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中国传统农区过去300年耕地重建结果的对比分析 总被引：12，自引：4，他引：8
土地覆被变化是气候与生态效应模拟研究的重要参量。SAGE和HYDE两个全球历史土地利用数据集在相关研究中得到广泛应用, 但在区域尺度上的应用, 其可靠性如何, 至今少有论及。以我国学者重建的传统农区历史耕地数据集(CHCD) 为基础, 从全区、省区和网格(60 km×60 km) 三个空间尺度, 对SAGE (2010) 和HYDE3.1 数据集中有关中国传统农区历史耕地重建结果进行对比分析, 结果表明:(1) SAGE (2010) 数据集对中国传统农区耕地数量重建是以单一线性插补而得, 其中1700-1950 年是以0.51%的年均增长率线性递增, 1950 年后是以0.34%年均速率线性递减, 这种“标准化”变化趋势不能客观反映传统农区土地垦殖的真实历史, 耕地面积也明显高估, 与CHCD数据集不具有可比性;(2) HYDE3.1 数据集吸纳了区域性研究成果, 使其在总量上与CHCD数据集较为接近, 具有较好的可比性, 但其在省区和网格尺度上与CHCD存在显著差异, 其中相对差异率超过70% (< -70%或> 70%) 的网格占比高达56%~63%, 超过90% (< -90%或> 90%) 的网格占比也高达40%~45%;而相对差异率介于-10%~10%的网格占比仅为5%~6%, 介于-30%~30%的网格占比也仅为17%左右;(3) 充分利用我国丰富的历史文献, 建立更高精度的中国区域历史土地利用数据集, 是提高区域气候与生态效应模拟研究质量的重要保障。 相似文献
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Global historical land use scenarios are widely used to simulate the climatic and ecological effects of changes in land cover; however, reliability evaluation of these scenarios for data on China's forests is missing. By using a historical document-derived Chinese forest dataset(CHFD) for the years 1700–2000, we evaluated the reliability of data on forests in China over three global scenarios—SAGE(Center for Sustainability and the Global Environment), PJ(Pongratz Julia), and KK10(Kaplan and Krumhardt 2010)—through trend-related, quantitative, and spatial comparisons. The results show the following:(1) Although the area occupied by forests in China in the SAGE, PJ, KK10, and CHFD datasets decreased over the past 300 years, there were large differences between global scenarios and CHFD. The area occupied by forests in China in the SAGE scenario for 1700–1990 was 20%–40% more than that according to CHFD, and that occupied by forests in the KK10 from 1700 to 1850 was 32%–46% greater than that in CHFD. The difference between the PJ and CHFD was lower than 20% for most years.(2) Large differences were detected at the provincial and grid cell scales, where the PJ scenario was closer to CHFD in terms of total forested area. Provinces with large differences in terms of trend and quantity were 84% and 92% of all provinces, respectively. Grid cells with relative differences greater than 70% accounted for 60%–80% of all grids.(3) These global historical land use scenarios do not accurately reveal the spatiotemporal pattern of Chinese forests due to differences in the data sources, methods of reconstruction, and spatial scales. 相似文献
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1700—1978年云南山地掌鸠河流域耕地时空演变的网格化重建 总被引：2，自引：0，他引：2
基于多源数据资料重建小尺度区域历史时期土地利用/覆盖变化,对深入理解土地利用变化的驱动力机制及其环境和气候效应具有重要意义。本文利用从流域尺度聚落格局演变重建到聚落尺度耕地数量和空间分布重建,再到流域尺度耕地格局重建的思路,以云南山地典型的中小流域为研究区,以历史文献资料、田野考察资料、历史地理学研究成果、档案资料、现代统计资料、地理基础数据为支撑,综合考虑区域自然因素（坡度、海拔高度）、人文因素（人口、政策、农业技术、耕地与居民点距离）,设计了历史时期山地小尺度区域耕地网格化重建模型,重建了1700—1978年具有明确时间和空间属性的网格化耕地格局。结果表明：① 掌鸠河流域的耕地面积近300 a增长6.3倍,垦殖率从1700年的2.1%上升到1978年的15.6%。② 不同地形区的耕地面积差异较为显著,其中山区和半山区的耕地面积最大,且增长速度最快;平坝区和中下游河谷区的耕地面积增长相对平缓,是自然环境、人口、政策和农业技术等因素综合作用的结果。③ 通过总耕地面积和人均耕地面积等对结果进行验证,证明了重建结果的合理性。本文设计的网格化重建模型可以为模拟具有明确时间和空间属性的小尺度区域历史耕地网格化数据集提供参考。 相似文献
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中国历史时期森林空间格局网格化重建方法研究——以东北地区为例 总被引：1，自引：0，他引：1
具有空间信息的历史土地覆被数据集是研究土地覆被变化气候与生态效应的基础数据。本文在潜在植被数据和现代遥感土地利用数据的基础上,确定了土地垦殖前森林植被可能的分布范围;遴选并量化了影响我国土地宜垦性的主导因子,评估了省域尺度上土地的宜垦性;构建了以土地宜垦性为权重的历史森林覆被网格化重建模型（网格大小为10 km×10km）;重建了我国东北三省1780 年和1940 年网格化的森林覆被。结果表明：基于省域森林面积数据,该方法较好地再现了历史时期森林空间格局;与2000 年遥感有林地空间数据对比分析显示,模型重建结果与遥感数据绝对误差的单样本t 检验相伴概率（双尾）为0.12,大于显著性水平0.05,表明模型重建结果与遥感数据不存在显著性差异,网格化重建方法具有较好的可行性;同时,重建结果准确性评估也表明：1780 年重建结果在县域尺度上的相对误差在-30%~30%之间的县级政区有99个,占县级政区总数（不含无值区）的74.44%,总体误差相对较小。 相似文献
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近300年中国耕地数据集重建与耕地变化分析 总被引：8，自引：1，他引：7
针对中国历史时期不同政体耕地记录的特点,分别采用因素修正、引用替换、线性内插、衔接对比、人地关系检验、垦殖趋势检验、行政面积比例调整等方法对历史耕地数据进行修正,重建了基于现代省界的近300年中国分省耕地数据集,从数量角度对中国耕地总量和分省耕地变动特点进行分析,得到以下主要结论：① 在耕地总量上,SAGE和周荣的数据明显高估,本文结果与HYDE、CHCD和章有义数据的平均差异率在15%以下;但在省域尺度上,与SAGE、HYDE数据库存在明显差异,相对差异率>30%的省份比重分别为94%和61%,与CHCD数据较为接近,相对差异率>30%的省份比重为22%,但部分省份差异明显,仍需进一步分析研究;② 伴随清中期后的人口爆炸,近300年中国耕地增长近3.2倍,由清朝初年的42.4×106 hm2增加至1985年的136.9×106 hm2,根据增长速率变化可分为五个阶段,即清前中期快速增长阶段、清后期低速增长阶段、民国时期波动阶段、建国初期剧烈增长阶段和建国后耕地流失阶段,影响耕地变化主要是国家政策、战乱、经济发展等驱动因素。③ 从省域尺度看,近300年中国各区域耕地变化差异显著。清初,中国耕地主要集中于长江中下游平原、黄淮海平原、关中盆地及银川平原等地,此后,内地的垦殖活动不断增强,外围农区呈由南向北的趋势不断开荒。建国后,耕地开垦逐步向西北和东北方向发展。 相似文献
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中国历史时期土地利用数据集的重建方法述评 总被引：6，自引：1，他引：5
重建长时间序列的历史时期土地利用数据对研究土地利用的时空变化及其产生的气候和生态效应至关重要。相关学者就定量重建中国历史土地利用信息进行了探索, 但重建结果通常是以行政区划为单位的统计性数据, 缺乏地理空间属性信息, 从而限制了其在气候和生态模型中的应用, 因此有必要探讨如何利用有限的历史资料来重建较高分辨率的具有空间属性信息的历史数据。本文针对诸如HYDE、SAGE等具有明确地理空间属性信息的历史土地利用数据集, 从方法的角度对中国历史土地利用空间化数据进行了综合评述, 以期寻求更加合理有效的方法重建具有空间属性的中国历史土地利用数据, 为未来更好地模拟土地利用变化的气候和生态效应提供数据支持。本文论述了不同资料在历史重建中的关系和作用;强调了人口数据在数量重建和空间分配中的双重作用及其局限性;重点分析了空间分配过程的假设条件和不同方法的历史重建对当代土地利用空间格局的依赖程度。本文认为, 需要加强林地空间化数据的重建以服务历史时期的陆地碳循环研究;在未来的研究中, 建议以典型年份控制的方法处理难以量化的社会经济因素对历史土地利用格局的影响;建议进行分区重建, 加强区域集成研究。 相似文献
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网格化历史耕地数据集能为历史时期耕地变化研究提供更精确的支持,并且为全球环境气候变化研究模型模拟提供驱动数据。本文综合考虑了中国历代土地利用开发的特点及自然人文因子对耕地的影响,设计了一套对中国耕地先分区再分层分配的网格化方法。基于国内3个主流区域耕地数据研究成果,采用上述方法建立了1820年（清仁宗嘉庆二十五年）和1936年（民国二十五年）中国10 km×10 km分辨率的耕地数据集,并绘制了分布图。本文还利用国内具有代表性的区域数据集对重建结果进行对比验证。结果表明,该方法可以保证耕地数量的权威性,并且建立具有区域性的高精度历史耕地数据集。 相似文献
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中国历史时期土地覆被数据集地理空间重建进展评述 总被引：3，自引：0，他引：3
重建长时间序列具有空间属性的土地覆被数据集,对研究历史时期土地利用/土地覆被变化及其气候和生态效应具有重要意义。近年来,国内外学者就定量重建中国区域历史土地覆被数据集进行了积极探索。但由于历史时期土地利用数据来源多元、重建方法多样、验证方式各异等原因,不同学者的重建结果迥异,其中重建方法是导致差异形成的重要原因之一。本文从重建思路、假设和方法、结果验证等方面对覆盖中国区域的主要空间数据集进行了综合评述,结果表明：①基于历史记录的还原法和基于地理空间模型的重建法是历史土地覆被空间重建的主要方法,而根据建模过程,后者又可进一步分为“自上而下”的配置模型和“自下而上”的演化模型法。②基于数量重建进行空间重建是当前历史土地覆被数据集重建的主流,在缺少充分、客观历史数据的条件下,对基础数据、分布控制因素和限制因子进行合理假设是取得合理结果的重要条件。③为提高研究成果的解释力,需要对重建结果进行检验,直接验证法虽较为准确,但受时空尺度限制,具有显著的局限性,间接验证法可作为有效的补充。 相似文献
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中国区域陆地生态系统土壤呼吸碳排放及其空间格局——基于通量观测的地学统计评估 总被引：3，自引：0，他引：3
土壤呼吸是陆地生态系统通过根系呼吸和微生物呼吸向大气中释放CO2的过程。研究土壤呼吸的时空格局,将有助于构建区域尺度土壤呼吸定量评价模型,也可提高预测未来气候变化情境下的典型生态系统、区域以及全球尺度碳平衡状况的能力。本文整合了中国区域土壤呼吸的主要研究成果,分析了温度敏感性（Q10）和土壤呼吸（Rs）的统计特征和区域差异,定量评价了中国区域Rs的时空格局及其在中国和全球碳平衡中的作用。通过以上分析本文得出以下主要结论：①不同生态系统类型的土壤呼吸的Q10表现为森林〉农田〉草地,气候越寒冷,土壤呼吸Q10越大,并且中国区域的Q10值相对于其他国家偏低;②Rs具有明显的季节变异,不同生态系统类型的Rs表现为森林〉农田〉草地,并且,中国区域Rs低于全球Rs;③月尺度上Rs随着经纬度发生明显的季节变异,随着经度的增加,Rs的季节变幅也逐渐增加;④1995-2004年中国区域Rs的年总量的平均值为3.84 PgC,占全球土壤CO2排放的比例4.78%。 相似文献
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历史草地面积重建作为历史土地利用与土地覆被变化研究的重要组成部分,可为区域乃至全球环境变化研究提供重要的基础数据。但受研究客体特性与重建资料多寡的制约,目前无论是数量估算上还是空间格局重建上均非常薄弱。本文试图在客观把握中国西部地区历史草地变化趋势与特征的基础上,利用现代遥感土地利用数据和潜在植被数据,确定土地垦殖前草地植被潜在分布范围;并结合历史耕地网格数据,构建以间接扣减为核心的草地面积重建方法;重建甘肃、宁夏、青海和新疆等省区过去300年的草地网格数据。结果表明：土地垦殖前,案例区草地覆被率高达40.87%。受土地垦殖的影响,在过去300年草地面积呈持续减少的态势。草地面积由1661年的1.11亿 hm2下降到1980年的1.03亿 hm2,并经历了1661—1724年的急剧减少、1724—1873年的缓慢减少和1873—1980年的快速减少三个时段,草地年均减少量分别为4.76万 hm2、0.75万 hm2和3.38万 hm2。在空间上,研究时段内草地垦殖区呈现出由甘肃、宁夏向青海、新疆转移的特点。以历史文献资料和1980年遥感草地网格数据为基础,对重建的草地数据开展了可靠性评估。评估显示,重建结果能够较好的再现草地变迁过程。本文构建的重建方法可被用于中国西部地区长时段的草地面积重建。 相似文献
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300年来中国森林的变化 总被引：5，自引：2，他引：3
Based on historical documents, modern survey and statistics, as well as the result of predecessor studies, the trend and main process of forest dynamics are recognized. The forest area and forest coverage rates for each province of China from 1700 to 1949 are estimated backward by every 50 years. Linking the result with modern National Forest Inventory data, the spatial-temporal dynamics of Chinese forest in recent 300 years （AD 1700-1998） is quantitatively analyzed. The study shows that in recent 300 years, the forest area in current territory of China has declined by 0.95×10^8 hm^2 （or 9.2% of the coverage rate） in total, with a trend of decrease and recovery. Before the 1960s, there was a trend of accelerated descending. The forest area was reduced by 1.66×10^8 hm^2 （or 17% of the coverage rate） in 260 years. While after the 1960s, there has been a rapid increase. The forest area increased by 0.7×10^8 hm^2 （or 8% of the coverage rate） in 40 years. The study also shows that there is a significant spatial difference in the dynamics of forest. The amplitudes of increasing and decreasing in western China are both smaller than the ones in eastern China. During the rapid declining period from 1700 to 1949, the most serious decrease appeared in the Northeast, the Southwest and the Southeast, where the coverage rate in most provinces dropped over 20%. In Heilongjiang Province, the coverage rate dropped by 50%. In Jilin Province, it dropped by 36%. In Sichuan Province and Chongqing Municipality, it dropped by 42%. In Yunnan Province, it dropped by 35%. During the recovery period 1949-1998, the western provinces, municipality and autonomous regions, including Ningxia, Gansu, Inner Mongolia, Sichuan-Chongqing, Yunnan, Tibet, Xinjiang and Qinghai, etc, the increase rates are all below 5%, while the eastern provinces, municipality and autonomous regions （except Heilongjiang, Hubei, Jiangsu-Shanghai） have achieved an increase over 5%, among which the Guangdong-Hainan, Guangxi, Anhui, Beijing-Tianjin-H 相似文献
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基于明代册载田亩、屯田和人口数据,以及相关赋役制度和土地制度等史料,考察了明代册载田亩和屯田数据的合理性,辨识了导致明代册载数据失实的主要因素,重建了明代典型时点省域耕地面积。结果表明：① 册籍讹误、官民田和卫所屯田的分类统计及山、塘、湖、荡等非耕地的登册起科,是导致洪武和万历年间册载数据失实的主要原因。② 洪武年间河南和湖广册载田亩数据人均耕地面积畸高,其原因为“册籍讹误”,订正后的数值分别为41万今亩和18万今亩;该时期研究区阙载的屯田总额约为5620万今亩。③ 非耕地的登册起科主要出现在南方地区,且洪武和万历年间浙江、南直隶、江西、湖广等省的册载田土数据中非耕地占比分别为24.7%、23.3%、4.4%、3.7%和28.9%、16.2%、19.2%、11.6%。④ 洪武二十六年（1393年）至万历十一年（1583年）,研究区耕地总量由49 550万今亩增至75 430万今亩;省域土地垦殖变化呈现明显的区域差异,河南和山东两省垦殖率增量超过15个百分点,湖广和四川超过3个百分点,而其余各省增量低于1个百分点。区域历史时期土地利用/覆被变化数据重建,不仅是区域生态环境效应模拟的客观需求,也可为充实和完善全球数据集提供参考。 相似文献
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Based on historical documents, modern survey and statistics, as well as the result of predecessor studies, the trend and main process of forest dynamics are recognized. The forest area and forest coverage rates for each province of China from 1700 to 1949 are es-timated backward by every 50 years. Linking the result with modern National Forest Inventory data, the spatial-temporal dynamics of Chinese forest in recent 300 years (AD 1700–1998) is quantitatively analyzed. The study shows that in recent 300 years, the forest area in current territory of China has declined by 0.95×108 hm2 (or 9.2% of the coverage rate) in total, with a trend of decrease and recovery. Before the 1960s, there was a trend of accelerated de-scending. The forest area was reduced by 1.66×108 hm2 (or 17% of the coverage rate) in 260 years. While after the 1960s, there has been a rapid increase. The forest area increased by 0.7×108 hm2 (or 8% of the coverage rate) in 40 years. The study also shows that there is a significant spatial difference in the dynamics of forest. The amplitudes of increasing and de-creasing in western China are both smaller than the ones in eastern China. During the rapid declining period from 1700 to 1949, the most serious decrease appeared in the Northeast, the Southwest and the Southeast, where the coverage rate in most provinces dropped over 20%. In Heilongjiang Province, the coverage rate dropped by 50%. In Jilin Province, it dropped by 36%. In Sichuan Province and Chongqing Municipality, it dropped by 42%. In Yunnan Prov-ince, it dropped by 35%. During the recovery period 1949–1998, the western provinces, mu-nicipality and autonomous regions, including Ningxia, Gansu, Inner Mongolia, Si-chuan–Chongqing, Yunnan, Tibet, Xinjiang and Qinghai, etc, the increase rates are all below 5%, while the eastern provinces, municipality and autonomous regions (except Heilongjiang, Hubei, Jiangsu–Shanghai) have achieved an increase over 5%, among which the Guang-dong–Hainan, Guangxi, Anhui, Beijing–Tianjin–Hebei, Shandong, Henan, Zhejiang, and Fu-jian have an increase over 10%. 相似文献
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Reconstructing provincial cropland area in eastern China during the early Yuan Dynasty (AD1271-1294)
Reconstructing historical land use and land cover change (LUCC) at the regional scale is an important component of global environmental change studies and of improving global historical land use datasets. By analyzing data in historical documents, including military-oriented cropland (hereafter M-cropland) area, the number of households engaged in M-cropland (hereafter M-household) reclamation, cropland area, and the number of households, we propose a conversion relationship between M-cropland area and cropland area reclaimed by each household. A provincial cropland area estimation method for the Yuan Dynasty is described and used to reconstruct the provincial cropland area for AD1290. Major findings are as follows. (1) Both the M-cropland and cropland areas of each household were high in the north and low in the south during the Yuan Dynasty, which resulted from different natural conditions and planting practices. Based on this observation, the government-allocated M-cropland reclamation area to each household was based on the cropland area reclaimed by each household. (2) The conversion relationship between M-cropland and cropland areas per household showed conversion coefficients of 1.23 and 0.65 for the south and north, respectively. (3) The cropland area in the entire study area in AD1290 was 535.4×106 mu (Chinese area unit, 1 mu=666.7 m2), 57.8% in the north and 42.2% in the south. The fractional cropland areas for the entire study area, north, and south were 6.8%, 6.6%, and 7.1%, respectively and the per capita cropland areas for the whole study area, north, and south were 6.7, 15.6, and 4.1 mu, respectively. (4) Cropland was mainly distributed in the middle and lower reaches of the Yellow River (including the Fuli area), Huaihe River Basin (including Henan Province), and middle and lower reaches of the Yangtze River (including Jiangzhe, Jiangxi, and Huguang provinces). 相似文献
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近300年来中国森林的变迁 总被引：12，自引：1，他引：11
以清代以来史料为依据, 在现代清查统计资料和前人研究成果的基础上, 通过对森林变迁大体趋势及主要过程的客观把握, 重新校订了1949 年和1700 年前人的估算数据, 回溯估算了1750~1900 年中国各省区每50 年森林面积与森林覆被率值, 并与现代森林清查资料衔接, 分析1700~1998 年近300 年来中国森林变迁的时空特征。结果表明: 近300 年来中国现境内共减少森林面积约0.95×108 ha, 森林覆被率减少9.2 个百分点, 变化曲线呈先抑后仰; 以1960s 为界, 此前呈加速递减态势, 260 年间减少森林面积达1.66×108 hm2, 覆被率下降约17 个百分点;1960s 以后呈逐步增长态势, 近40 年间增加森林面积约0.7×108 hm2, 覆被 率提高了约8 个百分点。结果还表明: 近300 年来中国森林消长, 西部地区均小于东部地区; 在1700~1949 年的锐减期中, 东北、西南和东南三区是森林面积缩减最为严重的地方, 大部分省区覆被率下降超过20 个百分点, 其中黑龙江达50 个百分点, 吉林达36 个百分点, 川渝地区达42 个百分点, 云南达35 个百分点;在1949~1998 年的恢复期中, 西部各省区森林覆 被率增加均小于5 个百分点, 东部地区(除黑龙江、湖北和沪宁外) 均超过5 个百分点; 其中 粤琼、广西、安徽、京津冀、山东、河南、浙江、福建等省区高达10 个百分点以上。 相似文献
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元代前期省域耕地面积重建 总被引：7，自引：1，他引：6
基于历史文献资料重建区域历史时期土地利用/覆被变化,对深入研究区域生态环境效应、充实全球历史土地利用数据集等均具有重要意义。本文通过对元代（1271-1368年）屯田与屯户、垦田与户口等册载数据及相关史料的梳理与分析,提出了户均屯田数与户均垦田数的转换关系,构建了元代省域耕地面积估算方法,重建了至元二十七年（1290年）研究区省域耕地面积。结果表明：① 元代户均屯田数和户均垦田数均具有明显北高南低的特征,这种区域差异性是南北方地区自然条件和种植制度等差异的客观反映,而地域一致性则是户均屯田数配拨以该地户均垦田数为参照的具体表征。② 在省域尺度上,户均屯田数与户均垦田数存有一定偏差,其南北方地区的修订系数分别为1.23和0.65。③ 元代至元二十七年研究区耕地总量为535.4×106今亩,垦殖率为6.8%,人均耕地面积为6.7今亩;其中,境内北方地区耕地面积约占57.8%,垦殖率为6.6%,人均耕地面积为15.6今亩;南方地区约占42.2%,垦殖率为7.1%,人均耕地面积为4.1今亩。④ 黄河中下游的腹里地区、淮河流域的河南行省、长江中下游地区的江浙、江西及湖广行省和西南地区的云南行省是元代至元年间耕地的主要分布区。 相似文献
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The spatially explicit reconstruction of historical land-cover datasets plays an important role in studying the climatic and ecological effects of land-use and land-cover change(LUCC). Using potential natural vegetation(PNV) and satellite-based land use data, we determined the possible maximum distribution extent of forest cover in the absence of human disturbance. Subsequently, topography and climate factors were selected to assess the suitability of land for cultivation. Finally, a historical forest area allocation model was devised on the basis of the suitability of land for cultivation. As a case study, we used the historical forest area allocation model to reconstruct forest cover for 1780 and 1940 in Northeast China with a 10-km resolution. To validate the model, we compared satellite-based forest cover data with our reconstruction for 2000. A one-sample t-test of absolute bias showed that the two-tailed significance was 0.12, larger than the significant level 0.05, suggesting that the model has strong ability to capture the spatial distribution of forests. In addition, we calculated the relative difference of our reconstruction at the county scale for 1780 in Northeast China. The number of counties whose relative difference ranged from-30% to 30% is 99, accounting for 74.44% of all counties. These findings demonstrated that the provincial forest area could be transformed into forest cover maps well using the model. 相似文献