国内土地利用功能演变研究进展*

吕双双，李 莉

（贵州财经大学公共管理学院，贵阳 550025）

0 引言

2012 年党的十八大报告按照土地利用总体功能的不同提出构建“生产空间集约高效、生活空间宜居适度、生态空间山清水秀”的国土开发利用“三生”空间[1]。2016年全球土地计划第三届开放科学大会的召开，特别强调要研究土地系统在与水、食物、能源以及经济社会各系统协调发展中所体现的功能特征，使得土地利用功能相关研究成为学界探索土地资源可持续利用和优化管理的热门话题[2]。土地利用功能是指不同的土地利用方式所提供的产品与服务，相关研究最先起源于生态系统服务、农业部门、景观方面等，并逐步扩展到经济、社会和环境各领域，土地利用的有关研究也因此从仅关注土地利用格局的变化转化为深入分析土地利用功能的演变[3]。目前在国内研究中，已有分析土地利用功能演变的不少成果，其中大量涉及对土地利用功能评价、土地利用功能演变特征、土地利用功能演变驱动机制的分析。所以文章从土地利用功能评价、土地利用功能演变特征和土地利用功能演变驱动机制三方面入手，对近些年来国内在土地利用功能演变方面的研究成果进行梳理与分析，总结研究进展、归纳瓶颈问题、展望未来方向，以期为我国土地利用功能演变的理论研究和政策实践提供借鉴参考。

1 土地利用功能演变研究现状

1.1 土地利用功能评价分析

1.1.1 评价方法

评价方法的选择对土地利用功能评价具有关键性作用。国内学者对土地利用功能的评价方法进行了多种尝试[4-6]，经过梳理和总结发现，评价方法主要包括量化与表征两种类型，具体有全排列多边形综合图示法、综合评价法、五形向量空间结构评价方法、功能核算模型、改进的突变级数法、土地利用综合功能模型、AHP法、改进TOPSIS 法、多尺度融合数学模型、结构方程法、InVEST法、统计数据空间化方法、三角模型等，其中仍以综合评价法为主。在上述评价方法中，虽然部分方法有一些创新，但目前这些方法的案例应用研究非常欠缺，可以说还没有形成一套综合、完整、可以涉及不同尺度和对象的评价方法。

在指标权重的确立上，主要以主观赋权法、客观赋权法、主观与客观赋权法相结合为主。例如罗刚[7]采用主观与客观两种方法相结合来确定指标权重；杨惠[8]、周娜娜[9]则运用层次分析法这一主观方法来确定各因子的权重；而单薇等[10]采用的却是熵权法来进行客观赋权。

1.1.2 指标体系的构建

由于研究视角的差异，土地利用功能指标体系的构建尚未形成统一的标准[11-14]。指标体系的选择与构建是进行综合、客观评价的前提，同时对评价结果也产生重要的影响。总的来看，土地利用功能评价指标体系按照分类依据主要分为3类：土地利用可持续性、三生功能、土地利用主导功能。关于国内土地利用功能评价指标体系的构建如表1所示。

表1 我国土地利用功能评价指标体系的构建

随着对土地利用功能评价指标体系持续的研究，土地利用功能评价指标体系得到不断的完善，但仍存在一些不足。例如，对于交通功能的归类存在较大的争议，有些学者将其归为生产功能，另一些学者则归为生活功能；有时建立的指标体系过于简单，未根据研究区特点来选取相应的指标；同时部分指标体系未全面考虑土地利用类型所拥有的功能。

1.1.3 评价尺度

评价尺度的不同对评价方法的选取、指标体系的构建以及评价的结果都不同。土地利用功能评价的尺度有中宏观尺度（国家级、省级、市级、县级）、微观尺度（乡镇、村、图斑、格网）、中宏观与微观尺度相结合。例如杜国明等[18]以中尺度的东北地区为研究区来研究土地利用多功能演变情况。刘愿理等[27]以村为评价单元，评价少数民族地区土地利用多功能变化特征。单薇等[10]以行政单元(市县级)和空间网格(1 km×1 km)为评价单元，评价江苏省生产、生活、生态功能的耦合特征。

通常中宏观适用于国家、省、市、县的土地利用功能评价，微观适用于小尺度的土地利用功能评价。中宏观尺度的研究以定性、宏观参考为主，未考虑到定量、定位与精确性等问题，微观尺度综合考虑了以上问题。目前，评价尺度主要集中在中宏观方面，微观尺度、中宏观与微观相结合的分析仍滞后。

1.2 土地利用功能演变特征分析

国内对土地利用变化的研究有了较为成熟的认识，为进一步探索土地利用功能演变奠定了一定的基础。土地利用功能演变是在自然与人为因素等共同作用下发生的变化。目前主要从时序、空间、结构方面来分析土地利用功能演变特征：在时序方面，主要运用动态度、实现率、标准差、变化优势度、极差、增长量、增长率及倍比系数、变异系数、土地利用程度模型、土地利用多样性分析、土地利用变化幅度、土地利用转移矩阵等方法来分析土地利用功能在时序方面的演变情况，例如杜国明等[18]运用实现率、增长量、增长率、倍比系数和变异系数来分析土地利用功能演变特征；在空间方面，主要运用ArcGIS 自然断裂法、重心转移模型、空间自相关、空间聚集图等来描述土地利用功能空间演变特征，例如罗刚等[7]运用空间自相关分析和LISA 集聚图来反映重庆市土地利用多功能空间变化特征，陈会等[35]运用冷热点工具来分析1990—2016 年贵州省坝子土地利用功能演变情况；在结构方面，主要运用信息熵法、洛伦兹曲线和基尼系数、土地利用分形理论、集中化指数等来分析土地利用功能结构的演变状况，例如吴宇鑫等[36]运用信息熵法、洛伦兹曲线法、基尼系数来分析眉县“三生”用地的结构演变特征，借用土地利用分形理论，探究其图斑的演变程度，杨雪菲[37]采用集中化指数模型来表征“三生”用地均衡情况。

华吉庆等[38]引入景观格局指数来研究土地利用功能斑块的碰碎化程度。王璐等[30]运用集约模型来反映研究区土地利用功能集约利用程度。单薇等[10]运用耦合协调度模型来分析生产、生活、生态功能的耦合特征。尚海滨[39]、范业婷等[3]通过运用雷达图、波段集统计工具来反映土地利用功能权衡与协同关系。

综上所述，在对土地利用功能演变进行分析时，仅从时序方面出发，未考虑到空间演变的研究仍存在不足。通过运用雷达图和波段集统计工具来反映土地利用功能权衡与协同关系，将“三生”功能与集约利用联系起来，扩展了土地利用功能演变的研究内容和视角；运用重心转换模型来分析土地利用功能演变空间的变化特征，扩展了其研究方法。

1.3 土地利用功能演变驱动机制分析

土地利用功能演变是在多种因素共同作用下产生的，分析产生变化的机理，可为土地利用功能进一步发展提供帮助。国内众多学者对土地利用功能演变驱动机制进行了大量的研究如表2所示。

表2 我国土地利用功能驱动机制分析

综合以上研究成果发现，影响土地利用功能的因素主要分为自然、交通区位、经济、社会、生态（环境）、政策等6个因素。自然因素是影响土地利用功能演变的内在因素，在一定范围内决定着土地利用功能的广度和深度，短时间内不易发生改变，对土地利用功能演变的形成发挥着基础性作用。其余5个因素是影响土地利用功能演变的外在因素，在短期内不稳定、易发生改变，对土地利用功能的演变具有重要推动作用。虽然自然因素在短期内较稳定，但是对于生态脆弱区（云贵高原）、喀斯特地区等来说，自然因素对土地利用功能演变的影响不可忽视。

大多数学者普遍运用定性或定量方法来研究驱动机制，定性与定量相结合存在不足，由于有些因素（例如政策）难以量化，所以定性分析相对于定量来说具有一定的补充作用；深入精细化分析土地利用功能演变驱动机制的研究仍缺乏。

2 研究不足

目前国内关于土地利用功能演变的研究主要集中在评价、时空格局与影响因素分析等方面，通过对上述文献归纳和总结分析发现，土地利用功能演变研究在评价指标体系构建、多尺度与多方法结合、研究内容和视角选择等方面仍存在不足。

第一，在评价指标体系构建上，指标体系的建立主要集中在借鉴上，缺乏根据研究区域来选取相应的指标，对指标选取的意义缺乏深入的研究；第二，在研究内容上，多数集中在评价、时空格局与影响因素分析方面，在空间及空间关联分析、驱动机制、模拟预测、功能权衡与协同、优化等方面的研究存在不足；第三，在研究方法上，土地利用功能评价方法较单一，定性与定量相结合的研究仍存在不足；第四，在研究视角上，缺乏与经济、社会、生态等多学科的结合；第五，在研究尺度上，主要集中在中宏观尺度（全国、省、市、县）方面，微观尺度、中宏观与微观结合的分析仍存在不足。

3 研究展望

该文基于国内土地利用功能演变的已有研究，从土地利用功能评价、土地利用功能演变特征、土地利用功能演变驱动机制三个方面进行梳理，分析了当前研究所取得的成果和不足。该文建议，未来应加强建立全面的评价指标体系，强化多尺度与多方法结合的研究，并扩展土地利用功能演变的研究内容和视角。

3.1 构建全面的评价指标体系

首先评价指标的层次可分为功能层—准则层—指标层。其中功能层应普遍适用于多层次、多尺度的研究区，准则层具有典型性和代表性，指标层具有扩展性（满足特殊区域特殊指标选取的位置）。例如研究区如果发展民宿，可将研究区接待旅游人数等作为指标。其次指标的构建应体现代表性、全面性、独立性。代表性体现在指标的选取能准确反映研究区的特性（由于研究区地理位置、主导功能、发展特点不同，选取的指标理应不同）；全面性指的是能全面反映土地利用功能的特性；独立性表现在指标间具有独立性，不重复。在指标选取时，尽量选取效益性指标，减少结构性指标，因为效益性指标能直接反映功能产出，可以提高土地利用功能评价的准确性。

3.2 加强多尺度与多方法结合的研究

在研究尺度上，微观尺度可以实现定位化、定量化、精准化；中宏观与微观相结合，可以弥补中宏观尺度在定位化、定量化、精准化方面的不足，有利于将微观尺度上的信息扩展到宏观尺度上，使土地利用功能演变更精准、评价结果更科学，所以未来应加强微观尺度、中宏观与微观尺度的结合，相互补充，从而促进土地利用功能演变的统一与整合。在评价方法上，以社会经济数据为指标的评价难以直接反映土地利用功能，以价值核算的评价较直接地反映出功能价值量，但是在评价过程中有部分功能（如国防军事、宗教殡葬等功能），难以直接计算其价值，而且功能价值的核算易受到人为因素的影响[45]，所以未来应探索多方法的配套分析、能满足适用于多尺度和对象、从而达到精准化评价。可以尝试对于难以直接计算其价值的功能，采取以社会经济数据为指标进行评价，表征与量化两种方法相结合。在驱动机制分析方法上，目前主要集中在定性或定量方面，定性与定量相结合仍存在不足，未来应加强这方面的运用。

3.3 扩展土地利用功能演变的研究内容和视角

土地利用功能演变的研究内容主要集中在评价、时空格局与影响因素分析等方面，对空间方面的研究缺乏精细化分析。未来应加强空间及空间关联分析、驱动机制、模拟预测、功能权衡与协同、优化等方面的研究；强化对驱动机制精准化的分析；开展不同地域或尺度的土地利用功能演变与驱动机制对比分析；深入分析不同功能类型驱动因子之间的异同；辨析自然与人文因素驱动机制对土地利用功能演变的作用。在研究视角上，未来可以扩展到对乡村振兴[46]、生态环境、水土流失、景观格局等的影响，将土地利用功能演变与多学科结合分析；也可从产业结构、远程耦合、空间重构、土地整治等视角来研究土地利用功能演变。例如通过对区域土地利用功能演变分析，如果区域土地利用功能存在无序、布局混乱、协调性差等问题，可通过空间重构来实现对土地利用功能的优化。