河南省縣域土地利用適宜度空間格局特征及分區(qū)調(diào)控

成筱溪，李效順，和偉康，倪衡，趙子龍

1. 中國礦業(yè)大學(xué) 中國資源型城市轉(zhuǎn)型發(fā)展與鄉(xiāng)村振興研究中心， 江蘇 徐州 221116；2. 自然資源部海岸帶開發(fā)與保護(hù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 南京 210095；3. 江蘇賈汪資源枯竭礦區(qū)土地修復(fù)與生態(tài)演替教育部野外觀測(cè)研究站， 江蘇 徐州 221116

改革開放以來， 我國城鎮(zhèn)化水平從1978年的17.9%提高到2021年的64.7%， GDP年均增長(zhǎng)9.4%左右， 城鎮(zhèn)化發(fā)展和經(jīng)濟(jì)總量的增加帶來了大量自然資源消耗與土地利用格局變化， 在地理位置、 人口、 交通、 技術(shù)等各種因素的綜合作用下， 也不可避免地帶來了區(qū)域發(fā)展不均衡問題， 伴隨我國西部大開發(fā)等政策實(shí)施， 沿海與內(nèi)陸區(qū)域經(jīng)濟(jì)差距有所減小， 但區(qū)域內(nèi)部發(fā)展差異問題依舊突出[1]． 解決發(fā)展不均衡、 不協(xié)調(diào)問題已經(jīng)成為我國推進(jìn)區(qū)域高質(zhì)量發(fā)展不可回避的難題． 以土地利用統(tǒng)籌協(xié)調(diào)區(qū)域內(nèi)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、 生態(tài)保護(hù)之間的關(guān)系， 科學(xué)布局城鎮(zhèn)、 農(nóng)業(yè)、 生態(tài)空間， 深刻影響著區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展[2-3]． 因此， 測(cè)算縣域城鎮(zhèn)、 農(nóng)業(yè)、 生態(tài)土地利用適宜度對(duì)尋找其發(fā)展優(yōu)勢(shì)、 彌補(bǔ)發(fā)展差距并促進(jìn)經(jīng)濟(jì)、 社會(huì)、 生態(tài)高質(zhì)量發(fā)展具有重要意義．

土地利用適宜度評(píng)價(jià)通過考慮人類未來活動(dòng)、 需求或規(guī)劃以確定最合適的土地利用方式[4-5]， 表征為土地對(duì)某一種用地方式的適宜程度． 土地利用適宜度可以追溯到以課稅為目的的土地評(píng)價(jià)， 隨后在土地分類定級(jí)與土地潛力評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)上衍生出了以規(guī)劃為目的的土地適宜度評(píng)價(jià)[6]， 聯(lián)合國糧農(nóng)組織擬定的《土地評(píng)價(jià)綱要》為土地適宜度評(píng)價(jià)提供了基本框架[7]． 隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)水平的快速提升以及人類需求的日益增加， 可持續(xù)發(fā)展理念的提出使土地利用適宜度評(píng)價(jià)開始從農(nóng)業(yè)適宜度評(píng)價(jià)向生態(tài)景觀、 城鎮(zhèn)建設(shè)適宜度評(píng)價(jià)等人類生活方面延伸[8]， 指標(biāo)選取趨向多元化． 目前， 國內(nèi)外學(xué)者對(duì)土地利用適宜度的研究主要在不同目的、 研究區(qū)域、 指標(biāo)構(gòu)建、 測(cè)算方法等方面進(jìn)行了重點(diǎn)探討， 呈現(xiàn)出豐富的研究成果． 對(duì)土地利用優(yōu)化、 礦區(qū)土地再利用、 土地利用沖突治理、 農(nóng)用地生產(chǎn)力保護(hù)、 城市發(fā)展政策情景選擇[9-15]等具體問題的探討將適宜度評(píng)價(jià)指標(biāo)日益精細(xì)化、 具體化；研究區(qū)域主要集中于省域、 市域、 流域、 沿海地區(qū)、 生態(tài)經(jīng)濟(jì)區(qū)[7，16-17]等行政區(qū)或國家政策傾斜區(qū)域；評(píng)價(jià)指標(biāo)體系主要圍繞“三生”空間， 適宜度與約束性， 自然、 區(qū)位、 經(jīng)濟(jì)[16-19]等角度進(jìn)行構(gòu)建；測(cè)算方法多以GIS為基礎(chǔ)綜合運(yùn)用綜合指數(shù)、 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、 生態(tài)位適宜度、 蟻群算法[7，20-22]等多種模型， 評(píng)價(jià)方法日益豐富化、 多元化． 然而， 通過構(gòu)建土地利用適宜度指標(biāo)， 從縣域尺度劃定主體土地利用類型區(qū)并診斷其障礙因子的研究文獻(xiàn)相對(duì)較少．

鑒于此， 本研究以河南省縣域行政單元為研究對(duì)象， 構(gòu)建基于“城鎮(zhèn)建設(shè)-農(nóng)業(yè)發(fā)展-生態(tài)利用”3種方式的土地利用適宜度測(cè)度指標(biāo)體系， 對(duì)比2008，2013，2018年河南省縣域土地利用適宜度空間分異特征， 結(jié)合三維魔方進(jìn)行區(qū)域土地利用分區(qū)， 并進(jìn)行土地利用適宜度障礙因子診斷， 為探索縣域發(fā)展優(yōu)勢(shì)與發(fā)展路徑， 實(shí)現(xiàn)區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展提供參考依據(jù)．

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

河南省位于我國中東部、 黃河中下游， 地理位置為110°21′-116°39′E， 31°23′-36°22′N， 全省總面積16.7萬km2， 占全國總面積的1.73%， 東接安徽、 山東， 北接河北、 山西， 西連陜西， 地理位置優(yōu)越． 地勢(shì)西高東低， 北、 西、 南三面山地沿省界呈半環(huán)形分布， 中東部、 西南部為平原盆地． 河南省大部分地處暖溫帶氣候區(qū)， 地跨長(zhǎng)江、 淮河、 黃河、 海河四大流域， 耕地面積廣闊， 動(dòng)植物、 礦產(chǎn)資源豐富， 是全國農(nóng)產(chǎn)品主產(chǎn)區(qū)和重要的礦產(chǎn)資源大省． 土地利用以林地和耕地為主， 兩者共占區(qū)域面積的近70%． 其中林地主要分布于西部海拔較高的山地， 耕地主要分布在中東部的黃淮海平原區(qū)， 區(qū)域內(nèi)光熱資源充足、 土地平整、 灌溉條件較好， 主要作為糧食產(chǎn)區(qū)．

近年來河南省社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展較快， 2020年其經(jīng)濟(jì)總量居全國第5位、 中西部省份首位， 經(jīng)濟(jì)發(fā)展活力、 人民生活水平不斷提升． 2020年河南省GDP總值增長(zhǎng)至54 997億元， 城鄉(xiāng)居民人均可支配收入增長(zhǎng)至34 750元， 社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展整體勢(shì)頭良好， 但各縣之間發(fā)展差異較大， 發(fā)展不平衡問題突出， 2020年河南省縣域GDP標(biāo)準(zhǔn)差達(dá)298， 西部、 南部山地丘陵區(qū)縣域GDP產(chǎn)值遠(yuǎn)低于中東部， 縣域經(jīng)濟(jì)發(fā)展優(yōu)勢(shì)未得到充分挖掘， 將縣域優(yōu)勢(shì)轉(zhuǎn)變?yōu)榻?jīng)濟(jì)發(fā)展動(dòng)能的能力有待提升． 因此， 本研究以縣域?yàn)閱挝粚?duì)河南省各縣土地利用適宜度進(jìn)行測(cè)算， 明確不同縣域土地利用適宜方向， 為加快縣域經(jīng)濟(jì)發(fā)展和優(yōu)化土地利用提供借鑒．

1.2 數(shù)據(jù)來源

本研究區(qū)域?yàn)楹幽鲜】h域， 研究的基本單元是河南省縣級(jí)行政區(qū)， 根據(jù)河南省近年行政區(qū)劃調(diào)整結(jié)果以及本研究分區(qū)目標(biāo)， 以河南省2018年行政區(qū)劃為研究基礎(chǔ)， 對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行整合， 確定158個(gè)縣(市、 區(qū))研究單元， 研究河南省土地利用適宜度時(shí)空格局特征并進(jìn)行土地利用分區(qū)． 研究中涉及的河南省縣(市、 區(qū))常住人口數(shù)、 GDP總量、 城鎮(zhèn)人口數(shù)、 固定資產(chǎn)投資額、 農(nóng)作物播種面積、 糧食總產(chǎn)量、 農(nóng)林水事務(wù)財(cái)政投入、 種植業(yè)機(jī)械總動(dòng)力等社會(huì)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)均來源于《河南統(tǒng)計(jì)年鑒》《中國縣域統(tǒng)計(jì)年鑒(縣市卷)》以及各地級(jí)市統(tǒng)計(jì)年鑒(2009，2014，2019年)；研究中涉及的縣域土地利用數(shù)據(jù)、 自然保護(hù)區(qū)名錄、 高程坡度、 河流長(zhǎng)度等自然資源數(shù)據(jù)來自于河南省自然資源廳土地利用變更數(shù)據(jù)(2009-2018年)、 河南省自然資源廳的河南省自然保護(hù)區(qū)名錄、 中國科學(xué)院資源環(huán)境科學(xué)數(shù)據(jù)中心的資源環(huán)境數(shù)據(jù)云平臺(tái)以及國家地球系統(tǒng)科學(xué)數(shù)據(jù)共享服務(wù)平臺(tái)， 涉及地圖以國家地理信息公共服務(wù)平臺(tái)“河南省地圖”為基礎(chǔ)制作．

1.3 研究方法

1.3.1 土地利用適宜度測(cè)算

1) 評(píng)價(jià)指標(biāo)體系構(gòu)建

本研究以代表性、 相對(duì)獨(dú)立性為原則， 基于對(duì)土地利用適宜度內(nèi)涵及特征的認(rèn)知， 參考前人研究成果[7， 23-28]， 結(jié)合實(shí)際特點(diǎn)， 從“用地現(xiàn)狀-用地潛力”的角度構(gòu)建綜合城鎮(zhèn)建設(shè)適宜度、 農(nóng)業(yè)發(fā)展適宜度、 生態(tài)利用適宜度的河南省縣域土地利用適宜度評(píng)價(jià)指標(biāo)體系(表1)． 城鎮(zhèn)建設(shè)適宜度包括9項(xiàng)指標(biāo)， 以地形位指數(shù)、 土地開發(fā)強(qiáng)度、 城鎮(zhèn)人均可支配收入、 人口密度、 交通密度、 地均GDP指標(biāo)表征區(qū)域建設(shè)現(xiàn)狀， 城鎮(zhèn)化水平、 二三產(chǎn)業(yè)GDP占比、 地均固定資產(chǎn)投入反映城鎮(zhèn)建設(shè)潛力；農(nóng)業(yè)發(fā)展適宜度選取與農(nóng)用地、 耕地相關(guān)的自然、 社會(huì)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)， 以地形位指數(shù)、 平均氣溫、 土地墾殖率、 復(fù)種指數(shù)、 河網(wǎng)密度、 人均糧食產(chǎn)量反映農(nóng)業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)狀， 以第一產(chǎn)業(yè)從業(yè)人口占比、 農(nóng)林水投入占比、 機(jī)械動(dòng)力投入指數(shù)3項(xiàng)指標(biāo)表征農(nóng)業(yè)發(fā)展?jié)摿Γ簧鷳B(tài)利用適宜度則關(guān)注于區(qū)域生態(tài)重要性及旅游資源的豐富程度， 選取地形位指數(shù)、 森林覆蓋率、 地均生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值、 自然保護(hù)區(qū)數(shù)量、 生境豐度指數(shù)、 水源涵養(yǎng)指數(shù)表征區(qū)域生態(tài)利用現(xiàn)狀及重要程度， 選擇生態(tài)旅游資源品位、 第三產(chǎn)業(yè)GDP占比、 環(huán)境保護(hù)投入占比衡量區(qū)域未來生態(tài)利用潛力．

表1 土地利用適宜度評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

2) 指標(biāo)賦權(quán)與綜合評(píng)價(jià)

評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重的計(jì)算通常有主觀賦權(quán)和客觀賦權(quán)兩種方式． 主觀賦權(quán)法對(duì)賦權(quán)人的專業(yè)能力要求較高， 主觀性和不確定性較強(qiáng)， 因而應(yīng)用較少． 常用客觀賦權(quán)法包括熵權(quán)法、 層次分析法、 主成分分析法[29]等． 熵權(quán)法引用信息熵概念， 通過熵的大小對(duì)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行度量， 依據(jù)數(shù)據(jù)本身的離散性獲取指標(biāo)權(quán)重， 具有較強(qiáng)的科學(xué)性， 本研究利用熵權(quán)法確定指標(biāo)權(quán)重， 并基于權(quán)重進(jìn)行土地利用適宜度綜合評(píng)價(jià)．

① 數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化．

正向指標(biāo)：

(1)

負(fù)向指標(biāo)：

(2)

式中：Yij為第i個(gè)縣域第j項(xiàng)指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)化值；xij為第i個(gè)縣域第j項(xiàng)指標(biāo)的實(shí)際值；max(xj)，min(xj)為第j項(xiàng)指標(biāo)的最大值和最小值．

② 計(jì)算第j項(xiàng)指標(biāo)的信息熵Ej．

(3)

③ 計(jì)算第j項(xiàng)指標(biāo)的權(quán)重Wj．

(4)

式中：n為選取指標(biāo)個(gè)數(shù)， 分別求3期時(shí)點(diǎn)評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重平均值， 然后計(jì)算指標(biāo)最終權(quán)重．

④ 分類計(jì)算河南省各縣土地利用適宜度F．

(5)

1.3.2 土地利用適宜度交互作用分析

采用斯皮爾曼相關(guān)系數(shù)[30]對(duì)土地利用適宜度之間的交互作用進(jìn)行定量分析， 明確不同土地利用類型適宜度之間的相關(guān)關(guān)系， 為土地利用類型分區(qū)提供參考．

1) 相關(guān)系數(shù)測(cè)算

(6)

2) 相關(guān)系數(shù)檢驗(yàn)

(7)

式中：n為樣本數(shù)量． 自由度為n-2． 當(dāng)t值大于t0.05(n-2)， 原假設(shè)不被接受， 當(dāng)t值小于t0.05(n-2)， 原假設(shè)不能被拒絕．

1.3.3 土地利用類型分區(qū)

利用三維魔方空間分類法進(jìn)行縣域土地利用類型分區(qū)， 三維魔方分類法是矩陣分類法從二維向三維的拓展， 用自然斷點(diǎn)法將城鎮(zhèn)建設(shè)、 農(nóng)業(yè)發(fā)展和生態(tài)利用按適宜度從高到低劃分為高、 中高、 中、 中低、 低5級(jí)， 分別以城鎮(zhèn)建設(shè)適宜度、 農(nóng)業(yè)發(fā)展適宜度、 生態(tài)利用適宜度作為X，Y，Z軸， 構(gòu)建三維坐標(biāo)體系(圖1)． 形成一個(gè)5×5×5共125個(gè)單元的三維魔方， 按照高級(jí)優(yōu)先確定單一導(dǎo)向類型， 同級(jí)確定為復(fù)合導(dǎo)向類型的原則劃定縣域主導(dǎo)土地利用類型分區(qū)[2， 31]．

X為城鎮(zhèn)建設(shè)適宜度；Y為農(nóng)業(yè)發(fā)展適宜度；Z為生態(tài)利用適宜度；A1，A2，A3，A4，A5為城鎮(zhèn)建設(shè)適宜度等級(jí)；B1，B2，B3，B4，B5為農(nóng)業(yè)發(fā)展適宜度等級(jí)；C1，C2，C3，C4，C5為農(nóng)業(yè)發(fā)展適宜度等級(jí)．圖1 土地利用分區(qū)三維魔方分析圖

1.3.4 土地利用適宜度障礙因子診斷

運(yùn)用障礙度模型對(duì)指標(biāo)進(jìn)行障礙量化[32-33]， 分類找出影響不同分區(qū)土地利用適宜度的關(guān)鍵因素， 通過障礙因子的識(shí)別與分析， 為不同類型的土地利用區(qū)的優(yōu)化路徑提出調(diào)控建議．

(8)

2 結(jié)果與分析

2.1 土地利用適宜度時(shí)空格局特征

借助所構(gòu)建的適宜度評(píng)價(jià)指標(biāo)體系及評(píng)價(jià)方法， 完成對(duì)土地利用適宜度的測(cè)算， 在此基礎(chǔ)上， 運(yùn)用ArcGIS 10.2軟件， 利用自然斷點(diǎn)法將城鎮(zhèn)建設(shè)適宜度、 農(nóng)業(yè)發(fā)展適宜度和生態(tài)利用適宜度劃分為高、 中高、 中等、 中低、 低5個(gè)等級(jí)．

城鎮(zhèn)建設(shè)適宜度從時(shí)序上看， 2008-2018年整體呈先減再增的變化態(tài)勢(shì)， 集聚效應(yīng)明顯． 中部、 北部縣域城鎮(zhèn)建設(shè)適宜度整體保持平穩(wěn)并呈現(xiàn)部分增長(zhǎng)， 西南部、 南部地區(qū)縣域城鎮(zhèn)建設(shè)適宜度降低． 2008-2013年城鎮(zhèn)建設(shè)適宜度整體降低， 多數(shù)縣域城鎮(zhèn)建設(shè)適宜度等級(jí)降低， 2013-2018年城鎮(zhèn)建設(shè)適宜度有所提升． 從空間上來看， 城鎮(zhèn)建設(shè)適宜度空間格局基本呈現(xiàn)出中高周低、 北高南低的分布特點(diǎn)， 中東部縣域城鎮(zhèn)建設(shè)適宜度明顯優(yōu)于西南地區(qū)， 地級(jí)市轄區(qū)以及地級(jí)市周邊縣域適宜度遠(yuǎn)高于距離地級(jí)市較遠(yuǎn)的縣． 高值縣域呈點(diǎn)狀分布在鄭州、 洛陽、 新鄉(xiāng)等市轄區(qū)內(nèi)及周邊區(qū)域， 中高值區(qū)主要集中于中部地區(qū)， 此區(qū)具有良好的城市建設(shè)本底， 內(nèi)部基礎(chǔ)設(shè)施相對(duì)完善， 低值區(qū)集中連片分布于西南部、 中東部地區(qū)， 多為山地、 耕地， 城鎮(zhèn)建設(shè)相對(duì)滯后， 城鎮(zhèn)建設(shè)適宜度等級(jí)較低(圖1)．

底圖審圖號(hào)： 豫S(2019年)013號(hào)圖2 城鎮(zhèn)建設(shè)適宜度空間分異圖

農(nóng)業(yè)發(fā)展適宜度從時(shí)序上看， 2008-2018年東西部差異明顯， 西部縣域農(nóng)業(yè)發(fā)展適宜度逐步降低， 而東部地區(qū)縣域則呈現(xiàn)適宜度先增后減的變化態(tài)勢(shì)． 2008-2013年中東部地區(qū)多數(shù)縣域農(nóng)業(yè)發(fā)展適宜度快速提升， 高值區(qū)在東部形成集中連片分布， 而西部部分縣域農(nóng)業(yè)發(fā)展適宜度有一定程度的下降， 2013-2018年則呈現(xiàn)多數(shù)縣域農(nóng)業(yè)發(fā)展適宜度下降的變化態(tài)勢(shì)． 從空間上來看， 高值區(qū)連片集中分布于東部地區(qū)， 零星分布于西南部， 中低、 低值區(qū)連片分布于西部地區(qū)， 農(nóng)業(yè)發(fā)展適宜度等級(jí)整體自東向西依次遞減， 中東部地區(qū)由于地勢(shì)平坦， 農(nóng)業(yè)發(fā)展的自然條件優(yōu)越， 具備良好的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)能力， 因而農(nóng)業(yè)發(fā)展適宜度較高． 中西部地區(qū)由于受到自然條件、 城鎮(zhèn)擴(kuò)張等因素的限制， 農(nóng)業(yè)發(fā)展適宜度普遍處于中低、 低值區(qū)(圖3)．

底圖審圖號(hào)： 豫S(2019年)013號(hào)圖3 農(nóng)業(yè)發(fā)展適宜度空間分異圖

生態(tài)利用適宜度從時(shí)序上看， 2008-2018年整體變化平穩(wěn)， 中部、 南部部分縣域生態(tài)利用適宜度等級(jí)下降， 適宜度整體變化跨度較小． 從空間上看， 河南省縣域生態(tài)利用適宜度呈現(xiàn)明顯的梯度變化特征， 圍繞生態(tài)利用高值區(qū)生態(tài)利用適宜度呈梯度逐級(jí)遞減， 從高到低依次為： 西南部和南部、 西北部和中南部、 中東部． 高值區(qū)集中在秦嶺東部山地丘陵區(qū)、 大別山山地丘陵區(qū)、 桐柏山脈山地丘陵區(qū)等地形起伏較大、 生態(tài)稟賦較為優(yōu)越的地區(qū)；城市市轄區(qū)以及東部地區(qū)由于土地利用的差異導(dǎo)致其生態(tài)價(jià)值較低， 多處于低值區(qū)(圖4)．

底圖審圖號(hào)： 豫S(2019年)013號(hào)圖4 生態(tài)利用適宜度空間分異圖

2.2 縣域土地利用適宜度空間分布與交互作用

2.2.1 縣域土地利用適宜度空間分布

運(yùn)用三維坐標(biāo)將河南省縣域土地利用適宜度按城鎮(zhèn)建設(shè)適宜度X、 農(nóng)業(yè)發(fā)展適宜度Y、 生態(tài)利用適宜度Z進(jìn)行空間呈現(xiàn)， 同時(shí)基于方向進(jìn)行投影， 生成河南省縣域2008年、 2013年、 2018年土地利用適宜度三維空間分布投影圖(圖5)．

圖5 土地利用適宜度空間分布投影圖

從整體集聚情況來看， 絕大多數(shù)適宜度點(diǎn)集中分布于象限對(duì)角線的下方， 表征多數(shù)縣域土地利用適宜度呈現(xiàn)單向優(yōu)勢(shì)現(xiàn)象， 城鎮(zhèn)建設(shè)、 生態(tài)利用適宜度呈現(xiàn)低值集聚， 而農(nóng)業(yè)發(fā)展適宜度則表現(xiàn)為高值集聚． 從變化態(tài)勢(shì)來看， 3種類型土地利用適宜度在10年間表現(xiàn)出不同程度的變化趨勢(shì)， 城鎮(zhèn)建設(shè)適宜度分布區(qū)沿象限對(duì)角線延伸， 農(nóng)業(yè)發(fā)展適宜度變化表現(xiàn)為高值區(qū)聚集點(diǎn)數(shù)量減少， 生態(tài)利用適宜度則表現(xiàn)為整體抬升， 表明各縣生態(tài)狀況逐步得到改善．

2.2.2 縣域土地利用適宜度交互作用

結(jié)合土地利用適宜度之間的Spearman相關(guān)系數(shù)計(jì)算， 形成相關(guān)性檢驗(yàn)表(表2)， 發(fā)現(xiàn)各類土地利用適宜度間存在顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系． 2008-2018年城鎮(zhèn)建設(shè)與農(nóng)業(yè)發(fā)展適宜度負(fù)相關(guān)系數(shù)依次為0.52，0.51，0.54， 隨著城鎮(zhèn)化的快速發(fā)展， 城市擴(kuò)張導(dǎo)致耕地面積不斷受到擠壓， 大量農(nóng)村人口轉(zhuǎn)變?yōu)槌鞘腥丝冢?農(nóng)業(yè)生產(chǎn)能力降低， 導(dǎo)致部分縣域農(nóng)業(yè)發(fā)展適宜度隨城鎮(zhèn)建設(shè)推進(jìn)不斷降低， 同時(shí)， 糧食大省定位和耕地保護(hù)政策的框定， 也限制了農(nóng)業(yè)大縣城鎮(zhèn)化的發(fā)展， 多重因素的共同作用， 導(dǎo)致城鎮(zhèn)建設(shè)、 農(nóng)業(yè)發(fā)展適宜度在同一地域顯著表現(xiàn)為單向優(yōu)勢(shì)性． 2008-2018年生態(tài)利用與農(nóng)業(yè)發(fā)展適宜度負(fù)相關(guān)系數(shù)依次為0.28，0.43，0.44， 同樣表征為單向優(yōu)勢(shì)性， 生態(tài)利用適宜度高值區(qū)由于地形、 坡度、 植被覆蓋等自然條件的特殊性， 與農(nóng)業(yè)發(fā)展需求天然相悖， 同時(shí)退耕還林、 還草等環(huán)保政策的實(shí)施， 也在耕地面積、 農(nóng)業(yè)投入等方面限制了農(nóng)業(yè)大規(guī)模發(fā)展， 降低了區(qū)域農(nóng)業(yè)發(fā)展適宜度． 2008-2018年城鎮(zhèn)建設(shè)與生態(tài)利用適宜度負(fù)相關(guān)系數(shù)依次為0.29，0.27，0.23， 負(fù)相關(guān)系數(shù)逐步降低， 表征城鎮(zhèn)建設(shè)適宜度與生態(tài)利用適宜度開始有同向增長(zhǎng)趨勢(shì)， 這與近年來環(huán)保意識(shí)逐步增強(qiáng)， 城市生態(tài)環(huán)境改善密切相關(guān)．

表2 土地利用適宜度間Spearman相關(guān)性檢驗(yàn)表

2.3 縣域土地利用類型分區(qū)及障礙識(shí)別調(diào)控

2.3.1 縣域土地利用類型分區(qū)

依據(jù)適宜度評(píng)級(jí)劃分， 運(yùn)用三維魔方法比較河南省縣域不同土地利用類型適宜度， 考慮交互作用， 進(jìn)行縣域主導(dǎo)土地利用類型識(shí)別． 最終將158個(gè)縣(市、 區(qū))劃分為7種不同的土地利用區(qū)， 包含3個(gè)單一土地利用主導(dǎo)類型區(qū)、 4個(gè)復(fù)合土地利用主導(dǎo)類型區(qū)， 分別為城鎮(zhèn)建設(shè)區(qū)、 農(nóng)業(yè)發(fā)展區(qū)、 生態(tài)利用區(qū)、 城鎮(zhèn)-農(nóng)業(yè)區(qū)、 城鎮(zhèn)-生態(tài)區(qū)、 農(nóng)業(yè)-生態(tài)區(qū)、 綜合區(qū)(圖6)．

底圖審圖號(hào)： 豫S(2019年)013號(hào)圖6 河南省縣域土地利用分區(qū)圖

單一土地利用類型區(qū)包含縣(市、 區(qū))較多， 其中城鎮(zhèn)建設(shè)區(qū)包括36個(gè)縣域單位， 呈點(diǎn)狀分布于河南省市轄區(qū)及周邊區(qū)域， 主要特征為“高城鎮(zhèn)-低農(nóng)業(yè)-低生態(tài)”型土地利用適宜度組合， 縣(市、 區(qū))數(shù)量占河南省的24.05%， 土地開發(fā)強(qiáng)度均在40%以上， 區(qū)域地勢(shì)平坦， 交通便利， 工業(yè)和服務(wù)業(yè)比較發(fā)達(dá)， 具備良好的城鎮(zhèn)建設(shè)能力． 農(nóng)業(yè)發(fā)展區(qū)包括64個(gè)縣域單位， 包含縣(市、 區(qū))數(shù)量最多， 連片分布于河南省東部地區(qū)， 為“低城鎮(zhèn)-高農(nóng)業(yè)-低生態(tài)”型適宜度組合， 集中了河南省70.58%的耕地面積和74.38%的糧食產(chǎn)量， 整體地勢(shì)平坦， 水資源豐富， 農(nóng)業(yè)機(jī)械化水平較高， 是推進(jìn)農(nóng)業(yè)建設(shè)的重點(diǎn)地區(qū)． 生態(tài)利用區(qū)包括23個(gè)縣域單位， 分布于河南省西、 南部地區(qū)， 主要為山地丘陵面積占比較高的縣， 為“低城鎮(zhèn)-低農(nóng)業(yè)-高生態(tài)”型適宜度組合， 分布著河南省71.89%的林地， 生態(tài)環(huán)境保護(hù)區(qū)、 國家級(jí)和省級(jí)自然保護(hù)區(qū)眾多， 在改善河南省整體生態(tài)環(huán)境方面占有至關(guān)重要的地位．

復(fù)合類型縣(市、 區(qū))存在多類型適宜度等級(jí)相等的情況， 相比于單一發(fā)展導(dǎo)向類型區(qū)較少， 其單一類型適宜度等級(jí)均低于單一土地利用類型區(qū)優(yōu)勢(shì)適宜度等級(jí)， 呈現(xiàn)出適宜度“均衡而不突出”的特點(diǎn)． 城鎮(zhèn)-農(nóng)業(yè)區(qū)包括10個(gè)縣域單位， 多位于市轄區(qū)內(nèi)部， 主要特征為“較高城鎮(zhèn)-較高農(nóng)業(yè)-低生態(tài)” 型適宜度組合， 現(xiàn)階段其城鎮(zhèn)建設(shè)具有一定的規(guī)模， 但相較于城鎮(zhèn)建設(shè)區(qū)與農(nóng)業(yè)發(fā)展區(qū)存在較大的差距． 城鎮(zhèn)-生態(tài)區(qū)包括7個(gè)縣域單位， 多為與市轄區(qū)接壤的縣(市、 區(qū))， 以“較高城鎮(zhèn)-低農(nóng)業(yè)-較高生態(tài)”為主要特征， 區(qū)域內(nèi)分布多個(gè)自然保護(hù)區(qū)， 生態(tài)保護(hù)重要性相對(duì)較強(qiáng)， 區(qū)域內(nèi)部土地開發(fā)強(qiáng)度、 路網(wǎng)密度等城鎮(zhèn)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)水平有待提升． 農(nóng)業(yè)-生態(tài)區(qū)包括9個(gè)縣域單位， 零星分布于生態(tài)利用區(qū)周邊， 以“低城鎮(zhèn)-較高農(nóng)業(yè)-較高生態(tài)”為主要特征， 農(nóng)業(yè)生產(chǎn)自然條件劣于農(nóng)業(yè)發(fā)展區(qū)， 具有相對(duì)較好的生態(tài)旅游資源． 綜合區(qū)包含9個(gè)縣域單位， 處于城鎮(zhèn)建設(shè)、 農(nóng)業(yè)發(fā)展、 生態(tài)利用高值區(qū)的過渡地區(qū)， 以“中等城鎮(zhèn)-中等農(nóng)業(yè)-中等生態(tài)”為主要特征， 區(qū)域城鎮(zhèn)發(fā)展處于起步階段， 農(nóng)業(yè)發(fā)展不具有明顯優(yōu)勢(shì)， 生態(tài)環(huán)境保護(hù)重要性適中．

2.3.2 土地利用適宜度障礙診斷

以測(cè)算不同分區(qū)指標(biāo)因子對(duì)適宜度影響的程度為目標(biāo)， 利用障礙度均值表征障礙指標(biāo)強(qiáng)度， 障礙度均值越大， 說明對(duì)適宜度的影響越大， 得出影響河南省縣域土地利用適宜度的因子排序(表3)．

城鎮(zhèn)建設(shè)區(qū)的障礙因子10年間未有顯著變化， 為地均固定資產(chǎn)投入、 人口密度、 城鎮(zhèn)化水平， 其障礙影響均值均在12%以上， 障礙因素綜合作用在地區(qū)呈現(xiàn)出城鎮(zhèn)吸引人口能力不突出、 用地不高效等問題． 該區(qū)域一是亟待進(jìn)行土地集約利用改造， 發(fā)掘土地利用潛力， 制定推進(jìn)土地集約利用相關(guān)政策， 以土地集約利用代替城市建成區(qū)過度擴(kuò)張；二是加強(qiáng)城市基礎(chǔ)設(shè)施、 公共服務(wù)設(shè)施的建設(shè)， 逐步提升城鎮(zhèn)對(duì)周邊人口的引力作用；三是加強(qiáng)區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展的高效性， 以土地資源的高效利用作為提升經(jīng)濟(jì)發(fā)展的有效抓手， 立足區(qū)域發(fā)展自身特色， 積極引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)， 推進(jìn)區(qū)域高效產(chǎn)出．

農(nóng)業(yè)發(fā)展區(qū)的障礙因子集中于農(nóng)業(yè)發(fā)展的社會(huì)經(jīng)濟(jì)因素， 為人均糧食產(chǎn)量、 第一產(chǎn)業(yè)從業(yè)人口占比、 農(nóng)林水投入占比、 復(fù)種指數(shù)． 區(qū)域整體呈現(xiàn)出農(nóng)業(yè)產(chǎn)出能力待提升、 政府對(duì)農(nóng)業(yè)扶持力度較缺乏的問題． 該區(qū)域首先應(yīng)進(jìn)一步落實(shí)耕地保護(hù)制度， 引進(jìn)先進(jìn)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)、 保護(hù)性耕作技術(shù)， 同時(shí)對(duì)中低產(chǎn)田進(jìn)行改造， 不斷提升耕地產(chǎn)出能力， 保障糧食安全；其次， 依據(jù)自身農(nóng)業(yè)優(yōu)勢(shì)， 在發(fā)展糧食生產(chǎn)的同時(shí)發(fā)展地方特色農(nóng)業(yè)， 吸納剩余農(nóng)業(yè)勞動(dòng)力；最后， 政府應(yīng)針對(duì)農(nóng)村農(nóng)田水利建設(shè)以及農(nóng)業(yè)機(jī)械化投入等問題， 進(jìn)行重點(diǎn)資金投入， 助力實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展．

生態(tài)利用區(qū)主要障礙因子為地形這一自然因素， 十年間障礙均值保持在17%左右， 其次為地區(qū)旅游資源豐度指標(biāo)， 該區(qū)主要面臨生態(tài)旅游資源開發(fā)不足、 區(qū)域獨(dú)特旅游定位不明顯等問題． 應(yīng)積極將當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境保護(hù)與區(qū)域生態(tài)旅游產(chǎn)業(yè)發(fā)展聯(lián)系起來， 將自然環(huán)境優(yōu)勢(shì)轉(zhuǎn)變?yōu)槁糜伟l(fā)展優(yōu)勢(shì)， 拓展生態(tài)養(yǎng)殖等綠色產(chǎn)業(yè)， 推進(jìn)區(qū)域綠色經(jīng)濟(jì)發(fā)展；在推行生態(tài)旅游產(chǎn)業(yè)發(fā)展的同時(shí)， 應(yīng)加強(qiáng)對(duì)當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境保護(hù)的重視， 嚴(yán)禁毀林開荒， 不斷增強(qiáng)生態(tài)服務(wù)功能， 推進(jìn)河南省生態(tài)環(huán)境水平整體提升．

表3 2008，2013，2018年不同土地利用分區(qū)障礙度

城鎮(zhèn)-農(nóng)業(yè)區(qū)在農(nóng)業(yè)發(fā)展障礙因子中主要涉及土地墾殖率、 人均糧食產(chǎn)量?jī)身?xiàng)指標(biāo)， 城鎮(zhèn)建設(shè)障礙因子中具有突出影響的是城鎮(zhèn)化水平和二三產(chǎn)業(yè)GDP占比兩項(xiàng)指標(biāo)， 農(nóng)業(yè)發(fā)展障礙因子對(duì)區(qū)域土地利用適宜度的影響更為突出， 該區(qū)域主要面臨城鎮(zhèn)擴(kuò)張與農(nóng)業(yè)發(fā)展的沖突， 存在耕地受建設(shè)用地?cái)D壓、 農(nóng)業(yè)人口流失等問題． 該區(qū)域應(yīng)首先充分利用現(xiàn)有建設(shè)用地， 提升現(xiàn)有非農(nóng)用地土地利用效率， 推進(jìn)單位土地形成高效產(chǎn)出；其次要加強(qiáng)對(duì)區(qū)域耕地尤其是基本農(nóng)田的保護(hù)， 推進(jìn)農(nóng)業(yè)機(jī)械化、 規(guī)模化發(fā)展， 運(yùn)用先進(jìn)技術(shù)加強(qiáng)農(nóng)業(yè)產(chǎn)出， 積極探索農(nóng)業(yè)發(fā)展與城鎮(zhèn)建設(shè)的有效融合．

城鎮(zhèn)-生態(tài)區(qū)在城鎮(zhèn)建設(shè)障礙因子中主要涉及城鎮(zhèn)化水平指標(biāo)， 生態(tài)利用障礙因子中則涉及森林覆蓋率、 生態(tài)旅游資源品位指標(biāo)， 生態(tài)利用障礙度均值逐步下降． 該區(qū)域面臨城鎮(zhèn)人口不足、 生態(tài)用地與建設(shè)用地利用沖突、 地方生態(tài)旅游特色不突出等問題． 應(yīng)嚴(yán)格控制城鎮(zhèn)建設(shè)帶來的生態(tài)環(huán)境破壞， 保障生態(tài)功能安全， 同時(shí)定位自身產(chǎn)業(yè)發(fā)展優(yōu)勢(shì)， 集中進(jìn)行產(chǎn)業(yè)園建設(shè)， 推進(jìn)產(chǎn)業(yè)集中布局， 提升土地使用效率， 引進(jìn)和培育生態(tài)友好型產(chǎn)業(yè)． 積極發(fā)掘符合本地資源優(yōu)勢(shì)且能充分利用優(yōu)良環(huán)境的生態(tài)旅游、 鄉(xiāng)村旅游項(xiàng)目， 推進(jìn)區(qū)域旅游發(fā)展．

農(nóng)業(yè)-生態(tài)區(qū)在農(nóng)業(yè)發(fā)展障礙因子中涉及人均糧食產(chǎn)量、 土地墾殖率兩項(xiàng)指標(biāo)， 在生態(tài)利用障礙因子中涉及地形位指數(shù)、 自然保護(hù)區(qū)數(shù)量、 生態(tài)旅游資源品位3項(xiàng)指標(biāo)， 農(nóng)業(yè)發(fā)展障礙因子影響最為顯著． 區(qū)域面臨農(nóng)業(yè)產(chǎn)出效率不高、 用地利用沖突、 旅游資源優(yōu)勢(shì)不明顯的問題． 該區(qū)域應(yīng)在農(nóng)業(yè)發(fā)展過程中樹立生態(tài)保護(hù)觀念， 嚴(yán)令禁止坡地開墾、 過度使用化肥農(nóng)藥， 保障農(nóng)業(yè)發(fā)展的同時(shí)生態(tài)環(huán)境不滑坡；同時(shí)推進(jìn)當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)農(nóng)業(yè)發(fā)展， 將生態(tài)環(huán)境保護(hù)目標(biāo)與農(nóng)業(yè)發(fā)展相融合， 在不同地形、 土壤、 氣候條件下， 因地制宜發(fā)展農(nóng)業(yè)．

綜合區(qū)與城鎮(zhèn)-農(nóng)業(yè)區(qū)的障礙因子較為類似， 在農(nóng)業(yè)發(fā)展障礙因子中涉及土地墾殖率、 人均糧食產(chǎn)量， 在城鎮(zhèn)建設(shè)障礙因子中涉及城鎮(zhèn)化水平一項(xiàng)指標(biāo)． 區(qū)域同樣面臨農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)產(chǎn)出效率不高， 耕地與建設(shè)用地、 生態(tài)用地利用沖突， 城鎮(zhèn)區(qū)人口吸引力不明顯的問題． 應(yīng)針對(duì)當(dāng)前發(fā)展現(xiàn)狀， 揚(yáng)長(zhǎng)避短， 推進(jìn)區(qū)域內(nèi)部基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)， 改善當(dāng)?shù)鼐用竦纳钏剑辉诘匦纹鸱鄬?duì)較大、 生態(tài)環(huán)境脆弱、 林地面積占比較高的區(qū)域， 加強(qiáng)生態(tài)保護(hù)， 在地形相對(duì)平緩的區(qū)域推進(jìn)農(nóng)業(yè)發(fā)展、 城鎮(zhèn)建設(shè)， 提高區(qū)域土地綜合利用水平．

3 結(jié)論與討論

本研究按照“指標(biāo)構(gòu)建-演變分析-分區(qū)劃定-障礙診斷-分區(qū)調(diào)控”的研究思路， 以河南省為研究區(qū)， 構(gòu)建縣域土地利用適宜度評(píng)價(jià)指標(biāo)體系， 并從城鎮(zhèn)建設(shè)、 農(nóng)業(yè)發(fā)展、 生態(tài)利用3個(gè)主體土地利用分區(qū)方向?qū)ν恋乩眠m宜度進(jìn)行評(píng)價(jià)， 明晰縣域土地利用適宜度空間格局特征并進(jìn)行土地利用類型劃分， 進(jìn)而診斷了不同類型區(qū)所面臨的障礙因子， 并提出了調(diào)控措施， 研究結(jié)果及主要結(jié)論：

1) 河南省縣域發(fā)展適宜度呈現(xiàn)出明顯的時(shí)空分異特征， 城鎮(zhèn)建設(shè)適宜度表現(xiàn)為先點(diǎn)狀發(fā)展再輻射發(fā)展， 農(nóng)業(yè)發(fā)展適宜度高值區(qū)不斷向河南省東部集聚， 生態(tài)利用適宜度高值區(qū)集中于河南省西部山地、 丘陵區(qū)， 零星分布于南部．

2) 結(jié)合土地利用適宜點(diǎn)空間分布和Spearman相關(guān)系數(shù)檢驗(yàn)， 城鎮(zhèn)建設(shè)適宜度與農(nóng)業(yè)發(fā)展適宜度、 生態(tài)利用適宜度， 三者間關(guān)系均為顯著負(fù)相關(guān)， 且城鎮(zhèn)與農(nóng)業(yè)、 農(nóng)業(yè)與生態(tài)兩組適宜度之間的沖突作用明顯加劇， 城鎮(zhèn)與生態(tài)間的沖突作用有所緩和．

3) 運(yùn)用三維魔方法結(jié)合土地利用適宜度間的交互作用， 將河南省縣域單位劃分為城鎮(zhèn)建設(shè)區(qū)、 農(nóng)業(yè)發(fā)展區(qū)、 生態(tài)利用區(qū)3個(gè)單一土地利用主導(dǎo)類型區(qū)， 城鎮(zhèn)-農(nóng)業(yè)區(qū)、 城鎮(zhèn)-生態(tài)區(qū)、 農(nóng)業(yè)-生態(tài)區(qū)、 綜合區(qū)4個(gè)復(fù)合土地利用主導(dǎo)類型區(qū)， 結(jié)合障礙度因子識(shí)別， 明確每一類型區(qū)所面臨的問題， 針對(duì)性地提出了推進(jìn)縣域發(fā)展的初步建議．

本研究從不同的土地利用方式著手， 將土地適宜度與發(fā)展?jié)摿ο嘟Y(jié)合， 測(cè)算了城鎮(zhèn)、 農(nóng)業(yè)、 生態(tài)三大主導(dǎo)功能的土地利用適宜度， 通過三維矩陣、 相關(guān)性分析， 得到土地利用分區(qū)結(jié)果， 降低了單一適宜度評(píng)價(jià)對(duì)土地利用分區(qū)的局限性， 具有一定借鑒和指導(dǎo)意義， 但論文仍存在不足： 土地利用適宜度評(píng)價(jià)結(jié)合土地利用與發(fā)展?jié)摿ο嚓P(guān)指標(biāo)， 多是依靠現(xiàn)階段縣域發(fā)展的實(shí)際情況對(duì)土地利用進(jìn)行分區(qū)， 還沒有充分考慮區(qū)域發(fā)展政策導(dǎo)向問題． 另外， 土地利用適宜度是縣域現(xiàn)有發(fā)展表現(xiàn)出的一種趨勢(shì)， 這種趨勢(shì)并不是一成不變的， 隨著未來發(fā)展情況的復(fù)雜變化， 還需要進(jìn)行發(fā)展多情景模擬和分區(qū)評(píng)價(jià)．