区域开发策略对农业土地利用格局影响的动态模拟——以云南省为例

赵 威，薛 领

(北京大学 政府管理学院，北京 100871)

一、引言

改革开放以来，国家采取一系列区域开发策略推进地区城镇化进程和促进地方经济增长[1]，同时改变着地区国土空间演化格局[2-3]。区域开发策略大致分为两类，即具有空间均衡特征的开发策略和具有空间非均衡特征的倾斜策略。前者也被称之为空间中性的开发策略，不考虑空间干预，没有明确的地理指向，策略实施主体通过均衡的区域开发方式，促进全域范围内各种生产要素的自由流动以及以人为本的资源投入来改善地方发展的条件，促进地区经济发展[4]。后者以特定地区为作用目标的非均衡倾斜策略，也被称之为空间导向策略或空间干预策略[5]。空间倾斜策略在特定地区实施差别化的公共投资、交通基础设施建设、重大工程等开发策略，或在特定地区布局经济特区、开发区等方式，促进要素和经济活动向特定区域流动和聚集，增加地区国土空间开发强度，从而实现地区非均衡的发展路径，促进区域的协调发展[6-7]。这一类区域策略从两方面对国土空间演化产生作用[8-9]：一方面，空间倾斜策略通过基础设施建设、产业空间规划、区际转移支付等措施改变经济活动空间集聚的条件，从而影响区域空间格局的变化；另一方面，具有空间导向型的地区发展策略伴随着技术进步和重大区域性工程，对地区的资源环境承载力和土地开发适宜性产生重要影响[10]。应该看到，区域发展战略和开发策略对我国城镇空间扩张影响的背后是城镇和农业生产空间格局相互转换的过程。然而，不同区域开发策略对农业土地利用格局的影响分析和评估没有得到足够重视。

粮食安全问题不可小觑[11-14]。我国地域辽阔，各地区地理区位条件、气候环境、资源禀赋有巨大差异，各地区农业空间格局高度分异[15]。随着国家西部大开发战略的实施和各项区域开发策略的推进，我国西部地区得到了长足发展。然而，我国西部地区农业现代化水平及其实现程度普遍低于我国整体及东部沿海整体平均水平[16]。姜松等[17]指出随着国家对西部农业扶持力度增强，致使西部地区农业现代化发展内部“分化”和不同步现象开始凸显，成为影响西部农业现代化全面“崛起”与赶超的新矛盾[7]。当今我国区域发展面临两大核心主题，即区域协调发展和区域高质量发展[18]。我国“十四五”规划纲要指出要优化区域经济布局，促进区域协调发展，提出深入实施区域重大战略、区域协调发展战略、主体功能区战略，健全区域协调发展体制机制，构建高质量发展的区域经济布局和国土空间支撑体系。那么，这些战略举措和不同的区域开发策略的实施与推进将对地区农业空间格局产生怎样的影响？如何研判和评估未来农业土地资源配置和格局优化及其与生态、城镇的统筹协调值得高度关注。

鉴于此，本研究以云南全域为研究区域，提出一个以空间经济学为基础的区域开发策略影响农业土地利用的分析框架，超越“双评价”过于依赖自然资源本底的窠臼，强调集聚经济是驱动国土空间演化的根本驱动力。在此基础上，分析农业耕地向城镇建设用地转化的机制，并结合不同农业用地类型转化的特征趋势，确立模拟参数、土地转换规则和驱动要素。根据云南省未来的发展路径，设空间中性和空间倾斜两种区域开发策略下的发展情景，动态对比分析土地利用格局在生态优先、农业优先、城镇优先等空间中性策略下与滇中城市群发展、轴带开放辐射等空间倾斜策略影响下的差异，最后将模拟结果与“双评价”中农业生产适宜性结果进行匹配，评估不同区域开发策略影响下农业土地利用的效率。

二、理论建模和技术路线

(一)理论建模

农业土地向城镇建设用地的转化是农业国土空间演化的主要形式，而集聚经济是城镇扩张的根本驱动力。空间经济学理论构建了集聚力和分散力相互作用下经济活动空间分布的一般均衡模型，在此基础上，本文建立简化的空间经济模型(见图1)，阐释区域开发策略影响下农业和城镇空间格局演化的微观机理与动态过程[3]。该模型表明，集聚力是推动人口、产业活动集中的重要力量，空间集聚是前向关联的价格指数效应和后向关联的本地市场效应循环累积的结果，表现为后天因素影响下人口和产业对土地的高度需求。与之相反，分散力是促使经济活动离开本地的力量，一方面，分散力来自先天因素的供给侧约束，包括地区的空间承载力和开发适宜程度；另一方面，随着集聚程度不断增加，环境污染、交通拥堵、地价上涨等拥挤效应成为阻碍集聚进一步强化的重要力量。演化初期，决策主体的空间自适应过程在土地需求所形成的集聚力和土地供给约束形成的分散力相互作用下会形成稳定的“核心-边缘”城镇空间结构。

而区域开发策略的实施会对稳定的城镇空间结构产生作用和影响。空间中性策略影响了全域范围城镇空间格局演变的集聚和分散条件，例如，城镇优先提高了整体城镇土地利用需求，农业优先则在保障粮食供给与效率背景下抑制了城镇开发进程。而空间倾斜策略带来了策略干预地区发展潜力、交通通达性的变化，打破该地区集聚力和分散力的平衡，进而影响全域的城镇空间格局。在区域开发策略的影响下，城镇空间结构进入新一轮的空间演化过程，在循环累积的作用下形成新的城镇空间结构。

图1 基于空间经济学的土地演化机理框架

城镇空间结构演化的背后是农业土地开发和利用方式的转变。城镇空间结构自组织过程引致了城镇对周边农业土地需求的变化，与此同时，农业空间面临农业生产与城镇开发收益的权衡，最终实现农业向城镇土地的转化，达到城镇空间和农业空间的动态均衡。因此，把握城镇演化的集聚经济机理是理解农业土地利用格局变化的基础和前提。

(二)技术路线

第一，根据上述分析框架，在现有模拟模型中更加强调后天的集聚经济因素在空间集聚过程中的重要作用。空间驱动因素的选取体现运输成本、地区固定投入、市场规模等变量的集聚和分散作用，而参数设定则通过土地转化成本和土地扩张强度体现农业空间和城镇空间的相互作用关系。

第二，将驱动因素和农业土地利用数据输入FLUS模型[19-20]，预测云南农业土地空间格局的演化。本文以一种兼顾云南全局农业发展和微观元胞相互作用的方式构造模型的运行过程。在宏观层面，使用马尔科夫(Markov)方法根据历史数据预测2038年各种农业用地类型的元胞数量，控制模型运行和停止；在元胞层面，基于人工神经网络(ANN)对历史数据集进行训练和学习(见图2)，以获得不同土地利用类型之间相互转换的规则，进而通过元胞自动机模型(CA)从局部以“自下而上”视角模拟全局变化。重点分析大量微观元胞在相互作用力下突现的云南农业土地利用结构，最终实现对耕地资源用地进行预测，达到国土空间布局优化的目标，而且能够反映各种不同用地类型之间的相互转换关系。

图2 人工神经网络训练机制[19]

第三，在策略设置模块分别考察空间中性和空间倾斜两种区域开发策略下的发展情景对农业土地利用的影响。其中，空间中性区域策略是指不施加任何具有地区指向性的区域或土地利用开发策略，包括基于历史演进规律的自然演化、全域范围的生态优先、农业优先和城镇优先。而空间倾斜策略是指通过差异化的区域开发策略，影响策略指向地区原有国土空间演化的规律和进程，在此模块设置滇中城市群发展和轴带开放辐射2种策略情景，不同的情景设置下，不同地区的农业土地利用转化、城镇用地扩张、生态格局转变在数量和方向上具有不同特征。

第四，充分利用云南省“双评价”(资源环境承载力和国土空间开发适宜性评价)结果，进行农业土地利用效率评估。“双评价”是基于自然资源本底和地理特征的集成结果，是国土空间规划编制和格局优化的重要基础，因此可以将“双评价”作为模拟结果优良的评价标准，也就是说，策略情景模拟结果中的农业、城镇、生态土地利用分布与“双评价”结果越相似，则说明该策略的国土空间格局越优化，在本模块利用“双评价”中农业生产适宜性评价底图，与多策略情景的农业土地利用图像进行对照叠加，进而评估当前适宜农业生产的土地与不同情景的农业用地匹配程度，测算农业土地利用的效率，为未来国土空间优化利用提供政策建议。

三、研究区概况、数据准备和参数设置

(一)研究区概况

本研究选取的研究区是云南省。云南省地处我国西南部，位于东经97°31′～106°11′，北纬21°8′～29°15′之间，国土总面积39.3万 km2。云南地形地貌复杂多变，自然资源条件优厚，生物多样性程度高，但土地利用结构和布局存在缺陷，部分地区生态环境恶化，资源约束日趋紧张；人地矛盾突出，人均耕地逐年下降，耕地后备资源匮乏；农业用地受地貌、气候、自然灾害等多因素制约，土地开发利用程度不高。

从农业生产来看，云南省是西部农业发展的“排头兵”，其农业发展具有粮食自求平衡和外向型双重特点。2018—2021年，茶叶、花卉、水果、蔬菜、坚果等重点产业综合产值年均增长16%以上，农产品出口连续多年居西部省(区)第一。《全国土地利用总体规划纲要(2006—2020)》明确指出全国和云南省耕地保有量“红线”，必须正确处理好新增建设用地和耕地保护的关系，要把保障粮食安全放在经济社会发展的突出位置来探讨未来土地利用演化情况[31]。因此，需要正确处理好云南省城镇开发适宜性和农业生产适宜性的关系，充分把握农业用地的演化趋势，稳步提升耕地质量和产出效率。

云南省处于“一带一路”倡议和长江经济带的交汇点，不同的地区发展策略对农业土地产生重要影响。一方面，随着新一轮西部大开发战略的推进，云南的区域发展继续处于向城市集聚的过程，人口和产业集聚带来的土地城镇化对农业的土地供给产生重要影响。另一方面，滇中引水、高速公路、铁路等重大基础设施建设在很大程度上改善了云南农业耕种适宜性和农业运输条件。在此背景下，准确研判云南未来不同区域开发策略对农业土地利用的影响，科学预测未来云南农业土地布局至关重要。

(二)数据准备

土地利用类型数据来源于全球陆地覆盖数据(ESA Glob Cover)，数据期窗口为2000年至2018年。原始土地利用数据坐标系为WGS1984，栅格空间分辨率为300 m，土地覆盖类型采用联合国地表覆盖分类系统(LCCS)进行定义，共有22个类。本文按云南边界对原始数据进行提取并投影至WGS_1984_UTM_Zone_47N坐标系，以满足模拟预测和面积计算过程的要求，接着按照农业土地利用研究的实际需求，将原22类土地覆盖重分为雨养旱作、灌溉田、混合农地、林地和草地、水域、城镇建设用地6种土地利用类型，其中雨养旱作、灌溉田、混合农地对应农业空间，林地和草地对应生态空间，城镇建设用地对应城镇空间。

在此基础上，本文选取了一系列影响土地利用变化的驱动因素，由自然因素、社会经济发展因素和交通区位因素组成，所有栅格数据均在300 m分辨率下进行各种空间影响因子的计算及标准化处理，作为神经网络模型阶段的输入层变量进入模型。其中，自然因素使用高程和坡度数据，反映土地耕种和城镇开发的天然适宜性。

社会经济因素数据的选取原则是反映城镇演化的微观动力机制，能够代表引起空间集聚的第二本源，即后天因素，强调集聚经济对国土空间格局形成的影响，进而更加准确地识别出在土地城镇化过程中农业土地利用的变化规律。因此，社会经济因素数据包括2020年云南省人口密度、2018年12月夜间平均灯光强度、2018年公共服务和商业服务密度，以反映人口规模、市场规模、固定投入等空间经济变量在塑造国土空间格局中的作用。

交通区位因素则用来体现农村地区的市场可达性、农产品运输成本对农业土地变化的影响，数据包括2018年栅格到城市行政中心和主要交通网的距离，其中交通网络由主要公路(一级、二级公路)以及现有铁路数据构成。高速公路数据来自《云南“十三五”及中长期公路规划》，包括既有、在建和规划中的高速公路，用来反映影响城镇空间扩张的交通因素。铁路站点和机场可达性则包括了现有、在建以及规划的铁路站点、干线机场、支线机场，通过分级叠加计算通达程度。

除此之外，根据云南省“双评价”(资源环境承载力评价和国土开发适宜性评价)中的生态保护重要性评价成果，提取出生态保护极重要地区作为模拟的限制因素，用于体现农业和城镇土地转化的空间约束(见表1)。

表1 数据来源及处理方法

(三)2000—2018年云南农业土地转化趋势

为详细了解云南省雨养旱作、灌溉田、混合农用地的历史变化特征，本文利用包含3种农业用地数据，从变化数量、与其他地类的相互转换情况等方面分析2000—2018年云南省土地利用演化的历史趋势(见图3)。图3显示，总体上云南的农业土地利用规模呈现逐渐缩小趋势，2000年至2018年共减少2 338.92 km2，其中雨养旱作型农田减少1 236.96 km2，减少量为3种农业用地类型中最多，灌溉田和混合农业用地减少量分别为267.48 km2和834.48 km2，并且农业用地减少具有明显的阶段性趋势，2010年之前，农业用地变化量微乎其微，但在2010年之后，3种农业用地类型表现出较大的下降，2010—2018年9年间减少面积占19年来减少总面积的90.4%。

为了进一步了解不同农业用地资源流失的去向，获取云南省土地利用转换矩阵并进行统计分析，从农业用地向其他用地的转换情况看(见图4)，城镇建设用地是农业用地主要的转化方向，2000—2018年转换量为128.3 km2，占所有农业用地面积减少的46%，充分反映出云南省快速城镇化是导致农业用地规模大幅减少的主要原因，其中雨养旱作和灌溉田转为城镇的数量最多。此外，林地和草地也是农业用地流失的主要方向，二者合计占所有农业用地面积减少的比重为53.8%。值得注意的是，2015年以后，云南省大力推进生态文明建设，出现了大规模的“退耕还林”和“退耕还湖”，雨养旱作田转向林地草地、灌溉田转向水域以及混合农用地转向林地和草地是3种最主要的转换形式。

图3 2000—2018年农业土地利用变化趋势

图4 2000—2018年云南省耕地资源流失情况

从其他用地转变为农业用地的描述统计来看(见图5)，林地和草地是转为3种耕地的主要用地类型，但呈现逐年下降趋势，2000—2010年，林地和草地向雨养旱作田、灌溉田和混合农用地的年平均转换量分别为33.5 km2、7.9 km2、14.2 km2。而2011—2018年年均转换量分别是3.9 km2、1.7 km2、2.48 km2，远低于21世纪前10年水平。

进一步地，综合分析耕地资源流失的去向以及补充的来源，2000—2018年云南省耕地资源表现出净流出，耕地流失面积远大于其新增面积，尤其是在2010年以后，耕地资源净流失的程度仍在持续加重。这是因为，在新一轮西部大开发“大保护”“大开放”和高质量发展背景下，一方面，滇中城市群正处于迅速扩张阶段，加之山区可开发土地资源有限，使得大量耕地用作城镇开发；另一方面，云南省积极践行“绿水青山就是金山银山”的基本理念，主动推进退耕还林成为工作新常态，发展经济林果等产业导致林地对耕地空间的侵蚀程度进一步加大。

图5 2000—2018年云南省耕地资源补充情况

(四)参数设置

参数设置体现空间经济模型框架下不同土地利用空间相互作用的关系和强度，结合历史土地利用的转换趋势，参考现有文献[22]的参数设置，通过多次模拟训练，确定不同土地利用类型之间转化的难易程度(见表2)，该值越接近1，表示转化到该用地类型越容易。

同样，根据我国南方湿润带的土地扩张强度以及云南省土地利用变化的总体趋势确定该6种土地类型的扩张强度(见表3)，在此基础上进行开发策略的模拟。

表3 不同用地类型的扩张强度

四、开发策略设置与模拟结果

(一)策略设置

本研究强调生态、农业和城镇三者的协调发展，设置空间中性和空间倾斜两种区域开发策略，策略的选择基于国土空间开发的一般模式和云南省未来具有重要影响的区域开发政策，其中空间中性策略下设置了历史延续、生态优先、农业优先、城镇优先4个子策略，空间倾斜策略下设置了滇中城市群发展和轴带开放辐射两个子策略，用来模拟云南省2035年土地利用类型的空间分布，情景设定如表4所示。

表4 开发策略分析与规则设置

(二)空间中性策略模拟

1.历史延续

首先采用Markov预测方法，根据2014—2018年云南土地利用的转换矩阵，分别预测并设定2022年、2026年、2030年、2034年和2038年的城镇用地转换上限，并将其作为模拟的终止条件。以2018年为基年对未来土地利用进行预测。其余参数设定保持不变，最终得到的2038年农业土地利用图像(见图6)。接着，分别对其他3种空间中性策略的情景进行模拟并与历史延续情景的模拟结果进行比较。总体上看，土地转换的总趋势与历史延续情形类似，是在原有的城镇用地基础上向周边3种耕地类型进行的侵蚀，然而不同的情景下，不同地区耕地向城镇转换的模式在数量和方向上表现出明显的差异。

图6 2038年历史延续策略下云南省土地利用模拟图像

从图6看，总体趋势表现为城镇建设用地是在现有建设用地基础上向周围耕地扩张，从转换类型来看，主要为雨养旱作田和灌溉田向城镇建设用地转换，混合农用地转换量较少，主城区内部的耕地几乎都被开发为建设用地，建设用地逐渐连片发展，向中心城区集聚程度更高。此外，演化过程呈现明显的时空差异，在演化前期(2022—2030年)，滇中城市群(昆明、曲靖、玉溪、楚雄、红河(北7县))的城镇向耕地扩张表现得最为明显，昆明和玉溪的城镇空间联系更加紧密。在演化后期(2030—2038年)，由于滇中可开发耕地资源数量减少，耕地向城镇转化的重心逐渐向大理、临沧、保山、西双版纳等滇西和滇西南地区转移，多表现为灌溉田向建设用地转化。从统计结果看(见表5)，在历史延续情形下，2038年云南省农业土地总面积为59 466.87 km2，其中，雨养旱作田34 514.01 km2(占全省的58%)，灌溉田6 325.47 km2(占全省的10.6%)，混合农用地18 627.39 km2(占全省的31.3%)。昭通耕地资源最为丰富，雨养旱作田(3 625.65 km2)和混合农用地(4 004.64 km2)数量均为云南省最多，曲靖灌溉田面积为云南省最多(869.76 km2)。而怒江和迪庆受限于区域空间和地形地貌，农业资源较为贫瘠。

表5 2038年空间中性策略下云南省地州农业用地总量 km2

另外，在历史延续下，云南省的耕地几乎都表现为向其他用地类型转换，鲜有地区出现耕地资源的大面积补充，这是因为在历史惯性的驱动下，耕地总是呈现出净流出的状态，在农业最适宜发展的地带没有体现出耕地保护的重要性。因此，应当继续在不同优先开发策略下对农业土地利用变化进行模拟和预测，从而在生态保护、粮食安全和快速的城镇化背景下实现对农业资源的优化和保护。

2.生态优先开发策略

与历史延续相比，城镇开发空间受到限制，建设用地逐渐向生态环保压力较小区域倾斜(见图7)。因此，云南省开发受限地区的耕地得到了较好的保护，如红河西南部、曲靖南部县域等地，而生态环保压力较小的区域，耕地被用作城镇开发的程度进一步加深，如昆明以及曲靖的中心城区。总体上，生态优先情景的耕地总量为60 735.69 km2，其中，雨养旱作田34 510.95 km2(占全省的56.8%)，灌溉田6 321.1 km2(占全省的10.4%)，混合农用地19 903.7 km2(占全省的32.8%)，农业用地总量为3种地区发展策略中最高，这是因为生态优先情景城镇用地增速最慢，消耗农业用地的数量最少。从地州分布来看，不同地区耕地开发侧重的农业土地类型也不同，昆明、曲靖、红河以及西双版纳旱田较历史延续情形减少最多，其中昆明和西双版纳混合农用地也减少最多，而曲靖、红河、大理灌溉田减少最多。

图7 2038年生态优先开发策略下云南省农业土地利用图像

相反，生态保护压力大、城镇开发受到限制的地区，农业用地减少速度放缓，甚至出现增加，如保山、普洱、临沧旱田较历史延续情形出现增加，玉溪和普洱等地灌溉田出现明显增加，玉溪、保山、丽江、楚雄、普洱、文山混合农业用地也出现大量新增。其中，玉溪耕地新增来源大多是耕地之间的相互转换，而普洱则是林地和草地向农业用地的转化。

由于城镇建设用地和农业用地相互转换的数量最多，因此它们之间表现出此消彼长的关系。此策略的模拟结果表明，生态优先的开发策略能够实现一定程度上城镇建设用地和3种农业用地的协调，即城镇开发受到限制时，农业空间得到了保护和发展，但受保护的农业空间并非是最适合发展农业的。进一步地，生态保护压力小的地区，城镇建设用地扩张速度较快，可能会带来生态和农业用地的双重破坏。

3.农业优先开发策略

与生态优先策略类似，此策略城镇开发受到限制，但耕地向城市转换情况减少，多由林地和草地向城镇用地转变，且农业用地更多保留了成片区，有利于充分发挥农业生产的规模效应(见图8)。总体上，云南省农业优先策略的耕地总量为59 468.58 km2，其中，雨养旱作田34 519.59 km2(占全省的58%)，灌溉田6 325 km2(占全省的11%)，混合农用地18 624 km2(占全省的31.3%)，3种耕地类型的分布与历史延续情形大致相当，但在空间分布上具有较大差异。在农业适宜性较高的区域，耕地受到重点保护，西双版纳旱田和混合农用地出现了较大规模的增加，昆明周边的县域城镇建设用地增加明显低于历史延续情形，玉溪的灌溉田转向城镇用地的数量也大幅减少。

图8 2038年农业优先开发策略下云南省农业土地利用图像

在粮食主产区，农业优先策略中耕地的被开发量要远低于生态优先策略，尤其体现在昆明、曲靖、玉溪、红河等地的县域，而在临沧、文山、楚雄等地，耕地出现增长的态势依旧保持。但此策略下这些地区的灌溉田被侵蚀严重，一方面，灌溉田坡度与海拔适宜城镇开发，另一方面，归因于滇中地区城市缺少水系，使得水域向灌溉田的转变较为缓慢，这一情况将在滇中引水工程的实施建设中得到改善。

4.城镇优先开发策略

云南省城镇优先开发策略的耕地总面积为59 444.37 km2，其中，雨养旱作田34 495.29 km2(占全省的58%)，灌溉田6 319.89 km2(占全省的10.6%)，混合农用地18 629.19 km2(占全省的31.3%)。从数量上看，各种农业用地类型与农业优先情景类似。但从空间分布上看，此策略城镇空间格局更加紧凑，位于地级市主城区内部和周边的耕地被优先开发，城市建设用地规模进一步扩大，充分体现集聚经济下城市空间扩张的机理(见图9)。昆明、玉溪、曲靖等相对发达地区城镇空间集聚经济作用力较强，耕地被开发利用最多，耕地总量较历史延续情形下降最快；而保山、怒江、迪庆等城镇空间集聚力较弱地区，城镇扩张速度减慢，原有的耕地格局没有出现明显的变化；西双版纳、红河等农业适宜性高的地区，仍然有较高的农业土地被开发利用，此策略不利于发挥不同城市农业生产和经济发展比较优势，从而实现云南省范围内经济发展区和农业生产区的分工协调。

从被开发的农业土地利用类型看，与农业优先开发策略在灌溉田和混合农用地的总量上几乎一致，但城镇优先策略农业用地总面积和雨养旱作田面积在所有策略中最低，这是因为此策略下滇中城镇扩张速度最快，农业用地被占用最多，并且位于城市周边最多的农业用地类型是雨养旱作田，在城镇扩张过程中最先被开发。

图9 2038年城镇优先开发策略下云南省农业土地利用图像

(三)空间倾斜策略模拟

空间倾斜区域开发策略包括滇中城市群发展情景和轴带开放辐射开发策略，模拟结果如表6所示。

表6 2038年空间倾斜策略下云南省地州农业用地总量 km2

1.滇中城市群优先发展策略

昆明、曲靖、玉溪、楚雄、红河(北7县)是滇中城市群的重要组成部分，滇中城市群发展策略下，这些地区有更强的城镇空间扩张动机和能力(见图10)。模拟结果显示，滇中城市群发展情景的耕地总面积为59 448.06 km2，其中，雨养旱作田34 501.05 km2(占全省的58%)，灌溉田6 323 km2(占全省的11%)，混合农用地18 624 km2(占全省的31.3%)。此策略与城镇优先结果类似，位于滇中的城市耕地被开发速度较快，但此策略的滇中城市群核心城市城镇建设用地数量远高于城镇优先情景，极大程度地体现了空间倾斜区域开发策略对被指向区域国土空间格局的影响，也反映了在中长期内云南城镇空间格局的演化方向。虽然从统计上看，城镇优先发展情景下滇中城市群耕地总量与其他情景类似，甚至雨养旱作田数量最多，但被开发利用的农业用地多是在城市中心城区内部和周边，即呈现建设用地集约利用程度高的同时向外扩张，而滇中城市群的县域地区城镇扩张速度较慢，耕地反而得到了好的保护，例如，呈贡区依旧是昆明的发展重点，玉溪将在中心城区的北部和西部进行城镇空间扩张。

图10 2038年滇中城市群开发策略下云南省农业土地利用图像

此外，该策略下城镇扩张的趋势较为分散，体现为中心城市与外围县域的不均衡增长，中心城区城镇建设用地的高速增长，导致农业用地的空间连续性下降，反映出未来云南以滇中城市群为核心的空间发展方向。然而，需要注意的是，无论是云南省的城镇优先开发策略还是滇中城市群开发策略，城镇建设用地的开发没有考虑农业耕种的适宜性，这可能会损失掉适宜农业生产的土地，尤其是损失农业主产区的农业农地。因此，在优先考虑城市社会经济发展的同时，也要兼顾农业生产适宜土地和生态环境的保护，实现最高效的经济增长和农业生产。

2.轴带开放辐射策略

与其他策略相比，此策略情景下云南全域的建设用地向滇西和滇西南边境区域倾斜，该区域农业向城镇用地转化数量较多。从“双评价”中农业生产适宜性评价结果看，沿边地区适宜区农业生产的土地较少，主要分布在红河、西双版纳、德宏、临沧等地，而怒江、保山、普洱、文山等地大多是生态保护重要区和不适宜农业生产区。因此，这种区域开发策略对农业土地利用的影响主要集中在西双版纳、红河、德宏3地，一方面，3地拥有云南对外开放的贸易口岸，另一方面，西双版纳和德宏位于两大经济走廊的交汇地带，城镇建设用地扩张速度最快，给农业生产带来的压力最大。

从土地利用的图像上看(见图11)，此策略下沿边地区城镇空间分布较为散落，影响了农业土地的集中利用，这是因为位于沿边的城市发展水平普遍低于内陆地区，城市尚未进入土地集约利用的规模化发展阶段，在进行空间倾斜的策略模拟时，原本就不是连片状态的建设用地在扩张后显得布局更为分散，农业土地的碎片化程度上升。因此，轴带开放辐射策略下，要优先推动城市空间率先实现集约布局，从而使得城镇空间的扩张在集聚经济的作用下规模效应更加显著，进而对农业空间的连片化发展更加有利。

图11 2038年轴带开放辐射开发策略下云南省农业土地利用图像

五、模拟结果分析与评估

云南省“双评价”中农业生产适宜性分为生态保护极重要区、农业生产适宜区和农业生产不适宜区3类(见图12)，其中农业生产适宜区是以土地资源、水资源、气候评价结果为基础，环境评价及灾害评价结果为修正，结合地块集中度最终确定适宜开展农业生产的地区，农业生产适宜区占比34.86%，主要位于滇西南、滇西及滇东南的部分地区；农业生产评价等级为不适宜的区域占比14.05%，主要分布于滇西北地区。

图12 云南省农业生产适宜性评价

为了评估上述不同情景模拟结果的农业土地利用效率，将空间中性和空间倾斜策略的农业土地利用模拟结果与农业生产适宜性评价结果进行栅格叠加分析，考察未来农业开发生产与农业适宜性本底的匹配程度，评估与对比不同情景对农业土地分布的不同影响，为未来云南省农业土地利用以及国土空间格局优化提供方案参考。

栅格叠加分析的结果如表7所示。从各情景匹配程度来看，由于雨养旱作田地在云南省耕地资源里所占比重最大，故其与农业生产适宜性土地的匹配面积最多，其次是混合农地和灌溉田。其中，历史延续的3种农业土地利用与农业生产适宜区的重合面积为35 115.75 km2，占该情景农业用地总面积的59%；生态优先情景重合面积为33 947.91 km2，占该情景农业用地总面积的55%；农业优先情景重合面积为37 613.43 km2，占该情景农业用地总面积的63%；城镇优先情景重合面积为35 108.28 km2，占该情景农业用地总面积的59.1%；滇中城市群情景重合面积为34 925.22 km2，占该情景农业用地总面积的58%；轴带开放辐射情景重合面积为34 974.18 km2，占该情景农业用地总面积的58.8%。因此，从匹配总量上看，农业优先的发展策略模拟结果耕地的分布与农业生产适宜区不仅匹配总量最高，而且在未来的农业用地总体分布中，农用地适宜生产的比例也最高。同时，农业优先情景在雨养旱作、灌溉田、混合用地上的匹配总量也为所有策略中最高。

表7 策略结果与适宜农业耕种土地匹配面积 km2

而在生态优先开发策略下，农业用地不仅面临城镇开发的侵占，也要面对环境保护压力，在这种情景中，农业适宜耕种土地的总量最小，占总农业土地的比例也最小，不利于农业安全发展。城镇优先发展情景下，雨养旱作适宜耕种面积仅低于农业优先情景，其混合农地被开发的数量最多，该情景下农业土地利用的发展仅次于农业优先。其他3种情景——空间中性的城镇优先、空间倾斜的滇中城市群发展和轴带开放辐射情景，主要侧重城镇空间的扩张，因此3种农业土地利用类型匹配结果类似，其中城镇优先情景的农业土地利用效率最高。

综上所述，按照空间中性的农业优先开发策略，云南省未来农业国土空间格局中，不仅3种农业土地利用与“双评价”适宜生产区的匹配程度最高，且农业用地中适宜耕种和生产的土地比例最高，因此该情景的空间倾斜下云南农业土地利用效率最高，是未来云南省粮食安全和农业发展背景下国土空间优化的重要方向。

六、结论

区域开发策略的均衡性与非均衡性对国土空间格局演化具有重要影响，而其对农业土地利用变化的评估往往被忽略。以“双评价”为基础的国土空间规划又过于强调自然资源本底，忽略了人类社会经济活动的空间规律。针对以上两个“忽略”，本文基于空间经济学理论，强调集聚经济是推动国土空间演化的根本驱动力，构建了城镇空间结构与农业土地利用格局演化的机理分析框架。根据我国区域经济发展的路径和趋势，在剖析空间中性和空间倾斜两种区域开发策略差异的基础上，设置6类农业土地利用开发情景，对比分析两种不同区域策略对农业土地利用的影响差异，并评价不同情景下农业土地利用方案的效率。研究发现，第一，区域开发策略影响下，农业土地利用确实能够表现出不同的开发和利用模式，并且不同的区域策略导致农业用地的空间布局出现巨大差异，空间中性策略下，农业土地利用与城镇空间相互转化的空间分布较为均衡，而空间倾斜策略下，策略导向地区的耕地被开发为城镇的土地较多，农业生产面临较大压力。第二，从粮食安全以及耕种适宜性的角度来说，所有的情景中，农业优先发展情景的确能够实现农业用地资源在云南省的高效率分配，在保障基本农田的基础上，粮食主产区的耕地得到了较好的保护，而在非粮食主产区则体现城镇集中布局的发展态势。第三，与“双评价”农业生产适宜性评价结果对照，农业优先开发策略模拟结果的农业分布与其契合程度更高，说明此情景下的农业土地利用格局得到了良好的优化，农业土地利用效率最高。

当然，本文的研究还存在不足，基于FLUS模型的土地利用模拟过于依赖历史数据，难以体现未来深度不确定性变化对农业土地利用的影响。并且，本文所建立的空间经济学模型尚缺少更加严谨的数理模型，映射到参数设定的能力仍然不足。未来将在以下几个方面对模型进行拓展：一是改造FLUS模型，直接纳入包含多微观主体博弈、多目标协同的ABM模型，更加强调多元空间经济主体的冲突性对国土空间格局的影响；二是突破“双评价”过度依赖自然资源本底的局限，从指标构建的科学机理和技术机理两方面提升和完善“双评价”的科学性和适用性；三是结合“双碳”目标，重点考察“双碳”目标约束下农业土地利用优化配置和发展路径。

注 释：

① “双评价”的评价结果分为5级，表示不同程度的重要性和适宜性。生态保护重要性评价结果中，5级表示极重要，1级表示不重要。农业生产适宜性评价结果中，5级为非常适宜生产，1级为不适宜生产。城镇开发适宜性评价结果中，5级为非常适宜开发，1级为不适宜开发。