土地综合研究与土地资源工程

论文系统评述了土地资源综合研究进展和方向,提出了发展土地资源工程学,推进土地资源领域理学、工学与管理学交叉集成研究,构建了土地资源工程研究框架体系,阐释了土地资源工程基础理论、研究内容和重点领域。

ResourcesScience

第37卷第1期2015年1月

2015，37（1）：0001-0008

Vol.37，No.1Jan.，

2015

文章编号：1007-7588（2015）01-0001-08

土地综合研究与土地资源工程

2

刘彦随1，

（1.中国科学院地理科学与资源研究所，北京100101；2.北京师范大学资源学院，北京100875）

摘

要：快速工业化、城镇化进程中，中国土地资源开发、利用与管理领域面临的问题日益突出，现有的土地资

源学科知识积累、研究取向、技术手段，难以为破解重大现实问题提供有效支撑，加强土地资源工程研究与实践势在必行。论文提出了土地资源工程研究的主要目标与内容，开展了典型案例工程的实证分析，探讨了土地资源工程研究的地域模式及其作用。研究认为，土地资源工程是指对可供农林牧业或其他各业利用的土地资源进行调查评价、规划设计、开发整治、保护利用的综合性技术及其集成应用，通常包括土地资源的调查、评价、规划、设计、开发、整治、保护、利用等相关工程技术。新时期发展中国土地资源工程学，应注重土地资源工程的理论体系、区域诊断、技术方法、规范标准、运行模式、绩效评估、体制机制的综合研究，尤其针对当前土地资源的地域性、稀缺性、退化性、低效性问题，亟需加强多学科交叉与综合集成，强调公众参与、充分吸收地方化知识，研制面向区域、对象与问题的土地资源工程关键技术，探索构建多主体参与的行动者网络，全面创新有效推进土地资源工程发展的体制机制。

关键词：土地科学；资源科学；土地综合研究；土地整治；土地资源工程

1引言

土地对于人类社会经济发展具有特殊的重要意义。《管子·水地篇》：“地者，万物之本源”；威廉 配第强调，“土地是财富之母”；卡尔 马克思则认为，“土地是一切生产和一切存在的源泉”。从系统论的角度，土地是“人口-资源-环境-经济-社会-生态”多要素复合系统的支撑与核心。土地本身具有资源、资产、资本的三重特性。随着社会经济的不断发展和市场机制的不断完善，土地的资产、资本属性日益凸显，但土地的资源属性仍是其根基。

土地资源是指目前或可预见到的将来，可供农林牧业或其他各业利用的土地，是人类生存的基本资料和劳动对象[1]。土地资源的合理开发与高效利用，涉及到在多宜用途及地域空间上的权衡与优化配置，涉及到要素投入与流通过程中的流转增值及权益保障，而实现上述功能的基础支撑在于土地的产能提升和整治提质[2]。快速工业化、城镇化进程中，经济发展方式转变、产业结构转型升级、城乡一

收稿日期：2014-10-12；修订日期：2014-12-02

体统筹发展、生态文明建设，对深化土地资源的理论体系、战略体系、学科体系的综合研究提出了新目标、新要求。

息技术与工程技术武装资源科学，促进资源科学信

[3]

息化与工程化”。长期以来，土地资源研究侧重于

20世纪90年代末期，石玉林先生指出：“用信

任务导向的土地分类、调查、评价、规划等方面，在国际上响应IGBP&IHDP发起的LUCC计划，深入开展了土地利用变化及其效应研究，但围绕土地资源综合性、系统性、工程技术性的集成研究仍显不足。当前亟需面向发展新形势、破解新难题、推进新技术，在总结梳理土地利用问题、面临困境和工程建设实际基础上，探索建立符合国家战略需求、科技创新实践、区域发展需要的土地资源综合研究领域、学科建设目标，丰富和发展土地资源科学，推进提升土地资源生产力与可持续发展能力。

本文试图梳理土地资源工程研究的时代背景与现实问题，提出土地资源工程研究的主要目标与

基金项目：国家自然科学基金资助重点项目（编号：41130748）“；十二五”国家科技支撑计划项目（编号：2014BAL01B01）。

作者简介：刘彦随，男，陕西绥德人，研究员，博士生导师，长江学者特聘教授，主要从事土地利用和城乡发展研究。E-mail：liuys@http://wendang.chazidian.com

论文系统评述了土地资源综合研究进展和方向,提出了发展土地资源工程学,推进土地资源领域理学、工学与管理学交叉集成研究,构建了土地资源工程研究框架体系,阐释了土地资源工程基础理论、研究内容和重点领域。

资源科学

第37卷第1期

内容，并结合典型工程实践，探讨土地资源工程研究的前沿问题、地域模式及其作用，为深化中国土地资源工程领域的学术研究、学科发展、科学决策及工程实践提供参考。

势。原国家环保总局2006年发布的资料表明，受污染的耕地约1000万hm2，污水灌溉污染耕地216.7万hm2，固体废弃物堆存占地和毁田13.3万hm2，合计占耕地总面积的1/10以上；2014年全国首次土壤污染状况调查结果显示，19.4%的耕地土壤点位超

2

标，以1.2亿hm（18亿亩）耕地计算，约2326.7万

2背景与问题

2.1土地资源开发利用存在的主要问题

20世纪90年代中期以来，中国开启了快速工

业化、城镇化进程，土地资源结构与利用格局随之发生了显著变化，引致土地资源安全系列问题。尤其是土地资源开发与粗放利用造成了土地退化、供需矛盾加剧，农村人地关系巨变下人地分离、农业兼业导致土地撂荒与废弃，以及区域经济发展不平衡带来土地资源破坏与污损的区域性难题。总体而言，在数量上存在耕地供需紧张、后备资源不足、用地结构失调等问题；在质量上面临耕地自然退化、环境污损、地力下降等问题；在空间上存在分布失衡、耕地南减北增、瓶颈约束等问题；在安全上则暴露出总量不安全、品质不安全、局部地区不安全等问题。根据其动因差异，梳理为四个方面：

（1）城市大幅扩张造成耕地过速占用。我国人多地少，人均耕地仅为世界人均水平的1/3，当前全国有灌溉条件的耕地不足47%，主灌区骨干工程完好率不足40%；据全国农用地分等定级成果，高于当地平均单产20%以上的优等地、高等地约4066.7万hm2，其余8400万hm2为中低产田，占耕地面积的70%[4]。然而，城市化扩张侵占大量优质耕地，进一步加剧了人地矛盾。1991-2012年，我国人口城镇化率由26.9%增加到52.6%，年均增加1.22个百分点；2001-2012年建设占用耕地总量约270万hm2，年均占用耕地22.7万hm2，土地城镇化率高于人口城镇化率1.8倍[5]，耕地过度非农化问题突出[6]。与此同时，城镇土地利用率不高，土地粗放利用问题严重，各地空置土地“晒太阳”的现象普遍。

（2）污染乱排造成大量农地减产绝收。由于环保意识淡薄、环境监管不力、污染处理不当，工业“三废”、生活污水和生活垃圾大量排放，以致土地生态平衡遭到破坏，水土环境严重污损化，并导致大量农地减产绝收，甚至给当地居民的身体健康带来严重损害[7]。更为严峻的是，这类污染有跟随企业搬迁、产业转移，进而向中西部地区扩散的趋hm2耕地被污染；另据第二次全国土地调查公布数据，全国有约333.3万hm2左右耕地因中重度污染已不适宜耕种。

（3）乡村建设无序与农村土地空废化。快速城镇化进程中，大量农村人口进入城镇，但由于城乡人口综合管理、土地统筹配置等相关政策与制度没有及时响应和调整，加之村镇规划缺位，以致对乡村人地系统带来巨大影响，特别是乡村建设无序与村庄空心化、土地空废化问题加剧[8-10]。农村人口快速减少但村庄占地仍在增加的“人减地增”问题突出，在人口外出较多的传统农区尤为明显[10-12]。根据中国科学院测算，我国空心村整治潜力达760万

14]hm2[13，。2014年政府工作报告首次提及空心村，强

调要“高度重视空心村问题”；《国家新型城镇化规划（2014-2020年）》明确提出“发展中心村、保护特色村、整治空心村”。然而，村镇空废土地识别、整治工程技术、运作模式研究仍然滞后，深入探讨亟待加强[15]。

（4）生态建设对土地利用提出新要求。当前，我国沙化土地面积高达174万km2，占国土面积的18.1%[16]；水土流失面积达356.9万km2，占国土面积的37.6%[17]。一些地方片面追求经济增长速度、城市扩张规模，过度挤占了城乡生态空间[18]。在贯彻落实“占补平衡”政策时，不少地方“围湖毁林”、“上山下滩”；城市快速扩张和工业园区建设直接占用或破坏优质农田、河湖水面，导致城郊区、开发区周边重要生态空间的迅速萎缩甚至消失；东北林区、西北草原、西南山地等生态脆弱、发展滞后区域，缘于农牧民生计需要，就地开垦林草地、山坡地，造成对脆弱生态空间的直接侵占；滩涂围垦、填海造地、开山造城等一系列大开发活动，剧烈改变湿地、山地生态系统的稳态结构和自调节功能，引发生态环境退化。新时期的“五位一体”建设，需确立“生态为先”的理念，科学推进土地生态工程，为城乡生态

论文系统评述了土地资源综合研究进展和方向,提出了发展土地资源工程学,推进土地资源领域理学、工学与管理学交叉集成研究,构建了土地资源工程研究框架体系,阐释了土地资源工程基础理论、研究内容和重点领域。

2015年1月

刘彦随：土地综合研究与土地资源工程

用地保护和建设提出了更高要求，亟需深化土地资源综合研究及其工程科学探索。

2.2土地资源研究向工程领域拓展的转型背景

破解土地资源开发、利用与管理存在的主要问题，亟待国家战略和社会需求主动转型：①治理模式转型。在土地资源开发、利用与管理领域，国家治理模式正逐渐从单一化的指标控制、片面强调“占补平衡”向节约集约、环境友好、生态文明的综合要求转型，这为土地资源研究向工程领域拓展提供了全新的认知环境；②用地方式转变。“三生”空间正成为土地利用空间管控的重要理论基础，引发以牺牲资源环境为代价的用地方式变革，逐渐走向“控制总量、优化增量、盘活存量、用好流量、提高质量”的高效、生态、低碳、和谐的供地及用地之路转变，这为土地资源研究向工程领域拓展提供了强大的政策动力；③消费观念变革。城乡居民对食品品质、环境健康、生态景观的要求日益提高，渴望更加安全、健康、可持续的生活方式和生产方式，这为土地资源综合研究向工程领域拓展提供了旺盛的内需市场。

土地资源开发、利用与管理肩负着建设和谐国土（TS）、协调人地关系（ML）、转变增长方式（GP）、优化社会结构（SS）的综合功能（图1）。中国总体上已进入推进城乡协调发展、资源节约集约、建成小康社会、建设生态文明的转型关键期。2020年前后中国将面临“三个3亿”（即老年人、农民工、无地者各3亿人）新问题，单纯依靠宏观战略、规划难以满足现实发展需求[19]，土地资源科学研究亟需向有助于破解现实难题的方向转型。当前，土地资源研究向工程领域拓展的时机已经成熟，其核心是基于对土地资源开发、利用与管理领域现实问题、战略需

要的整体分析，主动面向国家战略需求和地区发展需要，着力构建新的科学认知、战略思维和工程实践于一体的创新体系，健全土地资源工程的学科体系，推进土地资源工程设计及技术集成创新。在学科发展上，重点推进地理学在基础研究、应用基础研究、工程技术研究等多层次的前沿创新，这也是地理学“加强资源环境的监测、保护、规划与整治研究，建立国土工程地理学，以适应我国大规模建设时期大型工程战略研究的需要”的优先行动[20]，为顺利实现乡村空间重构、城乡协调发展、土地持续利用奠定扎实的专业理论与学科认知基础。

3目标与内容

3.1土地资源工程研究目标

资源工程学是指将资源科学与工程技术科学相结合，使资源直接转变为生产力的一门边缘交叉的应用科学，其基本任务是在资源科学原理的指导下，研究应用最新技术于资源的调查与勘探，资源的优化配置、资源的开发利用与保护及资源管理，以期达到快速查明资源与高效利用资源的目的[3]。土地资源工程是指对可供农林牧业或其他各业利用的土地资源进行调查评价、规划设计、开发整治、保护利用的综合性技术及其集成应用，通常包括土地资源的调查、评价、规划、设计、开发、整治、保护、利用等相关工程技术。

土地资源工程研究的主要目标在于推进理学、工学、管理学、农学等相关学科的交叉集成。在中国大力推进生态文明建设的背景下，重点应围绕低效、退化及未利用土地综合整治，探索土地资源可持续利用与土地工程化实践的工程技术创新方案，协调处理社会经济发展对土地资源开发、利用与管理在多宜用途、地域空间、权益保障、流转增值、产能提升、整治提质等多方面目标，实现土地资源理论、工程与管理的系统化、集约化、工程化、信息化，促进土地资源结构优化、质量提升、利用增效。加强耕地资源保护，亟需以土地资源工程为基础，构建数量、质量、时间、空间、生态相统一的“全要素”耕地保护体系[21]。3.2土地资源工程研究内容

土地资源工程研究的对象是土地综合体，重在基于时间过程性、空间分异性、动态规律性的综合

图1土地资源及其开发利用的时代功能

Figure1Thebasicfunctionoflandresourcesandutilization

inthecurrentperiod

论文系统评述了土地资源综合研究进展和方向,提出了发展土地资源工程学,推进土地资源领域理学、工学与管理学交叉集成研究,构建了土地资源工程研究框架体系,阐释了土地资源工程基础理论、研究内容和重点领域。

资源科学

第37卷第1期

研究，探讨工程技术的优化组合方案，服务于土地资源的合理开发、利用与管理。具体涉及土地资源的勘探、调查、规划、设计、开发、建设、保护、评估与管理等相关工程技术措施[22]，具有多学科、多目标的学科交叉特性（图2）。从土地资源性质来看，资源工程（RE）、系统工程（SE）、地理工程（GE）、管理工程（ME）的相关理论，成为土地资源工程学的重要基础及理论支撑（图3）。

土地资源工程研究内容，主要包括土地资源调查评价（A）、整治技术（B）、利用管理（C）、信息系统（D）。可简要概括为“势、力、能、管”4个方面：①“势”，强调通过广泛深入的调查、监测、评价研究，查清土地资源的类型、格局、态势；②“力”，在工程设计层面，基于力学原理、结构设计理论，确保整治工程的平衡性、稳定性；③“能”，通过工程技术应用，推进特定土地资源类型的有效整治，促进产能提升、功能优化；④“管”，通过工程管理、资源管理、信息管理等相关理论与技术融合，研制土地资源科学规划，实现用途管制、工程管护、功能管控。

土地资源工程研究的前沿领域，主要包括7个

方面：①土地资源工程的理论体系研究，重点探讨土地资源工程的一般性原理，深度解析土地资源工程与城乡人口-资源-环境-生态-经济-社会复合系统的互动机制；②土地资源工程的区域诊断研究，系统评价一定区域土地资源及其相关要素禀赋条件，科学诊断土地资源开发、利用与管理存在的问题，形成土地资源工程目标导向的区域诊断范式；③土地资源工程的技术体系研究，基于调查、实验、试验、模拟研究，揭示土地资源工程技术系统原理、工程参数与技术集成方法；④土地资源工程的规范标准研究，开展关键技术环节的技术规范、规程研究，研制不同情境下人力、材料、机械组合与协同程序、适宜标准；⑤土地资源工程的运行模式研究，基于典型案例实践，总结、提炼和设计土地资源工程的区域协同、融资模式、公众参与模式，探讨不同类型区域功能导向的生态友好型土地资源工程模式；⑥土地资源工程的绩效评估研究，基于多目标综合评价技术方法，研发土地资源工程的过程评估、绩效评估、满意度评估、成功度评估等方法，构建土地资源工程综合评估模型；⑦土地资源工程的体制机制研究，系统梳理转型期中国不同类型区土地资源工程实施的体制机制障碍，研究因地制宜、有序推进土地资源工程的体制机制创新方案，建立完善土地资源工程的制度体系、法律体系。

土地类型不同、利用方向不同，土地资源工程研究的主导内容不同，主要包括：①强调增加耕地面积和提升耕地产能的资源工程，包括土地平整工程、灌溉排水工程、田间道路工程、农田防护工程；②重在增加建设用地的资源工程，包括土地平整工③重在修复退化土地的资源工程，主要包括探讨污损土地、压占土地的生物改良、生态修复工程；④着力开发未利用土地的资源工程，主要通过工程措施实现对未利用土地整治，为区域生态建设、农业生产、城镇工矿建设需求提供土地支撑。

土地资源工程研究类型，按照区域划分主要包括平原区、丘陵区、沟壑区、工矿区等不同类型区域的土地资源工程研究；根据主导目标，则可划分为结构优化工程、数量增长工程、质量提升工程、管理增效工程；就工程环节而言，主要包括资源信息提

图2土地资源多学科综合研究框架

Figure2Researchframeworksoflandresourcessciences

程、道路建设工程、基建配套工程、绿化景观工程；

图3土地资源工程研究体系

Figure3Researchsystemsoflandresourcesengineering

论文系统评述了土地资源综合研究进展和方向,提出了发展土地资源工程学,推进土地资源领域理学、工学与管理学交叉集成研究,构建了土地资源工程研究框架体系,阐释了土地资源工程基础理论、研究内容和重点领域。

2015年1月

刘彦随：土地综合研究与土地资源工程

取、资源现状调查、资源禀赋评价、工程设计施工、工程施工监理、工程效果评价、工程后期管护研究等。

综上所述，土地资源工程并非简单的“工程机械+工程计算”，而是借助工程技术科学的适应性、系统性研发，实现土地要素结构的合理化、区域格局的高效化、利用方式的可持续化。因此，亟需推进土地资源研究工程化、土地工程研究资源化。为此，在资源层面，要广泛吸纳工程科学的相关理论，把资源科学研究以工程化的形式更为有效地组织、组合起来，实践系统诊断、技术组装、优化配置、科学管理的成套技术方法；在工程层面，要把区域、流域、沟域（或宗地）尺度的土地资源工程落到实处，其所涉及的水利、桥梁、道路等工程均应围绕一定区域、特定主题进行合理配置，寻求土地资源开发利用效能与效益的最大化。

合地理区位、社会经济结构，系统诊断区域发展阶段性及其土地资源开发、利用与保护现势性，明确土地资源优化配置的战略方向，研发、集成关键性工程技术，规划设计整治工程项目，研究提出实施重大工程的体制机制创新方案。其中，调查研究、系统诊断、优化配置、技术研发、工程施工、综合管理是其主要的环节。本文主要以高标准农田建设、村庄空废土地整治、沟道土地综合整治、沙化土地综合整治为例，简述不同类型土地资源工程的差异及其技术特色（表1）。

（1）陕西省渭河流域，是陕西省重要的粮食产区，当前面临土地分割细碎、灌溉设施损毁等突出问题，影响着土地综合生产能力的提升，亟需以高标准农田建设为途径，切实改善农业生产条件。在笔者主持的陕西省渭河流域高标准农田建设重大工程项目中，考虑到地域类型差异，将其划分为渭河河谷冲积平原工程模式和渭北黄土台塬工程模式。针对不同地区农田水利设施现状及利用差异性，将子项目划分为5种类型：配套完善型、平整建设型、高效设施型、整治补充型、环境改善型，开展

4案例与思考

4.1工程建设案例

深化土地资源工程研究与实践的基本路径，是立足特定区域、甄别具体问题、研判工程技术、研究实施方案，即通过全面分析区域资源环境本底、综

表1土地资源工程的典型案例

Table1Typicalcasesoflandresourcesengineering

工程类型高标准农田建设①

工程名称

规模/适宜区域

工程目标

工程技术措施

工程特色

陕西省渭河流陕西省渭河流域37个县增加耕地面积，完善农田土地平整工程；灌溉与排强调分区域、分类型、分阶段的域高标准农田区、178个乡镇，整治规水利设施，提升耕地综合水工程；田间道路工程；“三分”差别化理念，因地制宜、建设重大工程模33.33万hm2，新增耕产能，实现粮食增产、农民农田防护与生态环境保有序推进整治、配套、管理工程

地1.33万hm2

村庄空废土地整治

②

增收、农业增效目标持工程

农村空废及未传统农区空心化程度高改善农村住房条件及人居空废土地快速识别技术；高效集成了遥感地理信息处理利用土地整治的行政村或自然村，在环境，促进城乡土地统筹废弃房屋拆除工程；农田技术、城乡规划与设计技术，以工程

山东、陕西等地推广整配置，提高居民点土地利本底营造工程；基础设施及建筑工程、农田水利工程、新治2万hm2

用效率

配套工程等

能源与新材料工程

沟道土地整治③

陕西省延安市陕西省延安市13个区增加耕地面积，稳定粮食沟道信息提取技术；坝系探索提出“增强型治沟造地模沟道土地整治县，197个子项目，整治生产，发展现代农业，巩固建设及防洪工程；土地平式”：干支毛分层防控、渠堤坝重大工程

规模3.38万hm2，新增耕退耕还林成果，助推生态整工程；田间道路工程；系统配套、拦蓄排节水减灾、乔地0.31万hm2

文明建设、新型村镇建设

生态防护工程

灌草科学搭配

沙地综合整治④

毛乌素沙地砒有砒砂岩和沙分布的地防风、固沙、节水，改善区基于理化实验、田间试将砒砂岩与沙复配成土，改造砂岩与沙复配区。在榆林毛乌素沙地域生态环境；整治增地、建验，研制不同利用导向的为可植树、种草、种粮的“土成土造田工程区试验、推广整治面积成优质农产品生产基地；砒砂岩与沙最优配比；进壤”，变“两害为一宝”，具有明

0.67万hm2

促进农民增收、农业增效，行田、水、路、林综合设计显的社会、经济和生态价值保障生态民生

与系统建设

资料来源：作者主持完成的重点工程项目规划设计，主要包括：①中国科学院地理科学与资源研究所.陕西省渭河流域高标准农田建设重大工程可行性研究报告.2011年；②中国科学院地理科学与资源研究所.中国农村空废及未利用土地整治与优化配置研究报告.2013年；③中国科学院地理科学与资源研究所.陕西省延安市治沟造地土地整治重大工程项目可行性研究报告.2013年；④陕西省土地工程建设集团，中国科学院地理科学与资源研究所.西安理工大学.毛乌素沙地砒砂岩固沙造田技术研究应用及其生态改善作用.2014年。