The pattern of land use transition in different major function zones in the Middle Reaches of Yangtze River Economic Belt
WUSi1,2,, HUShougeng1,2,, XIONGTing1,2, ZOUXiehua2,3, ZHUFan2,3 1. School of Public Administration, China University of Geosciences, Wuhan 430074, China2. Key Laboratory of Legal Assessment Project, Ministry of Land and Resources, Wuhan 430074, China3. Real Estate Registration Centre, Ministry of Land and Resources, Beijing 100034, China 通讯作者:通讯作者:胡守庚,E-mail: husg2009@gmail.com 收稿日期:2018-04-1 修回日期:2018-05-28 网络出版日期:2018-11-20 版权声明:2018《资源科学》编辑部《资源科学》编辑部 基金资助:国土资源部公益性行业科研专项(201511004)教育部人文社科基金(16YJAZH018) 作者简介: -->作者简介:吴思,女,湖北黄冈人,博士生,研究方向为土地利用转型和土地利用碳排放。E-mail: 13545861936@163.com
关键词:土地利用转型;模式;主体功能区;长江中游经济带 Abstract Under the background of national promotion of ecological civilization construction in-depth, with the implementation of the major function zones strategy, the design of the pattern of regional land use transition is significant to solve the conflict between the social economic development and land use in the process of China’s rapid urbanization. The current study investigated the Middle Reaches of Yangtze River Economic Belt, with 325 counties selected as a basic research unit,by using the data of Landsat TM images and socioeconomic statistics. From the perspective of land use morphology transformation (the dominant/recessive morphology), the index system of the pattern of land use transition was designed where construction land, cultivated land, and forest land were the typical types. Furthermore, with deeply analyzing the requirements for land use transition in the new age, the transition directions of the three land types were initiated. Finally, following the principles of sustainable development and dominance, our study generalized the patterns of land use transition of different zones. The results indicated that there were four patterns including scale and output capability moderately improved ((Du+Ru+)-oriented pattern), and scale controlled and output capability moderately enhanced ((DuRu+)-oriented pattern) in the urbanized zone. Four transition patterns including scale increased and output capacity stabilized ((Dc+Rc)-oriented pattern), and scale stabilized and output capacity improved ((DcRc+)-oriented pattern) were recognized in the major agricultural production zone, and two transition patterns including scale increased ((Df+)-oriented pattern) and scale stabilized ((Df)-oriented pattern) were identified in the key ecological zone. The findings of this research will provide a reference for impelling urban-rural composition development in different major function zones in the Middle Reaches of Yangtze River Economic Belt and promote sustainable land use in each unit.
Keywords:land use transition;pattern;major function zones;the Middle Reaches of Yangtze River Economic Belt -->0 PDF (14198KB)元数据多维度评价相关文章收藏文章 本文引用格式导出EndNoteRisBibtex收藏本文--> 吴思, 胡守庚, 熊婷, 邹谢华, 朱繁. 长江中游经济带主体功能区土地利用转型模式研究[J]. 资源科学, 2018, 40(11): 2213-2224 https://doi.org/10.18402/resci.2018.11.08 WUSi, HUShougeng, XIONGTing, ZOUXiehua, ZHUFan. The pattern of land use transition in different major function zones in the Middle Reaches of Yangtze River Economic Belt[J]. RESOURCES SCIENCE, 2018, 40(11): 2213-2224 https://doi.org/10.18402/resci.2018.11.08
长江中游经济带包括湖北、湖南和江西三省,东邻皖浙闽,南毗两广,西接渝黔,北连陕豫,地跨东经108°21′E—118°28′E,北纬20°09′N—33°20′N,国土总面积为56.47万km2,约占全国陆地面积的5.88%(图1)。 显示原图|下载原图ZIP|生成PPT 图1长江中游经济带区位及其主体功能区分布 -->Figure 1Location of the Middle Reaches of Yangtze River Economic Belt and distribution of its major function zones -->
研究围绕“构建转型模式要素体系-确定转型目标-甄别转型方向-归纳转型模式”的思路展开长江中游经济带各主体功能区土地利用转型模式的划分。首先,基于土地利用转型研究理论,从土地利用类型和土地利用形态两方面,结合研究区资源禀赋和社会经济状况,诊断转型模式设计的核心要素及表征指标,构建土地利用转型模式要素体系。其次,在解析不同发展规划对长江中游经济带各县(区)社会经济发展和土地利用要求的基础上,匹配土地利用转型目标与土地利用现状,甄别不同类型土地利用转型方向。在此基础上,遵循可持续发展原则和主导性原则,充分考虑各主体功能区的功能定位,提炼差别化的主体功能区土地利用转型模式(图2)。 显示原图|下载原图ZIP|生成PPT 图2土地利用转型模式设计流程 -->Figure 2Design route of the patterns of land use transition -->
3.2 转型模式要素体系构建
土地利用转型服务于社会经济转型发展,长江中游经济带正处于快速城镇化进程中,随着生态文明建设战略的不断推进,如何合理配置和协调利用好各类用地实现社会经济生态协调发展日益重要,矛盾焦点主要集中在建设用地、耕地以及生态用地。需要指出的是,从当前研究中获知生态用地主要包括林地、草地、湿地等[50],鉴于研究区林地所占比例高达58.06%,故而本研究选取耕地、建设用地以及林地作为关键要素纳入土地利用转型模式要素体系。 区域土地利用转型实际上是不同类型土地利用显性/隐性形态变化的综合体现。显性形态表现形式主要包括数量、空间结构等,而从土地利用角度来看,数量为最重要的显性形态表现形式,因此本研究选择土地规模这一指标来表征显性形态。隐性形态包括权属、质量、投入、产出等,鉴于本文土地利用转型模式内涵、设计目的及数据的可获取性,研究从土地产出角度筛选能表征不同类型土地利用隐性形态的指标。对于长江中游经济带发展而言,耕地首要功能是保障粮食安全,而建设用地作为人类经济社会活动发生的载体,最主要的功能则是保障经济发展,故而分别选择粮食单产和地均生产总值表征耕地和建设用地利用的隐性形态。值得注意的是,林地作为重要的生态用地,短时间内其生态功能具有相对稳定性,因此在构建土地利用转型模式要素体系时,暂不考虑林地利用隐性形态。综上,本文从土地利用显性/隐性形态出发,构建以耕地、建设用地和林地为代表的土地利用转型模式要素体系(表1)。 Table 1 表1 表1土地利用转型模式要素体系 Table 1The index system of land use transition patterns
(1)建设用地利用转型方向。基于构建的土地利用转型模式要素体系,建设用地利用转型方向由显性形态(数量)和隐性形态(产出)的转型方向共同决定。鉴于短期内土地利用转型主要受社会经济发展影响,而土地利用总体规划(简称“规划”)中土地利用目标是基于社会经济发展需求提出的,因此本研究以长江中游经济带各市、县(区)规划中的2020年建设用地预期规模作为建设用地利用显性形态的发展目标。地均生产总值作为表征隐性形态(建设用地产出)的综合性指标,与各地区的经济发展水平、建设用地数量状况等紧密有关。为更准确地把握建设用地利用隐性形态的转型方向,本文参考刘琼等人的研究[51],基于2015年各县(区)的地区生产总值,按各市或县(区)中“十三五规划”设定的经济增速作为各县(区)2020年地区生产总值的发展目标,并在此基础上结合2020年建设用地预期规模,最终确定各县(区)建设用地利用转型方向。 遵循十九大提倡的长江经济带以保护为主的发展理念,建设用地利用显性形态的转型方向以控制建设用地规模为准则,隐性形态的转型方向以提高地均生产总值为准则。具体如下所示: (1) (2) 式中,Du2020为2020年建设用地预期规模(hm2);Du2015为2015年建设用地规模(hm2);Ru2020为2020年地均生产总值预期值(亿元/hm2);Ru2015为2015年地均生产总值(亿元/hm2)。 根据ΔDu的取值范围,建设用地利用显性形态的转型方向可分为适度增加规模(ΔDu>0)和控制规模(ΔDu<0)。根据ΔRu的取值范围,基于自然断点法,建设用地利用隐性形态的转型方向可分为适度提升产出能力(0<ΔRu≤9.93)和重点提升产出能力(9.93<ΔRu≤58.47)。 综合考虑显性形态以及隐性形态的转型方向,建设用地利用转型方向可划分为Du+Ru+、Du+Ru++、DuRu+、DuRu++四种(图3)。其中Du+Ru+表示转型方向为适度增加规模并适度提升产出能力(ΔDu>0且0<ΔRu≤9.93),Du+Ru++表示转型方向为适度增加规模并重点提升产出能力(ΔDu>0且9.93<ΔRu≤58.47),DuRu+表示转型方向为控制规模并适度提升产出能力(ΔDu<0且0<ΔRu≤9.93),DuRu++表示转型方向为控制规模并重点提升产出能力(ΔDu<0且9.93<ΔRu≤58.47)。 显示原图|下载原图ZIP|生成PPT 图3建设用地利用转型方向示意 -->Figure 3The diagram of the direction of construction land use transition -->
(2)耕地利用转型方向。与建设用地利用转型目标的确定思路类似,本文以研究区各市、县(区)土地利用总体规划提出的2020年耕地保有量作为各县(区)耕地利用显性形态转型的基本发展目标。此外,鉴于当前中国正处于农业迈向现代化发展的新阶段,而长江中游经济带作为中国重要的粮食主产区,承担着率先实现农业现代化的重任,因此以全国农业现代化规划(2016—2020年)[52]中提倡的粮食单产6.5 t/hm2作为研究区耕地利用隐性形态转型发展目标具有一定的实际意义。 结合2015年各县(区)耕地利用现状及转型发展目标,确定耕地利用显性形态以及隐性形态的转型方向,具体判断方向如下: (3) (4) 式中Dc2020为2020年耕地保有量预期值(hm2);Dc2015为2015年耕地规模(hm2);Rc2020为农业现代化粮食单产(6.5 t/hm2);Rc2015为2015年粮食单产(t/hm2)。 遵循耕地保护的基本原则,按照ΔDc和ΔRc的取值范围,耕地利用显性形态转型方向包括稳定规模(ΔDc<0)和扩大规模(ΔDc>0)两种,隐性形态转型方向包括稳定粮食单产(ΔRc<0)和提高粮食单产(ΔRc>0)两种。 综合两种利用形态的转型方向,基于短板理论,耕地利用转型方向可分为Dc+Rc、Dc+Rc+、DcRc和DcRc+这四种(图4)。其中Dc+Rc表示转型方向为扩大规模(ΔDc>0且ΔRc<0),Dc+Rc+表示转型方向为扩大规模并提高产出能力(ΔDc>0且ΔRc>0),DcRc表示转型方向为稳定规模(ΔDc<0且ΔRc<0),DcRc+表示转型方向为稳定规模并提高产出能力(ΔDc<0且ΔRc>0)。 显示原图|下载原图ZIP|生成PPT 图4耕地利用转型方向示意 -->Figure 4The diagram of the direction of cultivated land use transition -->
土地利用转型模式即为土地利用形态按照发展目标发生转变的典型形式。按照主体功能区规划对不同主体功能区功能定位、发展目标等的要求,不同主体功能区土地利用转型路径存在明显差异性。因此,本文主要是在充分考虑不同类型土地利用转型方向的基础上,遵循主导性原则,归纳提炼出不同主体功能区的土地利用转型模式。 主体功能区规划明确指出,城市化地区作为重点进行工业化和城镇化开发的地区,应以提供工业品和服务产品为主,但也提供农产品和生态产品[42]。由此可知,城市化地区土地利用转型方向应以建设用地利用转型方向为主,耕地和林地利用转型方向为辅。据此,城市化地区土地利用转型模式可归纳为以下四种:Du+Ru+主导型、Du+Ru++主导型、DuRu+主导型、DuRu++主导型(表2)。其中Du+Ru+主导型地区应在释放其建设用地规模潜力的同时,适度提升建设用地产出能力;Du+Ru++主导型地区应在释放其建设用地规模潜力的同时,重点提升建设用地产出能力;DuRu+主导型地区应进一步控制建设用地规模,并适度提升建设用地产出能力;DuRu++主导型地区应在控制建设用地规模的同时,重点提升建设用地产出能力。 Table 2 表2 表2不同主体功能区土地利用转型模式 Table 2The patterns of land use transition in different major function zones
(1)城市化地区土地利用转型模式。长江中游经济带城市化地区土地利用转型模式包括DuRu+主导型、Du+Ru+主导型、DuRu++主导型和Du+Ru++主导型四种,其县(区)数量分别为69、27、20和6个。从其空间分布上来看,DuRu+主导型广泛分布于湖北和江西;Du+Ru+主导型零散分布于武汉、天门、潜江、南昌、宜春等市;DuRu++主导型主要分布于长沙、岳阳、怀化、邵阳、永州、郴州等市中经济发展基础较好且城市规模相对较大的县(区);Du+Ru++主导型主要分布于长沙、常德和株洲三市中,具体包括芙蓉区、雨花区、天心区、武陵区和芦淞区,且这些地区发展基础较好、城市规模较小(图5a)。需要指出的是,省际土地利用转型模式差异明显,湖北和江西均以DuRu+主导型和Du+Ru+主导型为主,湖南以DuRu+主导型和DuRu++主导型为主。可见,如何在框定建设用地总量的前提下充分挖掘建设用地的内部潜力、提升建设用地利用效率将是未来长江中游经济带城市化地区发展的关键一环。 显示原图|下载原图ZIP|生成PPT 图5长江中游经济带城市化地区土地利用转型模式及耕地和林地利用转型方向 -->Figure 5The patterns of land use transition and direction of cultivated land and forest land use transition in the urbanized zone in the Middle Reaches of Yangtze River Economic Belt -->
长江中游经济带城市化地区耕地利用转型方向包括Dc+Rc、Dc+Rc+、DcRc、DcRc+四种类型,其中耕地利用转型方向为Dc+Rc的城市化地区主要集中于长沙、株洲、潜江、仙桃、襄阳、宜春等市,而转型方向为Dc+Rc+的城市化地区主要集中连片分布于武汉及其周边城市;DcRc+和DcRc分布相对零散,前者分布于岳阳、娄底、郴州、吉安、上饶等的县(区),后者分布于南昌、抚州、株洲、萍乡、永州等市的部分县区(图5b)。可见,长江中游经济带城市化地区面临着全面、适度补充耕地的任务。同时值得关注的是武汉及其周边地区的耕地规模与单产“双低”问题突出,其可能原因是随着武汉城市圈建设的推进,武汉及其周边城市建设用地扩张明显,破坏了原有耕地经营格局,从而对耕地规模与粮食单产能力产生了一定影响。此外,长江中游经济带大部分城市化地区林地利用转型方向以Df+方向为主(图5c),仅恩施、长沙、娄底、株洲等市的部分地区转型方向为Df+,这与长江中游经济带作为中国重要的生态屏障有着密切联系。 (2)农产品主产区土地利用转型模式。长江中游经济带农产品主产区土地利用转型模式包括Dc+Rc+主导型、Dc+Rc主导型、DcRc主导型和DcRc+主导型四种,其县(区)数量分别为48、17、10和23个。三省农产品主产区土地利用转型模式存在明显的差异性,湖北以Dc+Rc主导型和Dc+Rc+主导型为主,湖南以Dc+Rc+主导型和DcRc+主导型为主,江西以Dc+Rc+主导型为主。从空间分布上来看,Dc+Rc主导型主要分布在襄阳、荆门、荆州、湘潭、抚州等市的县(区);Dc+Rc+主导型分布相对分散,主要分布于上饶、赣州、衡阳、邵阳、咸宁等市的县(区);DcRc主导型和DcRc+主导型则形成“吉安-宜春-岳阳-常德-怀化-邵阳-永州”的环状分布(图6a)。可见,长江中游经济带农产品主产区虽是重要的粮食生产区,但整体而言其仍需着力提升粮食单产以推动农业现代化发展。 显示原图|下载原图ZIP|生成PPT 图6长江中游经济带农产品主产区土地利用转型模式及建设用地和林地利用转型方向 -->Figure 6The patterns of land use transition and direction of construction land and forest land use transition in the major agricultural production zone in the Middle Reaches of Yangtze River Economic Belt -->
长江中游经济带农产品主产区林地利用转型方向以Df+方向为主,建设用地利用转型方向以DuRc+方向和DuRu++方向为主(图6b和图6c)。其中转型方向为DuRu++的农产品主产区主要集中于衡阳、湘潭等市,转型方向为Df的地区零散分布于益阳、荆州、新余、南昌、上饶、抚州和赣州等市。可见,长江中游经济带农产品主产区建设用地利用应以控制规模为主,林地利用应以适度增加规模为主。 (3)重点生态功能区土地利用转型模式。长江中游经济带重点生态功能区共计105个县(区),其中92个县(区)的土地利用转型模式为Df+主导型,13个县(区)的转型模式为Df主导型(图7a)。而在耕地利用转型方向上,重点生态功能区以DcRc+方向和Dc+Rc+方向为主,前者主要集中分布于十堰、恩施、张家界、湘西、怀化、邵阳、永州、郴州等市,后者则主要分布于湖北西南部的“神农架-宜昌-恩施”地区以及江西九江、赣州和上饶等(图7b)。分析可知,长江中游经济带重点生态功能区耕地粮食单产较低这一问题突出,且与2020年耕地保有量预期值相比,恩施、宜昌、神农架、邵阳等市的重点生态功能区耕地规模潜力仍需进一步挖掘。 显示原图|下载原图ZIP|生成PPT 图7长江中游经济带重点生态功能区土地利用转型模式及耕地和建设用地利用转型方向 -->Figure 7The patterns of land use transition and direction of cultivated land and construction land use transition in the key ecological zone in the Middle Reaches of Yangtze River Economic Belt -->
土地利用转型模式是宏观政策管控、经济发展需求以及技术水平等多种因素综合作用的结果。本文甄别了针对一定发展目标下不同主体功能区土地利用形态变化的典型模式,可为探究区域社会经济与土地利用协调发展,以及各主体功能区协调发展提供有益参考。同时也应清楚看到,耕地非农化、建设用地无序扩张等现实问题是新时代、新发展阶段中国寻求社会经济生态协调发展必须克服的困境与瓶颈。粮食安全、耕地保护、生态文明等战略更是对区域土地资源管理提出更高、更紧迫的要求。基于土地利用形态转换视角的土地利用转型模式是社会经济转型背景下土地利用结构和方式发生变化的综合结果,研究探测的土地利用转型模式并将其融入到社会经济转型升级的大框架下进行考量将为引导未来长江中游经济带各主体功能区土地资源合理配置与高效利用提供重要依据。 然而,文中土地利用转型目标主要是基于相关规划需求提出的,鉴于目前中国相关规划多以2020年作为规划年,且新一轮相关规划尚未推出,为使转型目标切合实际发展,本研究选取2020年作为土地利用转型目标年展开讨论存在一定的局限。需要指出的是在提倡社会经济平稳发展的前提下,土地利用转型模式理应也具有较强的稳定性,因此在后续相关规划尚未推出的前提下,可沿此模式将目标年展望到2030年。在新一轮规划推出时,进一步开展针对更长时间节点(如2030年)的土地利用转型模式研究将是后续需要开展的工作。此外,土地利用转型作为一定社会经济发展阶段土地利用形态的动态演变,在某种程度上会受到国家政策等的影响,加之现有县(区)统计资料中部分数据的难获取性,因此本文提出的土地利用转型模式也许不能完全反映未来长江中游经济带各主体功能区的土地利用转型情况,但这是一项探索性工作,可为后期相关研究提供参考。 The authors have declared that no competing interests exist.
[Sheng KR, FanJ.Fundamental institution function of major function oriented zoning for China’s land development and protection [J]. , 2016, (1): 44-50.] [本文引用: 1]
[QuY, Long HL.The integrated research on regional land use recessive morphology from the perspectives of exploitation and output: the case of Huang-Huai-Hai Region [J]. , 2017, 36(1): 61-73.] [本文引用: 1]
[QuY, Long HL.Spatial differentiation of the recessive morphology of urban land use and its influential factors: a case study of 289 prefecture-level cities in China [J]. , 2016, 36(10): 1-8.] [本文引用: 1]
[6]
GraingerA.The future role of the tropical rain forests in the world forest economy [M]. , 1986. [本文引用: 1]
[Ge DZ, Long HL, YangR.The pattern and mechanism of farmland transition in China from the perspective of per capita farmland area [J]. , 2018, 40(2): 273-283.] [本文引用: 1]
[Qu SJ, Hu SG, Tong LY, et al. Spatiotemporal patterns of urban land use transition in the middle Yangtze River Economic Belt [J]. , 2017, 39(2): 240-251.] [本文引用: 1]
[Liu YQ, Long HL.Study on the spatio-temporal patterns of land use transition and its impact on ecological service function of the Middle of Yangtze River Economic Belt [J]. , 2017, 37(11): 161-170.] [本文引用: 1]
[Li QF, Hu SG, Qu SJ.Spatiotemporal characteristics of cultivated land use transition in the Middle Yangtze River from 1990 to 2015 [J]. , 2017, 36(8): 1489-1502.] [本文引用: 1]
[ChengJ, Cheng JM.The spatio-temporal pattern, driving forces and transformation mode of inter-provincial recessive land use morphology in China [J]. , 2017, 31(12): 60-68.] [本文引用: 2]
[Wang FH, Zhao RF, Zhang LH, et al. Process of land use transition and its impact on regional ecological quality in the Middle Reaches of Heihe River, China [J]. , 2017, 28(12): 4057-4066.] [本文引用: 1]
[ZhaoL, Zhang GJ, Zhu YM, et al. Land multi-functional transformation and characteristic analysis based on land use transition: a case study of Tang county, Hebei Province [J]. , 2017, 31(6): 42-50.] [本文引用: 1]
[20]
Ge DZ, Long HL, Zhang YN, et al. Farmland transition and its influences on grain production in China [J]. , 2018, 70: 94-105. [本文引用: 1]
[Xu FJ, LuX, Chen CL.Spatial-temporal pattern of urban-rural construction land transition in Shandong Province [J]. , 2017, 32(9): 1554-1567.] [本文引用: 1]
[Guo CY, Gao JY, Fan PF, et al. Land use transition and hotspots detection in Yongcheng city based on the grid scale [J]. , 2016, 30(4): 43-51.] [本文引用: 1]
[23]
Li TT, Long HL, Liu YQ, et al. Multi-scale analysis of rural housing land transition under China's rapid urbanization: the case of Bohai Rim [J]. , 2015, 48: 227-238. [本文引用: 1]
Liu YQ, Long HL, Li TT, et al. Land use transitions and their effects on water environment in Huang-Huai-Hai Plain, China [J]. , 2015, 47: 293-301. [本文引用: 1]
[26]
Long HL, Liu YQ, Hou XG, et al. Effects of land use transitions due to rapid urbanization on ecosystem services: implications for urban planning in the new developing area of China [J]. , 2014, 44: 536-544. [本文引用: 1]
[27]
Li TT, Long HL, Zhang YN, et al. Analysis of the spatial mismatch of grain production and farmland resources in China based on the potential crop rotation system [J]. , 2017, 60: 26-36. [本文引用: 1]
[Liu YQ, Liao LW, Long HL, et al. Effects of land use transitions on ecosystem services value: a case study of Hunan province [J]. , 2015, 34(4): 691-700.] [本文引用: 1]
[30]
Long HL, Tang GP, Li XB, et al. Socio-economic driving forces of land-use change in Kunshan, the Yangtze River Delta economic area of China [J]. , 2007, 83(3): 351-364. [本文引用: 1]
[ChenL, Zhou SL, Zhou BB, et al. Characteristics and driving forces of regional land use transition based on the leading function classification: a case study of Jiangsu Province [J]. , 2015, 35(2): 155-162.]
[33]
Long HL, QuY.Land use transitions and land management: a mutual feedback perspective [J]. , 2018, 74: 111-120. [本文引用: 1]
[Li ZJ, Ma XD, Sun SS.Coupling analysis of rural transformation and land use change in Northern Jiangsu: a case study of Peixian Country [J]. , 2015, 33(1): 36-39.] [本文引用: 1]
[Meng JJ, ZhouP, Amrulla, et al. A study on major function-oriented zoning and sustainable land use patterns of Ordos [J]. , 2011, 33(9): 1674-1683.] [本文引用: 1]
[FanJ, Wang YF, ChenD, et al. Analysis on the spatial development structure of the Yangtze River Economic Belt [J]. , 2015, 34(11): 1336-1344.] [本文引用: 1]
[Ministry of Environmental Protection of the People's Republic of China. National Ecological Function Division [EB/OL]. (2008-08-02) [2018-01-25]. .]URL [本文引用: 1]
[Zhang HQ, Xu EQ, Zhu HY.An ecological-living-industrial land classification system and its spatial distribution in China [J] , 2015, 37(7): 1332-1338.] [本文引用: 1]