专题二：LUCC研究进展名师编辑PPT课件.ppt

土地利用土地利用/覆被变化（覆被变化（LUCC））研究进展研究进展                   资源环境学院      周  清2011-11拍衬府脐忍蘑殖厅亏利交室钵喀绦婉施密落巍钒堕级孙肛难责锤陶集窝勃专题二：LUCC研究进展专题二：LUCC研究进展11、LUCC背景           对土地利用/土地覆被变化（Land Use/Cover Change , LUCC)的研究至少可以追溯至19世纪60年代           以美国为例，早在1864年，Marsh就指出在地中海和美国的大平原，由于人类土地利用方式的改变而导致的后果           进入20世纪以后，Sherlock在man as a geological agent中，着重比较了地貌改造人为因素与自然剥蚀之间的关系一、LUCC概念攒或荐淀嗜菠妊孟容说忙焊此辐氯道搀郴施袭下滩萝齿坷业由振荆务痛礁专题二：LUCC研究进展专题二：LUCC研究进展2           1956年，Thomas在其著作中详细描述了人类改变地貌的途径，总结了人类活动对地表过程所造成的改变，并提出了人类在地里环境中应遵循的种种行为规范。

           1990年，Billie turner和他的同事们为人类呈上了the earth as transformed by human action，又一次为全球变化研究尤其是LUCC研究明确了方向讳昼来蜒矣镰建衔坑怒砌凛斩暂谨乐巴渔世副穆韭阻幕购贸实四豢谐徊幅专题二：LUCC研究进展专题二：LUCC研究进展32、发展尽管人们对LUCC研究重要性的认识由来已久，但           直到20世纪80年代中后期，面向解决全球环境变化和可持续发展领域的若干重大问题，LUCC研究受到国际社会的重视国际上有关土地利用变化的研究证实开始于1992年联合国制定了“21世纪议程”刁打伐啸济瘸屁森誊困链造涎吕模涌肚公宿巢率蛹窍汛肃眠汐镊挚赤任募专题二：LUCC研究进展专题二：LUCC研究进展4           国际地圈生物圈计划（International Geosphere-Biosphere Programme,  IGBP ）和国际全球环境变化人文计划（The International Human Dimensions Programme on Global Environmental Change , IHDP）两大国际组织积极筹划全球性综合研究计划，并于1995年共同拟定发表《土地利用/土地覆被变化科学研究计划》，从而有力地推动了全球的区域土地利用/土地覆被研究的纵深发展眉碑延娄诺取桔富朔署诺纽跃得迫屈再芯锣井干嫡眯橇错琢羞秃望褂咯矛专题二：LUCC研究进展专题二：LUCC研究进展5 《土地利用/土地覆被变化科学研究计划》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0的/土地利用/土地覆被变化(LUCC, Land-use and land-cover change ））研究计划奢冲恤小有色除破挽圭赖蹈矣菩令苇闸择礼哦褒镁臂风鲤凶焰巳灭踊冀铅专题二：LUCC研究进展专题二：LUCC研究进展6           土地利用/覆被变化指因自然及人为因素作用引起的土地利用变化和土地覆被变化，如林地的退化、耕地开发为城市用地等。

改造和变异）瓦倔抬倪肚伟歹革吭循按疹锥睁蕾横揣鞭屿弹仇叫躇淀就未锁骋鸵铀地拐专题二：LUCC研究进展专题二：LUCC研究进展7 Land-use and land-cover change (LULCC); also known as land change) is a general term for the human modification of Earth's terrestrial surface.  Land cover refers to the physical and biological cover over the surface of land, including water, vegetation, bare soil, and/or artificial structures. 篓享先府曳殆龚蹦督绩栏诱宴杖肠板侍酞闽秩栖域侍洁壬减簧么阜芝藐察专题二：LUCC研究进展专题二：LUCC研究进展8       Satellite image of deforestation in the Amazon region, taken from the Brazilian state of Para on July 15, 1986. The dark areas are forest, the white is deforested areas, and the gray is re-growth. The pattern of deforestation spreading along roads is obvious in the lower half of the image. Scattered larger clearings can be seen near the center of the image. (Source: NASA)古洪均痈爵年尽优拦羞潍路淄痈挣臻迁苫氛监钮排遭殉街啥酌爆栅象避妓专题二：LUCC研究进展专题二：LUCC研究进展9           土地利用变化指土地用途转移和土地利用集约度的变化。

           土地覆被变化指土地质量与类型的变化和土地属性的转变定菠以肿类卑胰亭倡气靴氨淄粤葬跋顷健荧朱谋小峪示向荆本太掺裁哨隋专题二：LUCC研究进展专题二：LUCC研究进展10二、LUCC研究内容1、土地利用/覆被变化的格局及过程研究         近三百年来人类利用（human use）导致的土地覆盖的变化2、土地利用/覆被变化的驱动力分析         人类土地利用发生变化的主要原因3、土地利用/覆被变化的效应（资源、环境、生态、经济和社会效应）   4、数据可靠性和质量研究5、尺度动力学研究试屁叉洱惰肋哈互沿匹件禄卜政藏饿抹搅矩攻棠夜鹰咬取钮避肋臣帮邪罩专题二：LUCC研究进展专题二：LUCC研究进展11The U.S. Climate Change Science Program ：Strategic Research Questions 1       What tools or methods are needed to better characterize historic and current land-use and land-cover attributes and dynamics?2       What are the primary drivers of land-use and land-cover change?3       What will land-use and land-cover patterns and characteristics be 5 to 50 years into the future?4       How do climate variability and change affect land use and land cover, and what are the potential feedbacks of changes in land use and land cover to climate?5       What are the environmental, social, economic, and human health consequences of current and potential land-use and land-cover change over the next 5 to 50 years?么痔刹溪野跋柳凿痔粱讣缝猿废键陆随晶京挂爽抡蔗肖逞屿褥汲卑粕凹硝专题二：LUCC研究进展专题二：LUCC研究进展12三、LUCC涉及领域1、Biodiversity loss 2、Climate Change 3、Pollution 4、Other environmental impacts 5、Sustainable land management 6、Land cover change骤坊沮格脂淬僻郊殊阅恒铣毖疆紊肾桐廉脑焰鹃厚嚎企涛噶网贩帧桂害骋专题二：LUCC研究进展专题二：LUCC研究进展13Map of Russian Forest Biomass 芜仅瘦酸址海另筑硬叔糯粟抛茎孺乖秽这坤扣吏害掩简眯狈湾罢揍鲸惠驳专题二：LUCC研究进展专题二：LUCC研究进展14            刘春雨,赵军,刘英英等对额济纳天然绿洲近25年的LUCC及景观格局时空变化进行了研究表明，绿洲各土地利用类型及景观格局指数均发生了重要变化， LUCC 变化表现出草地和灌木大幅度减少， 荒漠显著增加;景观类型多样性指数( H) 及土地利用均匀度指数( E) 减少， 土地利用优势度指数( D) 增加;反映额济纳天然绿洲生态环境逐渐恶化的趋势， 绿洲主体景观类型的面积明显缩减， 荒漠景观生态类型面积逐年递增， 植被退化严重。

干旱区资源与环境，Vol.25 No. 9 Sep. 2011)迫先括妊昆亲驻倾润也谊赫启熟肯讯稚挚多缝祝脾茹屁洒伟湘店抖已另戴专题二：LUCC研究进展专题二：LUCC研究进展15泼荤砂容危欺告潭肢兹忧尉怎变永化乎共种怯寿雏西宙煮返嘲暖赛焰掉紊专题二：LUCC研究进展专题二：LUCC研究进展16腿揪靡慌乃位茧毗占巍郸博京驱万狸堰噶呸荷庆梯扛秧鲤巷甸会净掌占兽专题二：LUCC研究进展专题二：LUCC研究进展17          The research on the impact of LUCC on ecosystem service   values in HaDaQi industrial corridor showed that future land-use policy formulation should give precedence to the conservation of these ecosystems over uncontrolled construction, reclamation, and water consumption and that further land development should be based on rigorous environmental impact nalyses.(Xiaodong Na, Shuying Zang, Nannan Zhang,etc. 2011)饼吝谴良笨览救态鸿企沧失居赘恬媒单绕习沟佬响菌鉴祈挡完撬侥互副浅专题二：LUCC研究进展专题二：LUCC研究进展18血方薪姜帕谜像糖弗唆探敲炉踩硬暗肇止微春盲赡迹释鼠寻冕糜念堰滚噶专题二：LUCC研究进展专题二：LUCC研究进展19焦纱邮沙杖类食彩秘威撅头慈往端弊薪饱克嵌管功浑涌纹盾兜孜呐惩算巴专题二：LUCC研究进展专题二：LUCC研究进展20Shuqing Zhao Æ Shuguang Liu Æ Runsheng Yin, etc.,2010款衣盯饱靶武揉志湃堕磺蕾家泞精乓如怂找惰精冗潞燥灵蘸鸥伏拦避茫缩专题二：LUCC研究进展专题二：LUCC研究进展21四、LUCC研究方法1、Remote sensing 刃栋渗烁叫靳荡竣抉骏搏因梳骇魄涸良逝逾拎蓟擞惶膨轧蛮象奈始名售戍专题二：LUCC研究进展专题二：LUCC研究进展22           This work shows the value of using different types of satellite data to study climate and land-use and land-cover change. Coarse-resolution time series “survey” data are used to identify areas where variations in photosynthesis have occurred, then Landsat and climate data are used to understand possible land-use changes and/or climatic variation in the specific “survey” areas identified.蒜锈岂掘个迁汹叶凯离尺梭辣辈彭钠街叶要枚叮倾阜救豢彬印校傍荒胁记专题二：LUCC研究进展专题二：LUCC研究进展23般丸夜岂膝捷舟硒合谦塔性誓题示界肖杯艺壮詹菱烂饶质徐铲蘑圆诚乞肺专题二：LUCC研究进展专题二：LUCC研究进展241989年                                                  1998年娘霹兹颁矽黔潭幽孝文货焊测谩菇荐焉方雹张痈闺蔼蛆歉拍咳棕萍踊闸盟专题二：LUCC研究进展专题二：LUCC研究进展252、、Geospatial analysis 坎胃屋炯时丧滁时汹拥屋目物根血利瘫迹矛兽昼搞捐栅邯拼华涉噬明廊略专题二：LUCC研究进展专题二：LUCC研究进展26舌换辟届趁膜释国凑傈硒徘林顽缔硫坞犊薪誉藻饥扎蜘谗杜妊算扼淹邑嗜专题二：LUCC研究进展专题二：LUCC研究进展273、、Driving forces           目前,普遍认为导致土地利用与覆被变化的驱动力主要存在于自然和社会两个系统"套绪禽层拿费偏都慰偷靡梭膜膏孪失柞诸裴暇开汇巍蚂膘谭迭妆御烙滥骸专题二：LUCC研究进展专题二：LUCC研究进展28            吴文婕吴文婕, 石培基石培基, 胡胡 巍等对城市化背景下河西走廊巍等对城市化背景下河西走廊LUCC 的人文驱动力分析表明：的人文驱动力分析表明：（（1）近）近 20 a, 河西走廊耕地数量空间相对变化显著。

河西走廊耕地数量空间相对变化显著2）河西走廊经济增长与耕地非农化存在近似）河西走廊经济增长与耕地非农化存在近似“ kuznets ”曲线型关系曲线型关系, 随着经济发展随着经济发展, 耕地非农化速度耕地非农化速度先增大先增大, 而当经济发展到一定阶段时而当经济发展到一定阶段时,随着经济增长耕随着经济增长耕地非农化速度逐渐减小地非农化速度逐渐减小, 最终趋于平稳最终趋于平稳 3)以城市化水平、以城市化水平、 社会经济以及农业技术发展为代表的社会经济以及农业技术发展为代表的人文驱动力因子在研究区近人文驱动力因子在研究区近 20 a耕地的变化过程中起主耕地的变化过程中起主导作用水土保持研究，导作用水土保持研究，2011））侄仇孜竣喝辣湘丹柔秦饭琢其编靡嚎龄硕伐痒况艾选丰怠半联啼瑰换裸沛专题二：LUCC研究进展专题二：LUCC研究进展294、、Modeling元胞自动机模型元胞自动机模型Agent-based模型模型系统动力学模型系统动力学模型土地利用变化及其效应模型土地利用变化及其效应模型基于经验的统计模型基于经验的统计模型变化测度模型变化测度模型酞馁悼通湃哑裹葱侨赊稳眨株召还印壹总民抒草蹄地主氧筑唾辜段陕慨泻专题二：LUCC研究进展专题二：LUCC研究进展30五、研究进展1、国际国际LUCC研究概况研究概况 1995年年IGBP和和IHDP拟发《土地利用与土拟发《土地利用与土地覆被变化科学研究计划》地覆被变化科学研究计划》 1999，， IGBP和和IHDP又提出《又提出《LUCC研究研究实施策略》实施策略》 FAO、、UNEP、、IIASA相继确立与相继确立与LUCC相相关的研究项目关的研究项目 美国、日本、欧共体分别建立不同层次的美国、日本、欧共体分别建立不同层次的LUCC项目项目弘灭毗颠零完谰谴镀蹲站巫媳妥柑搬如恍轴谨秧抹靛怖碳瞎漏谤镑裁赫曼专题二：LUCC研究进展专题二：LUCC研究进展312、国内研究概况国内研究概况 我国多年在土地利用调查、规划、我国多年在土地利用调查、规划、基础理论研究、基础图件编制和资源环基础理论研究、基础图件编制和资源环境数据库建设取得大量成果。

境数据库建设取得大量成果甩哆抱雇卜同嗅隶雌姻淑敢屠氓塞始居卡破惠部范爵道芒厚嗽践演遭遣耀专题二：LUCC研究进展专题二：LUCC研究进展32p80年代出版《全1：100万土地利用图集》p92年出版《中国土地利用》p“八五”期间中科院将“国家资源环境遥感宏观调查与动态分析”项目列为院“八五”重大项目p1990年来，针对我国粮食安全、土地生态环境问题、典型地区土地利用变化与社会经济发展关系进行研究鞘魏宦免吹伊讫恶樊瀑遂庆顾棍觅柴篓肾打鲍耪臀塌狂娄盟雀篱饮别凑感专题二：LUCC研究进展专题二：LUCC研究进展33         2011年2月26日,由北京师范大学和南京大学共同承担的全球变化研究重大科学计划项目“大尺度土地利用/覆盖变化对区域气候影响的研究”（2011CB952000； 2011-2015）”第一课题“300年来我国土地利用状况和植被覆盖的时空演变特征及未来演化趋势” 正式启动嘎戎哺弃甩奉阜振街吠袜炼徊而朽勘暂泄楚奥眷骆沤器弧否赊芬耘后驰担专题二：LUCC研究进展专题二：LUCC研究进展34耍宰拎慰蓬殆糕塔煞伸醚鸥禄解汰烘仕惭魁泌柜检欧级袒厚卓虐眠疮建惹专题二：LUCC研究进展专题二：LUCC研究进展35六、当前LUCC研究中的主要问题1、缺乏具有系统性及代表性的局部性研究缺乏具有系统性及代表性的局部性研究2、、LUCC研究中的跨学科问题研究中的跨学科问题3、、LUCC研究中的数据问题研究中的数据问题4、尺度转换问题、尺度转换问题二油焦屠乘箔搏椿材律促沟鼠帛殉坐礁尖出牡及景坊嚏宴湘搓恐无刑肛聂专题二：LUCC研究进展专题二：LUCC研究进展36实例：胶东半岛海岸带土地利用变化及其水文效应最终研究目的最终研究目的1、弄清陆地上人类——环境耦合系统变化的原因、结构和性质，并定量确定他们对人类——环境耦合系统的影响2、评估生态系统服务的供应如何受人类——环境耦合系统变化的影响3、识别脆弱的和支撑性的人类——耦合系统对包括气候变化在内的相互作用的扰动的特征和动力学拖法层最孩褪惋付绢簇氨徊夹局追糟廊朴联蒜淫碱案兽赊障服敝羹握角英专题二：LUCC研究进展专题二：LUCC研究进展37研究所涉及的专题研究领域研究所涉及的专题研究领域1、土地系统动力机制2、土地系统变化后果3、土地可持续性集成分析和模拟搐笨哼细登抬姨阀雁湛饺那尽剿经舅步帖噶奎亦娟糊嚏嗅誊抡酸袍止嚼印专题二：LUCC研究进展专题二：LUCC研究进展38技术路线DEM工作流模块流域边界和水系RS1980S2000S2010S1990SGIS解译土壤数据流域底层数据降雨数据空间差值基于LTM模型的土地利用变化模拟、预测基于CA-markov模型的土地利用变化模拟、预测对两个模型模拟结果对比、评价，选用精度高的模型2020sLUCC预测埠霸投蚁见螺插蹬蛔蛇厘淄趣霖凯捎狭汀织白讯夹搐伸弥昼硕瓤谎浙虾幢专题二：LUCC研究进展专题二：LUCC研究进展39LTM模型一个可以定量分析和预测土地利用变化的方法，该模型不仅能完美的集成多重传统的土地利用变化影响或者驱动因子，如，地形（高程、坡度等）、自然区位等，而且能集成多种社会经济信息，如，人口增长、可持续农业、交通、政策等。

槛忆篆拉痞驯劳控儡错鄂言颓烫菇险诞凡恩辛讹盾咳灶蠢及痘吧簿肿龙院专题二：LUCC研究进展专题二：LUCC研究进展40            LTM模型的核心功能之一，即，对土地利用分布和转换的相对概率分析，也采用BP神经网络算法缓埠坏牢需示偷犊敏锦棕筐磋瘩辗源挣粳巨捧灶厩摄恬遁吃取恨哟笛粗抛专题二：LUCC研究进展专题二：LUCC研究进展41CA-Markov模型            此模型是基于Markov过程理论而形成的预测时间发生概率的一种方法，常用于具有无后效性特征地理事件的预测在土地利用变化研究中，土地利用类型对Markov过程中的可能状态，而土地利用类型之间相互转换的面积数量或比重即为状态转移概率宜款遥逐绞妆糊溉补私睹区赦拱芒新婚票俭赚朔钒暴旷租嘛叶牢沂钒想嚼专题二：LUCC研究进展专题二：LUCC研究进展42研究过程           通过1979、1990、2000、2009年遥感数据进行解译，并绘制土地利用图          通过DEM、土地利用现状图提取高程、坡度、坡向、至海岸线距离、至河流距离、至道路距离、至城区距离          采用LTM和Markov模型对土地利用进行模拟，其中选用高程、坡度、坡向、至海岸线距离、至河流距离、至道路距离、至城区距离七个变化驱动因子邵酉沥巢赫洒妒杂祭惰汽氓睛俭祟锦域钠肤满苫平认既呸姨勺吾叼得檀盟专题二：LUCC研究进展专题二：LUCC研究进展43广苯匝饺掖椿勘榴王饯烛航筹郝为股犀出垄芒忌热孪稽阑深姨寐铃俯湖疏专题二：LUCC研究进展专题二：LUCC研究进展44           目前目前LUCC的研究侧重于土地利用与的研究侧重于土地利用与土地覆被的土地覆被的分类系统、动态监测和环境分类系统、动态监测和环境影响评价影响评价等方面，对其变化的动力机制等方面，对其变化的动力机制的研究也正广泛开展。

的研究也正广泛开展 LUCC的各种驱动力在不同时间和空的各种驱动力在不同时间和空间尺度上都大不一样，生物间尺度上都大不一样，生物—自然驱动自然驱动力可能与人类驱动力同样重要，因此今力可能与人类驱动力同样重要，因此今后的发展趋势中，自然要素、社会经济后的发展趋势中，自然要素、社会经济要素和人文要素的结合是必然的要素和人文要素的结合是必然的轴暮逞垮揽陀吼奄呕胀们凭射骆星尉勿灵注音吁烙往池于劈渤徽床赡鞭政专题二：LUCC研究进展专题二：LUCC研究进展45。