土地利用隐性转型影响因素分析

马丽君，程久苗，程 建，2，费罗成

（1.安徽师范大学地理与旅游学院，安徽 芜湖 241002；2.中国农业大学土地科学与技术学院，北京 100193）

1 引言

作为土地利用覆被变化（LUCC）综合研究新途径之一的土地利用转型[1-2]概念，起缘于“森林转型假说”[3-4]。21世纪初，土地利用转型概念经龙花楼引入中国[5]，此后，这一研究方向不断与经济社会发展转型新形势、新问题相结合，并逐渐跻身于土地科学前沿研究领域[6-7]。土地利用转型最初被定义为一定地域土地利用形态在时序上的趋势性转折，随着研究的深入，土地利用形态内涵被拓展为显性和隐性形态两种属性。隐性转型研究是其重要方面，研究主要涉及内涵与假说[8-9]、隐性形态[10]、驱动机制[11-15]、转型框架[16]、生态与社会环境效应[17-21]、隐性转型与城乡发展关系[22-23]、隐性转型与土地资源管理互馈机制[24]、耕地和建设用地等特殊地类转型机制[25-26]。其中隐性转型驱动因子及其动力机制备受关注，研究提出隐性形态受自然、经济社会和管理系统共同作用。

土地利用转型与经济社会发展息息相关，如何在经济社会转型基础上开展土地利用转型影响因素研究是土地利用转型研究的重要内容。同时，随着土地资源管理方式逐渐向综合管理转变，土地利用显性和隐性形态综合研究已成为深层次认识土地利用转型内涵、完善土地利用管理方式的必然选择[2]。然而已有研究多聚焦于耕地和城乡建设用地显性和隐性形态研究，忽视了从综合视角研究区域土地利用隐性转型，特别是对于土地利用隐性转型的影响因素、区域层面影响因素的时空特征与政策响应机制等问题尚缺乏系统深入研究。因此，本文在已有研究的基础上，重点探究土地利用隐性影响因素作用效果的时空差异、作用方式以及政策响应机制，以进一步丰富土地利用隐性转型研究，为科学管控土地利用隐性形态变化提供参考。

2 土地利用隐性转型影响因素理论分析

土地利用转型包含显性形态转型和隐性形态转型。土地利用隐性形态依附于显性形态，即有别于土地类型或土地利用景观格局等可被观察到的呈现形式，隐性形态通过质量、投入产出、效益、功能等呈现。土地利用隐性转型可以理解为一定时期内国家或区域土地利用隐性形态发生趋势性变化。土地利用隐性转型与土地利用显性变化都体现为人类活动导致的土地属性变化[27]。土地利用显性形态变化时刻都在发生，复杂多样，往往呈现无规则特征，而土地利用隐性转型为土地利用隐性形态在一定时期内发生的趋势性转折，受一定区域经济社会发展和生态演化的响应。土地利用转型任何时候都发生在自然系统、经济社会系统及体制系统的三重框架之内[27]，隐性形态转型自然也受到这三重框架的制约。本文参照已有研究[11，27]拟选取涵盖自然、经济社会、政策、工程技术系统因素进行影响因素分析（图1）。

土地利用转型驱动因素在不同尺度上差异明显[28]。在区域尺度上，土地利用转型受到地形地貌、海拔、降水等自然因素及人口与经济发展等社会经济因素的共同影响[15]。

图1 土地利用隐性转型影响因素理论框架Fig.1 Analysis of the conceptual framework for the in fluencing factors for recessive transformation of land use

2.1 自然因素分析

自然环境是土地开发利用中确定利用方向以及能达到效益的重要依据，自然系统各因子相互作用造成资源禀赋差异，对隐性转型具有决定性作用，主要表现在地形、地质、水文、气候等方面[11，16，29-30]。进一步分析自然系统各因子相互关系发现，地形在自然因素中对土地利用转型综合效应显著，气候、地质等因子则相对较小。海拔与自然灾害频发影响人口分布状态与土地资源利用强度，对土地利用隐性转型产生重要影响[15，31]。

2.2 经济社会因素分析

经济社会因子往往与土地利用转型紧密联系，主要表现在人口增长与劳动力转移、经济增长、产业升级、区位条件改善、技术进步等方面[16，32-33]。一方面经济发展显化土地资产价值，增加土地财产性收入，促使土地经营者对土地结构和功能的需求发生变化；另一方面，工业化、城镇化快速推进也会造成耕地撂荒与过度利用、宅基地废弃与返乡建房同时存在，对隐性形态产生负面影响。人口增长导致对土地需求增加、城乡地域之间人口流动、提高土地利用效率的同时促进农村土地经营方式改变，进而导致土地利用发生隐性转型。区位条件决定了区域人口集聚和经济发展，区位的空间差异导致土地利用隐性转型格局[26]。产业结构调整、第三产业结构比例、GDP、固定资产投资、技术进步是土地利用隐性转型的重要因素[34]。

2.3 政策制度因素分析

土地政策制度指特定经济社会背景下土地关系的总称。土地政策涵盖多方面，既包括城乡土地二元制度壁垒的直接约束土地利用转型，又包含经济政策、产业政策、城镇化工业化政策、生态环境保护和土地利用政策等。已有研究表明土地政策制度可以优化调控土地利用转型进程和态势[35]。经济发展政策促使土地投入产出强度增加，产业政策通过管理淘汰落后产能，推动区域产业向新兴产业发展，提高土地利用经济产出能力。城镇化政策发挥城市经济中心作用，吸引农村剩余劳动力向城市移动，提高土地利用效率的同时促使农村土地经营方式改变。土地利用隐性转型受制于土地政策推动与调控。

2.4 土地利用工程因素分析

土地利用工程技术包括系统工程技术、土地整治技术等[36]，是提高土地质量、提升土地效能、优化土地利用格局、改善土地生态环境的技术手段总称[37]。具体而言，通过实施土地整治可以提高土地投入率和产出率，增加投资挖掘城市建设用地潜力，优化土地利用隐性形态。随着人地关系逐步尖锐，传统的以开发广度为主的土地整治技术难以为继，土地整治逐步走可持续的内涵式发展道路，关注土地整治与精准扶贫有机结合，注重土地多元价值，对隐性形态提升发挥巨大作用，土地综合工程技术功能与转型期经济社会发展具有一定协调性。

本文研究尺度为国家尺度，探讨省际间土地利用隐性转型影响因素时空差异。在土地宏观政策制度与土地利用工程技术条件大背景下，政策以及工程技术在省际间差异不明显，因此，选择自然、经济社会因素进行土地利用隐性转型影响因素实证分析。

3 中国土地利用隐性转型影响因素实证分析

3.1 数据来源

本文基于课题组对土地利用隐性形态内涵研究[10，36]，计算得到2000—2015年中国省际土地利用隐性形态指数（表1）。以2000、2005、2010、2015年4期截面数据研究土地利用隐性转型影响因素。高程数据来源于中国科学院资源环境科学数据中心的中国DEM（SRTM 90 m）空间分布数据（http: //www.resdc.cn/）。社会经济统计数据来源于《中国统计年鉴》《中国环境统计年鉴》。

3.2 模型选择

各省份发展数据存在空间差异性和邻域自相关性，采用传统统计方法违反假设要求，使得结果存在偏差。空间地理加权（GWR）模型能够直观地探测空间关系的非平稳性，同时所得的结果方便可视化表达，更适宜进行空间差异研究。本文运用ArcGIS 10.2空间统计工具实现影响因素研究，为土地利用隐性转型影响因素研究提供新的方法与思路。

GWR模型是对一般回归模型（OLS）的扩展，其计算公式如下：

式（1）中：β0为回归系数；（ui，vi）为i省中心点坐标；βk（ui，vi）为i省系数；xik为自变量观测值；εi为考虑现实情况的误差项。GWR的核心就是空间权重矩阵，常见的空间权重函数有距离阈值法、高斯函数法和bi-square函数法，实际应用采用双重平方函数（bisquare）代替高斯函数法，GWR模型对权重函数的选择并不敏感，但对特定权重函数的带宽b选择非常敏感，对于带宽的最佳确定，学术界多采用最小AIC值为最佳带宽。

表1 中国省际土地利用隐性形态指数Tab.1 Inter-provincial recessive land use morphology index in China

3.3 模型构建与检验

参照上文土地利用隐性转型影响因素理论分析，并经多重共线性检验，最终确定自然因素包括高程和自然灾害因子，地形条件用高程表征。人口因素用城镇化率和人口密度体现，以第三产业占比表征产业升级，经济发展以GDP和固定资源投资为重要衡量因子，将交通密度包含铁路、公路、水运、港口以及管道运输、民航运输和邮政、电信软件业等运输方式作为区位条件重要参考因素，技术进步用技术市场成交额表征（表2）。高程数据由90 m分辨率的DEM数据计算得到，经济社会数据由统计数据通过ArcGIS工具实现定量化和空间化。

表2 土地利用隐性转型影响因素Tab.2 In fluencing factors of recessive transformation of land use

设中国省域土地利用隐性形态指数为yi（表1），第i点坐标为（ui，vi），则中国省际土地利用隐性指数影响因素的GWR模型如下：

本文描述了土地利用隐性转型和自然经济社会之间长期关系。在建模时考虑到指标共线性、包容性、简明和代表性或变量无法量化等原因无法将所有影响因素纳入模型中。再者，部分省域内自然经济条件差异显著，在将这些因素放大到省域层面确实存在信息丢失情况。但本文以省际为研究对象，这些因素在省际间仍差异显著。

模型的拟合优度R2为0.93，说明GWR能解释93%以上的土地利用隐性形态转型，结果较为准确（表3）。

表3 GWR模型拟合优度Tab.3 The fitting results of GWR model

3.4 结果与分析

空间地理加权回归模型的实证结果验证了前文关于影响因素理论分析。2000年交通密度影响、高程、固定资产投资、GDP为主要影响因子。2015年高程、自然灾害、交通发展、城镇化、技术进步发挥主导作用（表4）。影响因素的作用效果具有时空差异性。为深入研究中国不同区域土地利用隐性转型格局特征，根据全国基础自然条件、经济发展状况，将全国分为东、中、西部和东北4个亚区。

表4 影响因素作用情况Tab.4 Effect of in fluencing factors

自然因素方面，高程和自然灾害始终阻碍土地利用隐性转型，即东部地区土地利用隐性形态高于西部地区，海拔和自然灾害因素影响土地资源利用状态，这与土地资源开发难易程度密切相关，土地利用转型过程中，土地利用主体会放弃对高海拔高风险地区进行土地资源开发。2000—2015年，自然环境影响程度不断显现，但作用力度空间格局大体不变，呈现由西向东逐渐增强的趋势。东部地区经济社会高水平发展，土地利用经济活动频繁、土地资本投入力度大、资源环境承载能力强，土地利用隐性转型对自然灾害与高程较敏感，自然灾害以及海拔起伏对东部地区影响力度更大。随着时间的推移，自然环境的阻碍力度不断由东部地区向中部地区蔓延（图2），人类对土地的开发应遵循区域资源环境承载力水平以及地域分布规律。

人口因素方面，人口增长对隐性转型由正负同时存在转变为正向拉动效应，具有一定的时空复合性。2000年城镇化推动中东部地区隐性形态转型，但在西部地区呈现制约作用，西部地区城镇化水平较低，城市与乡村发展动力不足，制约隐性形态发展。随着西部地区城镇化不断发展，对隐性转型作用效果增强，并在2015年转变为推动作用，且对中西部尤其是东北地区效应显著。而人口增长空间格局则出现完全相反的效果，呈现东北向西南方向递增态势。东北、内蒙古和环渤海地区影响系数为负，其他地区为正向影响，随时间推移，人口增长对土地利用隐性转型作用转变为完全正向拉动，且各地区受到影响力度不断增强（图3）。

关于经济因素，2000年GDP的回归系数值范围为-0.17～0.11，全国大部分地区的GDP对隐性形态的影响是负向的，仅在新疆、西藏以及青海地区呈现正向作用。2015年GDP的平均作用力度在0.016，说明其对隐性转型的影响在逐步减弱。GDP在促进经济发展提高土地利用强度的同时，对土地生态环境产生一定程度的负面作用。固定资产投资对隐性转型表现为正向作用，其系数值由西北向东南逐渐增加，但随着时间的变化，这种推动作用正在逐步降低，并在新疆、青海、甘肃等地呈负向作用（图4）。

图2 2000年及2015年高程与自然灾害对隐性转型作用格局Fig.2 The influences of elevation and natural disasters on recessive transformation in 2000 and 2015

区位因素方面，交通发展对隐性形态转型具有推动作用，这种作用效果由西北至东南递减，“胡焕庸线”以西地区对区位条件较为敏感，即经济基础薄弱地区依靠区位条件的改善带来土地投入的增加，推动土地利用隐性转型。2000—2015年这一作用效应格局维持不变，但随着城镇化发展，城乡之间人口流动的交通限制逐渐降低后，区位条件的重要程度不断减弱。科技要素不断推动土地利用隐性转型，呈现自西向东逐渐增强的格局，并在东北及东部沿海地区表现极为明显。在2000—2015年间影响系数格局不变，但影响力度不断增强，15年内技术作用力度增加15%，展现出巨大的生命力和创造力，预计未来科技创新将成为土地利用隐性转型的重要因素，成为东南部以及东北地区经济发展必须考虑之处（图5）。

图3 城镇化与人口增长在2000年、2015年对隐性转型作用格局Fig.3 The in fluences of urbanization and population growth on recessive transition in 2000 and 2015

图4 2000年及2015年GDP、固定资产投资对隐性转型作用格局Fig.4 The role of GDP and fixed assets investment in recessive transformation in 2000 and 2015

图5 2000年及2015年交通密度、技术进步对隐性转型作用格局Fig.5 The in fluences of traf fic density and technological improvement on recessive transformation in 2000 and 2015

图6 2000年、2015年第三产业比重对隐性指数的影响Fig.6 The in fluence of the tertiary industry on recessive index in 2000 and 2015

产业因素方面，产业结构升级在省际层面呈现双向效应。2000年，在东三省、环渤海以及长三角等地区制约隐性形态发展，而在中西部地区则转变为重要的影响因素，且作用强度由东向西逐渐增强。2000—2015年各地区第三产业发展对隐性形态正向作用不断增强，到2015年，产业升级全面推动隐性形态提升，并由北向南作用强度逐渐增强（图6）。优化与调控土地利用转型应从优化产业结构入手，推动第三产业发展，城市地区提高人口集聚能力，推动现代服务业发展，有条件的农村地区以乡村休闲旅游业促进土地利用隐性形态转型。

4 土地利用隐性转型政策响应

上文对土地利用隐性转型进行理论分析，并采用探索性空间分析方法探讨了中国省际土地利用转型影响因素。基本探明了东部地区受自然因素制约较大，而城镇化、固定资产投资、交通发展、技术进步等均推动土地利用隐性转型，中部地区资源环境承载力较高，处于经济快速发展阶段，隐性形态的提升依赖于经济社会发展，而西部地区经济社会因素影响推动力度较大，同时受到自然条件制约。在此基础上进一步对不同地区土地利用策略进行探讨，为土地利用差别化政策制定提供参考。

政策工具的执行必须兼顾自然、经济社会之间互动关系[38]。东部地区经济基础好，土地投入水平高。未来政策重点在于关注土地利用转型对生态环境效应，产业政策以高新技术、生态农业技术为基础发展绿色经济的新型产业，进一步吸纳农村剩余人口向新型产业、现代服务业集聚，促进资本向生态农业、有机农业集聚。提高人口集聚能力，严控新增建设用地，盘活存量用地。推进农村土地综合整治，改善农地基础设施条件，提高耕地质量，推动城市地区低效用地再开发，加强城市环境综合治理，保障城市生态用地，整治城市土地重金属污染、修复城市生态环境，加强地质灾害综合防治。

中部地区处于经济快速发展期，经济增长很大程度上促进土地利用隐性转型。因此，土地政策重点在于加强交通等基础设施建设投入、改善区位条件，承接产业转移促进产业升级转型。发展生态农业、绿色农业提高农业生产效率，合理引导资本下乡推动农地流转，促使土地经营方式变化、经营主体多元化。促进农村人口向城镇集聚，实施建设用地增加与农业转移人口相挂钩机制。加快经济发展，适当提高国土空间开发强度。

西部地区大多为生态保护敏感区，面临生态保护与经济发展双重压力。土地利用政策要处理好生态环境保护与经济发展关系。发展当地特色产业，加大科技投入力度，适当增加基础设施与交通密度，增强城市作为地区经济主体吸引人口与技术能力。限制土地开发强度，减少过多人类活动对生态环境的扰动，鼓励整治修复农业和生态空间，推进专项生态保护与重点工程建设，构建西部地区城市发展生态屏障，构建系统的综合整治工程，形成保护与发展相结合的土地利用政策。

5 结论与讨论

5.1 结论

中国省域土地利用隐性转型与经济发展过程密切相关，转型进程与整体经济发展进程相吻合，自然经济社会影响因素作用结果在省际层面呈现出空间差异性。资源环境承载力高的地区自然因素为土地利用隐性转型核心作用力，经济因素在经济发展滞后、生态保护重点区域对提升隐性形态发挥重要作用，城镇化产业升级、技术创新随时间推移对隐性转型的推动作用愈发增强，影响力度自北向东南部地区逐步增强。

自然灾害以及高程因子往往制约隐性形态的提升。经济社会因素与隐性转型密切相关，城乡人口流动致使土地快速转型，农村剩余劳动力投向城市刺激了产业升级、拉动经济增长，而农村人口减少，土地规模经营效益提高，是隐性形态转型的核心动力，区位条件以及技术进步为土地利用隐性转型重要因素。各地区应基于当地生态、经济社会对应的土地利用形态，制定人口—土地—产业协同化政策制度，为下一轮土地利用隐性转型做好准备。

5.2 讨论

土地利用转型与土地利用变化都表现为土地利用活动带来的土地属性变化，学界将土地利用转型视为土地利用变化研究的新途径，且大多沿用土地利用变化的研究方法及视角。然而两者在概念内涵、时空格局、影响因素等方面存在显著差异。土地利用变化包括用途转换和集约度变化，其变化的轨迹是无序多样的。土地利用转型为一定地域的土地利用形态发生的长期性和趋势性转折[16]，与区域经济社会发展转型相对应，社会经济发展动态变化为其重要影响因素，转型进程和态势是决定性的。另外，隐性形态包含多重属性，怎样定量测定多属性隐性形态趋势性转折点以及各属性之间作用机制？如何从根本上区分隐性形态变化与转型，以及形成土地利用隐性转型研究范式成为今后亟需探讨的重点。

省域内自然本底条件以及经济发展水平存在一定差异，将其均一化可能会造成信息丢失。但经过理论分析与实证分析土地利用隐性转型影响因素作用结果发现，本文的研究结果仍能客观反映省际土地利用隐性转型影响因素。另外，土地利用政策内容涵盖多方面，且政策实施中存在滞后性与更新性，因而难以将每项政策规定细化，难以对比政策变化前后土地利用隐性转型影响力度变化情况。未来应更多地关注政策制度对土地利用隐性转型的影响，寻求微观尺度上量化政策方法，以期更好地优化和高效利用土地资源。

隐性转型与各种转型是互相有关的、多维的、多视角与多尺度的，在后续的隐性转型探索中，应更加强调土地利用隐性转型与经济社会转型、工程技术转型互馈关系研究。未来应回归隐性转型内涵、综合指标分类和量纲化方法。寻求微观尺度上的时空动态模拟研究，预测未来变化特征，测算长时间、连续性土地利用隐性转型驱动机制，明确各驱动系统之间作用方式，分析隐性转型一般模式、阶段划分，探究隐性形态阶段性转型规律，以期更好的服务于土地利用管理工作。