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Using embodied HANPP to analyze teleconnections in the global land system: Conceptual considerations
Helmut Haberl Karl-Heinz Erb Fridolin Krausmann Stefan Berecz Nikolaus Ludwiczek Joan Martínez-Alier 《Geografisk tidskrift / udgivet af Bestyrelsen for Det Kongelige danske geografiske selskab》2013,113(2):119-130
Geografisk Tidsskrift—Danish Journal of Geography 109(2):119–130, 2009 In our rapidly globalizing world economy activities in one region have increasingly important effects on ecological, economic or social processes elsewhere, an effect which we here denote as ‘teleconnections’ between different regions. Biomass trade, one of the causes behind such teleconnections, is currently growing exponentially. Integrated analyses of changes in the global land system are high on the agenda of sustainability science, but a methodological framework for a consistent allocation of environmental burdens related to the consumption and production of biomass between regions has not been put forth to date. The concept of the ‘embodied human appropriation of net primary production’ (abbreviated ‘embodied HANPP’ or ‘eHANPP’) allows for the assessment of the ‘upstream’ effects on ecosystem energetics associated with a particular level of biomass consumption or with a given biomass-based product. This concept is based on HANPP and its two components: (1) productivity changes resulting from land conversion (ΔNPPLC), and (2) harvest of biomass in ecosystems (NPPh). HANPP, defined as the sum of ΔANPPLC and NPPh in any given territory, is indicative of the intensity with which humans use the land for their purposes. eHANPP is defined as the NPP appropriated in the course of biomass production, encompassing losses along the production chain as well as productivity changes induced through land conversion or harvest. By making the pressure exerted on ecosystems associated with imports and exports visible, eHANPP allows for the analysis of teleconnections between producing and consuming regions. This article puts forward the eHANPP concept, illustrates its utility for integrated socioecological land-change research based on top-down data on global HANPP and biomass consumption, and discusses the possibilities and challenges related to its quantification in bottom-up approaches. 相似文献
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内蒙古高原浑善达克沙地区土地利用与覆被变化及退化趋势 总被引：2，自引：0，他引：2
浑善达克沙地及其周边地区是我国北方沙尘暴多发区之一,该区的土地利用与覆被变化反映了一系列的环境与社会经济问题。基于卫星遥感信息和空间数据处理技术,并结合地面实地调查资料、气象观测和社会经济数据,得出了20世纪80年代末至90年代末这一地区土地利用与覆被变化情况。结果表明:耕地、建设用地和未利用地明显增加,草地和水域减少,变化面积最大的是草地,有944.42 km2的草地转变为其他用地类型;从变化速率来看,最快的是建设用地,增加了19.8%,其次是耕地,增加10.2%。土地利用转变的主要类型是草地向耕地和未利用地的转变,及耕地向建设用地的转变;呈退化趋势的土地面积近3倍于恢复土地面积。就土地利用与覆被变化的社会经济背景进行了深入分析。 相似文献
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Land use/cover change(LUCC)is a major factor affecting net primary production(NPP).According to the LUCC of the Loess Plateau from 2005 to 2015,the LUCC patterns in 2025 in three scenarios were predicted by using the Future Land Use Simulation(FLUS)model.Furthermore,taking the average NPP of various land use/cover types in 16 years as the reference scale,the changes in NPP in multi-scenario simulations are predicted and an-alyzed,and the impact of different land use/cover transfers on NPP is quantified.The results are as follows:(1)The land use/cover changes greatly in the baseline and fast development scenarios,and changes relatively little in the ecological protection scenarios.(2)The changes in NPP in different scenarios reflected the significant difference in the ecological protection effect.All the three scenarios promote an NPP increase,but the ecological protection sce-nario can promote NPP increases the most.(3)The changes in NPP caused by LUCC in the three scenarios reflected the significant difference in the various land use/cover types pro-tection effect.Analyzing and predicting NPP changes in multi-scenario LUCC simulations in the future can provide a theoretical basis for decision makers to judge the future changes in ecological environments and ecological protection effects against different policy back-grounds. 相似文献
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长江沿线样带土地利用变化时空模拟及其对策 总被引：21，自引：6，他引：21
短时期(几年或几十年)的土地利用变化,主要受社会经济因素的驱动和自然因素的约束。各类土地利用变化基本上都能从与人类生产活动密切相关的耕地和城乡建设用地的变化上得到反映。利用修订后的GTR模型,对长江沿线样带未来30年的土地利用变化进行了模拟。研究发现,东部地区的耕地面积将进一步减少,而全区的耕地和建设用地面积将增加。根据研究区未来土地利用变化的时空特点,提出了相关应对策略,以利于区域土地持续利用的实现 相似文献
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区域土地利用转型与土地整理 总被引：26，自引：2，他引：24
目前,我国城市土地利用结构远未达到优化的水平,农业土地利用的规模不经济等土地利用问题都可通过土地整理加以解决,我国未来土地管理的任务会更多的在"土地整理"方面。我国土地整理的根本任务是形成合理、高效、集约的土地利用结构,增加有效耕地面积,提高土地利用效率,适应社会经济发展对土地的需求。我国地域辽阔,社会经济发展程度存在明显的区域差异,正是因为社会经济发展程度的这种区域差异,它将导致在同一时段内含有不同的土地利用转型阶段。大多数区域的土地利用形态都要经历一些发展阶段,即经过一段时期的持续变化后,直至与其它类型之间达到一个新的平衡。因此,有关部门在制定有关土地整理的目标、模式及政策的过程中,也要充分考虑待整理区所处的土地利用转型阶段,因为在通常情况下这些阶段是区域发展进程中必须要经历的。然而,通过实施土地整理,调整用地结构,可加快社会经济的发展,促使区域土地利用转型阶段的转变,同时它也会向土地整理提出新的更高层次的要求,以实现土地资源的可持续利用。 相似文献
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基于MODIS数据,选取植被净第一性生产力(NPP)、温度植被旱情指数(TVDI)、改进型土壤调整植被指数(MSAVI)、陆地表面温度(LST)4个对干旱地区地表覆被具有显著指示作用的指标,结合IGBP土地利用类型分类图,以新疆伊犁地区和博尔塔拉蒙古自治州(简称博州)为例,对研究区2003—2007年土地覆被动态进行监测,并利用熵权法确定各个指标的权重,在此基础上进行土地覆被动态的综合评价。结果表明,不同指标对不同的土地利用类型具有不同的适宜性和指示度;在新疆伊犁地区和博州,土地覆被动态地域差异性明显,土地覆被退化程度较大的土地类型为水体、草地、永久湿地、城镇,而森林、灌木林、荒漠草原和农田等土地类型有所改善,呈现出“局部改善、总体退化”的局面;引用熵权法将多个遥感指标综合起来进行土地覆被动态的监测与评价的途径是可行且有效的,可为干旱区土地覆被、荒漠化、土地退化、植被变化等工作的监测与评价提供可靠的技术方法与有价值的案例。 相似文献
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基于多期数据集的中亚五国土地利用/覆盖变化分析 总被引：4，自引：0，他引：4
针对目前中亚地区土地利用变化和分布格局方面的信息相对匮乏,现有资料较为陈旧且零散,无法满足中亚生态与环境变化研究需求的现状,利用全球的UMD, DISCover,GLC2000,GlobCover2005和GlobCover2009的5期土地覆被遥感数据集,提取中亚地区长时间序列土地覆被信息。并针对上述4个土地覆被分类系统无法进行直接对比和变化分析的问题,分别将其综合为4类土地覆被类型：耕地、自然植被、水体和其他,以分析近30 a中亚土地利用/土地覆被变化趋势。中亚土地利用类型多样,草地、裸地、农田、灌丛占绝对优势。自前苏联解体以后,20世纪90年代初至2000年期间,耕地面积大幅度减少,至2010年尽管有所恢复,但仍无法达到20世纪90年代初水平。而自然植被表现出了相反的趋势,这说明在此时间段内,由于社会政治制度的变化和市场经济的建立,耕地发生了较大规模的弃耕,弃耕地通常转换为草地、灌丛等自然植被。近10 a由于社会经济条件的变化,前苏联解体后所弃耕的土地又被收复和重新开发为耕地。90年代初至2000年期间,水体呈现先减少后增加的趋势。利用全球基于多期不同信息源获得的中亚土地覆被数据,尽管分类体系不统一,但均可较好地表征当时地表覆被状况。这在一定程度上弥补了中亚地区土地覆被数据不足的现状。通过对耕地、自然植被、水体及其他土地覆被类型进行大类合并,可基本体现中亚土地覆被的宏观特征和变化趋势。 相似文献
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青藏高原是全球气候变化研究关注的热点地区,也是中国生态保护的重点区域,其土地覆被变化研究对优化土地利用结构、改善土地覆被状况和生态环境具有重要意义。线性光谱分离技术是利用遥感手段监测土地覆被变化的有效方法。本文选取西藏乃东县为研究区,利用1988、2000和2010年三期Landsat TM、ETM遥感影像,采用线性光谱分离技术,定量提取了研究区三期影像中单个像元的植被、裸土、裸岩覆被率比例,同时将植被分量与NDVI结果进行对比分析。结果表明：①研究区山峦重叠,沟谷纵横,地表破碎,混合像元比例高,线性光谱分离技术可以很好地处理复杂地物的土地覆被变化;②1988-2010年间,研究区裸土面积下降幅度较大,植被覆盖率及裸岩覆盖率有所上升,说明本区植被得到一定的恢复,但同时石漠化也在进一步加剧;③通过对线性光谱分离的植被分量与NDVI结果比较,发现线性光谱分离技术对青藏高原土地覆被识别具有较好的适用性。 相似文献
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巴西土地利用/覆盖变化时空格局及驱动因素 总被引：6，自引：1，他引：5
土地利用/覆盖变化(LUCC)是全球变化研究的热点问题之一。本文采用人机交互方法基于2005 年基准年的Landsat TM/ETM遥感影像修正欧空局GlobalCover 2005 年土地利用数据,进而采用逆时相目视解译法从1980年基准年的Landsat MSS/TM遥感影像数据提取1980-2005 年土地利用/覆盖变化信息,分析其变化的时空格局及驱动因素。结果表明:1980-2005年的25年间,巴西土地利用/覆盖变化面积达79.43万km2,占土地总面积的9.33%。其中,单纯耕地像元面积增加了20.18 万km2;耕地/自然植被镶嵌混合像元区面积增加了10.70 万km2;林地面积减少了53.12 万km2;灌丛与草地净增加21.10 万km2;水体面积增加0.46 万km2;城乡建设用地面积增加7573.87 km2。由此导致热带和亚热带湿润阔叶林生态地理区、热带和亚热带干旱阔叶林生态地理区、热带及亚热带草原生态地理区、草原和沼泽湿地生态地理区、沙漠和旱生植物生态地理区以及红树林生态地理区内分别呈现不同的土地利用/覆盖变化特征。近25 年间,地形地貌、气候、植被等自然地理条件深刻影响着土地利用的宏观格局,而土地利用政策调控、经济及对外贸易发展、人口增加及空间迁移、道路修建等是导致巴西土地利用变化的主要原因。 相似文献
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净第一性生产力是表现陆地生态过程的关键参数,土地利用变化深刻影响区域的净第一性生产力。选取关中-天水经济区为研究区域,尝试对30 m精度的1980-2011年4期9月份左右Landsat 7的遥感影像以及CASA模型来估算关中-天水经济区的净第一性生产力,并用2011年遥感图像解译获得该年的土地利用数据,以及土地利用变化情况。在此基础上分析土地利用变化对净第一性生产力的影响,并且对关天经济区各县市净初级生产力进行了对比和分析。结果表明：1980-2011年,关中-天水经济区土地利用耕地、林地、居民建筑用地变化明显,南部秦岭山区多为林地与草地,净第一性生产力高达625.37 g C·m-2·a-1,而关中平原与天水地区人口居住区与开垦区净第一性生产力明显下降,最低达47.78 g C·m-2·a-1,人为的开发与利用土地降低了区域的净第一性生产力。所以,要继续施行落实退耕还林政策,控制城镇用地较大速度的扩增,以保持好区域的生态服务功能。 相似文献
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土地利用/覆盖变化对地表蚀积过程的影响——来自137Cs示踪的证据 总被引：1，自引：0，他引：1
土地利用/覆盖变化不仅影响地表137Cs总量的再分配，而且显著影响土壤137Cs剖面分布。坝上地区各类土地利用/覆盖条件下137Cs总量的再分配，显示该区总体处于风蚀环境，其中农田和撂荒地是风蚀最严重的土地利用类型；137Cs剖面分布则指示了土地利用/覆盖变化过程中的土壤风蚀/堆积过程的转换，蚀积过程的转换证实了风蚀重灾区退耕还林还草，特别是退耕还草，对控制土壤风蚀、改善生态环境的重要意义。分析还认为，利用137Cs示踪方法计算土壤风蚀/堆积速率时，应格外注意样地的土地利用/覆盖变化过程。 相似文献
13.
北方13省土地利用/覆盖动态变化分析 总被引：20，自引：9，他引：11
对北方13省1989~1999年的宏观土地利用/覆盖动态变化进行分析。结果表明:研究区草地、水体的退化以及未利用地的不断扩展增加区域生态系统的敏感性和脆弱性,生态环境压力进一步增大;土地利用/覆盖总体破碎度不断增加,土地利用向着多样化和均质化方向发展;10年间,各种土地利用/覆盖类型重心的空间位置均有所变化。水体变化最明显,其次为未利用地、耕地和城建用地;各种土地利用/覆盖类型变化表现出明显的区域差异。 相似文献
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基于地表覆盖物光谱特征的土地覆被分类系统--以鄱阳湖流域为例 总被引：8，自引：1，他引：7
土地覆被主要表现为陆地表面的形态特性和动态变化特征,土地利用是其动态变化的外在驱动力,植被是土地覆被的“主要”而非唯一的组成部分,土地覆被也包含着它的功能特性。地表覆被物的光谱特征及其季节性变化规律是土地覆被的本质特征,也是土地覆被分类的基本依据之一;利用遥感资料所表达的地表覆被物特征值 (如以NDVI为指标的绿度值、始绿期、终绿期、波形、峰值、谷值等) 可以方便地对土地覆被分类标准进行量化处理;对于一些复杂的复合单元,应着重于它的组合 (包括组成成分和结构) 特性及其对地面过程的影响来赋予更确切的内涵。据此,构建了包含7个一级类别和20个二级类别的开放式 (open-end) 的鄱阳湖流域土地覆被分类系统,并且应用SPOT4-VEGETATION 的时序NDVI数据,对各类别的面积比重进行了分析,结果显示鄱阳湖流域的现状覆被主要由常绿覆被和作物-树-草混合覆被以及人工栽培植被 (作物) 等构成。 相似文献
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远程耦合视角下的土地利用/覆被变化解释 总被引：3，自引：0，他引：3
传统的土地利用覆被/变化驱动力研究在很大程度上并未充分考虑远距离相互作用的影响,对全球化世界中由远距离相互作用驱动的土地利用/覆被变化日益缺乏解释力。鉴于此,本文旨在将远程耦合（Telecoupling）理论框架引入到土地利用/覆被变化的动力机制研究中来。在概述土地利用/覆被变化驱动力研究的基础上,从驱动力背景的变化出发,切入远程耦合框架的介绍,并基于此给出远距离相互作用驱动土地利用/覆被变化的经验证据;认为远程连接、全球化和城市化是远距离相互作用驱动土地利用/覆被变化的3种主要形式;进而提出建立“时—空—事”三位一体的土地利用/覆被变化解析路径、土地利用/覆被变化的近远程驱动力分解和基于网络的跨系统综合研究是土地利用覆被/变化驱动力研究中应用远程耦合框架的重点内容。 相似文献
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农作物分布对南水北调受水区域 陆面过程模拟的影响 总被引：2，自引：0，他引：2
本文将中国陆面覆盖资料(CLCV)与全球农作物分布资料融合,获取了一套包含小麦、玉米和水稻这些农作 物分布的陆面覆盖资料(CLCV- 3C),并将该陆面覆盖资料以及CLCV 应用于陆面模式CLM针对南水北调受水区域 的数值模拟试验以探讨该区域农作物分布对陆面能量水分过程模拟的影响。结果显示,与原来没有区分这三种主 要农作物分布相比,考虑农作物分布后,小麦区模拟的多年平均净辐射、感热、径流会增加,而蒸散发会减少;玉米 区和水稻区的多年平均净辐射、感热、蒸散发均会增加,而径流会减少。这些研究表明,农作物分布对南水北调受水 区域陆面水分能量过程有不可忽视的影响。 相似文献
17.
黄淮海平原耕地转移对植被碳储量的影响 总被引：8，自引：0，他引：8
应用GLO-PEM模型和1988年NOAA/AVHRR遥感数据,估算了黄淮海平原植被净初级生产力(NPP),并根据NPP和植被凋落物产生量计算了不同土地利用类型的植被碳密度。通过对1988年与2000年土地利用图的叠置分析,统计了耕地与其他土地利用类型之间的转移量,并估算了耕地转移对植被碳储量的影响。研究发现,耕地转移对植被碳储量变化的影响在不同区域与不同土地利用类型上存在显著差异。1988~2000年间,耕地转移导致全区植被碳储量下降了0.24%,其中耕地转为建设用地是植被碳储量减少的主要原因。这一研究结论为正确把握耕地转移对区域植被碳储量的影响,并据此制订碳汇管理措施具有重要的参考价值。 相似文献
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Land use change is the result of the interplay between socioeconomic, institutional and environmental factors, and has important impacts on the functioning of socioeconomic and environmental systems with important tradeoffs for sustainability, food security, biodiversity and the vulnerability of people and ecosystems to global change impacts. Based on the results of the First Land Use Survey in Tibet Autonomous Region carried out in the late 1980s, land use map of Lhasa area in 1990 was compiled for the main agricultural area in Lhasa valley using aerial photos obtained in April, May and October 1991 and Landsat imagery in the late 1980s and 1991 as remotely sensed data sources. Using these remotely sensed data, the land use status of Lhasa area in 1991, 1992, 1993, 1995, 1999 and 2000 were mapped through updating annual changes of cultivated land, artificial forest, grass planting, grassland restoration, and residential area and so on. Land use map for Lhasa area in 2007 was made using ALOS AVNIR-2 composite images acquired on October 24 and December 26, 2007 through updating changes of main land use types. According to land use status of Lhasa area in 1990, 1995, 2000 and 2007, the spatial and temporal land use dynamics in Lhasa area from 1990 to 2007 are further analyzed using GIS spatial models in this paper. 相似文献
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Land use change is the result of the interplay between socioeconomic, institutional and environmental factors, and has important
impacts on the functioning of socioeconomic and environmental systems with important tradeoffs for sustainability, food security,
biodiversity and the vulnerability of people and ecosystems to global change impacts. Based on the results of the First Land
Use Survey in Tibet Autonomous Region carried out in the late 1980s, land use map of Lhasa area in 1990 was compiled for the
main agricultural area in Lhasa valley using aerial photos obtained in April, May and October 1991 and Landsat imagery in
the late 1980s and 1991 as remotely sensed data sources. Using these remotely sensed data, the land use status of Lhasa area
in 1991, 1992, 1993, 1995, 1999 and 2000 were mapped through updating annual changes of cultivated land, artificial forest,
grass planting, grassland restoration, and residential area and so on. Land use map for Lhasa area in 2007 was made using
ALOS AVNIR-2 composite images acquired on October 24 and December 26, 2007 through updating changes of main land use types.
According to land use status of Lhasa area in 1990, 1995, 2000 and 2007, the spatial and temporal land use dynamics in Lhasa
area from 1990 to 2007 are further analyzed using GIS spatial models in this paper. 相似文献
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干旱区土地利用/土地覆盖变化与全球环境变化 总被引：16，自引：2，他引：16
土地利用与土地覆盖是人类活动在地球表面是宏观的表现，为分析全球环境变化中人类活动的作用提供了切入点，土地利用/土地覆盖变化（LUCC）既是全球环境变化的原因，也是全球环境变化的结果，而占全球陆地表面40%以上的干旱区，由于其具有成因复杂，类型多样，对环境变化敏感，变化过程快，幅度大，景观差异明显等特点，是全球变化特别是LUCC研究的重要场所，文章在介绍LUCC概念的基础上，综述了全球环境变化与LUCC的关系，依据干旱区的自然和生态环境，分析了干旱区LUCC的特点，阐述了干旱区土地利用/覆盖变化研究对全球环境变化研究的重要性，概括了干旱区LUCC研究的方法。 相似文献