干旱区土地利用的自适应机制、实证模拟与政策调控

Land resources use in an arid environment is one of the most important direction under land management research. In the process of land use, the conflict of interest between different departments and the difficulty in quantitative evaluation of policy effects, objective and subjective complexity of land resource have cause the attention of human community to manage land resource through appropriate policies and regulations. Due to shortage of water resources in arid area, therefore, how to get a deeper understanding of adaptive mechanisms between economic development and environmental protection, is need to be solved as an urgent scientific issue. In this study, Ejina in northern Inner Mongolia are considered to be excellent archives that monitor land use changes. The structure of "adaptive mechanism-empirical simulation-policy regulation" has been put forward in this study. We are proposing the complex adaptive system, as well as Taiji-Tire framework and pendulum swing theory to explore the adaptive feedback mechanism of coupling and conflict between government, economy, environment and farmers. Empirical simulation is conducted with Java in Recursive Porous Agent Simulation Toolkit (Repast) based on spatiotemporal geography data. Through the comprehensive prescription and quantification of land use-related policies in the study area from 1962 to 2012, we conduct simulation scenarios to compare the effect of policy regulation in the process of land use via socio-economic and environmental sustainable development. This study aims to provide preliminary ideas for optimizing the policy formulation under the land transformation and achieve adaptive management in the process of matching environmental economic development in arid area.

干旱区土地利用是土地管理研究的重要内容之一。由于土地利用不同部门之间利益冲突以及定量评估政策效果的困难，造成土地管理具有客观和主观上的复杂性。干旱地区由于受到水资源约束，探求其土地利用与经济发展、环境保护相适应的机制尤为迫切。本研究拟以中国内蒙古额济纳旗为例，以干旱区土地利用“自适应机制—实证模拟—政策调控”为主线，根据复杂适应系统理论、“太极轮”理论和“钟摆”理论，探讨土地利用中政府、经济、环境、农户等主体之间耦合和冲突的自适应机制。结合时空地理数据在Repast平台上进行土地复杂系统适应性仿真模拟和实证检验。通过对研究区1962年—2012年50年时间尺度的土地利用相关政策综合梳理和定量化，开展多情景模拟实验，从经济和环境相适应的角度比较不同政策调控对土地利用的效果。旨在为优化土地利用转型下的政策制定，实现干旱区土地利用和环境经济发展相适应提供科学依据和初步思路。

干旱区土地利用一直是全球变化研究的重要内容之一。土地利用变化受到自然和人为因素的影响，其中土地利用政策的实施是人为因素中的关键因素，深入研究政策调控的影响尤为必要。本研究以中国内蒙古额济纳为例，探讨政策影响下的土地利用和管理，旨在为干旱区土地政策制定和人地关系可持续发展提供科学依据和初步思路。本项目的主要研究内容如下：（1）土地利用变化及时空特征分析。研究表明，自然绿洲在1962-1992年间呈现增加的趋势，1992-2012年间则大面积减少，生态破坏严重。其中耕地面积的增加幅度最大，林地和草地变化不明显，水域面积减少。这种土地利用的变化使额济纳旗地区面临更大的生态压力。（2）引入敏感度的概念，阐明干旱区土地关系的历史演变和机理。研究表明，额济纳旗在过去的五十年内，其社会敏感度有一定的波动。额济纳旗地区的农田规模与经济增长之间的长期关系显示出经济结构从农业为主向非农业占主导地位的演变格局，农业扩张和整体经济之间的关系呈正相关，环境资源的问题也在这个过程中经常出现。当社会敏感度大于0且呈现增加趋势时，则需要更多的选择优先保护水资源的政策用来维持区域环境可持续发展；当社会敏感度呈下降趋势时，则可以选择优先贯彻土地利用政策用于发展生产和经济增长的需要。在未来的发展过程中，为了实现政策选择行为的有效性，有必要通过水土政策的合理组合，针对社会敏感度的变化而做出相应的政策选择来保护环境。（3）结合时空地理数据开展人地系统的实证模拟和土地政策绩效评估。开展多情景模拟实验，比较不同类型政策实施对耕地和水域变化的影响。结果表明，在土地利用政策制定过程中，需要充分研究不同类型土地利用政策的协同组合应用。在制定具体的土地调控政策时，要持续贯彻土地制度体系的目的，体现区域发展和环境保护相结合。