國內(nèi)土地利用功能演變研究進展*

呂雙雙，李 莉

（貴州財經(jīng)大學(xué)公共管理學(xué)院，貴陽 550025）

0 引言

2012 年黨的十八大報告按照土地利用總體功能的不同提出構(gòu)建“生產(chǎn)空間集約高效、生活空間宜居適度、生態(tài)空間山清水秀”的國土開發(fā)利用“三生”空間[1]。2016年全球土地計劃第三屆開放科學(xué)大會的召開，特別強調(diào)要研究土地系統(tǒng)在與水、食物、能源以及經(jīng)濟社會各系統(tǒng)協(xié)調(diào)發(fā)展中所體現(xiàn)的功能特征，使得土地利用功能相關(guān)研究成為學(xué)界探索土地資源可持續(xù)利用和優(yōu)化管理的熱門話題[2]。土地利用功能是指不同的土地利用方式所提供的產(chǎn)品與服務(wù)，相關(guān)研究最先起源于生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)、農(nóng)業(yè)部門、景觀方面等，并逐步擴展到經(jīng)濟、社會和環(huán)境各領(lǐng)域，土地利用的有關(guān)研究也因此從僅關(guān)注土地利用格局的變化轉(zhuǎn)化為深入分析土地利用功能的演變[3]。目前在國內(nèi)研究中，已有分析土地利用功能演變的不少成果，其中大量涉及對土地利用功能評價、土地利用功能演變特征、土地利用功能演變驅(qū)動機制的分析。所以文章從土地利用功能評價、土地利用功能演變特征和土地利用功能演變驅(qū)動機制三方面入手，對近些年來國內(nèi)在土地利用功能演變方面的研究成果進行梳理與分析，總結(jié)研究進展、歸納瓶頸問題、展望未來方向，以期為我國土地利用功能演變的理論研究和政策實踐提供借鑒參考。

1 土地利用功能演變研究現(xiàn)狀

1.1 土地利用功能評價分析

1.1.1 評價方法

評價方法的選擇對土地利用功能評價具有關(guān)鍵性作用。國內(nèi)學(xué)者對土地利用功能的評價方法進行了多種嘗試[4-6]，經(jīng)過梳理和總結(jié)發(fā)現(xiàn)，評價方法主要包括量化與表征兩種類型，具體有全排列多邊形綜合圖示法、綜合評價法、五形向量空間結(jié)構(gòu)評價方法、功能核算模型、改進的突變級數(shù)法、土地利用綜合功能模型、AHP法、改進TOPSIS 法、多尺度融合數(shù)學(xué)模型、結(jié)構(gòu)方程法、InVEST法、統(tǒng)計數(shù)據(jù)空間化方法、三角模型等，其中仍以綜合評價法為主。在上述評價方法中，雖然部分方法有一些創(chuàng)新，但目前這些方法的案例應(yīng)用研究非常欠缺，可以說還沒有形成一套綜合、完整、可以涉及不同尺度和對象的評價方法。

在指標權(quán)重的確立上，主要以主觀賦權(quán)法、客觀賦權(quán)法、主觀與客觀賦權(quán)法相結(jié)合為主。例如羅剛[7]采用主觀與客觀兩種方法相結(jié)合來確定指標權(quán)重；楊惠[8]、周娜娜[9]則運用層次分析法這一主觀方法來確定各因子的權(quán)重；而單薇等[10]采用的卻是熵權(quán)法來進行客觀賦權(quán)。

1.1.2 指標體系的構(gòu)建

由于研究視角的差異，土地利用功能指標體系的構(gòu)建尚未形成統(tǒng)一的標準[11-14]。指標體系的選擇與構(gòu)建是進行綜合、客觀評價的前提，同時對評價結(jié)果也產(chǎn)生重要的影響?？偟膩砜矗恋乩霉δ茉u價指標體系按照分類依據(jù)主要分為3類：土地利用可持續(xù)性、三生功能、土地利用主導(dǎo)功能。關(guān)于國內(nèi)土地利用功能評價指標體系的構(gòu)建如表1所示。

表1 我國土地利用功能評價指標體系的構(gòu)建

隨著對土地利用功能評價指標體系持續(xù)的研究，土地利用功能評價指標體系得到不斷的完善，但仍存在一些不足。例如，對于交通功能的歸類存在較大的爭議，有些學(xué)者將其歸為生產(chǎn)功能，另一些學(xué)者則歸為生活功能；有時建立的指標體系過于簡單，未根據(jù)研究區(qū)特點來選取相應(yīng)的指標；同時部分指標體系未全面考慮土地利用類型所擁有的功能。

1.1.3 評價尺度

評價尺度的不同對評價方法的選取、指標體系的構(gòu)建以及評價的結(jié)果都不同。土地利用功能評價的尺度有中宏觀尺度（國家級、省級、市級、縣級）、微觀尺度（鄉(xiāng)鎮(zhèn)、村、圖斑、格網(wǎng)）、中宏觀與微觀尺度相結(jié)合。例如杜國明等[18]以中尺度的東北地區(qū)為研究區(qū)來研究土地利用多功能演變情況。劉愿理等[27]以村為評價單元，評價少數(shù)民族地區(qū)土地利用多功能變化特征。單薇等[10]以行政單元(市縣級)和空間網(wǎng)格(1 km×1 km)為評價單元，評價江蘇省生產(chǎn)、生活、生態(tài)功能的耦合特征。

通常中宏觀適用于國家、省、市、縣的土地利用功能評價，微觀適用于小尺度的土地利用功能評價。中宏觀尺度的研究以定性、宏觀參考為主，未考慮到定量、定位與精確性等問題，微觀尺度綜合考慮了以上問題。目前，評價尺度主要集中在中宏觀方面，微觀尺度、中宏觀與微觀相結(jié)合的分析仍滯后。

1.2 土地利用功能演變特征分析

國內(nèi)對土地利用變化的研究有了較為成熟的認識，為進一步探索土地利用功能演變奠定了一定的基礎(chǔ)。土地利用功能演變是在自然與人為因素等共同作用下發(fā)生的變化。目前主要從時序、空間、結(jié)構(gòu)方面來分析土地利用功能演變特征：在時序方面，主要運用動態(tài)度、實現(xiàn)率、標準差、變化優(yōu)勢度、極差、增長量、增長率及倍比系數(shù)、變異系數(shù)、土地利用程度模型、土地利用多樣性分析、土地利用變化幅度、土地利用轉(zhuǎn)移矩陣等方法來分析土地利用功能在時序方面的演變情況，例如杜國明等[18]運用實現(xiàn)率、增長量、增長率、倍比系數(shù)和變異系數(shù)來分析土地利用功能演變特征；在空間方面，主要運用ArcGIS 自然斷裂法、重心轉(zhuǎn)移模型、空間自相關(guān)、空間聚集圖等來描述土地利用功能空間演變特征，例如羅剛等[7]運用空間自相關(guān)分析和LISA 集聚圖來反映重慶市土地利用多功能空間變化特征，陳會等[35]運用冷熱點工具來分析1990—2016 年貴州省壩子土地利用功能演變情況；在結(jié)構(gòu)方面，主要運用信息熵法、洛倫茲曲線和基尼系數(shù)、土地利用分形理論、集中化指數(shù)等來分析土地利用功能結(jié)構(gòu)的演變狀況，例如吳宇鑫等[36]運用信息熵法、洛倫茲曲線法、基尼系數(shù)來分析眉縣“三生”用地的結(jié)構(gòu)演變特征，借用土地利用分形理論，探究其圖斑的演變程度，楊雪菲[37]采用集中化指數(shù)模型來表征“三生”用地均衡情況。

華吉慶等[38]引入景觀格局指數(shù)來研究土地利用功能斑塊的碰碎化程度。王璐等[30]運用集約模型來反映研究區(qū)土地利用功能集約利用程度。單薇等[10]運用耦合協(xié)調(diào)度模型來分析生產(chǎn)、生活、生態(tài)功能的耦合特征。尚海濱[39]、范業(yè)婷等[3]通過運用雷達圖、波段集統(tǒng)計工具來反映土地利用功能權(quán)衡與協(xié)同關(guān)系。

綜上所述，在對土地利用功能演變進行分析時，僅從時序方面出發(fā)，未考慮到空間演變的研究仍存在不足。通過運用雷達圖和波段集統(tǒng)計工具來反映土地利用功能權(quán)衡與協(xié)同關(guān)系，將“三生”功能與集約利用聯(lián)系起來，擴展了土地利用功能演變的研究內(nèi)容和視角；運用重心轉(zhuǎn)換模型來分析土地利用功能演變空間的變化特征，擴展了其研究方法。

1.3 土地利用功能演變驅(qū)動機制分析

土地利用功能演變是在多種因素共同作用下產(chǎn)生的，分析產(chǎn)生變化的機理，可為土地利用功能進一步發(fā)展提供幫助。國內(nèi)眾多學(xué)者對土地利用功能演變驅(qū)動機制進行了大量的研究如表2所示。

表2 我國土地利用功能驅(qū)動機制分析

綜合以上研究成果發(fā)現(xiàn)，影響土地利用功能的因素主要分為自然、交通區(qū)位、經(jīng)濟、社會、生態(tài)（環(huán)境）、政策等6個因素。自然因素是影響土地利用功能演變的內(nèi)在因素，在一定范圍內(nèi)決定著土地利用功能的廣度和深度，短時間內(nèi)不易發(fā)生改變，對土地利用功能演變的形成發(fā)揮著基礎(chǔ)性作用。其余5個因素是影響土地利用功能演變的外在因素，在短期內(nèi)不穩(wěn)定、易發(fā)生改變，對土地利用功能的演變具有重要推動作用。雖然自然因素在短期內(nèi)較穩(wěn)定，但是對于生態(tài)脆弱區(qū)（云貴高原）、喀斯特地區(qū)等來說，自然因素對土地利用功能演變的影響不可忽視。

大多數(shù)學(xué)者普遍運用定性或定量方法來研究驅(qū)動機制，定性與定量相結(jié)合存在不足，由于有些因素（例如政策）難以量化，所以定性分析相對于定量來說具有一定的補充作用；深入精細化分析土地利用功能演變驅(qū)動機制的研究仍缺乏。

2 研究不足

目前國內(nèi)關(guān)于土地利用功能演變的研究主要集中在評價、時空格局與影響因素分析等方面，通過對上述文獻歸納和總結(jié)分析發(fā)現(xiàn)，土地利用功能演變研究在評價指標體系構(gòu)建、多尺度與多方法結(jié)合、研究內(nèi)容和視角選擇等方面仍存在不足。

第一，在評價指標體系構(gòu)建上，指標體系的建立主要集中在借鑒上，缺乏根據(jù)研究區(qū)域來選取相應(yīng)的指標，對指標選取的意義缺乏深入的研究；第二，在研究內(nèi)容上，多數(shù)集中在評價、時空格局與影響因素分析方面，在空間及空間關(guān)聯(lián)分析、驅(qū)動機制、模擬預(yù)測、功能權(quán)衡與協(xié)同、優(yōu)化等方面的研究存在不足；第三，在研究方法上，土地利用功能評價方法較單一，定性與定量相結(jié)合的研究仍存在不足；第四，在研究視角上，缺乏與經(jīng)濟、社會、生態(tài)等多學(xué)科的結(jié)合；第五，在研究尺度上，主要集中在中宏觀尺度（全國、省、市、縣）方面，微觀尺度、中宏觀與微觀結(jié)合的分析仍存在不足。

3 研究展望

該文基于國內(nèi)土地利用功能演變的已有研究，從土地利用功能評價、土地利用功能演變特征、土地利用功能演變驅(qū)動機制三個方面進行梳理，分析了當前研究所取得的成果和不足。該文建議，未來應(yīng)加強建立全面的評價指標體系，強化多尺度與多方法結(jié)合的研究，并擴展土地利用功能演變的研究內(nèi)容和視角。

3.1 構(gòu)建全面的評價指標體系

首先評價指標的層次可分為功能層—準則層—指標層。其中功能層應(yīng)普遍適用于多層次、多尺度的研究區(qū)，準則層具有典型性和代表性，指標層具有擴展性（滿足特殊區(qū)域特殊指標選取的位置）。例如研究區(qū)如果發(fā)展民宿，可將研究區(qū)接待旅游人數(shù)等作為指標。其次指標的構(gòu)建應(yīng)體現(xiàn)代表性、全面性、獨立性。代表性體現(xiàn)在指標的選取能準確反映研究區(qū)的特性（由于研究區(qū)地理位置、主導(dǎo)功能、發(fā)展特點不同，選取的指標理應(yīng)不同）；全面性指的是能全面反映土地利用功能的特性；獨立性表現(xiàn)在指標間具有獨立性，不重復(fù)。在指標選取時，盡量選取效益性指標，減少結(jié)構(gòu)性指標，因為效益性指標能直接反映功能產(chǎn)出，可以提高土地利用功能評價的準確性。

3.2 加強多尺度與多方法結(jié)合的研究

在研究尺度上，微觀尺度可以實現(xiàn)定位化、定量化、精準化；中宏觀與微觀相結(jié)合，可以彌補中宏觀尺度在定位化、定量化、精準化方面的不足，有利于將微觀尺度上的信息擴展到宏觀尺度上，使土地利用功能演變更精準、評價結(jié)果更科學(xué)，所以未來應(yīng)加強微觀尺度、中宏觀與微觀尺度的結(jié)合，相互補充，從而促進土地利用功能演變的統(tǒng)一與整合。在評價方法上，以社會經(jīng)濟數(shù)據(jù)為指標的評價難以直接反映土地利用功能，以價值核算的評價較直接地反映出功能價值量，但是在評價過程中有部分功能（如國防軍事、宗教殯葬等功能），難以直接計算其價值，而且功能價值的核算易受到人為因素的影響[45]，所以未來應(yīng)探索多方法的配套分析、能滿足適用于多尺度和對象、從而達到精準化評價?？梢試L試對于難以直接計算其價值的功能，采取以社會經(jīng)濟數(shù)據(jù)為指標進行評價，表征與量化兩種方法相結(jié)合。在驅(qū)動機制分析方法上，目前主要集中在定性或定量方面，定性與定量相結(jié)合仍存在不足，未來應(yīng)加強這方面的運用。

3.3 擴展土地利用功能演變的研究內(nèi)容和視角

土地利用功能演變的研究內(nèi)容主要集中在評價、時空格局與影響因素分析等方面，對空間方面的研究缺乏精細化分析。未來應(yīng)加強空間及空間關(guān)聯(lián)分析、驅(qū)動機制、模擬預(yù)測、功能權(quán)衡與協(xié)同、優(yōu)化等方面的研究；強化對驅(qū)動機制精準化的分析；開展不同地域或尺度的土地利用功能演變與驅(qū)動機制對比分析；深入分析不同功能類型驅(qū)動因子之間的異同；辨析自然與人文因素驅(qū)動機制對土地利用功能演變的作用。在研究視角上，未來可以擴展到對鄉(xiāng)村振興[46]、生態(tài)環(huán)境、水土流失、景觀格局等的影響，將土地利用功能演變與多學(xué)科結(jié)合分析；也可從產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、遠程耦合、空間重構(gòu)、土地整治等視角來研究土地利用功能演變。例如通過對區(qū)域土地利用功能演變分析，如果區(qū)域土地利用功能存在無序、布局混亂、協(xié)調(diào)性差等問題，可通過空間重構(gòu)來實現(xiàn)對土地利用功能的優(yōu)化。