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土地利用和植被覆盖变化研究,是当前国际科学研究的前沿领域之一,是研究气候变化的重要基础。特别是如何获得过去植被覆盖变化的定量信息对于进行气候模拟至关重要。本文研究了近300年来中国东部部分省区的垦殖率分布及土地覆盖变化情况,在根据文献研究恢复出的这一时期以来中国东部垦殖率分布的基础上,通过对清代、民国期间各地史志记载的分析以及现代土地利用类型分布图的比较,得出了空间分辨率为0.5°×0.5°的近300年来中国东部部分省区土地利用和植被覆盖变化分布图。并将重建的土地利用、植被覆盖变化资料作为区域模式的植被强迫场,通过数值模拟研究了近300年来由于中国东部土地覆盖变化造成的对中国区域气候产生的影响。
通过研究,本文得到的主要结论为:
1.近300年来,我国耕地面积总量呈现增加的趋势。其中,清前期、中期耕地面积增加较快,清末增长速度减缓且部分年份呈负增长。民国年间耕地面积增长速度趋于稳定,至1949年后由于经济建设的恢复,耕地面积总体继续呈增长趋势,这种趋势一直持续到80年代后才转为负增长。
2.长江中下游、华北地区由于自然地理以及历史等原因,垦殖率较高,土地类型以耕地为主。东部其他地区的土地覆盖则主要为森林,其中根据地理、气候因素,大致可分为常绿阔叶林、落叶阔叶林、混交林、热带季雨林和雨林等森林类型。近300年来,森林类型的变化受到砍伐,毁林垦种、人工育林等人为因素的极大影响。此外,草地、交通居住用地等所占土地面积比例较低,因此在植被类型变化上尚处于次要地位。这一定量化结果为区域气候模拟提供了必需的植被场。
3.近300年来的土地利用变化对中国区域性气候产生了一定的影响,这种影响主要是通过下垫面属性的变化导致辐射、蒸发、地表径流以及感热和潜热通量等发生变化,从而影响近地层流场乃至区域性气候产生的。地表覆盖的变化造成我国华北地区温度降低、降水增加,长江中下游地区温度降低、降水减少,华南地区温度升高、降水增加。此外,历史时期的土地利用变化在一定程度上也有利于中国地区夏、冬季风的增强。