重建具有“定时、定量、定位”属性的历史土地利用/覆被变化(LUCC)数据，不仅是长时间尺度气候变化与生态效应等模拟研究的重要需求，而且是深化理解人类土地利用活动改变地表景观过程和机理的科学基础。目前，除一些耕地数量重建涉及更长时间尺度外，大部分网格化重建研究主要集中在近300年，这不利于我国长时段LUCC效应相关研究的发展。
中国科学院地理科学与资源研究所何凡能研究员团队利用已重建的宋辽金以来的耕地面积数据，通过对历史疆域与政区的协同，建立了一套基于今国境、以省区为载体的千年耕地序列（图1）。遴选海拔高度、地面坡度、气候生产潜力和土壤质地等支配耕地空间分布格局的主要驱动因子，构建土地宜垦性评估模型（图2）。以历史时期海岸带、农牧交错带和屯垦范围等作为耕地网格化分配的限制因子，分区构建了耕地网格化分配模型（图2）。最后，重建了北宋以来24个时间断面、空间分辨率为10km×10km的网格化耕地数据，客观再现了中国过去千年耕地分布的时空演变特征。该项研究成果发表在《中国科学：地球科学》2023年第1期。
图1 过去千年中国分省耕地面积变化趋势
图2 中国历史时期耕地网格化重建总体思路
研究表明，过去千年中国耕地面积总体呈波动性增长态势，耕地总量从1000年的5.57亿亩增加至1999年的19.38亿亩；耕地峰值出现在20世纪80年代，为20.25亿亩。从总体变化趋势看，大体可分为平稳波动、缓慢增长和快速增长等三个阶段（图3）。从网格化重建结果看，中国耕地主要分布在东部季风区。近千年来，随着人口数量与农业技术的发展，垦区范围不断扩张，形成了以黄河中下游、长江中下游等地区为中心，向周边乃至边疆地区拓展的态势（图4）。
图3 过去千年中国耕地面积变化趋势
图4 过去千年中国耕地空间分布格局(10km×10km)
该研究构建的适用于大尺度、长时段的耕地网格化重建方法，能够客观再现历史耕地空间分布变化；研制的过去千年中国耕地网格化数据集，为长时段LUCC效应研究提供了基础下垫面数据。