繪制空間藍圖，服務國家治理
——記南京大學地理與海洋科學學院副研究員姜朋輝

張錦玉

中國人都以祖國“地大物博”而倍感自豪，但也時常伴有“人多地（可利用）少”的憂慮。資源環境緊約束背景下，有限的土地資源與巨大的需求缺口形成了激烈的人地關系沖突。因此，如何協調土地資源開發利用與生態系統保護之間的關系，實現經濟社會可持續發展，成為人類生存與發展亟待解決的關鍵科學問題。

古語有云：“倉廩實，天下安”，作為人類賴以生存的基礎和保障，如何最大程度發揮土地資源價值，科學的管理方式是關鍵。自1991年起，國務院常務會議將每年的6月25日，即《土地管理法》頒布紀念日，確定為全國土地日。2021年6月25日是第31個全國土地日，其宣傳主題是：“節約集約用地，嚴守耕地紅線”，以倡導優化土地資源用途管制，構建合理的耕地保護、生態修復、城鎮空間管控制度，助力可持續發展戰略實施，服務國土空間治理體系和治理能力現代化建設。

立足國家需求，南京大學地理與海洋科學學院副研究員姜朋輝選擇了數字空間治理研究。“一塊土地可以用于農業生產，也可以用來建工廠，還可以用于交通和城鎮建設等，然而何種利用方式才能使有限的土地資源發揮更大的經濟、社會和生態效益呢？”這是他長期以來思考的問題。為此，他從土地資源空間優化配置角度出發，集成各類時空信息技術，通過進一步探索多尺度地理格局變化機理，創新地理信息技術支撐的數字空間治理技術，以期為國土空間治理與空間布局優化提供綜合決策支持，貢獻自己的一份力量。

誤打誤撞的機緣

南京是姜朋輝科研人生中極為重要的一站。2017年6月，姜朋輝以優異的成績順利獲得了南京大學地圖學與地理信息系統專業的博士學位，在這4年的時間里，他徜徉在地理信息科學的知識海洋、奮斗在城鄉土地資源管理研究一線，奠定了堅實的理論、技術、方法基礎，也堅定了今后繼續從事數字空間治理研究的理想和決心。但回望最開始的求學之路，姜朋輝坦言這一切都是從誤打誤撞開始的。

“最初高考填志愿的時候，我是誤打誤撞選了地理科學專業，后來準備考研，本來想選經濟地理專業，又誤打誤撞從事了濕地科學。碩士畢業之后，進入博士階段，本想開展資源環境遙感研究，最后還是選擇了地理信息技術與土地利用資源管理交叉研究。”漫長而曲折的許多機緣巧合，讓姜朋輝最終在數字空間治理研究上站穩了腳跟，他嘴上調侃說著“坎坷”，但事實上，他也在各種專業的不斷轉換中，積累了從事交叉研究必備的科學素養，成為當前研究領域內的中堅力量。

姜朋輝

雖然從南京大學畢業，再到留校成為一名專職科研人員和教師的時間不長，但科研探索、服務國家一直是姜朋輝心中不變的初心。經過5年的快速成長與蛻變，如今的姜朋輝已入選江蘇省高層次創新創業人才計劃，主持國家自然科學基金面上和青年項目、國家重點研發計劃項目子課題、江蘇省自然科學基金等各類科研項目12項，成為“國土與生態安全遙感”全國高校黃大年式教師團隊、“地理信息新技術及其全球變化應用”教育部創新團隊的骨干成員。他依托于南京大學地球系統科學虛擬仿真實驗教學中心、自然資源部國土衛星遙感應用重點實驗室、江蘇省地理信息技術重點實驗室等科教平臺，施展自己的抱負，發揮自己的光與熱。

耕地保護迫在眉睫

國以民為本，民以食為天，土為糧之母。華夏文明以農立國，傳承千年，農業對于國家的重要性不言而喻，而耕地作為農業最基本的生產資料，是我國最寶貴的土地資源。千百年來，農業空間與城鎮布局交互作用，促成了我國經濟社會中心區域與優質農業生產區高度重疊的空間格局，如長江三角洲、珠江三角洲、關中平原、華北平原、長江中下游平原等地區，既是中國重要的糧食主產區，也是我國經濟高度發達的地區。但由此也帶來了很大的問題，自改革開放以來，經濟社會高速發展驅動上述地區城市擴張，占用了大片優質耕地資源，導致城鎮發展與耕地保護之間的矛盾日趨激烈。

姜朋輝敏銳地意識到了這些問題，并著手展開了研究。而在解決問題之前，第一步是摸清楚國土空間格局演變規律。他很清楚，只有完全了解我們的生活、生產、生態空間，才能找到一條經濟社會高質量發展道路。姜朋輝選擇了具有代表性的區域開展典型示范研究，探索城市發展與優質農業生產空間高度重疊地區的可持續發展之路。在研究過程中，他提出了像元水平景觀結構分類模型，并以農業景觀為例，驗證了模型在刻畫景觀結構演變及其生態影響方面的科學性和實用性，系統分析了多情景驅動的多尺度國土空間演變機理，該項成果被國際著作

Innovations in Landscape Research

整體收錄，并榮獲江蘇省優秀博士學位論文和中國土地學會青年優秀論文獎一等獎。

姜朋輝（前排左四）榮獲2021年度地理信息科技進步獎特等獎

根據不同尺度國土空間發展演變的驅動機制，姜朋輝立足農業生態系統整體保護思想，協調耕地數量保護、生態修復、質量提升之間的動態響應關系，形成農田綜合生產力評價模型。進而，他從耕地空間連續性和高效生產力的角度出發，提出了永久基本農田的劃定模型，劃定了城市周圍優質農田的永久保護和利用邊界。對此，姜朋輝坦言：“關于城市周圍優質農田的永久保護和利用邊界，這些底線性的劃定思維，其實最初是源自我們國家十八大以來一系列關于區域空間發展的戰略布局，這既是我國空間治理亟待解決的現實問題，也是地理學空間優化研究的核心科學問題之一。”

然而，正如前面說到的城市發展與耕地保護沖突矛盾，單一的保護或者缺乏底線思想的管理，均無法實現空間矛盾的有效調和。對此，在確立耕地保護方法的基礎上，姜朋輝和他的團隊進一步探索了城市空間治理技術。“他們當時叫城市增長邊界，也就是對城市增長做一個階段性的規劃和控制。但是這種方法如果直接移植到我國的話，那么對于許多城市來說是不太現實的，比如說西部的城市，它還處于發展中的階段，你現在就劃定了它的最大規模，就很難規劃準確，所以我們結合我國的基本國情，構建了涵蓋歷史和現狀分析、邊界模擬和預測等內容的城鎮邊界識別技術，提出了資源環境承載與空間管制雙約束的城鎮開發邊界調控技術和劃定方法”。基于以上的研究內容和成果，姜朋輝在國際地理學旗艦期刊

AAAG

上發表了首篇關于城鎮開發邊界的學術論文，這是

AAAG

建刊110年以來，中國內地學者以第一作者身份發表的第三十篇學術論文。他的研究成果一經發表，就被印度尼赫魯大學社會學院院長Nath Das教授等引評為“姜朋輝等<2016>提出的UGB模型是少有的優質模型之一”（There are a few well developed UGB models proposed by Jiang et al. 2016）。

另辟蹊徑繼續前行

在姜朋輝看來，地理學最大的特性是經世致用，這個學科既要發掘規律、拓展理論，也要為人們的生產生活提供積極的指導和決策。在完成國家自然科學青年基金項目“市域尺度耕地景觀格局演變時空過程模型研究”的基礎上，姜朋輝后續又主持了國家自然科學基金項目“地理過程耦合的流域農業空間優化配置模型研究”和國家重點研發計劃專題——“一帶一路”重點廊道國土空間利用質量監測與評價研究，聚焦國土空間數字化治理。

“我和團隊通過這兩個項目，將農業空間和耕地景觀格局結合在一起，形成了我們獨特的科學研究思路。”據姜朋輝介紹，他們形成的獨特思路是：每一塊耕地，它在整個農業生態系統中，扮演的角色是不同的。他舉了一個簡單的例子：在道路旁邊的耕地和在良田中間的核心耕地，它們在生產力上、對整個耕地生態系統的功能上，扮演著不同的角色。在道路旁邊的耕地，如果它被非農化了，基本不會影響到其他耕地的生產，但如果是良田核心區域的耕地被非農化了，就會形成破窗效應。“核心耕地如果變成一個工業生產的區域，它的污染會從耕地系統中間向外擴散，對整個區域的糧食生產造成毀滅性的打擊。”

以此為基本思路，姜朋輝提出了以全要素優化配置和景觀結構調整為核心的國土空間景觀設計方法，開展了國土空間規劃視角下的多尺度景觀設計實踐。他基于地理學與景觀生態學空間格局-過程-尺度理論，通過優化景觀要素配置技術，合理確定區域異質景觀干擾強度，維持景觀格局的整體穩定性，形成了以全要素統籌配置實現景觀格局優化，以景觀結構調整實現空間布局協調的國土空間景觀設計方法，并據此研發了國土空間利用質量評價與輔助決策軟件系統，為農業空間精準管控與生態環境保護提供決策支持。

姜朋輝和團隊憑借國土空間優化關鍵技術研究榮獲2019年度國土資源科學技術獎一等獎和2021年地理信息科技進步獎特等獎。在獎項的背后，他們以如何合理布局自然資源的空間分布作為國土空間優化的目標導向，開展了以下兩方面的探索：一是自然資源和規劃“一張圖”管理。姜朋輝和團隊把一個區域的自然資源和規劃管理以數字化的方式，積極展現在管理者和決策者的面前，“我們把具體一塊土地應該怎么管，應該做什么，未來適用于哪些用途類型，把這些東西以一張圖的形式展現給決策者和管理者，讓他們清晰地知道應該怎么科學地管理，怎么準確地管理”。二是空間邊界的底線探索。“一個城市的開發邊界應該如何劃定，如何去適應區域經濟的發展，以及一個區域的耕地應該保護多少，保護哪些，怎么保護，耕地紅線應該如何確定等，我們都提供了參考的意見和決策。”談到這些獎，姜朋輝顯得頗為清醒。“榮譽和獎勵雖然是對我們過去成果的認可，但是它不代表我們的水平有多高，只是認可了我們過去的一些貢獻。”

姜朋輝回憶起自己過去幾年的研究與探索工作，他深入農田和耕地一線、在實驗室日夜不停地處理數據，秉持著一分耕耘一分收獲的信念，取得了可觀的研究成果。但他也不會滿足于這些研究成果，科學研究永無止境，新的研究還在等待著他去探索。

回望過去開啟未來

過往十余年的科研經歷，如果有什么讓姜朋輝印象深刻，他首先想到的是他的兩位導師——碩士導師趙銳鋒教授和博士導師李滿春教授。“趙銳鋒教授告訴了我什么是地理學研究——是野外考察結合計算機技術和數字化技術的研究，這是他教給我的最重要的科研思維。”趙銳鋒教授非常強調野外考察，因為僅僅依靠遙感技術，而沒有第一手的野外考察資料，研究的結果依然是不可信的。

而李滿春教授給姜朋輝的影響則是，告訴他研究一定要和應用結合起來，一定要和國家重大戰略目標結合起來。“我們的研究既要有技術上的創新，更要將這些創新服務于國家的需求。”姜朋輝堅信，最偉大的研究一定是理論結合實際、理論服務應用的研究。“作為科研人員最開心的一件事情，就是我的研究落地了，我的研究成果服務于社會發展，服務于廣大人民群眾。”

目前，姜朋輝和團隊正在做一項具有重大意義的工作，他們聯合高校和地方的自然資源規劃管理部門，開展土地類型圖的科研攻關工作。“我們現在做的是全國性土地類型圖的繪圖工作，從土地的形成原理出發，把土地的各種屬性清晰地在一張圖上展示出來。”在姜朋輝的設想里，通過一張圖的信息就可以判斷出一塊土地適合做什么用地，如有機碳含量高的土地通過該圖的判斷適合做耕地，就可以將這塊土地保護起來，成為永久基本農田。

未來，姜朋輝將以前期研究的成果作為基礎，希望形成一張科學準確的全國性土地類型圖，推動數字國土空間治理再上一個臺階，繼續在保護耕地資源、生態環境，優化耕地空間方面貢獻力量。自然資源是人類賴以生存和發展的物質基礎，它承載著人類的歷史、現實、未來。管子曾說：“人與天調，然后天地之美生。”姜朋輝希望能與團隊成員一道努力，讓每一片國土因他們的優化而更加美麗，讓每一個城市因他們的研究而更加美好！