本文是一篇资源环境与城乡规划管理论文,本文分析了黄河流域甘肃段县域土地利用功能的状态,以 GIS 制图表现了不同功能水平的空间分异特征,以核密度曲线图刻画了全域和局域尺度下土地利用功能动态演进特征,并借助地理探测器揭示了土地利用功能空间分异的驱动因素。
第一章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.1.1 研究背景
(1)黄河流域生态保护与高质量发展成为重大国家战略
“黄河宁、天下平”,黄河流域作为我国重要的生态屏障和经济发展地带,也是打赢脱贫攻坚战的重点区域,黄河流域治理和保护关乎中华民族伟大复兴和永续发展[1]。2019 年 8 月,习近平总书记在甘肃视察,明确要求甘肃省做好黄河上游生态修复、水土保持和污染防治工作。9 月,在郑州召开的黄河流域生态保护和高质量发展座谈会上,总书记明确表示黄河流域生态保护和高质量发展将上升为重大国家战略,提出要共同抓好大保护,协同推进大治理,推动黄河流域高质量发展[2]。2020 年 9 月,党中央、国务院印发《黄河流域生态保护和高质量发展规划纲要》,为黄河流域生态保护和高质量国家战略的实施提供了基本遵循,同年 12月甘肃省政府印发实施《甘肃省黄河流域生态保护和高质量发展规划》,标志着黄河流域甘肃段生态保护和高质量发展进入新阶段。黄河流域土地资源相对丰富,但受流域自然生态本底脆弱、水资源匮乏等自然因素的硬约束,土地开发利用受到较大制约[3]。伴随长时间开发建设等人类活动,对整个流域生态环境产生了严重影响,同时制约着黄河流域向高质量发展的转型。如何在当前背景下协调土地资源-生态环境-经济社会之间的关系,寻找兼顾经济社会发展、资源高效利用、生态环境保护协调的发展方案[4],成为学者们亟需研究的问题。
(2)“十四五”下创建区域协同发展新格局的现实要求
区域协调发展和区域高质量发展是区域发展过程中面临的两个核心问题。区域高质量发展是未来区域发展的重要方向,而区域协调发展是高质量发展的重要途径[5],二者紧密联系。随着我国迈入“十四五”发展时期,高质量发展成为我国经济社会发展的必然要求,十四五规划纲要从国土空间全局角度,要求对城市化地区、农产品主产区、生态功能区等功能区实施差异化定位和分工。国土空间规划作为可持续发展的空间蓝图,应以高质量发展为主题,统筹生产、生活和生态空间,优化国土空间功能和格局,支撑社会经济生态的协调发展[6]。
1.2 研究进展与评述
1.2.1 土地利用功能概念和内涵
土地利用功能研究起源于早期农业多功能领域,在景观多功能及生态系统服务方面成为热点,随后扩展到土地领域。20 世纪 80 年代末,日本的“稻米文化”中首先出现了“多功能性”概念[15],随着 20 世纪 90 年代末,全球和欧洲农业政策的发生明显变化,“多功能性”开始受到重视[16]。2001 年经合组织首先明确了农业多功能性的概念,即农业除食物生产功能外,还包含环境保护、景观保持、提供乡村就业、保证食物安全等功能[17]。随着研究深入,学者发现除农业外,生态系统服务及景观功能等其他方面也具有多功能性[18],但二者更侧重于可持续发展中的环境维度,因此,涉及经济、社会、环境三个维度的土地利用功能逐渐受到重视。2004 年,欧盟 SENSOR 项目首次提出土地多功能概念[19],即不同土地利用方式为人类提供的私人和公共的产品与服务,主要分为社会、经济、环境三大功能[20],得到国内外学者的广泛认可。
1.2.2 土地利用功能评价
土地利用功能评价研究主要集中在评价过程、评价结果分析与表达等方面。评价过程主要包括:
(1)土地利用功能识别与分类
在 SENSOR 项目的基础上,不同学者对土地利用功能的概念和分类进行了改进,Helming 和 Pérez-Soba(2008)等将土地社会、经济、环境三大功能进行了细分,包含就业、人类健康和娱乐、居住和生产空间等 9 项子功能[21]。当前研究认为,土地功能更强调土地自身具有的功能,主要包括生产、环境、承载、空间等功能,而土地利用功能更侧重于因人类需求而对土地产生的各种利用活动,部分国内学者从土地利用结构与土地利用功能存在映射关系出发,将土地功能分为生产功能、生活功能和生态功能[22,28-29],杨威(2017)基于系统论、马斯洛需求理论等,将土地功能分为生态、生产和社会 3 个一级类,16 个二级类,42 项三级类,82 项四级类,全面完整系统对土地功进行了科学分类[23]。
(2)土地利用功能评价指标、评价方法及研究尺度
构建科学合理的评价指标体系是进行土地利用功能评价的前提和基础,指标的选择对评价结果具有重要影响。已有研究评价指标的选取多根据已有研究成果和专家评判选取[24]。已有研究成果表明,学者大多采用综合指数法[25]、改进 TOPSIS法[26]、改进突变级数法及灰色关联投影法[27]、全排列多边形图示指标法[28]等方法测算土地利用功能性指数,来定量评价土地利用各项功能及综合功能。研究采用的数据多以行政区域为单元的统计数据居多,因此评价尺度多为全国、省、市、县[27,32,34,38]等中宏观尺度,村域[29]尺度研究相对较少,也有学者以格网[30-31]从微观尺度展开评价。
第二章 研究区概况
2.1 地理位置
黄河流域甘肃段地处甘肃省中东部,位于西秦岭以北,乌鞘岭以东。东与陕西省交界,西与青海省接壤,北靠宁夏回族自治区。行政区划上,黄河流域甘肃段跨越9个市州。包括甘南州、临夏州、白银市、兰州市、武威市、定西市、天水市、平凉市、庆阳市。
2.2 自然条件
黄河流域甘肃段地处黄河上游,平均海拔约 2200m 左右,大部分地区处于400mm 等降水量以西。地势西高东低,自西南向东北分别为三大不同地貌单元(甘南高原区、陇中黄土高原丘陵沟壑区、陇东黄土高原区)。甘南高原区是黄河上游最重要的水源补给区,陇中黄土高原丘陵沟壑区、陇东黄土高原区为黄河重要的泥沙来源地。受地形特征影响,黄河流域甘肃段气候区自西向东为甘南高寒湿润区、陇中北部温带半干旱区、陇中南部温带半湿润区。黄河流域甘肃段流域总面积 14.59 万 km2,占甘肃省国土总面积的 34.3%;黄河流域甘肃段干流总长 913km,占整个黄河干流总长度的 16.7%,流域面积约占整个黄河流域面积的 19%。
黄河流域甘肃段整个地区劳动力资源相对丰富,能源资源种类多,工业基础相对较好。其中,兰白地区是全省的经济、文化和科教中心,我国向西开放的战略平台;陇东地区煤炭、石油、天然气等能源资源储量丰富,是我国重要的能源化工基地。2018 年整个区域常住人口 1905.13 万,占甘肃省人口总量的 72.23%;国内生产总值 5609.59 亿元,占甘肃省国内生产总值的 68.63%;粮食总产量 725.80万 t,占甘肃省省粮食总产量的 63.79%。从图 2-2 可知,黄流流域甘肃段人口主要分布在在陇中、陇东地区,甘南黄河上游地区人口相对较少;国内生产总值较高的地区集中在兰州-白银都市圈附近,人均 GDP 也普遍高于周边地区;陇中、陇东南地区粮食产量较高,是整个地区粮食主产区;从城乡收入来看,黄河流域甘肃段城乡收入差距明显,城乡发展不平衡问题突出。
第三章 数据来源与研究方法 ....................... 14
3.1 数据来源 .................................... 14
3.2 研究方法 ................................... 14
第四章 土地利用功能时空演变分析 .............................. 22
4.1 土地利用功能空间分异特征 ................................... 22
4.1.1 生产功能空间分布特征 ............................ 22
4.1.2 生活功能空间分布特征 ..................................... 26
第五章 土地利用功能权衡与协同时空变化分析 ................... 41
5.1 土地利用功能权衡与协同时间变化分析 ............................... 41
5.1.1 生产、生活、生态功能权衡与协同关系 ........................ 41
5.1.2 不同二级功能之间的权衡与协同关系 ............................ 42
第六章 土地利用功能演变的影响因素分析及对策
6.1 土地利用功能演变的影响因素分析
6.1.1 土地利用功能影响因子探测
基于前文结果,从社会经济因素角度,借助地理探测器中的“因子探测器”探究生产、生活、生态功能各自的影响因素,进一步利用“交互探测器”探究生产、生活、生态功能两两之间交互作用的强弱,并计算影响因素的动态变化度,分析 2009、2018 年黄河流域甘肃段土地利用功能变化的的影响因素。q 值越大,表明不同影响因子对土地利用功能的影响程度越强,探测结果见表 6-1、6-2 所示:
(1)生产功能变化的影响因子
由探究结果可知,交通运输用地占比、地均固定资产投资、经济密度、二三产业比重、人均 GDP 对黄河流域甘肃段县域单元生产功能空间分异影响显著。2009年影响生态功能强弱的因