土地生态系统及其调控

土地生态系统及其调控

土地生态是以陆地土壤、地形、水文和大气为环境介质和一定相应的生物群落组成一个紧密实体的生态系统。也称陆地生态系统。作为生态系统的特征之一，它是指生物群落与生物环境两者的有机结合。土地生态的生物环境则是代表土地的气候、地形、表层地质、水文、土壤等无机物质的总体；其生物群落主要是绿色植物（生产者）、异养生物-各类动物（消费者）及各类微生物（分解者）等。由于主体绿色植物群落的不同而分别有森林生态系统、草原生态系统、荒漠生态系统、冻原生态系统、水域湿地生态系统、农田生态系统和城镇生态系统。 所以它们和土地利用与土地覆盖的划分基本一致，并受人类活动因素影响较大。特别是世界人口数量剧增。受粮食生产和牲畜放牧的影响，首先是大量的自然绿色植被遭到破坏，影响光合作用而增加大气二氧化碳浓度；其次是大量的土地资源退化，如水土流失、土地荒漠化、盐碱化等；第三是城市大量无控制的发展及工业交通等二氧化碳的排放。所有这些不仅仅引起地球表面的土地生态系统的退化，而日益引起全球性的气候变异，如大气变暖、大气干旱、厄尔尼诺现象和水旱灾害，进而影响全球性的陆地生态系统的退化和区域性变异等，这正是土地生态系统宏观研究的全球性问题。

中国土地面积辽阔，但人均土地资源是世界上最少的国家之一。我国土地资源形势严峻：在人口增长与经济发展压力下，土地资源短缺状况日益突出；土地资源利用粗放、浪费严重，以及土地资源管理不当，加剧了形势的严峻性。全国31个省、直辖市和自治区的土地面积为950.68万km 2，加上香港、澳门、台湾和金门、马祖等地，我国土地面积为960万km 2. 我国有近13亿人口，人均土地面积仅为0.784hm 2，只有世界人均2.32hm 2的33.5%。我国地形错综复杂，地貌类型多样：山地占33%。高原占26%，盆地占19%，丘陵占10%，平原占12%。全国近一半的省，山地面积超过辖区面积的50%。从土地资源的质量状况来看，我国土地资源的光、热、水、土自然要素组合严重不平衡。土地资源区域分布及其不平衡：全国东、中、西部三个地带土地资源状况存在着较大差异。东部地区12个省市区，占全国土地总面积的13.9%。中部9个省区，占全国土地总面积的29.6%，西部地区10个省区，占全国土地面积的56.5%。我国土地开发利用程度的区域差异较大：我国水土资源分布不均衡，直接影响了土地的开发利用的区域差异。东部为沿海地带，地处暖温带及亚热带湿润、半驶入地区，水热条件优越，人口密集，经济发达，土地利用程度较高，牧草地未利用土地面积少。中部地区山地、丘陵多，土地利用率较高，牧草地、未利用土地面积占37.79%。西部地区大部分是高寒山地、沙漠、戈壁区，土地利用率极低。我国土地利用的经济效益区域差异巨大：土地综合经济效益在各地区和省（市、区）之间呈现出较大差异。按已利用土地面积计算，华东区为最高，其次是中南区、东北区、华北区、西南区，西北区最低。按地带以东部沿海地带为最高，按已利用土地计算，每平

方公里为351.1万元，中部地带为78.1万元，西部为29.0万元。

我国土地资源面临的问题：水土流失严重，土地贫瘠、无水源保证，干旱少雨。我国土地资源开发利用面临的问题有：土地资源退化严重、非农建设用地扩大，耕地数量继续减少、土地污染严重。水土流失面积增加：全国治理了水土流失67万km 2，仍有360万km 2未得到治理，约占土地总面积38.6%，且以每年流失1万km 2的速度逐年增长。建国初全国水土流失面积为116万km 2（到20世纪80年代末治理50万km 2），但近几年已发展到163万km 2。牧草地退化：超载过牧和过度樵采，使草原不断退化，退化面积已占全国草原面积的23.8%，每年以200万hm 2的速度扩展。土地荒漠化和沙化：我国沙质荒漠化面积为

3.71×105km 2，占荒漠化土地面积的33.2%。近10年中，我国北方土地沙漠化面积仍以每年2100km 2的速度发展，相当于每年被沙漠吞食掉一个县，土地沙化在不同程度上造成对公路和铁路的威胁。土地次生盐渍化、潜育化加重：据土地资源调查，有盐渍化土地9913万hm 2，其中现代盐渍化土壤3693万hm 2，残余盐渍化土壤4487万hm 2，潜在盐渍化土壤1733万hm 2，盐碱耕地约667hm 2，另有沼泽地1067万hm 2。湖区生态环境恶化：盲目围湖造田，湖泊水面减少，影响渔业生产，减弱调蓄水量的能力。全国湖泊水面减少约140万hm 2，鄱阳湖为围垦利用面积已达12万hm 2，加之泥沙淤积，其湖泊面积已由1954年160km 2降至3850km 2，洞庭湖的湖泊面积由1949年的4350km 2降至2691km 2。1998年发生的长江流域特大洪水就是因围垦造成湖泊面积减少、库容萎缩，致使汛期洪水外溢，加剧了洪涝灾害。

保护人类赖以生存的耕地、草地、湿地和人居社区等为主体的土地资源，实现土地可持续管理，已成为当今人类社会实现可持续发展的首要任务[1]。江泽慧研究了全球背景下土地退化防治的挑战与创新发展。土地退化防治面临的新挑战：（1）人口增加! 经济发展与资源短缺依然是土地退化防治所面临的巨大压力。20世纪以来，人口急剧增长和经济快速发展给土地资源与生态环境带来的双重压力日趋加剧。据世界著名经济学家安格斯%麦迪森研究证明，在已经过去的千年中，世界人口增长了22倍，人均收入提高了13倍，PI: 总量提高了近300倍，而此前的那个千年世界人口仅增长了1/6，人均收入没有提高。在1000-1820年，世界人均收入仅提高了50%，而人口仅增长了4倍。相比之下，1820年以后世界人均收入提高8倍以上，人口增长了5倍以上[2]。当前，发展中国家正在大力发展经济，新兴经济体已成为拉动全球经济复苏的重要力量。由于多数发展中国家，特别是地处干旱半干旱地区的非洲中亚等国家尚未摆脱粗放型发展模式，过多地依赖大量消耗土地等各种资源以赢得经济增长，进而加大了土地退化危害程度和防治难度。（2）人类活动和气候变化等多因素交织给土地退化防治带来新挑战。气候变化是迄今为止人类面临的最为严峻的环境问题和最为复杂的全球性挑战。根据联合国政府间气候变化专门委员会( IPCC) 第 4次科学评估报

告，地球气候正经历着以全球变暖、降水格局改变和极端气候事件频繁为主要特征的显著变化。全球地表平均温度上升了0.74℃，预计到2100年将升高1.1～

6.4℃[3]。目前，全球有110多个国家10亿多人口正遭受土地荒漠化的威胁，其中1.35亿人面临流离失所的危险。全球每年因土地荒漠化造成的经济损失超过 420亿美元[4]。可见在气候变化和人类扰动等多因素交织的背景下，全球土地退化防治面临着新的、更加严峻的挑战。土地退化防治理论与实践创新：在全球变化背景下，土地退化防治工作并非是单纯的土地问题，而是涉及到社区发展、土地利用、消除贫困、生物多样性保护等农业、林业、国土和环境等多部门、跨领域和跨管理层的问题。因此，迫切需要采取创新的土地退化防治理论、思路和实践，破解困扰经济、社会和环境可持续发展的掣肘。（1）土地退化防治要有新理念。（2）土地退化防治要与气候变化和生物多样性保护相结合。由于土地退化、气候变化和生物多样性相互交织

影响，在土地退化防治过程中必须站在更加广域的视野，通过可持续管理方式将生物多样性保护和气候变化融入其中，实现共同惠益。（3）土地退化防治要与增强经济活力和消除贫困相结合。绿色发展作为建立在生态环境容量和资源承载力约束条件下的一种新型发展模式，已被越来越多的国家和地区所认可。绿色发展为防治土地退化、增强经济活力和消除贫困指明了方向。2011年底，联合国环境规划署(迈向绿色经济) 报告指出，绿色经济可显著降低环境风险与生态稀缺，提高人类福祉和社会公平。报告认为，在绿色经济政策的引导下，如果全球每年将约1.3万亿美元( 约相当于全球生产总值的2%) 作为绿色投资投向10个关键经济部门，至2050年便可推动全球向绿色经济转型[5]。

随着经济社会的发展，中小型城镇的发展也愈来愈快，从无到有，从少到多，聚集，扩散，即“城镇化”，城镇化是指人类生产和生活方式由乡村型向城市型转化的历史过程，表现为乡村人口向城市人口转化及城市不断发展和完善的过程。农耕地向非农业用地转变得十分明显[6]。张其波[7]对现阶段城市化发展中产生的城中村等土地问题进行了论述，提出了解决方案。马莉娜等研究了城镇化进程引发的城乡土地问题解决方法研究分析[8]。中国有960×104km 2，但有13×108人，人均土地面积少。新疆面积大，人口较内地省份少，但戈壁沙漠的面积大，大部分的沙漠戈壁寸草不生，人无法生存，故而，新疆实际上可为人们生产生活利用的土地并没有想象中的那么多[9]。据统计，2007年，新疆国土总面积为16 648.97×104hm 2，其中农用地6308.05×104hm 2，建设用地123.43×104hm 2，未利用地10 217.49×104hm 2[10]。城市，城镇存在的土地问题：（1）老城区规划建设不合理，土地利用效率不高，浪费比较严重 （2）相关部门脱节 （3）土地利用过于粗放 （4）人口预测有误，导致规划用地过量。有人居住就一定会占用土地，不论生产还是生活都要占用一定数量的土地，故此得出:城镇数量与人口规模的迅速增长，势必导致城市用地面积的相应增加[11]。（5）人为因素导致城市发展边

界非正常外扩 （6）占而未用致使土地空置浪费 （7）土地买卖投机行为严重。农村土地问题：（1）农用地自然土质恶化 （2）农用地认为致使土质恶化 （3）农村宅基地规划不合理 （4）一味追求耕地数量，滥开保护性地 （5）农用地未发挥出最大生产效益。多因素综合考虑合理规划利用土地：城乡土地统一规划管理，分工不分家。城市和乡村在土地管理体制上分开了[12-13]，看似分工，实则分家，这样是不利于两者的健康发展的。加强土地集约利用，优化资源配置；合理预测人口，确定城市用地规模。规范土地交易市场，加强管理制度。从严查处土地违规违法案件。积极改良土地，做到因地制宜：我国中低产田比重较高，生产力较为低下[14]，这在很大程度上影响了农民种地的积极性，改良土地质量，调动农民种植积极性就变得十分重要了，因此对于那些土质较差的土地，就应因地制宜，找出适合其改良的方法。靠近沙漠的地区要积极采取防风固沙措施，如在沙丘上埋下规则形状的芦苇杆用以固沙。农田周围种植防风林，既防风又保持水土。盐碱化较为严重的土地，应经常泡碱，挖排碱渠排碱。板结严重，粘土含量较高的地就应掺沙。肥力较低的地可以采用休耕、轮耕，种一年牧草，种一年作物，逐渐提升土壤肥力。大力培养农业技术人员，科学种植，追求产量最大化。当决定一块地要种什么时，如何科学种植，最大化的提高产量就成了首要问题。土地报酬递减规律在这里将会非常实用。这个规律是指在技术和其他要素不变的条件下，对相同面积的土地连续追加某种要素的投入所带来的报酬的增加量(边际报酬) 达到一定程度后反而会下降的现象[15]。那么，在种植过程中，就一定要把握好边际报酬的临界点。

随着科技的发展，“3S”技术的应用范围愈来愈广，它们极大地推动了农业的发展[16]。“3S”是指GIS 地理信息系统，GPS 空间定位系统以及RS 遥感。城镇化是经济社会发展的必然趋势[17]，所以一定要走土地利用可持续发展的道路，形成一个良性循环，这将会更有益于城镇化的发展。

土壤侵蚀制约着社会、经济、环境的协调发展，已经成为全球性的主要环境问题之一。李占斌等[18]从雨滴击溅侵蚀、坡面水蚀过程、坡沟系统水沙传递关系和沟道侵蚀输沙等四个过程系统地分析了土壤侵蚀过程研究中取得的进展和存在的不足。李锐等[19]在在系统总结我国近60年土壤侵蚀科学研究取得的成就的基础上，通过分析与整合，重点介绍全国土壤侵蚀时空特征与动态变化、土壤侵蚀过程及其调控机制、黄河泥沙来源与粗泥沙集中来源区的界定、风力侵蚀机制及沙漠化防治、侵蚀环境演变与调控等5个对土壤侵蚀学科发展有重大意义的进展，提出了我国土壤侵蚀学科亟待加强的3个领域。焦菊英等[20]研究了土壤侵蚀对植被发育演替的干扰与植物的抗侵蚀特性得出结论：只有明确了一个区域土壤侵蚀对植被恢复过程的干扰程度及不同植物抵抗土壤侵蚀所表现出的特性与能力大小" 才能提出有效防治土壤侵蚀的对策。