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LUCC Land-Use and Land-Cover Change(土地利用/土地覆蓋變化)是IGBP與IHDP(全球變化人文計劃)兩大國際項目合作進行的綱領性交叉科學研究課題,其目的在於提示人類賴以生存的地球環境系統與人類日益發展的生產系統(農業化、工業化/城市化等)之間相互作用的基本過程。

1簡介

中國開展此項研究工作具有得天獨厚的條件,因為中國不僅擁有漫長的農業發展史,更重要的是擁有極其豐富的歷史文獻資料,這是其他國家都無法比擬的。中國歷史地理學在這一研究領域中擁有不可替代的地位,能夠發揮作用,而且應該發揮作用。

2中心問題

國際上1996年通過的LUCC研究計劃以五個中心問題為導向:
LUCC

  LUCC

第一,近三百年來人類利用(human use)導致的土地覆蓋的變化;
第二,人類土地利用發生變化的主要原因;
第三,土地利用的變化在今後50年如何改變土地覆蓋;
第四,人類和生物物理的直接驅動力對特定類型土地利用可持續發展的影響;
第五,全球氣候變化及生物地球化學變化與土地利用與覆蓋之間的相互影響。

3研究重點

目前已確定的有關研究重點是:
①土地覆蓋變化狀況的評估;
②全球土地利用與土地覆蓋變化的建模與預測;
③全球、區域和局地不同空間尺度土地利用和土地覆蓋變化的不同驅動力之間的聯繫;
④數據開發活動與數據信息系統(DIS)。

4大氣環境效應

對氣候的影響
生物物理反饋是由於LUCC導致下墊面性質的改變,如地表反射率、粗糙度、水文循環、及植被覆蓋比例的變化等,引起溫度、濕度、風速及降水發生變化,從而使氣候發生變化。(如城市熱島效應)植被覆蓋與否也對大氣水分含量和對流活動的影響甚大:植被覆蓋的陸面使進入大氣的水汽總量增加,大小尺度的對流活動加強,區域降水增多,而無植被覆蓋的陸面則情況相反。(如沙漠對乾旱氣候的維持與加劇的反饋作用)
生物地球化學反饋通過生態系統結構變化使地面與大氣之間溫室氣體和氣溶膠交換而導致氣候變化。前工業時期,大規模森林砍伐和農業開發造成土地覆蓋變化,植物生物量減少,土壤有機質分解加速,大量的CO2釋放到大氣中。如農業擴張(水稻種植)、城市化過程、森林退化、生物量的燃燒等是CH4的直接來源,濕地和草地也是CH4的重要來源。農業生產活動由於化肥使用量的快速增長,如熱帶亞熱帶地區,N2O釋放量將大大提高,土壤氮循環速率將加快。

5土壤環境效應

隨著人口劇增和社會經濟的不斷發展,不合理的土地利用如森林的砍伐、礦區開採、陡坡開墾及過度放牧等造成土壤質量、生產力的下降,導致土壤退化,如土壤侵蝕(水蝕、風蝕)
刀耕火種導致的熱帶雨林退化

  刀耕火種導致的熱帶雨林退化

、土壤化學退化(土壤污染、鹽鹼化、酸化等)、土壤物理退化(土壤緊實)等。
煤田開採、道路建設等工程若不注意水土保持,也會造成生態環境的惡化。草地的過度使用導致土壤板結,草地質量、生產力低下,易引起草場退化和沙化。

6水環境效應

水資源問題已成為許多國家和地區社會、經濟發展的重要瓶頸,LUCC對水環境的影響主要表現在對水質、水量、水循環的影響上。在人口數量巨大的現代社會,土地開發利用範圍擴大、強度增加,使對水資源需求量急劇增加,許多地方水資源供給極為緊張。此外農業擴張和工業發展也促使水資源需求量增加,農業用水增加了7倍,工業用水增加了20倍。水資源短缺不僅嚴重影響居民的日常生活,威脅工農業生產,還造成河水斷流、海水入侵等的生態環境問題。中國進入90年代來,黃河年年斷流,且斷流時間增長,其一重要原因就是用水量增加。環渤海地區還由於水資源緊缺,地下水超采,地面下沉,造成沿海地區的海水入侵速度和面積不斷擴大。

7生態效應

不同的土地覆蓋類型對應著不同的生態系統結構、群落組成。土地利用變化通過土地覆蓋改變而直接影響生物多樣性、改變水分循環特徵、改變生態系統的結構,進而在不同的尺度上對生態系統的功能產生影響。
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