我国土地生产力研究进展与展望l0,

中国农业大学学报!!#!$%&#$$&A’$%%)*+,-./*0123-.45,36+/7+,./8-39:,;37我国土地生产力研究进展与展望张洁瑕$!!!陈佑启$!!!万利$!!!李志斌$!!$F农业部资源遥感与数字农业重点开放实验室!北京$=$%!F中国农业科学院农业资源与农业区划研究所!北京$=$#摘!要!本文系统阐述了土地生产力研究的发展过程%着重从土地生产力研究的内涵影响因子评价方法及主要研究内容方面展开论述!随着社会经济的发展以及数学方法与&Q技术的应用%土地生产力的内涵趋于全面%关于其评价经历了从定性评价方法走向定量评价方法%服务于选择土地利用方式区划规划转向服务于土地持续利用%侧重于对土地生产力的准确表达进入到涉及土地系统自身对不同利用方式的具体反映!尤其是!世纪#年代中期以来%对土地生产力的自我更新能力和土地受外应力作用后在生产力方面的表现以及对抵抗外应力的弹性限度更加关注!最后简要评述了土地生产力研究存在的问题%认为构建具有可持续性的土地生产力评价指标体系及加强&Q技术的应用研究为今后的研究方向!关键词!土地利用系统#土地生产力#可持续发展#评价指标#&Q中图分类号!R&$!%!!!文章编号!$B’%&&&!##&’$&A’$!!!文献标志码!4收稿日期$!=’$!’$A基金项目$科技部科研院所社会公益研究专项!%IEJ&)#!#第一作者$张洁瑕!博士后!主要从事土地资源管理&土地生态环境&土地利用区划&土地生产力及粮食安全等研究!C’D.3/$b2.-5Z3H:-==!$!(F6*D通讯作者$陈佑启!研究员!主要从事&Q技术与土地利用研究!C’D.3/$62:-G3!D.3/F6..;F-:7F6-L0,.$&;$)**0,(.$&*.)%#*&@/0,(.$&(8%#?#+$)*)0$%-,H-,0IJ4!:K)7’0D!E!HJM!9&87WD!E!64!BD!E!B3I-71,D!E9@R’4P1B(+1$(+4()M’#(&+.’#M’3($’O#’#%512N%5%$1605+%.&6$&+’()A%%#$+4()05+%.&6$&+’!7’%8%59:::;9!*/%1%F@!#$%$&$’()1$&+16M’#(&+.’12M’5%(16T61%5!*/%’#’0.12’34()05+%.&6$&+16-.%’.’!7’%8%59:::;9!*/%1#41*#$0%#!M’#’1+./(612,+(2&.$%?%$4%#’61B(+1$’2#4#$’31$%.1664@X(.&#%5($/’3’1%5!%3,1.$)1.$(+!’?16&1$%(3’$/(2#1231%.($’$()612,+(2&.$%?%$4!$/’#$&2431I’#1B+%’).(33’$@c%$/$/’2’?’6(,3’$()#(.%’$412’.((34!121,,6%.1$%(()31$/’31$%.163(2’6#12U-$’./(6(54!612,+(2&.$%?%$4/1#1./%’?’21.(3,+’/’#%?’3’1%5!12%$#’?16&1$%(5(’#$/+(&5/1#’+%’#(),+(.’##’#!)+(3a&16%$1$%?’3’$/(2#$(a&1$%$1$%?’3’$/(2#!12)+(31##%#$%5$/’./(%.’()612&#’,1$$’+#!+’5%(16%Q1$%(12,61%5$(#&#$1%1B6’612&#’@D/’’?16&1$%(16#(,+(5+’##’#)+(3’3,/1#%Q%5,1+$%.&61+64($/’’=1.$2’)%%$%(()612,+(2&.$%?%$4$(31$’+%16)’’2B1.I(612#4#$’3%$#’6)$(2%))’+’$612&#’,1$$’+#@-%.’9]]K,’(,6’/1?’,1%2,1+$%.&61+1$$’$%($($/’1B%6%$4()#’6)O+’’C16(612,+(2&.$%?%$4!12$/’’))’.$()’=$’+16#$+’##(%$1#C’661#$/’’61#$%.6%3%$$(+’#%#$#’=$’+16#$+’##(612@X%1664!$/’#$&24.(33’$#B+%’)6412,+(,(#’#)&$&+’+’#’1+./2%+’.$%(#)(+1##’##%5$/’#&#$1%1B6’2’?’6(,3’$()612,+(2&.$%?%$412’/1.%5$/’1,,6%’2+’#’1+./(U-$’./(6(54@=)+&$(*!612&#’#4#$’3%612,+(2&.$%?%$4%#&#$1%1B6’2’?’6(,3’$%’?16&1$%(%2’=%U-!!土地生产力是土地在一定条件下可能达到的生产水平!既反映土地质量的好坏!又表明土地的生产能力($)’中国人口众多!土地资源有限!特别是耕地资源十分短缺!而且随着社会经济的高速发展!耕地资源总量逐渐减少!质量也不断下降’作为土地本质的属性!土地生产力的研究关系到一个区域的社会经济发展方向!是区域开发和生态环境建设的重要基础条件’因此!对土地生产力水平进行综合评中国农业大学学报!#年第$%卷!价和科学的分等定级!这将有助于合理地利用和保护耕地资源!促进粮食生产的持续增长!在理论和技术上推动区域的可持续发展’本文拟对土地生产力研究的主要内容的研究进展及其成果进行概括与总结!并对今后研究的主要方向进行展望’!!发展概况土地质量对土地生产力有十分重要的影响!它是土地利用的基础’远在!多年前!中国的.管子6地员篇/就有土地质量高低的记载(!)’而近代对于土地生产力的研究!一些学者认为始于$=%年!以T3V3:5提出最小因子定律为先导!开创了用地球化学手段处理生产力问题的开始!并使土地生产力的研究与生态学研究相互补充!推动了土地生产力研究的发展(&’%)’然而对土地生产力的正式研究源于!世纪&年代的土地评价!为了服务于征收土地税的需要!土地生产力的概念于德国诞生!并于$#&%年形成了德国土地生产力评价方案!因最直观的和具有可比性的特点而成为土地评价的热点!从而逐步演变为土地评价研究的一个重要分支’概括起来!土地生产力研究大致分为&个阶段(A)$第一阶段$!世纪&-B年代!人们仅仅直接或间接地利用某些土地特性同土地实际产量的关系来评价土地!例如美国在(年代便制订了土地生产力分级系统!把全国土地分为=级%英国将土地分为B级’第二阶段$!世纪B-=年代’随着研究的深入尤其是土地特性同土地生产力的关系#!人们开始利用模型说明这种关系’这些模型包括$统计模型&作物生长模型等’第三阶段$!世纪=年代至今’随着地理信息系统技术的出现和提高!利用多个模型在地理信息系统上进行模拟!依模拟的土地生产力变化来研究如何评价土地(()’同时!土地生产潜力作为土地生产力研究的重要内容也获得重大的发展!产生于!年代末的农业生态区法是一项重要成果!并且一直沿用至今’另外!关注土壤生产力变化!也成了国外学者研究的重点’CXD+-X*(B)从土壤微观环境研究土壤微生物与土壤生产力的相互作用!认为着重做好以下几个方面$加强土壤生态空间变异性与生物活性之间综合研究%研究土壤生物的功能特点%应用新的方法论来研究试验区的土壤生物&分析这些生物的时空动力学以及对土壤生态系统提供的服务%揭示土壤生物和作物系统之间的作用机制%通过使用当地作物知识作为土壤质量指示剂!利用遥感和KEQ技术手段以及植物’土壤生物相互作用的机理研究来揭示土壤生物在景观生态水平上的反应%建立土地质量监测系统!使土地使用者能够了解土地生态系统的运行情况!提高预测和适应环境变化的能力!支持政策和决策’我国现代土地生产力研究在!世纪B年代之前!主要是在土地生产潜力方面展开研究!如(年代以前!任美锷以农业生产力为基础估算土地承载力!汤佩松&竺可桢分别从作物生理和气候角度讨论了作物生产潜力%在B年代期间!黄秉维&龙斯玉从光合生产潜力和光温生产潜力角度展开对生产潜力研究(%)’而大规模的土地生产力研究主要是在=年代后’&!研究进展&$!!土地生产力内涵及影响因子研究&F!F!!土地生产力内涵土地生产力的概念首先起源于!年代的德国(=)!其是个复合概念’关于其概念!不同学者有不同的提法’赵烨认为土地生产力主要是指土地质量&天气条件和经营管理技术等综合生产力!与土壤肥力属性密切相关(#)%马彦琳认为土地生产力指土地的生物生产能力!它的高低由所生产的生物的种类和数量!个方面来衡量!从时间性来看!可分为土地现实生产力现在条件下的土地生产水平#与土地生产潜力预见的将来的潜在的土地生产水平#($)’袁绪亚指出土地的生产力来自于土地的资源意义与功能特征($$)!并因土地作为环境的载体!从而表现出社会生产力与土地环境协调力’陈利根等($!)认为土地为人类提供住行等一切生活和生产设施等服务!这也应纳入土地生产力范畴!并认为土地生产力具有系统性&地域性&动态性&生态性’这一划分是立足于组成土地生产力因素的属性划分的’综上所述!土地生产力包括由光&热&水&气&营养元素的数量及其组合的土地自然过程的作用和由于人们对土地的限制条件的改造和克服!渗入劳动&技术等要素并构成积累的土地社会过程作用!是土地自然生产力和社会生产力或经济生产力#的有机综合($&)!其中光合生产潜力’光温生产潜力’气候生产潜力’土地生产力潜力构成土地自然生产力的梯(&$!第&期张洁瑕等$我国土地生产力研究进展与展望阶系列!从潜力发挥的结构上分为$气候潜力结构&土壤潜力结构和植被潜力结构($%)’同时因土地作为环境的载体而表现出社会生产力与土地环境协调力’另外!郜庆炉基于传统观点($A)的把土地生产力划分为!个层次即潜在土地生产力和现实土地生产力!认为土地生产力的增进过程是现实土地生产力向潜在土地生产力的不断逼进过程!提出根据生产力增进的过程性!把土地生产力划分为潜在土地生产力&可达到土地生产力&现实土地生产力&个层次!土地生产力的增长是由现实土地生产力-可达到土地生产力-潜在土地生产力不断逼进的过程’目前!随着可持续发展观念的深入人心!国内有些学者对土地生产力概念赋予了新的内涵’黄进勇认为有关对土地生产力的认识($()!学术界存在着不同的观点’一种观点认为!土地生产力是农业生产力的一种!是指单位耕地面积或播种面积的产出能力!可以简单的表示成单位面积产量或产值’第!种观点认为土地生产力应该是指以土壤肥力为中心的土地产出量’这种观点将土壤培肥和产出能力结合起来进行考虑!作为土地生产力的!个主要方面’第&种观点则强调了土地生产力中人的需要!指土地在一定空间和条件下维持生产出满足人类需要的农产品的内在能力’并指出土地生产力在新的农业发展阶段具有更新&更广的内涵!应该有一个综合的系统的概念!是各种自然资源与社会经济资源综合作用的结果!土地生产力的持续性提高是整个农业持续发展的基础’因此!黄进勇等根据影响土地生产力因素特别是自然因素#的不确定性和难控性($B)!将土地生产力分为即时生产力和长远生产力持久生产力#!两者的合力则为土地持续生产力’总之!随着社会经济的高速发展以及对土地可持续利用研究的深入展开!土地生产力内涵经历了由偏重自然属性为主-自然及社会经济属性并重-自然&社会经济及生态环境等一系列过程而日臻全面’&F!F&!影响因子研究土地生产力是一个多元函数!由土壤&农业生物及其生长决定因素&生长限制因素和生长减缓因素等多种因素综合而成’从与土地生产力关系密切程度来看!构成土地生产力的诸多因素划分为外在条件包括光温水1?!&农业生物&有害生物&污染物#和内在条件土壤因子区域性差异很大!且受人类活动的影响较大!是影响土地生产力可持续增进的内在因子#($=)%从因子的种类和组合方式来看!可分为自然条件土地&地理&气候&生物特征#&经济条件资金&劳动力&物质#&技术条件生物技术&工程技术#和管理水平直接管理&间接管理#($#)’从因子的属性角度来讲!也可以分