土地系统科学是土地利用研究的国际前沿领域，它提倡研究者与决策部门合作以有效地将科学发现转化为可持续土地利用解决方案。土地利用转型是土地系统科学的重点研究主题。近年来，土地利用转型研究得到快速发展，但也存在一些认识偏差。本文拟借鉴地理学的人地关系地域系统理论，构建土地利用转型研究的理论模式及解释土地利用转型的概念框架，以期增进对土地利用转型的认知，促进土地系统科学的理论建设。

土地利用转型研究最早可追溯到20世纪80—90年代英国学者开展的森林转型（forest transition）研究，英国利兹大学的Grainger博士于1995 年正式提出土地利用形态和土地利用转型的概念。21世纪初，土地利用转型研究被引入国内，历经20年得到蓬勃发展（图1）。截止到2022年3月22日，以“land use transition”作为关键词，在Scopus检索出16903篇文献；统计分析表明，发文量近5年年均增幅达16%，发文量居前三位的国家是美国、中国和英国，分别占总数的28.9%, 16.1% 和9.2%。由此可见，中国的土地利用转型研究在国际学术舞台上已占有重要的一席之地。

国际上土地利用研究经历了由土地利用/覆被变化（LUCC）计划到全球土地计划（GLP），进而到土地系统科学（LSS）及其随之并入未来地球计划（FE）一系列的发展阶段（图2）。土地系统科学致力于监测土地变化，解释驱动因素和反馈机制，理解发生于土地上的人类—环境相互作用，相关的理论成果仍比较匮乏。土地利用转型研究是当今土地系统科学研究的重要内容，对于土地利用转型的解释和预测，依赖于相关学科理论的借鉴及土地利用研究的理论建设。

吴传钧于1991年提出人地关系地域系统理论。他强调应当认识人地关系是在一定的生产的社会关系下建立的，人类社会通过生产有意识地改变着自己生存的物质条件，从而改变着周围的由自然要素和人文要素按照一定规律相互交织紧密结合而成的地理环境。人地关系是一种具有社会和历史特性的辩证关系。开展人地关系综合研究，需要将地理环境系统和人类社会两大系统作为一个整体，研究其间相互作用的机理、功能、结构和整体调控的途径和对策，而地理学在以地域为单元着重研究人地关系地域系统方面具有独特优势。人地关系地域系统是人与地在特定的地域中相互联系相互作用而形成的一种动态结构，人类社会和地理环境两个子系统之间的物质循环和能量转化相结合形成了该系统发展变化的机制。探求系统内各要素的相互作用及系统的整体行为与调控机理是人地关系地域系统研究的总目标，即从空间结构、时间过程、组织序变、整体效应、协同互补等方面去认识和寻求全球、国家或区域尺度的人地关系系统的整体优化、综合平衡及有效调控的机理。

该理论提出之后，人地关系地域系统成为了地理学的研究核心。蔡运龙对地域系统的人地关系实证研究涉及的环境评价与管理、环境感知与适应、自然灾害研究、气候影响评价、区域可持续发展等五大论题展开了论述，并提出只有把这五个方面结合起来，才能完整地认识人地系统，全面实现人地关系的协调。有的学者结合人地关系地域系统分析，探讨了西非萨赫勒地带荒漠化的机制模式，分析了喀斯特地区人地关系地域系统的结构与功能。人地关系地域系统理论是综合研究地理格局形成与演变规律的理论基石，该理论框架也被用来系统解析地域功能形成的影响因素、动力过程和驱动机制。

人地关系地域系统理论提出30年来，对促进地理学综合研究、学科建设和服务国家重大战略决策发挥了重要的科学支撑作用。由于在快速工业化与城镇化进程中，人地系统中的传统发展要素的变化及经济全球化等新因素的介入，导致人—地交互作用过程、格局及其综合效应正在发生深刻变化。致力于探究现代人类活动改造和影响地表环境系统的状态，以及人地系统交互作用与耦合规律、人地系统耦合与交互作用的地表圈层—“人地圈”形成机理与演化过程的人地系统科学的提出，无疑是对人地关系地域系统理论的传承创新。随着人地系统理论的创新发展和现代科技成果在农业领域的广泛应用，现代农业地域类型重构、作土系统优化调控的基础理论和技术方法得到快速发展，现代地理工程通常被用来解决特定的人地系统问题。通过开展土地整治改变区域土地利用形态，对于优化乡村人地系统、促进乡村振兴具有积极意义。与此同时，随着全球城乡快速转型发展，有必要重新审视乡村与城市关系、重构乡城关系新认识，以系统探究全球乡村人地耦合关系。

国际学者最初将土地利用转型解释为土地利用形态在时间序列上的变化，也即土地利用形态的转变。这一解释虽然为土地利用转型研究指明了方向，但对土地利用形态转变的深层次原因缺乏系统的解释，难免导致一些学者对土地利用转型的研究对象存在认识偏差。随着土地利用形态的概念被进一步拓展为显性形态与隐性形态两种类型，显性形态指一个区域在特定时期内由主要土地利用类型构成的结构（具有数量和空间结构两重属性），隐性形态指依附于显性形态且需通过分析、化验、检测和调查才能获得的土地利用形态（具有质量、产权、经营方式、投入、产出和功能等多重属性），使得在相关理论的支撑下系统解释土地利用转型成为可能。要科学解释土地利用转型，事先得厘清土地利用转型的研究对象，并在人地关系地域系统理论的指导下，构建相关理论模式，从土地利用形态的变化引起土地系统结构的变化，进而导致土地系统功能的变化，辅以基于格局与过程耦合的土地利用转型调控，最终促成土地利用转型的完成。

土地利用转型的研究对象与研究者对“转型”这一定义的理解密切相关。GRAINGER最初提出的国家或区域土地利用转型指的是国家或区域土地利用形态在时间序列上的变化，并强调土地利用形态通常与该国家或区域的经济和社会发展阶段相对应。威斯康星大学的FOLEY等在Science发表的《土地利用的全球后果》一文，对人类发展进程中经历的人类定居前的自然生态系统、伴随人类定居的拓荒、生计农业、逐步集约化和集约利用的一系列土地利用转型阶段及其对应的土地利用形态作了精辟的论述和总结，也从人类发展历史的视角阐释了不同时点的土地利用形态均对应其特有的区域经济发展阶段这一土地利用转型研究的要义。在此之前，国内学者刘彦随提出的区域土地利用系统呈现从自然生态系统向人为改观系统，再向土地熟化系统（含农业、城郊和城市生态系统）的演化阶段与FOLEY等总结提出的土地利用转型阶段有异曲同工之妙。

土地利用转型是LUCC综合研究的新途径，其侧重从区域土地利用形态的视角去研究LUCC。然而，目前国内外学术界存在将土地利用转型等同于土地利用变化这一认识偏差。对此，作者强调土地利用转型研究应注重区域性，单种土地用途转换不能称作土地利用转型，需要将其置于区域土地利用结构和功能层面考究其形态的变化才能称之为土地利用转型。宋小青认为土地利用变化包括土地用途转换和集约度变化，土地利用转型包括土地利用空间形态和功能形态的趋势性转折，有必要深入探讨土地利用转型中“型”的内涵及其转变的深层机理，以缩小学术界与公众、决策层在土地利用转型方面的认知鸿沟。

人地关系地域系统研究旨在探求人类社会和地理环境系统内各要素之间的相互作用及系统的整体行为，并从空间结构、时间过程、整体效应、协同互补等方面去探寻人地关系地域系统的调控机理。土地是人类主要社会经济活动的空间载体。土地利用活动也是人类社会系统和地理环境系统交互作用的集中体现。从时间和空间视角耦合研究土地利用转型的过程和效应并探讨调控机理正是开展人地关系地域系统研究的核心内容，人地关系地域系统理论可有力支撑土地利用转型研究的理论化。

土地利用转型是指在经济社会变化和革新的驱动下,一段时期内与经济和社会发展阶段转型相对应的区域土地利用形态转变的过程。通常，区域经济社会变化和革新要求改变时下的土地利用形态，促使土地利用发生转型继而实现区域发展目标的转型。一个完整的区域土地利用转型过程，初始阶段必然是代表不同部门利益的土地利用类型其形态格局发生强烈的由于结构矛盾引发的空间显性形态冲突和由于功效不匹配产生的内部隐性形态冲突，在时间过程中通过部门之间的博弈和协同互补以服务整体目标，进而通过政策措施和工程技术的运用逐步改变土地利用的显性和隐性形态，以缓解甚至消除上述冲突，实现区域土地利用形态格局的协调，以满足区域经济社会发展目标实现对土地系统应有功效的需求。然而，如何实现土地利用形态的转变以缓解和消除冲突，则需要认识和寻求有效调控区域人地关系系统的机理。随着经济社会的发展，新一轮的经济社会变化和革新将驱动新一轮的区域土地利用转型（图3）。

据此，提出区域土地利用转型“冲突—协调”理论模式：随着经济社会的发展，城乡地域系统内各土地利用类型其形态格局发生强烈的由于结构矛盾引发的空间显性形态冲突和由于功效不匹配产生的内部隐性形态冲突，随后通过政策措施和工程技术的运用使此类冲突得以逐渐缓解和消除，从而使表征各部门发展的土地利用类型之间的形态格局达到协调状态，以满足区域经济社会发展目标实现对土地系统发挥应有功效的需求。

通常，经济社会发展变化和革新往往体现于新的政策和发展战略的实施。这些政策和战略的实施通过相关规划直接影响区域经济活动，经济活动在空间上落地，使得土地系统结构发生相应变化。如乡村振兴、城乡融合发展和国土空间规划相关产业发展政策和土地政策的设计，使区域土地利用类型和相关面积发生变化，进而改变土地利用空间格局。原有区域土地利用形态格局与现行区域发展战略所需要的土地利用形态格局不一致，有赖于通过工程技术途径改变区域土地利用显性形态，形成能支撑区域发展新战略的土地利用形态格局。土地利用显性形态的序列变化导致土地系统结构发生变化。随着土地整治、测土配方施肥、灌溉条件改善、温室大棚建设等工程技术配套措施的运用，进一步强化了这一结构变化，并带来显著的结构效应。一方面，土地的质量（肥力、退化程度）等隐性形态的变化更适宜特色农业产业的发展或通过整治的土地用来发展第二、三产业；另一方面，土的产权、经营方式和投入等隐性形态逐渐也发生变化。

土地系统结构的变化带来的结构效应不断增强，促使土地系统发挥的新功能从初具雏形到不断得以强化并最终稳定发挥，继而实现土地系统功能的变化，使土地系统发挥应有的功效以确保区域经济社会发展既定目标的实现。譬如，乡村振兴战略的实施，一些农用地或废旧农村宅基地通过工程技术措施转变为旅游设施建设用地或乡村工业用地，一些废旧农村宅基地被整治为农用地，一些农用地通过提质增效转变为现代农业园区用地，一些生态用地通过设施配套使其发挥的生态功能进一步增强，从而使区域土地系统所发挥的生产、生活、生态和文化功能进一步显化和强化，满足实现区域“产业兴旺、生态宜居、乡风文明、治理有效、生活富裕”的乡村振兴战略目标。土地系统功能的转型预示着区域土地利用转型的完成。

格局和过程通常指的是不同的地理或景观单元的空间关系和响应的演变过程。土地利用形态格局通常从空间组合的角度来描述，以反映出与经济发展相适应的土地利用空间结构特征。土地利用转型的过程包括自然过程（例如元素和水分的分布与迁移、能量的交换与转化等）和社会文化过程（例如产业发展的转型与升级、文化传播和人口的变化对土地利用的影响等）。通常，格局影响过程，过程改变格局。探究土地利用转型过程中存在的问题并寻求调控的途径往往需要把二者耦合起来进行研究。格局和过程的影响是相互的，两者的耦合研究主要通过对格局变化情景的设置和过程的预判模拟来研究格局对过程的影响和作用。过程对于格局的影响研究主要聚焦于土地利用转型过程及其结构效应。通过人地相互作用关系的耦合机制研究，诊断影响系统结构效应的因素主要来自于自然过程还是人文过程，并针对性地调整工程技术措施或政策措施，以调控土地利用转型，使土地系统稳定发挥预期的功能，最终促使土地利用转型的完成（图4）。

本文系统梳理了土地利用转型研究的国内外现状，以及与土地利用研究相关的大型国际科学研究计划的演化脉络。作为LUCC综合研究的新途径及从全球土地计划（GLP）孕育出的土地系统科学（LSS）的重点研究主题，土地利用转型研究自引入中国以来，得到迅速发展，并在国际学术舞台上占有重要的一席之地。然而，学者们对土地利用转型的研究对象存在一些认识偏差。借鉴地理学的人地关系地域系统理论，本文厘清了土地利用转型的研究对象，构建了区域土地利用转型“冲突—协调”理论模式，并从土地利用形态的变化引起土地系统结构的变化，进而导致土地系统功能的变化，辅以基于格局与过程耦合的土地利用转型调控最终促成土地利用转型的完成等三个维度对土地利用转型进行了科学解释。

通过综述土地利用转型研究的国内外进展，得出以下几点启示：

（1）目前，土地利用转型研究的主要领域涵盖土地利用转型理论与假说、土地利用转型测度、土地利用转型对“社会—经济—生态”系统的影响研究、土地利用转型驱动因素与优化调控研究等。现今土地利用转型研究倾向于关注复杂性社会问题并以现实需求导向为驱动，研究分支趋于清晰化和系统化，但仍存在一定程度的碎片化，未来可基于土地系统科学进一步丰富土地利用转型研究。

（2）显性形态偏向的土地利用转型研究宜通过关注隐性形态转型过程的研究来予以补充和完善，但对隐性形态特征的观察、监测和模拟分析有赖于技术和方法的创新。

（3）土地利用转型研究的复杂性要求所涉学科、研究方法和研究尺度具有多样性。新兴因素不断增加给土地利用转型研究带来机遇和挑战，全球化及信息化背景下土地利用转型的远程驱动因素应受到更多关注。

（4）当前土地利用转型研究的理论探讨并未为规范和管理土地利用活动提供足够的支撑。基于土地系统科学的土地利用转型研究理论创新可有效解决区域土地利用转型所面临的复杂关联及多重因果问题。

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