土地退化的研究方向及发展趋势

土地退化的研究方向及发展趋势

张海欧1234 曹婷婷1234

  陕西省土地工程建设集团有限责任公司 陕西 西安 710075；  陕西地建土地工程技术研究院有限责任公司 陕西西安 710075  国土资源部退化及未利用土地整治工程重点实验室 陕西西安 710075 陕西省土地整治工程技术研究中心 陕西 西安 710021

摘要：土地退化问题是全球面临的重要问题，我国对土地退化问题的关注和科学研究相对起步较晚，在许多方面还处于认识与不断深化之中。土地退化理论、退化监测指标与手段、评价体系及预警机制等重要科学问题，仍然处于初期的探讨阶段，国内外学界在诸多方面尚处于争议性的探求阶段，至今没有形成普遍的共识。因此，本文通过对国内外文献资料研究及总结，讨论了目前土地退化基础理论、土地退化监测与预警系统、土地退化指标评价体系及未来土地退化研究方向需要进一步关注的内容，以期为土地退化防治和治理提供科学依据，为中国耕地数量质量提升、保障粮食安全提供决策依据。

关键词：土地退化；基础理论；监测与预警；指标评价体系；发展趋势

基金项目：陕西省土地工程建设集团内部科研项目 “耕作与秸秆还田对陕北风沙区农田土壤性状及有机碳组分影响机制（DJNY2024-20）”。

引言

土地资源是人类一切生产、生活及活动的基本条件和基础保障。然而，随着人类活动的加剧和对土地资源的不合理开发利用，大部分土地生态系统面临着来自人类日益严重的威胁和破坏[1]。就我国而言，土地问题日益突出，水土流失、土地荒漠化、土地污染等这些生态失调现象使得土地生态服务功能衰退，破坏了土地生态系统结构，直接影响社会经济的可持续发展[2]。土地退化已经成为危及人类生存与发展的重大生态问题之一，防治土地退化，维护生态安全，实现土地资源可持续发展，是人类需要共同努力的目标任务。土地退化并不是一种新现象，而是伴随着人类社会发展持续进行[3,4]。

我国是世界上土地退化最为严重的国家之一，已经严重制约了我国经济社会发展。土地退化主要集中在我国西部干旱、半干旱地区，西部地区的荒漠化面积高达全国的90%，同时水土流失面积也占全国80%以上[5]。土地退化问题伴随着人类的生息与繁衍，在土地质量正向发育和演替过程中，也在同时发生着逆向退化过程。只是随着人口数量的剧增，人们生存环境和条件日益受到土地资源短缺和质量退化的制约，全世界才对土地退化问题给予了格外的重视[6]。全球目前33％的土地中度至高度退化，并且在全球变暖所导致极端天气事件越发频繁、影响程度越发强烈、影响范围越发广泛的背景下，未来气候变化将进一步加剧土地退化，影响粮食安全，威胁生物多样性和水资源，而土地退化反过来又会加剧气候变化，土地领域肩负着适应和减缓气候变化的双重挑战[7,8]。此外，土地退化问题还与食品安全、人居环境安全、贫困区经济发展之间存在很强的关联性。因此，土地退化问题的广泛性、联动性，已经在全球范围产生了不可逆的影响，已然成为人类必须面临而又亟需解决的重大课题[9]。本研究主要讨论了目前土地退化基础理论、土地退化监测与预警系统、土地退化指标评价体系及未来土地退化研究方向需要进一步关注的内容，以期为我国退化土地治理和修复提供科学支撑和理论基础。

1. 土地退化基础理论研究现状

目前我国土地退化理论框架体系已初步形成，进入新世纪，在基本成型的体系框架下，更细化和更综合的理论成果相继问世，使得土地退化的知识越丰富。然而目前对于土地退化的理论、技术体系研究极为薄弱，难以支撑和满足对土地退化过程的认知需求和阻控技术研发的需求。土地退化认知与评价理论包括有退化程度、退化状态、危险度以及相应的诊断评价指标体系等，核心是对退化程度和状态的评价。目前世界范围内关于土地退化评价理论主要有3种，分别是全球人为作用下的土壤退化（Global Assessment of the Status of Human-induced Soil Degradation，GLASOD）、南亚及东南亚人为作用下土壤退化（Assessment of the Status of Human-induced Soil Degradation in South and Southeast Asia， ASSOD）和俄罗斯科学院提出的评价方法（RUSSIA）。上述理论都是联合国有关机构所提出的评价，并在不同的地区进行过土地退化监测实践[10,11]。

GLASOD通过一整套指标体系直接反映气候与人为共同作用下土地退化的现实状态。联合国1984年提出的评价方法与1992年和1997 年出版的“世界荒漠化地图集”里对世界和许多地区土地退化的评价都遵循了这一理论。ASSOD 将土地退化的现状与人为影响的强弱两方面结合起来，间接反映土地退化的相对大小，评价的结果代表了土地的相对退化。在绝对退化程度相同的条件下，经营与投人水平的高低同相对退化的程度成正比，因此

ASSOD 更能揭示退化的实质。RUSSIA 与前两种主要用土壤退化代表土地退化的单因素评价不同，它用多样性的概念将土壤、植被和地形综合起来进行多因素评价，属于真正综合的的土地退化评价。该方法在分别确定植被、土壤和地形退化程度的基础上，依植被、土壤和地形程度间变异幅度的大小，即多样性的大小，综合进行退化状态的评价，体现了各因子差异退化的思想。差异大，多样性大，总体退化状态低；差异小，多样性小即景观一致性强，恢复和治理难度大，总体退化程度就高[12]。

除上述三种现有理论之外，也有将土壤退化的损失进行货币化换算，用经济价值量大小来表征土地退化程度，但还未形成系统的方法体系。限于土地退化评价理论体系仍未建立，制约着对土地退化问题的全面认知水平。

2. 土地退化监测与预警系统研究

当前，土地退化已经成为危及人类生存及阻碍农业可持续发展的一项重要问题，引起了世界各国的广泛关注。因此，开展有效的土地退化监测与预警工作是制订国土资源规划及有效治理退化土地的科学基础。土地退化的监测预警在最近10年内发展迅速，从最初的气候及土壤等导致土地退化的影响因素研究，到当前的评价指标选择及方法的应用及改进等。众多专家学者纷纷从各自不同的角度提出了土地退化的监测、评价指标与评价标准，国内的研究最初主要集中在荒漠化评价指标上，后逐渐拓展到各种土地退化类型上[13]。指标选择也由最初的一些定性、概括性的指标向定量化及具体化发展。监测及评价的指标更加全面，不仅考虑到气候、土壤等自然因素指标，还考虑到社会经济等方面的指标。建立土地退化监测研究网络，对重点区域和在不同尺度水平上的土地退化类型、范围及退化程度及演替过程进行监测和评价，在此基础上进行分类区划，为退化土地的整治提供理论依据[14,15]。现代遥感、地理信息系统、全球定位系统发展，均为土地退化的动态监测提供着强有力的技术支持。

土地退化预警的研究内容在全球变化和人类活动干扰强度不断加剧的情况下，更深层次评价、预警、调控等和更广层面不同尺度、类型生态环境系统的土地有待研究，将景观生态学理论及与之相关的空间异质性理论、空间尺度理论与土地退化研究相结合，构建不同尺度的土地退化分析指标体系，确定退化等级标准[16]。将数理模型与3S技术相结合，构建土地退化评价模型，研究并开发区域尺度上兼备评价、预测与预警功能的土地退化模型等等都是土地退化研究未来发展的方向，将3S技术对自然社会经济要素的识别、分析和分类整合到土地退化监测和预警系统中。

预警研究的理论和方法较为成熟，应用领域也不断拓展，但在土地退化方面的应用还有宽广的应用前景。现阶段的研究多集中于对土地退化相关的单一生态问题，如荒漠化、盐碱化、耕地数量变化等的预警研究以及土地可持续利用预警方面，对于整个土地生态系统安全预警的研究探讨刚刚开始，对于土地生态系统是否安全、退化何时出现、范围多大、危害多严重，如何调控等一系列问题了解甚少[17]。因此在研究时，不仅应借鉴经济和灾害预警系统等已有成熟的理论，而且应侧重于具有专业特色的土地退化预警研究，不仅要进行单项指标的研究，而且应侧重于研究综合指数等综合性预警。

总的看来，一方面土地退化理论体系和研究方法有待于进一步深入和完善，缺乏对土地退化的动态分析。另一方面预警研究的发展历史较长，取得的成果也相当丰富，发挥的效益也为世人瞩目，基础的理论不断丰富、方法应用领域不断拓展。但是预警理论和方法研究在土地退化方面的应用还是一个需要进一步发展的课题。

3.土地退化指标评价体系研究

在土地退化评价指标体系方面，至今尚无统一而实用的标准，1977 年联合国环境规划署（United Nations Environment Program，UNEP）、联合国粮食及农业组织（Food and Agriculture Organization of the United Nations，FAO）和世界气象组织（World Meteorological Organization，WMO）以人口和牲畜压力作为评价指标，编制了第一幅世界荒漠化地图。1984年，UNEP和FAO提出了较全面系统的流水侵蚀评价指标体系，但由于其指标过于繁杂，相互之同有重叠性，加之可操作性较差，最终未被世界各国采用。1992 年UNEP 编制的全球流水侵蚀程度图，其部分指标也存在与前者类似的问题[18]。在我国，80 年代中期，水利电力部领布了土壤侵蚀类型区划分和强度分级标准，并据此编制了全国和分省土壤侵蚀图，但是其更多地注意水土流失本身，而从土地退化及其整治利用角度专虑不够。土壤学家对土地退化一直给予较多的关连，尤其在南方红黄壤地区、长江三峡地区、黄土高原和北方衣牧交错带。然而，研究工作多侧重土壤本身的退化，因而所建立的指标多为土壤学的指标涵盖的内容不够全面[19]。

土地退化的实质是在特定的空间内土地质量随时间的演变，这是一个相对概念，即相对于某一时刻的土地性状发生的变化，来判定是否发生土地退化及其退化程度。比较理想的研究土地退化程度的方法是参照某一特定历史时期的土地性状，来确定待评价土地的退化程度

[20]。然而，在土地生态环境比较脆弱的地区，由于人为影响极大，很难找到可以作为参照的无退化或退化程度不明显的样地。土地退化评价体系的核心是对退化程度进行评价，众多专家及学者构建了土地退化程度评价的模型，然而传统基于数量分析的评价模型未能对土地退化程度的空间特征进行分析。当前，随着定量化的深入研究，在对退化程度进行综合评价过程中广泛应用了多因素综合指数及逻辑回归模型等，也有学者结合3S 技术进行了系统化评价，从而更进一步提高了评价的时效性及精确性[21]。

加强对土地退化评价指标体系研究，建立全面的评价指标体系，有利于土地退化防治及土地整治利用。土地整治的对象是未利用、不合理利用、损毁和退化土地，根据山水林田湖草系统治理的要求，土地退化防治工作需兼顾增加耕地数量、提升耕地质量，追求节约集约、生态保护任务。在以人为本的基础上，进一步优化国土空间布局，加强土地退化受损的山水林田湖草生态系统修复技术研发，以打造宜居生活空间、宜业生产空间为目标开展土地退化防治工作[22]。同时，对已退化的土地需充分结合区域环境、地理条件，开展土壤质量恢复重建的关键技术及其集成运用的试验示范研究等方面的工作，为土壤退化防治提供决策咨询和示范样板。

4. 结论及建议

我国对土地退化问题的关注和科学研究相对起步较晚，在许多方面还处于认识与不断深化之中，对于土地退化概念、退化成因及分类、退化指标的监测与手段、评价体系及预警机制等重要科学问题，仍然处于初期的探讨阶段，国内外学界在诸多方面尚处于争议性的探求阶段，至今没有形成普遍的共识及完善的体系。以下几个方面也是未来土地退化研究方向需要进一步完善和丰富的内容：

（1）开展土地退化现状调查、监测及预测预警研究

深入开展我国土地退化现状调查，建立显性退化及隐性退化监测研究网络，对重点区域和在不同尺度水平上的土地退化类型、范围及退化程度进行监测，同时加大对人居生态环境的综合性研究，土地退化与次生灾害关系的研究。

（2）分析土地退化成因，建立土地退化评价理论体系

针对土地退化的发生条件、过程、影响因子及相互作用机理系统的研究，分析退化类型、退化程度、退化状态、潜在风险以及相应的诊断评价指标体系，核心是对退化程度和状态的评价，形成土地退化理论体系。

（3）开展适宜于退化土地的综合关键整治技术研究

分析不同退化类型下土地要素、结构、功能、变化机理及土地生态健康影响因素，研发基于土地退化防治需求的山水林田湖草生态系统修复新材料、新技术和新装备，形成退化土地生态恢复重建和土壤质量提升的关键技术，总结中国土地退化防治工作经验，建立土地退化防治技术标准化规范。

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作者简介：张海欧（1985-），女，陕西西安人，博士研究生，高级程师。主要研究方向：土地整理复垦和土地工程等。

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