数据｜人地关系矛盾是否加剧：土地利用与覆被变化四十年解析

随着城镇化和工业化的持续推进，中国土地利用与覆被发生了巨大变化。第三次全国国土调查显示，全国现有耕地19.18亿亩，与10年前第二次全国国土调查相比，耕地面积减少1.13亿亩。伴随耕地面积减少的，是建设用地与其他地类的扩张。2000-2010年我国建设用地总面积增加5.53万平方公里，尤其长江三角洲地区，其中16个地级市建设用地总面积由1.61万平方公里增长至2.58万平方公里，增幅高达60.25%，成为近年全国建设用地扩张最快的区域。

与此同时，全球气候变化，极端气候事件增多，许多地区草地与森林退化、湿地减少、水土流失、荒漠化加重、滑坡与泥石流灾害增多，进一步加剧了地表覆被变化的复杂性。自上世纪末我国实施一系列包括退耕还林、天然林保护、重点地区防护林建设等在内的重大生态修复工程以来，环境恶化趋势有所缓解，但土地利用与覆被总体上呈现出特征的多样性、过程的复杂性和趋势的不确定性。

准确、及时的土地利用与覆被变化信息对正确把握区域生态环境变化趋势非常重要，也是模拟地表过程、应对气候与环境变化的重要参量。

土地利用与覆被变化的格局

上世纪八十年代以来，中国土地利用及覆被变化主要表现为不透水面、水域、森林面积显著扩张，农田、灌木、湿地、草地面积减少（图1）。期间，不透水面积空前扩大，2019年超过2450万公顷，比1985年增加1.5倍，变化幅度远超其他土地覆被类型，比排名第二的森林高出46.56%；从1985年到2019年，地表水域面积增加237万公顷，78.40%发生在“九五”水电发展规划之后；森林面积增加1002万公顷，与初期相比增加了4.34%；1985-2010年，耕地损失4.57%，2010年实施“耕地保护红线”政策后，耕地损失有所减缓，损失率降至0.03%；灌木减少259万公顷，荒地从1985年到2000年增加了0.80%，但从2000年到2019年减少了2.62%，可能与2003年后的退牧还草等生态工程有关；湿地减少92万公顷，其中91.3%发生在2000年之前；1985-2000年草地面积减少623万公顷，降低2.15%，而2000年至2019年草地减少1.16%，约328万公顷，草地减少的幅度和速度都有一定程度降低。

图1 1985与2019年主要土地覆被类型面积变化图 图源：笔者绘制

不透水面的扩张主要来源于城市建设用地规模扩大，在珠三角、长三角、华北平原、四川盆地以及东北平原等地区比较突出（图2）。1980-2018年，成都市建设用地增加了1385.58平方公里；2000至2015年上海市建设用地面面积增长了1162.22平方公里，年均扩张率达4.06%。建设用地扩张大多侵占城市周围的耕地，直接影响地区生态景观和粮食产量，严重威胁国家和地区生态安全、粮食安全与社会稳定。

据统计，我国水体面积总体呈增长趋势，特别是青藏高原地区，青海湖、四陵湖等湖泊都出现不同程度扩张。在一些地区，湖泊萎缩现象仍存在。以武汉市为例，1995-2015年湖泊面积减少46.42平方公里，减少了35.54%，严重破坏了湖泊体系调蓄洪水、生物栖息地等功能。

塔克拉玛干沙漠南缘的奇拉绿洲、榆林市毛乌素沙漠等地，草地面积显著增加，但在西北部分地区，过度开垦导致草地损失严重。

2017年，云南省第四次森林资源调查显示，森林面积比2003年增加1.17万平方公里，森林覆盖率由56.24%提升至59.30%，森林蓄积量增加18.3%，森林数量和质量都显著提高。在东北地区，耕地开垦导致森林砍伐的现象较为突出。 

图2 城镇建设用地侵占耕地 图源：腾讯新闻

土地利用与覆被变化的驱动因素

土地利用及覆被变化与环境变化紧密相关。气候、降水等自然因素对我国西部地区水域扩张有显著影响，但人为因素对土地利用与覆被的影响更为剧烈。

上世纪八十年代以来，一系列生态保护、能源转型升级政策的实施，极大影响了我国土地利用与覆被变化，我国耕地损失占比高达33.50%，耕地主要向不透水面和森林转变，说明快速城市化进程和退耕还林工程对土地覆被产生了深刻影响。1995年，中国提出发展水电之后，修建了多个大坝和水库，一方面，大片农田被水覆盖，地表水域显著延伸；另一方面水域面积增加，影响了中下游地区的平均气温、土壤湿度、植被覆盖、生物量、水质等，也对调节区域气候、维护生态环境稳定有一定作用，促进了地区渔业和能源产业的发展与升级，推动了当地经济发展。

上世纪九十年代以来，由于我国长期进行人工造林和再造林，实施严格的森林砍伐监管制度，有序推进退耕还林工程以及增加生态投入等措施，中国森林面积持续增长，对世界森林增长贡献率高达40%以上（图3）。全国第四次、第九次森林资源清查估算数据显示，我国森林碳汇总量占世界森林碳汇总量的比重由1990年的1.8%提高至2020年的3.2%。气候变化背景下，森林面积增长，固碳能力增强，不仅推动我国双碳目标的实现，同时展示了我国对遏制世界森林面积持续下降发挥的巨大作用。具体来讲，不仅利于水源涵养、防风固沙、抵御灾害、固碳释氧，还保障了木材、果实、油料产品的稳定供应，对维持全国近14亿人口的生计有重要作用，也为中国持续经济增长提供了强大的生态基础。此外，由于退耕还草、轮牧、休牧和禁牧等保护措施的实施，我国草地恢复成效显著。相关报道指出，2011-2018年，全国天然草原鲜草总产量增加了9752万吨，草原综合植被盖度由51.0%提高到55.7%，且呈现波动上升趋势，荒漠化和沙化也得到明显遏止。

图3 甘肃省定西市安定区赵家铺退耕还林工程  图源：人民政协网

除了政策因素外，社会经济快速发展也极大推动了土地利用与覆被变化。过去几十年里，我国人口迅速增长，对土地资源的需求剧烈增加，在西北和东北地区，耕地开垦造成了草地和森林大量损失。我国城市化进程持续加深，城镇空间迅速蔓延，严重挤占农业空间，导致农田面积大幅减少。随着人们生活水平提高，食物消费需求趋于多元化，对肉、蛋、奶等的需求上升，为减轻东北平原等主要农区的负担和生态环境压力，山区和牧区的农林牧业快速发展，耕地也由种植传统主粮向种植经济作物和畜牧业转移。近年来，农村人口不断向城市聚集，同时，电能、天然气等能源向农村地区普及，农户家庭采集薪柴、秸秆作为能源的需求减少，降低了人类对森林生态系统的扰动，有益于森林恢复。而在长江中下游流域，人类活动加强，耕地开垦和城市扩张不断侵占水域，引起湖泊面积持续萎缩，严重破坏了湖泊生态系统，引发一系列水资源管理和防洪问题（图4）。

图4 河北省唐山市迁西县潘家口水库大坝。  图源：河北新闻网

人类对土地利用与覆被变化的响应

在人为因素和气候变化驱动下，许多国家和地区都出现过城镇扩张加剧、优质高产农田流失、过度开垦导致草地退化等现象，导致土地荒漠化、生物多样性减少、土壤质量降低等生态环境问题，人与自然之间的矛盾加深，严重影响未来可持续发展。我国和世界上其他国家均实施了一系列措施，以响应土地利用与覆被变化，缓解人地之间的矛盾，主要包括深入开展土地利用与覆被变化项目研究、构建国土空间规划体系并科学指导国家空间资源开发与保护和推进绿色可持续发展三方面。

过去几十年，人类在遥感卫星、大数据、云平台和云计算等技术领域，实现了惊人进步，开发了不同层面的高精度、长时间序列的土地覆被数据集，实现了对土地覆被变化动态实时监测，帮助人类深入理解土地利用及覆被变化。1995年，国际地圈生物圈计划和全球环境变化人文因素计划联合提出“土地利用/土地覆被变化（LUCC）”计划，旨在通过实例研究揭示土地覆被变化动态特征与原因，建立全球或区域土地利用与土地覆被变化模型，揭示土地利用与土地覆被的驱动力，预测全球或区域土地利用与土地覆被变化的未来趋势。21世纪以来，国际上推出“全球土地计划”、“未来地球计划”等项目，以加强国家和地区间科学的沟通与合作，量测、模拟和理解人类-环境耦合系统，应对全球环境变化带来的挑战，促进全球可持续发展。2014年、2016年和2019年分别在德国、中国和瑞士召开了3届全球土地变化计划开放科学大会，进一步推动了土地利用与覆被变化面向可持续性的研究进程。联合国粮农组织、气候变化政府间工作委员会等确立了与“土地利用与覆被变化科学研究计划”相关的研究项目，中国、美国、荷兰等国家也分别开展了不同层次的土地利用与覆被变化研究项目，深入研究土地利用与覆被变化，推进可持续发展。

近年来，中国也在推进构建全国统一、责权清晰、科学高效的国土空间规划体系，划定生态保护红线、永久基本农田、城镇开发边界等空间管控边界，统筹布局生态、农业、城镇等功能空间，为可持续发展预留空间。我国提出要坚持“山水林田湖草”生命共同体理念，推进生态系统保护和修复；遏制耕地“非农化”与“非粮化”，严格控制城镇建设用地占用耕地，改进耕地占补平衡管理措施，推动耕地质量保护与提升，强化地方监管考核机制，把制止耕地“非农化”和“非粮化”落到实处。同时，树立大食物安全观，优化农业生产结构， 加快构建多元化食物供给体系，全面推进大食物安全治理体系建设。

1983年，联合国第38届大会批准成立世界环境与发展委员会，公布了《我们共同的未来》的报告，呼吁全球各国将可持续发展纳入发展目标。1992年联合国环境与发展大会召开，102个国家首脑共同签署《21世纪议程》，普遍认同了可持续发展的理念与行动指南。近年来，中国也在可持续发展道路上探索前行，持续推进美丽中国建设；以国家重点生态功能区、生态保护红线、自然保护地等为重点，实施重要生态系统保护和修复重大工程；促进绿色低碳发展，推动能源清洁低碳高效利用，积极稳妥推进“碳达峰”、“碳中和”。

人与自然和谐共生的现代化需求

土地利用与覆被变化（LUCC）是表征人类活动对地球陆地表层生态系统影响最直接的信号，也是人类社会经济活动与自然过程交互链接的纽带，是可持续发展的主要组成部分。上世纪八十年代以来，随着工业化、城市化进程的推进，我国土地利用与覆被发生了显著变化，人地矛盾逐步显现。土地利用与覆被研究应融入可持续发展的科学框架，促进生态保护、气候变化应对、节约集约和绿色低碳发展。

在构建国土空间治理体系的背景下，科学布局农业、生态和城镇空间，保障土地合理开发利用，是解决经济社会发展与生态保护之间的矛盾、实现可持续发展的重要途径。土地利用与覆被变化研究面临如何借鉴可持续科学框架、整合新兴技术、支撑国土空间规划与治理等挑战。未来，土地利用与覆被变化（LUCC）研究应积极面向国土空间规划主战场，帮助推进生态文明建设总体要求，优化国土空间布局结构，缓解资源环境问题，为建设美丽中国和实现可持续发展目标服务。

（作者王亚辉系西南大学地理科学学院副教授，陈燕系西南大学地理科学学院本科生，顾畛逵系中国地质科学院地质力学研究所副研究员，杨庆媛系西南大学地理科学学院教授）

参考文献：

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.