土地利用、覆被变化（LUCC）与环境变化关系研究进展

张新荣，刘林萍，方石，姜文超，王金臣

土地利用、覆被变化（LUCC）与环境变化关系研究进展

张新荣1,2，刘林萍1，方石1,2，姜文超1，王金臣1

1. 吉林大学地球科学学院，吉林 长春130061；2. 东北亚生物演化与环境教育部重点实验室，吉林 长春130026

土地利用、覆被变化（LUCC）作为环境变化的主要原因之一，已成为全球变化研究的前沿和热点问题。文章总结了国内外LUCC与环境变化关系的主要研究成果和方法，继而从气候、碳循环、土壤环境、水环境以及生态环境对土地利用方式的限制等方面概括了LUCC与环境变化之间的关系。LUCC通过改变大气成分和下垫面性质对气候造成影响；影响着陆地生态系统的碳循环；改变土壤的理化性质，带来土壤污染、土壤养分迁移等土壤质量问题；并且引起水体的非点源污染，影响区域的产水量和水循环。同时，环境变化对LUCC具有限制作用。不仅通过特定的气候环境直接限制土地的利用方式；还间接通过借助人类生态环境意识的改变，实现对区域土地利用强度与方式的约束。LUCC既是全球环境变化的原因，也是全球环境变化的结果。LUCC与生态环境之间存在着复杂的、非线性的动态反馈关系。进一步探讨了当前LUCC与环境变化关系的主要研究方向和相关研究方法，针对目前存在的缺乏统一的指标体系，研究区域、时空尺度单一，以单要素静态研究为主，实验研究相对薄弱以及动态模拟不够等问题，提出加强跨学科综合交叉研究、注重多尺度探讨LUCC的环境效应、构建一个LUCC环境效应研究的统一指标体系及加强“3S”技术与模拟模型的融合等建议。为寻求更科学更合理的土地利用方式提供了基础信息。

土地利用、覆被变化；气候变化；环境变化；碳循环

土地利用、覆被变化（LUCC-Land Use and Land Cover Change）对全球环境变化有着举足轻重的影响，与全球气候波动、生态系统演变、生物多样性变化等密切相关（陈佑启和杨鹏，2001）。随着全球变化研究的深入，人们认识到土地利用、覆盖变化（LUCC）是造成全球变化的重要原因（摆万奇和柏书琴，1999），因此LUCC正在成为地球系统新的研究重点（王秀兰和包玉海，1999）。LUCC既是全球环境变化的原因，也是全球环境变化的结果。20世纪90年代以来，LUCC研究受到许多国际科学组织的普遍关注，并作为影响全球环境变化的主要驱动因子加以重点研究。具有重大影响力的“国际地圈与生物圈计划”（IGBP）和“全球环境变化人文因素计划”（IHDP）都将LUCC作为自己的核心研究项目（Huang等，1999；Li，1996）。

1 国外、国内研究现状

1.1国外现状

土地利用与生态环境的关系问题，早在工业革命后期就开始引起各国专家的注意。1865年，Marsh在《Man and Nature》一书中科学地论述了土地利用与生态环境之间的依存关系，为土地生态学的建立奠定了理论基础。尔后，苏格兰生物学家和社会学家Goddes，美国森林学家Mackaye等都对土地利用及生态环境之间的相互关系理论做出了重大的贡献。

20世纪初，土地覆被的概念产生以后，土地覆被及其变化作为一个重要的科学问题与全球环境变化研究紧密地结合起来，特别是TurnerⅡ提出的“两类全球变化”思想（即：全球环境的“系统性变化”和“累积性变化”）起了主要作用（Turner II等，1994）。

目前，国外土地利用变化主要研究土地利用变化过程及其驱动力机制和土地覆被变化对环境的影响两个方面（乇智勇，2008）。LUCC核心项目计划委员会成立后，国际组织和一些国家陆续开始了各自的LUCC研究（曹跟小，2009）。近年来，

由于全球环境变化剧烈及由此造成的影响，国际上关于LUCC的研究逐渐深入到探讨到对生态环境效应方面（顾朝林，1999）。如：很多学者（Pielke和Avissar，1990；Stohlgren等，1998；Rasmussen等，1998；Murray和Rogers，1999）对土地利用变化引起的区域气候、土壤、水文、地质等生态因子变化及其对生态系统影响进行了大量研究。

1.2国内现状

随着国际上有关LUCC及其环境效应研究的进展，20世纪90年代起，中国学者紧跟国际研究动态，对区域土地利用引起的生态环境变化也进行了较为深入的研究。众多学者选取生态脆弱区（东北样带、农牧交错带等）和人文、自然驱动力活跃的热点地区（深圳市、北京市等）进行相关研究，并提出合理的土地利用开发方案。通过对具有代表性的地区的土地覆被变化及其环境效应研究，呼应了国际LUCC研究计划，如刘敏等（2010）以我国长江三角洲为例，得出LUCC同水网体系消失紧密相关，同时也是造成河流、湖泊水质等发生变化的主要原因。

随着LUCC研究方法和技术水平的提高，我国LUCC的区域环境效应研究也取得了一定的进展。如郭旭东等（1999）分析了LUCC对区域气候、土壤、水量和水质的影响。以往的研究多集中在对某一环境要素或某些指标的影响（田宇鸣和李新，2006），而对环境效应过程与机理的研究较少。目前，我国LUCC与全球变化关系系统研究时间还不长，主要是通过遥感、野外观测与调查统计数据的模型计算与分析，探讨LUCC的环境效应。

2 LUCC与环境变化关系研究的主要内容

2.1LUCC与全球环境变化的关系

全球（环境）变化，实际上是一种新的人与环境的不协调。如淡水资源缺乏、土地侵蚀和沙化、大气化学成分改变、臭氧层的破坏、全球变暖等等，这些都是可能导致重大灾难的环境变化。

LUCC与全球变化之间存在着密切关系，LUCC既是全球环境变化的原因，也是全球环境变化的结果。LUCC与生态环境之间存在着复杂的、非线性的动态反馈关系。一方面土地利用的变化是生态环境发生改变的主要驱动因子，另一方面，生态环境以土地为载体，由大气、水、环境等组成人类生命环境系统，既给土地利用提供物质能量，又对土地利用产生限制作用。两者在同一地理空间内，耦合成一个多层次地域复合系统，相互影响，协同演化（万利，2009）。

LUCC对全球变化的影响是研究自然与人文过程的理想切入点，已成为全球变化研究的热点领域（张丕远等，1997；史培军等，2006）。环境变化是土地利用结果的累积，这种累积既有时间上的累积，如现在全球性的水土流失是过去人类刀耕火种，对土地资源进行掠夺式利用的后果的累积；也有空间上的累积，即：土地覆被的变化发生在地球上不同的地方，累积起来具有全球意义。虽然小范围区域性的土地利用、覆被变化对地球系统的主要性质的影响可以忽略不计，但这样的变化在时间和空间上不断重复出现，并通过累积效应产生全球规模的重要影响（史培军等，2006）。同时生态环境变化反过来也会制约土地利用方式。

2.2土地利用、覆被变化对气候和大气环境的影响

气候作为生态环境最活跃的因子，是生态环境形成和演化的重要动力（黄方等，2003），也是研究全球变化的重要内容，国内关于LUCC对全球变化影响的研究主要集中在气候方面（史培军等，2003；张新时等，1997；符淙斌等，1992；孙红雨等，1998；周广胜和王玉辉，1999）。LUCC对气候的影响主要表现在大气成分的改变和下垫面性质变化两个方面（图1）。

LUCC可以通过改变大气中温室气体的含量和组成来影响大气质量。不合理的土地利用促使CO2、CH4和N2O等温室气体大量排放到空气中，从而改变了大气的组成成分。全球每年有1/3的CO2、70%的CH4、90%的N2O的排放来自土壤和土地利用、覆被变化（Sumdquist，1998；Sposito和Reginato，1992），由此造成的温室效应反过来又会给影响环境变化。

图1 土地利用、覆被变化对气候环境影响的机制Fig. 1 LUCCʼs Impacts on Chmatic

有关研究表明：在过去的150年中，LUCC导致了大约相当于同期化石燃料向大气中净释放的CO2净通量，成为导致全球CO2释放仅次于化石燃

料燃烧的第二个主要原因，同时使CH4的浓度增加一倍多（Nasrallah等，1987）。LUCC是CH4的直接来源（Cicerone和Oremland，1988；Keith等，1992）。大气中N2O的浓度也有所增长，可能与热带的土地利用变化及农业活动有关（郭东旭等，1999）。N2O可以破坏臭氧层而引起地表辐射的增强。LUCC在所有的N2O来源中占到了80%（张润森等，2013）。LUCC是大气中CH4和N2O浓度增加的最主要原因（Maston和Vitousek，1990；Fung等，1991）。另外，与LUCC有关的生物燃烧使得CO、NO等化学性质活泼的微量气体进人大气，也对大气环境造成一定的影响。据Crutzen和Andreae（1990）估计60%的CO来源于LUCC。

LUCC除影响大气的成分外，还通过改变下垫面性质，即由于地表反射率、粗糙度、植被叶面积以及植被覆盖比例的变化引起温度、湿度、风速以及降水发生变化，由此引起局地与区域气候变化（田宇鸣和李新，2006）。土地覆被还通过影响净辐射、显热和潜热比，以及降雨在土壤水、蒸散和径流中的分配而影响区域气候（Foley等，2005）。其中，城市热岛效应是土地利用变化影响区域气候的最典型的例子。城区建筑面积的增加、建筑密度的增大和绿地面积的减少等，使得地表蒸发冷却降低而储存的热量增多，从而加剧了城市空气产生热岛效应（Stathopoulou和Cartalis，2007）。

目前关于LUCC对气候影响的研究，主要借助全球或区域气候模式进行数值模拟试验研究。但由于缺乏综合模型、缺乏数据以及数据的不可靠性，关于LUCC对气候的影响，目前只能作粗略的估算（施明乐，2004）。尽管许多学者已经研究了LUCC的影响，但是因为中国区域土地利用的多样性变化，尤其是农业的变化，导致这些对中国气候系统有影响的相关数据仍然很少。目前大面积热带森林砍伐造成的影响方面，已经取得了一定的进展。需要进一步的结合气候模型来深入研究（Dong等，2013）。

2.3LUCC对碳循环的影响

LUCC是影响陆地生态系统碳循环的关键驱动因素，全球范围内LUCC造成大量CO2释放到大气中。不同的土地覆被格局造成的碳释放量不同（陈广生和田汉勤，2007）。森林砍伐、森林转化为农田或草地、森林和草地的退化、城市用地增加等土地利用、覆盖类型的改变都可能导致陆地生态系统碳释放量增加，而退更换林还草等工程的实施会导致陆地生态系统碳释放量增加。全球的碳有46%贮存在森林，23%贮存在热带及温带草原，其余贮存在耕地、湿地、冻原、高山草地及沙漠半沙漠中（周广胜，2003）。不同的土地利用方式改变了地表植被和土壤的分布，导致CO2释放量与吸收量的变化，即改变了自然碳源和碳汇（梅西，2008）。表1给出了LUCC对陆地生态系统碳收支平衡影响的估计量。

尽管LUCC及其相关过程与生态系统碳循环的关系已经比较清楚，但是如何量化两者之间的关系还存在很多不确定性。目前的量化过程主要是利用经验数据来实现的，机理性不强，使得对LUCC造成的陆地生态系统CO2释放量的估测差异很大。除了进一步加强长期定位研究以获得LUCC与生态系统碳循环过程的定量关系外，LUCC模型与植被动态模型、生态系统过程模型的耦合也是今后模型发展的主要方向之一。今后在模型中耦合管理措施来研究LUCC过程对生态系统碳循环的影响是未来几年的工作重点（周广胜，2003）。

表1 LUCC对陆地生态系统碳收支平衡影响的估计Table 1 Estimates on the effects of LUCC on terrestrial carbon balance

2.4LUCC对土壤环境影响

在全球变化中，土壤环境不仅受LUCC的影响而发生变化，土壤环境反过来又对LUCC产生作用。LUCC对土壤环境的影响主要表现为不合理的土地利用方式，造成土壤理化性质变化（如土壤侵蚀、

土壤板结等）、土壤污染和土壤养分的迁移，从而使土壤质量发生变化导致土地退化（表2）。目前关于LUCC对土壤环境影响的研究主要集中在土地退化方面。其中，土壤侵蚀、土地沙化、水土流失、盐渍化、土壤肥力的丧失等是土地退化的几种主要形式。

表2 LUCC对土壤质量的影响Table 2 LUCCʼs impacts on the soil quality

森林的破坏、过度放牧以及农业的不合理利用土地等动因带来的土地利用、覆被变化会造成了全球范围内的土壤侵蚀和土地沙化，甚至对土地荒漠化也有一定的影响。由于过度开垦、过度放牧和过度砍伐，导致了我国北部、西部、农牧交错地带严重的土壤沙漠化。LUCC对径流的产生和土壤侵蚀有重要影响（朱连奇等，2003），植被的覆盖度的变化直接影响着径流系数和土壤侵蚀模数。LUCC对荒漠化也有一定的影响（查勇等，1997）。

LUCC会造成土壤污染，Motelay-Massei等（2004）对法国Seine River盆地土壤中的多氯联苯（PCBs）、多环芳烃（PAHs）等有毒有机污染物的空间分布特征的研究表明，城市土壤中的含量显著高于农业土壤。在东南部经济发达区，对上海崇明岛不同土地利用方式下土壤污染的分析发现，工业区土壤重金属Cu、Cr、Pb全量最高，而湿地最低（靳治国等，2009）。

LUCC会造成土壤养分迁移，水土流失使土壤养分流失的主要途径。根据Peter和Correcl（1984）对N、P、C流失进行了分析，发现在自然植被及其土壤系统的营养循环能力远远强于玉米地，N的循环在河边林地中（89%）远远高于耕地中（8%），P也有类似的调查结果。世界范围内，由于土地覆盖变化而引起的土壤损失和退化以及沉积物运输已经极大地增长了（Rozanov等，1990）。

目前关于LUCC土壤环境效应的研究，国内外已建立了很多土壤侵蚀模型。遥感（RS）技术和地理信息系统（GIS）技术在LUCC与土壤侵蚀关系研究中也得到了广泛的应用。LUCC的土壤养分效应研究多采用数理统计法和空间分析法，模型使用较少。土壤质量退化的动态评价方法多采用多变量指标克立格法和土壤质量动力学方法（赵其国等，1997）。国内对LUCC的土壤效应研究主要集中在LUCC对土壤肥力性状的影响；单一LUCC类型下土壤退化的发生机理、退化过程及其相应的调控对策；土壤污染发生的类型与产生的效应等（杜习乐等，2011）。

2.5LUCC 对水环境影响

LUCC对水环境的影响主要体现在对水质、水量和水分循环的影响。不合理的土地利用、覆盖变化是造成区域水环境不断恶化的重要原因之一（张殿发等，2003）。

LUCC是造成河流水质发生变化的主要原因，对水质的影响主要是通过非点源污染（表3）。几乎所有的非点源污染来源都和LUCC紧密联系。非点源污染是指溶解的或固体污染物从非特定的地点，在降水和径流冲刷作用下，通过径流过程而汇入受纳水体（如河流、湖泊、水库、海湾等），引起的水体污染（Ouyanga等，2006）。LUCC对水质的影响以农业用地和建设用地的影响最大。在荷兰，水环境中来自农田的N、P的负荷分别占60%和50%左右（Boers，1996），而美国60%以上的

地表水环境问题是由农业活动引起（Tim和Jolly，1994）。而由城镇化引起的LUCC所产生的城市污水已造成了世界性的水污染。如在长江中下游地区，由于工业化、城市化迅速发展和人口的剧增，排入湖泊的营养物质大量增加，使湖泊生态系统结构改变、功能下降，富营养化进程加速，引起一系列严重的环境问题（刘瑞民等，2006）。

表3 LUCC对区域水质的影响Table 3 LUCCʼs impact on Regional Water Quality

LUCC对水量具有较大的影响（表4）。LUCC会造成下垫面性质的改变，影响截留、下渗、蒸发等水文要素以及产汇流过程。一方面，土地利用结构的变化特别是农业的扩张与工业的发展，使区域水资源需求量急剧增加，造成了区域地下水超采、水资源供求紧张等，影响了区域水资源的总量。另一方面，土地利用变化带来的土地覆被变化也对区域产水量产生重要的影响（林泽新，2002）。目前关于土地利用变化对产水量影响的研究多是通过分析在区域尺度上下垫面产水量的变化来阐述土地利用变化对水资源的影响（Boers，1996）。例如高俊峰等（2002）的研究表明，太湖流域土地利用变化对流域产水量有较大影响。目前，LUCC对水资源量的影响已经由水量和水质的变化反映出来，但是影响机制还需要进一步探索（胥彦玲等，2000）。

表4 LUCC对区域产水量的影响Table 4 LUCCʼs impact on Regional water production

LUCC通过改变地表植被的截留量、土壤水分的入渗能力和地表蒸发等因素影响水量空间分布，进而影响水文循环（表5）。降水、蒸发和径流是

水循环过程的三个最主要环节，这三者构成的水循环途径决定着全球的水量平衡，也决定着一个地区的水资源总量。人类活动主通过改变LUCC影响水文循环过程。众多研究表明，大尺度LUCC是影响区域气候与水文循环变化的重要因子（Hutjes等，1998；Zhang等，2001）。Nunes等认为，由LUCC引起的区域植被生态系统的变化对区域水文循环过程起着极其显著的作用（Nunes等，1999）。秦莉莉等（2005）用L-THIA城市水文模型对浙江临安市南苕溪以上流域，定量分析了城镇化对径流的长期影响，研究表明在相同的雨量情况下，下垫面条件的变化是导致径流量变化的主要因素。因此可通过优化土地利用结构与空间布局来减缓气候变化带来的水文负效应（袁宇志等，[DOI]10.13287/j.1001-9332. 20141224.006）。

表5 LUCC对区域水循环的影响Table 5 LUCCʼs impacts on local water hydrologic cycle

在水环境效应的研究方法上，监测、取样与模拟试验是获取数据的基本途径。由于LUCC对水量、水质的影响研究起步早、发展快，目前的研究模型已经十分完备和成熟。学者们通过长期的监测、实验总结了大量的模型用于研究LUCC的水文环境效应，如Baste和Bower（1982）己经总结了14个LUCC对水量、水质影响的评价模型。近年来出现了LUCC水文效应研究的多种综合方法，如模型耦合法（Sophocleous和Perkins，2000）、美国地质勘探局开发的模块化模拟系统（MMS）（Leavesley等，2002）。目前，LUCC对水环境影响只进行了定性分析，应进一步在实地观测的基础上进行定量研究。关于流域集水区LUCC对水文过程影响的研究，以及区域水文对植被组成结构与变化响应机制的研究已经成为现今水文科学的热点研究领域，也是水文科学发展的一个重要领域（Hoff，2002）。

3 生态环境对土地利用方式的限制

土地利用作为人类活动的主要方式，在影响生态环境的同时也受到生态环境的约束，二者共同构成土地利用与生态环境之间的双向反馈关系。不同的生态环境对土地利用方式的限制也不同。对某一具体地区而言，环境特征限制土地利用方式主要表现现在直接限制和间接限制两方面。

3.1直接限制

直接限制是整个作用的基础，也是生态环境对区域土地利用限制作用的核心部分，可称之为“硬约束”，主要表现为特定的气候环境直接决定土地的利用方式。气候因子的变化影响区域土地利用方式的转变。赵庚星等（2003）认为50年前黄河三角洲地区的土地利用变化主要是受气候因素、风暴潮和黄河改道等自然因素驱动。方修琦（1999）认为气候变化所导致的农业气候资源条件的变化是导致北方农牧交错带形成的原因。气候因子还会在微观区域内对土地利用的方式与布局产生重要影响，如为了消除“热岛效应”，必须严格控制城市建设用地密度，合理安排建设用地布局。这就会对城市土地利用强度产生约束，进而影响了城市土地扩张的方式。

3.2间接限制

间接限制是整个作用的重要组成部分，可称之为“软约束”。间接约束主要指生态环境通过借助人类生态环境意识的改变，实现对区域土地利用强度与方式的约束，具体表现为人类为消除生态环境问题而付出的持续努力。从作用的过程来看间接约束首先表现为土地利用的失控使生态环境问题日益加剧（李边疆，2007）。人们在切实感受到问题显现带来种种灾难与毁灭性破坏之后，开始认识到生态环境的重要性，并有意识思考问题产生的原因及防治的对策，同时制定各种政策与措施来约束自身的土地利用行为，以求使人类的土地利用活动限制在“硬约束”的框架之内。最后，随着时间的推移和持续的努力，这种约束的逐渐显示出巨大的努力，并最终引导了土地利用与生态环境关系的改

善。如，气候变暖导致的应对气候变化政策措施促进了生物能源的发展，将进一步改变局地的土地利用格局，进而影响到土地覆盖类型的改变。王兆礼运用RS、Gis技术与数理统计方法，分析了深圳市土地利用变化状况及其驱动力机制，全面了解土地利用变化对生态环境的影响；然后建立了区域土地利用变化生态环境影响综合评价模型，提出了生态环境影响度的概念，用以定量表征土地利用变化对生态环境的影响，并对深圳市1978─2000年土地利用变化对生态环境的影响进行了定量评价；最后提出了深圳市土地利用变化生态环境调控的对策与途径（王兆礼，2004）。

目前学术界关于这一问题的研究多分散于不同的领域。由于问题的复杂性和多样性，很少有学者将上述问题放于统一框架加以研究。这在一定程度上导致了人们对二者关系认识的片面性，也模糊了二者关系本质特征。通过建立各种数学统计模型来揭示LUCC与气候、土壤、水文水资源及森林、湿地、生物多样性和生态方面的关联和规律（蔡邦成等，2006），成为LUCC研究新的发展方向。

4 当前LUCC与环境变化关系研究的主要问题

4.1主要问题

中国LUCC的环境效应研究存在的问题主要表现在以下几方面：

（1）缺乏统一的指标体系：目前对LUCC环境效应的研究，主要是研究者从不同的学科角度、在特定地域上进行的，相关研究应用的指标差别较大，难以对不同区域进行对比（王瑞燕，2009）。

（2）研究区域、时空尺度单一：LUCC环境效应是一个复杂的动态变化系统过程，迄今为止，大多数研究偏重于“生态环境脆弱区”的环境效应，而对“热点地区”的环境影响研究较少。在空间尺度上，LUCC环境效应模型大多适用于小尺度区域，难以外推应用到大中尺度区域上。

（3）涉及学科领域众多：LUCC研究涉及众多的学科领域，多学科的参与使得LUCC研究的内容丰富而又复杂，令LUCC研究工作者难以很好地选择研究方向和科学问题。

（4）多为单要素静态研究为主，动态模拟和实验研究相对薄弱：LUCC环境效应以往的研究多为对某一环境要素或某些指标的影响，因而不能说明区域整体环境的变化。RS与GIS在建模与模拟中仅起到数据源及海量数据管理的作用，很少与环境过程模型联结起来，它们的优越性远没有发挥出来（于兴修等，2004）。

4.2解决方法

针对国内外目前此项研究的现状和存在的问题，提出以下解决方法：

（1）加强跨学科综合研究。改进综合评价方法与评价模型、积极开展国际合作与交流外。建立多元素耦合、多尺度集成的机理模型。在今后研究中，要深入研究LUCC环境效应的过程与机理，研究土地利用与生态环境相互作用，注意多学科的融合，积极吸纳新的理论和方法，构建综合评价模型。

（2）多尺度探讨LUCC的环境效应。加强生态环境效应反馈机制研究；加强对环境变化敏感区、生态脆弱带、农耕和经济开发剧烈区等区域尺度乃至全球尺度的研究，进一步发展融LUCC和环境变化因子于一体的多尺度模型。

（3）构建一个LUCC环境效应研究的统一指标体系。在今后的研究中，应该将社会经济环境因素加入到相关的研究之中，并将研究尺度集中于区域的尺度上，进行综合集成，以期使相关研究得以更深入地开展。

（4)“3S”技术与模拟模型的融合。进一步挖掘“3S”技术在LUCC环境效应研究中的潜力，并将这些新技术和新方法加以集成并与传统研究方法结合。建立有精确空间定位信息、综合集成的多尺度高精度动态模型。尤其要在模型中考虑LUCC和环境变化的反馈机制，达到真正的动态耦合。

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Research Advances on the Relationship between Land Use/Cover Change and Environmental Change

ZHANG Xinrong1,2, LIU Linping1, FANG Shi1,2, JIANG Wenchao1, WANG Jinchen1
1. College of Earth Sciences, Jilin University, Changchun 130061, China; 2. Key-Lab for Evolution of Past Life and Environment in Northeast Asia, Ministry of Education, Changchun 130026, China

Land use and land cover change (LUCC) is one of the major environmental changes, that has become the frontier and hotspot in the study of global change. This paper summarizes the major achievements and methods in the research on the LUCC environmental effects in China and the world, and also summarizes the relationship between LUCC and the environment from the point of view of climate change, the carbon cycle, soil environment, water environment as well as ecological restrictions on land use and other aspects. LUCC affects the climate by changing the composition of the atmosphere and land surface vegetation cover condition affects carbon cycling in terrestrial ecosystems, changes in physical and chemical properties of the soil, causes soil pollution、soil nutrient transfer and other soil quality issues ,and causes non-point sources pollution of water bodies , affects regional water production and circulation. Meanwhile, changes in the environment has a limiting effect on the LUCC. It not only directly limits land use patterns by the specific conditions of climatic, but also indirectly achieves constraints to regional land use intensity and regional land use patterns by means of changing the consciousness of human environment. LUCC is not only the cause of global environmental change, but is also the result of global environmental change. There is a complex, nonlinear dynamic feedback between LUCC and ecological environment. We further explores the main research direction and research method. For lack of a unified system of existing indicators, both study areas and the scales of spatial data are temporal, takes the static single factor as the main study , experimental research is relatively weak and dynamic simulation is not enough ,and so on.In view of the above problems, the paper highlights the prospects of enhancement of cross-over comprehensive study, that focuses on investigating the effect of LUCC on the environment with multi-scales, build a unified index system of the environmental effects of LUCC and the perfection of the blending of “3S” technology and stimulation model. Providing basic information for seeking more scientific and rational land use patterns.

land use and land cover change; climate change; environmental change; carbon cycle

F301.24；X321

A

1674-5906（2014）12-2013-09

国家自然科学基金项目（40702027；40830107；41371202）；国土资源部杰出青年科技人才培养计划项目（201311111）；吉林大学杰出青年基金项目

张新荣（1975年生），女，副教授，研究方向为沉积学及古环境演化。E-mail: llpandxyx@163.com

2014-09-16

张新荣，刘林萍，方石，姜文超，王金臣. 土地利用、覆被变化（LUCC）与环境变化关系研究进展[J]. 生态环境学报, 2014, 23(12): 2013-2021.

ZHANG Xinrong, LIU Linping, FANG Shi, JIANG Wenchao, WANG Jinchen. Research Advances on the Relationship between Land Use/Cover Change and Environmental Change [J]. Ecology and Environmental Sciences, 2014, 23(12): 2013-2021.