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国家战略背景下黄河三角洲地区国土开发适宜性格局

本站小编 Free考研考试/2021-12-29

张淑敏1,, 张宝雷2,
1. 山东财经大学区域经济研究院,济南 250014
2. 山东师范大学地理与环境学院,济南 250014

The suitability pattern of territorial development in the Yellow River Delta under national strategy

ZHANGShumin1,, ZHANGBaolei2,
1. Institute of Regional Economic Research,Shandong University of Finance and Economics,Jinan 250014,China
2. College of population,Resources and Environment,Shandong Normal University,Jinan 250014,China
通讯作者:通讯作者:张宝雷,E-mail:blzhangsd@gmail.com
收稿日期:2015-12-10
修回日期:2016-02-5
网络出版日期:2016-05-25
版权声明:2016《资源科学》编辑部《资源科学》编辑部
基金资助:国家自然科学基金青年项目(41401663)教育部人文社会科学青年项目(11YJC790283;12YJC790254)2014 年度山东省高等学校优秀中青年骨干教师国际合作培养计划资助
作者简介:
-->作者简介:张淑敏,女,山东济宁人,博士,副教授,研究方向为区域经济与资源开发。E-mail:zhangsmsd13@gmail.com



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摘要
国家区域发展战略的实施促进了区域国土资源开发,同时也对开发的后续适宜性产生了影响,因此,在国家战略背景下,分析国土开发适宜性时空格局变化是优化空间开发格局和促进区域协调发展的科学基础。本文以黄河三角洲高效生态经济区为研究区,选取其上升为国家战略前后的2006年、2009年和2012年为时间节点,在开发约束、开发需求及水平、开发潜力三个准则层上,构建国土开发适宜性评价指标体系,采用GIS空间聚类方法进行评价,并以县级为单位探寻区域发展战略对适宜性的影响。结果表明:①2012年黄三角国土开发适宜性较低,评价值为0.363,开发约束、开发需求及水平、开发潜力评价值分别为0.223、0.081和0.059。从空间分布上看,东营市开发适宜性最高,其次是东部地区,西部地区开发适宜性最低;②2006-2009年,虽然黄三角工业化和城镇化发展受资源和生态环境约束逐渐降低,但开发利用程度减弱,发展潜力也变弱,总体上开发适宜性减弱。国家战略实施后,黄三角工业化和城镇化发展受资源环境约束有所加大,但开发需求增强,同时开发潜力开始发挥作用,因此开发适宜性出现增加趋势。这也警示政府在今后工业化和城镇化发展过程中,要重视加强资源合理利用和生态环境的治理、保护和修复。

关键词:区域发展战略;国土开发适宜性;黄河三角洲高效生态经济区
Abstract
The implementation of national strategy has an impact on regional suitability and promotes regional land and resource development. The analysis of the suitability pattern of territorial development under the background of national strategy is a scientific foundation through which to optimize spatial patterns and promote coordinated development. We took the Yellow River Delta as our study area,the years 2006,2009 and 2012,and constructed a comprehensive evaluation index system of national development regarding development constraint,development demand and development potential. We evaluated single factors using a GIS spatial clustering method,carried out a comprehensive evaluation at the county level using the weighted summation method model,and explored the influence of regional strategy on suitability. We found that in 2012 the evaluation values of land development suitability was low with only 0.363,and the evaluation values of development constraint,demand and potential were 0.223,0.081,0.059 respectively. Spatially,the distributed characteristics of land development suitability had a feature of central > eastern > western,meaning that Dongying City was the highest suitability region,and counties in eastern were generally of higher suitability than counties in the west. During the year 2006- 2009,due to development demand and potential reduced,even resources and environment constraints weakened,the development suitability of the area decreased apparently. After the implementation of the national strategy,the development demand and potential increased,even resources and environment constraints enhanced because of continuous use despite of the efforts of environment protection,the development suitability of the area showed the trend of increasing. This gives us the warning,in the future process of industrialization and urbanization,we should pay particular attention to enhance the reasonable use of resources and management as well as to the environment protection and restoration.

Keywords:national strategy;development suitability;high-efficiency ecological economic zone in Yellow River Delta

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张淑敏, 张宝雷. 国家战略背景下黄河三角洲地区国土开发适宜性格局[J]. , 2016, 38(5): 837-846 https://doi.org/10.18402/resci.2016.05.04
ZHANG Shumin, ZHANG Baolei. The suitability pattern of territorial development in the Yellow River Delta under national strategy[J]. 资源科学, 2016, 38(5): 837-846 https://doi.org/10.18402/resci.2016.05.04

1 引言

当前,区域经济正以一个全新的概念,促进着中国经济继续较快发展;区域间经济协调发展被赋予了更加突出的时代使命与责任,并因此上升为国家战略。现在国家的区域发展战略布局已经从南到北、由东向西、从沿海到内地,呈现多极发展、齐头并进的态势,推动中国经济走内涵式发展道路[1]。毫无疑问,区域开发战略推动了区域协调发展,为国土资源开发提供了重大机遇,但同时也导致了战略实施区内国土资源空间开发失控、土地利用粗放等问题,进而影响了该区后续国土资源开发的适宜性。因此,在国家战略背景下进行区域发展和国土开发适宜性格局分析,是优化空间开发格局和促进区域协调发展的科学基础,是判别区域开发方式是否可持续的重要手段。
国土开发适宜性是土地对社会经济发展预定用途所固有的适应程度,在本文中为国土空间承载工业化和城镇化的适宜程度。国土开发空间适宜性评价一直是国内外学术界关注的重要领域之一。国外最早采用的方式是分级手工绘图,并叠加图像,得出最终的适宜性分析图[2]。1969 年GIS 技术引入后,则采用GIS技术和评价模型对土地当前适宜性和潜在适宜性进行评价[3-5] 。国内相关研究始于20世纪50年代,主要服务于农林业。20世纪70年代在联合国粮农组织(FAO)正式公布的《土地评价纲要》(1976年)的引领下在全国范围内开展了大规模的、全面综合性的土地适宜性评价。20世纪90年代计算机人工智能技术、数理统计方法和3S技术被引入,模糊数学概念模型、神经网络模型与GIS空间叠加分析技术得到了广泛应用[6-8]。21世纪以来,中国进入主体功能区视角下的国土空间开发格局研究[9-12] ,根据资源环境承载能力、现有开发密度和发展潜力统筹考虑未来区域人口分布、经济布局、国土利用和城镇化格局。从已开展评价的案例看,研究尺度多集中在地市级[13,14]、流域[15]、城市群[16]以及特殊地域[17],在国家开发战略背景下的区域分析较少。
黄河三角洲地区是中国三大河口三角洲之一,丰富的水土资源、环渤海地区的区位优势以及巨大的开发潜力令世人瞩目[18]。在当今建设用地日益紧张的情形下,2009年黄河三角洲高效生态经济区上升为国家战略,进入大规模开发进程。然而,该区是中国典型的生态环境脆弱区,湿地面积广大,生物多样性较高,海岸带脆弱。不合理的开发势必引发诸如耕地减少、海水入侵、湿地退化、土壤盐渍化等资源环境问题。因此,该区国土开发建设是否与生态环境协调,开发建设方式是否符合可持续发展要求等问题亟需回答。本文在综合分析社会经济需求因素和资源生态限制因素的基础上,以该区上升为国家战略前后的2006年、2009年和2012年为时间点,在开发约束、开发需求及水平、开发潜力三个准则层上,构建区域国土空间开发适宜性评价指标体系,结合GIS空间聚类方法进行单因子评价,运用加权求和法建立测度模型开展综合评价,以县级为单位,探寻在区域发展战略背景下黄河三角洲高效生态经济区国土开发适宜性的时空格局变化。

2 研究区概况、数据来源与研究方法

2.1 研究区概况

黄河三角洲高效生态经济区(以下简称黄三角)范围包括山东省的东营、滨州两市以及潍坊的寒亭区、寿光市和昌邑市、德州的庆云县和乐陵市、淄博的高青县和烟台的莱州市,共涉及19个县(市、区),总面积2.63万km2,占山东省总面积的16.8%(图1)。该区土地后备资源得天独厚,黄河冲积年均造地 0.1 万hm2,当前,区内拥有未利用地近53.3万hm2, 且集中连片分布。同时,该区属世界上典型的河口湿地生态系统,是中国八大生态脆弱区之一。2009年上升为中国唯一的高效生态经济战略发展区。2012年底人口总数1003万,占全省总人口的10.4%,地区生产总值达到5661亿元,占全省地区生产总值的11.3%,人均GDP达到56 433元,高出山东省平均水平479元。
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图1黄河三角洲高效生态经济区范围及位置
-->Figure 1The location and scale of the Yellow River Delta
-->

2.2 数据来源

(1)统计数据:包括2006年、2009年、2012年常住人口、GDP、三次产业增加值、农业就业人口、农林牧渔业总产值、全社会固定资产投资、地方财政一般预算收入等经济社会数据和部分自然资源数据,主要来源于山东统计年鉴[19]、山东农村统计年鉴[20]和中国区域经济统计年鉴[21],水资源数据来源于山东省水资源公报[22]
(2)空间数据:空间数据包括行政界线、高程数据(DEM)、坡度(slope)数据和土地利用数据。其中,行政界线数据来源于国家 1:100 万基础地形图矢量化成果[23],土壤数据来源于联合国粮农组织(FAO)和维也纳国际应用系统研究所(IIASA)所构建的世界土壤数据库(Harmonized World Soil Database version 1.1 )(HWSD)[24],高程数据来源于山东省1:5万地形图(高斯—克吕格投影,6°分带);土地利用数据包含2006年、2009年和2012年3个年份,全部来源于山东省土地利用变更调查数据系列,该系列数据采用2002年执行的《全国土地利用分类》[25]

2.3 研究方法与技术流程

研究技术流程为:选取评价对象→确定评价单位→选取评价因子/指标→因子/指标权重确定→单因子评价和综合评价。
(1)评价指标体系构建。从黄三角实际出发,根据国土开发适宜性综合评价的科学内涵,遵循系统性、科学性、可代表性和独立性原则,从目标层、准则层、支撑层和要素层4个层级构建评价指标体系(表1)。即目标层是国土空间承载城镇化和工业化发展的适宜性综合评价;准则层包含开发约束、开发需求及水平、开发潜力3个维度[26]
Table 1
表1
表1黄三角国土开发适宜性综合评价指标体系
Table 1The index system of comprehensive evaluation of land spatial development suitability of the Yellow River Delta
目标层准则层支撑层要素层功效权重
黄三角国土开发约束生态脆弱性平均海拔/m+0.128
开发适宜性土壤质地稳定性+0.082
综合评价生态保护重要性森林覆盖度/%-0.037
水域湿地面积比重/%-0.083
耕地面积比重/%-0.053
资源约束人均水资源量/m3+0.050
土地荒碱化面积比重/%+0.026
开发需求及水平开发密度人口密度/(人/km2+0.029
地均GDP/(万元/km2+0.046
工业化水平人均GDP/元+0.050
二三产业比重/%+0.022
城镇化水平城镇用地面积比重/%+0.075
城镇人口比重/%+0.093
开发潜力经济发展后劲人均固定资产投资/元+0.055
人均财政收入/元+0.047
交通优势交通用地面积比重/%+0.043
人均道路面积/m2+0.083


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开发约束包含生态脆弱性、生态保护重要性和资源约束3个支撑层。生态脆弱性方面,考虑到黄三角位于河口三角洲冲积平原,平均海拔14m的实际,选取平均海拔和土壤质地稳定性两个指标。海拔越高越避免了海水入侵和土地盐碱化的危害,对工业化和城镇化的约束越小;土壤质地越稳定对工业化和城镇化发展的约束也越小,对开发越有利,其稳定性大小根据土壤质地类型(表2)进行分级。生态保护重要性方面选取耕地、森林和水域湿地面积比重,这三者比重越高,城镇化和工业化发展可用的土地资源越少。资源约束方面,该区后备土地资源丰富,水资源缺乏,因此选取土地荒碱化面积比重和人均水资源量作为要素,土地荒碱地面积比重越大,城镇化和工业化发展可用的土地资源越多,同样人均水资源量越大越利于工业化和城镇化发展。
Table 2
表2
表2土壤质地稳定性分级
Table 2Grades of soil texture stability
土壤质地砂壤轻壤中壤重壤粘土
稳定性0.200.400.600.801.00


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开发需求及水平指当前开发基础和水平,在开发密度、工业化水平和城镇化水平3个支撑层进行测度,选取的指标主要有人口密度、地均GDP、人均GDP、二三产业比重、城镇人口比重、城镇用地比重等,其值越大工业化和城镇化发展需求越高。
开发潜力包括经济发展后劲和交通优势度2个支撑层,考虑到经济发展模式和黄三角实际,以及财政实力对县域发展的重要作用,选取人均固定资产投资和人均财政收入测度经济发展后劲,同时考虑交通建设对区域未来发展的先导性,选取交通用地面积比重、人均道路面积作为反映交通优势的重要指标,这些指标越大工业化和城镇化发展的潜力越大。
(2)评价方法选择。首先,选取熵值法确定指标权重。“熵”源于热力学概念后被引入信息论。熵值法能够较好地避免多指标变量间的信息重叠和人为确定权重的主观性,被广泛应用于土地评价领域。具体计算步骤如下:
①利用极差标准化方法对要素层指标进行量化统一。公式为:
对于正向指标:
Xij=(Xij-Xjmin)(Xjmax-Xjmin)(1)
对于逆向指标:
Xij=(Xjmax-Xij)(Xjmax-Xjmin)(2)
式中 Xij为标准化以后的指标值; Xij为地区ij个指标值; Xjmax为所有地区中j指标的最大值; Xjmin为所有地区中j指标的最小值。这里正向指标是指 Xij值越大,对系统整体功效越大,即越利于工业化和城镇化发展;逆向指标是指 Xij值越大,对系统整体功效越小,即越不利于工业化和城镇化发展。
②计算第j指标下地区i指标值的比重 Yij,公式为:
Yij=Xiji=1mXij(3)
式中m为地区数。
③计算指标信息熵值和信息效用值。第j指标的信息熵值的 ej公式为:
ej=-ki=1mYijlnYij(4)
式中k为常数,与地区数有关,k=1/lnmj指标的信息效用价值 dj取决于该指标的信息熵与1之间的差值,它的值直接影响权重的大小,信息效用值越大,对评价的重要性就越大,权重也就越大。
dj=1-ej(5)
④计算指标权重。利用熵值法估算各个指标的权重,本质是利用该指标的信息价值系数来计算。第j指标的权重 wj的计算公式为:
wj=djj=1mdj(6)
采用平均值法计算2006年、2009年和2012年各指标的权重作为本文各指标的固定权重(表1)。
其次,运用加权求和法计算国土开发适宜性综合评价值。用第j指标权重 wj与标准化矩阵中第i地区第j项评价指标值 Xij的乘积作为综合评价值 Uij,即:
Uij=wj?Xij(7)
i地区的综合评价值 Ui为:
Ui=j=1nUij(8)

3 结果分析

以黄三角19个县(市、区)为单元,采用17个要素层2006年、2009年和2012年的实际指标值,进行单因子和综合评价分级,分别计算黄三角国土开发约束、开发需求及水平、开发潜力值,最后计算国土开发适宜性综合评价值。为了分析国土开发空间差异,将单因子和综合评价得分按照等区间法(Equal Interval)分为高、较高、中等、较低和低5个等级(图2)。并计算2006-2009年和2009-2012年的两个阶段各县(市、区)国土空间开发单因子及综合评价的变化值(图3)。
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图22012年黄三角国土开发适宜性空间差异
-->Figure 2Space differences of land development in the Yellow River Delta in 2012
-->

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图32006年、2009年和2012年黄三角县(市、区)国土开发各评价值的变化量
-->Figure 3Differences of land development evaluation value in the Yellow River Delta in 2006,2009 and 2012
-->

3.1 开发约束

由于开发约束对于国土开发起限制作用,根据采用的评价方法,其评价值越低,国土开发约束性越强,等级越高。2012年黄三角19县市区国土开发约束低的区域所占比重最大(28.4%),其次是较低区(25.8%),约束较高、高和中等的区域所占面积比重分别为17.1%、16.6%和12.1%。从空间分布上来看(图2a),沿海地区开发约束小,内陆地区开发约束大。河口、垦利、莱州和邹平开发约束最小,这是因为河口和垦利土地荒碱化面积比重最大,分别为21.7%和19.9%,人均水资源量也最多,分别为580m3/人和675m3/人,因此受资源约束最小;莱州和邹平平均海拔最高,都在50m以上,因此生态脆弱性最小。无棣、沾化、利津、昌邑4个行政区开发约束较小,也是因为他们后备土地资源较多的原因。内陆的乐陵、阳信、惠民和滨城开发约束最大,因为他们人均水资源量和后备土地资源量少,受资源约束较大,耕地面积比重又较高,生态保护重要性大。以乐陵为例,2012年人均水资源量只有247m3,荒碱化土地面积比重为2.0%,耕地面积比重为62.5%。
2006年、2009年和2012年,黄三角开发约束均值分别为0.225、0.226和0.223,说明该区域工业化和城镇化发展所受的约束先减弱后增强。也就是说,在国家战略实施前,黄三角资源、环境对工业化和城镇化发展的约束逐渐减弱,在战略实施后,虽然也重视和加强了资源利用和环境保护,但由于持续的开发利用,资源环境的约束实际上增强了[27]。空间分布上,分时间段来看(图3a),2006-2009年,有11个行政区开发约束减弱,8个行政区开发约束增强,2009-2012年,有14个区域开发约束变强,其余5个开发约束减弱。就要素层来看,起主要作用的是资源约束和生态保护重要性指标。以昌邑为例,前后两个时间段,人均水资源量由475.1m3/人增加到555.2m3/人,然后又减少到553.3m3/人;土地荒碱化面积比重由3.8%增加到5.5%,又减少到5.4%;耕地面积比重由46.6%减少到45.2%后又增加到45.3%。

3.2 开发需求及水平

2012年黄三角19县市区国土开发需求及水平较低区所占面积比重最大(35.1%)、其次是中等区(29.5%),较高区面积比重为24.5%。在空间布局上,黄三角开发需求及水平区域差异明显,表现出东部大于西部的特点(图2b)。东营开发需求及水平值最高,原因是城镇化水平和工业化水平较高;滨城、邹平、寒亭、广饶、河口5个行政区次之,这些地区工业化水平较高,另外寒亭和河口分别具有人口密度、城镇化水平优势;莱州、博兴、寿光、垦利和庆云5个行政区开发需求及水平值中等,这些地区城镇化水平和人均GDP均不高;西部大部分区域和东部昌邑开发需求及水平值相对较低,这都是由较低的城镇化水平和人均GDP引起的。
2006年、2009年和2012年,黄三角开发需求及水平均值分别为0.083、0.078和0.081,先减少后增加,说明,在国家战略实施前,工业化和城镇化发展的需求降低,战略实施后,开发步伐加快。空间分布上,分阶段来看(图3b),2006-2009年,寒亭开发需求及水平较大幅度增长,原因是城镇化水平大幅增长,其城镇人口比重由15%增长到24%,城镇用地比重由1.5%提高到5.1%;乐陵、惠民、寿光、滨城等开发需求及水平有所减少,原因是人口密度、地均产值增长较慢,以寿光为例,地均产值仅由1564万元/km2增长到2025万元/km2。2009-2012年,莱州、东营和滨城开发需求及水平减少,究其原因,由于较高的城镇化水平和经济发展基础,工业化和城镇化增长较慢,导致国土开发需求及水平减弱。以莱州为例,地均GDP仅由2425万元/km2增长到3081万元/km2,城镇用地面积和城镇人口比重都增长了不到2%。

3.3 开发潜力

2012年黄三角19县市区国土开发潜力高区所占面积比重最大(33.6%),其次是潜力中等区(25.5%),潜力较低区面积比重为21.2%,潜力较高区和潜力低区面积比重分别为10.2%和9.5%。从空间分布上(图2c)看,存在中部高,东部次之,西部低的特点。潜力高区包括中部的垦利、广饶、河口、东营和寿光5个行政区,滨城和利津属于潜力较高区,以上地区交通优势明显;东部的昌邑、寒亭、莱州以及南部的邹平、博兴和西部的庆云6个行政区属于潜力中等区;沾化、高青、无棣和阳信4县开发潜力较低,西南部的惠民和乐陵开发潜力最小,这些地区人均固定资产投资少、财政收入不高,且交通优势较小。
2006年、2009年和2012年黄三角国土开发潜力均值分别为0.064、0.058和0.059,2006-2009年开发潜力减少明显,国家战略实施后,开发潜力保持稳定并少量增加。空间分布上,分阶段来看(图3c),2006-2009年,河口、高青、乐陵、无棣等开发潜力降低明显,主要因为经济发展后劲不足,以无棣为例,人均固定资产投资仅由19 235万元/人增加到19 985万元/人,人均财政收入仅由1086元/人增长到1687元/人;滨城开发潜力增长明显,这是由于人均固定资产投资由14 145万元/人增长到26 913万元/人,人均财政收入由1672元/人增长到3811元/人,交通用地面积比重由1.2%增长到2.3%,人均道路面积由11m2增长到15m2。2009-2012年,庆云、寿光、广饶、河口等开发潜力增长,滨城、莱州、博兴等开发潜力减弱,起主要作用的是人均财政收入、交通用地面积比重增长快慢。以滨城为例,2012年人均财政收入增长到4916元,交通用地面积比重增长到2.4%,增长速率比前一阶段减慢。

3.4 开发适宜性

2012年黄三角国土开发适宜性中等区所占面积比重最高(27.8%),其次是适宜性较小区(22.5%),适宜性高区面积比重为20.9%,适宜性较高区和低区面积比重分别为16.2%和12.6%。从空间格局来看(图2d),中部最高,东部次之,西部最低。黄三角东营、河口和垦利开发适宜性最高,这是经过长期的油田开发,其工业化和城镇化水平较高。广饶、莱州、邹平开发适宜性次之,这是因为广饶、邹平是全国百强县,莱州工业化和城镇化水平较高,生态约束较小。利津、寿光、滨城、昌邑和寒亭开发适宜性中等;无棣、博兴、高青、庆云和沾化开发适宜性较小;西部的阳信、惠民和乐陵开发适宜性最小,这是由于开发约束较大,开发需求较低,开发潜力还有待发掘。
2006年、2009年、2012年黄三角开发适宜性均值分别为0.372、0.362、0.363,呈现先减弱后微量增加趋势。这说明国家战略实施前,虽然受到的开发约束减小,但是由于开发需求明显减弱,开发潜力也减弱,因此黄三角国土开发适宜性呈现减弱趋势;战略实施后,由于加大了开发需求及水平,开发潜力也微量增加,虽然受到的开发约束变强,但最终开发适宜性微量增加。分阶段来看(图3d),2006-2009年,有12个行政区开发适宜性减弱,2009-2012年有8个行政区开发适宜性增加,分别是入海口的河口和利津、东部的广饶、寿光、寒亭和西部庆云、乐陵和惠民。

4 结论

基于黄河三角洲高效生态经济区上升为国家战略这一时代背景,运用系统分析方法,开展国土开发适宜性综合评价,探讨在国家战略实施背景下区域国土开发的变化,有助于为区域可持续发展和协调发展提供科学基础和决策支持。研究结果表明:
(1)2012年黄三角国土开发适宜性较低,评价值为0.363,准则层开发约束、开发需求及水平、开发潜力评价值分别为0.223、0. 081和0.059。从空间分布上看,东营市开发适宜性最高,其次是东部地区,西部地区开发适宜性最低。
(2)2006-2009年,黄三角国土开发约束减弱,开发需求及水平减弱,开发潜力减少,说明国家战略实施前,虽然工业化和城镇化发展受资源和生态环境约束逐渐降低,但开发利用程度减弱,发展潜力变弱,总体上开发适宜性减弱。2009-2012年,黄三角开发约束增强,但开发需求及水平增强,开发潜力增加,说明战略实施后,黄三角工业化和城镇化发展受资源环境约束程度有所加大,开发步伐加快,同时开发潜力开始发挥作用,因此开发适宜性出现增加趋势。
(3)黄三角应以国土开发适宜性评价为基础,发现总结国家战略的实施对区域国土开发各方面的影响,并以此作为调整开发战略部署的依据。以本文研究而言,黄三角国家战略的实施,加快了区域开发速度,但由于持续开发利用,虽然开发过程中加强了生态保护,区域开发受资源环境约束仍出现一定程度的增强,这就给人们以警示,在加快推进新型工业化与城镇化的过程中,尤其要注意加强生态环境的治理、保护和修复,统筹水土资源的开发利用和保护等。
The authors have declared that no competing interests exist.

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