國內土地利用功能演變研究進展*

呂雙雙，李 莉

（貴州財經大學公共管理學院，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建“生產空間集約高效、生活空間宜居適度、生態空間山清水秀”的國土開發利用“三生”空間[1]。2016年全球土地計劃第三屆開放科學大會的召開，特別強調要研究土地系統在與水、食物、能源以及經濟社會各系統協調發展中所體現的功能特征，使得土地利用功能相關研究成為學界探索土地資源可持續利用和優化管理的熱門話題[2]。土地利用功能是指不同的土地利用方式所提供的產品與服務，相關研究最先起源于生態系統服務、農業部門、景觀方面等，并逐步擴展到經濟、社會和環境各領域，土地利用的有關研究也因此從僅關注土地利用格局的變化轉化為深入分析土地利用功能的演變[3]。目前在國內研究中，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動機制三方面入手，對近些年來國內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鍵性作用。國內學者對土地利用功能的評價方法進行了多種嘗試[4-6]，經過梳理和總結發現，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、五形向量空間結構評價方法、功能核算模型、改進的突變級數法、土地利用綜合功能模型、AHP法、改進TOPSIS 法、多尺度融合數學模型、結構方程法、InVEST法、統計數據空間化方法、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新，但目前這些方法的案例應用研究非常欠缺，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。

在指標權重的確立上，主要以主觀賦權法、客觀賦權法、主觀與客觀賦權法相結合為主。例如羅剛[7]采用主觀與客觀兩種方法相結合來確定指標權重；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重；而單薇等[10]采用的卻是熵權法來進行客觀賦權。

1.1.2 指標體系的構建

由于研究視角的差異，土地利用功能指標體系的構建尚未形成統一的標準[11-14]。指標體系的選擇與構建是進行綜合、客觀評價的前提，同時對評價結果也產生重要的影響。總的來看，土地利用功能評價指標體系按照分類依據主要分為3類：土地利用可持續性、三生功能、土地利用主導功能。關于國內土地利用功能評價指標體系的構建如表1所示。

表1 我國土地利用功能評價指標體系的構建

隨著對土地利用功能評價指標體系持續的研究，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，有些學者將其歸為生產功能，另一些學者則歸為生活功能；有時建立的指標體系過于簡單，未根據研究區特點來選取相應的指標；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、指標體系的構建以及評價的結果都不同。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（鄉鎮、村、圖斑、格網）、中宏觀與微觀尺度相結合。例如杜國明等[18]以中尺度的東北地區為研究區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，評價少數民族地區土地利用多功能變化特征。單薇等[10]以行政單元(市縣級)和空間網格(1 km×1 km)為評價單元，評價江蘇省生產、生活、生態功能的耦合特征。

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、中宏觀與微觀相結合的分析仍滯后。

1.2 土地利用功能演變特征分析

國內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。土地利用功能演變是在自然與人為因素等共同作用下發生的變化。目前主要從時序、空間、結構方面來分析土地利用功能演變特征：在時序方面，主要運用動態度、實現率、標準差、變化優勢度、極差、增長量、增長率及倍比系數、變異系數、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]運用實現率、增長量、增長率、倍比系數和變異系數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、重心轉移模型、空間自相關、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；在結構方面，主要運用信息熵法、洛倫茲曲線和基尼系數、土地利用分形理論、集中化指數等來分析土地利用功能結構的演變狀況，例如吳宇鑫等[36]運用信息熵法、洛倫茲曲線法、基尼系數來分析眉縣“三生”用地的結構演變特征，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土地利用功能集約利用程度。單薇等[10]運用耦合協調度模型來分析生產、生活、生態功能的耦合特征。尚海濱[39]、范業婷等[3]通過運用雷達圖、波段集統計工具來反映土地利用功能權衡與協同關系。

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，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計工具來反映土地利用功能權衡與協同關系，將“三生”功能與集約利用聯系起來，擴展了土地利用功能演變的研究內容和視角；運用重心轉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生的，分析產生變化的機理，可為土地利用功能進一步發展提供幫助。國內眾多學者對土地利用功能演變驅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動機制分析

綜合以上研究成果發現，影響土地利用功能的因素主要分為自然、交通區位、經濟、社會、生態（環境）、政策等6個因素。自然因素是影響土地利用功能演變的內在因素，在一定范圍內決定著土地利用功能的廣度和深度，短時間內不易發生改變，對土地利用功能演變的形成發揮著基礎性作用。其余5個因素是影響土地利用功能演變的外在因素，在短期內不穩定、易發生改變，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較穩定，但是對于生態脆弱區（云貴高原）、喀斯特地區等來說，自然因素對土地利用功能演變的影響不可忽視。

大多數學者普遍運用定性或定量方法來研究驅動機制，定性與定量相結合存在不足，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動機制的研究仍缺乏。

2 研究不足

目前國內關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分析發現，土地利用功能演變研究在評價指標體系構建、多尺度與多方法結合、研究內容和視角選擇等方面仍存在不足。

第一，在評價指標體系構建上，指標體系的建立主要集中在借鑒上，缺乏根據研究區域來選取相應的指標，對指標選取的意義缺乏深入的研究；第二，在研究內容上，多數集中在評價、時空格局與影響因素分析方面，在空間及空間關聯分析、驅動機制、模擬預測、功能權衡與協同、優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，定性與定量相結合的研究仍存在不足；第四，在研究視角上，缺乏與經濟、社會、生態等多學科的結合；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、中宏觀與微觀結合的分析仍存在不足。

3 研究展望

該文基于國內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，未來應加強建立全面的評價指標體系，強化多尺度與多方法結合的研究，并擴展土地利用功能演變的研究內容和視角。

3.1 構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。其中功能層應普遍適用于多層次、多尺度的研究區，準則層具有典型性和代表性，指標層具有擴展性（滿足特殊區域特殊指標選取的位置）。例如研究區如果發展民宿，可將研究區接待旅游人數等作為指標。其次指標的構建應體現代表性、全面性、獨立性。代表性體現在指標的選取能準確反映研究區的特性（由于研究區地理位置、主導功能、發展特點不同，選取的指標理應不同）；全面性指的是能全面反映土地利用功能的特性；獨立性表現在指標間具有獨立性，不重復。在指標選取時，盡量選取效益性指標，減少結構性指標，因為效益性指標能直接反映功能產出，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合的研究

在研究尺度上，微觀尺度可以實現定位化、定量化、精準化；中宏觀與微觀相結合，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、評價結果更科學，所以未來應加強微觀尺度、中宏觀與微觀尺度的結合，相互補充，從而促進土地利用功能演變的統一與整合。在評價方法上，以社會經濟數據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。可以嘗試對于難以直接計算其價值的功能，采取以社會經濟數據為指標進行評價，表征與量化兩種方法相結合。在驅動機制分析方法上，目前主要集中在定性或定量方面，定性與定量相結合仍存在不足，未來應加強這方面的運用。

3.3 擴展土地利用功能演變的研究內容和視角

土地利用功能演變的研究內容主要集中在評價、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。未來應加強空間及空間關聯分析、驅動機制、模擬預測、功能權衡與協同、優化等方面的研究；強化對驅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動機制對比分析；深入分析不同功能類型驅動因子之間的異同；辨析自然與人文因素驅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村振興[46]、生態環境、水土流失、景觀格局等的影響，將土地利用功能演變與多學科結合分析；也可從產業結構、遠程耦合、空間重構、土地整治等視角來研究土地利用功能演變。例如通過對區域土地利用功能演變分析，如果區域土地利用功能存在無序、布局混亂、協調性差等問題，可通過空間重構來實現對土地利用功能的優化。