土地利用变化研究进展
“人类活动作为主导因素所导致的土地利用与土地覆盖变化（LUCC ）通过地球生物物理过程影响全球气候变化的研究，没有得到应有的重视，这不利于科学界为制定全球变化策略提供全面系统的科学支撑。”
2010月10月21日，在京召开的国家“973”计划全球变化研究重大科学研究计划“大尺度土地利用变化对全球气候的影响”项目启动会上，项目首席科学家、中国科学院地理资源所研究员刘纪远作上述表示。该项目是“973”全球变化重大科学研究计划于2010年正式启动的19个项目之一。
目前土地利用变化的研究是土地科学领域的热点，也是重要组成部分。土地利用变化研究是伴随全球环境变化研究而逐渐开展起来的，90年代初，两大国际组织IGBP 和IHDP 都把土地利用变化作为全球环境变化的核心内容，制订了LUCC 等研究计划。2002年，IGBP （国际地圈与生物圈计划）和IHDP （全球环境变化的人文因素计划）两大国际组织对以往IGBP 和IHDP 的研究计划进行了总结，将从前的LUCC （土地利用土地覆盖）计划和GCTE （陆地生态系统全球变化）计划进行整合，提出了今后10年的土地计划，并提出了土地变化科学（Land Change Science）概念。[1]
一、土地利用变化的概念及研究意义
土地利用是指人类有目的地开发利用土地资源的一切活动，如农业用地、工业用地、交通用地、居住用地等都是土地利用的概念；而土地覆盖则是指地表自然形成的或者人为引起的覆盖状况，如森林、草地、房屋、水泥及沥青路面等为土地覆盖。土地利用与土地覆盖有着密切的关系，可以理解为事物的两个方面，其中一个是发生在地球表面的过程，另一个则是各种地表过程（包括土地利用）的产物。无论是在全球的尺度还是国家或者区域的尺度上，土地利用的变化在不断地导致土地覆盖的加速变化。总之，土地利用和土地覆盖是两个既有密切联系又有本质区别的重要概念。土地利用一般是指人类为获取所需要的产品或服务所进行的土地资源利用活动，是人类对土地自然属性的利用方式和利用状况，包含着人类利用土地的目的和意图。
土地利用变化是人类与地球环境进行物质、能量交互作用的重要表现。发生于任何时空尺度，它不仅影响陆地生态系统的地理分布格局及其生产力，客观反映人类改变地球生物化学循环、生态系统的结构和功能及产品和服务的供应，而且还再现了陆地表面的时空变化过程。
LUCC 由于影响到了人类生存与发展的自然基础，如气候、土壤、植被、水资源与生物多样性等，影响到地球生物化学圈层的结构、功能以及地球系统能量与物质循环等方面，与全球的气候变化、生物多样性的减少、生态环境演变以及人类与环境之间相互作用的可持续性等密切相关。而且土地利用与土地覆盖作为一种人类的社会经济活动，也是人类对全球变化所做出的反应的一种方式。总而言之，土地利用与土地覆盖变化是所有与可持续发展相关问题的核心，可以说是“可持续发展理论”的开拓计划，土地利用与土地覆盖变化的作用是全球变化的关键，是自然与人文科学领域的“桥梁工程”。[2]
二、土地利用变化研究内容
1 土地利用数量变化研究
区域土地利用变化包括土地利用类型的面积变化、空间变化和质量变化。面积变化首先反映在不同类型的总量变化上，通过分析土地利用类型的总量变化，可了解土地利用变化总的态势和土地利用结构的变化。目前土地利用的数量变化的指标有：土地利用变化的幅度、土地利用变化的速度和土地变化的区域差异。通过各地类之间的转化，得出土地利用的转化矩阵。
2 驱动力研究
有关土地利用／覆被变化驱动力的研究是探索土地利用／覆被变化驱动机制的核心问题，驱动力通常分为生物物理和社会经济两大类。生物物理驱动力包括自然环境的特征和过程，而社会经济驱动力则包括人口变化、贫富状况、技术进步、经济增长、政治经济结构以及价值观念等。有的时候驱动力与被观察的土地利用变化在空间或时间上相差甚远，经常涉及到宏观经济政策的转变和变化，很难预测。在区域LUCC 主要驱动力比较方面，目前较为一致的意见是：自然因素在很大程度上决定了高原、山地等自然条件复杂地区的土地利用状况，而经济发展、人口增长及政策等是影响人类扰动强烈、开发历史悠久而较少受自然条件约束地区的主要因素。
2.1生物物理驱动力
对于区域性的土地利用/覆被变化研究而言，生物物理方面的驱动力对土地变化的影响在一个比较短的时间段内是比较小的，通常也是不显著的。石瑞香的研究表明，自然（气候）因素并未构成样带上近年来土地利用（尤其是耕地）变化的主要驱动力。但是并不是没有影响的。邹亚荣在中国农牧交错区土地利用变化的研究中表明，青藏高原的上升是晚新生代北半球气候变化的重要驱动力，这样引起了我国北方气候的干旱，这样对我国农牧交错区的形成，特别是对东部草地变化产生了影响。
2.2社会经济驱动力
土地利用是社会的一面镜子。土地利用变化能够很好地反映社会经济发展的历程。土地资源条件虽是土地利用结构形成的决定性因素(基础因素) ，但是对于人类活动而言，这种变化是缓慢的，ElenaG.Irwin 认为人类活动是引起土地利用变化的一个主要成分，因此分析社会经济因素对土地利用变化的作用摆在首要的位置。陈百明认为在社会经济驱动力方面，土地利用变化与人口增长之间有明显的联系，但同时这一变化与技术进步、富裕程度、经济状况, 以至文化、宗教、军事等之间也能找到一定的相关关系。[3]并且大部分的案例研究都突出了政策对土地利用变化的重要作用，例如京都草案这一国际性的环境政策将对未来的土地利用变化产生深远的影响。 [4]
3 土地利用／土地覆被变化(LUCC)模型研究进展
人类一环境系统是地球表层人类活动与地理环境相互作用形成的开放的复杂巨系统。LUCC 模型就是对这一复杂系统的一种抽象或有意义的比喻。它将土地变化系统中的现实问题归结为相应的数学问题，并在此基础上利用数学的概念、方法和理论进行深人的分析和研究。从而从定性或定量的角度来刻画实际问题。并为解决现实问题提供数据或可靠的指导。LUCC 模型作为一种认知和学习工具，有助于人们了解、认识和解释土地系统的动态变化规律和特征。
目前LUCC 模型具有以下特点：
①LUCC 模型的功能和作用呈现多样化趋势，是了解、认识和解释土地利用系统的动态变化特征、过程和效应的有效工具，可以服务于土地利用管理和政策的制订。
②模型的核心内容是研究LUCC 时空变化格局。模型发展正经历从单一的非空间模型向非空间模型和空间模型融合的演进过程。但多数模型只重视空间变化机制研究，而对时间机制考虑不足。
③反馈机制是LUCC 系统的一个重要特征，现有模型在反馈机制方面的研究尚十分薄弱。研究不同时空尺度的反馈机制必将是未来LUCC 模型的新焦点。
④LUCC 研究本质上是“人类一环境”关系研究。以往模型多为局部均衡分析模型，未来LUCC 模型发展趋向应从系统观和整体观角度来综合考虑“人类一环境”相互作用机制，这也是LUCC 模型的最高更次的科学难点问题。
⑤多尺度、多层次的综合研究是LUCC 模型的必然要求，模型空间尺度已经从早期的单一空间尺度转变到现今的多空间尺度，但尺度推移仍是模型研究中值得深入探讨的问题。
⑥尽管LUCC 模型验证方法趋于多元化，但目前还没有一个模型验证的统一标准和规范。参考数据的不足也大大限制了模型验证效果。如何对LUCC 模型的可靠性和科学性进行合理验证始终是LUCC 模型所面临的关键挑战之一。[5]
三、国内研究展望
跟踪国际LUCC 研究动向，国内学者进行了大量的研究，并在LUCC 的驱动力、生态效应和LUCC 区域模型方面取得丰硕成果，但研究中依然存在不少问题。针对目前研究中存在的问题，今后，我国的LUCC 研究应重点在以下领域着手工作：①要完善LUCC 研究理论体系，只有用科学的理论做指导，研究工作才能做得更深入。而完善LUCC 研究理论体系，不仅是国内LUCC 研究需要解决的问题，也是目前国际LUCC 研究面临的挑战。②要展开宏观、中观和微观多尺度的LUCC 研究，并且加强尺度问题上的综合，既要弄清LUCC 的演变趋势和驱动力因子，又要搞清LUCC 对生态环境产生作用的驱动机制。③要努力构建可在不同研究尺度和更多区域案例研究中普适性的LUCC 模型。根据不同的区域LUCC 模型作出的LUCC 预测，缺乏区域可比性。构建综合性、普适性的LUCC 模型，对于区域间LUCC 研究成果的衔接和对比都是非常必要的。[6]
我国有世界上最悠久的土地利用历史和最丰富的土地类型，在全球土地利用/土地覆盖变化研究中的地位独一无二。我国的LUCC 研究应建立与国际研究相接轨的全国统一的研究框架；结合中国的实际情况，建立完整的理论体系；选择一些有代表性的、问题突出的典型地区(如长江三角）作为重点，重视过程机理的定量模拟研究，使我国的LUCC 研究向更深、更广的方向发展。
参考文献：
[1]王静. 必须要重视土地科学前沿研究. 中国土地勘测规划院实验室.2007-11
[2]侯鹏程. 土地利用变化研究进展. 国土资源政策法律网. 2009-9-18
[3]陈百明. 试论中国土地利用和土地覆被变化及其人类驱动力研究[J].自然资源,1997,(2): 31-36
[4]曹银贵, 周伟, 程烨, 许宁, 郝银. 土地利用变化研究现状. 浙江林学院学报, 2007，24(5)：633—637
[5]唐华俊, 吴文斌, 杨鹏, 陈佑启,PeterH ．Verburg. 土地利用/土地覆被变化(LUCC)模型研究进展. 地理学报, 2009,64(4):456-468
[6]刘虹. 土地利用变化研究及展望. 科技信息
土地利用变化研究进展
“人类活动作为主导因素所导致的土地利用与土地覆盖变化（LUCC ）通过地球生物物理过程影响全球气候变化的研究，没有得到应有的重视，这不利于科学界为制定全球变化策略提供全面系统的科学支撑。”
2010月10月21日，在京召开的国家“973”计划全球变化研究重大科学研究计划“大尺度土地利用变化对全球气候的影响”项目启动会上，项目首席科学家、中国科学院地理资源所研究员刘纪远作上述表示。该项目是“973”全球变化重大科学研究计划于2010年正式启动的19个项目之一。
目前土地利用变化的研究是土地科学领域的热点，也是重要组成部分。土地利用变化研究是伴随全球环境变化研究而逐渐开展起来的，90年代初，两大国际组织IGBP 和IHDP 都把土地利用变化作为全球环境变化的核心内容，制订了LUCC 等研究计划。2002年，IGBP （国际地圈与生物圈计划）和IHDP （全球环境变化的人文因素计划）两大国际组织对以往IGBP 和IHDP 的研究计划进行了总结，将从前的LUCC （土地利用土地覆盖）计划和GCTE （陆地生态系统全球变化）计划进行整合，提出了今后10年的土地计划，并提出了土地变化科学（Land Change Science）概念。[1]
一、土地利用变化的概念及研究意义
土地利用是指人类有目的地开发利用土地资源的一切活动，如农业用地、工业用地、交通用地、居住用地等都是土地利用的概念；而土地覆盖则是指地表自然形成的或者人为引起的覆盖状况，如森林、草地、房屋、水泥及沥青路面等为土地覆盖。土地利用与土地覆盖有着密切的关系，可以理解为事物的两个方面，其中一个是发生在地球表面的过程，另一个则是各种地表过程（包括土地利用）的产物。无论是在全球的尺度还是国家或者区域的尺度上，土地利用的变化在不断地导致土地覆盖的加速变化。总之，土地利用和土地覆盖是两个既有密切联系又有本质区别的重要概念。土地利用一般是指人类为获取所需要的产品或服务所进行的土地资源利用活动，是人类对土地自然属性的利用方式和利用状况，包含着人类利用土地的目的和意图。
土地利用变化是人类与地球环境进行物质、能量交互作用的重要表现。发生于任何时空尺度，它不仅影响陆地生态系统的地理分布格局及其生产力，客观反映人类改变地球生物化学循环、生态系统的结构和功能及产品和服务的供应，而且还再现了陆地表面的时空变化过程。
LUCC 由于影响到了人类生存与发展的自然基础，如气候、土壤、植被、水资源与生物多样性等，影响到地球生物化学圈层的结构、功能以及地球系统能量与物质循环等方面，与全球的气候变化、生物多样性的减少、生态环境演变以及人类与环境之间相互作用的可持续性等密切相关。而且土地利用与土地覆盖作为一种人类的社会经济活动，也是人类对全球变化所做出的反应的一种方式。总而言之，土地利用与土地覆盖变化是所有与可持续发展相关问题的核心，可以说是“可持续发展理论”的开拓计划，土地利用与土地覆盖变化的作用是全球变化的关键，是自然与人文科学领域的“桥梁工程”。[2]
二、土地利用变化研究内容
1 土地利用数量变化研究
区域土地利用变化包括土地利用类型的面积变化、空间变化和质量变化。面积变化首先反映在不同类型的总量变化上，通过分析土地利用类型的总量变化，可了解土地利用变化总的态势和土地利用结构的变化。目前土地利用的数量变化的指标有：土地利用变化的幅度、土地利用变化的速度和土地变化的区域差异。通过各地类之间的转化，得出土地利用的转化矩阵。
2 驱动力研究
有关土地利用／覆被变化驱动力的研究是探索土地利用／覆被变化驱动机制的核心问题，驱动力通常分为生物物理和社会经济两大类。生物物理驱动力包括自然环境的特征和过程，而社会经济驱动力则包括人口变化、贫富状况、技术进步、经济增长、政治经济结构以及价值观念等。有的时候驱动力与被观察的土地利用变化在空间或时间上相差甚远，经常涉及到宏观经济政策的转变和变化，很难预测。在区域LUCC 主要驱动力比较方面，目前较为一致的意见是：自然因素在很大程度上决定了高原、山地等自然条件复杂地区的土地利用状况，而经济发展、人口增长及政策等是影响人类扰动强烈、开发历史悠久而较少受自然条件约束地区的主要因素。
2.1生物物理驱动力
对于区域性的土地利用/覆被变化研究而言，生物物理方面的驱动力对土地变化的影响在一个比较短的时间段内是比较小的，通常也是不显著的。石瑞香的研究表明，自然（气候）因素并未构成样带上近年来土地利用（尤其是耕地）变化的主要驱动力。但是并不是没有影响的。邹亚荣在中国农牧交错区土地利用变化的研究中表明，青藏高原的上升是晚新生代北半球气候变化的重要驱动力，这样引起了我国北方气候的干旱，这样对我国农牧交错区的形成，特别是对东部草地变化产生了影响。
2.2社会经济驱动力
土地利用是社会的一面镜子。土地利用变化能够很好地反映社会经济发展的历程。土地资源条件虽是土地利用结构形成的决定性因素(基础因素) ，但是对于人类活动而言，这种变化是缓慢的，ElenaG.Irwin 认为人类活动是引起土地利用变化的一个主要成分，因此分析社会经济因素对土地利用变化的作用摆在首要的位置。陈百明认为在社会经济驱动力方面，土地利用变化与人口增长之间有明显的联系，但同时这一变化与技术进步、富裕程度、经济状况, 以至文化、宗教、军事等之间也能找到一定的相关关系。[3]并且大部分的案例研究都突出了政策对土地利用变化的重要作用，例如京都草案这一国际性的环境政策将对未来的土地利用变化产生深远的影响。 [4]
3 土地利用／土地覆被变化(LUCC)模型研究进展
人类一环境系统是地球表层人类活动与地理环境相互作用形成的开放的复杂巨系统。LUCC 模型就是对这一复杂系统的一种抽象或有意义的比喻。它将土地变化系统中的现实问题归结为相应的数学问题，并在此基础上利用数学的概念、方法和理论进行深人的分析和研究。从而从定性或定量的角度来刻画实际问题。并为解决现实问题提供数据或可靠的指导。LUCC 模型作为一种认知和学习工具，有助于人们了解、认识和解释土地系统的动态变化规律和特征。
目前LUCC 模型具有以下特点：
①LUCC 模型的功能和作用呈现多样化趋势，是了解、认识和解释土地利用系统的动态变化特征、过程和效应的有效工具，可以服务于土地利用管理和政策的制订。
②模型的核心内容是研究LUCC 时空变化格局。模型发展正经历从单一的非空间模型向非空间模型和空间模型融合的演进过程。但多数模型只重视空间变化机制研究，而对时间机制考虑不足。
③反馈机制是LUCC 系统的一个重要特征，现有模型在反馈机制方面的研究尚十分薄弱。研究不同时空尺度的反馈机制必将是未来LUCC 模型的新焦点。
④LUCC 研究本质上是“人类一环境”关系研究。以往模型多为局部均衡分析模型，未来LUCC 模型发展趋向应从系统观和整体观角度来综合考虑“人类一环境”相互作用机制，这也是LUCC 模型的最高更次的科学难点问题。
⑤多尺度、多层次的综合研究是LUCC 模型的必然要求，模型空间尺度已经从早期的单一空间尺度转变到现今的多空间尺度，但尺度推移仍是模型研究中值得深入探讨的问题。
⑥尽管LUCC 模型验证方法趋于多元化，但目前还没有一个模型验证的统一标准和规范。参考数据的不足也大大限制了模型验证效果。如何对LUCC 模型的可靠性和科学性进行合理验证始终是LUCC 模型所面临的关键挑战之一。[5]
三、国内研究展望
跟踪国际LUCC 研究动向，国内学者进行了大量的研究，并在LUCC 的驱动力、生态效应和LUCC 区域模型方面取得丰硕成果，但研究中依然存在不少问题。针对目前研究中存在的问题，今后，我国的LUCC 研究应重点在以下领域着手工作：①要完善LUCC 研究理论体系，只有用科学的理论做指导，研究工作才能做得更深入。而完善LUCC 研究理论体系，不仅是国内LUCC 研究需要解决的问题，也是目前国际LUCC 研究面临的挑战。②要展开宏观、中观和微观多尺度的LUCC 研究，并且加强尺度问题上的综合，既要弄清LUCC 的演变趋势和驱动力因子，又要搞清LUCC 对生态环境产生作用的驱动机制。③要努力构建可在不同研究尺度和更多区域案例研究中普适性的LUCC 模型。根据不同的区域LUCC 模型作出的LUCC 预测，缺乏区域可比性。构建综合性、普适性的LUCC 模型，对于区域间LUCC 研究成果的衔接和对比都是非常必要的。[6]
我国有世界上最悠久的土地利用历史和最丰富的土地类型，在全球土地利用/土地覆盖变化研究中的地位独一无二。我国的LUCC 研究应建立与国际研究相接轨的全国统一的研究框架；结合中国的实际情况，建立完整的理论体系；选择一些有代表性的、问题突出的典型地区(如长江三角）作为重点，重视过程机理的定量模拟研究，使我国的LUCC 研究向更深、更广的方向发展。
参考文献：
[1]王静. 必须要重视土地科学前沿研究. 中国土地勘测规划院实验室.2007-11
[2]侯鹏程. 土地利用变化研究进展. 国土资源政策法律网. 2009-9-18
[3]陈百明. 试论中国土地利用和土地覆被变化及其人类驱动力研究[J].自然资源,1997,(2): 31-36
[4]曹银贵, 周伟, 程烨, 许宁, 郝银. 土地利用变化研究现状. 浙江林学院学报, 2007，24(5)：633—637
[5]唐华俊, 吴文斌, 杨鹏, 陈佑启,PeterH ．Verburg. 土地利用/土地覆被变化(LUCC)模型研究进展. 地理学报, 2009,64(4):456-468
[6]刘虹. 土地利用变化研究及展望. 科技信息