耕地格局变迁加剧环境风险与负担不平等：基于行星边界与SSP情景的中国实证研究

　　本综述基于双向固定效应模型，量化了中国耕地格局变化导致的氮（N）、磷（P）、温室气体（GHG）排放及蓝水（bluewater）使用等环境风险与区域不平等。研究通过行星边界（PB）框架与共享社会经济路径（SSPs）模拟发现，可持续发展路径（SSP1）可显著降低环境风险（氮减排61.14%，GHG减排31.72%）并改善区域公平性（基尼系数＜0.27），为全球南方国家土地可持续利用提供科学范式。

　　

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Materials and methods

数据来源

本研究使用的主要数据包括：1990、2005和2019年的土地利用/覆被数据（分辨率1 km×1 km，来源于中国科学院资源环境科学数据中心www.resdc.cn），通过ArcGIS识别耕地范围；1990、2005和2019年的物质投入与水资源数据，包括化肥（氮、磷、钾及复合肥）使用量、农业耗水量及碳排放因子等，来源于《中国统计年鉴》《中国农业统计年鉴》及省级水资源公报；社会经济数据（GDP、人口、城市化率）来自国家统计局；行星边界阈值参考Steffen等（2015）和Rockstr?m等（2023）的全球标准，并根据中国实际情况进行省级尺度降尺度分配。

Spatial patterns of cultivated land use

1990–2019年间，中国耕地净面积仅增长0.4%，但空间格局发生剧烈重构（图2）。耕地面积从1990年的176.9万km2增至2005年的178.5万km2（年净增1108.67 km2），但2005年后因《省级政府耕地保护责任目标考核办法》实施，扩张趋势减缓，2019年耕地面积为177.6万km2。耕地减少区域主要分布在东南沿海经济发达省份，而增加区域集中于东北、西北生态脆弱区，这种“南减北增”模式加剧了区域环境负荷不平衡。

Discussion

本研究通过SSP情景模拟揭示：中国耕地未来变化（扩张/收缩）将深度影响环境稳定性，其中SSP1（可持续发展路径）表现最优，可同步实现环境风险 mitigation 与区域公平性提升（氮、磷、GHG、蓝水基尼系数均＜0.27）。SSP3（基准路径）则可能导致环境边界超载与不平等加剧。研究强调，耕地保护政策需与区域资源禀赋、社会经济水平协同设计，以避免生态代价转嫁。行星边界框架的省级应用为其他发展中国家提供了可迁移的评估工具。

CRediT authorship contribution statement

赵振廷: 综述撰写、软件、数据分析、方法设计；温良友: 综述撰写、方法设计、数据整理、概念化；李开钦: 初稿撰写、数据分析、方法支持；孔祥斌: 综述撰写、监督指导、资金获取、概念化；张孝灵: 综述撰写、资金获取、数据支持。

Declaration of competing interest

作者声明无已知竞争性财务利益或个人关系影响本研究。

Acknowlegements

本研究受国家社科基金重大项目（编号19ZDA096）、国家自然科学基金（编号42501321, 42571307, 202103011910611）资助。