陳學(xué)淵 張春英 吳永常 劉建藝 吳圣

摘要 通過(guò)梳理、歸納和總結(jié)政策因素對(duì)農(nóng)業(yè)土地變化影響的重要作用、交互機(jī)制以及評(píng)估方法，從理論框架、參數(shù)計(jì)算和機(jī)理認(rèn)知3個(gè)層面探討需要進(jìn)一步解決的問(wèn)題和發(fā)展方向，為農(nóng)業(yè)用地變化與政策因素的相關(guān)性研究提供參考。

關(guān)鍵詞 政策因素；農(nóng)業(yè)用地；驅(qū)動(dòng)機(jī)制；模擬模型

中圖分類號(hào) F301.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 0517-6611（2018）27-0021-04

Research Progress on Policy Factors Impact on the Temporal and Spatial Changes of Agricultural Land Use

CHEN Xueyuan1，ZHANG Chunying2，WU Yongchang1 et al

（1.Institute of Agricultural Economics and Development，Chinese Academy of Agricultural Sciences，Beijing 100081；2.Chinese Academy of Agricultural Engneering Planning & Design，Beijing 100026）

Abstract Through combing， concluding and summarizing important role， interaction mechanism and assessment methodology for policy factors impacting on agricultural land change，problems to be solved and possible research directions were explored from the three levels of theoretical framework， parameter calculation and cognitive mechanism.It can provide reference for relevant research of agricultural land use change and policy factors.

Key words Policy factor；Agricultural land；Driving mechanism；Model simulation

基金項(xiàng)目 國(guó)家自然科學(xué)基金青年基金項(xiàng)目（41601603），中央級(jí)公益性科研院所基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)（161005201801-7）；中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院科技創(chuàng)新工程（ASTIP-IAED-2018-08）。

作者簡(jiǎn)介 陳學(xué)淵（1983—），男，四川大竹人，副研究員，博士，從事農(nóng)業(yè)土地資源管理與利用研究。

收稿日期 2018-04-25；修回日期 2018-06-04

20世紀(jì)90年代以來(lái)，人類對(duì)土地利用問(wèn)題愈發(fā)關(guān)注，基于土地利用/土地覆蓋變化計(jì)劃（land use and land cover change，LUCC）[1]與全球土地計(jì)劃（global land project，GLP）[2]兩大科學(xué)研究計(jì)劃的推動(dòng)，揭示和探索人類的土地利用活動(dòng)與其他系統(tǒng)之間（自然、社會(huì)、經(jīng)濟(jì)與生態(tài)）的交互影響與作用結(jié)果。其中農(nóng)業(yè)土地系統(tǒng)研究的核心目的是揭示農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中的“人類-自然”綜合復(fù)雜關(guān)系，而研究的關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題是農(nóng)業(yè)土地系統(tǒng)的時(shí)空格局探測(cè)、變化過(guò)程模擬以及綜合效應(yīng)分析3個(gè)方面[3]。近年來(lái)，農(nóng)業(yè)土地系統(tǒng)研究的對(duì)象具有高度的多樣性、復(fù)雜性和綜合性，土地政策與農(nóng)業(yè)土地利用行為及其結(jié)果的交互影響和作用引起國(guó)內(nèi)外學(xué)者高度的關(guān)注，同時(shí)也迫切需要給予政策制定者以土地利用方面的有益信息，以便能夠制定更為有效的政策，并清楚政策的作用和影響。

1 揭示農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中的“人類-自然”綜合復(fù)雜關(guān)系是農(nóng)業(yè)土地系統(tǒng)研究的核心目的

土地是人類賴以生存與發(fā)展的重要資源和物質(zhì)保障，在“人口-資源-環(huán)境-發(fā)展”復(fù)合系統(tǒng)中，土地資源處于基礎(chǔ)地位[4]，同時(shí)土地利用反映了人類與自然界相互影響與交互作用最直接和最密切的關(guān)系[5]。而農(nóng)業(yè)土地系統(tǒng)可以認(rèn)為是以土地為核心承載的農(nóng)業(yè)系統(tǒng)，是農(nóng)業(yè)系統(tǒng)與土地系統(tǒng)的結(jié)合部分[3]，作為土地系統(tǒng)的重要組成內(nèi)容，農(nóng)業(yè)土地系統(tǒng)研究成為土地系統(tǒng)科學(xué)的熱點(diǎn)方向[6]。數(shù)量上，農(nóng)業(yè)用地約占全球陸表面積的38%，是全球面積最大的土地利用類型[7-10]，已替代了全球陸地地表的大部分自然植被[11]；作用上，產(chǎn)出全球作物產(chǎn)量的62%供人類食物消費(fèi)，35%作為牲畜飼料間接為人類提供食物[12]，是保障糧食安全的重要資源[13]。人類活動(dòng)導(dǎo)致的土地覆蓋變化已逐漸成為一個(gè)伴隨地球系統(tǒng)變化產(chǎn)生的“全球”現(xiàn)象[14]。因而，理解和解釋農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中的“人類-自然”綜合復(fù)雜關(guān)系是農(nóng)業(yè)土地系統(tǒng)研究的核心目的，進(jìn)而為可持續(xù)農(nóng)業(yè)發(fā)展提供科學(xué)服務(wù)[15]，對(duì)促進(jìn)農(nóng)業(yè)土地資源可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。

農(nóng)業(yè)土地資源的開(kāi)發(fā)與利用始終是貫穿人類社會(huì)發(fā)展的重要主線[16-18]，政策頒布與實(shí)施客觀上會(huì)對(duì)農(nóng)業(yè)土地利用造成長(zhǎng)遠(yuǎn)影響[19]，有些政策會(huì)直接影響農(nóng)業(yè)土地利用，比如生態(tài)退耕、基本農(nóng)田保護(hù)、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)等[20-22]；也會(huì)通過(guò)影響其潛在因素造成農(nóng)業(yè)土地利用變化，比如減免農(nóng)業(yè)稅、農(nóng)產(chǎn)品價(jià)格調(diào)整、貿(mào)易政策等[23-24]。隨著人們居住地的擴(kuò)張和全球經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，農(nóng)業(yè)用地?cái)U(kuò)張的空間格局不斷變化[25]，我國(guó)僅在1988—1995年期間就失去了近100萬(wàn)hm2的耕地，都是由于我國(guó)大力推進(jìn)小城鎮(zhèn)發(fā)展和城市化建設(shè)政策所引起的新建和擴(kuò)建基礎(chǔ)設(shè)施（包括城市和農(nóng)村）造成的[26-27]，充分體現(xiàn)出“人—地”關(guān)系中政策效應(yīng)間接或直接驅(qū)動(dòng)農(nóng)業(yè)土地利用時(shí)空變化的強(qiáng)大動(dòng)力和深刻影響。同時(shí)，單一的政策要素卻很罕見(jiàn)，往往是一系列政策的疊加而形成影響較大的綜合效應(yīng)，這對(duì)土地利用變化具有明顯的影響[19]。

因此，迫切需要從“人—地”關(guān)系的復(fù)雜系統(tǒng)中，從政策的視角出發(fā)對(duì)農(nóng)業(yè)土地利用進(jìn)行研究，科學(xué)解釋和揭示不同政策組合效應(yīng)對(duì)農(nóng)業(yè)土地利用變化的內(nèi)在原因、過(guò)程特點(diǎn)和引發(fā)結(jié)果，從而完善和創(chuàng)新政策因素影響農(nóng)業(yè)土地系統(tǒng)的研究理論和方法，為政策的制定者和實(shí)施者優(yōu)化政策結(jié)構(gòu)提供科學(xué)的方法和依據(jù)。

2 農(nóng)業(yè)土地利用與政策的頒布實(shí)施的相互關(guān)系

政策調(diào)控是導(dǎo)致土地利用變化及其時(shí)空差異的主要原因[28]。特別是政府政策，以直接方式或者是以調(diào)節(jié)方式廣泛地影響土地變化[29-32]。比如，《基本農(nóng)田保護(hù)條例》的頒布和《土地管理法》的修訂與生效，對(duì)于保護(hù)耕地資源發(fā)揮重要的作用，在20世紀(jì)90年代后期我國(guó)耕地面積的減少得到遏制；西部大開(kāi)發(fā)戰(zhàn)略的推動(dòng)，使西部地區(qū)城鎮(zhèn)化快速發(fā)展，城鄉(xiāng)建設(shè)用地面積擴(kuò)展的趨勢(shì)得到進(jìn)一步加大。

經(jīng)濟(jì)政策是所有政策中對(duì)土地動(dòng)態(tài)影響中最受關(guān)注的一項(xiàng)，通過(guò)經(jīng)濟(jì)和金融政策，政府對(duì)土地利用決策施加巨大的影響。具體的政策（圖1），包括提供信貸、價(jià)格支持和補(bǔ)貼以及實(shí)行關(guān)稅和稅款，在1/3的農(nóng)業(yè)集約化實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，施行國(guó)家政策，包括土地整理、退耕還林、資源商業(yè)化等，都會(huì)影響土地利用的變化[33-36]。外資的大量涌入、固定資產(chǎn)投資的逐年增加和旅游事業(yè)帶動(dòng)的第三產(chǎn)業(yè)發(fā)展也成為土地利用大規(guī)模、多樣化轉(zhuǎn)變的人文驅(qū)動(dòng)[37]。有效的政策在土地利用變化互相影響的因素中占據(jù)主要地位，生活方式的選擇和對(duì)糧食、服務(wù)等消費(fèi)方式的轉(zhuǎn)變都正在影響土地利用的選擇，比如美國(guó)黃石生態(tài)系統(tǒng)的土地使用者正在由經(jīng)營(yíng)大牧場(chǎng)向建設(shè)休閑家庭轉(zhuǎn)變[38]，非洲和中亞的半游牧牧民正在選擇到有學(xué)校和醫(yī)療條件較好的地區(qū)居住[39-40]。尤其是在人口稠密的國(guó)家（比如美國(guó)、中國(guó)和印度），國(guó)家土地政策的變化、經(jīng)濟(jì)一體化和全球化都在極大地影響人們利用土地的方式和路徑。

3 土地利用動(dòng)態(tài)變化模型的應(yīng)用是政策效應(yīng)差異性評(píng)估的重要手段

LUCC模型研究始終是土地變化科學(xué)研究的重點(diǎn)[42]，建立土地系統(tǒng)格局與其影響因素之間的關(guān)系，并將這種關(guān)系在時(shí)間維度進(jìn)行擴(kuò)展，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)土地系統(tǒng)變化過(guò)程和機(jī)制的動(dòng)態(tài)表達(dá)。因此，農(nóng)業(yè)土地系統(tǒng)模擬逐步發(fā)展成為土地系統(tǒng)科學(xué)研究的一個(gè)核心研究?jī)?nèi)容[43-45]。它是建立在明確空間定位基礎(chǔ)上的、綜合集成的多尺度動(dòng)態(tài)模型，是分析土地利用變化的原因和過(guò)程的工具，能夠部分地揭示土地利用系統(tǒng)的復(fù)雜性，以便更好地理解土地利用系統(tǒng)的功能，是深入了解土地利用/土地覆被變化復(fù)雜性的重要手段，是理解和認(rèn)識(shí)區(qū)域土地利用/土地覆被變化的某些關(guān)鍵過(guò)程并進(jìn)行定量描述，從而對(duì)未來(lái)的土地利用變化格局和影像進(jìn)行研究評(píng)價(jià)的重要工具[46-47]，并可為編制土地利用規(guī)劃和制定土地利用政策提供支持[48]。

20世紀(jì)90年代以來(lái)，土地利用/土地覆被變化模型的發(fā)展呈現(xiàn)3種趨勢(shì)[49]。一是時(shí)間動(dòng)態(tài)模擬和空間格局分析與地理信息系統(tǒng)結(jié)合，是分析和解釋地區(qū)內(nèi)空間現(xiàn)象、過(guò)程和機(jī)制的重要因素。二是遙感數(shù)據(jù)的廣泛應(yīng)用，在一定程度上彌補(bǔ)了傳統(tǒng)數(shù)據(jù)的不足。三是對(duì)自然要素和社會(huì)、經(jīng)濟(jì)與人文要素的綜合。人類的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)活動(dòng)是近代和現(xiàn)代土地利用和土地覆被變化的最根本的推動(dòng)力，因此，要模擬土地利用和土地覆被變化的動(dòng)力和原因，就必須將政策要素、社會(huì)經(jīng)濟(jì)要素和過(guò)程納入模型之中。近年來(lái)，在土地利用/土地覆被研究中，模型的研究和應(yīng)用日益受到重視，影響較大和應(yīng)用廣泛的相關(guān)模型見(jiàn)表1。

通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)外土地利用/土地覆被變化模型的研究實(shí)踐發(fā)現(xiàn)：建立在系統(tǒng)論基礎(chǔ)之上的CLUE-S模型，是在深刻理解土地利用系統(tǒng)內(nèi)土地利用變化特征的基礎(chǔ)上構(gòu)建，在小區(qū)域土地利用/土地覆被空間格局變化模擬預(yù)測(cè)方面較其他模型具有較強(qiáng)的針對(duì)性，并能解析出研究區(qū)域土地利用變化的內(nèi)部特征，能較好地?cái)M合出變化的時(shí)空規(guī)律，深刻揭示政策要素對(duì)農(nóng)業(yè)土地利用時(shí)空變化的影響效果和機(jī)制。

4 政策因素對(duì)農(nóng)業(yè)土地系統(tǒng)時(shí)空變化影響的機(jī)制及其差異性根源

土地利用變化的發(fā)生受多種因素的驅(qū)動(dòng)。驅(qū)動(dòng)力系統(tǒng)是土地利用變化的動(dòng)力系統(tǒng)，是由各種驅(qū)動(dòng)力組成的具有一定新功能的有機(jī)整體，具有單獨(dú)驅(qū)動(dòng)力所不具有的性質(zhì)和功能[68]，日益受到研究者的高度重視[69]。土地利用變化的驅(qū)動(dòng)力主要取決于政治、經(jīng)濟(jì)、技術(shù)以及社會(huì)等方面的變化[70]，其中政策要素是引起土地利用和土地覆被變化的重要驅(qū)動(dòng)力之一[71-72]。

HDP計(jì)劃指出，影響土地利用變化的社會(huì)經(jīng)濟(jì)因素主要包括直接因素和間接因素。其中，直接因素包括對(duì)土地產(chǎn)品的需求、對(duì)土地的投入、城市化程度、土地利用的集約化程度、土地權(quán)屬、土地利用政策以及對(duì)土地資源保護(hù)的態(tài)度等。間接因素包括人口變化、技術(shù)發(fā)展、經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)、政經(jīng)政策、富裕程度和價(jià)值取向，它們通過(guò)直接因素作用于土地利用[73]。史培軍等[49]認(rèn)為土地利用變化驅(qū)動(dòng)力主要有土地利用的決策失誤；外界自然環(huán)境（氣溫、降雨等）的變化，例如降雨量減少，農(nóng)田變成沙漠；社會(huì)經(jīng)濟(jì)的變化；人類價(jià)值觀的改變。人類方面的驅(qū)動(dòng)力因素主要有人口、技術(shù)水平、富裕程度、政治經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)、信任與態(tài)度。通過(guò)利用遙感對(duì)地觀測(cè)技術(shù)和地理信息系統(tǒng)，揭示土地利用的空間變化規(guī)律，分析引起變化的驅(qū)動(dòng)力，已經(jīng)成為當(dāng)前國(guó)際上開(kāi)展土地利用和土地覆被變化研究的最新動(dòng)向[74]。

政策要素是影響土地利用/土地覆被變化的一個(gè)獨(dú)特因素，也是主要因素之一。政策制定實(shí)施與土地利用變化之間的關(guān)系已經(jīng)成為土地利用變化機(jī)制研究關(guān)注的重點(diǎn)。驅(qū)動(dòng)土地利用/土地覆被變化的政策要素看似都為外生因素，但是隨著分析的時(shí)間尺度擴(kuò)大，政策要素帶來(lái)的各方面變化都內(nèi)源于“人類-環(huán)境”系統(tǒng)，而且不斷地影響土地動(dòng)態(tài)變化，這種影響進(jìn)程就是我們所需要去關(guān)注和揭示的內(nèi)生機(jī)制。比如，人口政策改變區(qū)域人口數(shù)量的變化，然而人口增長(zhǎng)和收入狀況對(duì)居住用地變化的作用，是一種非線性關(guān)系，而不是兩者作用的簡(jiǎn)單相加[75]。但是人口的流動(dòng)和轉(zhuǎn)移，改變了不同地域上的人口分布格局，進(jìn)而對(duì)原有用地需求和用地格局產(chǎn)生影響，是土地利用方式發(fā)生相應(yīng)的變化。如果將土地作為一種生產(chǎn)要素或經(jīng)濟(jì)資源，需要從土地使用者個(gè)體行為和群體行為2個(gè)角度進(jìn)行綜合分析，在人口遷移率較低的情況下，人口自然增長(zhǎng)和土地質(zhì)量的下降往往造成農(nóng)用地面積的不斷擴(kuò)張[77]。

CA一組數(shù)學(xué)模型，研究城鎮(zhèn)用地的動(dòng)態(tài)變化過(guò)程。國(guó)內(nèi)史培軍構(gòu)建基于CA和經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ偷哪M框架，對(duì)深圳市1980—1988年期間土地動(dòng)態(tài)變化進(jìn)行模擬[49]基于專家知識(shí)，缺乏定量的理解

國(guó)外運(yùn)用CA模型對(duì)城鎮(zhèn)用地的動(dòng)態(tài)變化過(guò)程進(jìn)行大量模擬[50-57]

GEOMOD基于地理的土地利用變化模擬模型，預(yù)測(cè)“開(kāi)發(fā)土地”與“開(kāi)發(fā)土地”間的變化。國(guó)內(nèi)Taweesuk 運(yùn)用模型對(duì)泰國(guó)北部清邁省的土地利用/覆被變化進(jìn)行模擬[58]主要用來(lái)預(yù)測(cè)“已開(kāi)發(fā)土地”與“未開(kāi)發(fā)土地”之間的變化，具有一定的局限性

國(guó)外運(yùn)用模型對(duì)土地利用變化及其對(duì)碳循環(huán)影像進(jìn)行了模擬[49]

IMAGE模擬大氣中溫室氣體的動(dòng)態(tài)變化，解釋地球系統(tǒng)中的主要相互作用，把全球能源和農(nóng)業(yè)系統(tǒng)中的人類活動(dòng)與氣候和生物圈的變化聯(lián)系起來(lái)。國(guó)外運(yùn)用模型對(duì)經(jīng)濟(jì)因素與氣候條件影響下的全球土地覆被變化進(jìn)行模擬研究[59-61]主要用于大尺度區(qū)域研究

CENTURY綜合了氣候、土壤和耕作活動(dòng)的農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)模型，將土地利用變化的社會(huì)過(guò)程和生態(tài)過(guò)程很好的聯(lián)系起來(lái)。國(guó)外Parton等運(yùn)用模型主要研究了半干旱地區(qū)草地的利用變化[62-63]主要用于森林、草地覆蓋的研究

GTR傳統(tǒng)杜能模型的擴(kuò)展，將城市化作為土地利用變化的主要驅(qū)動(dòng)因子。 國(guó)內(nèi)龍花樓等[64]

通過(guò)修訂后的GTR模型，對(duì)長(zhǎng)江沿線樣帶未來(lái)30年的土地利用變化進(jìn)行了模擬主要用于大尺度區(qū)域研究

國(guó)外Konagaya等[65]

運(yùn)用模型預(yù)測(cè)了中國(guó)的三大土地利用類型：城市用地、農(nóng)業(yè)用地和其他用地

CLUE-S定量分析土地利用變化與社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、技術(shù)及自然環(huán)境的關(guān)系，模擬土地利用時(shí)空演變的基本規(guī)律和變化，并進(jìn)行預(yù)測(cè)。國(guó)內(nèi)《中國(guó)土地利用/土地覆蓋變化研究》[66]。主要針對(duì)較小尺度的區(qū)域，并對(duì)驅(qū)動(dòng)因子進(jìn)行定量化分析

國(guó)外Engelsman運(yùn)用模型對(duì)Selangor河谷碰地的土地利用變化進(jìn)行模擬[67]

5 討論

隨著國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)土地系統(tǒng)科學(xué)研究的不斷深入，圍繞農(nóng)業(yè)土地系統(tǒng)的研究也在不斷細(xì)化和深入，其中政策因素對(duì)農(nóng)業(yè)土地系統(tǒng)的影響研究是這一領(lǐng)域的重點(diǎn)研究?jī)?nèi)容之一，旨在回答3個(gè)方面的問(wèn)題：政策因素影響農(nóng)業(yè)土地變化的驅(qū)動(dòng)機(jī)制、影響結(jié)果以及不同政策要素的影響差異性根源。因此，在以下3個(gè)方面還需要進(jìn)一步探討。

（1）明確政策作用下農(nóng)業(yè)土地利用時(shí)空變化的過(guò)程特征和結(jié)構(gòu)分異。為了深刻理解和解釋農(nóng)業(yè)用地變化受政策因素的作用機(jī)制，需要提出基于變化過(guò)程的參數(shù)計(jì)算方法，進(jìn)而圍繞政策要素構(gòu)建農(nóng)業(yè)用地時(shí)空動(dòng)態(tài)變化模擬模型，模擬和對(duì)比政策疊加情景下農(nóng)業(yè)用地時(shí)空分布和差異，因此明確農(nóng)業(yè)用地動(dòng)態(tài)變化的過(guò)程特征和結(jié)構(gòu)分異，是揭示政策作用下農(nóng)業(yè)用地動(dòng)態(tài)變化過(guò)程機(jī)理的基礎(chǔ)，需要進(jìn)一步探討圍繞政策因素構(gòu)建的理論依據(jù)和可行方法。

（2）解析以政策疊加為核心的農(nóng)業(yè)土地利用時(shí)空動(dòng)態(tài)變化驅(qū)動(dòng)機(jī)制和模擬模型。農(nóng)業(yè)土地利用時(shí)空動(dòng)態(tài)變化過(guò)程是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，涉及“人—環(huán)境”系統(tǒng)中自然、社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和人等多個(gè)利益主體，主體之間相互影響和多方影響驅(qū)動(dòng)農(nóng)業(yè)土地利用時(shí)空動(dòng)態(tài)變化，通過(guò)疊加涵蓋不同主體的政策要素，使得解析的驅(qū)動(dòng)機(jī)制和模型模擬結(jié)果更趨近農(nóng)業(yè)土地利用實(shí)踐，對(duì)指導(dǎo)政策結(jié)構(gòu)的優(yōu)化和調(diào)整更具有現(xiàn)實(shí)意義。

（3）從機(jī)理層面理解和解釋政策疊加影響農(nóng)業(yè)土地利用時(shí)空分布的差異性根源。政策因素作為農(nóng)業(yè)土地利用動(dòng)態(tài)變化過(guò)程中的限制性條件，持續(xù)影響區(qū)域農(nóng)業(yè)土地利用時(shí)空變化，對(duì)比不同政策組合對(duì)農(nóng)業(yè)土地利用時(shí)空分布的影響和差異，通過(guò)耦合“外部環(huán)境—驅(qū)動(dòng)機(jī)制—政策因素—模擬結(jié)果”的關(guān)鍵過(guò)程，解析政策疊加影響農(nóng)業(yè)土地利用時(shí)空分布的差異性根源是研究的最終目的。

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