会目的 ,采取一系列生物 、 技术手段 ,对土地进行长期性 或周期性的经营管理和治理改造活动 。 自从人类诞生以来 , 为了自身的生存与发展 , 人类逐 渐探索和实践土地开发与利用的方法与模式 。从原始的 刀耕火种到现在的机械化农庄 ,从穴居山洞到城市的布局 与建设 ,从被动的接受大自然的资源到主动的改造生态环 境 ,可以认为 ,人类社会发展的历史就是人类利用土地的 历史 。据《 周礼 》 一书记载 ,大约在 2500 年前的战国时代 , 就把全国土地划分为山林 、 川泽 、 丘陵 、 坟衍 、 原 5 类 ,是我 国最古老的具有土地思想萌芽的著作 。同期的管子 《 地员 篇》 是我国具有土地类型思想的又一著作 , 它把全国土地 分为 3 类 25 种 ,不但体现了综合的思潮 ,而且具有等级系 统 ,还具有简要评价
20 世纪以来 ,随着“ 人地 ” 矛盾的日益突出 ,土地利用
变化研究越来越受到国内外众多学者的关注 。美国的 Lee 于 1922 年发表了《 从空中看到的地球表面 》 , 表述了自然 景观和人类活动的关系
[ 11 ]
。
等认为土地利用是指土地上的人类
[3]
; 英国于 1930 年成立了土地利
活动及土地被利用的目的 。现代地理学辞典
对黄河流域的土地利用 /
等对北方农牧交错带的土地
助作用 ,至少在今后较长的一段时间内 , 遥感数据仍然是 土地利用数据最主要 、 最可靠的来源 。
利用及景观格局的研究 。这些研究对特定区域土地利用 变化的过程 、 驱动因素进行了详细分析 , 对当地土地政策 的制定提供了有益参考 。
213 小尺度的土地利用变化研究 小尺度的土地利用变
RS和 GIS相结合可以提取土地利用 /土地覆盖 ( LUCC )
211 大尺度的土地利用变化研究 大尺度的土地利用变
化的研究对象为全球及各大洲 ,这一类研究有利于从总体 上反映土地利用 /覆被变化在时间 、 空间上的发展趋势 , 从 宏观的角度认识土地利用 /覆被变化驱动机制 欧、 加拿大 、 日本等国 。 1981 年 以 后 Tucker
shed
[ 30 ] [ 28 ]
。在这
一方面 ,美国处于领先地位 ,俄罗斯落后于美国 ,然后是西
[ 29 ]
和 Town2
信息 , 通 过 对 比 分 析 不 同 时 期 LUCC 信 息 , 可 以 获 取
LUCC 变化的空间位置 、 数量和类型 ,研究 LUCC 变化的过
应用多时相 NOAA /AVHRR (最小分辨率 1km ) 的
[4]
。我
国 20 世纪 30 年代初地理学家胡焕庸和农学家张心一进 行过比较系统的土地利用调查研究 。当时规模最大的工 作是由金陵大学农学院美籍教授仆凯 ( J. L. Buck ) 主持的 对中国东部农业区的调查 , 并于 1937 年出版了附有大量 统计图表的《 中国土地利用 》 一书 。随后 , 我国一些大学 开展了一些小范围的调查研究 段
[ 34 ]
。但是 ,运用 3S技术进行土地利用动
态研究也会存在一定的误差 ,主要是由于遥感图像解译所 带来的 。所以 ,利用遥感数据进行土地利用分析时往往需 要通过实地调查或者参考原有的土地利用图进行修正 ,以 保证一定的精确度 。 此外 ,还有一些土地利用变化的数据来源方式 , 如参
[ 25 ] 与性农村评估方法 ( PRA ) 等 ,但是 ,这些方法仅仅起辅
。
80 年代初 ,由吴传钧领衔 , 中国科学院发起组成了全国土
化问题 ,从此科研工作者更加关注大尺度土地利用 / 覆盖 变化的研究 ; 20 世纪 90 年代以后是土地利用 / 覆盖变化 研究空前繁荣的阶段 , 这时候 , 遥感技术的进步使得高分 辨率的数据 (Landsat T M , SPOT, Quick B ird 等 )越来越多的 应用到土地利用研究中来 ,同时人们更关注区域土地利用 变化的驱动因素和生态效应 , 土地利用 /覆盖变化研究呈 现“ 从全球到区域 ,从自然到人文 ” 的发展趋势
[ 14 ]
。 2200 多年前的《尚书 ・禹贡 》 中
[5]
也有对我国各地区土地类别及其利用差异的论述
,这些
土地利用的研究服务于对土地资源及其产出的获取 。进 入 20 世纪 ,人口的增长和技术的进步 , 使得人类对土地 利用的范围不断扩大 、 强度不断增加 。为了满足人们日益 增长的需求 ,农业 、 工业 、 建筑业有了迅速的发展 , 而这一 切都是以大量的开发利用土地资源为手段 。目前 , 地球 上 25% ～50%的土地已经被人类的开发和利用所改变 , 从而对整个生态系统的结构和机能造成了实质性的影响 , 并且改变了生态系统同大气 、 水生系统和周边土地的相互 作用
2 土地利用变化研究的尺度
土地利用变化研究的尺度取决于两方面因素 : 一是土 地利用研究的目的 ; 二是土地利用研究的数据来源和技术 手段 。早期的土地利用研究着眼于对当地土地资源的开 发利用 ,数据来源于人工调查 , 所以对土地利用的描述和 研究往往仅限于一个区域 , 即小尺度的研究 ; 20 世纪 70
。遥感对地观测技术具有覆被面广 、 宏观性的综合信息等优点 ,可以实时或准实时的 提供目标及其环境信息 , 发现地球表面的各种变化 , 己经 被较普遍地应用于各类土地监测及土地利用变化研究中 。 计算机软件技术的发展 , 特别是各种地理信息系统 ( GIS) 软件的开发 ,为土地利用数据的处理提供了良好的平台 。
[6]
。从此 ,土地利用 /土地覆被变化相关问题成为当
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今全球变化研究的前沿和热点课题
。
1 土地利用变化研究的数据来源
早期的土地利用 /覆被变化的数据主要通过人工调查 的方式来获取 ,以此为基础进行土地利用的分类与制图 。
1922 年 ,索尔等就在美国的密执安州开展了土地利用综
[7]
一步推动了对土地利用变化的研究
,土地利用被赋予了
。我国于 1958
更多生态的涵义 。所以 ,众多学者认为土地利用是一个既
- 1962 年在全国范围开展了第一次群众性土壤普查工
作者简介 : 李扬 ( 1985 - ) ,男 ,甘肃酒泉人 ,硕士研究生 ,研究方向 : 复合农林学 、 生态地理学 。 收稿日期 : 2010 - 04 - 08
[ 13 ] [ 12 ]
。进入 20 世纪 90 年代
以后 ,土地利用 /土地覆被变化研究进入了空前繁荣的阶 。国际地圈 — — — 生物圈计划 ( IGBP) 和全球环境变 化中的人文领域计划 ( IHDP ) ,于 1995 年联合提出“ 针对 人类活动和全球变化间的人和生物驱动影响土地利用与 土地覆被及其对环境和社会的影响 ” 的“ 土地利用 /土地 覆被变化 (LUCC, Land use and land cover change ) ” 研究 计划
土地是人类赖以生存的重要自然资源基础 。土地利 用作为人类有目的 、 有意识的社会经济活动贯穿在人类生 存和发展的整个历史过程中 ,是自然和人文环境相互作用 的结果 ,集中体现了人地关系的特征 、 属性和作用机制 英国 G・C ・ 迪肯森
[2] [1]
古老又年轻的研究领域
[ 8 - 10 ]
。
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地利用现状调查和 1 ∶ 100 万全国土地利用图的编制工作 , 并制定了统一规范
[ 19 ]
。
20 世纪 70 年代 ,卫星遥感技术 ( RS)开始应用于土地
利用研究的数据获取 。为土地利用变化的动态监测及定 量分析提供了丰富的信息 ,极大地促进了土地利用变化的 研究
[ 20 ]
、 非洲生态脆弱区
[ 35 ]
等 , 这些研
究指出由于人类对土地的不合理利用 ,造成了上述区域生 态环境的破坏 ,带来了一系列的生态环境问题 。我国在这 一尺度上的研究也非常多 , 如宋开山等 地利用变化的研究 ; 王光谦等 土地覆被的研究 ; 刘军会
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对三江平原土
[ 24 ]
,在样带研究方面取得了较多成果 。如张