修订日期：2019-03-08 DOI：10.11821/dlyj020181315 1 引言 历史时期土地利用/土地覆被变化(land-use and land-cover change，LUCC)作为全球气候变化研究的重要组成部分，因其可为长时间尺度气候变化模拟、地表过程及碳循环研究等提供下垫面数据，而受到国际学术界的广泛关注[1，2]。其中，耕地是陆地表层最普遍的土地利用形式之一，也是人类活动影响最大的土地类型，其动态过程对陆地生态系统碳循环和全球环境具有深刻的影响[2]。因此，耕地动态过程及特征是LUCC研究的热点和重要内容[3，4]。 近年来，国内外以耕地数据重建为核心内容的LUCC研究取得了较为丰硕的成果。其中，国际上最具代表性的当数3个全球数据集，包括全球历史环境数据集(history database of the global environment，HYDE，最新版3.2重建时段为10000BC—AD 2015)[3]、全球农牧空间数据集(PJ Dataset，重建时段为AD 800-AD 1992年)[4]和Kaplan等重建的全球土地利用数据集(KK10，重建时段为8000BP—AD 1850)[5]均含有耕地数据。全球数据集自发布以来，在全球和区域尺度得到广泛应用[6，7]，但因各数据集重建结果差异过大，其可靠性也不断受到质疑，如：Kaplan等研究认为：HYDE数据集估算所得工业化以前人为土地覆被变化量比KK10数据集低估约80％[5]。同时，全球数据集重建结果在区域尺度上，也被认为还存在较大的不确定性，如学者有关全球数据集在中国和欧洲区域上的评估结果表明：其重建结果不能客观反映历史时期中国耕地、草地[8-10]和欧洲人为土地利用[11]的时空变化特征。因此，为给予全球气候变化模拟以更可靠的历史LUCC数据，LandCover 6k计划指出：要充分利用区域考古资料、自然证据和历史文献记录等，开展6000年以来乃至万年以来的区域LUCC重建研究[5]。 中国土地开发历史悠久，现存历史文献资料丰富，这使得中国在开展长时段耕地变迁研究方面具有得天独厚的条件。相关学者基于这些史料，在历史LUCC重建方面也取得了较大进展。如Li等通过对清代田亩数据的订正，重建了过去300年中国耕地变化数据[12，13]；Ye等采用历史数据订正与多源耕地数据相校核的方法，重建了过去300年东北三省县域耕地面积变化序列[14]。但现有研究时段多集中在过去300年[12-15]，更长时段的历史LUCC研究，学界还较少涉猎，这给中国利用气候模式深入研究气候变化机制、特别是历史暖期和现代暖期形成机制的比较研究带来极其不利的影响。 明代是中国古代耕地登记制度趋于成熟的时期，官方档册中也留下了多组省域尺度的田亩数据，这为开展更长时段的LUCC重建提供了可能。但纵观有关明代耕地的研究，还以史学界对典型时点册载田亩数据的性质考释为主。如：以何炳棣为代表的学者认为：明代的册载田亩数据仅为官方的纳税单位，并非实际的耕地面积[16]；以清水泰次等为代表的学者从明代赋役制度和土地统计制度等方面入手，分析认为：洪武年间分省册载田亩数据是当时实有的土地清丈数据[17-19]；但以藤井宏等为代表的学者则认为：部分省域册载数据明显偏高，或存在册籍讹误[20-22]。又如：以樊树志等为代表的学者依据万历清丈史料分析认为：册载万历清丈数据是明代“堪丈实证”而得的实际耕地面积[23-25]；但以赵赟等为代表的学者认为：册载数据中含山、塘、湖、荡等非耕地因素，并不是真实的耕地面积[26]。综上可见，目前明代册载田土数据的性质被广泛质疑，即使是针对部分时点的土地清丈数据，对其与实际耕地面积关系的解读也存在分歧。 有鉴于此，试图在系统分析明代册载田亩和屯田数据、人口数据以及相关赋役制度、土地制度的基础上，辨识册载田亩和屯田数据的合理性，并通过定量分析导致明代册载田亩和屯田数据失实的主要因素，构建省域耕地面积重建方法，重建明代典型时点耕地面积。希冀本文的研究结果可为区域气候变化模拟研究提供数据参考。 2 研究区概况与数据来源 2.1 研究区概况 明朝建于1368年，灭亡于1644年。明朝建立之后，疆域范围多有变化。《明史·地理志》记载：“计明初封略，东起朝鲜，西据吐蕃，南包安南，北距大碛，东西一万一千七百五十里，南北一万零九百四里。自成祖弃大宁，徙东胜，宣宗迁开平于独石，世宗时复弃哈密、河套，则东起辽海，西至嘉峪，南至琼、崖，北抵云、朔，东西万余里，南北万里”。行政建置方面，明代内地曾沿袭元朝行省制，之后历经多次改革，于宣德三年(1428年)形成固定的两京(南直隶和北直隶)和十三布政司(省)的建置格局，各省又分设都司、行都司负责军政事务；在西部和东北边疆少数民族地区，明政府则设立羁縻统治区，并设置乌思藏、朵甘和奴儿干、辽东等都司，委派地方首领进行管理。 研究区为明朝东部统治区，以明宣德八年(1433年)疆域政区图[27]为准，范围大致相当于中国除青藏高原、蒙新之外的东、中部地区，总面积约487万km[2]，包括内地两京(南直隶和北直隶)、十三省和东北奴儿干、辽东都司等(图1)。
