——记北京师范大学地理科学学部地理学院副教授叶瑜
　　
本刊记者　范国轩

　　
　　
　　土地，是孕育生命的源泉。随着亿万年时光的远去，在工业与科技飞速发展的今天，土地更成为人们赖以生存的广阔空间，同时也蕴藏着无数的宝藏在等待发现。在覆满历史痕迹的大地上，我们会产生许多疑问：土地覆盖是如何变化的？会受到哪些原因影响？农牧交错带又是以何种方式演变的？东北土地覆盖变化与华北存在着怎样的区域关联？这不仅是我们的疑惑，同时也是北京师范大学地理科学学部地理学院副教授叶瑜近年来研究的关注点。她说：“在科学的道路上，夹杂着艰辛、痛苦、枯燥，但也有许多快乐、动力与成就感，我想达到的境界是‘只闻花香，不谈悲喜’”。
　　
带着兴趣走进历史气候变化影响研究领域
　　
　　人类往往对当前和不可预见的未来充满无限幻想，自然景观也可摇身一变，由土地开垦而被改变为富饶广阔的耕地、林木茂密的林地、牛羊成群的牧草地亦或是放眼望去——满满鱼虾的养殖水面。
　　叶瑜正是被这份“神奇”所吸引。硕士期间，导师交给她一份有关山东动乱灾害及其影响的论文研究，自此，叶瑜开始接触气候变化影响方面的研究并渐渐喜欢上这个领域。
　　“通过学习，我发现这个领域可以让我懂得很多科研之外的知识，尤其是历史方面，这是我研究兴趣的来源之一；其次，后来的研究成果以发表文章的形式来体现，一方面它对科学知识和研究成果进行了提炼，另一方面也增强了我科研前进的信心和动力。”叶瑜表示。
　　科研需要针对具体问题、具体区域展开，也就是“因地制宜”。在生态脆弱地区，土地开垦引起的土地覆盖变化格外值得关注。为此，2009～2012年叶瑜在国家自然科学基金项目“过去300年农垦区扩张与现代农牧交错带东段的形成”中对我国农牧交错带东段地区过去300年农业开垦与农牧交错格局的变化进行重建，并进一步分析其影响因素，力求揭示农牧交错带历史形成演变规律和时空变化。“这项研究对不同地区，尤其是生态脆弱地区的农业生产实践，以及我国生产生态安全的保护具有重要的现实意义。”叶瑜说道。
　　
生态脆弱区的土地开垦与北方东部农牧交错带格局的形成
　　
　　女性科研学者特有的从容与韧性在叶瑜身上展露无遗。在项目研究之初，叶瑜依照项目目标带领学生们从《清实录》中提取清政府对该区进行土地管理与利用的信息，再与现代地理信息系统软件结合，通过时空图分析该地区农垦区扩张的历史，从而得到几个重要结论：农耕区的发展呈现新垦区北扩和已垦区内填充式开垦两种形式；区内沙地的分布限制了一些地区的开垦，使得该区农耕区在北扩的过程中在克什克腾旗、翁牛特、奈曼、库伦旗等一些地区出现间断；此外，由于各个朝代开垦类型的构成不一，导致开垦原因也不尽相同。与此同时，叶瑜和学生重建了赤峰、通辽地区聚落体系的演变，还根据现代聚落密度与土地垦殖率的相关关系，重建了该地区土地开垦的历史过程，并进一步分析了影响该地区历史土地开垦过程的政策和自然环境因素。叶瑜介绍，“土地开垦和聚落变化是相辅相成的，土地的开垦会导致聚落的产生，同时，聚落的发展又会促进土地的开垦。从整体趋势来看，赤峰、通辽聚落体系演变是从南到北、从河流下游往上游扩展的。”
　　然而研究并没有结束，叶瑜重点对20世纪以来北方农牧交错带东段耕地覆盖变化与农牧交错格局变化进行了定量重建，并对15％和30％垦殖率等值线的空间位移特征和所体现的农牧交错格局形成过程进行了分析。20世纪以来，该地区耕地面积呈现出一种波动性递增的趋势。而且在不同地区之间，如河北北部、辽宁西部，赤峰、通辽以及兴安盟等不同区域耕地面积及垦殖率变化也均存在阶段性的差异。我国北方农牧交错东段15%、30%垦殖率界线总体则呈不断西移北进的趋势。
　　进而，叶瑜对气候变化背景下20世纪以来北方东部农牧交错带中潜在农业适宜区界线的变动进行了研究。结果表明，随着气温阶段变化我国北方东部农牧交错带发生了南北向的移动，跨度大约在75～100km以内。在相对偏暖期的1890～1910年期间，与1961～2000年位置基本相当；在20世纪前半期冷期的北界平均南退了约75km；到了20世纪90年代暖期，与1961～2000年相比北移约100km。随着降水变化，以及多雨期与少雨期的不同，界线变化跨度均有不同改变。在看似杂乱的数字背后，蕴含着对于地区土地利用规划、农业生产实践以及生态安全的重大意义。“土地规划是个大问题，尊重自然规律自然是前提，气候条件的适宜性也不容忽视，尤其要格外注重对气候敏感区域的开发。”叶瑜补充道。
　　
东北土地利用和景观变化与华北区域的关联
　　
　　从清代到现代，虽朝代不同，但土地资源却一直是极为有限的，人口的快速增长必定会引发与有限土地资源的矛盾，这一点上，华北极端气候事件就充当了东北移民开垦的主要驱动力，从而导致东北地区土地利用和景观的变化。另一方面，土地政策也是不能忽视的重要潜在动力，其阶段性转变自然也离不开华北气候事件的影响。除此之外，移民开垦对气候变化的响应行为既包括气候灾害驱动下自发的个人行为，也包括有组织的或被动的政府行为。对此，叶瑜总结道：“总之，东北地区土地发生的种种变化，华北地区的极端气候事件在其中影响最大，可以说是最重要的自然因素，基本上气候变化和政策的改变主导了东北土地利用与覆盖变化的全过程。”
　　以100年为一个年代尺度来看，过去300年来，东北土地利用和覆盖阶段性的变化很能说明一个问题：土地政策在对土地覆被变化影响因素中占有重要位置。值得一提的是，虽然东北地区在该阶段气候多变，但不得不说，还是有利于农耕界线向北推移的；而以年际或年代际尺度作为标杆来看，几乎每次移民开垦高潮都与华北极端气候事件分不开。再者，华北极端气候频发，对东北土地开垦政策的转变也有一定影响和促进作用。“但我们也要注意到，在不同社会条件和政策背景下，华北极端气候事件所起的驱动效果是不一样的，这会直接影响东北移民开垦进展和土地覆盖变化速度。”叶瑜解释道。
　　
北方东部地区耕地覆盖变化与数据整合研究
　　
　　近几年对北方东部地区耕地覆盖变化重建与数据整合研究中，叶瑜也收获颇丰。她及其团队通过定量重建过去300年来，华北地区7个时间断面分县耕地面积数据集，得到了其耕地总量变化与空间分布变化趋势特征。而且，叶瑜将定量重建得到的华北地区10km×10km网格化耕地数据与已有研究结果进行对比，得到了诸多重大结论，如在耕地总量上，HYDE3.1全球数据集和葛全胜等（2003）清代和民国时期的耕地面积大于本研究结果，民国时期之后结果之间的差距逐渐减小等。
　　叶瑜等还对苏皖地区不同历史时期的耕地数据网格化结果对比与精度进行了评估。从总量来看，SAGE数据集与SWCD数据集相差较大，HYDE数据集、CHCD与SWCD数据较为接近。在不使用潜在耕地垦殖率的基础上，苏皖地区耕地的空间分布更为均匀，反之，虽然可以增加空间分布的差异性，但这种差异仅使模型的标准偏差提高4.05。此外，温度因子选取指标的变化对耕地的网格化处理结果影响不大。在耕地的空间分布格局上，与CHCD（传统农区历史耕地数据集）和HYDE3.1数据集相比，叶瑜等基于县级重建结果的网格化耕地数据，则更能反映局地间的垦殖率差异。她指出：“HYDE3.1数据集假设对河流附近土地优先被开垦，这就会导致其数据集中河流附近垦殖率偏高，我们研究的结果与CHCD数据集之间绝对误差较大的网格主要分布在南阳盆地、河南东南部平原及山东中部丘陵区，主要原因是与两者使用的数据源不同有关。”
　　此外，叶瑜等在文献基础上，针对各分区内不同农业区或流域的历史开垦，她及其团队选择了一些不同地貌类型单元区域，通过适当的的遥感影像识别，开展了对安徽、河南等研究区的野外实地调查。
　　再者，叶瑜结合各分区耕地覆盖变化格局重建的结果，比较了北方东部地区的华北、东北土地开垦扩张模式的差异，从而揭示了农业开发过程中的区域关联与响应对移民源、汇区土地覆盖变化的影响，对耕地覆盖重建和网格化分配的方法具有重要指导意义。
　　土地开垦与变迁，其中的变化与原因也绝不止这些，历史无穷尽，科学也没有终点，叶瑜称在科研之路上要真正做到“只闻花香 不谈悲喜”仍需不断地磨砺和团队齐心协力的共同前行。