鄭紅艷 翁佩瑩 林文雄

摘 要：【目的/意義】探索現(xiàn)代農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)型的技術(shù)路徑，有助于恢復(fù)、保護(hù)以及可持續(xù)的利用我國(guó)的土地資源并充分發(fā)揮其生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能?！痉椒?過程】運(yùn)用文獻(xiàn)分析法，就土地資源的重要性出發(fā)，綜述了國(guó)內(nèi)外土地利用及其空間格局變化對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的影響?！窘Y(jié)果/結(jié)論】我國(guó)的土地利用變化主要特征是從由人類主導(dǎo)的大規(guī)模開發(fā)模式向開發(fā)與保護(hù)并行模式轉(zhuǎn)變?？傮w的態(tài)勢(shì)是表現(xiàn)為以南方水田減少為主導(dǎo)致的耕地面積減少;在東南沿海與內(nèi)陸地勢(shì)平坦地區(qū)，表現(xiàn)為以占用優(yōu)質(zhì)耕地為突出特征的城鄉(xiāng)建設(shè)用地顯著增加;在中西部地區(qū)，通過“退耕還林”政策的實(shí)施，林地面積呈現(xiàn)增加態(tài)勢(shì);在東北和西北地區(qū)，受氣候變遷和比較利益驅(qū)動(dòng)，大量的草地被轉(zhuǎn)化為農(nóng)田，草地總面積呈現(xiàn)減少態(tài)勢(shì)。研究認(rèn)為應(yīng)加強(qiáng)理論研究并實(shí)施嚴(yán)格的節(jié)約集約用地策略，重視開展高度適應(yīng)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的生態(tài)化轉(zhuǎn)型，構(gòu)建相適應(yīng)的綜合農(nóng)業(yè)系統(tǒng)模式及其對(duì)策研究。

關(guān)鍵詞：土地利用;空間變化格局;綜合農(nóng)業(yè)系統(tǒng);生態(tài)化轉(zhuǎn)型

中圖分類號(hào)：文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號(hào)：1637-5617（2020）05-0040-07

Abstract： 【Objective/Meaning】The exploration of the technological path of modern agricultural transformation is conducive to the restoration， protection and sustainable use of land resources in China and giving full play of its ecosystem service function. 【Methods/Procedures】Based on the importance of land resources， the influence of land use and its spatial pattern changes on the ecosystem service function at home and abroad was reviewed by literature analysis.【Results/Conclusions】The main characteristics of land use change in China have changed from the large-scale development mode dominated by human beings to the parallel mode of development and protection. The general trend was manifested as the decreases of cultivated land area mainly caused by the decreases of paddy field in south China. In the southeast coastal and inland areas with flat terrain in China， the land used for the urban and rural construction， which was characterized by occupying the high-quality cultivated land， has increased significantly. In the central and western regions of China， through the implementation of the policy of “returning farmland to forest”， the forestland area showed an increasing trend. In northeast China and northwest China， driven by the climate change and comparative interests， a large number of grasslands have been converted into farmland， while the total grassland area has been decreasing in this situation. It was suggested that we should strengthen the theoretical research and implement the strict strategy of economical and intensive land use， and attach importance to carrying out the research work on the ecological transformation of modern agriculture and the construction of an adaptive comprehensive agricultural system model and its countermeasures.

Key words： Land use spatial change pattern Integrated agricultural system Ecological transformation

據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，當(dāng)前人類利用的土地面積約占無冰地表的69%～76%。在土地利用方面，人們目前的普遍做法是將1/4～1/3的土地潛在凈初級(jí)生產(chǎn)量用于食品、飼料、纖維、木材和能源。除此之外，土地還是許多其他生態(tài)系統(tǒng)功能和服務(wù)的基礎(chǔ)，其中就包括了對(duì)人類有著至關(guān)重要作用的水文調(diào)節(jié)服務(wù)等。據(jù)報(bào)道，全球陸地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的年度價(jià)值約相當(dāng)于全球的年度GDP。土地既是溫室氣體（greenhouse gases，GHGs）的源，又是溫室氣體的匯，它在地表與大氣之間的能量、水分和氣體交換中起著關(guān)鍵作用。研究可知，陸地生態(tài)系統(tǒng)和生物多樣性在不同程度上容易受到持續(xù)的氣候變化及極端天氣的影響。而可持續(xù)的土地管理則有助于減少包括氣候變化在內(nèi)的多種壓力因素對(duì)生態(tài)系統(tǒng)和社會(huì)的負(fù)面影響[1]。因此，研究土地利用方式和空間格局對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)乃至整個(gè)區(qū)域社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的影響具有極其重要的理論和現(xiàn)實(shí)意義，受到國(guó)內(nèi)外學(xué)者的普遍關(guān)注，成為了近年來研究的熱點(diǎn)，并取得了重要的研究進(jìn)展[1]。

1 土地利用時(shí)空變化對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的影響

1.1 土地利用/覆被變化的內(nèi)涵

土地利用/覆被變化（Land Use/Cover Change，LUCC）是人類活動(dòng)與自然環(huán)境之間產(chǎn)生相互作用最為直接的表現(xiàn)形式[2]。隨著全球化進(jìn)程的加快，LUCC已成為全球環(huán)境變化的重要組成部分及主要驅(qū)動(dòng)力之一。20世紀(jì)90年代以來，LUCC模型的發(fā)展呈現(xiàn)出3種重要的趨勢(shì)：一是應(yīng)用地理信息系統(tǒng)，從空間格局與時(shí)間過程兩個(gè)角度相結(jié)合對(duì)區(qū)域或全球環(huán)境的異質(zhì)性進(jìn)行了研究;二是遙感數(shù)據(jù)在LUCC模型中的廣泛應(yīng)用;三是將自然、生態(tài)、社會(huì)經(jīng)濟(jì)和人文要素納入到土地利用變化的協(xié)同研究中[3]。LUCC的變化過程不僅與地球表面物質(zhì)循環(huán)和生命過程密切相關(guān)，還會(huì)引起地表結(jié)構(gòu)的巨大變化。采取不同的土地利用策略會(huì)影響區(qū)域內(nèi)的景觀格局、氣候水文、土壤環(huán)境、生物多樣性等，進(jìn)而對(duì)自然生態(tài)系統(tǒng)提供服務(wù)的結(jié)構(gòu)與過程產(chǎn)生影響，最終影響到生態(tài)系統(tǒng)為人類提供服務(wù)與產(chǎn)品的能力。因此，研究LUCC與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)之間的協(xié)同/制約關(guān)系成為了土地利用變化研究的熱點(diǎn)內(nèi)容之一[1]。從LUCC的角度切入，定量評(píng)估不同土地利用策略下生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的時(shí)空特征，對(duì)于區(qū)域土地利用的規(guī)劃與管理、國(guó)土資源開發(fā)的空間優(yōu)化和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的提高具有重要的指導(dǎo)意義。

土地利用是指人們應(yīng)用特定工具對(duì)土地資源進(jìn)行長(zhǎng)期和定期的管理和改造，是人類活動(dòng)對(duì)地球表面系統(tǒng)影響最為直接的表現(xiàn)形式，在全球環(huán)境變化過程中起著非常重要的作用[7]。而土地利用變化的空間格局是指在不同地域空間上的人-地關(guān)系在一定時(shí)段的作用強(qiáng)度及作用模式[2]。定量分析土地利用變化過程，是厘清土地利用變化成因及過程、揭示生態(tài)系統(tǒng)對(duì)人類活動(dòng)響應(yīng)程度的重要方式和途徑[8-9]，進(jìn)而對(duì)構(gòu)建科學(xué)有序的用地布局和結(jié)構(gòu)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。剖析土地利用變化時(shí)空格局演變是區(qū)域整合發(fā)展戰(zhàn)略與可持續(xù)發(fā)展研究的重要內(nèi)容，對(duì)土地資源的合理利用具有重要意義。

1.2 土地利用時(shí)空變化特征

1991-2000年期間，為滿足國(guó)家和各級(jí)政府對(duì)土地資源時(shí)空信息日益迫切的需求，中科院資源環(huán)境科學(xué)與技術(shù)局聯(lián)合農(nóng)業(yè)農(nóng)村部、國(guó)家林業(yè)和草原局、國(guó)家氣象局、國(guó)家測(cè)繪局等部委所屬相關(guān)科研單位，通過國(guó)家資源環(huán)境遙感信息平臺(tái)，應(yīng)用遙感和地理信息系統(tǒng)技術(shù)，恢復(fù)重建了20世紀(jì)80年代末期以來中國(guó)的土地利用狀況，并在全國(guó)范圍內(nèi)首次建成了1∶10萬比例尺土地利用數(shù)據(jù)庫(kù)[4]。20世紀(jì)80-90年代，我國(guó)土地利用呈現(xiàn)出明顯的區(qū)域差異，具體表現(xiàn)為：（1）東部及四川盆地由于城鎮(zhèn)化進(jìn)程導(dǎo)致城鄉(xiāng)建設(shè)用地?cái)U(kuò)張明顯，且多為優(yōu)質(zhì)耕地被占用;（2）在東北山區(qū)及內(nèi)蒙古東部地區(qū)的土地利用變化則以林地和草地的開墾面積增加為特征;（3）東北平原則是以旱地、水田的轉(zhuǎn)換為主要特征;（4）華北山區(qū)、秦嶺山區(qū)及黃土高原區(qū)由于退耕還林還草政策，草地面積和林地面積增加，但同時(shí)也存在耕地撂荒的現(xiàn)象;（5）東南、華南丘陵地區(qū)林地面積增加明顯，反映出植樹造林的效果顯著;（6）華中地區(qū)毀林與造林現(xiàn)象同時(shí)并存，在一些湖泊密集地區(qū)以退田還湖為顯著特點(diǎn);（7）西南地區(qū)的土地利用以林地的變化為主;（8）西北地區(qū)以耕地的變化為主要特征，綠洲農(nóng)業(yè)區(qū)邊緣的一些土地被新開墾為耕地，而在綠洲內(nèi)部由于土地退化，耕地存在撂荒現(xiàn)象。

我國(guó)的土地利用呈現(xiàn)出從由人類主導(dǎo)的大規(guī)模開發(fā)模式向開發(fā)與保護(hù)并行的模式轉(zhuǎn)變的特征?？傮w態(tài)勢(shì)表現(xiàn)為以南方水田減少為主導(dǎo)致全國(guó)耕地面積的減少：（1）在東南沿海與內(nèi)陸地勢(shì)平坦地區(qū)，表現(xiàn)為以占用優(yōu)質(zhì)耕地為突出特征的城鄉(xiāng)建設(shè)用地顯著增加;（2）在中西部地區(qū)，通過“退耕還林”政策的實(shí)施，林地面積呈現(xiàn)增加態(tài)勢(shì);（3）在東北和西北地區(qū)，受氣候變化和比較利益驅(qū)動(dòng)的影響，大量的草地被轉(zhuǎn)化為農(nóng)田，草地總面積呈現(xiàn)減少態(tài)勢(shì)。

2017年，我國(guó)建設(shè)用地總面積為3958.65萬hm2，當(dāng)年度共征遷土地面積19.35萬hm2，新增建設(shè)用地53.44萬hm2;與此同時(shí)，全國(guó)耕地面積為13486.3萬hm2，因建設(shè)占用等因素導(dǎo)致耕地面積凈減少6.09萬hm2 [6]，土地供需矛盾的逐漸加劇，給社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展帶來了嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。實(shí)施嚴(yán)格的節(jié)約集約用地策略，對(duì)于解決土地資源供需矛盾與緩解緊張的人地關(guān)系具有重要意義。

1.3 土地利用時(shí)空變化成因分析及其對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的影響

近年來，不少學(xué)者從省市域尺度研究土地利用及其變化的時(shí)空格局，并取得了很好的研究成果。劉紀(jì)遠(yuǎn)等[2]分析了21世紀(jì)初5年中國(guó)土地利用變化的空間格局與驅(qū)動(dòng)力，指出這一時(shí)期我國(guó)土地利用變化格局的形成是人類活動(dòng)與氣候變化共同作用的結(jié)果，同時(shí)也深受著國(guó)家以及地區(qū)宏觀發(fā)展政策的影響[2]。韋素瓊等[10]通過ArGIS分析了1985-2000年福建省土地利用類型景觀格局的變化，認(rèn)為福建省土地利用變化的這一過程受到國(guó)家宏觀政策的影響和制約;同時(shí)通過逐步回歸分析認(rèn)為經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展也是導(dǎo)致土地利用變化的一個(gè)重要原因。除了由于土地不同用途之間的經(jīng)濟(jì)差異導(dǎo)致非農(nóng)用地的增加外，耕地面積減少的另外一個(gè)原因在于農(nóng)業(yè)內(nèi)部自身結(jié)構(gòu)的調(diào)整。蘇凱等[11]研究表明土地利用變化是生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)空間格局和總體供應(yīng)變化的主要驅(qū)動(dòng)力，指出福建省土地利用結(jié)構(gòu)主要以耕地、林地和城鎮(zhèn)用地為主，而城鎮(zhèn)用地面積是所有土地利用類型中增加量最大的地類。2000-2018年福建省生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值總體呈下降趨勢(shì)，表明福建省生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)能力存在一定的脆弱性。值得關(guān)注的是，福建省生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值中占主導(dǎo)地位的地類是耕地、林地和水域，三者的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值占ESV總值的比重在98.86%～99.06%之間波動(dòng)，說明這3種地類在福建省生態(tài)功能中發(fā)揮著極其重要的作用。從二級(jí)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)分類來看，氣體調(diào)節(jié)、水文調(diào)節(jié)和維持生物多樣性是福建省生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的主體，三者的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值共占ESV總值的45.5%以上;而食物生產(chǎn)的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值僅占總值的1.58%左右，這在一定程度上說明了，福建由于山多（耕）地少的緣故，糧食自給率長(zhǎng)期維持在50%左右的水平，因此如何創(chuàng)新糧食生產(chǎn)的增長(zhǎng)方式，完善提高生態(tài)系統(tǒng)的服務(wù)功能及其水平，確保食物安全、促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展是當(dāng)前福建省各級(jí)政府工作所要解決的首要問題[11]。

2 現(xiàn)代農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)型的技術(shù)路徑探索

由上述分析可知，土地的不合理利用勢(shì)必導(dǎo)致氣候變化、土壤環(huán)境破壞，進(jìn)而影響農(nóng)業(yè)可持續(xù)生產(chǎn)，危及人類的生存與安全[12]。中國(guó)由于城鎮(zhèn)化建設(shè)導(dǎo)致非農(nóng)用地加大、耕地資源減少，這是過去幾十年來土地利用變化的主要驅(qū)動(dòng)力與關(guān)鍵影響因素。因此，必須科學(xué)規(guī)劃，在嚴(yán)格保護(hù)耕地資源的同時(shí)，轉(zhuǎn)變?cè)写址攀降纳a(chǎn)方式，走集生產(chǎn)、生活、生態(tài)為一體的農(nóng)業(yè)生態(tài)化轉(zhuǎn)型之路，這樣才能恢復(fù)、保護(hù)以及可持續(xù)利用土地資源并充分發(fā)揮其生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能。近年來，國(guó)內(nèi)外專家學(xué)者研究并提出了多種新型生態(tài)農(nóng)業(yè)模式，統(tǒng)稱綜合農(nóng)業(yè)系統(tǒng)，包括：氣候智能型農(nóng)業(yè)、保護(hù)性農(nóng)業(yè)以及可持續(xù)集約化農(nóng)業(yè)。

2.1 氣候智能型農(nóng)業(yè)（Climate-smart agriculture，CSA）

氣候智能型農(nóng)業(yè)是一種以聯(lián)合協(xié)作方式應(yīng)對(duì)當(dāng)前糧食安全和氣候變化挑戰(zhàn)的方法，主要目標(biāo)是：持續(xù)提高農(nóng)業(yè)產(chǎn)量和收入，建立和提高土地應(yīng)對(duì)氣候變化的適應(yīng)能力，減少和（或）消除大氣中的溫室氣體排放[13-15]。氣候智能型農(nóng)業(yè)系統(tǒng)是一種應(yīng)對(duì)糧食安全、適應(yīng)與緩解氣候變化等挑戰(zhàn)的綜合性方法，能夠使各國(guó)確定土地效益最大化的選擇和做出需要管理的權(quán)衡[15]。

目前，許多農(nóng)業(yè)實(shí)踐和生產(chǎn)技術(shù)已被證明對(duì)糧食安全、提高土地恢復(fù)力和生產(chǎn)力有一定的好處[16]。在許多情況下，可以通過更改管理實(shí)踐套件來實(shí)現(xiàn)這些功能。例如，通過增加土壤有機(jī)質(zhì)既可以提高農(nóng)業(yè)景觀的持水能力，也可以提高固碳能力。在種植制度的實(shí)踐中，從傳統(tǒng)耕作方式轉(zhuǎn)變?yōu)樽畹透鞣绞娇梢允箯闹惶峁┻m當(dāng)、緩解效益或既不提供適當(dāng)效益也不提供緩解效益的制度轉(zhuǎn)變?yōu)榧忍峁┻m當(dāng)效益又提供緩解效益的制度[17-18]。通過在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域使用更多的化肥來增加糧食產(chǎn)量，可以在氣候變化的情況下保持作物產(chǎn)量，但這也可能導(dǎo)致溫室氣體排放總量的增加。然而，如果通過采用更好的肥料管理措施來提高營(yíng)養(yǎng)利用效率，不但可以增加或保持相同的產(chǎn)量水平，也有助于糧食安全和減緩氣候變化[18]。此外，將作物、牲畜、漁業(yè)和農(nóng)林間作充分結(jié)合起來的混合農(nóng)業(yè)系統(tǒng)也可以在氣候變化的情況下保持作物產(chǎn)量，幫助原有生態(tài)系統(tǒng)更好地適應(yīng)氣候風(fēng)險(xiǎn)，并通過不斷改善系統(tǒng)內(nèi)的營(yíng)養(yǎng)流動(dòng)使溫室氣體排放實(shí)現(xiàn)最小化[19-21]。這類系統(tǒng)有助于使生產(chǎn)和收入多樣化，支持有效且及時(shí)的使用投入，從而有助于提高土地復(fù)原力，但需要地方種子和輸入系統(tǒng)以及推廣服務(wù)的支持。通過對(duì)農(nóng)場(chǎng)的模擬試驗(yàn)表明，綜合農(nóng)畜系統(tǒng)在經(jīng)濟(jì)和環(huán)境方面上都有好處。然而Gil等[22]通過運(yùn)用包括氣候適應(yīng)能力在內(nèi)的多個(gè)經(jīng)濟(jì)和環(huán)境指標(biāo)比較了不同的大豆-牲畜系統(tǒng)后發(fā)現(xiàn)，這種系統(tǒng)帶來的潛在好處要視具體情況而定。

盡管氣候智能型農(nóng)業(yè)是一個(gè)系統(tǒng)的工程，是多種方法的綜合應(yīng)用，但有的研究卻將它狹隘地集中在生產(chǎn)水平的技術(shù)方面[23-24]。通過研究歐洲采用和推廣氣候智能型農(nóng)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新時(shí)所遇到的障礙，Long等[25]發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有政策與氣候智能型農(nóng)業(yè)目標(biāo)之間存在不兼容性，氣候智能型農(nóng)業(yè)系統(tǒng)的實(shí)施取決于具體的國(guó)家環(huán)境和能力，以及更好的信息獲取、協(xié)調(diào)的政策和制度安排、靈活的激勵(lì)機(jī)制和融資機(jī)制等多方面的支持。因此，關(guān)注影響實(shí)踐采用和技術(shù)獲取的潛在社會(huì)經(jīng)濟(jì)因素，對(duì)于增強(qiáng)生物物理過程、提高生產(chǎn)力和大規(guī)模減少溫室氣體排放是至關(guān)重要的。

2.2 保護(hù)性農(nóng)業(yè)（Conversion agriculture，CA）

保護(hù)性農(nóng)業(yè)的原理是基于土壤最小干擾和永久覆蓋的原則，采用適當(dāng)?shù)淖魑镞M(jìn)行輪作。在經(jīng)濟(jì)和環(huán)境的雙重壓力下，保護(hù)性農(nóng)業(yè)被證明對(duì)小農(nóng)戶有著積極的回報(bào)[26-27]。該農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)使用了一套土壤殘留物管理方法來控制土壤侵蝕[28]，同時(shí)通過增加有機(jī)質(zhì)含量、改善孔隙度、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和保水性能等來進(jìn)一步改善土壤質(zhì)量[29-30]。20世紀(jì)下半葉，集約化農(nóng)業(yè)（IA）的發(fā)展導(dǎo)致了土壤退化和自然資源的損失，并引起了氣候變化。可持續(xù)的土壤管理措施不僅可以有效解決農(nóng)業(yè)系統(tǒng)面臨的這些挑戰(zhàn)，如土壤有機(jī)碳（SOC）的封存可以改善土壤質(zhì)量和緩解氣候變化[31]。同時(shí)，保護(hù)性農(nóng)業(yè)的實(shí)施還會(huì)帶來土壤性質(zhì)的有利變化、降低生產(chǎn)成本、提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率并減少溫室氣體的排放，進(jìn)而影響自然生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的提供[32-36]。但是Powlson等[35-36]通過對(duì)熱帶地區(qū)土壤碳的數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行分析后卻認(rèn)為在CA系統(tǒng)中，特別是因免耕導(dǎo)致的有機(jī)碳含量的增加和溫室氣體減排作用其實(shí)是被夸大了。

多數(shù)研究認(rèn)為，土壤中有機(jī)碳的增加及其對(duì)保護(hù)性農(nóng)業(yè)緩解溫室氣體排放的貢獻(xiàn)在很大程度上是取決于返回到土壤中的有機(jī)質(zhì)數(shù)量[37-38]。同樣，用更多樣化的種植系統(tǒng)和農(nóng)林復(fù)合系統(tǒng)以及用造林和砍伐森林來取代單一種植系統(tǒng)也是可以緩沖溫度的上升并增加碳儲(chǔ)存的，并且在氣候變化面前提供出更多樣化和健康的食品選擇。

2.3 可持續(xù)集約化農(nóng)業(yè)（Sustainable intensification agriculture，SIA）

可持續(xù)集約化只是一個(gè)目標(biāo)，沒有預(yù)先規(guī)定要通過實(shí)施何種農(nóng)業(yè)技術(shù)來實(shí)現(xiàn)?？梢允嵌喾N技術(shù)和管理方法的結(jié)合，比如將保護(hù)性農(nóng)業(yè)和農(nóng)林復(fù)合經(jīng)營(yíng)相結(jié)合，從而帶來額外的經(jīng)濟(jì)、生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)和碳效益。根據(jù)FAO的估計(jì)，隨著世界人口的日益增長(zhǎng)，到2050年需要增加50%的糧食產(chǎn)量[39]，但糧食產(chǎn)量的增加可能會(huì)帶來溫室氣體排放的增加和以生物多樣性喪失為代價(jià)的環(huán)境影響。目前所有人為排放的溫室氣體有8%～10%是來自于農(nóng)業(yè)用地，而當(dāng)前對(duì)可持續(xù)集約化農(nóng)業(yè)的呼吁正是基于新土地的擴(kuò)張對(duì)環(huán)境的破壞超過了在新土地上生產(chǎn)出更多糧食的好處這一前提[40]。但是Jat等[41]研究發(fā)現(xiàn)通過恢復(fù)已經(jīng)退化的土地來增加凈生產(chǎn)面積，一方面可以增加產(chǎn)量，另一方面也可以增加碳的吸收，從而促進(jìn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的增加和自然資本產(chǎn)出的改善[42]?？沙掷m(xù)集約化農(nóng)業(yè)是通過提高營(yíng)養(yǎng)、水和其他投入的使用效率，來縮小產(chǎn)量差距和促進(jìn)糧食安全[43]，進(jìn)而減少相關(guān)生產(chǎn)投入的損失和溫室氣體的排放。目前，非洲和南亞的大多數(shù)地區(qū)潛在作物產(chǎn)量實(shí)現(xiàn)了不到40%，縮小產(chǎn)量差距是提高單位產(chǎn)量土地利用效率的一種有效方式。綜合農(nóng)業(yè)系統(tǒng)（如作物+牲畜混合種植、作物+水產(chǎn)養(yǎng)殖）正是在單位土地上生產(chǎn)出更多產(chǎn)品的一種策略，可以有效地保障糧食安全。因此，可持續(xù)集約化農(nóng)業(yè)被認(rèn)為是實(shí)現(xiàn)糧食安全和適應(yīng)/緩解氣候變化目標(biāo)的途徑之一[44]。

然而，SIA并不總是在糧食安全和氣候變化適應(yīng)/緩解方面帶來共同利益。Thu等[45]在越南進(jìn)行的研究認(rèn)為，通過節(jié)約土地，稻米和生豬的集約化生產(chǎn)在短期內(nèi)減少了溫室氣體排放，但在20年后，與更高投入相關(guān)的排放可能會(huì)超過節(jié)約土地所帶來的效益。Palm等[46]在非洲進(jìn)行的一項(xiàng)研究報(bào)告稱，在人口密度低和土地利用率高的情況下，糧食安全和氣候緩解的目標(biāo)可以通過強(qiáng)化情景來實(shí)現(xiàn)，從而產(chǎn)生可用于重新造林的剩余作物面積。相比之下，在人口密度高、農(nóng)場(chǎng)規(guī)模小的情況下，要實(shí)現(xiàn)糧食安全和減少溫室氣體排放，就需要使用更多的肥料，以便為重新造林提供土地。然而，由于環(huán)境退化和社會(huì)不平等加劇等不利因素的影響，對(duì)旱地實(shí)行某些形式的強(qiáng)化可能會(huì)增加而不是減少其脆弱性[47]。此外，在同時(shí)提高產(chǎn)量和環(huán)境績(jī)效的背景下采用高投入形式的農(nóng)業(yè)將吸引到更多的投資，從而使其采用率更高，但可持續(xù)集約化的環(huán)境成分卻很快被放棄了。因此，如果采用可持續(xù)集約化農(nóng)業(yè)（SIA），就需要保證達(dá)到可持續(xù)發(fā)展的要求：（1）確定加強(qiáng)農(nóng)村社區(qū)、改善小農(nóng)生計(jì)和就業(yè)、避免帶來負(fù)面社會(huì)和文化影響的4項(xiàng)農(nóng)業(yè)措施;（2）投資于社會(huì)、金融、自然和物質(zhì)資本，以促進(jìn)SIA的實(shí)施;（3）建立機(jī)制，向采取可持續(xù)措施的貧困農(nóng)民支付經(jīng)濟(jì)成本，即實(shí)施生態(tài)補(bǔ)償。

3 總結(jié)

土地利用是指人類為獲取所需的產(chǎn)品或服務(wù)，按照一定的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)目的，根據(jù)土地的自然特點(diǎn)所進(jìn)行的一系列土地資源利用活動(dòng)，包括對(duì)土地進(jìn)行長(zhǎng)期或周期性的經(jīng)營(yíng)和改造等活動(dòng)。土地利用是人類利用自然資源滿足自身生產(chǎn)生活的主要途徑，與人類活動(dòng)關(guān)系密切。由于人類活動(dòng)所引起的或自然形成的土地覆蓋狀況稱為土地覆被，土地利用變化是導(dǎo)致土地覆被變化的最為重要的一個(gè)驅(qū)動(dòng)因子，是人類活動(dòng)與自然生態(tài)環(huán)境相互作用的集中體現(xiàn)，二者具有因果及反饋機(jī)制。土地利用/覆被變化，是全球環(huán)境變化的主要驅(qū)動(dòng)力和重要組成部分。土地利用方式的變化不僅使地表結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，而且還改變著區(qū)域的氣候、水文狀況、土壤健康以及生物多樣性和生物地球化學(xué)循環(huán)。這一驅(qū)動(dòng)過程引發(fā)了一系列的自然環(huán)境問題，從結(jié)構(gòu)和功能上影響著整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)。如前所述，人類活動(dòng)通過土地利用方式的不同與生態(tài)系統(tǒng)之間產(chǎn)生了反饋策略，土地利用策略通過生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和過程的改變影響著區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的價(jià)值。氣候智能型農(nóng)業(yè)、保護(hù)性農(nóng)業(yè)以及可持續(xù)集約化農(nóng)業(yè)等這些綜合農(nóng)業(yè)系統(tǒng)和做法都是試圖通過合理利用土地，增強(qiáng)糧食系統(tǒng)對(duì)氣候變化的適應(yīng)能力，減少溫室氣體排放，同時(shí)有助于實(shí)現(xiàn)土地利用的可持續(xù)性。因此，土地利用策略的變化所產(chǎn)生的生態(tài)環(huán)境效應(yīng)及其對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的影響也逐漸成為了當(dāng)前土地利用變化研究的核心內(nèi)容之一，也應(yīng)當(dāng)是未來研究的重點(diǎn)所在。

參考文獻(xiàn)：

[1]Climate change and land：IPCC special report on climate change，desertification，land degradation，sustainable land management，food security，and greenhouse gas fluxes in terrestrial ecosystems[R].IPCC，2019：1-40.

[2]劉紀(jì)遠(yuǎn)，張?jiān)鱿?，徐新良，? 21世紀(jì)初中國(guó)土地利用變化的空間格局與驅(qū)動(dòng)力分析[J]. 地理學(xué)報(bào)，2009，64（12）：1411-1420.

[3]譚永忠. 縣級(jí)尺度土地利用變化驅(qū)動(dòng)機(jī)制及空間格局變化模擬研究[D]. 杭州：浙江大學(xué)，2004.

[4]劉紀(jì)遠(yuǎn)，張?jiān)鱿?，莊大方. 二十世紀(jì)九十年代我國(guó)土地利用變化時(shí)空特征及其成因分析[J]. 中國(guó)科學(xué)院院刊，2003（1）：35-38.

[5]閆巖. 福建省城市土地集約利用評(píng)價(jià)[J]. 安徽農(nóng)學(xué)通報(bào)，2014，20（13）：1-4.

[6]中華人民共和國(guó)自然資源部. 2017年中國(guó)土地礦產(chǎn)海洋資源統(tǒng)計(jì)公報(bào)[EB/OL]. （2018-05-18）[2019-06-15]. http：//gi.mlr.gov.cn/201805/t20180518_1776792.html.

[7]AROWOLO A O，DENG，X Z. Assessing changes in the value of ecosystem services in response to land-use/land-cover dynamics in Nigeria[J]. Science of the Total Environment，2018，636：597-609.

[8]李晨曦，吳克寧，劉霈珈，等. 土地利用變化及社會(huì)經(jīng)濟(jì)驅(qū)動(dòng)因素——以京津冀地區(qū)為例[J]. 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2017，45（12）：279-283.

[9]司慧，付梅臣，袁春，等. 青海省土地利用結(jié)構(gòu)信息熵時(shí)空分異規(guī)律及驅(qū)動(dòng)因素分析[J]. 干旱區(qū)資源與環(huán)境，2016，30（6）：38-42.

[10]韋素瓊，陳健飛. 福建省土地利用類型景觀格局變化及驅(qū)動(dòng)力分析[C]//中國(guó)自然資源學(xué)會(huì)土地資源研究專業(yè)委員會(huì)：中國(guó)土地資源態(tài)勢(shì)與持續(xù)利用研究.北京：中國(guó)自然資源學(xué)會(huì)土地資源研究專業(yè)委員會(huì)，2004：231-235.

[11]蘇凱，魏道智，林文雄. 福建省城鎮(zhèn)化效率的區(qū)域差異及空間格局研究[J]. 生態(tài)學(xué)報(bào)，2019，39（15）：5450-5459.

[12]MA （Millennium Ecosystem Assessment）.Ecosystems and human well-being： a framework for assessment[M].Washington DC：Island Press，2005.

[13]LIPPER L，THORNTON P K，CAMPBELL B M. ?Climate-smart agriculture for food security [J]. Nat Clim Chang，2014（4）：1068-1072.

[14]AGGARWAL P K，JARVIS A，CAMPBELL B M. The climate-smart village approach： framework of an integrative strategy for scaling up adaptation options in agriculture [J]. Ecol Soc，2018，23（1）：14.

[15]FAO. Climate-smart agriculture：managing ecosystems for sustainable livelihoods [EB/OL]. （2013-04-24）http：//www.fao.org/3/a-an177e.pdf.

[16]DHANUSH D，SONJA V. Climate change adaptation in agriculture：practices and technologies Opportunities for climate action in agricultural systems[C]. CCAFS Info Note. Copenhagen，Denmark：CGIAR research program on climate change， agriculture and food security（CCAFS）. 2016.1-7.

[17]SAPKOTA T B，JAT R K，SIGH R G. Soil organic carbon changes after seven years of conservation agriculture based rice-wheat cropping system in the eastern Indo-Gangetic Plain of India[J]. Soil Use Manag，2017，（1）：1-9.

[18]HARVEY C A，MARIO C，DONATTI C I，et al. Climate-smart landscapes：Opportunities and challenges for integrating adaptation and mitigation in tropical agriculture[J]. Conserv Lett，2014，7（2）：77-90.

[19]MBOW C，VAN NOORDWIJK E， LUEDELING，et al. Agroforestry solutions to address food security and climate change challenges in Africa[J]. Curr Opin Environ Sustain，2014（6）：61-67.

[20]NEWAJ R O P， CHATURVEDI A K， HANDA. Recent development in agroforestry research and its role in climate change adaptation and mitigation change adaptation and mitigation[J]. Indian J Agrofor， 2016（18）：1-9.

[21]MOHAMMAD，E D，HANNES，G，DEVENDRA G， et al. Mainstreaming agrobiodiversity in sustainable food systems：Scientific foundations for an agrobiodiversity index-summary[C]. Bioversity International ?Rome Italy，2016：30.

[22]Gil J D B， GARRETT R D， ROTZ， A. Tradeoffs in the quest for climate smart agricultural intensification in Mato Grosso， Brazil[EB/OL].（2018-06-06）. https：//iopscience.iop.org/article/10.1088/1748-9326/aac4d1.

[23]TAYLOR M. Climate-smart agriculture：What is it good for？[J]. J Peasant Stud， 2018（45）：89-107.

[24]NEWELL P O， TAYLOR. Contested landscapes：The global political economy of climate-smart agriculture[J]. Journal of Peasant Studies，2018，45：108-129.

[25]LONG T B，V ?BLOK，I ?CONINX. Barriers to the adoption and diffusion of technological innovations for climate-smart agriculture in Europe：Evidence from the Netherlands，F(xiàn)rance，Switzerland and Italy[J]. Journal of Cleaner Production，2016（112）：9-21.

[26]JAT R K，T ?B SAPKOTA R ?G， SINGH， et al. Seven years of conservation agriculture in a rice–wheat rotation of Eastern Gangetic Plains of South Asia：Yield trends and economic profitability[J]. Field Crops Researoh，2014（164）：199-210.

[27]SAVE，GROW. A policymaker′s guide to the sustainable intensification of smallholder crop production[R].FAO，2011：1-116.

[28]BLANCO，SEP？LVEDA R，AGUILAR CARRILLO A. The erosion threshold for a sustainable agriculture in cultures of bean （Phaseolus vulgaris L.） under conventional tillage and no-tillage in Northern Nicaragua [J]. Soil Use Manag，2016，32（3）：368-380.

[29]SAPKOTA T ?B，JAT M L，ARYAL J P，et al. Climate change adaptation， greenhouse gas mitigation and economic profitability of conservation agriculture： Some examples from cereal systems of Indo-Gangetic Plains[J]. Journal of Integrative Agricalture，2015，14（8）：1524-1533.

[30]GOVAERTS B，VERHULST N，CASTELLANOS-NAVARRETE A， et al. Conservation agriculture and soil carbon sequestration：Between myth and farmer reality[J]. Critical Reviews in ?Plant Sciences，2009，28（3）：97-122.

[31]LAL R. Soil Carbon sequestration impacts on global climate change and food security[J]. Science，2004（304）：1623-1627.

[32]ARYAL J P，SAPKOTA T B，JAT M ?L，et al. On-farm economic and environmental impact of zero-tillage wheat：a case of North-West India [J]. Exp ?Agric，2015（51）：1-39.

[33]INDORIA A K，C ?SRINIVASA RAO，SHARMA K L，et al. Conservation agriculture - A panacea to improve soil physical health [J]. Curr ?Sci，2017，112（1）：52-61.

[34]PRATIBHA G，SRINIVAS I，RAO K V， et al. Net global warming potential and greenhouse gas intensity of conventional and conservation agriculture system in rainfed semi arid tropics of India[J]. Atmos Environ，2016（145）：239-250.

[35]POWLSON D S，STIRLING C M，JAT M L，et al. Limited potential of no-till agriculture for climate change mitigationchange mitigation [J]. Nat Clim Chang， 2014（4）：678-683.

[36]POWLSON D ?S，STIRLING C M，THIERFELDER C， et al. Does conservation agriculture deliver climate change mitigation through soil carbon sequestration in tropical agro-ecosystems？[J]. Agric Ecosyst Environ，2016（220）：164-174.

[37]VIRTOI P， BARR？A， BURLOT C，et al. Carbon input differences as the main factor explaining the variability in soil organic C storage in no-tilled compared to inversion tilled agrosystems[J]. Biogeochemistry，2011（108）：17-26.

[38]SAPKOTA T B，ARYAL J P，KHATRI-CHHETRI A，et al. Identifying high-yield low-emission pathways for the cereal production in South Asia[J]. Mitig ?Adapt Strateg Glob Chang，2017（23）：621-641.

[39]The future of food and agriculture：Alternative pathways to 2050[R]. FAO，2018.

[40]GODFRAY H C J. The debate over sustainable intensification[J]. Food Secur， 2015（7）：199-208.

[41]JAT M L，DAGAR J C，SAPKOTA T B，et al. Climate change and agriculture： Adaptation strategies and mitigation opportunities for food security in South Asia and Latin America[J]. Advances in Agronomy，2016，35（137）：127-235.

[42]PRETTY J，BENTON T G，BHRAUCHA Z P，et al. Global assessment of agricultural system redesign for sustainable intensification[J]. Nat Sustain，2018（1）：441-446.

[43]GARNETT T，APPLEBY M C，BALMFORD A，et al. Sustainable intensification in agriculture：premises and policies[J]. Science，2013（341）：33-34.

[44]SAPKOTA T B V，SHANKAR M，RAI M L， et al. Reducing global warming potential through sustainable intensification of Basmati rice-wheat systems in India[J]. Sustain，2017（9）：1044.

[45]THU THUY P，CAMPBELL B M，GARNETT S. Lessons for pro-poor payments for environmental ser vices：An analysis of projects in Vietnam Asia Pacific[J]. J Public Adm，2009（31）：117-133.

[46]PALM C ?A，SMUKLER S M，SULLIVAN C C. et al. Identifying potential synergies and trade-offs for meeting food security and climate change objectives in sub-Saharan Africa[J]. Proc ?Natl Acad ?Sci，2010（107）：19661.

[47]ROBINSON L W，ERICKSEN P J，CHESTERMAN S，et al. Sustainable intensification in drylands：What resilience and vulnerability can tell us[J]. Agric ?Syst，2015（135）：133-140.