1 土地系统辨识与研究计划 1
1.1 土地系统 2
1.1.1 土地系统的概念与组成 2
1.1.2 土地系统研究理论与方法 4
1.1.3 土地系统研究程序与步骤 7
1.1.4 土地系统研究模型体系 7
1.1.5 土地系统研究技术集成 9
1.2 土地利用系统 11
1.2.1 土地利用系统的组成 11
1.2.2 土地利用系统的属性 15
1.2.3 土地利用系统的特征 17
1.2.4 土地利用系统研究动向 19
1.3 土地利用／覆被变化研究计划与成果 19
1.3.1 土地利用变化研究 20
1.3.2 土地利用研究进展 26
1.3.3 LUCC计划研究成果 35
1.4 全球土地计划 39
1.4.1 GLP发起背景 39
1.4.2 GLP形成与发展 40
1.4.3 GLP科学计划 41
2 土地用途转换分析模型 47
2.1 土地用途转换探测模型 48
2.1.1 土地用途转换调查方法 48
2.1.2 土地用途转换信息提取 50
2.1.3 土地利用信息定位观测 52
2.2 土地用途转换表征模型 54
2.2.1 栅格成分数据模型 54
2.2.2 土地用途转换速率表征 56
2.2.3 土地用途转换景观指标表征 58
2.3 土地用途转换驱动机理模型 59
2.3.1 经验统计模型 60
2.3.2 尺度效应分析 66
2.4 土地用途转换过程模拟模型 70
2.4.1 马尔科夫过程模型 70
2.4.2 Agent-based模型 73
2.4.3 元胞自动机模型 74
2.4.4 CLUE-S模型 75
2.4.5 DLS 75
2.5 土地用途转换效应评价模型 77
2.5.1 遥感反演模型 77
2.5.2 地面调查分析 80
2.5.3 生物地球化学循环模型 81
3 农牧交错带土地用途转换时空格局 84
3.1 农牧交错带土地用途转换背景 84
3.1.1 农牧交错带范围辨识 85
3.1.2 华北、黄土高原农牧交错带范围 87
3.2 农牧交错带土地用途转换动态特征 97
3.2.1 土地用途转换编码表达 97
3.2.2 农牧交错带用地格局 98
3.2.3 土地用途转换总体特征 100
3.2.4 土地用途转换动态特征 102
3.3 农牧交错带土地用途转换空间分异特征 105
3.3.1 土地用途转换空间分异特征 105
3.3.2 土地利用净变化空间分异特征 108
4 农牧交错带土地用途转换驱动机理 112
4.1 自然控制因素对土地用途转换的影响 112
4.1.1 海拔高度对土地用途转换的影响 113
4.1.2 地形坡度对土地用途转换的影响 117
4.1.3 坡向对土地用途转换的影响 120
4.1.4 地貌条件对土地用途转换的影响 123
4.1.5 土壤对土地用途转换的影响 126
4.2 气候因素对土地用途转换的影响 129
4.2.1 气候数据插值 129
4.2.2 气温对土地用途转换的影响 132
4.2.3 积温水平对土地用途转换的影响 132
4.2.4 降水条件对土地用途转换的影响 135
4.2.5 湿润条件对土地用途转换的影响 137
4.2.6 光照条件对土地用途转换的影响 138
4.2.7 气温、降水变化对土地用途转换的影响 140
4.3 社会经济因素对土地用途转换的影响 143
4.3.1 影响土地用途转换的社会经济因素 143
4.3.2 人口和载畜量变化对土地用途转换的影响 144
4.3.3 经济因素变化对土地用途转换的影响 150
4.3.4 国家政策与制度变化对土地用途转换的影响 152
4.4 栅格尺度土地用途转换驱动机理 154
4.4.1 土地用途转换多尺度栅格模型 154
4.4.2 自变量因子的遴选 168
4.4.3 驱动机理模型及其尺度效应 172
4.5 驱动机理模型精度验证与结果解释 173
4.5.1 类确定系数 174
4.5.2 ROC曲线 175
4.5.3 拟合优度诊断 176
4.5.4 结果解释 177
5 土地用途转换对农田碳汇的影响 184
5.1 农田碳汇估算模型与应用 184
5.1.1 土壤有机碳动态模型 185
5.1.2 CENTURY模型 188
5.1.3 RothC模型 192
5.1.4 DNDC模型 194
5.2 中国农田碳汇估算结果与分析 199
5.2.1 中国农田碳汇估算结果 200
5.2.2 估算结果的不确定性 206
5.3 农田碳汇管理策略 207
5.3.1 土地用途转换管理 209
5.3.2 推广免耕 210
5.3.3 调整轮作 210
5.3.4 提高复种指数 211
5.3.5 合理施肥 211
5.3.6 改善土壤水分条件 212
5.3.7 完善残茬管理 212
5.3.8 其他措施 214
5.4 政策影响评价 214
5.4.1 分析模型 215
5.4.2 案例分析 218
5.5 土地用途转换对农田碳汇的影响 223
5.5.1 模型与方法 224
5.5.2 退耕还林还草模拟 227
5.5.3 退耕还林还草对土壤有机碳贮量的影响 227
6 结论与展望 230
6.1 主要结论 230
6.2 研究计划 233
参考文献 235
附录 255
致谢 259