过去千年中国耕地网格化重建与时空特征分析

作     者：何凡能 杨帆 赵彩杉 李士成 李美娇 He F;Yang F;Zhao C;Li S;Li M

作者机构：中国科学院地理科学与资源研究所中国科学院陆地表层格局与模拟重点实验室北京100101 河南大学黄河文明与可持续发展研究中心暨黄河文明省部共建协同创新中心开封475001 中国科学院大学北京100049 中国地质大学(武汉)公共管理学院武汉430074 山西财经大学资源环境学院太原030006 

出 版 物：《中国科学：地球科学》 (Scientia Sinica(Terrae))

年 卷 期：2023年第53卷第1期

页      面：115-131页

核心收录：

学科分类：12[管理学] 1204[管理学-公共管理] 082803[工学-农业生物环境与能源工程] 082802[工学-农业水土工程] 08[工学] 0828[工学-农业工程] 09[农学] 0903[农学-农业资源与环境] 120405[管理学-土地资源管理] 

基　　金：国家重点研发计划项目(编号:2017YFA0603304) 中国科学院战略性先导科技专项项目(编号:XDA19040101)资助 

主　　题：土地利用与覆被变化 历史耕地 网格化重建 中国 过去千年 

摘      要：重建具有“定时、定量、定位属性的历史土地利用/覆被变化(LUCC)数据,不仅是长时间尺度气候变化与生态效应等模拟研究的重要需求,而且是深化理解人类土地利用活动改变地表景观过程和机理的科学基础.本文利用已重建的宋辽金以来的耕地面积数据,通过对历史疆域与政区的协同,建立了一套基于现今国境、以省区为载体的千年耕地序列;并遴选海拔高度、地面坡度、气候生产潜力和土壤质地等因子,构建了土地宜垦性评估模型和耕地网格化分配模型,重建了北宋以来24个时点、10km分辨率的网格化耕地数据,再现了过去千年中国耕地分布的时空演变特征.结果表明:(1)过去千年中国耕地面积呈波动性增长的态势,大致经历了平稳波动(1000~1290年)、缓慢增长(1290~1661年)和快速增长(1661~1999年)三个阶段;耕地总量由1000年的5.57亿亩增至1999年的19.38亿亩,峰值(1980年)达20.25亿亩.(2)近千年中国土地垦殖呈现以黄河中下游、长江中下游等地区为中心,向周边丘陵山地乃至边疆地区拓展的态势;黄河中下游与长江中下游地区垦殖率分别增长了约1.4倍和0.8倍.(3)清中期以降,西南、东北等地区相继得到大规模开垦,垦殖率分别从1661年的2.13%、0.55%增至1999年的18.00%、26.61%;丘陵山地也得以拓垦,相较于1661年, 1999年分布于丘陵低山和中高山的耕地占比分别增加了55%和27%.(4)可靠性定量评估结果显示,差异绝对值小于10%的网格占比高达70.35%,而大于60%的网格占比仅为0.83%;表明重建方法具有较好的可行性,其结果能客观再现历史耕地的空间分布格局.