張潤(rùn)森，濮勵(lì)杰，2，劉振

(1.南京大學(xué)a.地理與海洋科學(xué)學(xué)院，b.大氣科學(xué)學(xué)院，南京210093;2.國(guó)土資源部土地利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京100029)

自1995年國(guó)際地圈-生物圈計(jì)劃(IGBP)和全球環(huán)境變化中的人文領(lǐng)域計(jì)劃(IHDP)聯(lián)合提出土地利用/覆被變化(LUCC)科學(xué)研究計(jì)劃以來[1]，土地利用/覆被變化作為全球變化的重要組成部分和主要原因，日益受到國(guó)際組織和世界各國(guó)的普遍關(guān)注，目前己成為國(guó)際上全球變化研究的前沿和熱點(diǎn)課題[2]。基于不同尺度研究土地利用/覆被變化對(duì)全球環(huán)境變化、地表自然-生態(tài)過程的影響，以及對(duì)人類活動(dòng)的反饋，揭示土地利用/覆被變化與人類活動(dòng)的互饋關(guān)系已經(jīng)成為土地利用/覆被變化研究的重要組成部分[3]。關(guān)于土地利用/覆被變化對(duì)水文過程、土壤侵蝕和土壤污染以及生物多樣性等方面的影響已有較多的研究，并初步形成了各自的理論體系，而對(duì)于土地利用/覆被變化大氣環(huán)境效應(yīng)的研究還比較零散。20世紀(jì)以來，人類活動(dòng)造成的土地覆被變化作為全球大氣環(huán)境系統(tǒng)的重要強(qiáng)迫因子，其影響是不可忽略的[4]，且土地利用/覆被變化致使大氣成分和氣候系統(tǒng)正發(fā)生著有史以來從未有過的急劇變化。因此，本研究將結(jié)合國(guó)內(nèi)外關(guān)于土地利用/覆被變化引起大氣環(huán)境效應(yīng)的主要成果，綜述這一領(lǐng)域的研究進(jìn)展。

1 LUCC對(duì)大氣質(zhì)量和污染的影響

1.1 LUCC對(duì)大氣成分的影響

土地利用/覆被變化可以改變大氣中氣體的含量和組成，改變大氣化學(xué)性質(zhì)和過程[5]，導(dǎo)致大氣中CO2，CH4和N2O等氣體的濃度產(chǎn)生顯著變化。在前工業(yè)時(shí)期，大氣中CO2濃度增長(zhǎng)主要是由于大規(guī)模的森林砍伐和農(nóng)業(yè)開發(fā)造成的，自然生態(tài)系統(tǒng)向人工生態(tài)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)變會(huì)減少植物生物量，加速土壤有機(jī)質(zhì)分解，釋放大量CO2到大氣中去。在過去的150年中，土地利用/覆被變化導(dǎo)致了大約相當(dāng)于同期化石燃料向大氣中凈釋放的CO2量[6]。森林砍伐不僅釋放出大量的CO2，森林的燃燒還會(huì)引起更多其他氣體的釋放，如CO，NO2，CH4和其他碳?xì)浠衔?。?750年以來，由于人類工農(nóng)業(yè)活動(dòng)共同作用的結(jié)果，大氣中CH4的濃度增加了一倍多，水稻種植、生物燃燒、森林砍伐、城市化、牲畜養(yǎng)殖等都可以釋放出CH4[7]。從土地利用類型來看，濕地和草地則是CH4釋放的主要來源，濕地釋放CH4量占大氣中CH4總釋放量的20%，同時(shí)，CH4又可以氧化成CO，據(jù)估計(jì)60%的CO來源于土地利用/土地覆被變化[8]。

亦不可忽視土地利用/覆被變化對(duì)大氣中N2O含量的影響。N2O在大氣中具有較長(zhǎng)的滯留時(shí)間并參與大氣中的許多光化學(xué)反應(yīng)，會(huì)破壞臭氧層而引起地表輻射的增強(qiáng)。原來普遍認(rèn)為燃燒是大氣中N2O增加的主要來源[9]，而由于取樣技術(shù)的局限往往錯(cuò)誤地夸大了燃燒在N2O增加中的影響[10]，實(shí)際上土地利用/覆被變化在所有的N2O來源中占到了80%。20世紀(jì)50年代以來，由于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)中使用化肥量的快速增長(zhǎng)，加快了土壤氮循環(huán)速率，進(jìn)而導(dǎo)致N2O釋放量的大大提高，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)導(dǎo)致的N2O釋放量從每年2.8 Tg氮增加到現(xiàn)在的6.3 Tg氮[11];且大氣中的N2O濃度處于持續(xù)增長(zhǎng)的狀態(tài)，年增長(zhǎng)率為0.25%，其中熱帶地區(qū)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)和土地利用變化則是全球最重要的N2O釋放源，貢獻(xiàn)率達(dá)70%～90%[12-13]。工業(yè)化進(jìn)程中的土地利用/覆被變化也影響了對(duì)流層光化學(xué)煙霧的組成成分，研究發(fā)現(xiàn)，工業(yè)化區(qū)域的光化學(xué)煙霧濃度確有增加[14]。同時(shí)，土地利用/覆被變化還引起了S的釋放，使得大氣中SO2的濃度增高，在SO2濃度高的區(qū)域可能會(huì)出現(xiàn)酸雨。

1.2 城市化進(jìn)程中的大氣污染

隨著城市化和工業(yè)化進(jìn)程的加快，城市擴(kuò)展和城市土地利用變化所導(dǎo)致的大氣質(zhì)量和大氣污染問題逐漸成為學(xué)術(shù)界關(guān)注的熱點(diǎn)。城市化對(duì)區(qū)域空氣質(zhì)量和污染存在著潛在的影響，用地類型轉(zhuǎn)變導(dǎo)致的土地利用/覆被變化將降低區(qū)域空氣環(huán)境的潛在安全水平，且廢氣污染物排放的空間差異與對(duì)應(yīng)區(qū)域城鎮(zhèn)用地比例的大小存在明顯的正相關(guān)關(guān)系[15]。研究發(fā)現(xiàn)，不合理的工業(yè)布局、長(zhǎng)距離交通的污染排放以及城市周邊半干旱地區(qū)伐木等因素是導(dǎo)致城市區(qū)域大氣污染的主要原因[16];并且城市熱島效應(yīng)會(huì)對(duì)污染物擴(kuò)展?jié)舛犬a(chǎn)生重要影響，一個(gè)利用二維非定常擴(kuò)散方程模擬城市邊界層污染物濃度分布特征的研究則證明了這一點(diǎn)[17]。

土地利用規(guī)劃和城市規(guī)劃對(duì)土地利用和城市開發(fā)進(jìn)行了空間上的總體安排和布局，引致了土地利用和土地覆被空間格局的形成，因此，有不少文獻(xiàn)探討大氣環(huán)境系統(tǒng)對(duì)土地利用規(guī)劃和城市規(guī)劃的響應(yīng)，即關(guān)注規(guī)劃方案下土地利用空間格局所造成的大氣質(zhì)量和大氣污染問題。土地利用規(guī)劃環(huán)境影響評(píng)價(jià)的理論、指標(biāo)體系、評(píng)價(jià)方法和實(shí)證研究都涉及到土地利用規(guī)劃方案對(duì)大氣污染的影響，并嘗試將大氣環(huán)境因子納入到土地利用規(guī)劃環(huán)境影響評(píng)價(jià)體系中，王廣洪等[18]對(duì)江蘇省工業(yè)廢氣的排放量進(jìn)行了預(yù)測(cè)和比較，發(fā)現(xiàn)單位國(guó)土面積工業(yè)廢氣排放量在土地利用規(guī)劃實(shí)施后有較大幅度增長(zhǎng)。相對(duì)而言，城市規(guī)劃領(lǐng)域則有較多的相關(guān)研究，即在小區(qū)尺度上對(duì)城市用地空間配置和建筑物空間布局的大氣環(huán)境效應(yīng)進(jìn)行評(píng)估。城市中人類活動(dòng)及下墊面變化，建筑群及單體布局差異等均對(duì)城市環(huán)境氣象要素產(chǎn)生了不同程度的影響，從而改變城市局地小氣候，影響城市污染物的擴(kuò)散速度和方向[19]。從研究方法和模型方面來看，城市規(guī)劃領(lǐng)域的研究主要基于多尺度數(shù)值模擬系統(tǒng)和大氣污染擴(kuò)展模式建立城市規(guī)劃大氣環(huán)境效應(yīng)定量分析體系，以評(píng)價(jià)空間規(guī)劃方案對(duì)大氣質(zhì)量和大氣污染造成的影響[19-20]。

1.3 物質(zhì)循環(huán)對(duì)LUCC的響應(yīng)

不同土地覆被類型具有不同的生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、群落組成和生物量，它們以不同的速率吸收和固定碳、氮等養(yǎng)分，這對(duì)營(yíng)養(yǎng)元素在大氣中的分布有重要影響。由于土地利用變化的原因，每年大約向大氣中排放1.6 Pg碳，約占人類活動(dòng)總排放量的20%[21]。1988—1998年間，亞馬遜河流域的森林砍伐和耕地拋荒每年向大氣中排放0.2 Pg碳[22]。美國(guó)自20世紀(jì)80年代以來，土地利用變化對(duì)碳排放的貢獻(xiàn)程度相當(dāng)于美國(guó)年化石燃料燃燒排放量的10%～30%[23]，美國(guó)東部森林碳聚集速率改變的一個(gè)最主要因素就是土地利用變化[24]。由于自然生態(tài)系統(tǒng)是全球碳循環(huán)中重要的碳匯，土地利用/覆被變化通過對(duì)局地生態(tài)系統(tǒng)的強(qiáng)烈影響，使得原來固定在植物及土壤中的碳以CO2和CH4的形式大量散發(fā)至大氣中，成為大氣中溫室氣體含量持續(xù)上升的主要來源之一，改變了全球碳氮平衡格局。因此，土地利用/覆被變化對(duì)碳、氮等元素循環(huán)的影響，特別是定量評(píng)價(jià)土地利用變化對(duì)陸地生態(tài)系統(tǒng)碳庫及通量的影響及其反饋是當(dāng)前全球變化研究的熱點(diǎn)和難點(diǎn)問題[25]。譬如，土地利用變化對(duì)植被碳儲(chǔ)量的影響，土地利用變化對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)碳的影響，土地整治與碳排放等。

2 LUCC對(duì)氣候的影響

2.1 氣候系統(tǒng)對(duì)LUCC的響應(yīng)機(jī)制

陸面生態(tài)系統(tǒng)和氣候存在時(shí)間尺度從秒到數(shù)百萬年的多尺度相互作用，在這一時(shí)間尺度內(nèi)，陸面生態(tài)系統(tǒng)可以通過能量、水汽和動(dòng)量交換改變大氣環(huán)流狀況，進(jìn)而影響天氣和氣候。其具體又可以分為短期相互作用和長(zhǎng)期相互作用[26]，短期相互作用主要包括陸面與大氣之間感熱與潛熱交換、地面熱傳導(dǎo)、蒸發(fā)反饋、降水反饋等;長(zhǎng)時(shí)間尺度的相互作用包括季節(jié)尺度的LAI(葉面積指數(shù))和地表反照率的調(diào)整和年紀(jì)尺度的土壤特性變化等。因此，土地利用/覆被變化改變對(duì)局地及區(qū)域氣候系統(tǒng)產(chǎn)生了極其重要的影響，并且主要通過生物物理和生物地球化學(xué)兩種反饋機(jī)制來實(shí)現(xiàn)[27]。生物物理反饋主要表現(xiàn)在土地利用/覆被變化改變了粗糙度、地表反射率、土壤含水量、植被葉面積、植被覆蓋比例、根區(qū)深度、冠層高度和植被結(jié)構(gòu)等地球表面物理特征[28]，影響了與氣候直接有關(guān)的地表與大氣之間的輻射、熱量動(dòng)量和水分交換過程[29]，引起溫度、濕度、風(fēng)速以及降水發(fā)生變化[30]，相應(yīng)地改變了海洋驅(qū)動(dòng)的大氣環(huán)流基本格局，使得區(qū)域和局地的氣候和天氣復(fù)雜化。首先，地表及其覆蓋的植被決定了太陽輻射在地表的分配，這種分配形成了不同尺度上氣候系統(tǒng)的邊界環(huán)境，且土地覆被變化對(duì)水分及能量平衡具有重要影響，決定了地表的粗糙度及潛在的、敏感的熱量流動(dòng)。一旦土地覆被發(fā)生改變，能量則會(huì)重新分配，而且土地利用/覆被變化不僅能夠通過改變地球上太陽能的分配方式影響局地和區(qū)域氣候，甚至可以影響全球的能量平衡[31]。其次，土地利用/覆被變化亦改變了地表反射率，從而影響溫度和濕度的變化。Hendrson-Sellers等總結(jié)了影響地表反射率的過程[32]，基于人類利用方向的土地利用變化傾向于增加反射率，使得更多的能量返回到大氣中，使對(duì)流層溫度增加、大氣的穩(wěn)定性增強(qiáng)并減少對(duì)流雨[33]。

生物地球化學(xué)反饋則指生態(tài)系統(tǒng)碳和養(yǎng)分循環(huán)變化對(duì)地面與大氣之間溫室氣體和氣溶膠交換產(chǎn)生一定的影響而由此導(dǎo)致氣候變化[34]。土地利用活動(dòng)改變了地球表面的生物地球化學(xué)循環(huán)過程，地球表面的土地覆被具有不同的生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、群落組成和生物量，可以以不同的速率吸收和固定養(yǎng)分，影響地表與大氣之間的微量氣體交換和土壤與植被之間的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)輸送，土地覆被變化導(dǎo)致了這些元素在大氣中的分布發(fā)生變化。生物地球化學(xué)反饋以大氣為中介，經(jīng)過累積作用達(dá)到全球規(guī)模，繼而加速氣候變化。

2.2 城市化對(duì)局地氣候的影響

城市化是短時(shí)間內(nèi)大規(guī)模、大范圍的人為活動(dòng)引起的對(duì)局地自然特征的一種改變，城市熱島效應(yīng)是建設(shè)用地?cái)U(kuò)展對(duì)局地氣候影響的最好例證，大量研究證明城市規(guī)模及其擴(kuò)展與熱島效應(yīng)有著極為密切的關(guān)系[35]，關(guān)于熱島效應(yīng)的研究亦已成為土地利用/覆被變化局地氣候影響領(lǐng)域最為典型的熱點(diǎn)。較有代表性的為城市化的氣象學(xué)研究，Changnon等[36]在大城市氣象實(shí)驗(yàn)(METROMEX)，區(qū)域大氣污染研究(RAPS)以及其他相關(guān)的城市氣象學(xué)研究基礎(chǔ)上，發(fā)現(xiàn)城市土地利用/覆被變化對(duì)城市氣候產(chǎn)生了不可忽視的影響，城市熱島效應(yīng)與土地利用類型及下墊面性質(zhì)密切相關(guān)。許多統(tǒng)計(jì)分析亦顯示城市化顯著改變了大氣邊界層特性，熱島效應(yīng)呈現(xiàn)強(qiáng)度增大、面積擴(kuò)張的趨勢(shì)，并可以通過比較發(fā)現(xiàn)郊區(qū)的氣溫增溫率低于城區(qū)的增溫率[37]。

雷達(dá)、遙感等觀測(cè)資料在該領(lǐng)域逐漸得到了廣泛的應(yīng)用[38]，基于多時(shí)相的遙感影像，以熱紅外遙感影像定量反演的地表溫度為基礎(chǔ)，可以分析城市熱島的空間分布和演變特征以及城市熱島與土地利用/覆被變化之間的關(guān)系，以揭示城市熱環(huán)境演變與城市擴(kuò)展、植被覆蓋變化的相互作用機(jī)理。研究發(fā)現(xiàn)不同土地利用和土地覆被類型的地表溫度存在較大差異，且隨著城市范圍的不斷擴(kuò)張，城市熱島也在不斷增大。史培軍等[39]則通過遙感影像和建立Yamata-Mellor紊亂閉合模型對(duì)深圳市土地利用/覆被變化對(duì)氣候的影響進(jìn)行了分析，探討了深圳城市化與生態(tài)環(huán)境安全水平之間的相關(guān)關(guān)系。此外，數(shù)值模擬是研究城市化局地氣候效應(yīng)較為有效且必要的方法，Atwater[40]利用一個(gè)基于歐拉守恒方程的三維靜力可壓縮的邊界層數(shù)值模式，模擬了環(huán)城區(qū)域邊界層內(nèi)的風(fēng)、溫、特征濕度和污染物濃度，借此來研究城市化和污染物引起的熱力變化，其后期又進(jìn)一步利用該模式研究了城市化和污染物在4個(gè)氣候區(qū)對(duì)大氣熱力結(jié)構(gòu)的影響[41]。Miao等[42]則用WRF模式耦合單層城市冠層模式，模擬了城市熱島的特點(diǎn)以及邊界層結(jié)構(gòu)。中尺度數(shù)值模式和衛(wèi)星遙感的結(jié)合也在城市熱島效應(yīng)的研究中得到了應(yīng)用[43]，并發(fā)現(xiàn)城市化在濕潤(rùn)地區(qū)和半干旱地區(qū)的熱島效應(yīng)顯著程度有所不同[44]。

2.3 LUCC的區(qū)域及全球氣候效應(yīng)

土地利用/覆被變化引起的微氣候和局地氣候變化是相對(duì)比較清楚的。譬如，對(duì)城市熱島效應(yīng)的研究就相對(duì)較為深入且有較多共識(shí);但是從全球尺度上看，土地利用/覆被變化的影響相比而言并不十分顯著，其是否也對(duì)區(qū)域氣候乃至全球變化產(chǎn)生影響引起了較多的爭(zhēng)論[45]。就目前而言，土地利用/覆被變化對(duì)區(qū)域氣候的影響還停留在相對(duì)粗略估算的階段，且主要集中在植被尤其是大面積熱帶森林減少對(duì)溫度、降水和徑流等造成的影響[46]，森林的砍伐可能會(huì)改變地表反射率，從而使得溫度增高、濕度下降[47]，進(jìn)而影響區(qū)域及全球溫度。Henderson-Sellers等[48]最早利用GCM大氣環(huán)流模式，對(duì)巴西亞馬遜熱帶雨林轉(zhuǎn)變成草原產(chǎn)生的區(qū)域氣候影響進(jìn)行數(shù)值模擬分析，發(fā)現(xiàn)熱帶雨林的砍伐導(dǎo)致了粗糙度、土壤含水量、地面反射率等地球物理特征的改變，使得區(qū)域降水和蒸發(fā)減少，造成地面熱量通量和動(dòng)量通量的異常。NCAR GENESIS大氣環(huán)流模式模擬結(jié)果顯示，亞馬遜地區(qū)的平均日降水由于森林退化下降了0.73 mm，且退化森林和CO2濃度增加的綜合作用使得該地區(qū)平均氣溫增高約3.5℃[49]。熱帶地區(qū)植被退化還可能導(dǎo)致異常Rossby波發(fā)展、Hadley環(huán)流和Walker環(huán)流的位置和強(qiáng)度發(fā)生變化，造成異常擾動(dòng)向熱帶外地區(qū)傳播，進(jìn)而影響全球的氣溫和降水[50]。盡管植被對(duì)徑流和蒸發(fā)中水分的分布有著重要影響，但是關(guān)于森林是否能夠?qū)е聟^(qū)域及全球的氣候變化，氣候?qū)W家并無定論，關(guān)于亞馬遜森林的大部分研究認(rèn)為森林面積的減少將嚴(yán)重減少當(dāng)?shù)氐慕邓縖33，51]，而Henderson-Sellers等[48]則認(rèn)為現(xiàn)階段熱帶森林退化確實(shí)引起了地球物理特征的改變，但是對(duì)區(qū)域氣候的影響幾乎是微乎其微的，對(duì)中國(guó)陸地生態(tài)系統(tǒng)的相關(guān)研究亦認(rèn)為植被對(duì)降水的作用并不顯著[39]。

除了森林退化的氣候效應(yīng)以外，相關(guān)研究表明，在干旱半干旱地區(qū)的荒漠化亦有著顯著的區(qū)域氣候效應(yīng)[52]。土地荒漠化導(dǎo)致了較高的地表反照率，較小的土壤水分含量及較低的地表粗糙度，使得降水減少，植被和土壤狀況進(jìn)一步惡化，進(jìn)一步加速了荒漠化進(jìn)程，并且有可能影響到外圍地區(qū)[53]。在森林退化和沙漠化引起了學(xué)術(shù)界極大關(guān)注的同時(shí)，亦有不少文獻(xiàn)探討某些特定區(qū)域土地利用/覆被變化的氣候效應(yīng)。研究表明，歐洲東部和印度北部是土地利用/覆被變化引起陸面氣候變量改變最為顯著的區(qū)域[29];而針對(duì)中國(guó)而言，相對(duì)于溫室氣體增加的影響，土地利用/覆被變化的影響亦不可忽視，在人類活動(dòng)強(qiáng)烈的東部地區(qū)[54]，土地利用/覆被變化對(duì)區(qū)域能量、水分時(shí)空分異以及氣候產(chǎn)生了重要的影響。

關(guān)于土地利用/覆被變化氣候效應(yīng)在全球尺度上的嘗試性研究，F(xiàn)indell等[29]利用GFDL的氣候模式研究了人類活動(dòng)造成的土地覆被變化生物物理過程的氣候效應(yīng)，結(jié)果顯示，土地覆被變化對(duì)全球平均氣候態(tài)影響很小，不如大尺度海表面溫度異常的影響重要，但是在區(qū)域尺度上，土地覆被變化的影響比海表面溫度異常更為重要。Bounoua等[55]也認(rèn)為土地覆被變化對(duì)全球平均態(tài)影響不大，但是在區(qū)域尺度上影響較為顯著。

3 結(jié)論與展望

由于土地利用/覆被變化在全球變化和可持續(xù)發(fā)展研究中占有重要的地位，因此，國(guó)內(nèi)外關(guān)于土地利用/覆被變化的研究已經(jīng)取得了一定的進(jìn)展，但是總體上而言較為偏重土地利用與土地覆被的變化機(jī)制的研究，而關(guān)于土地利用/覆被變化的生態(tài)環(huán)境效應(yīng)并沒有得到全面且充分的研究，尤其是土地利用/覆被變化的大氣環(huán)境效應(yīng)，深入研究還比較少。國(guó)內(nèi)外研究土地利用/覆被變化大氣環(huán)境效應(yīng)的內(nèi)容從土地利用/覆被變化對(duì)大氣成分、質(zhì)量和污染的影響，城市化的大氣環(huán)境效應(yīng)，土地利用/覆被變化對(duì)區(qū)域及全球氣候的影響到物質(zhì)循環(huán)對(duì)土地利用/覆被變化的響應(yīng)，研究方法從定性描述、統(tǒng)計(jì)分析到綜合運(yùn)用雷達(dá)衛(wèi)星資料和數(shù)值模擬方法，都在嘗試量化土地利用/覆被變化對(duì)大氣環(huán)境系統(tǒng)的影響，但是主要還停留在統(tǒng)計(jì)分析和“黑箱研究”的層面，相對(duì)缺少必要的內(nèi)在機(jī)理和物理過程解釋，并沒有形成統(tǒng)一的研究體系和定量模型。實(shí)際上這是由于學(xué)科之間的差異所造成的，土地利用/覆被變化的大氣環(huán)境效應(yīng)研究散見于地理科學(xué)、大氣科學(xué)、土地科學(xué)、資源科學(xué)和環(huán)境科學(xué)各個(gè)領(lǐng)域，尚未形成統(tǒng)一的理論，從而導(dǎo)致不同研究者出于各自目的和學(xué)科特點(diǎn)進(jìn)行相關(guān)研究，采用的研究方法亦不能推廣。土地利用與城市規(guī)劃學(xué)科往往較為關(guān)注用地空間布局所引起的大氣環(huán)境效應(yīng)，且基本上局限于建筑物布局等小區(qū)尺度的研究，相對(duì)缺乏大中尺度的研究，研究方法也以空間統(tǒng)計(jì)、地理信息系統(tǒng)和計(jì)量地理分析為主;而大氣科學(xué)領(lǐng)域則側(cè)重陸面過程的數(shù)值模擬分析，雖然強(qiáng)調(diào)生物物理過程和生物化學(xué)過程，但是并不特別關(guān)注土地利用/覆被變化因素，土地利用只是其中的一個(gè)分析因子而已。此外，雖然大氣數(shù)值模式在最近20多年迅猛發(fā)展，但模式的誤差仍然較大，在某些具體問題上很難具有說服力;而且，當(dāng)今的模式模擬大多局限在某一尺度上，并未實(shí)現(xiàn)從多尺度去探索土地利用/覆被變化的大氣環(huán)境效應(yīng)。綜觀土地利用/覆被變化的大氣環(huán)境效應(yīng)研究，絕大多數(shù)文獻(xiàn)都是探討城市化對(duì)大氣環(huán)境系統(tǒng)產(chǎn)生的影響，而將城市獨(dú)立于整個(gè)土地利用系統(tǒng)之外，較少關(guān)注農(nóng)用地和未利用地變化對(duì)大氣環(huán)境系統(tǒng)造成的影響。

隨著人類活動(dòng)的加劇，土地利用/覆被變化日益成為影響全球環(huán)境變化的主導(dǎo)因素，尤其是對(duì)大氣環(huán)境系統(tǒng)有著很大的影響，有必要加強(qiáng)土地利用/覆被變化大氣環(huán)境效應(yīng)的研究。

(1)深入研究土地利用/覆被變化大氣環(huán)境效應(yīng)的過程和機(jī)理?；谕恋刈兓茖W(xué)、自然地理、大氣科學(xué)和環(huán)境科學(xué)等多學(xué)科的交叉和融合，結(jié)合試驗(yàn)觀測(cè)、遙感技術(shù)和地理信息系統(tǒng)方法，探討土地利用/覆被變化大氣環(huán)境效應(yīng)的基本過程和機(jī)理，建立土地利用和覆被類型與大氣環(huán)境因子的高精度模型，尤其要在模型中考慮陸面生態(tài)系統(tǒng)對(duì)大氣環(huán)境系統(tǒng)的反饋?zhàn)饔?，達(dá)到“陸-氣”系統(tǒng)之間真正的動(dòng)態(tài)耦合。

(2)多尺度探討土地利用/覆被變化的大氣環(huán)境效應(yīng)。尺度問題是地理科學(xué)的焦點(diǎn)，土地利用變化的發(fā)生、時(shí)空分布及演變以及與大氣環(huán)境因子的耦合等都是與尺度相互依存的，不僅要進(jìn)行小區(qū)、城市等小尺度的研究，還要加強(qiáng)對(duì)氣候變化敏感區(qū)、生態(tài)脆弱帶、農(nóng)耕和經(jīng)濟(jì)開發(fā)劇烈區(qū)等區(qū)域尺度乃至全球尺度的研究，發(fā)展融土地利用/覆被變化動(dòng)力機(jī)制和大氣環(huán)境因子于一體的多尺度模型是未來的發(fā)展方向。

(3)土地利用/覆被變化大氣環(huán)境效應(yīng)的綜合分析視角。土地利用/覆被變化的大氣環(huán)境效應(yīng)不僅需要跨學(xué)科的綜合研究，也需要構(gòu)建一個(gè)土地利用/覆被變化大氣環(huán)境效應(yīng)研究的綜合體系:不僅對(duì)包括建設(shè)用地、農(nóng)用地和未利用地之間及其內(nèi)部各地類相互轉(zhuǎn)化和演變所造成大氣環(huán)境效應(yīng)進(jìn)行探討，亦強(qiáng)調(diào)自然因素和人文因素的集成，關(guān)注人文驅(qū)動(dòng)力視角下的大氣環(huán)境影響;并嘗試在構(gòu)建土地利用/覆被變化大氣環(huán)境效應(yīng)預(yù)警系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，提出大氣環(huán)境效應(yīng)優(yōu)化約束下的土地利用結(jié)構(gòu)及空間布局的優(yōu)化策略。

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