辽中南城市群土地利用冲突强度时空演化及其主导因素分析

张 莹， 雷国平， 林 佳， 周 敏

(1.东北大学文法学院土地管理研究所，辽宁沈阳 110169； 2.辽宁大学哲学与公共管理学院，辽宁沈阳 110136)

随着社会的发展，人类对资源的开发利用所引发的矛盾与冲突表现得尤为广泛和突出，因此，源于社会学的冲突分析被引入到资源管理领域，用于分析冲突局势、预测冲突发展、研究并设计冲突解决方案[1]。在当前我国快速城市化进程背景下，土地资源利用的冲突和矛盾日益凸显。科学地测度区域土地利用冲突，准确地掌握引发土地利用冲突的主导因素，是有效解决土地利用冲突的基础和前提，对于促进区域土地资源合理配置、土地利用可持续发展具有重要意义。

国内外学者已经开始关注土地利用冲突问题，且从要素冲突和功能冲突[2-6]2个角度开展研究，但研究多侧重于土地利用要素冲突，即对土地利用数量和方式的竞争[7]；其研究内容主要集中在同一空间位置上对土地资源要素的竞争与冲突[8-9]、基于土地适宜性的土地利用冲突[10]以及基于用地竞争力的潜在土地利用冲突识别[11]等方面。然而，已有研究表明，土地利用数量和方式的变化不一定会带来土地利用功能的变化[12]，而土地利用冲突的本质是对土地所提供的产品或服务的竞争，即对土地利用功能的竞争[7]。因此，从功能冲突的角度研究土地利用冲突可以更准确地掌握区域土地利用冲突的实质，但关于此方面的研究鲜见报道。目前，土地利用冲突识别或诊断的方法多采用压力-状态-响应(pressure-state-response，简称PSR)模型[13]、行动者网络分析[14]、景观生态指数[15]、博弈论[16]，研究方法较单一。同时，相关研究主要以农区[13]、农牧交错带[17]、生态保护区[14]以及城乡过渡带[10-11]为研究区域，而针对城市及城市群的土地利用冲突研究较少。

《国家新型城镇化规划》(2014年)指出，新型城镇化要求实现人口、经济、资源和环境协调发展。城市群是推进新型城镇化的主体形式，辽中南城市群是中等经济发展水平的城市群代表，位于我国东北地区南部、辽宁省中南部。2016年，该区域土地面积约9.67万km2，人口约3 131万人，国内生产总值(gress domestic product，简称GDP)约2×104亿元，分别占全省土地总面积的65.15%、总人口的73.98%以及全省GDP的88.22%。人口集聚和经济发展导致区域土地资源供给不足、土地利用结构失衡、环境污染、生态调节功能降低，进而引发社会、经济、生态环境等一系列问题。通过分析辽中南城市群土地利用问题，促进经济、社会、环境协调发展，对于辽中南城市群新型城镇化建设具有重要意义。综上，本试验以辽中南城市群为研究区，将突变级数法应用到土地利用冲突研究中，从功能冲突角度出发构建指标体系，对土地利用冲突强度的时空动态演化特征进行定量分析；运用灰色关联分析法确定土地利用冲突的主导因素，以期为土地资源的合理规划与利用提供科学支撑。

1 土地利用冲突的内涵与形成机制

1.1 土地利用冲突的内涵

目前，学界对土地利用冲突内涵的认识尚未统一，学者从土地利用格局、利益相关者等视角对土地利用冲突的内涵进行了阐释[1，5]，认为土地利用冲突是各种土地利用方式对于稀缺水土资源的竞争[10]，是人地关系不和谐的表现[7]。

本试验中的土地利用冲突是指土地资源利用中各利益相关者对土地利用的方式、数量等方面的不一致、不和谐[5]，并由此引发的各利益相关者对土地利用所产生的功能竞争。土地利用冲突的形式包括要素冲突和功能冲突，其中土地利用要素冲突是对在土地资源开发、利用、分配、保护过程中土地利用数量和方式之间的竞争，而土地利用功能冲突是对各种土地利用方式所产生的社会、经济、文化和生态等功能之间的竞争[7]。

1.2 土地利用冲突的形成机制

土地资源是一种稀缺的非可再生资源，其供给能力是有限的。土地利用冲突是对土地这种稀缺资源的竞争，其实质是对土地系统提供的各种产品或服务的竞争。区域土地利用冲突主体包括政府、居民、开发投资者等在时间或空间上受到直接、间接影响的利益相关者。冲突产生的根本原因是土地资源的多宜性和供给的稀缺性，而人口增长和冲突主体的需求变化则是冲突发生与发展的主要驱动力。土地利用冲突的外在表现形式是土地利用要素冲突，而其内在动因则是土地利用功能冲突。

2 数据来源与研究方法

2.1 数据来源及数据预处理

研究数据主要来源于《辽宁统计年鉴》(2005、2011、2017年)、《中国城市统计年鉴》(2005、2011、2017年)或通过计算得到；土地财政贡献率为土地财政收入与财政总收入的比值，土地财政收入是指土地出让金(土地出让金也被称为狭义的土地财政，是土地财政收入的主要来源[19])，其数据来源于《中国国土资源统计年鉴》(2005、2011、2017年)。其中，经济指标以2004年为基期计算可比价格。部分土地利用数据(森林覆盖率和水域面积比例)由Landsat 8遥感影像解译并通过计算得到，该数据空间分辨率为30 m。

2.2 研究方法

2.2.1 土地利用冲突强度的测算方法

2.2.1.1 突变级数法 突变级数法是把系统内矛盾诸方面(诸控制变量)不同的质态化为同一个质态(即状态变量表示的质态)，是计算矛盾的一种方法[20]。该方法仅须将多层次的各指标按照相对重要强度进行排序，即可较好地避免因各指标权重比例的分配所产生的偏差。

当状态变量为1维时，多目标决策涉及的突变模型主要有4种(表1)；由于一个状态变量对应多个控制变量，在归一化处理后将得到多个状态变量值(xa、xb、…)，考虑到所选取的指标虽然相互独立但共同作用于上级指标，因此取其平均值作为最终状态值。

表1 突变模型的势函数及归一公式

注：f(x)为势函数；x为状态变量；a、b、c、d为标准化后的控制变量；xa、xb、xc、xd为归一化值。

2.2.1.2 基于功能冲突视角的指标体系构建 土地利用变化所引起的功能变化是决定区域可持续发展的重要组成部分[21]，本试验从土地利用功能的角度，借鉴联合国粮食及农业组织(food and agriculture organization of the unite nations，简称FAO)的《可持续土地利用评价纲要》的基本框架思路，基于可持续发展的经济、社会、环境三大维度的理念初步构建土地利用冲突的指标体系。

由于突变级数法要求所建立的递级层次结构中每一层次的指标最多不超过4个，因此采用相关性分析对初选指标进行筛选，构建包含4个层级、29项具体指标的土地利用冲突测算指标体系。由于该方法要求各层次指标按其重要程度排序，因此借鉴已有相关研究[20-22]，将每一层次的各指标按其重要性进行排序(重要指标排在前面)(表2)。此外，指标多采用相对量指标，避免使用绝对量指标，以便直接有效地反映功能及功能冲突。

2.2.1.3 土地利用冲突指数及其计算公式 借鉴功能标准差系数，构建反映土地利用各功能之间差异的土地利用冲突指数，该指数可反映土地利用各功能之间的矛盾或冲突，土地利用冲突指数越大，表示土地利用冲突强度越高；土地利用冲突指数越小，表示土地利用冲突强度越低。其公式为

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(1)

表2 土地利用冲突测算指标体系

注：“+”“-”分别表示该指标对土地利用功能具有正向、负向作用。

2.2.2 土地利用冲突的灰色关联分析 土地利用冲突受许多要素影响，各要素之间存在复杂关系，很难分清哪些要素是主导因素，哪些要素是非主导因素；灰色关联分析法能够定量化表征因素之间发展趋势的相似或变异程度，衡量与揭示事物之间的关联程度[22-24]。指标变化的趋势具有一致性，即同步变化程度越高，关联程度越高；反之，则越低。

x0={x0,(k)|k=1,2,…,n}=[x0(1),x0(2),…,x0(n)]；

(2)

xi={xi(k)|k=1,2,…,n}=[xi(1),xi(2),…,xi(n)]，i=1,2,…,m。

(3)

由式(2)、式(3)中的参考数列x0与比较数列xi可得：

(4)

(5)

式中：ri为比较数列xi对参考数列x0的关联系数。

3 结果与分析

3.1 土地利用冲突强度时空演化分析

3.1.1 土地利用冲突强度的时序变化特征 由表3可知，辽中南城市群城市间的土地利用冲突强度差异明显。2004年研究区土地利用冲突强度较高的3个城市为丹东市、本溪市和大连市，其指数值分别为0.74、0.50、0.46；土地利用冲突强度最低的为沈阳市，其指数值为0.18。2016年研究区土地利用冲突强度最高的3个城市为本溪市、丹东市和铁岭市，其指数值分别为0.67、0.46、0.41；土地利用冲突强度最低的为鞍山市，其指数值为0.09。

表3 2004—2016年辽中南城市群土地利用冲突指数值及其变化

2004—2016年，辽中南城市群城市间的土地利用冲突变化趋势及幅度存在明显的差异。在变化趋势方面，研究期内沈阳市、鞍山市、营口市、铁岭市的土地利用冲突先加剧后减弱；大连市、抚顺市、辽阳市的土地利用冲突先减弱后加剧；丹东市和盘锦市的土地利用冲突持续减弱；而本溪市的土地利用冲突持续加剧。在变化幅度方面，2004—2010年辽中南城市群土地利用冲突变化幅度最大的是沈阳市，其次是辽阳市，而变化最小的是营口市和铁岭市；2010—2016年辽中南城市群土地利用冲突变化幅度最大的是辽阳市，其次是鞍山市，而变化最小的是本溪市。

3.1.2 土地利用冲突强度的空间演化特征 综合2004—2016年辽中南城市群土地利用冲突指数值特征，兼顾冲突强度可视化效果，将土地利用冲突强度划为3个等级，分别为低度冲突(0

由图2可知，2004年辽中南城市群土地利用冲突强度的空间分布总体趋势是由东南向西北逐渐减弱，具体表现为东南部高、西北部低。研究区东部的本溪市、丹东市和南部的大连市处于土地利用高度冲突区，其中丹东市的土地利用冲突指数值大于0.70；铁岭市、抚顺市、辽阳市、盘锦市、鞍山市、营口市处于土地利用中度冲突区；而西北部的沈阳市为土地利用低度冲突区。2010年辽中南城市群土地利用冲突强度的空间分布呈现环状分布特征。辽中南城市群中心地区的辽阳市的土地利用冲突最低，抚顺市、铁岭市、沈阳市、鞍山市、盘锦市、营口市、大连市处于土地利用中度冲突区，而东部的本溪市和丹东市处于土地利用高度冲突区。2016年辽中南城市群土地利用冲突强度的空间分布呈现由西北部和西南部向东部加剧的弯月状分布特征。辽中南城市群中心地区的辽阳市、鞍山市和西部的盘锦市处于土地利用低度冲突区，沈阳市、铁岭市、抚顺市、营口市、大连市处于土地利用中度冲突区，而东部的本溪市和丹东市仍处于土地利用高度冲突区。

2004—2016年辽中南城市群土地利用低度冲突区主要处于城市群的中心地区，且呈现向西部和南部扩大的趋势；而本溪和丹东始终处于土地利用高度冲突区，同时沈阳的土地利用冲突等级总体呈现上升趋势。

3.2 土地利用冲突的主导因素分析

研究区部分城市的土地利用冲突强度虽相近，但其主导因素却不尽相同，厘清土地利用功能冲突的主导因素，对于区域土地规划与利用具有重要的战略意义。运用灰色关联分析法对2016年研究区土地利用冲突指数值与各指标进行关联性分析，旨在探究不同因素对土地利用功能发挥的影响程度，进而确定土地利用冲突的主导因素。

由表4可知，从土地利用社会功能方面分析，鞍山市、本溪市、丹东市、铁岭市土地利用冲突的主导因素是人口密度，其相关系数均大于 0.75，这4个城市的人口密度虽不高，且2010—2016年其人口密度均呈现降低趋势，其变化幅度在0.32%～4.20%范围内，但基础设施不能满足当前的需求，教育、居住、交通、休闲、文化等基础设施建设的发展滞后于人口增长，导致其土地利用社会功能较低。如不及时改善基础设施建设，人口流失情况将进一步加剧。

从土地利用经济功能方面分析，抚顺市、本溪市、丹东市、辽阳市土地利用冲突的主导因素是经济发展水平和人们对区域经济发展的信心。人们对区域经济发展的信心降低导致消费和投资减少、房地产贬值、国民经济产值降低等系列问题的产生，因此，经济密度和土地财政贡献率2项指标可以间接反映经济发展和人们对区域经济发展的信心。这4个城市与经济密度和土地财政贡献率2个指标的关联度均大于0.70，表明该区域内人们对经济发展的信心不足，经济发展缺乏内生动力。具体分析表明，抚顺市的土地利用冲突与经济作物单位面积产量、建设用地面积比例、经济密度、土地财政贡献率的关联度均较高，其关联系数在0.70～0.90之间；本溪市的土地利用冲突与生物性生产功能(除粮食单位面积产量外)、人工化土地生产功能、经济发展、交通功能的各项指标密切相关，其关联系数均大于0.75；丹东市的土地利用冲突与生物性生产功能(除地均畜牧产品产出量外)、人工化土地生产功能、经济发展的各项指标的关联系数均大于0.78；辽阳市的土地利用冲突与粮食单位面积产量、经济作物单位面积产量、经济密度、土地财政贡献率4个指标的关联系数均大于0.76。

从土地利用环境功能方面分析，沈阳市、大连市、鞍山市、营口市、盘锦市的土地利用冲突的主导因素是自然资源禀赋和环境压力。具体分析表明，沈阳市的土地利用冲突与生活污水排放强度、森林覆盖率、水域面积比例的关联系数均大于0.89；大连市的土地利用冲突与地均水资源、工业废污水排放强度、生活污水排放强度的关联系数均大于0.73；鞍山市的土地利用冲突与地均水资源、生活污水排放强度、工业固体废弃物处理强度、单位面积耕地化肥施用负荷、水域面积比例的关联系数在0.74～0.89，营口市的土地利用冲突与地均水资源、单位面积耕地化肥施用负荷、建成区绿化覆盖率、水域面积比例的关联系数均大于 0.78；而盘锦市的土地利用冲突仅与森林覆盖率相关，其关联度为0.68。沈阳市和大连市由于城市人口集聚、人口数量增加导致生活污水排放强度增大，进而增加环境压力；大连市和鞍山市的工业建设、经济发展导致工业废污水排放和固体废弃物处理的强度提升，进而降低环境净化能力。这5个城市土地利用冲突与地均水资源、森林覆盖率、水域面积比例等自然资源禀赋均密切相关，制约着其土地利用环境功能的发挥。

4 讨论与结论

本试验基于可持续发展的社会、经济、环境三大维度，从功能冲突角度构建土地利用冲突指标体系，采用突变级数法和土地利用冲突指数测算并识别辽中南城市群土地利用冲突的强度及其时空演化特征，并且运用灰色关联分析法确定其主导因素，得出如下结论：(1)2004—2016年，辽中南城市群城市间在土地利用冲突强度、变化趋势及变化幅度上存在明显差异。丹东市和本溪市在研究期内均列入土地利用冲突强度最高的前3位。除沈阳市和本溪市外，辽中南城市群其余8个城市的土地利用冲突强度总体呈现减弱态势。(2)辽中南城市群土地利用冲突强度存在着明显空间分布特征且变化明显。具体表现为除2004年外，辽中南城市群土地利用低度冲突区主要处于城市群的中心地区，且在研究期内呈现出向西部和南部的扩大趋势。(3)2016年辽中南城市群土地利用冲突的主导因素是人口密度、经济发展水平和人们对区域经济发展的信心、自然资源禀赋以及环境压力。(4)辽中南城市群应从土地利用冲突的主导因素着手，采取差异化的权衡措施，加强基础设施建设，发展高精尖、环保产业，既满足人们生活需求又提升人们对经济发展的信心，同时改善生态环境，实现土地利用社会、经济、环境功能之间的协调发展，跳出土地利用功能之间相互冲突恶性循环的怪圈。

结合突变级数法和土地利用冲突指数公式可以反映区域土地利用系统内部各功能(社会、经济、环境等)之间竞争与矛盾统一的状态。在辽中南城市群土地利用冲突的研究中发现，人口集聚、经济发展导致生活污水排放量提高、工业废弃物处理量增加等环境压力以及基础设施建设滞后等一些系列问题；而人们对医疗、教育、居住、交通、休闲、文化等基础设施建设现状的不满、对经济发展的信心缺失，又将导致人口流失、经济衰退，如此循环往复，土地利用冲突不断加剧，不利于区域土地资源可持续利用和土地利用功能的充分发挥。如何采取差异化的土地利用冲突权衡措施，以实现合理配置土地资源、促进土地利用各功能之间协调发展的目标，有待进一步研究。土地利用冲突的发生与演变受到区域土地利用特点及内外部因素的作用，未来的研究应进一步分析土地利用冲突动因及机理、土地利用冲突风险预警以及土地利用冲突权衡等方面内容。