土地生態學發展歷程及中國土地生態學發展建議

郭旭東，謝俊奇，李雙成，邱　揚

（1.中國土地勘測規劃院，北京 100035；2.國土資源部土地利用重點實驗室，北京 100035；3.北京市國土資源局，北京 100013；4.北京大學城市與環境學院，北京100871；5.北京師范大學地理學與遙感科學學院，北京 100875）

土地生態學發展歷程及中國土地生態學發展建議

郭旭東1,2，謝俊奇3，李雙成4，邱揚5

（1.中國土地勘測規劃院，北京 100035；2.國土資源部土地利用重點實驗室，北京 100035；3.北京市國土資源局，北京 100013；4.北京大學城市與環境學院，北京100871；5.北京師范大學地理學與遙感科學學院，北京 100875）

研究目的：梳理總結國內外土地生態學發展歷程。研究方法：歷史分析法，對比分析法，文獻總結法。研究結果：國際土地生態學發展可以分為三個階段：一是19世紀后期的土地生態學的萌芽時期，二是從20世紀30年代到20世紀80年代以土地類型研究為標志的早期發展時期，三是20世紀七八十年代以來的以土地生態評價研究為標志的土地生態學近期發展。中國古代農業生產中蘊含著豐富的“土地生態”思想，中國現代土地生態學的早期研究集中在土地類型調查與制圖方面，以后逐漸向土地生態評價方向發展。系統開始土地生態學研究是在20世紀80年代末至90年代中期，伴隨著國際生態風險與生態安全評價、土地生態承載能力評價、生態系統服務評價等研究逐漸發展起來。研究結論：從國土資源管理的角度，提出推進中國土地生態學發展要樹立土地“能力提升”和“功能發揮”的觀點，發展土地生態評價技術方法體系，推進全國土地生態監測網絡建設。

土地生態； 發展歷程； 發展建議；中國；國土資源管理

1　引言

土地生態學是應用生態學的一般原理，研究土地生態系統的能量流、物質流和價值流等的相互作用和轉化，及開展土地利用優化與調控的學科。黨的“十七大”提出要“建設生態文明，……，生態文明觀念在全社會牢固樹立。” “十八大”進一步提出“大力推進生態文明建設”，十八屆三中全會進一步明確要“加快生態文明制度建設”。新的形勢下，土地資源管理方式也正從單純的數量管理向數量管控、質量管理和生態管護方面發展，如何將生態學的思想、理論和原理應用到土地管理實踐中，越來越成為一個緊迫的課題。土地生態學越來越引起科學家、土地管理者、決策者和公眾的關注。一些研究就土地生態學的一些基本的問題進行了探討，本文在總結已有研究成果基礎上，試圖將土地生態學的基本發展脈絡梳理清晰，明確相關問題，并從國土資源管理的角度，提出中國土地生態學可能的研究重點和促進其發展的相關建議，從而進一步推動土地科學及土地生態學的學科建設。

2　國外土地生態學的發展

2.1國外土地生態學思想的萌芽

19世紀德國化學家李比希提出了植物礦質營養學說、養分歸還學說和最小養分定律，指出植物的原始養分只能是礦物質，植物通過吸收土壤礦物質生長、發育，為了維持養分平衡，必須把從土壤中帶走的礦質養分和氮素以施肥的方式歸還給土壤，作物的產量受土壤中相對含量小的養分所控制。這種包括營養元素在植物、土壤與環境中循環的思想可以看作是現代土地生態學開始產生的一個標志。19世紀后半葉，George Mash、John Power、Patrick Geddes和道庫恰耶夫等為代表的一批杰出的科學家的研究與實踐，為土地生態學的產生奠定了重要的思想基礎［1］。

2.2以土地類型研究為標志的早期土地生態學發展

早期的土地生態學研究主要集中在土地類型的研究上，這個時期大致從20世紀30年代到20世紀80年代。在這個階段，前蘇聯、美國、英國、澳大利亞、加拿大、荷蘭等國家都開展了土地（生態）分類的研究。1931年，前蘇聯著名地理學家Л.C.貝爾格在《蘇聯景觀地理地帶》一書中給出了自然景觀的定義，指出：“自然景觀是這樣的地區，在這里地形、氣候、植被和土被的特征匯合為一個統一的、和諧的整體，典型地重復出現于地球上的一定地帶內”。這里，雖然出現 的“景觀”概念，實際上是一種自然土地的類型劃分。1937年，美國學者J.O.微奇（Veatch）在《自然土地類型的概念》一文中，則明確地提出了自然土地類型的概念，認為理想的土地類型應由一切具有人類環境意義的自然要素組成。他在綜合研究土地與農作物生長的關系時，根據土壤類型與地表起伏形態（含坡度與地面排水狀況）等的組合，將土地劃分成不同的自然單元即土地類型，這是土地生態分類的雛形［1］。土地分級與分類是土地類型研究的基礎。這個時期，許多國家都開展建立了自己的土地分級系統。比如前蘇聯的“地方”、“限區”和“相”系統；英國、澳大利亞、荷蘭的“土地系統”、“土地單元”和“立地”系統；加拿大的“生態省”、“生態區”、“生態縣”、“生態組”、“生態點”和“生態素”系統，這些都是土地生態分類的基礎。

從1935年到1940年，在生態學中產生了嶄新的研究觀點和方法，即“生態系統”概念出現，其包含著生物與非生物環境的整體統一性和以此為基礎的物質循環和能量轉化的思想。這種思想也促進了20世紀40—50年代后土地類型的研究轉向實際應用，開始進行土地類型的調查并逐漸為土地評價、農業生產區劃服務，各國為此也成立了一些土地資源調查機構［2-3］。如英國海外發展部的土地資源開發中心（LRDC）在英聯邦和其他一些國家開展了土地資源調查。加拿大在環境部土地局領導下，1969年成立了生物自然土地分類委員，1976年又成立加拿大生態土地分類委員會，在全國開展了大規模的生態土地調查，并于當年召開了生態土地分類的第一次會議，對生態土地分類的理論和方法進行了討論，并出版了土地生態分類叢書［4］。美國森林局也于1977年擬定了一個土地生態分析系統，提出土地生態單元（Ecological Land Units）的重要概念。荷蘭的國際航測與地學研究所（ITC）將土地類型作為綜合調查中的重要方法，把土地類型研究稱為土地分析［5］。前蘇聯學者在20世紀30年代就曾廣泛使用“土地生態學”一詞來表示決定土地利用條件的自然因素的研究，20世紀60年代，他們將土地生態學基本概念應用于作物的種植業區劃，以提高土地生產力。

2.3以土地生態評價研究為標志的土地生態學近期發展

2.3.120世紀60—70年代的土地自然潛力評價時期 國外早期的土地評價是為土地征稅發展起來的，以發展農業生產、開展規劃設計為目的的評價主要在20世紀60年代后期發展起來［6］。1961年，美國農業部土壤保持局正式頒布了土地潛力分類系統，這是世界上第一個較為全面的土地評價系統。它以農業生產為目的，主要從土壤的特征出發來進行土地潛力評價，分為潛力級、潛力亞級和潛力單位三級。該系統客觀地反映了各級土地利用的限制性程度，揭示了土地潛在生產力的逐級變化，便于進行所有土地之間的等級比較。該系統自發布以來，不僅在美國，而且在加拿大、英國、印度、中國、巴基斯坦等許多國家得到了廣泛應用。繼美國之后，加拿大、英國也制定了自己的潛力分類系統。總的來說，這一階段土地評價還是結合土地清查進行的，評價目的是為土地利用服務，考慮的是土地自然屬性的變化，未涉及社會經濟條件和技術因素的變化。

2.3.220世紀70—80年代的土地適宜性評價時期 20世紀70年代，世界許多國家都開展了土地評價研究，但標準不一，交流困難，為此，FAO聯合荷蘭瓦赫寧根農業大學和國際土地墾殖及改良研究所，于1972年10月在荷蘭瓦赫寧根舉行了專家會議，對土地的概念、土地利用類型、土地評價的方法與診斷指標等進行了討論，并最終于1976年頒布了《土地評價綱要》，這是一個針對特定土地生態方式對土地的適宜性做出評定的土地評價方案［7-8］。以后在此基礎上，FAO針對灌溉農業、雨養農業、林業、畜牧業等不同的土地利用類型，陸續制訂了相關文件，建立了系統、全面的土地評價體系，對推動土地生態評價發展起到了明顯促進作用。

1976年，前蘇聯頒布了“全蘇土地評價方法”，包括土地評價區劃、土壤質量評價和土地經濟評價三個部分。思路是以土地評價區劃單位為背景，根據土壤特征確定土地評價單元—農業土壤組，然后按照經濟指標評價土地質量，將土地的自然特征和利用特征（產量和生產費用）相結合，是一種較為綜合的土地評價方法。

1981年，美國聯邦政府提出《農地保護政策法》，作為農地保護的法律依據。為適應聯邦政府保護農地的行動，原美國農業部土壤保持局與州、縣政府合作，提出了“土地評價和立地評價”（LESA）系統［9］。土地評價子系統包括土地潛力分類、重要農田鑒定和土壤生產力；立地評價子系統主要是對土壤以外的其他自然和社會經濟因素的評價，如土地的分布、位置、適應性和時間性等。該系統雖為耕地保護而發展，但可以用于執法依據、土地生態規劃、稅收以及土地管理的諸多方面。

20世紀70—80年代，FAO又組織開展了農業生態區計劃的研究，從氣候和土壤的生產潛力分析入手進行土地適宜性評價，并考慮對土地的投入水平，反映土地用于農業生產的實際潛力和承載能力，該方法在非洲、東南亞、西亞和中國都有應用［10-11］。

這段時期的土地評價由一般目的的土地評價轉向特殊目的的土地評價，評價不僅僅是土地自然潛力的反映，還反映了適宜的土地利用方式、土地實際的生產潛力、承載人口能力以及生態區劃等。

2.3.320世紀90年代到現在的土地生態評價全面發展時期 土地評價的進一步發展是土地生態評價，土地生態評價以土地生態類型為基礎，著重生態價值和功能的評價［6］。同傳統的土地評價相比，土地生態評價更加全面。進入20世紀90年代，尤其是1992年在巴西召開了世界環境與發展大會后，“可持續發展”的理念漸漸深入人心。1993年，FAO頒布了《可持續土地利用評價綱要》，確定了土地可持續利用5項評價標準，即土地生產性、土地安全性、土地保護性、經濟可行性和社會接受性［12］。在《可持續土地利用評價綱要》指導下，世界各國都開展了土地可持續利用評價，極大促進了土地生態評價的發展。隨后，在世界銀行、FAO、UNEP、UNDP等一些國際組織的推動下，提出了土地質量指標的研究計劃［13］，和FAO的《可持續土地利用評價綱要》相比，土地質量指標計劃更具有操作性［14］。這個時期，國際景觀生態學的發展也推動了土地生態學，特別是土地生態評價的發展。曾擔任第一屆國際景觀生態學會（IALE）主席的伊薩克·桑那沃爾德認為景觀生態學是土地評價、土地管理和保護的基礎，并從這個角度撰寫了“Land Ecology”的著作［15］。

隨著人口、資源和環境對人類社會經濟發展的壓力越來越大，出于對自身安全的考慮，這時“土地生態”引起了世界各國政府和科學家的廣泛關注。開展生態系統服務評估以及在此基礎上加強生態系統的管理日益已成為大家的共識［16-18］。土地生態評價也擴展到生態風險與生態安全評價、土地生態承載力評價、生態系統服務評價等多個方面。這個時期，以“土地生態評價”為核心的土地生態學研究呈現了蓬勃發展的趨勢，不僅僅是上述提及的各種土地生態評價的研究、文章、國際會議、國際組織、國際期刊等大量涌現，而且以土地生態評價為基礎的土地生態規劃與設計、土地生態恢復與重建、土地生態管理等技術也在許多國家得到充分落實與應用［19］。

3　中國土地生態學的發展

3.1中國古代農業生產中土地生態學的思想

中國古代農業生產中蘊含著豐富的“土地生態”思想。商代大力推行區田種植，用肥水來改良土地。這種區田法，可以看作是中國創造的最古老的土地生態保護措施之一。西周時期的《周禮》把全國土地劃分為山林、川澤、丘陵、墳衍、原隰5類，并采用井田制的方法對耕地進行規劃，休耕時間不同，分配給農民的耕地數量不同。可以說，《周禮》是中國最早的具有土地生態思想萌芽的著作。《尚書·禹貢》是中國第一篇區域地理著作。《禹貢》將全國分為九州，根據土地的土色、質地和水分等差別將九州土地分為三等九級，并按土地等級規定田賦標準。這是中國最早的為規定賦稅而進行的土地評價工作。春秋戰國時期的《管子·地員》指出“凡草土之道，各有各造；或高或下，各有草土，”體現出明確的地宜觀，是中國最早的一部有關地植物生態學方面的著作。北魏時期的《齊民要術》將農業生產中的“土地生態”思想進一步推向一個新的高度，從人們以往對“地宜”的認識，延伸到對“天時”的認識和重視。 到了宋、元、明、清時代，主要的農業書籍如《農桑輯要》、《王楨農書》、《農政全書》、《沈氏農書》、《補農書》和《授時通考》等，都論述了一些土地利用和培肥養地的技術方法，涉及了農業生產根本關鍵所在的時宜、地宜、土宜，明確提出土地集約經營思想。

從中國傳統農業發展歷程來看，土地利用水平是不斷提高的，其過程是與人地關系協調、合理利用土地的“土地生態”思想發展相一致的，正是以這種“稼、天、地、人”整體思想為指導，形成了中國古代集約的精耕細作的不斷發展的土地利用方式，使中國傳統農業的土地利用率和單位面積產量達到了古代世界農業的最高水平。

3.2中國現代土地生態學的發展

早期中國土地生態學的研究也集中在土地類型調查與制圖方面［20-22］。一些學者認為土地類型的研究如果從生態學方面來深化，就是土地生態學［23］。從20世紀70年代起，隨著中國區域綜合考察的陸續完成，土地評價研究逐步興起［24］。20世紀80年代初期，中國土地評價研究基本成熟，主要表現是開始《中國1∶100萬土地資源圖》的編制［25-26］。中國1∶100萬土地資源圖分類系統的提出，推動了土地評價的迅速發展［3］。20世紀80年代中期，土地評價主要結合國土整治和區域、地方治理而進行［27-29］。20世紀90年代以來，伴隨國際生態風險與生態安全評價、土地生態承載力評價、生態系統服務評價的發展，中國土地評價范圍、內容進一步擴展，逐漸發展為真正意義的土地生態評價。

中國開始系統的土地生態學研究是在20世紀80年代末至90年代初，較早明確提出進行土地生態研究的是景貴和，他指出土地生態評價除一般土地評價外，應著重考慮幾種生態特性才能更好地為國土規劃中環境綜合整治服務，并應在總結群眾經驗的基礎上，利用景觀生態學的原理，建立理想的人工控制的自然、社會、經濟復合系統，即開展土地生態設計［5］。傅伯杰就土地生態系統的特征和主要研究內容進行了論述［30］。1990年，何永琪提出了土地生態學的概念［31］。此后，一些學者對土地生態學的產生背景和發展歷史、研究對象和定義、研究內容和方法以及在土地科學學科體系中的地位等進行了論述［32-35］。2003年出版了中國第一部《土地生態學》著作［1］。2004年，謝俊奇在“未來20年土地科學與技術的發展戰略問題”一文中指出土地科學的4大基礎學科是土地資源學、土地經濟學、土地生態學和土地規劃學［36］。進一步系統地勾畫了土地生態學發展的戰略目標，即建設土地生態學知識體系。此后，又進一步探討了中國土地生態學的一些基本問題，總結了土地生態學的研究進展，提出了下一步的發展建議［19］。

中國土地學會也一直在積極推動和促進土地生態學的發展。1987年在成都召開的中國土地學會學術年會上，將土地生態學列為土地科學的10個分支學科之一。2002年，中國土地學會學術工作委員會決定出版的《土地科學叢書》，土地生態學也列為第一批出版著作之一。從2006年開始，中國土地學會組織開展的土地科學藍皮書中，每年系統跟蹤土地生態學的研究進展［37-39］。2008年4月26日，在中國科協和中國土地學會的組織下，“土地生態學－生態文明的機遇與挑戰”的新觀點新學說學術沙龍會議在北京召開，這是中國第一次舉辦的關于“土地生態學”的學術研討會。傅伯杰院士和謝俊奇研究員是會議的首席科學家。來自全國各地高校、科研院所等單位的20余名專家參加了會議，涉及領域包括土地利用、土地管理、自然與人文地理、生態、環境、農學、礦山整治、土地復墾、規劃、系統建設等各方面。大家就土地生態學的概念、對象、目標、任務、內容、技術方法、發展方向以及存在問題等進行了深層次的交流與思考，一致認為土地生態學發展前景廣闊，需求旺盛，要加大加快土地生態學的發展。會議還提出建立土地生態學的研究機構，在土地學會和生態學會建立土地生態專業委員會，建立土地生態學的專業期刊等推進土地生態學發展的制度措施。這次會議的召開，統一了思想，為土地生態學的良性發展奠定了堅實基礎。

4　中國土地生態學發展建議

4.1樹立土地“能力提升”和“功能發揮”的觀點

土地是多功能的，概括為生產、生活和生態三種功能。從生態系統服務的角度，認為土地具有支持、供給、文化、調節等功能。土地管理的核心是珍惜和合理利用土地。然而，怎樣才能算合理利用土地呢？從土地生態學的觀點來看，是基于某種目標，在一定區域內，保證和維持土地功能的發揮。當前，國際地學和生態學研究的一個重要領域就是生態系統服務的權衡和區域集成［40］。其核心思想是：土地是多功能的，這些功能在有些時候可以相互促進，但有些時候是相互抵消的，所以，怎樣權衡不同的生態系統服務，并在一定區域內集成各種服務就成為一個關鍵的科學問題。反映到管理決策中，就是如何更好地規劃和利用好土地，保證土地整體功能的有效發揮。如談到的“占補平衡”，“占補平衡”是單純從耕地生產的角度而言的，實際上耕地還具有調節小氣候、固碳、文化等生活和生態功能，而這些是沒有被考慮的。如果再“占優補劣”，那土地的生產能力也下降了。再比如要大力推進土地的節約集約利用，事實上，土地集約利用到一定的程度，土地生態系統文化、調節等功能都會下降［41］。可見，生態文明建設的背景下，按照土地生態學的觀點，可能某些集約利用的土地由于生活功能和生態功能的降低反而限制區域土地整體功能的發揮。因此，牢固樹立土地“能力提升”和“功能發揮”的觀點，在國土資源管理實踐中，更多從土地“能力”或“功能”的角度出發，才能保證更加合理和精細地利用好土地。

4.2發展土地生態評價技術方法體系

土地生態評價可以包括土地生態系統健康評價、土地生態風險與生態安全評價、建設用地適宜性評價、土地綜合承載能力評價、生態系統服務評價等。當前土地管理已經形成了土地調查、監測、評價、規劃、利用、整治等一整套比較完整的業務流程。但是，從目前的工作來看，各個環節體現出的重要性和顯著度是不一樣的。在所有的鏈條中，最為薄弱的就是評價。然而，事實上，評價處于調查、監測和規劃、利用的中間環節，起著承上啟下的作用，應該是整個土地業務流程中最關鍵的環節。如果沒有對取得的第一手數據進行深入分析，如果不把調查監測數據和其他相關聯數據聯系起來進行綜合分析，就不可能對土地資源現狀、變化和原因等有深刻的認識，也很難有比較科學的規劃和利用，很難起到管理的效果。因此，在做好現有的集約利用、地價評估、農用地分等定級等評價工作基礎上，重點需要開展土地質量評價、土地資源綜合承載能力評價、土地資源價值評價、土地生態安全評價、生態系統服務評價、土地生態狀況評估等工作。建立多源、多尺度、不同土地利用情景下的土地生態評價集成方法、區域集成模型和數據庫，為揭示全國和區域生態狀況變化和空間分異規律提供支撐。

4.3推進全國土地生態監測網絡建設

土地生態的變化不是一朝一夕發生的，是有一個量變到質變的過程。要想掌握這種量變到質變的過程，就要開展長期、定點、系統的觀測。建立和推進野外科學研究觀測基地是實現對關鍵科學問題和科學現象有效觀測的重要途徑。當前，生態系統監測、評價與模擬已經成為中國生態系統研究的優先領域［42］。國土資源部從2010年開始開展野外科研基地建設任務，目前在土地領域已經批準命名了16個野外科學觀測研究基地。這些基地的建設目前已經取得了長足的進展，下一步需要進一步完善基地建設的機制，增加投入，保證基地建設的順利推進。針對土地生態野外科研基地，需要進一步研究土地生態監測的指標體系，建立地面調查和遙感相結合的土地生態調查監測技術體系，發展多尺度和多源數據土地生態遙感監測技術，開展針對關鍵生態因子的遙感監測方法和空間化表達技術研究，研究基于空間采樣技術的野外站點和樣點布設方案，研究制訂全國土地生態監測網絡布局。

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（本文責編：郎海鷗）

Development Experience of Land Ecology and Suggestions for Improvement of China's Land Ecology

GUO Xu-dong1，2，XIE Jun-qi3，LI Shuang-cheng4，QIU Yang5
（1. China Land Surveying and Planning Institute， Beijing 100035， China； 2. Key Laboratory of Land Use，Ministry of Land and Resources， Beijing 100035， China； 3. Beijing Municipal Bureau of Land and Resources， Beijing 100013， China；4. School of Geography， Peking University， Beijing 100871， China； 5. College of Urban and Environmental Sciences，Beijing Normal University， Beijing 100875， China）

This paper summarizes the development of domestic and international land ecology. International land ecology development can be divided into three stages， the first is the embryonic period of land ecology in the late 19th century，and second， is the early development period of land ecology from the 1930s to the 1980s as a symbol of the land type study， the third is from the 1970s and 1980s， the recent development period of land ecology as a symbol of land ecological evaluation study. China's ancient agricultural production contains a wealth thinking of “land ecology”. Early modernresearch of land ecology in China focused on the study of land types and land mapping， then gradually develop in the direction to the land ecological assessment. Systematic land ecological researches of China began in the late 1980s to the middle 1990s， focused on land ecological risk and ecological security evaluation， land ecological capacity evaluation，ecosystem services evaluation. From the perspective of the management of land and resources， in order to promote the development of China's land ecology， the land “capacity building” and “functioning” point of view needs to be developed， also we need to the develop technical methods system of land ecological evaluation and vigorously carry out scientific research field observation bases， build the national land ecological monitoring network.

land ecology； development process； suggestions； China； management of land and resources

X171

A

1001-8158（2015）09-0004-07

10.11994/zgtdkx.2015.09.001

2015-02-16

2015-08-05

國土資源部公益行業科研專項經費項目（201211050）。

郭旭東（1972-），男，遼寧鐵嶺人，研究員。主要研究方向為土地利用變化與土地生態。E-mail： guoxudong@mail.clspi.org.cn