土地系統多級綜合觀測研究網絡建設框架

張衍毓，郭旭東，陳美景

（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）

土地系統多級綜合觀測研究網絡建設框架

張衍毓1，2，郭旭東1，2，陳美景1

（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）

研究目的：基于土地系統科學基礎理論，研究提出全國土地系統觀測研究網絡的功能定位、組織架構、協同創新機制，形成土地系統綜合觀測技術研發、“大數據”平臺構建、土地系統觀測研究基地建設和網絡優化布局的總體思路，搭建土地系統綜合觀測理論—技術—平臺—機制創新架構，提出全國土地系統觀測研究網絡建設的戰略框架。研究方法：文獻研究、專家訪談、實地調研。研究結果：（1）土地系統是由人文和自然要素構成的人地關系時空系統。土地系統研究的核心是系統各要素動態變化、互饋機制，人—地系統功能演變、協同耦合與優化調控機理。土地系統具有多級、綜合、動態性特征，建設土地系統多級綜合觀測網絡，開展持續觀測，是加強土地系統科學認知的有效途徑。（2）土地系統多級綜合觀測研究網絡建設要圍繞數據觀測、科學研究、政策創新、資源共享、人才培養、教育科普等功能，形成全國—區域—縣域—村鎮土地科技創新多級協同組織架構；創新聯合共建、人才交流、科研聯動、資金保障、數據共享、成果轉化等協同機制，完善運行管理制度體系；圍繞主要科學問題和研究領域，研發土地系統綜合觀測指標和觀測技術體系，構建土地系統綜合監測數據管護服務平臺；加強科學觀測研究基地建設，優化全國土地系統綜合觀測網絡布局，形成全國、區域、市縣、村鎮、地塊多層級觀測體系。研究結論：建設全國土地系統觀測研究網絡，加強土地系統科學協同創新，可為土地科技聯合攻關，土地系統跨尺度、多要素、全方位的科學認知，土地系統科學發展和科學、系統、聯動、高效的土地管理科學決策提供有效支撐。

土地管理；土地系統科學；土地系統觀測研究基地；土地系統觀測研究網絡；協同創新；土地系統綜合觀測技術；數據管護平臺

1 土地系統多級綜合觀測理論基礎

土地系統包括地球表層的陸地部分及其所有與人類土地利用相關的活動及過程［1］，是人類通過土地利用活動與陸地表層交互作用的結果。開展土地系統現狀、變化機理、演變趨勢及其社會、自然效應研究，有利于揭示土地利用對社會—自然生態系統整體功能的影響機制，并及時進行優化調控［2］。

圖1 土地系統多級、綜合、動態性特征示意圖Fig.1 Multi-scale， comprehensive and dynamic characters of land system

土地系統觀測和研究包括對單要素屬性的觀測與研究，對系統要素互饋機制的研究，并通過人文與自然系統綜合要素復雜交互作用下的人地關系耦合分析［3-5］，系統剖析人地關系作用機制、演變規律、協同耦合機理和優化調控對策。簡言之，土地系統觀測研究的對象就是土地系統構成要素、互饋機制及其變化機理、趨勢和自然、人文效應；目的是通過持續觀測，揭示土地系統要素、結構、功能演變的時空規律，支撐土地系統全面認知、土地利用科學決策和土地管制高效優化。而這一切均依賴于土地系統綜合觀測相關技術支撐下“天—空—地”一體化的土地系統多級綜合“監控”網絡。土地系統具有多尺度性、動態性、綜合性特征（圖1）。多尺度性決定了需要從宏觀、中觀、微觀多個尺度才能準確認知土地系統；土地系統時刻變化，只有持續動態監測［6］，才能揭示土地系統演變規律；土地系統是多種要素交互作用構成的綜合性復雜巨系統［7］，需要對土地系統“全要素”進行綜合觀測。上述特征決定了只有進行土地系統多級、動態、綜合觀測，才能全面、及時、準確把握各系統要素及其作用機制，推動土地系統科學認知。

長期以來，由于缺乏全面認知土地系統的觀測理論、技術、平臺和機制，難以全面、準確把握土地系統演變規律，影響了對土地系統的科學認知和土地科學學科發展，進而制約了土地利用科學決策。一是尚未形成多尺度、上下貫通的土地系統觀測體系。目前對土地系統的觀測，宏、中觀上依托全國土地資源調查、國情監測、資源環境調查等重大工程，查清了土地數量；微觀上主要依托科研項目，對典型樣帶（區、點）土地系統變化進行了研究。但總體而言，不夠系統，碎片化特征明顯，并且很多微觀觀測工作隨著項目終止而結束，缺乏連續性。二是由于缺乏統一觀測標準和整體設計，沒有形成典型區域土地系統動態觀測機制，尚未實現對典型區域的持續動態觀測，影響了土地系統演變規律的系統認知。三是觀測要素不夠系統，主要還是集中于土地利用/覆被變化等單要素觀測，對土地系統相關要素，尤其是人為活動要素缺乏長期跟蹤，導致人文活動的持續觀測數據不易獲取，直接制約了人類活動與自然系統的互饋機制研究。

可見，依靠單一尺度、單要素、單一時點觀測，難以把握土地系統動態演變規律。目前，國際上已在資源、生態環境、農業、水文等相關領域建立了長期觀測研究網絡［8-9］，并呈現出連續觀測、自動獲取、綜合研究、數據共享、網絡聯動、學科交叉等特點。國內，生態學、土壤學、環境科學、海洋等學科已建成相對完善的野外臺站系統，國家野外科學觀測研究網絡建設取得重要進展。相比而言，面向土地系統科學研究的觀測研究基地建設才剛剛起步。盡管相關行業的觀測網絡中，有些也零星涉及土地相關要素的觀測，但并沒有把土地系統作為觀測對象。鑒于此，有必要基于土地系統多級、綜合、動態性特征，構建以土地系統為觀測對象的全國土地系統綜合觀測研究網絡（China Land System Observation and Research Network， CLSORN），實現土地系統多尺度、全要素、動態觀測，采集原始數據，加強綜合分析，摸清土地系統演變規律及驅動機制，并有針對性地制定調控對策，提升土地系統全面、科學、集成認知水平，推動土地學科發展，支持土地利用科學決策。大數據、互聯網技術為全面觀測土地系統提供了新的思路和手段，如何通過土地系統觀測網絡，加強土地系統的全面科學認知是需要思考的科學問題。

2 土地系統觀測研究網絡協同創新框架

2.1功能定位

構建國家—區域—市縣—村鎮—地塊多尺度、一體化的土地系統綜合性動態觀測平臺和技術體系。在全國建設一批土地系統觀測研究基地，形成全國土地系統觀測研究網絡，研制觀測指標體系和技術標準，實現土地系統指標持續觀測和數據獲取，搭建網絡互聯的數據管理平臺，開展有組織的多尺度土地科學研究，為全面認知土地系統、充分發揮科技創新對土地管理實踐的支撐作用提供數據、人才、平臺和制度保障。CLSORN主要功能如下：

（1）土地系統多級綜合動態觀測。基于土地系統觀測指標體系，對土地利用系統進行多級、綜合、動態觀測，系統開展土地系統要素關鍵指標數據、資料的觀測、收集、整理，建設原始觀測數據庫。

（2）土地科技協同創新與成果示范轉化。構建土地科技協同創新機制，深化土地行業科研合作。依托基地，及時了解土地管理和利用實踐中的科技需求，集中力量針對性地開展土地科學研究和土地工程技術研發，提升科技成果的實用性；新技術、新方法率先在基地試驗、示范，加快成果推廣和轉化，并及時跟蹤了解成果轉化效果。

（3）土地政策聯合創新與跟蹤評估。依托基地，總結提煉土地管理實踐中面臨的問題，有針對性地研究解決方案；總結地方土地利用和管理經驗，形成可推廣的先進模式。把基地建設成為土地政策調研、創新、試點、宣講、實施效果跟蹤評估的重要平臺，形成跨層級的土地管理信息快速傳導機制，促進國家、區域政策實施效果、地方政策需求等信息的快速上傳，使其成為土地政策跟蹤評估的聯絡點，傳達土地政策需求的直通車。

（4）土地科技資源優化配置。國家、省級層面人才、數據、資金等科研資源相對集中，但由于與基層、實踐、市場對接不足，科研成果轉化效果不佳。市縣有明確的土地科技需求，但土地科技研發資源和能力相對有限。土地系統觀測研究基地通過聯合不同層級的土地管理、科研機構，構建土地科技資源共享與協同創新網絡，可有效推動土地科技資源優化配置，有利于形成“產學研政一體化”的科技創新體制和機制。

（5）土地科技交流與人才培養。加強土地科技學術交流，定期組織召開學術交流研討會；開展多種形式的人員交流與培訓，探索創新人才培養的新機制，盡快建立多級融合的土地管理專業化研發隊伍；加強對一線科研人員的技術培訓，鼓勵國家科研人員結合實際工作，深入實踐，凝練并解決科學問題。

（6）土地科學教育與普及。與高等院校共建實習基地，發揮科研基地教育平臺作用；通過召開專題研討會、培訓會、公眾開放日、承擔學術會議和公益活動等形式，發揮基地網絡的公眾教育與科普功能。

2.2組織架構

CLSORN組織框架設計的基本原則是實現各層級土地科技力量的互通互聯，推動土地科技要素流動和科技資源優化配置，形成行業系統創新合力，提升土地資源管理行業的科技創新整體能力，為土地可持續利用和管理提供科技支撐（圖2）。

圖2 CLSORN組織架構與協同創新機制圖Fig.2 Organization framework and corporative innovation mechanism of CLSORN

以土地科技協同創新能力建設為目標，通過創新共建機制，聯合土地管理部門及其支撐機構、科研機構、產業機構等相關力量，共建土地系統觀測研究網絡，形成層次清晰、共建共享、協同創新的平臺體系。

（1）國家土地系統科學研究中心。依托國家級土地科技支撐機構，聯合相關科研院所和高校，建立國家土地系統科學研究中心（簡稱國家中心，下同）。主要負責全國土地系統觀測網絡設計，區域中心與市縣基地布點，相關技術標準研制與數據質量控制，數據管理平臺搭建與數據集成、大數據分析，組織重大科學問題研究、試驗示范和成果發布，組織國家級培訓和重大學術會議等。

（2）區域土地系統科學研究中心。區域中心在省級國土資源主管部門、國家中心聯合指導下，依托省級土地科研機構、國土資源部重點實驗室或其他土地管理業務機構，按照國家中心相關標準，制定基地建設規劃和建設方案，探索科研基地建設經驗與模式，推進基地建設，構建區域觀測數據庫，開展區域性土地科學問題研究。

（3）市縣土地系統觀測研究基地。在市縣國土資源局、區域中心聯合指導下，按照全國統一標準和全國土地系統觀測研究網絡布局安排，具體落實基地基礎條件建設、制訂基地各項規章制度、布設野外觀測站點、管理維護觀測站點和試驗示范場地、開展數據觀測和收集，建設基地數據庫，開展地方特色研究，承擔科技示范工程、科普等功能。

（4）村鎮土地系統長期觀測站點。依托當地國土所，按照基地統一安排，具體落實數據觀測與采集、農戶調查、樣點標識牌設立、站點及樣地維護等相關事宜。

2.3協同機制

依托觀測網絡，創新共建、共享、互惠機制，推動科技要素流動和優化配置，提升科技資源利用效率和科技創新能力。

（1）聯合共建機制。依托國土資源主管部門，以各級土地科研業務機構為主導，聯合有關高校和科研院所，創新優勢互補的聯合共建機制，形成國土部指導、國土廳領導、各級土地行業科研機構主導、國土局支撐、高校院所參與的共建模式。在統一的建設框架指導下，鼓勵科研基地結合本地實際，積極探索、創新共建機制、路徑，形成特色共建模式。

（2）人才交流機制。開展多種形式、多層次的人員交流與培訓，形成人才交流與科研協作機制。鼓勵高層次科技人才通過各種方式為地方土地科技發展提供支撐。為地方科技人員提供到國家、區域土地科學研究中心學習交流的機會。定期召開土地科技培訓會，交流國內外土地科技進展與科研經驗。通過國家級科研、工程項目帶動地方科技人才培養。

（3）科研聯動機制。國家、區域、地方土地科研機構聯合申報重大科技工程、項目，就土地管理關鍵科技問題開展聯合攻關，促進土地科技資源優勢共享。鼓勵相關科研主體依托科研基地，開展科學研究。同時，積極開展跨層級多方參與式聯合調研。

（4）資金保障機制。科研基地建設初期，依托國家及國土資源部科研、工程項目帶動，先行開展基礎條件建設，啟動運行；從長期來看，申請國家科技基礎平臺專項資金支持，并逐步提升基地的自主創新和自我發展能力，形成國家、區域、地方多元化資金保障機制是解決基地建設與運轉資金問題的根本途徑。

（5）數據共享機制。建立統一的數據觀測標準和技術規范，確保觀測過程科學，觀測數據可靠，通用指標數據具有可比性。按照數據周期性觀測要求，定期開展數據觀測，確保數據觀測連續性。基于數據管理和服務平臺，按期進行數據匯交，并在符合保密規定的前提下，推進數據共享。

（6）成果轉化機制。在開展基礎理論研究同時，強化應用型研究，科研選題傾向亟需解決的土地工程科技與政策問題；鼓勵企業參與土地工程技術研發，促進科研成果與市場對接；完善科技成果轉化激勵機制，鼓勵科研人員提出實用性土地科技和土地管治解決方案。產出實用性科技和政策成果，應成為基地運轉的重要目標。

2.4制度體系

（1）土地系統觀測研究基地建設標準。為滿足基地規范化、標準化建設的需要，研制基地建設標準，提供統一建設框架，對建設目標、內容、共建單位資質、共建機制、組織模式、重點研究領域、數據庫建設等提出規范化要求。

（2）土地系統觀測研究基地運行管理辦法。按照國家科技體制改革的總體要求，明確基地運行管理規定。對基地組織架構、人員管理、課題運行機制、科研激勵機制、經費管理、儀器設備管理、數據安全和共享等日常運行管理做出規定，構建土地科技創新制度體系。

（3）土地系統綜合觀測技術標準。研制基地命名、觀測指標體系構建、觀測技術應用、觀測站點布設、數據觀測程序和規范、儀器設備使用規定、基地數據庫建設標準、野外樣地管護等相關技術標準和規范。

（4）土地系統觀測研究基地考核評估方法。建立基地能力建設考評機制，制定科研基地建設考核辦法，對辦公場地建設、儀器設備、野外觀測站點建設、人才培養與交流、組織保障與制度、機制建設、研究方向、承擔科研項目、科研成果、成果轉化、數據與信息平臺建設等情況進行動態考核，淘汰更新低效運行的基地，保障基地高效建設和運行。

3 土地系統綜合觀測技術支撐體系

研究土地系統綜合觀測指標和觀測技術體系，形成標準化土地系統綜合觀測技術，為全面開展土地系統綜合觀測提供技術支撐。

圖3 土地系統認知演進規律與綜合觀測指標體系框架Fig.3 Land system cognition evolution model and comprehensive observation indicators framework

3.1基于土地系統認知演進規律的土地系統綜合觀測指標體系構建

觀測指標體系是土地系統觀測研究網絡建設的核心。指標體系構建要體現土地系統的多級、綜合、動態等特征。同時，按照土地科學發展時空錐理論［10］，對土地系統的認知是逐步完善的漸進式動態演化過程。土地系統觀測指標體系構建要遵循土地系統認知的基本規律，逐步豐富觀測內容，健全指標體系（圖3）。

（1）空間尺度：指標體系構建要服務于土地系統宏觀、中觀、微觀多尺度觀測。核心指標用于宏觀尺度監測，選擇全國尺度通用指標，體現土地系統的基本屬性，凸顯土地系統要素在全國尺度上的可比性和差異性。區域指標體現區域差異，選擇能夠體現區域土地系統特性的特色指標。地方指標體現微觀土地系統特征，選擇體現微觀土地系統特征的特殊指標。

（2）時間尺度：隨著對土地系統認知水平的提升，觀測內容會越來越豐富，由單純的土地資源數量觀測轉向土地數量、質量、生態綜合觀測，再到對土地系統人文要素的觀測，直至對人地關系作用機制及演變規律的觀測。根據指標隨時間的變異規律，研究適宜的時間尺度，確定觀測頻率。

（3）指標維度：指標內容重點圍繞土地系統關鍵要素及其相互作用關系的指示指標。在土地系統的人、地、業、權、水、土、氣、生等核心要素中，人口、產業、權益［5］與土地的互饋關系是土地系統研究重點關注的內容。鑒于水、土、氣、生等資源生態要素已在環境、農業、氣象、生態等領域建設有專門監測網絡，相關要素觀測不是土地系統觀測的重點。現階段，CLSORN應著重關注人類土地利用行為及其與土地自然要素之間的互饋機制。

3.2基于“天—空—地”多視角集成的土地系統觀測技術研發

為快速、準確獲取觀測信息，圍繞觀測指標，研發土地系統綜合觀測關鍵技術，開發、構建信息快速提取模型庫，形成觀測技術體系和標準。

（1）航空航天遙感對地觀測技術。適用于多個尺度的土地系統觀測。主要用于土地利用/覆被及其變化觀測以及土地質量、生態狀況的多光譜探測［6］。隨著高光譜技術數據日益廣泛，應用高光譜定量遙感技術，對土地信息進行定量反演將成為重要的觀測手段。

（2）定點觀測與空間分析技術。基于野外觀測樣點，采集數據、化驗分析，進行長期定位觀測。對土地利用活動進行長時間跟蹤觀測。采用空間分析和可視化技術，對定點觀測數據進行空間表達與處理，揭示觀測指標時空演變規律。將遙感與地面觀測數據融合分析，探索“天—空—地”一體化的觀測技術。

（3）人文數據獲取與分析技術。人文活動數據獲取通常采用問卷調查、訪談、跟蹤調查方式。利用大數據思維和互聯網技術，研發基于移動通訊終端的應用程序（App），進行在線跟蹤調查，挖掘隱藏在海量數據背后的人文活動規律，或許能成為人文數據獲取與分析的新手段。

（4）大數據耦合分析與空間模擬技術。基于土地系統觀測網絡平臺，發揮地理信息系統優勢，集成相關數據，形成連續的土地系統數據庫，通過大數據分析技術和模型構建，推進人地數據耦合分析，揭示土地系統演變規律，進行人地系統演變模擬［11］。

3.3基于“互聯網+”和“大數據”思維的土地系統綜合觀測網絡平臺建設

如圖4所示，集成土地科學相關學科以及來自產、學、政、研領域的專家、專業知識，形成土地科學專家庫和知識庫；整合觀測指標，完善土地系統多級綜合觀測指標庫；研發、集成對地、定點觀測技術，人文社會經濟調查技術，大數據分析與空間模擬技術，研制土地系統綜合觀測方法模型庫；基于網絡云技術，集成基地觀測數據，形成不同尺度的土地系統綜合觀測數據庫；集成專家庫、知識庫、指標庫、模型庫和數據庫，構建土地系統綜合觀測網絡平臺，為土地管理協同調控與優化決策支持系統的構建奠定基礎。

通過該平臺推動土地信息和專業知識共享，開展基于大數據的土地系統分析和研究，探索土地系統動態變化規律，增強對土地系統的科學認知，推動土地學科發展，提升土地利用決策的科技支撐水平。同時，該數據平臺通過互聯網向有關行業、部門和公眾開放，加強土地行業信息擴散，并使得基于網絡的多源數據采集和大數據分析成為可能。未來，該系統與相關行業監測網絡對接，有利于集成構建中國陸地表層數字模型。

4 土地系統觀測研究基地網絡構建

4.1市縣基地建設要點

（1）核心研究域界定與優勢學科領域建設。全面開展市縣基地土地系統特征分析，編制基地建設規劃。分析基地所在土地系統的區位、經濟社會狀況、政策特點、城市化與產業發展水平、土地資源稟賦與利用、土地管理歷史與現狀等特征，闡明土地系統的區域代表性、典型的土地利用和管理問題，對基地發展進行學術定位，凝練關鍵土地科學問題和主導研究方向，為基地規劃和建設奠定學科基礎。

圖4 土地系統綜合觀測網絡平臺框架Fig.4 Internet-based platform of land system comprehensive observation

（2）科研基礎條件與觀測能力建設。配置基地辦公場所、購置觀測儀器設備、落實組織管理機構、制定運行管理制度、建設觀測站點、布設樣地網絡，形成基地運行條件和野外觀測能力。

（3）科研團隊建設。建立一支結構合理、功能優化的人才團隊，形成能夠開展野外觀測、數據分析和科學研究的科研隊伍。探索人才培養的新機制，培養復合型專業技術人才。將基地建設成為知識匯聚、學科互補、理論對接實踐的多功能平臺。

（4）觀測技術體系和站網建設。面向土地系統觀測目標，在滿足相關標準的前提下，根據各基地實際情況，完善觀測技術體系；確定觀測站點布設原則，研制布點模型，提出布點方案，并設立監測站標識牌和監測樣點界樁。

（5）基地運行管理制度建設。落實國家和區域研究中心制定的相關管理制度，結合基地實際，探索基地建設組織方式、運行模式、維護機制、發展戰略等，建立保障基地持續、長久、健康運行和持續發展的地方主導、國家支持、多方聯合、共享互惠的基地運作機制。

（6）基地數據庫建設。開展土地系統數據和相關信息的觀測和收集，獲取土地科技第一手數據；進行基本數據的積累、存儲、整理。按照相關標準，建設集指標觀測、問卷調查及行業數據于一體的基地監測數據庫，并實現與全國土地系統觀測數據庫的網絡互聯。

4.2觀測網絡布局設想

（1）布局原理。基于土地系統內涵、土地系統綜合觀測目標和對象，充分考慮自然生態本底和人類經濟社會活動等因素，選擇土地系統演變敏感性因子構建CLSORN優化布局指標體系，構建多目標變量的觀測網優化模型［19-20］，優選在空間上最能代表區域土地系統空間差異的典型縣市，納入觀測研究基地網絡，形成數量和布局優化的土地系統綜合觀測網絡格局。

（2）布局思路。觀測網絡布局設想如下：在土地系統綜合分區基礎上，開展區域研究中心建設適宜性評估，原則上各區設置1個區域中心，組織開展本區域土地系統觀測和研究；區域中心要能充分體現本區域土地利用和管理特征，輻射范圍可打破省級行政界線；各區域中心輻射本區內的市縣基地。在全國范圍內，圍繞土地系統要素及互饋機制演變規律這一觀測目標，采用地統計學分析方法，考慮自然本底、社會經濟和土地利用變化等因素，基于多源數據，研發基于泛協克里格模型的空間采樣布局優化方法，形成如圖5所示網絡布局。各基地同樣采用科學方法，確定觀測站和觀測樣地，確保土地系統多級綜合觀測網絡布局的科學性。

圖5 全國土地系統觀測研究網絡布局示意圖Fig.5 Distribution of land system observation and research network

（3）影響觀測網絡布局的其他因素。基于空間抽樣模型形成的布局方案要與全國主體功能區、生態功能區劃、土地利用綜合分區、國家區域規劃中明確的重點開發、保護區域等進行空間耦合分析，驗證觀測網絡布點的代表性。實際工作中，觀測研究基地選址涉及的因素很多，各地的科研基地建設意愿、科研基礎條件、管理制度、資金支持等因素往往是科研基地選址中需要考慮的現實因素，但在空間抽樣模型中不易量化體現。基地建設實踐中，要以基于空間抽樣模型形成的監測網絡為科學依據，根據擬建基地實際情況，不斷優化調整基地布局，兼顧選址科學性和可行性。

5 結論與討論

土地系統觀測研究網絡應成為中國科技基礎條件建設的重要內容。當前，國土資源部野外科研觀測基地建設已經啟動，目前土地領域已批準建設了16個基地［21］。從金壇、徐州、鄂爾多斯、都江堰、新鄭、榆中6個基地的調研情況來看，上述基地初步具備了基礎的土地系統觀測能力，各種功能初步顯現。盡管如此，鑒于這是一項新興、復雜的系統工程，還需結合建設實踐，從理論、技術、體制機制方面進一步深入研究和探索。

（1）土地系統科學理論是CLSORN建設的基礎。土地系統基本內涵［18］、土地系統科學特征及獨特研究域［22］等基本理論直接關系CLSORN觀測對象的界定、指標選擇和網絡設計。因此，相關基礎理論是CLSORN 建設的根基，亟需強化基礎理論研究，夯實CLSORN建設的理論基礎。

（2）“天—空—地”多視角集成的土地系統多級綜合觀測技術是CLSORN建設的關鍵。下一步，要突破土地系統多級觀測網絡優化、土地系統多級觀測指標體系構建、基于多元數據協同的土地信息快速獲取等關鍵技術；建設基于互聯網的快速自動化觀測平臺，強化土地系統觀測智能化水平；基于實體觀測網絡，構建互聯網支撐下的大數據分析平臺，制定跨層級土地協同調控對策。

（3）多級多元協同創新機制是CLSORN持續發展的保障。構建多元主體的差異化目標協同機制，既要服務于科研目標，又要支撐土地管理和地方發展，實現參與各方協同共贏。通過項目集中示范、政策先行試點、資源優先共享等方式，帶動基地科研能力建設，助力地方發展。今后，要進一步完善多級跨界協同創新機制，通過共同申報研究項目等方式，提升土地科技協同創新水平。加強產、學、政、研協同合作，優化科研資源配置，加大科研成果轉化，提升土地科技領域的原始創新能力。另外，探索多級多元資金保障機制，拓展財政與市場相結合的融資渠道；逐步健全數據共享機制，挖掘數據價值，提升數據使用效率；進一步加大開放力度，逐步實現與國內相關行業觀測網絡乃至全球觀測網絡的交流與合作。

（4）凸顯學科特色，滿足行業需求是CLSORN持續發展的前提。CLSORN建設初期要面向學科特點與行業需求，立足有限目標，精選土地系統獨特性指標進行觀測，為土地系統科學研究和土地利用決策提供有價值的數據。CLSORN重點服務于人地關系的全面認知與系統優化，為持續提升運行效率，降低投入風險，觀測內容要突出這一特色，避免監測指標的重復、泛化和觀測數據冗余。對于其他行業觀測網絡已經開展的觀測內容，原則上不再重復觀測，避免重復建設；同時，要優化觀測網絡布局，各基地、站點的選擇要基于充分的科學論證，避免盲目、過量選點造成低效浪費。此外，要注意標準化建設與特色化建設的兼容，避免“一刀切”的建設標準使基地失去特色和生命力。

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）：

［1］ Peter H Verburg， Karl-Heinz Erb， Ole Mertz， et al. Land system science: between global challenges and local realities［J］ . Current Opinion in Environmental Sustainability， 2013， 5（5）: 433 - 437.

［2］ Peter H. Verburg， Neville Crossman， Erle C. Ellis， et al. Land system science and sustainable development of the earth system: A global land project perspective［J］ . Anthropocene， 2015， 12: 29 - 41.

［3］ 吳傳鈞. 論地理學的研究核心——人地關系地域系統［J］ .經濟地理，1991，11（3）：1 - 5.

［4］ 楊忍，劉彥隨，龍花樓. 中國環渤海地區人口—土地—產業非農化轉型協同演化特征［J］ .地理研究，2015，34（3）：475 - 486.［5］ 馮廣京. 土地科學學科獨立性及學科體系研究框架［M］ .北京：中國社會科學出版社，2015：39 - 99.

［6］ 劉紀遠，鄧祥征. LUCC時空過程研究的方法進展［J］ .科學通報，2009，54（21）：3251 - 3258.

［7］ 毛漢英. 縣域經濟和社會同人口、資源、環境協調發展研究［J］ .地理學報，1991，46（4）：385 - 395.

［8］ 趙士洞.美國國家生態觀測站網絡（NEON）——概念、設計和進展［J］ .地球科學進展，2005，20（5）：578 - 583.

［9］ 任娟，肖洪浪，李錦秀，等. 美國大尺度綜合環境觀測站網計劃介紹及其相關研究［J］ .地球科學進展，2008，23（3）：327 - 330.

［10］ 馮廣京.土地科學發展時空錐及土地科學學科演進研究［J］ .中國土地科學，2016，30（1）：23 - 31.

［11］ 鄧祥征，林英志，黃河清. 土地系統動態模擬方法研究進展［J］ .生態學雜志，2009，28（10）：2123 - 2129.

［12］ 周濤，史培軍，王紹強. 氣候變化及人類活動對中國土壤有機碳儲量的影響［J］ .地理學報，2003，58（5）：727 - 734.

［13］ 李克讓，陳育峰，黃玫，等. 氣候變化對土地覆被變化的 影響及其反饋模型［J］ .地理學報，2000，55（S1）：57 - 63.

［14］ 傅伯杰，郭旭東，陳利頂，等. 土地利用變化與土壤養分的變化——以河北省遵化縣為例［J］ .生態學報，2001，21（6）：926 -931.

［15］ 封志明，楊艷昭，游珍. 中國人口分布的土地資源限制性和限制度研究［J］ .地理研究，2014，33（8）：1395 - 1405.

［16］ 李婷婷，龍花樓. 基于“人口—土地—產業”視角的鄉村轉型發展研究——以山東省為例［J］ .經濟地理，2015，35（10）：149 -155.

［17］ 毛振強，左玉強. 土地投入對中國二三產業發展貢獻的定量研究［J］ .中國土地科學，2007，21（3）：59 - 63.

［18］ 馮廣京.關于土地科學學科視角下“土地（系統）”定義的討論［J］ .中國土地科學，2015，29（12）：1 - 10.

［19］ J. A. Vrugt， B. A. Robinson. Improved evolutionary optimization from genetically adaptive multimethod search［J］ . Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America， 2007， 104（3）: 708 - 711.

［20］ Ostfeld， A.， Tubaltzev， A. Ant colony optimization for least-cost design and operation of pumping water distribution systems ［J］ . Journal of Water Resources Planning and Management， 2008， 134（2）: 107 - 118.

［21］ 國土資源部關于批準命名和建設第一批野外科學觀測研究基地的通知［EB/OL］ . http://www.mlr.gov.cn/zwgk/zytz/201111/ t20111116_1027414. htm， 2011 - 11 - 16.

［22］ 馮廣京.土地科學學科獨立性研究——兼論土地科學學科體系研究思路與框架［J］ .中國土地科學，2015，29（1）：20 - 33.

（本文責編：仲濟香）

Strategic Framework of China Land System Hierarchical Comprehensive Observation and Research Network

ZHANG Yan-yu1，2，GUO Xu-dong1，2，CHEN Mei-jing1
（1. China Land Surveying and Planning Institute， Beijing 100035， China； 2. Key Laboratory of Land Use， Ministry of Land and Resources， Beijing 100035， China）

The purpose of this study is to define the functions， organizational framework and cooperative innovation mechanism of China Land System Observation and Research Network （CLSORN） based on land system science theories，and to put forward general ideas of land system observation technologies system， data management system， land system observation and research bases construction and network distribution， and to construct the framework for land systemcomprehensive observation theory， technology， platform and mechanism innovations as well as to build the strategic framework for CLSORN. The methods include literature research， expert interview and fieldwork. The results show that: 1）Land system is a spatiotemporal system of human-land relationship， which is composed of human and natural factors. The core of the land system research is the dynamic changes of land system factors， interaction mechanism among factors and the coupling and control mechanism between human and land. Land system is hierarchical， dynamic and comprehensive， and implementing continuous observation is an effective way to enhance the land system scientific cognition. 2）The functions of CLSORN are land system data observation， scientific research， policy innovation， scientific research resource sharing，staff training， education， and popularization of land science. The contents of CLSORN construction focus on: building hierarchal， synergetic organization framework to link land science and technology innovation among national-regionalcounty-town/village levels； innovating mechanisms of joint construction， staff exchange， synergic research， sustainable investment， data sharing， and joint investigation to formulate CLSORN operation management policies； against key scientific and research fields， developing indicators and technologies system and web-based data system for land system integrated observation； and optimizing distribution of scientific observation and research bases to form the hierarchal network with above levels. The conclusion is that， through land system science synergetic innovation framework， CLSORN can give great supports to land science and technology collaborative research， to land system scientific cognition， to land system science development and to scientific， systematic， ganged and effective land management decision.

land management； land system science； land system observation and research bases； land system observation and research network； collaborative innovation； land system comprehensive observation technology； data management platform

F301.2

A

1001-8158（2016）07-0004-10

10.11994/zgtdkx.20160816.093336

2016-05-18；

2016-06-18

國土資源部公益性行業科研專項經費項目（201211050）。

張衍毓（1981-），男，山東濟寧人，博士，副研究員。主要研究方向為土地系統科學、空間規劃、土地利用戰略。E-mail: zhangyanyu@mail.clspi.org.cn