隨著城鎮(zhèn)化和工業(yè)化的持續(xù)推進(jìn)，中國(guó)土地利用與覆被發(fā)生了巨大變化。第三次全國(guó)國(guó)土調(diào)查顯示，全國(guó)現(xiàn)有耕地19.18億畝，與10年前第二次全國(guó)國(guó)土調(diào)查相比，耕地面積減少1.13億畝。伴隨耕地面積減少的，是建設(shè)用地與其他地類的擴(kuò)張。2000-2010年我國(guó)建設(shè)用地總面積增加5.53萬(wàn)平方公里，尤其長(zhǎng)江三角洲地區(qū)，其中16個(gè)地級(jí)市建設(shè)用地總面積由1.61萬(wàn)平方公里增長(zhǎng)至2.58萬(wàn)平方公里，增幅高達(dá)60.25%，成為近年全國(guó)建設(shè)用地?cái)U(kuò)張最快的區(qū)域。

與此同時(shí)，全球氣候變化，極端氣候事件增多，許多地區(qū)草地與森林退化、濕地減少、水土流失、荒漠化加重、滑坡與泥石流災(zāi)害增多，進(jìn)一步加劇了地表覆被變化的復(fù)雜性。自上世紀(jì)末我國(guó)實(shí)施一系列包括退耕還林、天然林保護(hù)、重點(diǎn)地區(qū)防護(hù)林建設(shè)等在內(nèi)的重大生態(tài)修復(fù)工程以來(lái)，環(huán)境惡化趨勢(shì)有所緩解，但土地利用與覆被總體上呈現(xiàn)出特征的多樣性、過(guò)程的復(fù)雜性和趨勢(shì)的不確定性。

準(zhǔn)確、及時(shí)的土地利用與覆被變化信息對(duì)正確把握區(qū)域生態(tài)環(huán)境變化趨勢(shì)非常重要，也是模擬地表過(guò)程、應(yīng)對(duì)氣候與環(huán)境變化的重要參量。

土地利用與覆被變化的格局

上世紀(jì)八十年代以來(lái)，中國(guó)土地利用及覆被變化主要表現(xiàn)為不透水面、水域、森林面積顯著擴(kuò)張，農(nóng)田、灌木、濕地、草地面積減少（圖1）。期間，不透水面積空前擴(kuò)大，2019年超過(guò)2450萬(wàn)公頃，比1985年增加1.5倍，變化幅度遠(yuǎn)超其他土地覆被類型，比排名第二的森林高出46.56%；從1985年到2019年，地表水域面積增加237萬(wàn)公頃，78.40%發(fā)生在“九五”水電發(fā)展規(guī)劃之后；森林面積增加1002萬(wàn)公頃，與初期相比增加了4.34%；1985-2010年，耕地?fù)p失4.57%，2010年實(shí)施“耕地保護(hù)紅線”政策后，耕地?fù)p失有所減緩，損失率降至0.03%；灌木減少259萬(wàn)公頃，荒地從1985年到2000年增加了0.80%，但從2000年到2019年減少了2.62%，可能與2003年后的退牧還草等生態(tài)工程有關(guān)；濕地減少92萬(wàn)公頃，其中91.3%發(fā)生在2000年之前；1985-2000年草地面積減少623萬(wàn)公頃，降低2.15%，而2000年至2019年草地減少1.16%，約328萬(wàn)公頃，草地減少的幅度和速度都有一定程度降低。

圖1 1985與2019年主要土地覆被類型面積變化圖 圖源：筆者繪制

不透水面的擴(kuò)張主要來(lái)源于城市建設(shè)用地規(guī)模擴(kuò)大，在珠三角、長(zhǎng)三角、華北平原、四川盆地以及東北平原等地區(qū)比較突出（圖2）。1980-2018年，成都市建設(shè)用地增加了1385.58平方公里；2000至2015年上海市建設(shè)用地面面積增長(zhǎng)了1162.22平方公里，年均擴(kuò)張率達(dá)4.06%。建設(shè)用地?cái)U(kuò)張大多侵占城市周圍的耕地，直接影響地區(qū)生態(tài)景觀和糧食產(chǎn)量，嚴(yán)重威脅國(guó)家和地區(qū)生態(tài)安全、糧食安全與社會(huì)穩(wěn)定。

據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)水體面積總體呈增長(zhǎng)趨勢(shì)，特別是青藏高原地區(qū)，青海湖、四陵湖等湖泊都出現(xiàn)不同程度擴(kuò)張。在一些地區(qū)，湖泊萎縮現(xiàn)象仍存在。以武漢市為例，1995-2015年湖泊面積減少46.42平方公里，減少了35.54%，嚴(yán)重破壞了湖泊體系調(diào)蓄洪水、生物棲息地等功能。

塔克拉瑪干沙漠南緣的奇拉綠洲、榆林市毛烏素沙漠等地，草地面積顯著增加，但在西北部分地區(qū)，過(guò)度開(kāi)墾導(dǎo)致草地?fù)p失嚴(yán)重。

2017年，云南省第四次森林資源調(diào)查顯示，森林面積比2003年增加1.17萬(wàn)平方公里，森林覆蓋率由56.24%提升至59.30%，森林蓄積量增加18.3%，森林?jǐn)?shù)量和質(zhì)量都顯著提高。在東北地區(qū)，耕地開(kāi)墾導(dǎo)致森林砍伐的現(xiàn)象較為突出。 

圖2 城鎮(zhèn)建設(shè)用地侵占耕地 圖源：騰訊新聞

土地利用與覆被變化的驅(qū)動(dòng)因素

土地利用及覆被變化與環(huán)境變化緊密相關(guān)。氣候、降水等自然因素對(duì)我國(guó)西部地區(qū)水域擴(kuò)張有顯著影響，但人為因素對(duì)土地利用與覆被的影響更為劇烈。

上世紀(jì)八十年代以來(lái)，一系列生態(tài)保護(hù)、能源轉(zhuǎn)型升級(jí)政策的實(shí)施，極大影響了我國(guó)土地利用與覆被變化，我國(guó)耕地?fù)p失占比高達(dá)33.50%，耕地主要向不透水面和森林轉(zhuǎn)變，說(shuō)明快速城市化進(jìn)程和退耕還林工程對(duì)土地覆被產(chǎn)生了深刻影響。1995年，中國(guó)提出發(fā)展水電之后，修建了多個(gè)大壩和水庫(kù)，一方面，大片農(nóng)田被水覆蓋，地表水域顯著延伸；另一方面水域面積增加，影響了中下游地區(qū)的平均氣溫、土壤濕度、植被覆蓋、生物量、水質(zhì)等，也對(duì)調(diào)節(jié)區(qū)域氣候、維護(hù)生態(tài)環(huán)境穩(wěn)定有一定作用，促進(jìn)了地區(qū)漁業(yè)和能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展與升級(jí)，推動(dòng)了當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展。

上世紀(jì)九十年代以來(lái)，由于我國(guó)長(zhǎng)期進(jìn)行人工造林和再造林，實(shí)施嚴(yán)格的森林砍伐監(jiān)管制度，有序推進(jìn)退耕還林工程以及增加生態(tài)投入等措施，中國(guó)森林面積持續(xù)增長(zhǎng)，對(duì)世界森林增長(zhǎng)貢獻(xiàn)率高達(dá)40%以上（圖3）。全國(guó)第四次、第九次森林資源清查估算數(shù)據(jù)顯示，我國(guó)森林碳匯總量占世界森林碳匯總量的比重由1990年的1.8%提高至2020年的3.2%。氣候變化背景下，森林面積增長(zhǎng)，固碳能力增強(qiáng)，不僅推動(dòng)我國(guó)雙碳目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，同時(shí)展示了我國(guó)對(duì)遏制世界森林面積持續(xù)下降發(fā)揮的巨大作用。具體來(lái)講，不僅利于水源涵養(yǎng)、防風(fēng)固沙、抵御災(zāi)害、固碳釋氧，還保障了木材、果實(shí)、油料產(chǎn)品的穩(wěn)定供應(yīng)，對(duì)維持全國(guó)近14億人口的生計(jì)有重要作用，也為中國(guó)持續(xù)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)提供了強(qiáng)大的生態(tài)基礎(chǔ)。此外，由于退耕還草、輪牧、休牧和禁牧等保護(hù)措施的實(shí)施，我國(guó)草地恢復(fù)成效顯著。相關(guān)報(bào)道指出，2011-2018年，全國(guó)天然草原鮮草總產(chǎn)量增加了9752萬(wàn)噸，草原綜合植被蓋度由51.0%提高到55.7%，且呈現(xiàn)波動(dòng)上升趨勢(shì)，荒漠化和沙化也得到明顯遏止。

圖3 甘肅省定西市安定區(qū)趙家鋪退耕還林工程  圖源：人民政協(xié)網(wǎng)

除了政策因素外，社會(huì)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展也極大推動(dòng)了土地利用與覆被變化。過(guò)去幾十年里，我國(guó)人口迅速增長(zhǎng)，對(duì)土地資源的需求劇烈增加，在西北和東北地區(qū)，耕地開(kāi)墾造成了草地和森林大量損失。我國(guó)城市化進(jìn)程持續(xù)加深，城鎮(zhèn)空間迅速蔓延，嚴(yán)重?cái)D占農(nóng)業(yè)空間，導(dǎo)致農(nóng)田面積大幅減少。隨著人們生活水平提高，食物消費(fèi)需求趨于多元化，對(duì)肉、蛋、奶等的需求上升，為減輕東北平原等主要農(nóng)區(qū)的負(fù)擔(dān)和生態(tài)環(huán)境壓力，山區(qū)和牧區(qū)的農(nóng)林牧業(yè)快速發(fā)展，耕地也由種植傳統(tǒng)主糧向種植經(jīng)濟(jì)作物和畜牧業(yè)轉(zhuǎn)移。近年來(lái)，農(nóng)村人口不斷向城市聚集，同時(shí)，電能、天然氣等能源向農(nóng)村地區(qū)普及，農(nóng)戶家庭采集薪柴、秸稈作為能源的需求減少，降低了人類對(duì)森林生態(tài)系統(tǒng)的擾動(dòng)，有益于森林恢復(fù)。而在長(zhǎng)江中下游流域，人類活動(dòng)加強(qiáng)，耕地開(kāi)墾和城市擴(kuò)張不斷侵占水域，引起湖泊面積持續(xù)萎縮，嚴(yán)重破壞了湖泊生態(tài)系統(tǒng)，引發(fā)一系列水資源管理和防洪問(wèn)題（圖4）。

圖4 河北省唐山市遷西縣潘家口水庫(kù)大壩。  圖源：河北新聞網(wǎng)

人類對(duì)土地利用與覆被變化的響應(yīng)

在人為因素和氣候變化驅(qū)動(dòng)下，許多國(guó)家和地區(qū)都出現(xiàn)過(guò)城鎮(zhèn)擴(kuò)張加劇、優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)農(nóng)田流失、過(guò)度開(kāi)墾導(dǎo)致草地退化等現(xiàn)象，導(dǎo)致土地荒漠化、生物多樣性減少、土壤質(zhì)量降低等生態(tài)環(huán)境問(wèn)題，人與自然之間的矛盾加深，嚴(yán)重影響未來(lái)可持續(xù)發(fā)展。我國(guó)和世界上其他國(guó)家均實(shí)施了一系列措施，以響應(yīng)土地利用與覆被變化，緩解人地之間的矛盾，主要包括深入開(kāi)展土地利用與覆被變化項(xiàng)目研究、構(gòu)建國(guó)土空間規(guī)劃體系并科學(xué)指導(dǎo)國(guó)家空間資源開(kāi)發(fā)與保護(hù)和推進(jìn)綠色可持續(xù)發(fā)展三方面。

過(guò)去幾十年，人類在遙感衛(wèi)星、大數(shù)據(jù)、云平臺(tái)和云計(jì)算等技術(shù)領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)了驚人進(jìn)步，開(kāi)發(fā)了不同層面的高精度、長(zhǎng)時(shí)間序列的土地覆被數(shù)據(jù)集，實(shí)現(xiàn)了對(duì)土地覆被變化動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，幫助人類深入理解土地利用及覆被變化。1995年，國(guó)際地圈生物圈計(jì)劃和全球環(huán)境變化人文因素計(jì)劃聯(lián)合提出“土地利用/土地覆被變化（LUCC）”計(jì)劃，旨在通過(guò)實(shí)例研究揭示土地覆被變化動(dòng)態(tài)特征與原因，建立全球或區(qū)域土地利用與土地覆被變化模型，揭示土地利用與土地覆被的驅(qū)動(dòng)力，預(yù)測(cè)全球或區(qū)域土地利用與土地覆被變化的未來(lái)趨勢(shì)。21世紀(jì)以來(lái)，國(guó)際上推出“全球土地計(jì)劃”、“未來(lái)地球計(jì)劃”等項(xiàng)目，以加強(qiáng)國(guó)家和地區(qū)間科學(xué)的溝通與合作，量測(cè)、模擬和理解人類-環(huán)境耦合系統(tǒng)，應(yīng)對(duì)全球環(huán)境變化帶來(lái)的挑戰(zhàn)，促進(jìn)全球可持續(xù)發(fā)展。2014年、2016年和2019年分別在德國(guó)、中國(guó)和瑞士召開(kāi)了3屆全球土地變化計(jì)劃開(kāi)放科學(xué)大會(huì)，進(jìn)一步推動(dòng)了土地利用與覆被變化面向可持續(xù)性的研究進(jìn)程。聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織、氣候變化政府間工作委員會(huì)等確立了與“土地利用與覆被變化科學(xué)研究計(jì)劃”相關(guān)的研究項(xiàng)目，中國(guó)、美國(guó)、荷蘭等國(guó)家也分別開(kāi)展了不同層次的土地利用與覆被變化研究項(xiàng)目，深入研究土地利用與覆被變化，推進(jìn)可持續(xù)發(fā)展。

近年來(lái)，中國(guó)也在推進(jìn)構(gòu)建全國(guó)統(tǒng)一、責(zé)權(quán)清晰、科學(xué)高效的國(guó)土空間規(guī)劃體系，劃定生態(tài)保護(hù)紅線、永久基本農(nóng)田、城鎮(zhèn)開(kāi)發(fā)邊界等空間管控邊界，統(tǒng)籌布局生態(tài)、農(nóng)業(yè)、城鎮(zhèn)等功能空間，為可持續(xù)發(fā)展預(yù)留空間。我國(guó)提出要堅(jiān)持“山水林田湖草”生命共同體理念，推進(jìn)生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)和修復(fù)；遏制耕地“非農(nóng)化”與“非糧化”，嚴(yán)格控制城鎮(zhèn)建設(shè)用地占用耕地，改進(jìn)耕地占補(bǔ)平衡管理措施，推動(dòng)耕地質(zhì)量保護(hù)與提升，強(qiáng)化地方監(jiān)管考核機(jī)制，把制止耕地“非農(nóng)化”和“非糧化”落到實(shí)處。同時(shí)，樹(shù)立大食物安全觀，優(yōu)化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)結(jié)構(gòu)， 加快構(gòu)建多元化食物供給體系，全面推進(jìn)大食物安全治理體系建設(shè)。

1983年，聯(lián)合國(guó)第38屆大會(huì)批準(zhǔn)成立世界環(huán)境與發(fā)展委員會(huì)，公布了《我們共同的未來(lái)》的報(bào)告，呼吁全球各國(guó)將可持續(xù)發(fā)展納入發(fā)展目標(biāo)。1992年聯(lián)合國(guó)環(huán)境與發(fā)展大會(huì)召開(kāi)，102個(gè)國(guó)家首腦共同簽署《21世紀(jì)議程》，普遍認(rèn)同了可持續(xù)發(fā)展的理念與行動(dòng)指南。近年來(lái)，中國(guó)也在可持續(xù)發(fā)展道路上探索前行，持續(xù)推進(jìn)美麗中國(guó)建設(shè)；以國(guó)家重點(diǎn)生態(tài)功能區(qū)、生態(tài)保護(hù)紅線、自然保護(hù)地等為重點(diǎn)，實(shí)施重要生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)和修復(fù)重大工程；促進(jìn)綠色低碳發(fā)展，推動(dòng)能源清潔低碳高效利用，積極穩(wěn)妥推進(jìn)“碳達(dá)峰”、“碳中和”。

人與自然和諧共生的現(xiàn)代化需求

土地利用與覆被變化（LUCC）是表征人類活動(dòng)對(duì)地球陸地表層生態(tài)系統(tǒng)影響最直接的信號(hào)，也是人類社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)與自然過(guò)程交互鏈接的紐帶，是可持續(xù)發(fā)展的主要組成部分。上世紀(jì)八十年代以來(lái)，隨著工業(yè)化、城市化進(jìn)程的推進(jìn)，我國(guó)土地利用與覆被發(fā)生了顯著變化，人地矛盾逐步顯現(xiàn)。土地利用與覆被研究應(yīng)融入可持續(xù)發(fā)展的科學(xué)框架，促進(jìn)生態(tài)保護(hù)、氣候變化應(yīng)對(duì)、節(jié)約集約和綠色低碳發(fā)展。

在構(gòu)建國(guó)土空間治理體系的背景下，科學(xué)布局農(nóng)業(yè)、生態(tài)和城鎮(zhèn)空間，保障土地合理開(kāi)發(fā)利用，是解決經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展與生態(tài)保護(hù)之間的矛盾、實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重要途徑。土地利用與覆被變化研究面臨如何借鑒可持續(xù)科學(xué)框架、整合新興技術(shù)、支撐國(guó)土空間規(guī)劃與治理等挑戰(zhàn)。未來(lái)，土地利用與覆被變化（LUCC）研究應(yīng)積極面向國(guó)土空間規(guī)劃主戰(zhàn)場(chǎng)，幫助推進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)總體要求，優(yōu)化國(guó)土空間布局結(jié)構(gòu)，緩解資源環(huán)境問(wèn)題，為建設(shè)美麗中國(guó)和實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)服務(wù)。

（作者王亞輝系西南大學(xué)地理科學(xué)學(xué)院副教授，陳燕系西南大學(xué)地理科學(xué)學(xué)院本科生，顧畛逵系中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)力學(xué)研究所副研究員，楊慶媛系西南大學(xué)地理科學(xué)學(xué)院教授）

參考文獻(xiàn)：

Yang, J., Huang, X. The 30 m annual land cover dataset and its dynamics in China from 1990 to 2019. Earth System Science Data, 2021, 13(8): 3907-3925. doi: 10.5194/essd-13-3907-2021.