基于社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)理論的土地健康診治框架

李 卓 胡起源 韓文超 孫亞楠 查思含 王林林 郭文華 肖 飛 劉文超 孫丹峰*

(1.中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué) 土地科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，北京 100193； 2.自然資源部城市國(guó)土資源監(jiān)測(cè)與仿真重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣東 深圳 518034； 3.自然資源部信息中心，北京 100036)

在我國(guó)生態(tài)文明建設(shè)和自然資源部行使“兩統(tǒng)一”職責(zé)的背景下，土地系統(tǒng)健康運(yùn)行已成為研究土地資源價(jià)值和自然資源管理的熱點(diǎn)方向[1]。2020年1月，國(guó)家自然科學(xué)基金地理科學(xué)申請(qǐng)代碼將“土地科學(xué)”單獨(dú)列出并與自然資源合并，主要是因?yàn)橥恋乜茖W(xué)研究致力于探討人地關(guān)系地域系統(tǒng)的格局和變化規(guī)律[2]。土地具有資源和資產(chǎn)雙重屬性，是自然、經(jīng)濟(jì)與技術(shù)耦合形成的地域綜合體，蘊(yùn)含人、地關(guān)系[3]。土地由地球陸地表面一定立體空間內(nèi)的土壤、氣候、水文、地形地貌及動(dòng)植物等自然要素構(gòu)成，既是一個(gè)自然地理綜合體，又是與人類活動(dòng)相互作用、相互影響形成的自然經(jīng)濟(jì)綜合體[4]。因此，研究土地問(wèn)題不能孤立地將其作為陸地表面的物質(zhì)空間，而應(yīng)從系統(tǒng)的觀點(diǎn)將土地看作在人類活動(dòng)影響下生態(tài)系統(tǒng)長(zhǎng)期演化的結(jié)果。

土地健康等同于土地生態(tài)系統(tǒng)健康，各要素的健康是相互聯(lián)系的土地生態(tài)系統(tǒng)，具有穩(wěn)定性和自我恢復(fù)力等特征[4]。土地健康的科學(xué)內(nèi)涵從最初的“土地資源的可持續(xù)利用”、“人地共榮”[5]，已逐漸發(fā)展為“一個(gè)健康”、“山水林田湖草生命共同體”、“人地和諧發(fā)展”，并契合了“人與自然和諧共生”的新要求。已有土地科學(xué)研究表明土地系統(tǒng)具有如下特點(diǎn)：彈性、多態(tài)和難預(yù)測(cè)的本質(zhì)特征；層次網(wǎng)絡(luò)、自組織、遠(yuǎn)程耦合、非線性突變的各要素相互作用機(jī)理；土地利用與管理是耦合生態(tài)服務(wù)和社會(huì)決策(人類需求)的核心。土地系統(tǒng)作為一個(gè)復(fù)雜、開(kāi)放的有機(jī)系統(tǒng)，受人類社會(huì)與自然生態(tài)的層疊交互影響。因此，對(duì)單一系統(tǒng)觀念的健康評(píng)價(jià)已不符合生態(tài)文明建設(shè)的新需求。多層級(jí)社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)(Social-ecological systems, SESs)理論框架由資源系統(tǒng)、資源單位、治理系統(tǒng)、公眾4個(gè)核心子系統(tǒng)及其之間的互饋?zhàn)饔脴?gòu)成，具有很強(qiáng)的解釋、診斷并解決資源環(huán)境管理問(wèn)題的功能[6]。

CiteSpace是文獻(xiàn)計(jì)量分析的有力工具，可基于科學(xué)計(jì)量學(xué)(Scientometric)相關(guān)原理進(jìn)行科技文本挖掘及可視化[7]。科學(xué)知識(shí)圖譜(Mapping knowledge domains)能對(duì)文獻(xiàn)中科學(xué)知識(shí)的結(jié)構(gòu)、分布規(guī)律進(jìn)行多元、動(dòng)態(tài)表達(dá)，因此在文獻(xiàn)計(jì)量分析領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用[8]。目前關(guān)于土地健康診治框架的研究多側(cè)重于土地系統(tǒng)的狀態(tài)響應(yīng)評(píng)估，缺少不同子系統(tǒng)之間的交互影響過(guò)程分析。因此，基于上述土地健康概念內(nèi)涵的演化特征和新時(shí)代土地科學(xué)研究的需求趨勢(shì)，本研究擬以土地健康為研究對(duì)象，運(yùn)用CiteSpace文獻(xiàn)計(jì)量方法，對(duì)土地健康研究進(jìn)行知識(shí)圖譜分析，總結(jié)土地健康研究的總體特征，對(duì)土地健康的概念架構(gòu)和研究進(jìn)展進(jìn)行綜述，并立足于人地關(guān)系，基于SESs理論，通過(guò)對(duì)土地系統(tǒng)中各組分相互作用機(jī)理的認(rèn)識(shí)，構(gòu)建土地健康診治理論概念框架為土地健康風(fēng)險(xiǎn)的綜合診治提供思路。

1 土地健康的概念架構(gòu)與理論基礎(chǔ)

1.1 土地健康的概念與內(nèi)涵

“土地健康”(Land health)這一概念最早是由美國(guó)生態(tài)學(xué)家Aldo Leopld提出，旨在描述土地生態(tài)系統(tǒng)功能狀態(tài)是否紊亂(Dysfunction)[9]。健康的土地能被人類合理的開(kāi)發(fā)利用而其功能不會(huì)受到損害[10]。陳美球等[11-12]認(rèn)為“土地健康”這一概念的提出是擬人化的引用了人體健康的概念，即土地系統(tǒng)維持自身新陳代謝的一種狀態(tài)。土地生態(tài)系統(tǒng)受外界刺激時(shí)能發(fā)揮系統(tǒng)自身的抵抗力，對(duì)擾動(dòng)因素進(jìn)行緩和或中和，從而使有機(jī)生命體、土地系統(tǒng)以及無(wú)機(jī)環(huán)境之間的共生、互生、再生過(guò)程得以永續(xù)發(fā)展[4]。蔡為民等[13]認(rèn)為土地健康能滿足可持續(xù)性發(fā)展的需求，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、生態(tài)和諧統(tǒng)一。唐華俊等[14]認(rèn)為土地系統(tǒng)是典型的資源-環(huán)境-經(jīng)濟(jì)-社會(huì)復(fù)合系統(tǒng)，當(dāng)系統(tǒng)抵抗外界干擾時(shí)，保持其結(jié)構(gòu)和功能的恢復(fù)力越大，系統(tǒng)的健康狀況越好，因此系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能的健康構(gòu)成了土地系統(tǒng)健康的基石。劉黎明等[4]認(rèn)為土地健康是土地倫理觀反映的一種生態(tài)意義，表明了人類對(duì)土地的健康有一種責(zé)任。綜上，土地健康的內(nèi)涵一方面強(qiáng)調(diào)了土地利用系統(tǒng)自身的健康，即土地系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能的正常發(fā)揮；另一方面強(qiáng)調(diào)了健康的土地系統(tǒng)能滿足人類社會(huì)的生態(tài)、生產(chǎn)和生活需求。

土地系統(tǒng)是自然、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)三者復(fù)合而成的巨系統(tǒng)。因此，土地系統(tǒng)能否健康運(yùn)行，取決于各個(gè)子系統(tǒng)、要素之間是否能保持生態(tài)平衡和進(jìn)行良性循環(huán)。土地系統(tǒng)中的各個(gè)子系統(tǒng)是有機(jī)耦合的，突出了土地系統(tǒng)的各個(gè)子系統(tǒng)功能上的協(xié)同和互饋關(guān)系。因此，土地系統(tǒng)健康的評(píng)估或診斷應(yīng)注重系統(tǒng)的整體性和子系統(tǒng)間的耦合關(guān)系。土地生態(tài)系統(tǒng)新陳代謝狀態(tài)可作為土地健康的衡量指標(biāo)，主要表現(xiàn)在土地生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)平衡和良性循環(huán)。生態(tài)平衡中的“平衡”既可是系統(tǒng)輸入輸出的“平衡穩(wěn)態(tài)”，也可是不相等的耗散結(jié)構(gòu)[15]。同時(shí)，生態(tài)平衡在時(shí)空上的有序性和自組織的特點(diǎn)。土地生態(tài)系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)上的穩(wěn)定性是有序性的體現(xiàn)；而自組織則體現(xiàn)為系統(tǒng)抵抗外界干擾的能力。有序性以自組織力為目標(biāo)，自組織力又依賴于有序性，共同體現(xiàn)了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能的辯證統(tǒng)一。良性循環(huán)一方面指土地生態(tài)系統(tǒng)的光能利用率和能量轉(zhuǎn)化率穩(wěn)定提高；另一方面指系統(tǒng)對(duì)能量的輸出與投入的比率穩(wěn)定提高。實(shí)現(xiàn)良性循環(huán)是人類對(duì)土地資源利用的理想目標(biāo)。綜上所述，生態(tài)平衡和良性循環(huán)是土地生態(tài)系統(tǒng)良好新陳代謝的重要體現(xiàn)，亦是土地健康的科學(xué)內(nèi)涵。

1.2 土地健康的表現(xiàn)

人地共榮是土地利用倫理觀(Ethical land use)的一種反映[16]，亦是土地健康的重要表現(xiàn)。最早的土地利用倫理觀是討論土地資源利用中的自然保護(hù)問(wèn)題[17-18]。土地利用倫理觀的核心思想是人地共榮，即倡導(dǎo)人類開(kāi)發(fā)利用土地時(shí)充分尊重自然，協(xié)調(diào)人與人及人與自然間的關(guān)系[17]。實(shí)現(xiàn)人地關(guān)系共榮需要保持土地資源的生產(chǎn)性和景觀環(huán)境自身的恢復(fù)力，同時(shí)也是區(qū)域生態(tài)安全的重要內(nèi)容?；谕恋乩脗惱碛^，以人地共榮為目標(biāo)，要求人類最大化開(kāi)發(fā)土地資源價(jià)值時(shí)注重土地生態(tài)環(huán)境的保護(hù)，維持土地系統(tǒng)的新陳代謝功能，關(guān)注土地健康狀況。

土地資源的可持續(xù)利用是土地健康的內(nèi)在機(jī)理要求和價(jià)值所在。土地生態(tài)系統(tǒng)作為自然界的一個(gè)有機(jī)整體，具有客觀的發(fā)展規(guī)律。然而，土地作為人類的活動(dòng)基地，其資源價(jià)值通過(guò)人類的利用得以體現(xiàn)。因此，拋開(kāi)利用價(jià)值只追求土地系統(tǒng)的生態(tài)平衡，就失去了土地資源的可持續(xù)利用的真實(shí)意義。換言之，人類對(duì)土地資源的利用強(qiáng)度在系統(tǒng)自身的緩沖范圍內(nèi)，那么土地與有機(jī)生命體和無(wú)機(jī)環(huán)境之間的共生、互生、再生過(guò)程可得到持續(xù)發(fā)展，這種狀態(tài)就是土地生態(tài)系統(tǒng)健康[19]。從土地資源可持續(xù)利用的角度探討土地健康的外在表現(xiàn)主要有5個(gè)方面：生產(chǎn)性(生產(chǎn)服務(wù))、穩(wěn)定性(減少風(fēng)險(xiǎn))、抵抗性(防止資源退化)、可行性(具有經(jīng)濟(jì)活力)和承受性(社會(huì)可以承受)。

土地健康是基于土地生態(tài)系統(tǒng)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)知識(shí)的診治體系。人類社會(huì)的高質(zhì)量發(fā)展是土地健康管理的首要目標(biāo)。聯(lián)合國(guó)頒布的可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)有13項(xiàng)主題指標(biāo)是依靠土地資源提供生態(tài)服務(wù)設(shè)定的，這充分表明土地系統(tǒng)與社會(huì)經(jīng)濟(jì)的重要關(guān)系[1]。從我國(guó)國(guó)家自然科學(xué)基金地理科學(xué)申請(qǐng)代碼的調(diào)整同樣可知，是將土地科學(xué)向土地系統(tǒng)健康運(yùn)行途徑與社會(huì)工程技術(shù)研究方向引領(lǐng)[2]。作用于土地生態(tài)系統(tǒng)的社會(huì)因素通過(guò)土地系統(tǒng)的運(yùn)行環(huán)境發(fā)揮作用。當(dāng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)知識(shí)與土地生態(tài)系統(tǒng)相互交織、滲透、融合后，即當(dāng)作用于土地利用系統(tǒng)中的社會(huì)經(jīng)濟(jì)知識(shí)固化為系統(tǒng)的有效組分后，土地系統(tǒng)則為人類提供物質(zhì)生產(chǎn)和社會(huì)服務(wù)。因此，土地的健康發(fā)展是社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)的綜合診治的判斷依據(jù)。

1.3 土地健康的診治方法和指標(biāo)體系

土地健康診治的本質(zhì)是一種健康評(píng)價(jià)，是土地系統(tǒng)滿足人類社會(huì)需求，同時(shí)保持自身結(jié)構(gòu)、功能的一種狀態(tài)[20-21]。診治的目的是對(duì)外界干擾因素導(dǎo)致的土地系統(tǒng)損壞或退化的預(yù)警，避免非可逆的變化，為土地資源管理者提供決策依據(jù)[18]。目前的土地健康診治的方法，已從定性分析、定量分析向綜合分析轉(zhuǎn)變，從單一要素向多要素、多系統(tǒng)發(fā)展[21]。主流的土地健康診治方法主要有土地健康位理論、PSR模型、模糊綜合評(píng)價(jià)法、TOPSIS法、物元分析法等[22-25]。這些方法都是將土地系統(tǒng)看作資源-經(jīng)濟(jì)-環(huán)境-社會(huì)復(fù)合系統(tǒng)，對(duì)其進(jìn)行結(jié)構(gòu)、功能和效益的健康評(píng)估。土地系統(tǒng)健康診斷指標(biāo)體系的構(gòu)建也多跨學(xué)科、多領(lǐng)域。土地健康診治框架指標(biāo)的篩選基本遵循以下3點(diǎn)：1)指標(biāo)體系的構(gòu)建能基本反映土地系統(tǒng)的健康狀況；2)能監(jiān)測(cè)土地系統(tǒng)健康的脅迫因子，服務(wù)于健康變化的歸因分析；3)能為決策者提供相關(guān)適應(yīng)性管理建議。因此，土地健康診治框架指標(biāo)的篩選應(yīng)首先注重土地系統(tǒng)中各個(gè)子系統(tǒng)之間的相互關(guān)聯(lián)和影響，即具有綜合性；同時(shí)應(yīng)注重指標(biāo)在不同空間尺度中的適合性和指標(biāo)范疇；另外，指標(biāo)體系應(yīng)盡量簡(jiǎn)明、具有可操作性，能保障土地健康診斷的實(shí)施。綜上，基于土地系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)指標(biāo)、功能指標(biāo)和效益指標(biāo)，構(gòu)建土地健康診治的指標(biāo)框架如表1所示。

土地健康診治框架在不同區(qū)域、不同尺度得到了廣泛應(yīng)用，并取得了重要的研究成果。雖然基于土地健康位理論、PSR模型等方法的土地健康診治框架綜合考慮了土地系統(tǒng)在社會(huì)、生態(tài)、經(jīng)濟(jì)等多方面的狀態(tài)響應(yīng)，但對(duì)不同子系統(tǒng)之間的交互影響過(guò)程的關(guān)注不夠充分。政府和決策者剖析各方利益博弈，使自然資源的管理達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)，在土地系統(tǒng)健康診治框架中具有重要作用。上述的土地健康診治框架，局限于只將管理部門這一子系統(tǒng)簡(jiǎn)單的作為一個(gè)指標(biāo)置于指標(biāo)層中。將人類作為管理者納入整個(gè)系統(tǒng)中，形成一個(gè)受到自身和外界干擾與驅(qū)動(dòng)影響的多維耦合互動(dòng)的有機(jī)體，是土地健康診治框架構(gòu)建的關(guān)鍵之一。

表1 土地健康診治的指標(biāo)框架Table 1 Diagnostic framework of land health index

2 土地健康診治國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展

本研究對(duì)Web of Science核心合集及CNKI(知網(wǎng))學(xué)術(shù)文獻(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索，對(duì)國(guó)內(nèi)外土地健康相關(guān)文獻(xiàn)進(jìn)行計(jì)量統(tǒng)計(jì)分析。檢索時(shí)間范圍為2001—2020年，主題詞為“土地健康”、Land health，共檢索到682條記錄。剔除重復(fù)及與研究主題相關(guān)性不大的文獻(xiàn)后，獲取文獻(xiàn)540篇，其中Web of Science收錄的文獻(xiàn)417篇，CNKI收錄的文獻(xiàn)123篇。

2.1 總體研究概況

數(shù)據(jù)庫(kù)檢索分析報(bào)告表明，近20年來(lái)有關(guān)“土地健康”的中、英文文獻(xiàn)都有增加的趨勢(shì)(圖1和2)。從發(fā)展態(tài)勢(shì)可以看出，土地健康相關(guān)研究論文的數(shù)量還將進(jìn)一步持續(xù)增長(zhǎng)。對(duì)比國(guó)內(nèi)土地健康研究發(fā)現(xiàn)，國(guó)際上對(duì)土地健康的研究相對(duì)較早，且更加重視該領(lǐng)域的研究。國(guó)內(nèi)土地健康研究可以劃分為2個(gè)發(fā)展階段：1)起步階段：2000—2007年，8年間研究文獻(xiàn)共15篇，占文獻(xiàn)總量的12.2%；2)加速發(fā)展階段。2008—2020年，相關(guān)研究逐漸增多，達(dá)108篇，占文獻(xiàn)總量的87.8%。國(guó)內(nèi)土地健康研究雖然起步較晚，但隨著生態(tài)文明建設(shè)的推進(jìn)，勢(shì)必會(huì)越來(lái)越受到學(xué)者的關(guān)注和重視。

2.2 土地健康研究的知識(shí)圖譜分析

2.2.1關(guān)鍵詞共現(xiàn)分析

關(guān)鍵詞的出現(xiàn)頻率可以有效反映相關(guān)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。使用CiteSpace對(duì)文獻(xiàn)的關(guān)鍵詞進(jìn)行分析，設(shè)置時(shí)間跨度為2001—2020年，單個(gè)時(shí)間分區(qū)長(zhǎng)度為1a，節(jié)點(diǎn)類型選擇關(guān)鍵詞，提取每個(gè)時(shí)區(qū)中被引頻次最高的50個(gè)關(guān)鍵詞，采用最小生成樹(shù)法，生成關(guān)鍵詞圖譜(圖3和4)。圖譜中字體大小、節(jié)點(diǎn)大小與其出現(xiàn)頻率有關(guān)，連接線的稠密代表關(guān)聯(lián)性的強(qiáng)弱。結(jié)果表明：國(guó)內(nèi)外土地健康研究的側(cè)重點(diǎn)不同。中文文獻(xiàn)中“PSR模型”和“土地利用系統(tǒng)”

圖1 2001—2020年土地健康中文文獻(xiàn)刊文量年度分布Fig.1 Number of published Chinese papers on land health from 2001 to 2020

圖2 2001—2020年土地健康外文文獻(xiàn)刊文量年度分布Fig.2 Number of published foreign language papers on land health from 2001 to 2020

是網(wǎng)絡(luò)中最大的2個(gè)節(jié)點(diǎn)，出現(xiàn)頻次均達(dá)到19次；其次為“土地健康”、“土地利用”、“健康評(píng)價(jià)”和“土地生態(tài)系統(tǒng)健康”等，出現(xiàn)頻次均在10次以上。外文文獻(xiàn)中“Land use”和“Urbanization impact”是網(wǎng)絡(luò)中最大的2個(gè)節(jié)點(diǎn)，其次“Soil”、“Pollution”、“Physical activity”、“Public health”和“China”等出現(xiàn)頻次也較高。

2.2.2關(guān)鍵詞突變性分析

利用CiteSpace軟件的“Burstness”功能來(lái)識(shí)別突變性關(guān)鍵詞，即在某一時(shí)段內(nèi)出現(xiàn)頻次發(fā)生較大變化的關(guān)鍵詞，以了解研究熱點(diǎn)的動(dòng)態(tài)變化過(guò)程。與國(guó)內(nèi)學(xué)者更加注重土地系統(tǒng)的綜合研究不同，國(guó)際上的研究?jī)?nèi)容更加多元化。中文文獻(xiàn)突變性關(guān)鍵詞分析表明(表2)，2001—2020年突發(fā)強(qiáng)度最大的3個(gè)關(guān)鍵詞為土地生態(tài)系統(tǒng)(2.82)、土地健康(2.50)和土地健康評(píng)價(jià)(1.88)。從突發(fā)起始時(shí)間關(guān)鍵詞的排序來(lái)看，不同時(shí)期土地健康領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)發(fā)生了顯著的變化。前期研究主要以土地健康理論探討為主，包括土地生態(tài)系統(tǒng)、土地健康和土地生態(tài)系統(tǒng)健康等關(guān)鍵詞。2008年之后側(cè)重土地健康的實(shí)證研究，主要集中在農(nóng)業(yè)系統(tǒng)的土地健康評(píng)價(jià)及評(píng)價(jià)方法體系構(gòu)建，包含作物、土地健康利用、熵權(quán)法和PSR模型等關(guān)鍵詞。

圖3 中文文獻(xiàn)中土地健康研究關(guān)鍵詞共現(xiàn)圖譜Fig.3 Keywords coexistence network of land health research in Chinese papers

外文文獻(xiàn)分析結(jié)果表明(表3)：2001—2020年突發(fā)強(qiáng)度最大的3個(gè)關(guān)鍵詞為Mortality(3.95)、Climate change(3.57)、Exposure(3.55)；按照突發(fā)起始時(shí)間對(duì)關(guān)鍵詞排序，近10年來(lái)突發(fā)強(qiáng)度較大的關(guān)鍵詞為Climate change(3.57)、Built environment(2.71)、Quality(2.26)、Organic matter(2.13)。從2006年起，不斷暴露的土地健康問(wèn)題成為國(guó)際社會(huì)關(guān)注的焦點(diǎn)。隨后開(kāi)始探討土地健康的影響因素及其潛在風(fēng)險(xiǎn)，重點(diǎn)關(guān)注人類活動(dòng)及氣候變化。近5年則側(cè)重土地系統(tǒng)中子要素的定向診治和具體實(shí)現(xiàn)路徑，包括土壤污染和土壤有機(jī)質(zhì)的治理路徑和方法。

圖4 外文文獻(xiàn)中土地健康研究關(guān)鍵詞共現(xiàn)圖譜Fig.4 Keywords coexistence network of land health research in foreign language papers

表2 中文文獻(xiàn)中土地健康研究突變性關(guān)鍵詞Table 2 Keywords burst detection of land health research in Chinese papers

表2(續(xù))

表3 外文文獻(xiàn)中土地健康研究突變性關(guān)鍵詞Table 3 Keywords burst detection of land health research in foreign papers

3 基于社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)理論的土地健康診治框架

3.1 社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)理論

社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)理論是由諾貝爾經(jīng)濟(jì)學(xué)獎(jiǎng)獲得者Ostrom[27]于2007年提出的，主要用于解決自然資源管理問(wèn)題。SESs理論源于對(duì)公共事務(wù)治理的政治經(jīng)濟(jì)學(xué)研究，核心思想在于自然資源的合理利用，避免公地悲劇的發(fā)生。同時(shí)，該理論深入剖析各方利益博弈，充分認(rèn)識(shí)政府在其中扮演的角色，旨在使自然資源的管理達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡的狀態(tài)[28]。如圖5所示，SESs分析框架結(jié)構(gòu)由資源系統(tǒng)(Resource systems)、資源單元(Resource units)、治理系統(tǒng)(Governance systems)、公眾(Users)4個(gè)核心子系統(tǒng)及其在社會(huì)系統(tǒng)(Social systems)和生態(tài)系統(tǒng)(Ecosystems)2個(gè)宏觀背景下進(jìn)行的互饋?zhàn)饔?Interactions)和產(chǎn)出結(jié)果(Outcomes)構(gòu)成[29]。該框架囊括了人類經(jīng)濟(jì)社會(huì)和生態(tài)系統(tǒng)交互過(guò)程中涉及的所有資源，組成一個(gè)非線性、動(dòng)態(tài)性、復(fù)雜性、多尺度交互自適應(yīng)系統(tǒng)，在內(nèi)涵上強(qiáng)調(diào)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)對(duì)人類福祉(Human outcomes/well-being)的影響[30]。上述SESs理論將社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)與自然生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行有機(jī)整合，并把人類作為管理者納入整個(gè)系統(tǒng)中，形成一個(gè)受到自身和外界干擾與驅(qū)動(dòng)影響的多維耦合互動(dòng)的有機(jī)體[31]。

圖5 社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)(SESs)分析框架結(jié)構(gòu)Fig.5 Structure framework of the social-ecological systems

對(duì)于土地系統(tǒng)而言，資源系統(tǒng)指土地資源系統(tǒng)是從土地所具有的資源利用價(jià)值角度來(lái)闡述的含義，即一定條件下可以被人類利用的土地系統(tǒng)，具有資源和資產(chǎn)特性。資源單元從屬于資源系統(tǒng)，由地球陸地表面一定立體空間的氣候、地質(zhì)、地貌、水文、土壤、生物等自然要素組成。治理系統(tǒng)又可稱為管控系統(tǒng)，指與土地資源管理的相關(guān)政策制度法規(guī)。公眾是社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)的利益相關(guān)者，治理系統(tǒng)制定的政策和規(guī)劃的受體，具有數(shù)量、社會(huì)經(jīng)濟(jì)、社會(huì)資本運(yùn)行能力、認(rèn)知水平等特征。資源系統(tǒng)與治理系統(tǒng)是土地系統(tǒng)重點(diǎn)行動(dòng)場(chǎng)景的背景條件，資源單元作為載體輸入其中，而公眾作為參與者直接定義了各個(gè)子系統(tǒng)之間的交互結(jié)果的成效。上述SESs框架中的8個(gè)廣義變量中的每一個(gè)都可被分解到多個(gè)概念層次中以形成二級(jí)變量。二級(jí)變量的構(gòu)建和應(yīng)用取決于具體經(jīng)驗(yàn)或政策問(wèn)題，即特定的問(wèn)題和目標(biāo)導(dǎo)向決定了一個(gè)或多個(gè)層次的幾個(gè)變量的特定組合。針對(duì)土地健康診治問(wèn)題，表4盡可能詳盡列舉了二級(jí)變量供相關(guān)學(xué)者參考使用。二級(jí)變量的設(shè)定可靈活融合已有土地健康診治指標(biāo)(表1)，同時(shí)立足于人地關(guān)系，考慮了不同子系統(tǒng)之間的交互影響過(guò)程，發(fā)揮多層級(jí)社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)互饋?zhàn)饔藐P(guān)系。公眾和治理系統(tǒng)在診治分析框架中增強(qiáng)了社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)交互成效，突出了土地系統(tǒng)作為一個(gè)復(fù)雜開(kāi)放的有機(jī)系統(tǒng)，受人類社會(huì)與自然生態(tài)的層疊交互影響的特征。

3.2 土地健康診治概念框架

圖6展示了土地健康診治框架的結(jié)構(gòu)組成，包括外部驅(qū)動(dòng)、內(nèi)生驅(qū)動(dòng)和系統(tǒng)表征3部分。針對(duì)區(qū)域土地健康的診斷與風(fēng)險(xiǎn)管理，系統(tǒng)外部驅(qū)動(dòng)力和系統(tǒng)表征是綜合框架分析的重要環(huán)節(jié)。區(qū)域尺度中，外部驅(qū)動(dòng)位于系統(tǒng)的最高層次，主要通過(guò)社會(huì)經(jīng)濟(jì)、政治背景等途徑直接或間接影響宏觀大背景下的社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)和土地利用系統(tǒng)，例如能源與農(nóng)產(chǎn)品的進(jìn)出口，碳排放等。內(nèi)生驅(qū)動(dòng)主要是依據(jù)SESs框架概念構(gòu)建的社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)，另外，本研究將壓力-脈沖動(dòng)態(tài)(Press-pulse dynamics)框架的核心思想融入其中。如圖7所示，土地健康診治框架的內(nèi)生驅(qū)動(dòng)主要分為生態(tài)系統(tǒng)子模塊(右側(cè)綠框)和社會(huì)系統(tǒng)子模塊(左側(cè)藍(lán)框)，生態(tài)系統(tǒng)模塊依托傳統(tǒng)的土地生態(tài)系統(tǒng)基本特征構(gòu)建，社會(huì)系統(tǒng)模塊為人類層面的環(huán)境變化，兩者通過(guò)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)(底部紅框)和由人類活動(dòng)造成的壓力和脈沖事件(中部黃框)連接。H1-H6為各個(gè)部分連接的過(guò)程假設(shè)：H1指的是長(zhǎng)期的壓力影響和短期的脈沖擾動(dòng)相互作用，改變了土地生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能；H2表示土地生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能的相適應(yīng)；H3代表改變土地生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能會(huì)對(duì)大多數(shù)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)產(chǎn)生負(fù)面影響；H4指的是土地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的改變影響了人類福祉；H5特指人類福祉的變化會(huì)影響人類的行為和活動(dòng)；H6表示可預(yù)測(cè)和不可預(yù)測(cè)的人類活動(dòng)會(huì)影響整個(gè)土地生態(tài)系統(tǒng)中壓力和脈沖事件發(fā)生的頻率、幅度或形式?？偟膩?lái)說(shuō)，生態(tài)系統(tǒng)模塊和社會(huì)系統(tǒng)模板適應(yīng)于多學(xué)科研究，可被作為子系統(tǒng)或子模塊集成到更大的研究框架中。本質(zhì)上，該概念模型的假設(shè)是建立于連續(xù)循環(huán)的人類決策上的，通過(guò)壓力事件的強(qiáng)度和脈沖事件的頻率、強(qiáng)度和規(guī)模的變化來(lái)影響生態(tài)系統(tǒng)?？傮w而言，壓力和脈沖事件的動(dòng)態(tài)變化對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)具有可量化的影響，而這些生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的變化又會(huì)反過(guò)來(lái)改變?nèi)祟惖幕顒?dòng)和福祉。

表4 基于SESs土地健康診治框架的二級(jí)變量Table 4 Second-tier variables in diagnostic framework for land health based on SESs

圖6 土地健康診治概念框架的結(jié)構(gòu)組成Fig.6 Framework structure of the diagnostic framework for land health

圖7 土地健康診治框架的內(nèi)生驅(qū)動(dòng)Fig.7 Internal drive subsystem of diagnostic framework for land health

土地系統(tǒng)健康面臨著自然災(zāi)害和人為干擾的雙重壓力。雖然干旱、洪澇、地震等自然災(zāi)害會(huì)危害土地系統(tǒng)健康，但人類不可持續(xù)的土地利用方式是當(dāng)下最為主要影響因素[22]。鑒于人類活動(dòng)影響土地系統(tǒng)健康的廣度和程度遠(yuǎn)比自然因素嚴(yán)重，所以大多研究聚焦于人類活動(dòng)主導(dǎo)下土地系統(tǒng)利用與土地健康狀況的因果關(guān)系。因此，這里僅探討不合理的人類活動(dòng)對(duì)土地健康的影響。引起土地系統(tǒng)健康惡化的壓力源可分為3類，即人口活動(dòng)水平、社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展壓力、土地利用強(qiáng)度[22]。影響人口活動(dòng)水平主要有人口密度和人口自然增長(zhǎng)率。社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展壓力主要取決于城市化水平、GDP增長(zhǎng)率和固定資產(chǎn)投資增長(zhǎng)率。土地利用強(qiáng)度則主要受土地墾殖率、土地利用率以及建設(shè)用地比例影響。土地系統(tǒng)健康是一種相對(duì)平衡的狀態(tài)，當(dāng)某一或某些干擾因素打破了這種狀態(tài)時(shí)，土地系統(tǒng)健康會(huì)迅速惡化。另外，相同的土地利用方式或強(qiáng)度對(duì)不同特征的土地健康影響也具有典型的差異性。所以，土地系統(tǒng)健康的壓力源或風(fēng)險(xiǎn)是具有時(shí)效性和空間差異性的，這也導(dǎo)致了診斷土地健康問(wèn)題的復(fù)雜性。

在“一個(gè)健康”“山水林田湖草生命共同體”“人地和諧發(fā)展”等原則的指導(dǎo)下，土地健康的診治要兼顧土地生態(tài)系統(tǒng)中的各個(gè)要素及部門，通過(guò)現(xiàn)狀調(diào)查、制定規(guī)則、設(shè)計(jì)方案等步驟對(duì)區(qū)域土地健康進(jìn)行整體保護(hù)和綜合治理，提高土地生態(tài)系統(tǒng)的彈性(Resilience)和內(nèi)穩(wěn)定性(Homeostasis)，同時(shí)加強(qiáng)人類社會(huì)與土地生態(tài)系統(tǒng)的協(xié)調(diào)性、互助性。土地健康的診治流程可簡(jiǎn)單概況為關(guān)鍵問(wèn)題的識(shí)別、影響因素分析、設(shè)定行動(dòng)情景、評(píng)估診治結(jié)果4個(gè)步驟?；谏衔牡耐恋亟】翟\治框架，將4個(gè)步驟具體展開(kāi)：1)關(guān)鍵問(wèn)題的識(shí)別不再是孤立的看待問(wèn)題本身，而應(yīng)綜合考量問(wèn)題的區(qū)位、起因以及相關(guān)利益群體。例如，土壤污染或水質(zhì)問(wèn)題，不能只單獨(dú)考慮土壤和水體本身，而應(yīng)將周圍城市、農(nóng)業(yè)、工業(yè)以及水土之間的污染傳遞納入其中。這就要求土地健康診治的參與者應(yīng)是一個(gè)多學(xué)科的專家團(tuán)隊(duì)，能從多個(gè)角度分析不同維度相關(guān)驅(qū)動(dòng)因素和利益主體，并根據(jù)框架中的二級(jí)變量(表4)制定相應(yīng)的評(píng)估準(zhǔn)則進(jìn)而進(jìn)行科學(xué)診斷；2)土地健康影響因素的分析細(xì)化為生態(tài)系統(tǒng)模塊和社會(huì)系統(tǒng)模塊兩個(gè)部分討論。其中，生態(tài)系統(tǒng)的影響因素主要集中于土壤環(huán)境、水環(huán)境、空氣環(huán)境、生物資源等要素?？諝猸h(huán)境主要受周邊產(chǎn)業(yè)布局和污染物的排放影響，而水土環(huán)境還易受農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式的影響。以動(dòng)植物和微生物為主的生物資源則易受到不同程度的人類活動(dòng)和環(huán)境狀況干擾。社會(huì)系統(tǒng)的主要分析對(duì)象是經(jīng)濟(jì)政治狀況和治理體系。人口、產(chǎn)業(yè)、基礎(chǔ)設(shè)施、政治文化的變化會(huì)對(duì)區(qū)域土地生態(tài)系統(tǒng)造成直接影響。例如，激增的人口加重了土地資源承載力的負(fù)擔(dān)，產(chǎn)業(yè)和基礎(chǔ)設(shè)施誘導(dǎo)的污染物排放增加了對(duì)環(huán)境健康的風(fēng)險(xiǎn)。3)行動(dòng)情景的設(shè)計(jì)應(yīng)在不同尺度具有不同的側(cè)重點(diǎn)。宏觀尺度以提高區(qū)域社會(huì)-經(jīng)濟(jì)-生態(tài)的綜合效益為主，可基于區(qū)域生態(tài)保護(hù)分區(qū)識(shí)別出最具有生態(tài)安全優(yōu)先級(jí)和社會(huì)價(jià)值的重點(diǎn)區(qū)域。中觀尺度重點(diǎn)關(guān)注社會(huì)和生態(tài)的綜合效益，主要通過(guò)已部署的保護(hù)修復(fù)工程達(dá)成土地系統(tǒng)的保護(hù)和修復(fù)的目的。微觀尺度更注重生態(tài)效益，針對(duì)每個(gè)土地整治工程進(jìn)行問(wèn)題識(shí)別和影響因素分析，制定方案。3個(gè)尺度的行動(dòng)情景設(shè)計(jì)應(yīng)同步進(jìn)行，使土地健康的診治形成一個(gè)具有動(dòng)態(tài)反饋的閉合環(huán)。4)效果評(píng)估應(yīng)從社會(huì)經(jīng)濟(jì)和生態(tài)環(huán)境兩個(gè)層次開(kāi)展，評(píng)估指標(biāo)可整合土地健康診治框架中的二級(jí)變量形成以主要參與者、社會(huì)經(jīng)濟(jì)背景、潛在污染源等為主導(dǎo)的社會(huì)系統(tǒng)評(píng)估體系，和以生態(tài)、農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)效益等體現(xiàn)可持續(xù)性的生態(tài)系統(tǒng)評(píng)估體系。同時(shí)，以突出社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)協(xié)調(diào)發(fā)展為理念，進(jìn)行兩個(gè)體系的耦合程度測(cè)算。

4 討論與結(jié)論

本研究基于CiteSpace的文獻(xiàn)計(jì)量分析，分別以“土地健康”和“Land health”為關(guān)鍵詞檢索了CNKI(知網(wǎng))學(xué)術(shù)文獻(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)和Web of Science核心合集數(shù)據(jù)庫(kù)，對(duì)梳理得到的540篇文獻(xiàn)進(jìn)行知識(shí)圖譜分析，總結(jié)了土地健康研究的總體特征，并立足于人地關(guān)系，借鑒社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)理論思想，同時(shí)融入壓力-脈沖動(dòng)態(tài)研究思路構(gòu)建了土地健康診治框架。主要結(jié)論如下：

1)土地健康概念內(nèi)涵的發(fā)展契合了人與自然和諧共生的理念，并引導(dǎo)土地資源的保護(hù)從被動(dòng)修復(fù)向主動(dòng)預(yù)防轉(zhuǎn)變。健康的土地應(yīng)是土地生態(tài)系統(tǒng)全要素及其要素間互動(dòng)互饋的健康，其中以生態(tài)平衡和良性循環(huán)為主要特征的新陳代謝狀態(tài)是土地健康的重要體現(xiàn)之一。

2)2001—2020年，國(guó)內(nèi)外對(duì)土地健康的研究持續(xù)增加，但側(cè)重點(diǎn)不同。國(guó)內(nèi)學(xué)者主要從土地利用角度對(duì)土地健康的概念、機(jī)理和評(píng)估方法展開(kāi)研究。關(guān)鍵詞突變性分析表明，2008年后土地健康的研究重心由理論層面的探討轉(zhuǎn)變?yōu)閷?shí)證研究。外文文獻(xiàn)中土地利用(Land use)和城市化影響(Urbanization impact)是土地健康研究中的出現(xiàn)頻次最高的關(guān)鍵詞，致病性(Mortality)和氣候變化(Climate change)主導(dǎo)了后續(xù)研究重心的轉(zhuǎn)變。

3)基于社會(huì)-生態(tài)系統(tǒng)理論的土地健康診治框架為土地系統(tǒng)健康運(yùn)行提供了一種評(píng)價(jià)思路。它將社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)與土地生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行有機(jī)整合，并把人類作為管理者納入，形成一個(gè)受到自身和外界干擾與驅(qū)動(dòng)影響的多維耦合互動(dòng)的有機(jī)體。該診治框架由外部驅(qū)動(dòng)、內(nèi)生驅(qū)動(dòng)和系統(tǒng)表征3部分構(gòu)成，以關(guān)鍵問(wèn)題的識(shí)別、影響因素分析、設(shè)定行動(dòng)情景、評(píng)估診斷結(jié)果4個(gè)步驟完成完整的解決問(wèn)題策略。

本研究構(gòu)建的土地健康診治框架可為人地關(guān)系研究提供基礎(chǔ)依據(jù)。本研究雖然詳細(xì)闡述了各個(gè)子系統(tǒng)間的關(guān)聯(lián)依據(jù)并初步構(gòu)建了二級(jí)變量，但基于土地系統(tǒng)內(nèi)在的復(fù)雜性和不確定性，以及“連續(xù)又間斷”的多時(shí)空特征和“變又不變”的臨近態(tài)空間，因此對(duì)特定土地問(wèn)題導(dǎo)向的二級(jí)變量的取舍，有待進(jìn)一步研究。另外，該診治框架是基于理論概念層次的新創(chuàng)，后續(xù)的應(yīng)用研究應(yīng)是重點(diǎn)。