研究综述

城镇化背景下土地利用转型的环境与经济效应耦合研究框架构建

  • 曲艺 , 1 ,
  • 龙花楼 , 2, 3, * ,
  • 曹林森 1
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  • 1.江苏师范大学地理测绘与城乡规划学院,江苏 徐州221116
  • 2.广西大学公共管理学院,南宁530004
  • 3.中国科学院地理科学与资源研究所,北京 100101
*龙花楼(1971— ),男,湖南醴陵人,博士,教授,博士生导师,主要研究方向为城乡发展与土地利用转型、“三农”问题与乡村振兴。E-mail:

曲艺(1986— ),女,山东青岛人,博士,讲师,主要研究方向为城乡发展与土地利用转型。E-mail:

收稿日期: 2023-09-08

  修回日期: 2023-11-19

  网络出版日期: 2024-04-25

基金资助

国家自然科学基金项目(42001191)

国家自然科学基金项目(41731286)

江苏省自然科学基金项目(BK20191004)

Construction of a research framework for coupling environmental and economic effects of land use transition under urbanization

  • QU Yi , 1 ,
  • LONG Hualou , 2, 3, * ,
  • CAO Linsen 1
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  • 1. School of Geography, Geomatics and Planning, Jiangsu Normal University, Xuzhou 221116, Jiangsu, China
  • 2. School of Public Administration, Guangxi University, Nanning 530004, China
  • 3. Institute of Geographic Sciences and Natural Resources Research, CAS, Beijing 100101, China

Received date: 2023-09-08

  Revised date: 2023-11-19

  Online published: 2024-04-25

Supported by

National Natural Science Foundation of China(42001191)

National Natural Science Foundation of China(41731286)

Natural Science Foundation of Jiangsu Province(BK20191004)

摘要

城镇化是经济社会发展过程的必经阶段,当前快速的城镇化进程推进了土地利用转型,也由此引发了多种正面抑或负面的环境与经济效应。开展城镇化背景下土地利用转型的环境与经济效应耦合研究,旨在基于土地利用转型这一独特视角,分析土地利用转型与环境代价和经济产出间的交互作用规律,以探索通过管控土地利用转型实现区域环境保护与经济发展的可能途径。论文梳理了现有研究在土地利用转型及其环境效应、经济效应方面的重要进展,探索了多维空间中土地利用转型的概念,提出了转型效应耦合研究中“耦合”的含义及测度途径。从学科前沿看,土地利用转型环境与经济效应耦合研究,其本质是人文与自然过程的耦合研究,如何借助土地利用转型调控好这一过程,是新时期人地关系研究的重要内容,也是推进新型城镇化的重大战略研究主题。

本文引用格式

曲艺 , 龙花楼 , 曹林森 . 城镇化背景下土地利用转型的环境与经济效应耦合研究框架构建[J]. 地理科学进展, 2024 , 43(4) : 799 -809 . DOI: 10.18306/dlkxjz.2024.04.013

Abstract

Urbanization is a necessary stage in the process of economic and social development. The current rapid urbanization has promoted the process of land use transitions, which has further triggered various environmental and economic effects. Conducting the coupling study here is to analyze the interactions between land use, its environmental cost, and its economic output based on the unique perspective of land use transition, as well as to further explore possible ways to achieve both environmental protection and economic development through regulations on land use transition. This article reviewed the important progress of research on land use transition and its environmental and economic effects, explored the concept of land use transition in a multidimensional space, and identified the implications and measurements of coupling. From the frontier of disciplines, the coupling of environmental and economic effects of land use transition is essentially a coupling of human activities and natural processes. How to regulate these relationships through land use transitions is an important content of human-environment research in the new era, as well as a major strategic topic for promoting the new urbanization.

城镇化过程主要表现为农业人口转化为非农业人口、农业地域转化为非农业地域和农业活动转化为非农业活动。快速城镇化带来城乡间要素的迅速流动,也激发出一系列发展问题[1]。土地作为重要的生产要素和经济活动承载体,在城镇化的推动下,不断产生形态上的变化,引发土地利用转型。这一转型不仅包括城镇化过程中土地利用由农村土地利用类型向城镇土地利用类型的转换,还包括城镇化过程引致的城市土地利用效率变化和农村土地利用方式变化等等。学者将现有土地利用转型划分为土地利用显性转型和隐性转型两种类型[2]
土地利用被证明对土壤环境、水环境、生态系统服务等环境因素存在重要影响。其中,快速城镇化过程发生的土地利用形态变化,被证明是当前资源短缺、环境污染、生态恶化等诸多环境问题的重要原因之一[3]。一方面,工业用地上不合理的生产行为驱使工业三废污染日益严重,农业生产过程中化肥、农药的过度使用导致了严重的农业面源污染。据2020年中国环境状况公报,全国338个地级以上城市的环境空气质量超标比重仍占43.3%,1937个地表水监测的水质断面(点位)中水质优良级的监测点仅占7.3%。另一方面,虽然土地利用转型过程中农地的非农化在很大程度上满足了经济发展对建设用地的需求,土地利用由经济效益相对较低的农业生产转变为相对较高的工业生产,大大提高了区域整体的土地利用经济效益。但当前中国建设用地利用效益仍待提升,部分地区还存在大量的闲置和低效利用土地,未能充分发挥稀缺土地资源的经济产出潜力[4]。在农村,耕地的粗放经营和规模经营并存。受非农就业机会成本的影响,耕地粗放经营现象较为普遍,土地利用经济效益低。同时,农地适度规模经营虽在能否提升粮食生产效率上存在争议,但其在提升劳动力生产效率和农民收入增长方面的作用,已得到普遍认可[5]。总体而言,借助土地利用转型,提升土地利用经济效益仍然存在较大空间。
因此,当前中国的快速城镇化过程推进了土地利用转型,也由此引发了多种正面抑或负面的环境与经济效应。过往长期的经济效益导向及偏颇的政绩考核机制,致使各地在土地利用转型过程中更注重土地利用显性形态的转变,忽视了土地利用质量和效率的提升,也忽略了伴随土地利用经济产出而引发的环境代价的计算。一系列备受公众关注的污染事件反映出以牺牲环境为代价换取经济增长的发展方式所带来的严重后果。因此,面对当前环境保护和经济发展的双重压力,亟需将环境代价纳入经济产出评估体系[6],借助土地利用转型调控,探寻协调区域环境保护与经济发展的有效模式。这需要从地理学角度开展综合环境、经济与土地管理的多学科交叉研究,分析区域环境代价、经济产出伴随区域土地利用转型的耦合演变规律,探索耦合环境与经济关系的土地利用转型最佳调控位点。

1 相关研究进展

1.1 土地利用转型研究

土地利用转型是土地利用/覆被变化综合研究的新途径[7]。相对土地覆被,土地利用转型更突出综合性视角,即结合自然与人文要素综合考察区域土地利用形态伴随社会经济发展阶段而演变的过程机制。土地利用转型最初由英国学者在其研究以林业为主国家的土地利用时提出[8]。随后的国外研究持续偏重林地转型这一主题[9],但在分析视角[10]和研究内容[11]上有所扩展,在分析手段上具有定量化趋势[12]。在国内,龙花楼[7]首次引入土地利用转型概念,并将其作为一种土地利用/覆被变化的综合研究途径进行了长达20年的深化和拓展。土地利用转型指在经济社会变化和革新的驱动下,一段时期内与经济和社会发展阶段转型相对应的区域土地利用由一种形态(含显性形态和隐性形态)转变为另一种形态的过程[13]。其中,土地利用显性形态以数量和空间结构属性为表征,土地利用隐性形态以经营方式、投入产出、土地功能等属性为表征。相对国外,中国的土地利用转型在研究主题上更为丰富[14],包括耕地[15]、宅基地[16]、居民点用地[17]、城乡建设用地[18]等。
近年来,土地利用转型研究涉及的议题不断拓展:从侧重土地利用显性转型的格局和机制研究[19],到土地功能[20-22]、土地利用方式[23]等隐性形态转型空间格局、驱动机制和分析方法[24]的探讨;从侧重土地利用转型研究本身,到土地利用转型生态效应[25]、环境效应[26]、经济效应[27]的探讨;从土地利用转型与管理的交互作用机制[28],到借助土地利用转型协调区域可持续发展的途径探讨[29]。从综合的视角、耦合经济与环境[30-31],开展定量化的土地利用转型效应研究[32],将是未来研究的重要方向之一[33]

1.2 土地利用转型的环境效应研究

从生态环境角度,土地承载着人类改造自然的活动,是人类活动与自然环境交互作用的媒介[34],不合理的土地利用转型往往导致负面的环境效应。自然科学领域研究一般采用实验分析手段,直接测度具体土地利用类型或利用方式对大气、土壤或水体的污染情况,从过程和机理层面探索土地利用转型的环境效应机制[35]。人文社会科学领域多采用生态环境指数[36]、借助统计计量模型,分析土地利用转型与各类环境污染指标间的关联关系。例如,在土地利用显性转型方面,有学者借助生态环境指数分析区域土地利用转型导致的生态环境恶化程度[37-38];借助生态系统服务功能指数分析土地利用结构演变导致的区域生态系统服务功能变化[39];也有学者采用替代成本法和防治成本法测算河流、公园等用地的正价值,以及住宅、工业、交通等用地的负价值,进而探索城镇土地利用的生态环境效应及其过度性损失[40]
由于生态环境效应问题源于不同人类活动的复杂作用,传统分析方法较难获取准确研究结论。因此,学者常借助定量分析模型,测度土地利用转型对自然环境的影响程度。例如,借助空间计量模型分析土地利用转型与水环境污染指标间的统计关系[41];借助迪式指数分解模型开展土地生态环境效应的因素分解分析[40];借助混合方向性距离函数模型,从投入产出角度,分析土地利用转型的生态效率[42]等。从研究尺度看,国内学者多从宏观尺度分析区域土地利用显性转型的环境效应[25],国外学者多从中微观尺度分析小区域或具体地块在不同土地利用方式下的环境效应[26,43]。相对于土地利用显性转型研究而言,国内土地利用隐性转型的环境效应研究尚不多见[44]。未来借助定量分析手段探索土地利用转型环境效应的产生机理与调控位点,将是重要的研究方向[45]

1.3 土地利用转型的经济效应研究

从经济学角度看,土地同劳动、资本一样,是生产活动的重要投入要素。因此,不同的土地利用形态对应不同的经济效应。例如,建设用地是二、三产业的重要投入要素,与区域经济总量和经济发展水平紧密相关。在经济学发展早期,学者便从理论层面分析了建设用地投入对经济增长的重要贡献[46]。随后有学者借助索罗模型[47]、空间计量模型[48]等定量分析方法,以中国为案例对这一结论进行了定量的论证。在验证建设用地扩张对中国经济增长存在重要贡献的同时,学者发现这一贡献作用存在时空差异[49]。进一步的研究发现,建设用地在工业化中期之前对经济发展的贡献较大,但进入后工业化阶段之后,其贡献作用将远低于劳动力和资本[50]。同时,有学者借助生产函数模型对建设用地的经济贡献进行了分区域的实证检验,尽管这些研究对不同区域贡献率的排序不同,但均表明这一贡献存在空间分异[51]。另一方面,土地与劳动力和资本要素不同,土地具有资源和资产双重属性,且政策干预性较强。因此,有研究从土地供给约束与土地属性角度开展了补充研究,其结论证明了建设用地经济效应的存在性和差异性[52]。除以上建设用地显性转型研究外,也有学者从土地集约利用角度开展了建设用地隐性转型的经济效应研究[53]
耕地是第一产业的重要投入要素,耕地利用方式、经营规模等不同直接影响农业经济产出。国际上,发展中国家对农业生产较为依赖,因此更为关注耕地利用与农业产出、经济效率间的关系研究。例如,来自墨西哥[54]、卢旺达[55]、印度等国家[56]的实证研究表明,耕地经营规模与农业生产效率间存在反向关系。有学者将这一现象解释为较大的耕地经营规模较难解决对雇佣劳动的监督问题,导致了较低的生产效率;也有学者认为劳动力市场不完善导致小农户没有更多的就业选择,因此对耕地管理更为细致,地均产出较高[57]。在国内,耕地利用隐性形态受当前适度规模经营发展政策的推动,在利用方式、经营规模和经营主体方面产生着持续性的转型。关于耕地利用转型经济效应的探讨多集中于借助计量分析模型定量测度不同农地经营规模、不同新型农业经营主体对粮食单产、生产成本等的影响[58]。在此基础上,有研究从生产效率角度,进一步考察了耕地经营的适度规模问题[59-60]。尽管现有研究在具体的适度规模上并未获得一致结论[5],但可为耕地利用转型经济效应规律的定量测度提供方法参考。

1.4 土地利用转型的环境与经济效应耦合研究

耦合一词源于物理学中对多个系统或运动形式通过各种相互作用而彼此影响的现象刻画。基于前述总结,土地利用转型既存在环境效应,又存在经济效应。开展土地利用转型的环境与经济效应耦合研究,是指将土地利用转型作为桥梁,分析伴随土地利用形态演化,区域生态环境和经济效应呈现的演变规律,分析不同土地利用形态下二者的耦合状态,探讨借助土地利用转型优化环境与经济效应的管控方向。
在耦合状态研究方面,有学者通过构建耦合演化方程对土地经济效益和生态环境效益间的耦合状态演变过程进行分析[61];或借助耦合协调度模型对区域经济增长与环境功能的协调度进行评价[62]。也有学者参考环境库兹涅茨曲线,对土地经济密度与碳排放密度在不同阶段的耦合关系进行拟合和分析[63];或借助平滑系数面板模型,探讨土地城镇化进程中,环境质量在不同经济发展阶段的演变规律[64]
在耦合优化研究方面,土地利用显性转型与隐性转型的分析方法不同。在显性转型方面,学者多借助数学优化思想,将区域生态环境功能作为约束条件,将区域经济产值作为目标函数,探讨借助土地利用数量结构配置实现经济发展目标的最优方案[65]。在此基础上,后续研究发展了多目标优化分析方法,引入生态系统服务功能概念,探讨基于国内生产总值、生态系统服务价值双重目标的土地利用优化配置方案[66-67]。在隐性转型方面,有研究在区域耕地质量分析基础上,探讨了借助耕地和生态用地空间布局优化,提高耕地生产效率、稳定粮食产量、保护区域环境的有效途径[68]。也有学者认为此消彼长的关系不仅存在于经济产出与环境保护目标之间,也存在于不同环境指标之间,并进一步探讨了借助农牧业轮作等耕地利用方式优化,协调不同环境指标并保证生产利润的优化方案[69]。此外,从理论机制层面,有学者分析了土地利用转型与生态系统、经济系统间的交互作用关系[11],并尝试探索了土地利用转型管控手段在不同社会经济发展阶段的效果[29]

1.5 已有研究评述

现有研究为耦合研究的开展提供了重要参考。如土地利用转型概念的提出和发展为环境与经济效应研究提供了新的多学科综合分析视角;环境效应、经济效应、耦合状态评价方面的已有分析,为从土地利用转型角度开展环境与经济效应耦合定量分析提供了多学科的分析方法;已有研究在土地资源优化配置与农地适度规模经营方面的进展,为探索借助土地利用显性和隐性转型实现区域环境经济协调发展提供了重要参考。已有研究在土地利用显性形态变化及土地利用显性转型的环境与经济效应研究相对丰富,土地利用隐性转型及其效应研究尚显不足;土地利用转型带来一系列的环境与经济效应,但将土地作为桥梁,探索借助土地利用转型协调环境保护与经济发展的研究尚不多见;当前环境与经济效应的耦合状态研究多为系统论角度的评价分析,环境与经济效应的耦合优化研究多为静态视角下的数学优化分析,而将土地利用转型作为标尺,动态考察环境与经济效应伴随土地利用形态演化而变化的过程研究尚不多见,同时定量分析较为丰富,机制研究仍需加强。
经济发展与环境保护的权衡是当前很多发展中国家必须面对的难题[70]。一系列环境污染事件表明忽略环境规律的经济增长方式不具有可持续性,经济目标的制定需建立在环境效应的“约束函数”之下。同时,经济发展水平和阶段性发展特点限定了区域应对环境治理的能力和处理“经济—环境”优先次序的选择,抛开经济发展阶段的环境治理目标缺乏可操作性。因此,以上难题的解决需立足于地理学的综合视角,并结合经济学、管理学、环境科学等开展多学科交叉的综合研究。土地作为社会的一面镜子,反映了社会经济发展过程中的多种问题。将土地作为环境与经济的桥梁,是开展这一多学科交叉研究的重要抓手。通过定量探测土地利用转型环境与经济效应的演变规律,分析环境与经济效应的作用机理及其耦合优化调控位点,探索对应的土地利用转型管控方向与调控方式,是协调区域环境保护与经济发展的重要途径[33]。从学科前沿来看,土地利用转型的环境与经济效应耦合研究,其本质是人文与自然过程的耦合研究,如何借助土地利用转型调控好这一过程,是新时期人地关系研究的核心内容,也是推进新型城镇化的重大战略研究主题[71-72]

2 研究框架

2.1 多维空间中的土地利用转型

根据土地利用形态的概念,其具有数量、空间结构、质量、经营方式、投入、产出等多重属性。每一重属性对应一个维度,多重属性构成多维信息空间。对既定区域、既定时点土地利用形态的刻画,相当于在多维信息空间中定位一个点。当既定区域、不同时点或阶段的土地利用形态被逐一定位出来之后,用一条平滑的曲线依次串联这些点,曲线的走动过程即区域土地利用形态的演变过程。曲线上的任意转折,明显的抑或细微的,均可借助“拐点”“弹性”等数学手段加以探测和表征,其表征结果所对应的现实含义即为土地利用转型。按照上述过程理解多维空间中的土地利用转型,是从综合视角定量分析土地利用转型的重要途径。
图1是多维空间中土地利用转型的简化示意图,简化表现在两方面:一是降低信息维度,二是降低时间尺度。示意图只保留了土地利用形态在XYZ三个维度的属性,如耕地的数量、布局和单产,当研究所关注的属性超过三个时,土地利用形态的考察维度随之上升,只是四维及以上空间中的土地利用转型较难以平面图进行展示。另一方面,土地利用转型是一种伴随时间产生的演化过程,时间可以是千年、百年、十年、年等不同尺度。示意图只保留了带有一个转折的时间尺度,如耕地产权制度改革后30年的单产变化,当研究所考察的时间向前后延长时,土地利用转型可能呈现更多趋势信息,未来可能趋于平缓,也可能伴随技术进步趋向新一轮的波动上升。
图1 多维空间中土地利用转型示意图

Fig.1 Land use transition in multidimensional space

图1中的曲线lxyz是包含三重属性信息的土地利用转型曲线,其依次串联了5个时点的土地利用形态。假使减少X维信息,只关注Y维和Z维属性,三维空间中的曲线lxyz便成为一条投影至二维平面YOZ的曲线lyz。同理,分别减少Y维和Z维信息可形成平面曲线lxzlxy。不同平面内的曲线形状不尽相同,如lyz是相对标准的“S”型、lxz是首尾稍带弧度的“S”型、lxy可能是前后严格对称的“S”型,这种区别源于不同维度信息两两组合时呈现出的规律不同。这一特点也适用于四维及以上空间。虽然伴随维度的降低,土地利用形态信息会有损失,但土地利用转型研究并不是维度越多越好,因不同维度信息的影响可能相互抵消而遮盖重要的转型规律。因此,土地利用转型研究应根据实际问题构建分析维度。
耦合研究的分析背景是复杂的巨系统[73],同一环境或经济效应可能对应土地利用形态不同维度的属性演化,单独考察一两个维度的土地利用形态信息,可能获得片面的分析结论。因此,理解多维空间中的土地利用转型,有助于从综合视角开展进一步的环境与经济效应耦合研究。

2.2 耦合的含义

城镇化背景下,城乡间要素迅速流动。其中,土地要素的非农化引发建设用地持续扩张,表现为建设用地显性形态转型(如数量增加、空间扩张);劳动力要素的非农转移引发耕地利用方式持续演变,表现为耕地利用隐性形态转型(如机械化、规模经营)(图2)。土地是重要的生产要素,土地资源的持续投入带来经济产出的不断增长;同时,土地又是人类活动与自然系统交互作用的重要媒介,不合理的土地利用行为导致生态破坏、环境污染。因此,土地利用是连接经济产出和环境代价的桥梁。对土地利用转型的干预和调控可成为协调区域可持续发展的重要手段。
图2 耦合的含义

Fig.2 Implications of coupling

基于土地利用转型这一独特视角,开展城镇化背景下土地利用转型的环境与经济效应耦合研究,需解决的关键问题包括“耦合状态”的定量刻画和“耦合优化”调控位点的定性或定量表达。具体如下:
(1) 耦合状态。对于土地利用显性形态转型,若以建设用地扩张为例,可刻画伴随建设用地持续投入,经济产出和环境代价的演变趋势。对于土地利用隐性形态转型,若以耕地利用方式演变为例,可刻画伴随经营方式(如机械化水平、经营规模)演变,农业收入和农业污染排放的演变趋势。
(2) 耦合优化。对前例中的建设用地,可按行业结构细化建设用地分类,借助投入产出分析,定量获取既定经济产出下、环境代价最小的行业结构及其对应的建设用地供应结构,以此作为建设用地显性形态转型的调控位点。对于前例中的耕地,其经济产出与环境代价演变趋势可能存在相切、相交和平行等多种情况。若是前两种情况,可以切点或交点作为定量调控位点,若是平行的情况可探索定性调控手段。
基于以上阐述可知,耦合状态和耦合优化的分析过程涉及包括经济产出、环境代价和土地利用在内的多种因素,具有综合性;同时,耦合优化目标的实现是包括地理学、管理学和经济学在内的多学科研究的共性问题,具有交叉性。

2.3 耦合优化的测度

从定量角度看,耦合状态分析是指将土地利用转型作为一个标尺,分别分析伴随土地利用形态的演变,环境产生的演变过程、经济产生的演变过程。在此基础上寻找耦合环境与经济的最优点,即经济产出相对较高、环境代价相对较低的土地利用转型位点。而寻找这一点的过程,以及通过土地利用管控手段达到这一点的过程,称之为耦合优化。根据环境经济理论,若将土地利用过程产生的环境代价(大气污染、水体污染等)看作生产成本,将土地利用的经济产出(行业产值、居民收入等)看作经济效益,通过边际分析和均衡分析可找到环境效应与经济效应的最佳耦合点。即“生产成本”既定时经济效益最大的“点”或“区间”,抑或经济效益既定时“生产成本”最小的“点”或“区间”。在此基础上探索借助对土地利用转型达到该区间的管控方法。
理论上,等环境代价曲线有无数条,同一条曲线上的点所代表的环境代价相同,离原点越远的曲线代表的环境代价越大;等经济效益曲线有无数条,同一条曲线上的点所代表的经济效益相同,离原点越远的曲线代表的经济效益越大。但实际中环境代价和经济产出的演化曲线可能存在不同情况,其耦合调控位点需根据实际情况而定。如图3,在理论均衡模型中,最优点出现在经济产出曲线和环境代价曲线相切处,此处的经济产出最大而环境代价最小。若脱离此点,伴随土地利用转型向左或向右移动,经济产出可能保持不变或略有增加,但环境代价会有较大增长,且增长幅度超出经济产出的增长幅度。因此,土地利用转型的耦合优化调控位点在切点附近。在实际中,经济产出曲线可能不是严格拟凸的,环境代价曲线也不是严格拟凹的,二者存在切点或交点,也可能不存在。若存在切点或交点,仍可按经济产出大且环境代价小的原则寻找耦合优化调控位点。若不存在切点或交点,需依据经济社会发展情况进行定性判断。此时调控土地利用形态使其达到的最优区间,可能在满足经济社会发展战略的经济产出点附近,也可能在自然环境能承受的环境代价点附近。
图3 不同情况下的耦合调控位点

Fig.3 Regulatory points of coupling under different conditions

3 结论与讨论

本文梳理了现有研究在土地利用转型及其环境、经济效应方面的重要进展,探索了多维空间中土地利用转型的内涵,提出了土地利用转型环境与经济效应耦合研究中耦合的含义和测度途径。在以上研究过程中,需注意的问题有:
(1) 多维空间中土地利用转型内涵的探索,可为从还原论角度反映土地利用功能、揭示土地利用转型机制提供基础。还原论的分析思路是将复杂现象简约成基本因素,追求错综复杂的表象背后被简化了的本质因果关系[74]。既定的土地利用系统具备特定的功能,这一功能内部对应着固有的结构,这一结构体现为不同维度土地利用形态信息在固定时段的组合。从多维空间视角解析不同时点的土地利用形态,测度其对应的土地利用结构并反映其功能特征,刻画不同土地利用形态间的转变规律并揭示其转型机制,正是还原论思维的应用。
(2) 转型效应耦合研究中的“耦合”是一种研究思路,但这一思路的实现需耦合的研究方法支持。土地作为投入要素,其利用产生经济产出,土地作为与环境的交互媒介,其利用导致环境破坏。耦合作为一种研究思路[75],是指将土地利用视作连接经济产出和环境代价的桥梁,将对土地利用转型的调控视作协调经济发展与环境保护的手段。但土地利用转型效应耦合研究涉及经济、环境、土地利用等多种因素,不同因素的测度、不同效应的刻画涉及不同的学科方法。因此,以上耦合研究思路需在多学科综合研究框架指导下,通过不同学科研究方法的耦合来实现[76]
(3) 耦合优化调控位点的测度不只是寻找具体的点,测度结果可能是定量的点或区间,也可能是定性的方案或调控方向。例如,测度耕地利用转型效应耦合优化调控位点时,其结果可能是匹配当前社会经济阶段的一个适度规模经营区间;测度非农产业用地转型效应耦合优化调控位点时,其结果可能是一个不同产业用地结构的供应方案。但不论是何种结果,其产生均建立在耦合优化测度结果之上,建立在定性定量相结合的分析之上。
(4) 在特定环境区域开展上述研究时,需注重“条件规律”思维的应用。“条件规律”即寻求一定类型条件下适用的规律,与普适性的“一般规律”对应[74]。土地利用转型规律、环境效应规律、经济效应规律、环境与经济效应耦合状态规律等的刻画均需注重“条件规律”的思维。因为自然背景和社会人文背景不同会构成不同的环境条件,这些环境条件酝酿了以上规律,虽不是规律形成的决定性因素,但确是规律形成发展的前提,具有重要影响。在具有独特环境条件的区域,重视“条件规律”的研究,是形成中国特色土地利用转型相关理论的重要途径。
[1]
Liu Y S, Li Y H. Revitalize the world's countryside[J]. Nature, 2017, 548: 275-277.

DOI

[2]
Long H L, Qu Y, Tu S S, et al. Development of land use transitions research in China[J]. Journal of Geographical Sciences, 2020, 30(7): 1195-1214.

DOI

[3]
Borrelli P, Robinson D A, Fleischer L R, et al. An assessment of the global impact of 21st century land use change on soil erosion[J]. Nature Communications, 2017, 8(1): 2013. doi: 10.1038/s41467-017-02142-7.

[4]
瞿忠琼, 王晨哲, 高路. 基于节地原则的城镇低效工业用地宗地评价: 以江苏省泰州市海陵区为例[J]. 中国土地科学, 2018, 32(11): 50-56.

[Qu Zhongqiong, Wang Chenzhe, Gao Lu. The urban inefficient industrial land evaluation based on the principle of land-saving: Taking Hailing District of Taizhou, Jiangsu Province as an example. China Land Science, 2018, 32(11): 50-56.]

[5]
倪国华, 蔡昉. 农户究竟需要多大的农地经营规模? 农地经营规模决策图谱研究[J]. 经济研究, 2015(3): 159-171.

[Ni Guohua, Cai Fang. What is the proper land management scale really needed by farmers? Economic Research Journal, 2015(3): 159-171.]

[6]
Pearce D W, Whittington D, Georgiou S. Project and policy appraisal: Integrating economics and environment[M]. Paris, France: OECD, 1994.

[7]
龙花楼. 土地利用转型: 土地利用/覆被变化综合研究的新途径[J]. 地理与地理信息科学, 2003, 19(1): 87-90.

[Long Hualou. Land use transition: A new integrated approach of land use/cover change study. Geography and Geo-Information Science, 2003, 19(1): 87-90.]

[8]
Grainger A. National land use morphology: Patterns and possibilities[J]. Geography, 1995, 80(3): 235-245.

[9]
Mather A S, Needle C L. The forest transition: A theoretical basis[J]. Area, 1998, 30(2): 117-124.

DOI

[10]
Barbier E B, Burgess J C, Grainger A. The forest transition: Towards a more comprehensive theoretical framework[J]. Land Use Policy, 2010, 27(2): 98-107.

DOI

[11]
Lambin E F, Meyfroidt P. Land use transitions: Socio-ecological feedback versus socio-economic change[J]. Land Use Policy, 2010, 27(2): 108-118.

DOI

[12]
Wolfersberger J, Delacote P, Garcia S. An empirical analysis of forest transition and land-use change in developing countries[J]. Ecological Economics, 2015, 119: 241-251.

DOI

[13]
龙花楼. 论土地利用转型与土地资源管理[J]. 地理研究, 2015, 34(9): 1607-1618.

DOI

[Long Hualou. Land use transition and land management. Geographical Research, 2015, 34(9): 1607-1618.]

DOI

[14]
Long H L. Theorizing land use transitions: A human geography perspective[J]. Habitat International, 2022, 128: 102669. doi: 10.1016/j.habitatint.2022.102669.

[15]
张佰林, 高江波, 高阳, 等. 中国山区农村土地利用转型解析[J]. 地理学报, 2018, 73(3): 503-517.

DOI

[Zhang Bailin, Gao Jiangbo, Gao Yang, et al. Land use transition of mountainous rural areas in China. Acta Geographica Sinica, 2018, 73(3): 503-517.]

DOI

[16]
高金龙, 刘彦随, 陈江龙. 苏南地区农村宅基地转型研究: 基于利用状态的视角[J]. 自然资源学报, 2021, 36(11): 2878-2891.

DOI

[Gao Jinlong, Liu Yansui, Chen Jianglong. Transition of rural housing land in Southern Jiangsu, China: Evidences from the utilization status perspective. Journal of Natural Resources, 2021, 36(11): 2878-2891.]

DOI

[17]
曲衍波, 姜广辉, 张佰林, 等. 山东省农村居民点转型的空间特征及其经济梯度分异[J]. 地理学报, 2017, 72(10): 1845-1858.

DOI

[Qu Yanbo, Jiang Guanghui, Zhang Bailin, et al. Spatial characteristics of rural residential land transition and its economic gradient differentiation. Acta Geographica Sinica, 2017, 72(10): 1845-1858.]

DOI

[18]
Xu M Y, Zhang Z F. Spatial differentiation characteristics and driving mechanism of rural-industrial land transition: A case study of Beijing-Tianjin-Hebei region, China[J]. Land Use Policy, 2021, 102: 105239. doi: 10.1016/j.scitotenv.2020.139932.

[19]
Liu Y Q, Long H L. Land use transitions and their dynamic mechanism: The case of the Huang-Huai-Hai Plain[J]. Journal of Geographical Sciences, 2016, 26(5): 515-530.

DOI

[20]
Song X Q, Huang Y, Wu Z F, et al. Does cultivated land function transition occur in China?[J]. Journal of Geographical Sciences, 2015, 25(7): 817-835.

DOI

[21]
Liang X Y, Jin X B, Ren J, et al. A research framework of land use transition in Suzhou City coupled with land use structure and landscape multifunctionality[J]. Science of the Total Environment, 2020, 737: 139932. doi: 10.1016/j.scitotenv.2020.139932.

[22]
张涵, 李阳兵. 城郊土地利用功能演变: 以贵州省惠水县乡村旅游度假区好花红村为例[J]. 地理科学进展, 2020, 39(12): 1999-2012.

DOI

[Zhang Han, Li Yangbing. Change of land-use functions in suburbs: A case study of Haohuahong Village in a rural tourist resort of Huishui County, Guizhou Province. Progress in Geography, 2020, 39(12): 1999-2012.]

DOI

[23]
曲艺, 龙花楼. 城市土地利用隐性形态空间分异及其影响因素: 以中国289个地级以上城市为例[J]. 经济地理, 2016, 36(10): 1-8.

[Qu Yi, Long Hualou. Spatial differentiation of the recessive morphology of urban land use and its influential factors: A case study of 289 prefecture-level cities in China. Economic Geography, 2016, 36(10): 1-8.]

DOI

[24]
宋小青, 李心怡. 区域耕地利用功能转型的理论解释与实证[J]. 地理学报, 2019, 74(5): 992-1010.

DOI

[Song Xiaoqing, Li Xinyi. Theoretical explanation and case study of regional cultivated land use function transition. Acta Geographica Sinica, 2019, 74(5): 992-1010.]

DOI

[25]
Lu X, Shi Y Y, Chen C L, et al. Monitoring cropland transition and its impact on ecosystem services value in developed regions of China: A case study of Jiangsu Province[J]. Land Use Policy, 2017, 69: 25-40.

DOI

[26]
Nuissl H, Haase D, Lanzendorf M, et al. Environmental impact assessment of urban land use transitions: A context-sensitive approach[J]. Land Use Policy, 2009, 26(2): 414-424.

DOI

[27]
向敬伟, 李江风. 贫困山区耕地利用转型对农业经济增长质量的影响[J]. 中国人口·资源与环境, 2018, 28(1): 71-81.

[Xiang Jingwei, Li Jiangfeng. Influence of cultivated land use transition on quality of agricultural economic growth in poor mountainous areas. China Population, Resources and Environment, 2018, 28(1): 71-81.]

[28]
Swette B, Lambin E F. Institutional changes drive land use transitions on rangelands: The case of grazing on public lands in the American West[J]. Global Environmental Change, 2021, 66: 102220. doi: 10.1016/j.gloenvcha.2020.102220.

[29]
Qu Y, Long H L. The economic and environmental effects of land use transitions under rapid urbanization and the implications for land use management[J]. Habitat International, 2018, 82: 113-121.

DOI

[30]
傅伯杰. 地理学综合研究的途径与方法: 格局与过程耦合[J]. 地理学报, 2014, 69(8): 1052-1059.

DOI

[Fu Bojie. The integrated studies of geography: Coupling of patterns and processes. Acta Geographica Sinica, 2014, 69(8): 1052-1059.]

DOI

[31]
李灿. 区域土地利用转型诊断与调控的分析路径[J]. 地理研究, 2021, 40(5): 1464-1477.

DOI

[Li Can. Analysis path of diagnosis and regulation of regional land use transition. Geographical Research, 2021, 40(5): 1464-1477.]

DOI

[32]
宋小青. 论土地利用转型的研究框架[J]. 地理学报, 2017, 72(3): 471-487.

DOI

[Song Xiaoqing. Discussion on land use transition research framework. Acta Geographica Sinica, 2017, 72(3): 471-487.]

DOI

[33]
Long H L, Qu Y. Land use transitions and land management: A mutual feedback perspective[J]. Land Use Policy, 2018, 74: 111-120.

DOI

[34]
龙花楼. 土地利用转型的解释[J]. 中国土地科学, 2022, 36(4): 1-7.

[Long Hualou. Explanation of land use transitions. China Land Science, 2022, 36(4): 1-7.]

[35]
张润森, 濮励杰, 刘振. 土地利用/覆被变化的大气环境效应研究进展[J]. 地域研究与开发, 2013, 32(4): 123-128.

[Zhang Runsen, Pu Lijie, Liu Zhen. Advances in research on atmospheric environment effects of land use and land cover change. Areal Research and Development, 2013, 32(4): 123-128.]

[36]
杨清可, 段学军, 王磊, 等. 长三角地区城市土地利用与生态环境效应的交互作用机制研究[J]. 地理科学进展, 2021, 40(2): 220-231.

DOI

[Yang Qingke, Duan Xuejun, Wang Lei, et al. Mechanism of interaction between urban land expansion and ecological environment effects in the Yangtze River Delta. Progress in Geography, 2021, 40(2): 220-231.]

DOI

[37]
Xiang J W, Li X M, Xiao R B, et al. Effects of land use transition on ecological vulnerability in poverty-stricken mountainous areas of China: A complex network approach[J]. Journal of Environmental Management, 2021, 297: 113206. doi: 10.1016/j.jenvman.2021.113206.

[38]
陈万旭, 李江风, 曾杰, 等. 中国土地利用变化生态环境效应的空间分异性与形成机理[J]. 地理研究, 2019, 38(9): 2173-2187.

DOI

[Chen Wanxu, Li Jiangfeng, Zeng Jie, et al. Spatial heterogeneity and formation mechanism of eco-environmental effect of land use change in China. Geographical Research, 2019, 38(9): 2173-2187.]

DOI

[39]
Chen W X, Zhao H B, Li J F, et al. Land use transitions and the associated impacts on ecosystem services in the middle reaches of the Yangtze River Economic Belt in China based on the geo-informatic Tupu method[J]. Science of the Total Environment, 2020, 701: 134690. doi: 10.1016/j.scitotenv.2019.134690.

[40]
马贤磊, 唐亮, 孙萌丽. 城镇土地生态环境效应的影响因素研究: 基于LMDI分解模型[J]. 南京农业大学学报(社会科学版), 2018, 18(2): 117-128, 161.

[Ma Xianlei, Tang Liang, Sun Mengli. On determinants of urban land eco-environment effect: Based on LMDI decomposition model. Journal of Nanjing Agricultural University (Social Sciences Edition), 2018, 18(2): 117-128, 161.]

[41]
Liu Y Q, Long H L, Li T T, et al. Land use transitions and their effects on water environment in Huang-Huai-Hai Plain, China[J]. Land Use Policy, 2015, 47: 293-301.

DOI

[42]
杨皓然, 吴群. 碳排放视角下的江苏省土地利用转型生态效率研究: 基于混合方向性距离函数[J]. 自然资源学报, 2017, 32(10): 1718-1730.

DOI

[Yang Haoran, Wu Qun. Study on the eco-efficiency of land use transformation in Jiangsu Province from the perspective of carbon emission: Based on the mixed directional distance function. Journal of Natural Resources, 2017, 32(10): 1718-1730.]

DOI

[43]
Sharma P, Humphreys J, Holden N M. Environmental impacts of alternative agricultural uses of poorly drained farm land in Ireland[J]. Science of the Total Environment, 2018, 637/638: 120-131.

DOI

[44]
刘春芳, 薛淑艳, 乌亚汗. 土地整治的生态环境效应:作用机制及应用路径[J]. 应用生态学报, 2019, 30(2): 685-693.

DOI

[Liu Chunfang, Xue Shuyan, Wu Yahan. Ecological environmental effects of land consolidation: Mechanism of action and application path. Chinese Journal of Applied Ecology, 2019, 30(2): 685-693.]

DOI

[45]
龙花楼, 曲艺, 屠爽爽, 等. 城镇化背景下中国农区土地利用转型及其环境效应研究: 进展与展望[J]. 地球科学进展, 2018, 33(5): 455-463.

DOI

[Long Hualou, Qu Yi, Tu Shuangshuang, et al. Land use transitions under urbanization and their environmental effects in the farming areas of China: Research progress and prospect. Advances in Earth Science, 2018, 33(5): 455-463.]

DOI

[46]
Ara K. Labor, capital and land in economic growth[J]. Hitotsubashi Journal of Economics, 1961, 2(1): 26-41.

[47]
丰雷, 魏丽, 蒋妍. 论土地要素对中国经济增长的贡献[J]. 中国土地科学, 2008, 22(12): 4-10.

[Feng Lei, Wei Li, Jiang Yan. Study on the contribution of land element to economic growth in China. China Land Science, 2008, 22(12): 4-10.]

[48]
谭术魁, 饶映雪, 朱祥波. 土地投入对中国经济增长的影响[J]. 中国人口·资源与环境, 2012, 22(9): 61-67.

[Tan Shukui, Rao Yingxue, Zhu Xiangbo. Study on the influence of land investment on regional economic growth. China Population, Resources and Environment, 2012, 22(9): 61-67.]

[49]
Yang K, Chen B M, Du H L, et al. The contribution of cultivated land occupation by construction to China's economic growth[J]. Journal of Geographical Sciences, 2011, 21(5): 897-908.

DOI

[50]
Jin W F, Zhou C S, Luo L J. Impact of land input on economic growth at different stages of development in Chinese cities and regions[J]. Sustainability, 2018, 10(8): 2847. doi: 10.3390/su10082847.

[51]
Xie H L, Zhu Z H, Wang B H, et al. Does the expansion of urban construction land promote regional economic growth in China? Evidence from 108 cities in the Yangtze River Economic Belt[J]. Sustainability, 2018, 10(11): 4073. doi: 10.3390/su10114073.

[52]
李明月, 张志鸿, 胡竹枝. 土地要素对经济增长的贡献研究: 基于土地资源与土地资产双重属性的视角[J]. 城市发展研究, 2018, 25(7): 61-67.

[Li Mingyue, Zhang Zhihong, Hu Zhuzhi. Research on the contribution of land factors to economic growth: From the perspective of dual attributes of land resources and land assets. Urban Development Studies, 2018, 25(7): 61-67.]

[53]
张红星. 城市土地集约利用与城市经济增长关系研究[J]. 城市问题, 2013(11): 19-25.

[Zhang Hongxing. Relation on urban land intensive use and economic growth. Urban Problems, 2013(11): 19-25.]

[54]
Kagin J, Taylor J E, Yúnez-Naude A. Inverse productivity or inverse efficiency? Evidence from Mexico[J]. The Journal of Development Studies, 2015, 52(3): 396-411.

DOI

[55]
Ali D A, Deininger K. Is there a farm size-productivity relationship in African agriculture? Evidence from Rwanda[J]. Land Economics, 2015, 91(2): 317-343.

DOI

[56]
Larson D F, Otsuka K, Matsumoto T, et al. Should African rural development strategies depend on smallholder farms? An exploration of the inverse-productivity hypothesis[J]. Agricultural Economics, 2014, 45(3): 355-367.

DOI

[57]
Bardhan P K. Size, productivity, and returns to scale: An analysis of farm-level data in Indian agriculture[J]. Journal of Political Economy, 1973, 81(6): 1370-1386.

DOI

[58]
唐轲, 王建英, 陈志钢. 农户耕地经营规模对粮食单产和生产成本的影响: 基于跨时期和地区的实证研究[J]. 管理世界, 2017(5): 79-91.

[Tang Ke, Wang Jianying, Chen Zhigang. Influence of farmland management scale of farmers on grain yield and production cost: An empirical study based on different periods and regions. Journal of Management World, 2017(5): 79-91.]

[59]
范乔希, 邵景安, 应寿英. 山区合适耕地经营规模确定的实证研究: 以重庆市为例[J]. 地理研究, 2018, 37(9): 1724-1735.

DOI

[Fan Qiaoxi, Shao Jing'an, Ying Shouying. The empirical determination on appropriate management scale of cultivated land in mountainous areas: A case study of Chongqing. Geographical Research, 2018, 37(9): 1724-1735.]

DOI

[60]
张红梅, 宋戈, 高佳. 农户耕地适度经营规模: 稳产与增收: 基于黑龙江省农村固定观察点数据[J]. 干旱区资源与环境, 2018, 32(10): 23-29.

[Zhang Hongmei, Song Ge, Gao Jia. Moderate scale of farmers' cultivated land: Stable production and income increase in Heilongjiang Province. Journal of Arid Land Resources and Environment, 2018, 32(10): 23-29.]

[61]
梁红梅, 刘卫东, 刘会平, 等. 土地利用社会经济效益与生态环境效益的耦合关系: 以深圳市和宁波市为例[J]. 中国土地科学, 2008, 22(2): 42-48.

[Liang Hongmei, Liu Weidong, Liu Huiping, et al. Coupling relationship between social economic benefit and ecological benefit of land use: A case study of Shenzhen and Ningbo. China Land Science, 2008, 22(2): 42-48.]

[62]
张小雪, 许月卿, 孙丕苓, 等. 土地利用环境功能与区域经济增长的耦合协调发展研究: 以张家口市为例[J]. 中国农业大学学报, 2018, 23(5): 159-167.

[Zhang Xiaoxue, Xu Yueqing, Sun Piling, et al. Research on the coupling coordination relation between the environmental function of land use and economic development: A case study of Zhangjiakou City. Journal of China Agricultural University, 2018, 23(5): 159-167.]

[63]
郭施宏, 高明. 城市土地经济密度与碳排放的EKC假说与验证: 基于省际静态与动态面板数据的对比分析[J]. 南京农业大学学报(社会科学版), 2017, 17(1): 80-90, 146.

[Guo Shihong, Gao Ming. Hypothesis and validation on the environmental Kuznets Curve relation between urban land economic density and carbon emissions: A comparative analysis of static panel data and dynamic panel data. Journal of Nanjing Agricultural University (Social Sciences Edition), 2017, 17(1): 80-90, 146.]

[64]
唐茂钢, 王克强. 经济发展、土地城市化与环境质量[J]. 华东师范大学学报(哲学社会科学版), 2018, 50(2): 137-147, 173.

[Tang Maogang, Wang Keqiang. Economic development, land urbanization and environmental quality. Journal of East China Normal University (Humanities and Social Sciences), 2018, 50(2): 137-147, 173.]

[65]
Zhang J J, Fu M C, Zhang Z Y, et al. A trade-off approach of optimal land allocation between socio-economic development and ecological stability[J]. Ecological Modelling, 2014, 272: 175-187.

DOI

[66]
Zhang W T, Wang H J, Cao K, et al. Ecological conservation-and economic development-based multiobjective land-use optimization: Case study of a rapidly developing city in central China[J]. Journal of Urban Planning and Development, 2019, 145(1): 5018023. doi: 10.1061/(ASCE)UP.1943-5444.0000481.

[67]
马冰滢, 黄姣, 李双成. 基于生态—经济权衡的京津冀城市群土地利用优化配置[J]. 地理科学进展, 2019, 38(1): 26-37.

DOI

[Ma Bingying, Huang Jiao, LI Shuangcheng. Optimal allocation of land use types in the Beijing-Tianjin-Hebei urban agglomeration based on ecological and economic benefits trade-offs. Progress in Geography, 2019, 38(1): 26-37.]

DOI

[68]
Yin G Y, Liu L M, Jiang X L. The sustainable arable land use pattern under the tradeoff of agricultural production, economic development, and ecological protection: An analysis of Dongting Lake Basin, China[J]. Environmental Science and Pollution Research, 2017, 24(32): 25329-25345.

DOI

[69]
Cabrini S M, Calcaterra C P. Modeling economic-environmental decision making for agricultural land use in Argentinean Pampas[J]. Agricultural Systems, 2016, 143: 183-194.

DOI

[70]
Shen L Y, Shuai C Y, Jiao L D, et al. Dynamic sustainability performance during urbanization process between BRICS countries[J]. Habitat International, 2017, 60: 19-33.

DOI

[71]
方创琳. 中国新型城镇化高质量发展的规律性与重点方向[J]. 地理研究, 2019, 38(1): 13-22.

DOI

[Fang Chuanglin. Basic rules and key paths for high-quality development of the new urbanization in China. Geographical Research, 2019, 38(1): 13-22.]

DOI

[72]
樊杰. “人地关系地域系统”是综合研究地理格局形成与演变规律的理论基石[J]. 地理学报, 2018, 73(4): 597-607.

DOI

[Fan Jie. "Territorial system of human-environment interaction": A theoretical cornerstone for comprehensive research on formation and evolution of the geographical pattern. Acta Geographica Sinica, 2018, 73(4): 597-607.]

DOI

[73]
樊杰. 我国经济地理学历史沿革、现状特征与发展策略[J]. 经济地理, 2021, 41(10): 10-15.

[Fan Jie. The historical evolution,current characteristics and development strategies of economic geography in China. Economic Geography, 2021, 41(10): 10-15.]

[74]
李小建. 中国经济地理思想的历史演变及发展走向[J]. 地理学报, 2022, 77(8): 1873-1891.

DOI

[Li Xiaojian. History of the ideas on economic geography in China: Period focus, evolution and prospect. Acta Geographica Sinica, 2022, 77(8): 1873-1891.]

DOI

[75]
宋长青, 程昌秀, 杨晓帆, 等. 理解地理“耦合”实现地理“集成”[J]. 地理学报, 2020, 75(1): 3-13.

DOI

[Song Chang-qing, Cheng Changxiu, Yang Xiaofan, et al. Understanding geographic coupling and achieving geographic integration. Acta Geographica Sinica, 2020, 75(1): 3-13.]

DOI

[76]
曲艺, 龙花楼. 中国耕地利用隐性形态转型的多学科综合研究框架[J]. 地理学报, 2018, 73(7): 1226-1241.

DOI

[Qu Yi, Long Hualou. A framework of multi-disciplinary comprehensive research on recessive farmland transition in China. Acta Geographica Sinica, 2018, 73(7): 1226-1241.]

DOI

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