综述：净零排放的土地利用实践：综述

《Cleaner and Circular Bioeconomy》：Land use practices for net-zero: an overview

　　

实现净零农业和土地利用是缓解气候变化同时确保全球粮食安全的关键策略。本综述强调了可持续实践、未来趋势和协作策略在将农业转变为低排放、气候适应性系统中的作用。研究人员指出，在此方面已被证明有效的关键实践包括保护性耕作、作物多样化、农林复合、有机农业和精准灌溉。这些实践已被证明能改善土壤健康、促进碳封存并减少温室气体（GHG）排放。可再生能源的整合、精准农业技术和数字监测工具代表了农业技术的关键进步，具有提高效率和减少排放的潜力。然而，这些实践的广泛采用受到经济、技术和政策相关障碍的阻碍。应对这些挑战需要增加对研发的投资、针对当地情况的定制解决方案，以及加强研究人员、农民和政策制定者之间的合作。未来的研究重点应包括开发气候适应性作物品种、先进土壤监测系统、低排放畜牧业系统以及改善水资源管理。政策、财政激励和能力建设举措将显著支持大规模推广可持续实践。最后一点是，实现净零农业需要采取整体方法，结合技术创新、政策支持和社区参与。通过持续努力，农业有潜力成为一个可持续系统，减少排放、增强生物多样性、恢复生态系统，并为未来气候挑战建立韧性。本综述审视了关键策略，重点关注它们在减少排放、改善土壤健康和增强生物多样性方面的贡献。这些策略的应用对于将农业系统转变为实现净零气候变化的有效缓解和适应解决方案至关重要。

1. 引言
土地利用构成了满足全球人口增长对食物、纤维和燃料需求的关键框架，同时保障环境健康和长期资源可用性。可持续土地利用的基本原则是维持土壤肥力、有效水资源管理、生物多样性保护，同时减少有害环境影响并促进农业社区的经济繁荣。可持续土地利用被定义为平衡农业、城市化和保护的需求，以优化土地生产力而不耗尽或永久破坏自然生态系统。农业和土地利用与一些最紧迫的全球挑战紧密相连，包括气候变化、粮食安全和生物多样性丧失。不可持续实践已被确定为加剧土壤退化、水资源短缺和温室气体（GHG）排放的关键因素，进而对人类生计和全球健康构成重大威胁。相反，采用可持续实践已被证明能促进韧性、生态平衡，并确保后代公平资源分配。近年来，净零排放概念已成为全球气候行动的基本原则。"净零"指实现温室气体（GHG）排放与从大气中移除的平衡，从而有效阻止推动气候变化的排放积累。这一由各国政府、行业和国际组织支持的雄心勃勃的目标，对于将全球变暖限制在比工业化前水平高1.5°C至关重要，如《巴黎协定》所述。农业和土地利用对实现净零目标至关重要，因为它们既是温室气体（GHG）排放的重要贡献者，也是碳封存的关键机会。农业活动占全球排放的20-30%，主要由牲畜甲烷、肥料氧化亚氮以及森林砍伐和土壤退化产生的二氧化碳驱动。相反，农业用地、牧场和森林有能力吸收和封存大量碳，使其成为中和排放策略的关键组成部分。为了实现净零平衡，可持续土地利用的关键原则侧重于增强碳封存、减少排放和保持生态平衡。净零排放目标和土地利用必须与水资源-能源-粮食（WEF）关联联系起来，以提高与可持续性的连接性。WEF关联代表了一种管理社会三个关键且相互依赖支柱的综合方法，强调一个部门的资源安全不能不考虑其他部门。该框架作为将可持续性付诸实践的实用方法，通过识别协同作用和管理粮食生产、能源生成和水资源管理之间的权衡。随着城市化和人口增长给自然资源带来前所未有的压力，关联方法对于实现联合国可持续发展目标（SDGs）至关重要，特别是旨在消除饥饿（SDG 2）、确保清洁水和卫生设施（SDG 6）、提供可负担的清洁能源（SDG 7）和采取气候行动（SDG 13）的目标。这种可持续转型的关键组成部分是将关联管理与净零排放目标对齐。农业生产本质上是资源密集型的，约占全球能源消耗的30%。因此，当代研究越来越多地将碳足迹最小化和温室气体减排作为关联优化框架的核心目标。全球从传统化石燃料向清洁能源产业的转变进一步改变了WEF模式，需要系统规划以确保脱碳努力不会无意中加剧水资源短缺或粮食短缺。土地利用在这种关系中充当关键中介，因为土地的空间分配决定了人类活动的生态承载力和足迹。合理的土地管理，例如在生态可持续性约束下设计用于共同生产粮食和能源的系统，表明在粮食作物和可再生能源（如风力涡轮机和太阳能电池板）之间平衡土地利用可以实现高生产力，同时保持生态可持续性。这在小岛屿等地尤为重要，将当地WEF资源与土地利用竞争相结合可以导致更可持续的粮食系统。因此，这种整合支持资源效率，与SDGs保持一致，并通过有效的土地利用管理和创新技术应对生态挑战。虽然现有文献综述已广泛审视净零农业和土地利用管理，但它们经常孤立地处理这些领域。大多数主流综述要么狭隘地关注碳封存的农艺机制（如保护性耕作或有机农业），要么关注WEF关联的技术定量建模，而没有整合宏观层面的空间规划和土地利用政策框架。因此，关于多尺度土地利用分区、区域政策和实地农业实践如何共同满足净零要求而不在WEF系统内引起资源权衡，仍存在关键的综合空白。为填补这一空白，本综述提供了一个新颖的多维框架，明确连接了微观层面的可持续农业技术、宏观层面的土地利用规划以及WEF关联的跨部门动态。本研究的具体贡献是双重的：首先，系统综合了具体的土地管理干预如何直接影响碳预算和生态韧性；其次，将这些干预映射到WEF关联的操作权衡上，以识别政策制定者的协同路径。通过这样做，本研究超越了传统的描述性总结，提供了一个全面且结构化的视角，说明如何将战略性土地利用实践与人类发展目标协调，以提供变革性的、气候适应性的解决方案。

1.1. 方法论与文献检索策略
为确保对碳中和农业中土地利用实践的全面且可重复的概述，使用Scopus数据库进行了结构化文献检索，该数据库是文献计量和综述研究中广泛验证的平台。检索字符串通过使用布尔运算符组合与核心缓解概念和特定土地利用实践相关的关键词构建。初步检索查询覆盖了1970年至2026年，产生了约37,000篇文献。经过基于标题、摘要和全文相关性的多阶段筛选，最终选择了200项研究进行深入审查，重点关注主要发表于2010年至2025年间的最具影响力文献。所选文献随后被分类为本综述分析的五个主题领域：(i) 可持续农业技术，(ii) 土地利用，(iii) 减少农业温室气体排放，(iv) 生物多样性与生态系统服务，以及(v) 可持续农业和净零的政策与经济激励。

2. 可持续农业技术
2.1. 保护性耕作与土壤健康
实现农业实践向净零目标的转型需要实施创新且可持续的方法，以减轻温室气体（GHG）排放，同时增强生态系统韧性。保护性耕作被认为是可持续农业的基石，强调最小化土壤扰动以维持其结构、肥力和碳储存潜力。采用减少耕作技术已被证明可减少与机械相关的GHG排放，并增强土壤有机碳（SOC），从而在实现净零排放中发挥关键作用。保护性耕作实践还通过改善保水性、通气性和微生物活性来增强土壤健康，确保长期生产力和生态稳定性。减少耕作（RT）是保护性农业的基本要素，旨在最小化土壤扰动以增强可持续性并支持净零目标。通过减少或消除机械翻土，这些方法保护土壤结构、有机质和微生物活性，从而提供显著的环境和经济效益。最普遍的耕作方法包括免耕（零耕，ZT）、覆盖耕作（MT）、减少耕作（RT）和传统耕作（CT）。表1提供了各耕作方法益处和缺点的全面比较。减少耕作方法（如免耕和条耕）已被证明在土壤结构和碳封存方面产生显著益处，因此被认为是可持续农业和气候缓解策略的重要组成部分。具体而言，减少耕作通过保留土壤自然团聚体来增强土壤结构，从而防止压实和侵蚀。土壤孔隙度的增强促进了优越的水分入渗和根系穿透。残留作物材料留在土壤表面作为保护性覆盖物，减少蒸发，保持水分水平，并支持微生物和生物活动，这对养分循环至关重要。这些改进的净结果是促进有韧性的健康土壤，长期维持高生产力。在碳封存方面，通过减少耕作最小化土壤扰动减缓了有机质的氧化，限制了二氧化碳向大气释放。随着时间的推移，土壤中作物残留物和有机质的积累建立了碳汇，有效封存大气碳，有助于气候变化缓解。此外，增强的土壤有机碳改善了肥力，减少了对合成肥料及其相关排放的需求。例如，从传统耕作（CT）向基于零耕（ZT）的小麦生产转变已被证明可将GHG排放减少1.5 Mg CO₂-eq/ha/季。因此，这些益处通过创造更健康的土壤作为碳库，同时减少农业实践的环境影响，与净零目标一致。减少耕作是一种应对农业生产力和气候韧性的可持续策略。图1展示了保护性耕作的概念框架，从集约化传统方法向可持续实践的系统转变，具体分为减少耕作（RT）、覆盖耕作（MT）和免耕（NT）。实施这些路径触发了地下和地上积极环境效应的级联。直接地，在土壤剖面内，保护性耕作导致显著减少土壤侵蚀，增加土壤水分和储水量，改善土壤结构。关键的是，这些实践推动了必需养分（N、P、K）和土壤有机质的增加，直接提升土壤有机碳水平。这些改善的地下条件，加上增加的土壤生物多样性，最终导致作物产量增加，同时降低整体环境影响。此外，机械田间作业减少直接转化为减少能源使用，有助于碳封存和积极净零贡献的循环过程。表1强调，保护性耕作系统：免耕（NT）、覆盖耕作（MT）和减少耕作（RT），在环境可持续性和长期土壤健康方面始终优于传统耕作（CT），通过显著减少土壤侵蚀、提升土壤有机质、改善水分利用效率、增强生物多样性和增加碳封存。然而，这些生态益处伴随着特定权衡：传统耕作需要更高的能源使用并随时间退化土壤结构，但提供较低的耕层土壤压实和通常较高的初始作物产量。相比之下，保护性方法减少能源成本，但可能增加表层土壤压实，其中免耕特别需要更高的除草剂依赖用于杂草控制，并且表现出高度可变、最初较低的产量，随时间才能匹配或超过传统基准。因此，保护性耕作实践提供了改善土壤健康和减少GHG排放的多方面方法，有助于实现农业净零目标。然而，成功实施需要解决与杂草和病害管理相关的挑战，并为农民提供充分支持。

2.2. 作物轮作与多样化
作物轮作和多样化是古老的实践，在追求净零的背景下重新获得相关性。交替种植作物和引入多样化物种增强了养分循环，减少了害虫压力，并构建了土壤有机质。轮作实践减少了合成投入的需求，降低了排放，同时促进了生态平衡和气候韧性。作物轮作是一种经过时间考验的农业实践，涉及在同一地块上按季节交替种植不同作物类型。该方法改善了土壤健康和生产力的同时，通过减少GHG排放和增强碳封存与净零目标一致。主要轮作实践包括：多样化的作物轮作，涉及交替种植谷物、豆类和根茎作物，平衡养分利用和补充，减少合成肥料需求。多样化作物轮作实践的比较揭示了其对GHG排放和作物产量的显著影响。玉米-大豆轮作减少氧化亚氮（N₂O）排放35%，增加玉米和大豆产量。羽扇豆-小麦-油菜轮作与传统系统相比显示出较低的GHG排放，同时实现高毛利润。在稻-麦系统中，秸秆还田增加甲烷（CH₄）排放，但提高小麦产量28.3%。最后，冬小麦-夏玉米-春玉米轮作减少N₂O排放，同时保持高谷物产量。在低农业活动期间种植覆盖作物已被证明提供多种环境益处。这些实践有助于保护土壤免受侵蚀，向土壤添加有机质，并捕获大气碳。覆盖作物对净温室气体（GHG）平衡和全球增温潜势（GWP）的影响是多方面的。研究表明，增加的土壤有机碳（SOC）封存是减少这些环境指标的主要因素。然而，对大豆产量的影响不显著。其他研究表明，覆盖作物可略微减少谷物产量约4%，但可通过使用混合覆盖作物缓解，增加产量约13%。此外，固氮作物的整合已被证明减少对合成氮肥的依赖，这些肥料是N₂O排放的重要来源。这些作物通过固定大气氮降低整体氮输入，从而减少N₂O排放。将豆类纳入作物轮作已被证明对土壤健康产生长期益处，导致随时间持续的产量改善。这种现象在免耕系统中尤为显著，其中覆盖作物和作物轮作的益处是叠加的。通过轮作和间作等实践促进的多样化作物品种种植，在增强土壤活力和实施可持续害虫管理策略方面具有关键意义。农民种植多样化作物促进了韧性农业生态系统的建立，与生产力目标和环境可持续性一致。多样化作物有助于土壤中平衡的养分分布，减少与单作相关的耗竭风险。作物多样性对土壤健康的众多益处可分为土壤生物、物理和化学性质的改善。多样化作物轮作已被证明导致更高的土壤呼吸速率和增加的微生物生物量，这是健康土壤微生物群落的指标。此外，多样化作物轮作增强了土壤物理性质，包括团聚体稳定性、孔隙度和容重。这些改善增强了土壤结构，使其更抗侵蚀且保水性更好。此外，多样化作物轮作与保护性耕作结合已被证明增强水分入渗和储存，对维持土壤水分和支持植物生长至关重要。最后，关于化学益处，多样化作物轮作有助于维持或降低土壤pH值和电导率（EC），确保更平衡的土壤环境。作物多样性概念既包括种间多样性（不同物种之间的多样性），也包括种内多样性（同一物种基因型之间的多样性）。这种多样性已被证明在农业系统害虫管理方面提供若干益处。通过移除害虫偏好的宿主和栖息地来破坏其生命周期，自然减少害虫种群。此外，作物多样性促进有益昆虫和捕食者的建立，进而控制害虫种群，减少对化学农药的依赖。多作系统也被证明削弱害虫和病害的传播，从而增强作物韧性。作物多样性在害虫管理中的有效性可能依赖于环境，受作物物种、环境条件和特定害虫动态等因素影响。因此，针对多样化农业环境的定制策略至关重要。作为总结示例，表2说明了作物轮作和多样化如何在温带和热带地区促进可持续农业和气候变化缓解。表2中的作物轮作和多样化（CRD）示例也可在三个主要尺度上分析。首先，在田间和地块尺度，大多数实验证据目前集中于此，重点关注特定作物序列（如玉米-豆类轮作）及其对局部土壤性质的直接影响。上升到作物系统尺度，管理侧重于长期协调时间序列和空间分布，包括间作等技术，以优化数十年的资源利用效率。扩展到景观尺度，这一更广泛的维度涉及整合半自然元素，如树篱或植被带，作为有益昆虫和传粉者的关键栖息地。在这个宏观层面的实施本质上更复杂，因为它需要多利益相关者协议和协调的区域规划。此外，宏观层面的景观特征如海拔和气候积极调节作物轮作和多样化的有效性。最近的荟萃分析表明，覆盖作物的产量增益与海拔正相关，并在热带和亚热带气候中比在半干旱地区更为显著，在半干旱地区，对水分的激烈竞争最终可能抵消预期的农艺效益。此外，这些示例识别了现有研究中的几个关键局限性和空白。关于短期与长期数据，许多土壤健康指标，特别是土壤有机碳（SOC）和土壤质量指数，在短期研究中显示最小变化，而跨越20至50年的长期实验对于验证这些理论优势绝对必要，但此类长期试验在当前文献中仍然罕见。关于地下性状的忽视，当前研究强烈偏向于易于测量的指标，如地上生物量和氮含量。因此，关键的根系性状如直径、密度和结构仍然显著研究不足，尽管这些地下机制是轮作系统中产量变化的更好预测因子。关于地点和背景特异性，所谓的"作物轮作效应"并非普遍常数，而是高度依赖于特定土壤类型（例如火山灰土显示更高性能）和当地环境条件。这种固有变异性最终使得在多样化农业生态区之间推广特定发现变得困难。关于处理权衡和竞争，资源有限的环境，特别是在低投入热带系统中，覆盖作物并不自动提供被动益处。相反，它们可能因基本水分和养分与主作物激烈竞争，导致混合的农艺结果甚至完全失败，如果系统管理不当。因此，保护性耕作实践在改善土壤健康和对净零GHG排放做出贡献方面提供显著潜力。通过增强土壤碳封存、减少CO₂排放以及改善土壤物理和生物性质，这些实践支持可持续农业生产力与环境可持续性。然而，温室气体排放的变异性以及对长期承诺的需求强调了采用适应性管理实践和持续研究的重要性。

2.3. 有机农业实践
有机农业的基本原则基于优先考虑自然投入和促进生态过程，从而建立可持续、低排放农业实践的轨迹。消除合成化学品并强调堆肥、绿肥和生物害虫控制是有机农业的关键原则，支持土壤肥力和生态系统健康。这种方法通过最小化排放、增强碳封存和促进生物多样性，有助于实现净零目标。有机农业实践提供了众多益处，有助于实现净零目标。据估计，这些实践可减少温室气体（GHG）排放20%，同时封存当前农业排放的40-72%。土壤健康的增强是显著益处，土壤有机质含量比传统农业高出2-3倍。有机农业的进一步益处是减少能源足迹，因为对合成投入的依赖较低。此外，有机农业实践通过避免合成农药和肥料促进生物多样性，从而支持生态平衡和韧性。此外，有机农业已被证明支持土壤碳封存，降低大气CO₂水平。通过放弃合成农业投入减少养分径流和水污染是另一关键益处。这些系统由于多样化实践和改善的土壤健康，已显示对气候变化的增强韧性，进而增强对变化条件的适应能力。总之，成功实施有机农业需要支持性政策、持续研究以及针对区域和作物特定挑战的定制策略。通过将这些实践与更广泛的气候倡议整合，有机农业可以为可持续和气候适应性农业系统做出实质性贡献。全球范围内，这通过有针对性的策略得以实现。欧盟的"从农场到餐桌"（F2F）战略规定到2030年有机土地目标为25%，由共同农业政策（CAP）补贴支持。印度于2000年启动国家有机生产计划（NPOP），通过该计划，多个邦一直在全国推广有机农业。锡金通过严格的政策实施成为世界上第一个"100%有机邦"，其所有农田均获得NPOP认证。作为最后一个例子，2022年，美国农业部（USDA）启动了有机转型倡议（OTI），由3亿美元投资支持。这一财政和技术援助计划帮助减轻了农民在可能持续数年的转型期面临的经济风险。

2.4. 农林复合与综合农业系统
农林复合，即树木和灌木整合到农业景观中，具有增强土壤碳封存和减轻温室气体（GHG）排放的巨大潜力。此类系统已被证明可增强生物多样性，通过保护土壤和水等重要资源稳定生态系统，并通过在树木和土壤中捕获碳，同时提供替代木材或水果产量，使农民收入来源多样化。农林复合系统在同一土地区域内结合树木和作物，偶尔也结合牲畜，以创建多功能景观，提供经济、生态和气候益处。这些系统已被证明高度适应性强，特定类型可针对不同环境条件和农业目标定制。一个例子是林牧系统，整合树木和牲畜放牧。在此系统中，树木为动物提供遮荫，增强饲料质量，并封存碳，同时使收入来源多样化。农林间作是另一种农林复合方法，农业作物和林业物种和谐栽培，产生短期作物生产和长期木材或水果产出。森林农业是一种利用林冠栽培高价值作物（如药用植物、蘑菇和香料）的实践，利用自然生物多样性进行可持续栽培。防风林和防护林带是另一种常见系统，其中成排的树木或灌木战略性种植，以保护作物和牲畜免受风蚀和极端天气，同时创造野生动物栖息地。通过这种方式整合各种树木物种、作物和牲畜，有可能增强许多地区的粮食安全、生物多样性和韧性。农林复合系统的多功能性和多功能性使其被视为可持续农业和气候适应的重要工具。图2提供了农林复合系统不同类别的直观表示。林牧系统代表牧场景观，其中管理良好的稀疏树木直接生长在放牧牲畜上方；不是清除森林或将动物留在开放、炎热的田野中，该子图说明了双层系统。顶层（冠层）提供关键遮荫，防止动物热应激，并防止草干燥。农林间作或巷式种植代表平行的、结构化的树木行，中间有宽"巷"的传统农业作物（如小麦、玉米或蔬菜）生长；树木行间距允许拖拉机管理作物。随着作物每年生长和收获以获得短期收入，树木在数十年中缓慢成熟为巨大的结构性碳汇和长期木材或水果投资。防风林和防护林带代表长而密的线性树木行和厚灌木，种植在开放作物田或牲畜牧场的周边；这些线充当关键野生动物走廊，允许鸟类和有益传粉者安全穿越原本裸露的农业景观。森林农业代表密集的多层自然森林环境，其中专业作物被有意引入阴凉的林下；它从完整的森林生态系统产生农业收入，而不需要土地被砍伐。农林复合系统已被证明对生物多样性和碳储存有实质性积极影响，因此成为实现可持续性和净零目标的强大工具。这些系统内树木、植物和偶尔牲畜元素的整合产生了多样且不断演变的景观，模拟自然生态系统，同时增强农业生产力。这些系统提供多样化的栖息地，从土壤微生物到鸟类、传粉者和其他野生动物。农业系统中树木和灌木的存在通过提供庇护所、食物和繁殖地促进生态平衡。这些物种对害虫控制和授粉至关重要。通过减少对单作的依赖，农林复合增加遗传和物种多样性，增强生态系统对环境胁迫和病害的抵抗力。农林复合在增强地上和地下碳封存方面的有效性已有充分文献记载。树木在其生物量中捕获和储存大气二氧化碳，而它们的根系增强土壤有机碳水平。深根树种的整合已被证明增强土壤稳定性并有助于长期碳储存。农林间作和林牧系统两种农林复合实践已被证明比传统系统增加土壤碳储量多达31.64%。农林复合系统中土壤扰动最小化和有机物料循环利用已被证明导致温室气体排放减少，从而将这些系统分类为气候变化缓解的碳正解解决方案。不同的农林复合系统，如树篱、防护林带和林牧系统，显示出不同水平的SOC。例如，林牧系统比树篱和防护林带具有更高的SOC。

2.5. 评估农业土地利用净零排放的土壤质量指数（SQI）
前几节讨论了土壤健康，但这需要监测以提供评估并观察其可能的未来发展。为了评估农业土地利用中的净零排放，土壤质量指数（SQI）发挥着关键作用。五个关键因素组合了各种物理、化学和生物指标，以定义和评估土壤功能。这些因素解释了土壤质量变异的大部分，并直接响应土地利用和管理实践的变化。有机质被认为是支撑食物生产、气候调节和养分循环等关键生态系统服务的重要因素。该因素与全氮（TN）、有机碳（C_org）、活性碳（C_act）和持水量（WHC）强相关。有机质改善土壤对环境压力的韧性，并对耕作和栽培等管理实践极为敏感。微生物生物量控制驱动碳和养分循环的生态过程，使其成为土壤管理影响的敏感度量。它包括微生物生物量碳（C_mic）和氮（N_mic）等指标。微生物生物量作为移动养分的来源，是预测未来有机质总量变化的宝贵工具。养分指土壤溶液中植物可利用的必需养分浓度。该因素通常与矿物氮（N_min）、硝酸盐（NO₃-N）和电导率（EC）等指标相关。农业管理，特别是化学肥料的施用，对该因素有直接且显著的影响。C/N比对于理解可分解有机底物的质量至关重要。它反映氮矿化和固定化的动态，并作为土壤有机质稳定性的代理。该比率的变化影响农业生态系统中的碳封存和养分可用性。压实主要通过容重（BD）和土壤孔隙度（V_p）定义。它影响关键的物理功能，如通气、保水和土壤基质中的水分运动。土壤管理实践，如耕作强度，是该因素变化的主要驱动因素。SOC和微生物生物量等指标对于理解和改善土壤碳封存至关重要，这是实现净零排放的关键策略。通过适当管理TN、P和CEC确保高效养分利用，减少合成肥料需求及其相关温室气体排放。维持最佳pH值、容重和持水量支持健康植物生长，可增强生物量生产和碳吸收。因此，基于这些指标进行定期监测和适应性管理对于农业土地的可持续利用至关重要。

3. 土地利用
土地利用的战略配置构成了全球气候缓解策略中实现净零温室气体排放的主要杠杆。首先，最优的净零土地利用配置需要一个综合的空间框架，优先考虑自然碳汇的保护和增强，同时最小化人为排放。这种结构范式从传统的碎片化土地管理转向生态系统服务模式，其中空间分配直接影响全球碳平衡。通过系统优化农业、林业和城市区域之间的界面，景观可以从净排放源转变为高效碳封存网络。这种配置的核心是平衡土地系统动态，特别是通过有针对性的造林、避免森林砍伐和扩大再生农业实践。具体而言，通过将再造林努力与停止边缘农业扩张相结合，可以为实现国际气候目标所需的经济有效缓解提供相当大比例。这种方法强调碳封存潜力高度依赖于空间背景；因此，保护和生产区域的地理位置必须与局部生物物理能力精确同步，以防止泄漏并确保持久性。同时，配置必须应对城市系统对农村和自然景观施加的需求侧压力。纳入紧凑城市模型和公交导向的发展模式降低了土地利用转换速率，有效保护周边碳汇免受碎片化。研究表明，高密度、智慧增长的城市配置通过优化资源分配和抑制交通需求，显著减轻生命周期排放，同时减轻对周围农业和森林生态系统的转换压力。因此，成功的净零土地利用策略不能孤立地看待城市规划和农村保护，而必须将它们配置为一个统一的、相互依赖的空间系统。在许多热带地区，土地利用自然发生，有些会导致不良结果，需要更好的空间规划。有些尽管没有复杂的规划策略和技术，却提供了极好的环境，如印度尼西亚Banten的Baduy人或西爪哇的Kampung Naga。

3.1. 土地利用规划
土地利用规划涉及土地资源的战略开发和管理，以满足人口需求，同时确保可持续发展。有效的土地利用规划可以通过促进造林、再造林和自然景观保护来增强碳封存。土地利用规划整合各种政策和框架，如欧盟的共同农业政策和联合国可持续发展目标，以促进可持续实践并减少土地消耗。全球范围内已经观察到有效土地利用规划的实施，其目标是在发展与保护追求以及应对全球气候目标之间取得平衡。以下案例研究展示了战略规划如何协调经济、环境和社会目标，以促进可持续性并为净零目标做出贡献。

3.1.1. 土地利用战略示例
苏格兰的土地利用战略是一种多方面的方法，旨在到2045年实现净零排放。该战略以扩大林业、恢复泥炭地和实施负排放技术（NETs）为中心。具体而言，指定的造林区域预计到2050年将森林覆盖率提高到25%，而泥炭地恢复计划旨在增强自然碳汇。此外，该政策促进可持续农业实践和适宜土地上的可再生能源开发。苏格兰战略中环境和社会经济考虑的整合，展示了土地利用规划如何应对气候变化，同时促进可持续发展。爱尔兰启动了一项全面的国家土地利用审查，以解决与苏格兰非常相似的困境：如何平衡大规模、经济上重要的农业部门与雄心勃勃的净零林业和泥炭地恢复目标。另一个例子是新西兰的国家淡水管理政策声明（NPS-FM）和排放。在不改变土地利用（即农场内部调整）的情况下，将措施限制在农场当前占用的区域（种植河岸缓冲带和实施侵蚀控制措施），导致净温室气体排放减少13%（0.92 MtCO₂ e/年）。但是，大规模土地利用变化（再造林），具体而言，将树木种植扩大到最多80万公顷土地，大大增加了碳封存，导致土地利用净排放减少近80%（8.2 MtCO₂ e/年）。

3.1.2. 土地利用分区
另一方面，土地利用分区是一种监管工具，将土地划分为不同的区域，每个区域指定用于特定用途，如住宅、商业、工业或农业。分区法律规定了每个区域允许的活动，旨在防止冲突并促进有序发展。因此，分区法规对于实施地方气候政策和确保土地利用与更广泛的净零目标保持一致至关重要。例如，它们可以帮助管理城市扩张并促进低碳发展区。支撑这种方法的基本原则是保护富含碳的生态系统，包括森林、湿地和草原，这些生态系统作为关键碳汇和生物多样性库。例如，在西班牙的内华达山脉，将牧场转变为林地每年增加超过30,000吨CO₂的碳封存。大规模倡议，如中国的退耕还林（GFGP）计划，表明将农田转变为草地和森林显著增强了碳封存和其他生态系统服务。将土地分区用于农业目的是该方面的关键要素，因为它鼓励增强土壤碳储存同时减少温室气体排放的实践。这些实践包括实施农林复合系统、作物轮作和减少耕作。显然，这些实践有助于实现气候目标，并维持长期土壤健康和农业生产力，从而支持农民和生态系统。分区方法旨在通过分配特定区域用于发展，在城市扩张和保护之间取得平衡，从而减少土地退化和限制对自然栖息地的侵占。例如，墨西哥城将59%的土地指定为保护区（CZ），包括自然生态系统和农业活动。这种战略分区起到了调节城市扩张的作用，保护了CZ内的农业区和原生林区。最后，在指定区域内采用综合土地利用方法，如农林复合和林牧系统，以最大化可持续性和土地效率。在尤卡坦半岛的研究表明，土地节约（将高产农业与栖息地保护相结合的策略）在生物多样性和碳储量保护方面优于土地共享方法。在印度尼西亚，分区尝试因缺乏适当的执法和法规遵守而显得模糊。不成功的遵守则对净零努力造成不平衡。因此，土地利用分区对环境韧性、可持续生计和气候变化缓解至关重要。

3.1.2.1. 荷兰绿心多功能土地利用
荷兰的绿心是多功能土地利用的典范，作为城市化兰斯塔德地区（包括阿姆斯特丹、鹿特丹、乌得勒支和海牙）内的开放农业缓冲区。该地区的分区政策限制城市扩张，旨在保护农业用地和自然景观。该地区的农民采用可持续实践，如农林复合和有机农业，以维持土壤健康并减少排放。实施了综合水资源管理系统，以减轻洪水风险并提高水资源效率。绿心倡议展示了整合土地利用规划以同时增强农业生产力、生态系统服务和气候适应性的有效性。

3.1.2.2. 巴西库里蒂巴综合城市与绿地分区
库里蒂巴市以其创新的城市分区方法而著称，该方法将绿地与高效土地利用相结合，以最小化环境影响。该市的战略优先保护自然区域以保护生物多样性并维持碳汇。此外，实施了开创性的公共交通系统，旨在遏制城市扩张并减少排放。绿带和公园的纳入有助于减轻城市热岛效应并增强碳封存，从而促进更可持续的城市发展。这种综合方法已被证明在显著降低人均温室气体排放的同时，促进居民高生活质量。

3.1.2.3. 卢旺达通过土地利用分区进行景观恢复
国家土地利用与发展总体规划是卢旺达应对土地退化并实现其气候目标战略的基石，旨在促进土地高效利用以实现可持续发展。该总体规划分配土地用于农业、林业和保护目的，从而促进有效资源管理。优先考虑再造林倡议和农林复合实践的整合，以增强碳封存并改善土壤健康。土地权属改革进一步赋权社区参与恢复项目，从而增强利益相关者参与。这些倡议的有效性通过森林覆盖率的提高、粮食安全的改善和温室气体排放的减少得到证明，从而推动卢旺达实现其净零雄心。

3.1.2.4. 印度拉贾斯坦邦流域管理
在拉贾斯坦邦，Tarun Bharat Sangh倡议展示了社区驱动的土地和水治理的有效性。该地区的村庄实施了农业、牧场和水保结构（如拦水坝）的土地分区。这种分区策略强调水保留和土壤健康改善，以对抗荒漠化并提高生产力。这些措施的实施取得了显著成果，包括增加地下水补给、提高作物产量和增强气候韧性。拉贾斯坦邦流域管理的典范案例包括Baorli-Bambore流域、Chhajawa流域、Parvati盆地和Banas河流域，它们共同强调了参与式土地利用规划的优点。

3.2. 土地恢复与复垦
必须认识到土地恢复和复垦是扭转土地退化的关键策略。这些策略对于增强生态系统服务和为净零目标做出贡献至关重要。这些实践侧重于将退化景观恢复至其自然生产力和生态平衡，同时优化其封存碳和支持生物多样性的潜力。

3.2.1. 恢复退化土地的技术
恢复退化土地对于应对以下环境挑战至关重要：土壤侵蚀、生物多样性丧失和农业生产力下降。一种非常有效的技术是再造林和造林，即在退化地区植树以恢复植被覆盖。再造林已被证明在通过遏制土壤侵蚀、增加碳封存和增强生态系统整体健康来缓解环境问题方面发挥关键作用。通过再造林补充植被是扭转土地退化和缓解气候变化影响的关键策略。另一种关键的恢复方法涉及土壤改良，目标是通过添加有机质、种植覆盖作物和减少耕作实践来改善土壤健康。这些技术增强土壤结构、肥力和保水性，使土壤能够支持植物生长并减少对侵蚀的脆弱性。