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土地是人類生存的基本保障，是人類與自然環(huán)境之間的基本聯(lián)系，是糧食安全、經(jīng)濟(jì)安全與生態(tài)安全的物質(zhì)基礎(chǔ)。不論是系統(tǒng)保護(hù)修復(fù)土地生態(tài)系統(tǒng)，還是堅(jiān)守耕地紅線、維護(hù)國(guó)家糧食安全，都離不開(kāi)科學(xué)高效的國(guó)土空間治理與土地資源利用。

目前，我國(guó)依據(jù)《全國(guó)重要生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)和修復(fù)重大工程總體規(guī)劃（2021—2035年）》，正在組織實(shí)施一批山水林田湖草生態(tài)保護(hù)修復(fù)工程。這些工程，個(gè)個(gè)都是數(shù)十億甚至上百億元的國(guó)家重量級(jí)保護(hù)修復(fù)實(shí)踐項(xiàng)目，面對(duì)的治理對(duì)象常常是跨區(qū)域的自然生態(tài)系統(tǒng)。這些項(xiàng)目的順利實(shí)施，離不開(kāi)地球系統(tǒng)科學(xué)的支撐。

以2018年批準(zhǔn)實(shí)施的烏梁素海流域山水林田湖草生態(tài)保護(hù)修復(fù)試點(diǎn)項(xiàng)目為例，該項(xiàng)目總投資50多億元，核心目標(biāo)是將烏梁素海水質(zhì)從劣五類提升到四類，關(guān)鍵路徑是山水林田草沙工礦城共治，既要治理引黃灌區(qū)的面源污染，也要治理工礦城區(qū)的點(diǎn)源污染。

烏梁素海“山水工程”系統(tǒng)，“源”是超千萬(wàn)畝的引黃灌溉工程農(nóng)業(yè)生產(chǎn)區(qū)、巴彥淖爾市城鄉(xiāng)生活區(qū)和工礦區(qū)，“流”是十條引黃干渠、十條退水干溝和一條總排干，“匯”是烏梁素海這一黃河流域最大的淡水湖，湖水面積近300平方公里。這是一個(gè)十分典型的、自然—社會(huì)耦合的、復(fù)雜的山水林田湖草沙工礦城系統(tǒng)，是由不同自然要素和經(jīng)濟(jì)社會(huì)要素組成的土地生態(tài)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)。

組織實(shí)施好烏梁素海“山水工程”，確保工程建設(shè)目標(biāo)實(shí)現(xiàn)，是國(guó)土空間生態(tài)保護(hù)修復(fù)的重要職責(zé)。而面對(duì)這一復(fù)雜的自然—社會(huì)耦合系統(tǒng)，要搞好規(guī)劃設(shè)計(jì)、監(jiān)測(cè)預(yù)警、竣工驗(yàn)收、運(yùn)營(yíng)監(jiān)管，都離不開(kāi)高質(zhì)量的科技支撐。甚至可以說(shuō)，突破土地管理科學(xué)局限，以地球系統(tǒng)科學(xué)為指導(dǎo)，是解決整體保護(hù)、系統(tǒng)修復(fù)、綜合治理區(qū)域自然生態(tài)系統(tǒng)中現(xiàn)存的種種問(wèn)題的根本出路。

如果說(shuō)實(shí)施“山水工程”需要地球系統(tǒng)科學(xué)的指導(dǎo)，那么堅(jiān)守耕地紅線、維護(hù)國(guó)家糧食安全，同樣也離不開(kāi)土地系統(tǒng)科學(xué)的技術(shù)保障。

據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)，全球可用于農(nóng)作物生產(chǎn)的土地面積僅占陸地面積12%；我國(guó)人均耕地面積僅為世界平均水平的1/3，中低等耕地比例超過(guò)70%；土地過(guò)度利用、不當(dāng)利用、粗放利用并存，土地資源整體處于亞健康狀態(tài)，超過(guò)30%的土地質(zhì)量退化。在土地資源稟賦難以改變的背景下，土地系統(tǒng)科學(xué)的基礎(chǔ)研究、應(yīng)用研究和工程技術(shù)模式創(chuàng)新是保障我國(guó)土地資源安全、高效可持續(xù)利用土地的唯一出路。

土地系統(tǒng)科學(xué)發(fā)展，基礎(chǔ)是學(xué)科。我國(guó)迫切需要建立土地系統(tǒng)科學(xué)一級(jí)學(xué)科。2017年，包括20名院士在內(nèi)的36名專家聯(lián)名提出《關(guān)于加強(qiáng)土地科技創(chuàng)新的院士專家建議》，呼吁加快土地學(xué)科建設(shè)和高層次創(chuàng)新人才培養(yǎng)，實(shí)施國(guó)家土地科技學(xué)科建設(shè)計(jì)劃。

2018年，第S44次香山科學(xué)會(huì)議聚焦“土地資源安全——從科學(xué)到政策”，與會(huì)院士和知名專家一致認(rèn)為，土地研究是一門(mén)獨(dú)立的學(xué)科，具有不可替代性。國(guó)家自然科學(xué)基金委在2020年的學(xué)科資助目錄中，也單獨(dú)設(shè)置“土地科學(xué)與自然資源管理”學(xué)科代碼。

土地系統(tǒng)科學(xué)發(fā)展，關(guān)鍵在人才。我國(guó)土地系統(tǒng)科學(xué)高精尖人才的培養(yǎng)，雖然有一定規(guī)模，但與國(guó)際先進(jìn)水平相比，起步晚、視野窄、隊(duì)伍散。截至目前，雖然已經(jīng)有100多所高校依托農(nóng)業(yè)資源環(huán)境、公共管理、地理學(xué)、農(nóng)業(yè)工程、環(huán)境工程等不同一級(jí)學(xué)科設(shè)置了與土地系統(tǒng)科學(xué)相關(guān)的專業(yè)或研究方向，通過(guò)授予農(nóng)學(xué)、管理學(xué)、工學(xué)、理學(xué)等學(xué)位，培養(yǎng)了10余萬(wàn)名本、碩、博各層次人才，其中各類本科生6萬(wàn)余名、碩士研究生1萬(wàn)余名，博士研究生超過(guò)3千名，為保障國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)和社會(huì)發(fā)展發(fā)揮了不可替代的作用。但是，“人口—土地—食物—生態(tài)”矛盾具有系統(tǒng)性、復(fù)雜性特征，傳統(tǒng)條塊、窄細(xì)化的人才培養(yǎng)，難以適應(yīng)“耕地保護(hù)—糧食安全—生態(tài)安全”多重耦合嵌套目標(biāo)的國(guó)土整治、生態(tài)保護(hù)修復(fù)和資源開(kāi)發(fā)利用管理需求。據(jù)估計(jì)，我國(guó)對(duì)土地系統(tǒng)科學(xué)高端人才的需求每年預(yù)計(jì)將超過(guò)2000人。

創(chuàng)新性、系統(tǒng)性地培養(yǎng)高端創(chuàng)新人才，將從源頭上提升土地科技創(chuàng)新能力。近年來(lái)，在自然資源部、教育部、科技部的推動(dòng)下，中國(guó)土地學(xué)會(huì)、中國(guó)自然資源學(xué)會(huì)、中國(guó)地理學(xué)會(huì)、中國(guó)生態(tài)學(xué)會(huì)、中國(guó)農(nóng)業(yè)工程學(xué)會(huì)，中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)、南京農(nóng)業(yè)大學(xué)、中國(guó)地質(zhì)大學(xué)、中國(guó)礦業(yè)大學(xué)等國(guó)內(nèi)數(shù)十所高校院系的專家教授對(duì)推動(dòng)土地系統(tǒng)科學(xué)的學(xué)科建設(shè)做出了巨大努力，進(jìn)行了充分研討，凝聚起了前所未有的共識(shí)。中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)率先設(shè)立了土地科學(xué)與技術(shù)一級(jí)學(xué)科，組建了獨(dú)立的土地科學(xué)與技術(shù)學(xué)院。中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（北京）、長(zhǎng)安大學(xué)也分別組建了獨(dú)立的土地學(xué)院。

各國(guó)的科學(xué)家也深深憂慮人類活動(dòng)對(duì)全球可持續(xù)發(fā)展的深刻影響，紛紛加入探索和破解土地系統(tǒng)科學(xué)問(wèn)題的隊(duì)伍。2005年發(fā)起的全球土地計(jì)劃已經(jīng)有來(lái)自60多個(gè)國(guó)家和地區(qū)的土地領(lǐng)域科研工作者參與其中。歐美國(guó)家高校設(shè)置相關(guān)院系，國(guó)際上土地系統(tǒng)科學(xué)學(xué)術(shù)組織日益增多，普遍關(guān)注全球性土地問(wèn)題。全球土地計(jì)劃聯(lián)合主席彼得·凡布格教授表示：“當(dāng)下，土地系統(tǒng)科學(xué)比以往任何時(shí)候都重要。”