论文标题：Humans, Climate Change, or Both Causing Land-Use Change? An Assessment with NASA’s SEDAC Datasets, GIS, and Remote Sensing Techniques

论文链接：https://www.mdpi.com/2413-8851/9/3/76

期刊名：Urban Science

期刊主页：https://www.mdpi.com/journal/urbansci

作者介绍：第一作者/通讯作者Alen Raad 博士就职于美国Kinder Morgan，其研究专长涵盖地理信息系统与遥感，土地覆盖/利用变化及其驱动因素和对社会和环境的影响等领域。第二作者Joseph White教授任职于美国Baylor University，他在遥感应用/计算机建模等方面取得了诸多重要成果。

土地覆盖和土地利用变化（LCLUC）是一个动态过程，受到气候和社会经济驱动因素的组合及其相互作用的影响。实地研究和调查通常耗时且耗费资源，研究人员一直使用这些方法来更好地了解LCLUC的驱动因素。然而，遥感数据可能以更少的时间和成本提供同样可信的结果。本研究旨在评估2000年至2020年美国德克萨斯州达拉斯-沃斯堡（DFW）大都市区的土地覆盖和土地利用变化与社会经济和气候因素变化之间的关系。土地覆盖和土地利用、社会经济以及气候数据分别从多分辨率土地特征联盟的国家土地覆盖数据库、美国宇航局社会经济数据和应用中心（SEDAC）以及全球气候和天气数据网站（WorldClim）获取。基于这些数据计算的变化检测用于分析LCLUC与社会经济和气候因素变化之间的空间和统计关系。结果表明，人口变化、住房和交通、家庭和残疾变化、社会经济地位变化、月平均最低气温变化以及月平均降水量变化显著预测了LCLUC。尽管社会经济因素在本研究中对LCLUC的驱动作用占主导地位，但气候因素的影响不应被忽视，特别是在气候敏感性更为显著的地区，如干旱或过渡带。这些发现强调了在评估LCLUC驱动因素时考虑区域差异的重要性。

2001年和2019年DFW大都市的NLCD LCLU类地图

研究过程与结果

本研究旨在通过利用美国最大的、人口最密集的大都市区之一（达拉斯-沃斯堡，DFW）公开可用的遥感（RS）数据时间序列，识别土地覆盖和土地利用变化（LCLUC）以及社会经济和气候驱动因素的变化。

我们发现，这一城市化地区日益增长的社会经济压力与持续的气候变化相结合，影响了土地覆盖和土地利用变化，导致植被面积减少，进而引发了快速的全球环境变化。应对这些威胁将支持可持续的土地管理，这将显著促进可持续发展目标的实现。土地覆盖和土地利用变化的空间分析突出了整个研究区域的关键模式。具体而言，我们的结果表明，土地覆盖和土地利用变化并非均匀分布，而是呈现出由潜在的社会经济和气候因素驱动的明显空间模式。例如，经历高城市化和经济活动的地区显示出更多的土地覆盖和土地利用变化，而发展压力较小的地区则显示出相对稳定的土地覆盖趋势。温度变化的空间模式也表明了城市热岛效应的存在，特别是在高度发达的地区。这些空间见解为理解土地覆盖和土地利用变化、社会经济因素和气候之间的复杂相互作用提供了更深入的理解。

2000年（左）和2018年（右）的DFW大都市研究区的社会经济状况指数值图(来自SEDAC数据集)

研究总结

研究表明，首先，土地覆盖和土地利用变化是由社会经济和气候驱动因素共同作用的结果。其次，土地覆盖和土地利用变化受到人口变化、月平均最低气温和降水变化的负面影响，而受到住房和交通、家庭和残疾状况以及社会经济地位变化的积极影响。最后，我们得出结论，来自美国宇航局（NASA）、多分辨率土地特征联盟（MRLC）和WorldClim的遥感网格化产品可以提供显著且具有空间特异性的信息，以解决影响土地覆盖和土地利用变化的社会经济和气候因素。这些免费提供的数据集可以在处理全球范围内的土地覆盖和土地利用变化现象时节省时间和资金。本研究中使用的方法可以转移到其他地区，特别是美国本土的其他地区，因为大多数社会经济和气候因素的网格化数据集（具有空间和时间分辨率）都可以从本研究中提到的机构（例如，美国宇航局的社会经济数据和应用中心（SEDAC）、WorldClim）获得，并且可以与国家或全球土地覆盖和土地利用变化数据集结合使用，以研究它们之间的潜在关系。此外，包括中国学者在内的几项国际研究已经应用了各种空间和统计模型（例如，随机森林、回归树、逻辑回归模型）来分析土地覆盖和土地利用变化的模式。纳入这些研究的发现可以帮助提高土地覆盖和土地利用变化评估的稳健性，并提供更广泛的见解，以了解不同的建模方法在不同地理区域的表现。未来的研究应该整合这些方法，以加强比较分析，并在区域、国家和全球尺度上增强土地覆盖和土地利用变化的预测建模，然后再推广本研究的发现。

期刊简介

Urban Science (ISSN 2413-8851)是一本国际性的、科学的、经过同行评审的、开放获取的城市与区域研究期刊。该期刊的主要目标是鼓励科学家发表与城市发展、环境及其资源、经济、政策和社区相关的理论和实证研究。因此，只要文章内容简洁且全面，期刊对论文的最大长度没有限制。稿件需包含完整的实验细节，以确保研究结果可复现。

期刊主题领域包括但不限于：城市流动性；城市规划；土地使用；城市韧性；城市气候和热岛效应；住房；城市化；市区污染情况；废物管理；城市可持续发展；城市经济与循环经济；城市能源解决方案和转型等。

期刊主编：

Prof. Dr. Luis Hernández-Callejo

巴利亚多利德大学农业与林业工程系

Interests: energy; engineering; computer science; photovoltaic systems; microgrids; distributed generation; smart metering(能源;工程;计算机科学;光伏系统;微型电网;分布式发电;智能计量)