土地利用轉型的解釋

龍花樓

（1.廣西大學公共管理學院，廣西 南寧 530004；2.中國科學院地理科學與資源研究所，北京 100101）

土地系統科學是土地利用研究的國際前沿領域，它提倡研究者與決策部門合作以有效地將科學發現轉化為可持續土地利用解決方案。土地利用轉型是土地系統科學的重點研究主題。近年來，土地利用轉型研究得到快速發展，但也存在一些認識偏差。本文擬借鑒地理學的人地關系地域系統理論，構建土地利用轉型研究的理論模式及解釋土地利用轉型的概念框架，以期增進對土地利用轉型的認知，促進土地系統科學的理論建設。

1 土地利用轉型研究現狀

土地利用轉型研究最早可追溯到20世紀80—90年代英國學者開展的森林轉型（forest transition）研究[1-2]，英國利茲大學的GRAINGER博士于1995 年正式提出土地利用形態和土地利用轉型的概念[3]。21世紀初，土地利用轉型研究被引入國內[4-5]，歷經20年得到蓬勃發展[6-7]（圖1）。截止到2022年3月22日，以“land use transition”作為關鍵詞，在Scopus檢索出16 903篇文獻；統計分析表明，發文量近5年年均增幅達16%，發文量居前三位的國家是美國、中國和英國，分別占總數的28.9%，16.1%和9.2%。由此可見，中國的土地利用轉型研究在國際學術舞臺上已占有重要的一席之地。

圖1 土地利用轉型研究在中國的發展Fig.1 Development of land use transitions research in China

國際上土地利用研究經歷了由土地利用/覆被變化（LUCC）計劃到全球土地計劃（GLP），進而到土地系統科學（LSS）及其隨之并入未來地球計劃（FE）一系列的發展階段[8]（圖2）。土地系統科學致力于監測土地變化，解釋驅動因素和反饋機制，理解發生于土地上的人類—環境相互作用，相關的理論成果仍比較匱乏[9-12]。土地利用轉型研究是當今土地系統科學研究的重要內容，對于土地利用轉型的解釋和預測，依賴于相關學科理論的借鑒及土地利用研究的理論建設[8,13-14]。

圖2 與土地利用研究相關的大型國際科學研究計劃Fig.2 International scientific research programmes concerning land use

2 理論基礎：人地關系地域系統理論

吳傳鈞于1991年提出人地關系地域系統理論[15]。他強調應當認識人地關系是在一定的生產的社會關系下建立的，人類社會通過生產有意識地改變著自己生存的物質條件，從而改變著周圍的由自然要素和人文要素按照一定規律相互交織緊密結合而成的地理環境。人地關系是一種具有社會和歷史特性的辯證關系。開展人地關系綜合研究，需要將地理環境系統和人類社會兩大系統作為一個整體，研究其間相互作用的機理、功能、結構和整體調控的途徑和對策，而地理學在以地域為單元著重研究人地關系地域系統方面具有獨特優勢。人地關系地域系統是人與地在特定的地域中相互聯系相互作用而形成的一種動態結構，人類社會和地理環境兩個子系統之間的物質循環和能量轉化相結合形成了該系統發展變化的機制。探求系統內各要素的相互作用及系統的整體行為與調控機理是人地關系地域系統研究的總目標，即從空間結構、時間過程、組織序變、整體效應、協同互補等方面去認識和尋求全球、國家或區域尺度的人地關系系統的整體優化、綜合平衡及有效調控的機理[15]。

該理論提出之后，人地關系地域系統成為了地理學的研究核心[15-16]。蔡運龍對地域系統的人地關系實證研究涉及的環境評價與管理、環境感知與適應、自然災害研究、氣候影響評價、區域可持續發展5大論題展開了論述，并提出只有把這5個方面結合起來，才能完整地認識人地系統，全面實現人地關系的協調[17]。有的學者結合人地關系地域系統分析，探討了西非薩赫勒地帶荒漠化的機制模式[18]，分析了喀斯特地區人地關系地域系統的結構與功能[19]。人地關系地域系統理論是綜合研究地理格局形成與演變規律的理論基石[20]，該理論框架也被用來系統解析地域功能形成的影響因素、動力過程和驅動機制[21]。

人地關系地域系統理論提出30年來，對促進地理學綜合研究、學科建設和服務國家重大戰略決策發揮了重要的科學支撐作用。由于在快速工業化與城鎮化進程中，人地系統中的傳統發展要素的變化及經濟全球化等新因素的介入，導致人—地交互作用過程、格局及其綜合效應正在發生深刻變化。致力于探究現代人類活動改造和影響地表環境系統的狀態，以及人地系統交互作用與耦合規律、人地系統耦合與交互作用的地表圈層——“人地圈”形成機理與演化過程的人地系統科學的提出[22]，無疑是對人地關系地域系統理論的傳承創新。隨著人地系統理論的創新發展和現代科技成果在農業領域的廣泛應用，現代農業地域類型重構、作土系統優化調控的基礎理論和技術方法得到快速發展，現代地理工程通常被用來解決特定的人地系統問題[23]。通過開展土地整治改變區域土地利用形態，對于優化鄉村人地系統、促進鄉村振興具有積極意義[24]。與此同時，隨著全球城鄉快速轉型發展，有必要重新審視鄉村與城市關系、重構鄉城關系新認識，以系統探究全球鄉村人地耦合關系[25]。

3 解釋土地利用轉型

國際學者最初將土地利用轉型解釋為土地利用形態在時間序列上的變化，即土地利用形態的轉變。這一解釋雖然為土地利用轉型研究指明了方向，但對土地利用形態轉變的深層次原因缺乏系統的解釋，難免導致一些學者對土地利用轉型的研究對象存在認識偏差。隨著土地利用形態的概念被進一步拓展為顯性形態與隱性形態兩種類型，顯性形態指一個區域在特定時期內由主要土地利用類型構成的結構（具有數量和空間結構兩重屬性），隱性形態指依附于顯性形態且需通過分析、化驗、檢測和調查才能獲得的土地利用形態（具有質量、產權、經營方式、投入、產出和功能等多重屬性）[26-27]，使得在相關理論的支撐下系統解釋土地利用轉型成為可能。要科學解釋土地利用轉型，事先得厘清土地利用轉型的研究對象，并在人地關系地域系統理論的指導下，構建相關理論模式，從土地利用形態的變化引起土地系統結構的變化，進而導致土地系統功能的變化，輔以基于格局與過程耦合的土地利用轉型調控，最終促成土地利用轉型的完成。

3.1 土地利用轉型的研究對象

土地利用轉型的研究對象與研究者對“轉型”這一定義的理解密切相關。GRAINGER最初提出的國家或區域土地利用轉型指的是國家或區域土地利用形態在時間序列上的變化，并強調土地利用形態通常與該國家或區域的經濟和社會發展階段相對應[3]。威斯康星大學的FOLEY等在Science發表的《土地利用的全球后果》一文，對人類發展進程中經歷的人類定居前的自然生態系統、伴隨人類定居的拓荒、生計農業、逐步集約化和集約利用的一系列土地利用轉型階段及其對應的土地利用形態作了精辟的論述和總結，也從人類發展歷史的視角闡釋了不同時點的土地利用形態均對應其特有的區域經濟發展階段這一土地利用轉型研究的要義[3,28]。在此之前，國內學者劉彥隨提出的區域土地利用系統呈現從自然生態系統向人為改觀系統，再向土地熟化系統（含農業、城郊和城市生態系統）的演化階段與FOLEY等總結提出的土地利用轉型階段有異曲同工之妙[29]。

土地利用轉型是LUCC綜合研究的新途徑[30]，其側重從區域土地利用形態的視角去研究LUCC。然而，目前國內外學術界存在將土地利用轉型等同于土地利用變化這一認識偏差[31-32]。對此，筆者強調土地利用轉型研究應注重區域性，單種土地用途轉換不能稱作土地利用轉型，需要將其置于區域土地利用結構和功能層面考究其形態的變化才能稱之為土地利用轉型[33]。宋小青等認為土地利用變化包括土地用途轉換和集約度變化，土地利用轉型包括土地利用空間形態和功能形態的趨勢性轉折[34]，有必要深入探討土地利用轉型中“型”的內涵及其轉變的深層機理，以縮小學術界與公眾、決策層在土地利用轉型方面的認知鴻溝[35]。

3.2 區域土地利用轉型“沖突—協調”理論模式

人地關系地域系統研究旨在探求人類社會和地理環境系統內各要素之間的相互作用及系統的整體行為，并從空間結構、時間過程、整體效應、協同互補等方面去探尋人地關系地域系統的調控機理[15]。土地是人類主要社會經濟活動的空間載體。土地利用活動也是人類社會系統和地理環境系統交互作用的集中體現。從時間和空間視角耦合研究土地利用轉型的過程和效應并探討調控機理正是開展人地關系地域系統研究的核心內容，人地關系地域系統理論可有力支撐土地利用轉型研究的理論化。

土地利用轉型是指在經濟社會變化和革新的驅動下,一段時期內與經濟和社會發展階段轉型相對應的區域土地利用形態轉變的過程[8]。通常，區域經濟社會變化和革新要求改變時下的土地利用形態，促使土地利用發生轉型繼而實現區域發展目標的轉型。一個完整的區域土地利用轉型過程，初始階段必然是代表不同部門利益的土地利用類型其形態格局發生強烈的由于結構矛盾引發的空間顯性形態沖突和由于功效不匹配產生的內部隱性形態沖突，在時間過程中通過部門之間的博弈和協同互補以服務整體目標，進而通過政策措施和工程技術的運用逐步改變土地利用的顯性和隱性形態[36]，以緩解甚至消除上述沖突，實現區域土地利用形態格局的協調，以滿足區域經濟社會發展目標實現對土地系統應有功效的需求。然而，如何實現土地利用形態的轉變以緩解和消除沖突，則需要認識和尋求有效調控區域人地關系系統的機理。隨著經濟社會的發展，新一輪的經濟社會變化和革新將驅動新一輪的區域土地利用轉型（圖3）。

圖3 區域土地利用轉型“沖突—協調”理論模式Fig.3 The “conflict-coordination” theoretical model of regional land use transitions

據此，提出區域土地利用轉型“沖突—協調”理論模式：隨著經濟社會的發展，城鄉地域系統內各土地利用類型其形態格局發生強烈的由于結構矛盾引發的空間顯性形態沖突和由于功效不匹配產生的內部隱性形態沖突，隨后通過政策措施和工程技術的運用使此類沖突得以逐漸緩解和消除，從而使表征各部門發展的土地利用類型之間的形態格局達到協調狀態，以滿足區域經濟社會發展目標實現對土地系統發揮應有功效的需求。

3.3 土地利用形態變化——系統結構變化

通常，經濟社會發展變化和革新往往體現于新的政策和發展戰略的實施。這些政策和戰略的實施通過相關規劃直接影響區域經濟活動，經濟活動在空間上落地，使得土地系統結構發生相應變化。如鄉村振興、城鄉融合發展和國土空間規劃相關產業發展政策和土地政策的設計，使區域土地利用類型和相關面積發生變化，進而改變土地利用空間格局。原有區域土地利用形態格局與現行區域發展戰略所需要的土地利用形態格局不一致，有賴于通過工程技術途徑改變區域土地利用顯性形態，形成能支撐區域發展新戰略的土地利用形態格局。土地利用顯性形態的序列變化導致土地系統結構發生變化。隨著土地整治、測土配方施肥、灌溉條件改善、溫室大棚建設等工程技術配套措施的運用，進一步強化了這一結構變化，并帶來顯著的結構效應[29,37]。一方面，土地的質量（肥力、退化程度）等隱性形態的變化更適宜特色農業產業的發展或通過整治的土地用來發展第二、三產業；另一方面，土地的產權、經營方式和投入等隱性形態逐漸也發生變化。

3.4 土地利用轉型——系統功能變化

土地系統結構的變化帶來的結構效應不斷增強，促使土地系統發揮的新功能從初具雛形到不斷得以強化并最終穩定發揮[37]，繼而實現土地系統功能的變化，使土地系統發揮應有的功效以確保區域經濟社會發展既定目標的實現。譬如，鄉村振興戰略的實施，一些農用地或廢舊農村宅基地通過工程技術措施轉變為旅游設施建設用地或鄉村工業用地，一些廢舊農村宅基地被整治為農用地，一些農用地通過提質增效轉變為現代農業園區用地，一些生態用地通過設施配套使其發揮的生態功能進一步增強，從而使區域土地系統所發揮的生產、生活、生態和文化功能進一步顯化和強化，滿足實現區域“產業興旺、生態宜居、鄉風文明、治理有效、生活富裕”的鄉村振興戰略目標。土地系統功能的轉型預示著區域土地利用轉型的完成。

3.5 土地利用轉型的調控：格局與過程耦合

格局和過程通常指的是不同的地理或景觀單元的空間關系和響應的演變過程[38]。土地利用形態格局通常從空間組合的角度來描述，以反映出與經濟發展相適應的土地利用空間結構特征。土地利用轉型的過程包括自然過程（例如元素和水分的分布與遷移、能量的交換與轉化等）和社會文化過程（例如產業發展的轉型與升級、文化傳播和人口的變化對土地利用的影響等）。通常，格局影響過程，過程改變格局；探究土地利用轉型過程中存在的問題并尋求調控的途徑往往需要把二者耦合起來進行研究[38]。格局和過程的影響是相互的，兩者的耦合研究主要通過對格局變化情景的設置和過程的預判模擬來研究格局對過程的影響和作用。過程對于格局的影響研究主要聚焦于土地利用轉型過程及其結構效應。通過人地相互作用關系的耦合機制研究，診斷影響系統結構效應的因素主要來自于自然過程還是人文過程，并針對性地調整工程技術措施或政策措施，以調控土地利用轉型，使土地系統穩定發揮預期的功能，最終促使土地利用轉型的完成（圖4）。

圖4 基于人地關系地域系統理論的土地利用轉型解釋Fig.4 Explaining land use transitions guided by the theory of human-environment interaction territorial system

4 結論與建議

本文系統梳理了土地利用轉型研究的國內外現狀，以及與土地利用研究相關的大型國際科學研究計劃的演化脈絡。作為LUCC綜合研究的新途徑及從全球土地計劃（GLP）孕育出的土地系統科學（LSS）的重點研究主題，土地利用轉型研究自引入中國以來，得到迅速發展，并在國際學術舞臺上占有重要的一席之地。然而，學者們對土地利用轉型的研究對象存在一些認識偏差。借鑒地理學的人地關系地域系統理論，本文厘清了土地利用轉型的研究對象，構建了區域土地利用轉型“沖突—協調”理論模式，并從土地利用形態的變化引起土地系統結構的變化，進而導致土地系統功能的變化，輔以基于格局與過程耦合的土地利用轉型調控最終促成土地利用轉型的完成等三個維度對土地利用轉型進行了科學解釋。

通過綜述土地利用轉型研究的國內外進展，得出以下幾點啟示[39-40]：

（1）目前，土地利用轉型研究的主要領域涵蓋土地利用轉型理論與假說、土地利用轉型測度、土地利用轉型對“社會—經濟—生態”系統的影響研究、土地利用轉型驅動因素與優化調控研究等。現今土地利用轉型研究傾向于關注復雜性社會問題并以現實需求導向為驅動，研究分支趨于清晰化和系統化，但仍存在一定程度的碎片化，未來可基于土地系統科學進一步豐富土地利用轉型研究。

（2）顯性形態偏向的土地利用轉型研究宜通過關注隱性形態轉型過程的研究來予以補充和完善，但對隱性形態特征的觀察、監測和模擬分析有賴于技術和方法的創新。

（3）土地利用轉型研究的復雜性要求所涉學科、研究方法和研究尺度具有多樣性。新興因素不斷增加給土地利用轉型研究帶來機遇和挑戰，全球化及信息化背景下土地利用轉型的遠程驅動因素應受到更多關注。

（4）當前土地利用轉型研究的理論探討并未為規范和管理土地利用活動提供足夠的支撐。基于土地系統科學的土地利用轉型研究理論創新可有效解決區域土地利用轉型所面臨的復雜關聯及多重因果問題。