土地利用与土地覆被变化对区域气候变暖的影响——以黑龙江为例研究综述
摘要：土地是人类生存和发展不可替代的、不可再生的重要物质资源。随着资源、环境和人口问题的日益突出,土地利用/土地覆盖变化(LUCC)研究己成为国际上全球变化研究的前沿和热点课题。在这个大背景下,中国也相应地开展了大量的土地利用/土地覆盖变化研究。文章回顾了这个全球性热点领域所进行的研究；着重综述了土地利用/上地覆盖变化研究中动态信息的获取、动力机制、区域问题研究以及环境效应和对气候变暖的影响几方面所取得的进展,并阐述了未来土地利用/土地覆盖变化研究的发展趋势。
关键词：土地利用；土地覆被；气候变暖；发展趋势
一．前言
自从人类产生以来，就开始了土地利用的历史，尤其是近一个世纪以来,随着人口的增长和技术的进步,人类对土地利用的范围不断扩大、强度不断加剧。目前，地球上1/2到1/3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[1]。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者周期性的经营活动；主要表现为土地用途转移和土地利用集约度的变化，侧重于土地的经济属性。土地覆被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），主要表现为土地质量与类型的变化和土地属性的转变，侧重于土地的自然属性。
由于LUCC研究涉及到自然和人文多方面的问题,在这方面加强自然与人文科学的综合研究已成为两大学科众多学者的共识[2,3]。“国际地圈与生物圈计划”(IGBP)和“全球环境变化的人文领域计划”(IHDP)，于1995年联合提出“土地利用/覆被变化”研究计划,使土地利用变化研究成为全球变化研究的前沿和热点课题。同时，在全球气候变化和环境变化的研究中，土地利用/土地覆盖动态越来越被认为是一个关键二迫切的关键问题，它对于气候变化有着重要的影响。土地利用和土地覆盖变化对气候的作用主要包括两个方面：一是土地利用和土地覆盖的气候效应；二是植被通过对大气的灰尘含量与二氧化碳含量等的作用影响气候。这里主要讨论土地利用和土地覆盖的气候效应，即主要讨论土地利用和土地覆盖的变化对于一地降水和温度的影响。
二．国内研究进展
国内研究者常将土地利用与土地覆被与某一区域的小气候变化联系在一起进行研究。
庄元（2018年）以半干旱区呼包鄂地区为例，借助RS、GIS、SPSS技术，开展城市地表空间扩张，城市地表覆盖结构、城市地表覆盖组分三个层次研究，探讨城市地表温度时空演化规律，揭示了城市群地区城市化过程的热环境效应，从城市地表覆盖角度提出改善地表环境的调控对策[4]；李丹通过对浙江省苕溪流域1985到2015年三十年间的土地利用/覆盖变化和气候变化，模拟再现流域水文、水质的动态演变过程，预测未来土地利用/覆盖的演变和流域水文（蒸发、流量）、气候（温度）、水质的变化[5]；武利阳、左宏超等人基于3期土地利用和植被覆盖度资料、高分辨率的驱动场、马赛克的土地利用处理方式，采用区域气候天气研究与预报模式,设计两类试验研究中国土地利用和植被覆盖度变化对区域气候的影响[6]；陈海山、李兴等人基于最新的遥感资料，采用新的区域气候模式RegCM4.0,探讨了1990年至2010年中国LUCC对区域气候的影响，结果表明，中国区域LUCC使得局地气温和日较差发生了显著改变，而降水及低层环流场变化不显著，LUCC的影响存在季节性差异,其中,夏秋季响应程度较大且主要体现在边界层内[7]；张博、陈垂欲等人为探讨三江平原植被覆盖度对气候变化和土地利用变化的响应特征，利用像元二分模型将2000~2014年逐月MODIS卫星遥感影像(NDVI)数据转换为相应的植被覆盖度数据,结合同期气象数据及2000、2005、2014年三期土地利用数据，借助ARCGIS工具,在土地利用未发生变化区域，采用偏相关分析和逐步回归分析方法，分析了气候变化对植被覆盖度的影响，并通过统计分析和矩阵运算，对不同土地利用类型转化方式下植被覆盖度的响应变化进行了量化。结果表明,三江平原植被长势整体较好，多年平均最大植被覆盖度为0.89；植被覆盖度与气温存在极显著的相关关系(Plt;0.01)，较降水而言，气温是影响植被覆盖度的主导因子，其中7月份的温度对植被覆盖度的影响最大；不同土地利用类型间存在明显的相互转化，导致相应区域植被覆盖度发生变化[8]；龚天宇、邵全琴等人基于我国南方六省国家气象台站历史气象资料、1∶10万土地利用/覆被数据和NCEP再分析气温资料,通过比较气温变化在不同观测环境气象站之间的差异，分析中国南方三种主要土地利用/覆被类型对气温趋势的影响[9]；张鹏飞通过应用3S技术，利用2000-2013年的遥感数据和SPOTVEGETATIONNDVI多时间序列遥感数据研究了鄂尔多斯市土地利用变化和植被覆盖动态变化，并分析不同植被类型的NDVI变化特点，同时采用气候数据探讨了温度和降雨量对植被NDVI变化的影响,最后通过分析城镇化水平与植被变化特征的关系，寻找城市发展与自然环境间的关系，为推进地区可持续发展提出对策建议[10]；
三．国外研究进展
HuaWenJian等人研究采用NCAR大气模型(CAM4.0)对T进行研究气候背景对LUCC影响的重要性。基于背景气候的差异，1850年和现在的温室气体浓度表明Co通过估计与LUCC相关的辐射强度，分别为0.54°C/(W/m2)和0.26°C/(W/m2)，对气候敏感性进行了任意的变化。故背景气候在LUCC的区域影响中，特别是在高纬度地区，似乎起着重要的作用，此外，全球变暖主要影响中纬度地区的积雪反照率，而全球变暖引起的降水区域差异是热带和亚热带对LUCC的不同气候响应的原因[11]；LiuJiYuan、ShaoQuanQin等人认为关于理解人类活动对全球气候的影响的关键科学问题必须解决，包括：（1）什么是基本的科学范畴，中国和比较国家的空间和时间变化CTS？（2）如何理解人类活动与气候变化的耦合驱动机制去预测未来的情景？（3）气候变化对陆地表面生物物理过程以及气候的影响有哪些科学机制？（4）如何通过估算捐款而影响陆地表面的生物物理过程来应对气候变化？通过国际比较，揭示了气候变化在地方、区域和全球范围内对气候变化的影响[12]；J.S.PAL,F.GIORGI.等人通过在ERA40重新分析的数据中，采用区域气候模型(RegCM3)来研究中国土地利用变化的气候效应[13]。
目前存在的问题
研究者们通过采用各种方法以及借助各种软件建立模型，将土地利用与土地覆被变化对区域气候变暖的影响进行探讨与研究，但是到目前为止，依然存在一些问题：
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