全球土地研究计划:中国应走在前

土地管理事业的发展离不开土地科学研究的支撑。“中国的土地问题研究,客观上是全球土地研究的重要组成,主观上则需要有全球意识,与国际相关研究接轨。”长期致力于土地问题研究的北京大学土地科学中心主任蔡运龙,谈及全球土地研究计划时强调说。

全球土地研究计划是怎么回事?它是在怎样的背景下展开的?包含哪些研究内容?这一研究计划又与我们有什么关系?带着读者关心的问题,日前记者专访蔡运龙先生,请他介绍了有关具体情况。

记者:提到全球土地研究计划,很多人还比较陌生。请您介绍一下全球土地研究计划的产生是基于怎样的历史背景?

蔡运龙:自上世纪80年代初,国际科学界已广泛认识到人类正面临着严峻的全球环境问题,开展了全球环境变化研究。1984年7月,由国际科学联盟理事会在加拿大渥太华召开的第一次全球变化大会,组织全球变化国际计划的可行性研究,之后全球变化科学成为20世纪后期最活跃、发展最快的新兴科学领域之一。全球环境问题的产生是地球大气圈、水圈、生物圈、土壤圈、岩石圈与人类活动相互作用的结果,全球变化研究涉及自然和社会领域的各个方面,特别是它与社会、政治、经济和外交等多个社会领域的结合催生了一些跨学科研究热点。其中,土地利用变化是全球变化最直接、最重要的表现,也是研究自然与人文过程的理想切入点。因为,无论是全球尺度的环境变化(如气候波动和碳循环等),还是区域尺度的环境变化(如植被破坏、生物多样性的损失及土壤侵蚀等,其累积效果影响到全球环境),都受土地利用和土地覆被变化的影响。土地利用和土地覆被变化对全球尺度环境变化的影响研究包括温室气体的释放与吸收、大气下垫面反照率等,而对区域性变化的影响研究内容则包括土地用途转移、土地退化、生物多样性减少、流域水平衡、水质和水环境、河流泥沙及海洋生态系统等方面。

记者:如您所说,在全球环境问题中土地利用变化倍受关注,成为全球变化研究的热点领域。那么,全球土地研究计划是在何时明确提出的?

蔡运龙:为深入研究土地利用和土地覆被变化,“国际地圈―生物圈计划”和“全球变化中的人文领域计划”两个研究组织于1995年共同拟定为期10年的“土地利用和覆被变化”科学研究计划,1999年了这一计划的执行战略,旨在深入了解土地利用和覆被之间在不同时间与空间尺度上的相互作用及其变化,包括土地利用和覆被变化的过程、机理及其对人类社会经济与环境所产生的一系列影响,力图通过对人类驱动力―土地利用和覆被―全球变化―环境反馈间相互作用机制的认识,建立能够用来预测未来土地利用和覆被变化、评价其生态环境后果并提供决策支持的“土地利用和覆被变化”模型,为全球、国家和区域的土地可持续管理决策提供依据。随着时间推移和研究推进,对土地利用和覆被研究转入第二阶段,即“全球土地研究计划”。该计划综合了“国际地圈―生物圈计划”的核心计划“全球变化与陆地生态系统”和两个研究组织联合的核心计划“土地利用和覆被变化”,主要研究土地系统变化的原因和本质、土地系统变化的后果、以及土地可持续性的综合分析和模拟,目的是判断陆地上人类―环境系统的变化,以及局部、区域和全球尺度上该系统的承受限度。

记者:从土地利用和覆被变化研究发展到全球土地研究计划过程中,研究内容、研究领域得到怎样的扩展与深化?

蔡运龙:在前期研究的基础上,两个研究组织于1993年决定联合建立 “核心项目计划委员会”,并发表了题为《全球土地利用和土地覆被变化》的报告。该报告为土地利用和覆被变化的研究制定了三个方面的研究内容:根据社会-经济驱动力的不同,建立土地覆被分类体系;开展典型案例研究,为建立社会-经济形态和土地利用覆被变化分类奠定基础;在认清人类驱动力的基础上,建立数学模型,并考虑如何将“土地利用和覆被变化”模型与其他全球环境变化模型进行整合。

1995年,两个研究组织下属的“核心项目计划委员会”和“研究项目计划委员会”把土地利用和覆被变化研究列为全球变化研究的核心计划之一,标志着“土地利用和覆被变化”研究的正式诞生,并提出了相应的科学研究计划。报告为以后的“土地利用和覆被变化”研究拟定了三个重点领域:土地利用变化机制的区域案例比较研究;土地覆被变化机制的直接观测和诊断模型研究;区域和全球模型研究。

其后,两个组织在1999年为“土地利用和覆被变化”研究推出了实施策略报告,对1995年科学研究计划制定的研究内容进行了提炼和深化。土地利用动力学、土地覆被变化以及区域和全球建模仍是该研究的三大焦点。在土地利用动力学方面,“土地利用和覆被变化”研究更加关注土地利用决策研究、土地利用过程与格局研究,以及土地利用的可持续性和脆弱性情景分析研究,注重热点和关键地区。

2001年7月,在荷兰阿姆斯特丹召开了主题为“变化着的地球的挑战”全球变化开放科学大会,这是第一次由三大全球环境变化研究组织“国际地圈―生物圈计划”、“全球变化中的人文领域计划”和世界气候研究计划联合举行如此大规模的学术会议。它标志着“国际地圈―生物圈计划”在经过约15年的发展后,进入了一个新的阶段。作为其核心研究计划之一的“土地利用和覆被变化”研究,也发展到了“全球土地研究计划”阶段。在过去的10多年中,“土地利用和覆被变化”的研究内容从早期的热带雨林砍伐的全球气候变化效应,扩展到不同时间尺度(几年、几十年、几百年)和空间尺度(地方、区域和全球)的土地利用和土地覆被变化过程、驱动机制以及资源、生态、环境效应(主要是大气化学、气候、土壤、水文水资源、生物多样性等方面),对“土地利用和覆被变化”在环境变化中的作用和地位有了更加全面而深刻的认识。

记者:全球土地研究计划的研究方向、研究主题集中在哪些方面?针对不同的主题提出了哪些相应重点研究的问题?

蔡运龙:“国际地圈―生物圈计划”组织于2003年为“全球土地研究计划”制定了研究重点并提出了相关的科学问题,为新时期“土地利用和覆被变化”研究指明了方向。和以往不同的是,这一阶段的“土地利用和覆被变化”研究加强了和“国际地圈―生物圈计划”其他姊妹计划尤其是全球陆地生态系统变化计划之间的合作,更加注重土地变化科学的综合研究。“土地利用和覆被变化”研究要把研究对象看成是一个由人和自然环境构成的耦合系统,既要研究人类活动引起的土地利用和土地覆被变化导致的生态环境影响,更要研究这种影响对人类福利的反作用以及人类如何通过决策来对此做出响应。在“国际地圈―生物圈计划”第一阶段,主要侧重于研究“土地利用和覆被变化”的过程、驱动机制和建模以及资源、生态、环境效应。进入“国际地圈―生物圈计划”第二阶段后,除了继续深化前一阶段的研究内容外,更注重研究“土地利用和覆被变化”对区域生态服务功能和人类福利的影响,以及人类面对“土地利用和覆被变化”及其资源、环境和生态效应的决策响应机制,重视如何在土地利用决策中降低脆弱性,实现可持续发展。

2005年,两研究组织再次共同为“全球土地研究计划”的研究制定了科学计划和实施策略,认为新时期的土地利用和覆被变化研究的主题应该集中在三个方面,即土地系统动力学(主题1)、土地系统变化的后果(主题2)以及土地可持续性的整合分析和模拟(主题3)。同时针对三个不同的主题提出了相应的科学问题。

在主题1中应重点研究:全球变化和人口变化如何影响区域土地利用决策与实践?土地管理决策与实践如何影响陆地和淡水生态系统的生物地球化学过程、生物多样性、生物物理特性以及干扰强度?全球性的大气变化、生物地球化学及生物物理变化如何影响生态系统结构和功能?

在主题2中应重点研究:生态系统的变化对耦合的地球系统会产生何种关键反馈?生态系统结构和功能的变化如何影响生态系统服务功能?生态系统服务功能如何关联到人类福利?人类如何在不同尺度和不同背景下对生态系统服务功能的变化做出响应?

在主题3中应重点研究:土地系统变化的关键过程是什么?在面对人与环境相互作用的变化中,土地系统对灾害和干扰的脆弱性与恢复力有何不同?何种体制能改善土地系统可持续性的决策和管理?

记者:全球土地研究计划所涉问题的解决,在我国是否更显得迫切?

蔡运龙:上述土地研究计划的内容已成为当今学术前沿,也是全球普遍面临的实际问题,解决这些问题的迫切性在中国表现得尤其突出。中国表现出世界上最紧张的人地关系。中国人口密度接近世界平均水平的3倍,中国的人均耕地不到世界平均水平的40%。中国又处在经济起飞,工业化、城市化高速发展的阶段,有限的土地资源既要保证粮食安全,又要保障工业化、城市化的用地需求,还要为生态安全和改善自然环境留下一定空间,其难度是其他任何国家不可比拟的。因此,在全球土地研究中,我们既可借鉴国外的研究成果和研究经验,也应为解决全球环境变化、土地可持续管理等问题作出中国的贡献,在国际相关领域争得中国的一席之地。

记者:在全球土地研究中,中国具有哪些优势?应该起到什么作用?

蔡运龙:事实上,中国具有在全球土地研究中起引领作用的优势。中国具有世界上最悠久的土地开发利用历史。华夏民族在漫长的土地开发利用历史过程中积累了相当丰富的经验,形成了持续几千年、具有中国特色的土地利用方式。中国还具有世界上最为丰富的土地利用历史文献,为总结中国土地利用的经验提供了重要条件。

在人地矛盾紧张、保障经济发展和保护环境资源关系处理上,我们虽然还面临一些挑战和危机,但基本上成功地解决了难题,而且情况将进一步改善。其中的经验值得推向国际。

中国具有世界上最为复杂、最为多样化的自然条件和社会、经济条件,土地资源及其开发利用的内容和方式也千差万别,土地利用和土地覆被变化的驱动力复杂多变,土地变化的效应盘根错节,土地研究必然最为复杂。这对中国土地研究既是挑战,也是机会。其解决之道必然具有国际意义。

中国已建立起一支庞大的土地研究队伍,而且其水平在迅速提高,研究成果的质量在显著改善,其世界性影响已经初见端倪,而且势头很好。中国应该而且可以在全球土地研究中起引领作用。