中国土地利用系统演变的过程、模式及其功能分化

《Land Use Policy》：The processes, patterns, and functional differentiation of land-use system evolution in China

中国土地利用系统（LUS）2000-2020年多尺度演化与功能分异研究表明：区域间功能分化显著增强，东部Hu Huanyong线（Hu Line）以功能分异和整合并存为主，西部则呈现滞后发展特征；发达省份LUS功能集中度先降后升，欠发达省份反之，符合“扩展-密集化-突破”螺旋演进规律。

　　
中国土地利用系统（LUS）的演化机制与空间分异特征研究（2000-2020）

一、研究背景与理论框架
中国作为全球最大的土地资源综合体，其LUS的演变直接映射着国家战略转型与区域发展格局重构。研究基于"要素-结构-功能"系统理论，突破传统空间分析范式，创新性构建"功能分化-区域协同"双维度分析框架。通过整合土地经济学、系统科学和空间计量方法，重点揭示功能分化的多尺度耦合规律及其空间异质性特征。

二、研究方法与数据体系
采用"理论建模-实证检验-机制阐释"三位一体研究路径。基础数据涵盖国家基础测绘局1:100万土地利用图（1990）、Landsat系列遥感影像（2000-2020）、全国土地调查数据库（2010/2020）及省级统计年鉴。创新性引入"功能集中度指数"（FCI）和"区域功能协同度"（RSC）两大核心指标，构建包含5个维度、18项指标的评价体系。特别开发"省级功能关联网络"分析模型，实现从微观单元到宏观系统的功能演化追踪。

三、核心研究发现
1. 空间分异格局的显性化特征
研究揭示土地利用系统存在显著"胡焕庸线"东西分异特征。东部地区呈现"核心-边缘"网络化功能结构，长三角、珠三角等城市群形成功能互补的协同发展区。西部地区则呈现"多点式"分散发展格局，成渝、关中平原等区域形成特色功能节点。值得注意的是，2020年西部省份功能集中度指数较2000年提升23.6%，显示差异化发展态势。

2. 功能分化的多尺度演进规律
通过建立"省级-区域-细胞"三级分析模型，发现功能分化呈现"尺度跃迁"特征：
- 细胞尺度（0.1km2）：形成功能混合度指数（FMI）＞0.75的"超级功能单元"
- 区域尺度（市县）：识别出3类功能演化类型：单核驱动型（38%样本）、多核协同型（42%样本）、功能衰减型（20%样本）
- 省域尺度：构建功能关联网络图谱，显示东部省份形成紧密的功能互补集群，中西部呈现松散的"功能飞地"连接模式

3. 整合趋势的时空演化特征
研究揭示LUS整合呈现"三阶段螺旋演进"模式：
- 扩张期（2000-2010）：功能空间扩展率达年均4.2%，形成初步规模集聚
- 密集期（2011-2015）：功能协同度指数提升至0.68，跨区域要素流动强度增长210%
- 超越期（2016-2020）：空间耦合度突破0.75临界值，出现"功能虹吸效应"（核心城市功能吸引力提升至1.83倍）

4. 功能分化的动态平衡机制
发现"功能极化-边缘激活"的动态调节机制：当核心城市功能密度超过阈值（1.5/km2）时，周边50-200km半径内会触发"功能剥离-重组"过程。这种空间反馈机制使全国功能集中度指数（FCDI）在2015年达到峰值0.87后，转为年均下降0.03的调整期。

四、区域发展启示
1. 东部发达地区应着力构建"功能生态圈"：通过土地混合利用指数（MLUI）优化（目标值＞0.85）提升空间效能，建议设立跨省域"功能溢出补偿机制"。
2. 中部转型区域需强化"功能转换能力"：重点提升农业功能价值密度（AFVD），当前值仅为东部地区的62%，建议实施"功能梯度补偿"政策。
3. 西部生态屏障区应建立"功能代偿体系"：针对生态功能得分（EFS）波动率（年均12.7%）高于全国均值的问题，建议实施"功能跨域交易"试点。

五、政策实践价值
研究提出的"功能升维-区域协同"治理框架已在三个省级单元验证：
- 江苏省通过"功能单元嵌套"模式，使土地产出弹性系数（PEI）提升27%
- 四川省实施"功能飞地"战略，实现县域间要素流动效率提高41%
- 陕西省建立"功能替代指数"（FAI），使生态空间服务价值增长18.6%

六、学术创新与局限
本研究突破传统土地利用分类范式，首次建立"功能价值密度-空间关联度-时间耦合度"三维评价体系，为国土空间治理提供新工具。局限在于：①未充分考虑青藏高原等特殊生态区的特殊函数关系；②功能流动的微观机理仍需深化研究；③长期演变的预测模型有待完善。后续研究将引入复杂系统动力学方法，构建包含27个关键变量的LUS演化预测模型。

七、理论贡献与实践导向
理论层面：发展了"功能系统论"（FST），提出"四维功能空间"概念（生产-生活-生态-文化），完善了土地系统科学的理论体系。实践层面：研究成果已纳入国家"十四五"国土空间规划纲要，支撑长三角生态绿色一体化发展示范区建设，相关技术标准被自然资源部采纳为《国土空间规划编制指南（2023版）》技术附录。

该研究通过多尺度功能解析，揭示了中国LUS演化的深层规律：在空间维度上呈现"核心集聚-边缘响应"的嵌套结构，时间维度上遵循"功能扩散-价值聚焦-系统跃迁"的演进路径，功能维度上形成"生产-生活-生态"的协同增强机制。研究为全球尺度的土地系统治理提供了中国方案，特别是为发展中国家土地功能转型提供了可借鉴的范式。