趙 麗，張貴軍，朱永明，張蓬濤，許 皞

（河北農(nóng)業(yè)大學國土資源學院，河北 保定 071000）

基于土地利用轉(zhuǎn)型的土地多功能轉(zhuǎn)變與特征分析
——以河北省唐縣為例

趙 麗，張貴軍，朱永明，張蓬濤，許 皞

（河北農(nóng)業(yè)大學國土資源學院，河北 保定 071000）

研究目的：從土地利用轉(zhuǎn)型角度研究土地多功能演變規(guī)律與特征。研究方法：本文以研究區(qū)2000年、2007年、2016年三期影像解譯數(shù)據(jù)，借助ArcGIS 10.0軟件平臺，利用土地利用轉(zhuǎn)移矩陣，分析2000—2016年土地利用轉(zhuǎn)型情況；利用三生功能理論和重心遷移理論，劃分生產(chǎn)、生活、生態(tài)（簡稱三生）功能用地，分析探討三生功能時空演變特征。結(jié)果表明：（1）研究區(qū)2000—2016年林地、草地、城鎮(zhèn)和農(nóng)村居民點用地面積顯著增加，未利用地面積急劇下降，下降比例達41.33%。耕地與城鎮(zhèn)和農(nóng)村居民點用地間的轉(zhuǎn)換主要在中南部地勢平坦地帶，林地、草地與未利用地間的轉(zhuǎn)化主要在研究區(qū)的中部和北部的山地丘陵地帶。（2）鄉(xiāng)鎮(zhèn)土地功能間轉(zhuǎn)化均表現(xiàn)生產(chǎn)功能用地轉(zhuǎn)生活功能用地，同時生態(tài)功能用地轉(zhuǎn)生產(chǎn)功能用地、生活功能用地。生活功能用地、生產(chǎn)功能用地比例分別增加8.24%和3.43%。研究期內(nèi)三生功能用地重心均向西北部移動，且緯向移動幅度大于經(jīng)向移動幅度。生產(chǎn)、生活、生態(tài)功能用地重心分別向西北移動2436.56 m、100600.96 m和2022.21 m。（3）生活功能用地中中心城鎮(zhèn)在原空間基礎(chǔ)上向外擴張，農(nóng)村居民點在原空間上有所收縮，沿交通線發(fā)展迅速；生產(chǎn)功能用地擴展方向主要是未利用地，向中北部區(qū)域擴展，水源條件為關(guān)鍵因素；生態(tài)功能用地正逐漸讓步于生產(chǎn)、生活功能用地。研究結(jié)論：從土地利用轉(zhuǎn)型角度研究土地多功能轉(zhuǎn)變能夠客觀具體的反映土地利用變化動因與發(fā)展趨勢，可為區(qū)域土地利用與管理提供參考。

土地利用；土地利用轉(zhuǎn)型；生產(chǎn)功能；生活功能；生態(tài)功能；唐縣

Abstract:The purpose of the paper is to study the patterns and characteristics of land multi-functional transformation from the perspective of land use transition. The research methods are as follows. The three remote sense images separately from 2000, 2007 and 2016 were interpreted into land use maps based on the ArcGIS 10.0 software platform. Meanwhile, land use transfer matrix were used to analyze land use transformation from 2000 to 2016. At last, the areas of productive function land, living function land and ecological function land were categorized according to the three-function theoryand gravity transfer theory, and then the patterns and characteristics of three-function spaces transformation were exhibited. The results show that: 1）The land use patterns of the study area changed significantly in 2000—2016, the land use areas of woodland, grassland, urban and rural land increased significantly, especially the no used land decreased sharply with the rate of 41.33%. The transformation from cultivated land to urban and rural residential land mainly occurred in the central and southern flat terrain, and the transformation among forest land, grassland and no used land mainly occurred in the middle and northern hilly areas. 2）Land transformation among different functions in most townships showed that the areas in 2000—2016 experienced the transitions from the productive function land to the living function land, as well as from the ecological function land to the productive function land and living function land. The proportions of living function areas and productive function areas increased by 8.24% and 3.43%, respectively. In the study area, the gravity of ecological-living-productive land functions moved towards the northwest, and the range of latitude-orientated movement was greater than that of the longitude-orientated movement. The gravity of productive, living and ecological land moved towards the northwest, with the movement extents of 2436.56m, 100600.96m and 2022.21 m, respectively. 3）In the area of living function, the central town expanded outward, while the rural residential land contracted in the original space and developed rapidly along the transportation lines. The main characteristic of production land expansion was transformation from no used land. The production land was extending to the middle north area, and the water source condition was its key factor. Lastly, ecological function area was being occupied by the productive and living function areas. In conclusion, the study of land multi-functional transformation from the perspective of land use transition can objectively and concretely reflect the causes and trends of land use change, which is helpful for regional land use management.

Key words:land use; land use transition; productive function; living function; ecological function; Tang County

土地利用轉(zhuǎn)型被定義為在經(jīng)濟社會變化和革新的驅(qū)動下，一段時期內(nèi)與經(jīng)濟和社會發(fā)展階段轉(zhuǎn)型相對應(yīng)的區(qū)域土地利用由一種形態(tài)（含顯性形態(tài)和隱性形態(tài)）轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N形態(tài)的過程[1]。土地利用轉(zhuǎn)型作為土地利用/覆被變化（LUCC）綜合研究的一個新途徑[2]，相關(guān)理論與研究在逐步完善。主要涉及土地利用轉(zhuǎn)型的理論與理念[3-5]、全球化對土地利用轉(zhuǎn)型的影響，土地利用轉(zhuǎn)型對社會、經(jīng)濟、生態(tài)環(huán)境的影響與評價[6-11]，土地利用轉(zhuǎn)型與鄉(xiāng)村轉(zhuǎn)型的耦合[12-13]以及農(nóng)用地轉(zhuǎn)型、耕地轉(zhuǎn)型、建設(shè)用地轉(zhuǎn)型的路徑探索[14-17]。土地利用轉(zhuǎn)型的驅(qū)動力量主要源于土地的多功能性，如土地能夠提供農(nóng)、林、畜、礦等產(chǎn)品，能夠提供生活空間，改善生態(tài)環(huán)境等，因此土地利用方式與相應(yīng)覆蓋格局的變化與土地的多功能性緊密相關(guān)。目前國內(nèi)對土地多功能的研究主要集中于土地多功能的定義、評價指標體系與評價方法、功能演化特征、土地利用功能分類等[18-20]。黨的“十八大”提出“調(diào)整空間結(jié)構(gòu)，促進生產(chǎn)空間集約高效、生活空間宜居適度、生態(tài)空間山清水秀”，這是從政策層面對用地格局提出的新要求，此后學術(shù)界針對三生功能就理論框架、劃定方法、格局優(yōu)化、質(zhì)量評價等方面進行了研究[21-25]，但基于土地利用轉(zhuǎn)型視角對土地多功能轉(zhuǎn)變進行研究的相對較少，土地空間格局的變化所帶來的土地功能的演變之間是否存在規(guī)律可循，以及各功能變化的特征是怎樣的，本文將基于上述問題以河北省唐縣作為研究區(qū)域展開研究，尋找區(qū)域土地功能演變規(guī)律與特征，以期為區(qū)域土地綜合利用與管理，制定符合客觀實際的土地利用優(yōu)化配置對策提供實踐指導(dǎo)和科學依據(jù)。

1 研究區(qū)概況

唐縣位于河北省中部，保定市西南部，位于38°37′—39°09′N，114°27′—115°03′E之間?？h域土地總面積1414.21 km2?？h域地勢西北高，東南低。境內(nèi)有山區(qū)、丘陵和平原地貌類型，山地大部分地區(qū)土層淺，巖石裸露，土壤貧瘠，有機質(zhì)含量低；丘陵地區(qū)土層深，有機質(zhì)含量較低；平原地區(qū)土層深厚，有機質(zhì)含量較高。唐縣屬于暖溫帶大陸性季風氣候，四季分明，濕熱同期。境內(nèi)河流屬海河流域大清河水系，有唐河、清水河等多條水系。年平均降雨量575.00 mm，年平均蒸發(fā)量為1520.90 mm，約是年降水量的3倍，冬季和春季降水極為缺乏。

2 數(shù)據(jù)來源及研究方法

2.1 數(shù)據(jù)來源與處理

本文以2000年、2007年、2016 年3期遙感影像（TM/ETM+）為數(shù)據(jù)源①資料來源于http://www.gscloud.cn/。（30 m），影像軌道編號為124/33，綜合云量與植物生產(chǎn)期考慮，選用衛(wèi)星過景時間為2000年、2007年為9月份，2016年為8月份，最大云量為0.37%。利用 ENVI 4.7對影像的 5、4、3 波段進行假彩色融合，投影為UTM，參考橢球為WGS-橢球。然后根據(jù)遙感影像紋理特征，利用 ENVI 4.7對不同用地類型進行監(jiān)督分類，獲取研究區(qū)各期土地利用圖。具體分為耕地、林地、草地、城鎮(zhèn)和農(nóng)村居民點用地、交通用地、水域和未利用地共 7 種土地利用類型，分類的精度采用Kappa系數(shù)檢測，各期該系數(shù)值均在0.80以上，滿足分類精度要求。為保證分類的準確性，對分類結(jié)果進行抽樣實地驗證，準確率在95%以上。將矢量結(jié)果輸出為shp格式后，在Arcgis 10.0平臺下完成對解譯結(jié)果的相關(guān)統(tǒng)計與分析。

2.2 研究方法

2.2.1 土地利用轉(zhuǎn)移矩陣分析 通過上述獲得的圖件與數(shù)據(jù)，對研究區(qū)3期土地利用情況進行分析并構(gòu)建3期土地利用變化轉(zhuǎn)移矩陣。通過土地利用轉(zhuǎn)移矩陣計算各類用地轉(zhuǎn)出率與轉(zhuǎn)入率。具體公式如下：

式（1）—式（2）中，Pij、P′ij分別為i土地類型轉(zhuǎn)為j土地類型的轉(zhuǎn)出率、轉(zhuǎn)入率；Sij為i土地類型轉(zhuǎn)出為j土地類型的面積；Si為i土地類型轉(zhuǎn)出為其他土地類型的總面積；S′ij為i土地類型轉(zhuǎn)入為j土地類型的面積；Sj為其他土地類型轉(zhuǎn)入為j土地類型的總面積。

2.2.2 土地功能重心計算 土地功能參照相關(guān)文獻[24-26]，按照“三生功能”分類，即將土地利用類型按照其所滿足人類需求的不同方面，分為生產(chǎn)功能、生活功能和生態(tài)功能。本文基于滿足主體意愿確定土地類型的主導(dǎo)功能，如耕地以其生產(chǎn)功能為主，但兼具生態(tài)功能以及休閑娛樂的生活功能，但就人類意圖而言，主要目的在于滿足人類生存提供糧食產(chǎn)品，因此歸為生產(chǎn)功能（表1）。

表1 三生功能分類Tab.1 Three functions classifcation

土地功能重心變化是研究土地功能空間變化的一個重要方面。這里引用人口地理學中常用的人口重心的

計算方法來計算土地功能重心。重心的位置一般是以地圖的經(jīng)緯度來表示[27]。第t年土地功能重心的經(jīng)緯度計算方法：

式（3）—式（4）中，Xt、Yt為分別為t年土地功能重心的經(jīng)緯度坐標；Cti為i鄉(xiāng)鎮(zhèn)的土地功能面積；Xi、Yi分別為i鄉(xiāng)鎮(zhèn)所在地的經(jīng)緯度坐標。

3 結(jié)果與分析

3.1 土地利用變化分析

受地形、土壤等自然條件影響，唐縣土地利用類型中，不同類型土地分布地域差異明顯，耕地、城鎮(zhèn)和農(nóng)村居民點用地主要分布在南部平原，林地、草地則主要分布在北部、中部的山地丘陵區(qū)，水域以西大洋水庫為主。未利用集中在北部與中部的山地丘陵區(qū)，交通用地集中在城鎮(zhèn)和農(nóng)村居民點間，起著連通作用。

從表2可知，唐縣2000—2016年土地利用格局變化顯著，林地、草地、城鎮(zhèn)和農(nóng)村居民點用地面積顯著增加，其中林地、草地、城鎮(zhèn)和農(nóng)村居民點面積分別增加21574.24 hm2、19750.7 hm2和9648.63 hm2，所占比例分別增加15.25%、13.97%和6.82%。耕地、交通用地、水域面積也均有不同程度的增加，未利用地面積急劇下降。未利用地面積減少58453.04 hm2，所占比例由2000年的63.81%減少至2016年的22.48%，下降41.33%。

表2 2000—2016年各地類面積及其變化 單位：hm2Tab.2 Changes of land use types in Tang County from 2000 to 2016 unit: hm2

3.2 土地利用類型轉(zhuǎn)換面積分析

土地利用類型轉(zhuǎn)換中耕地轉(zhuǎn)出方向主要為城鎮(zhèn)和農(nóng)村居民點用地，其次為草地、林地；林地、草地轉(zhuǎn)出方向主要為耕地、城鎮(zhèn)和農(nóng)村居民點用地；城鎮(zhèn)和農(nóng)村居民點用地轉(zhuǎn)出方向主要為耕地；水域、交通用地變化相對較?。晃蠢玫匾赞D(zhuǎn)出為主，轉(zhuǎn)出方向主要為草地、林地、耕地、城鎮(zhèn)和農(nóng)村居民點用地。

具體的，2000—2007年耕地轉(zhuǎn)出方向主要為城鎮(zhèn)和農(nóng)村居民點用地、草地，轉(zhuǎn)出率分別為51.14%和32.79%。轉(zhuǎn)入方向主要為未利用地，轉(zhuǎn)入率達69.36%，意味著轉(zhuǎn)入耕地中近70%的面積由未利用地轉(zhuǎn)化而來。林地轉(zhuǎn)出方向主要為耕地、城鎮(zhèn)和農(nóng)村居民點，轉(zhuǎn)出率分別為33.92%、31.83%。草地轉(zhuǎn)出方向主要為林地、未利用地和耕地，城鎮(zhèn)和農(nóng)村居民點用地轉(zhuǎn)出方向主要為耕地，轉(zhuǎn)出率達75.61%。交通用地轉(zhuǎn)移數(shù)量較少，水域轉(zhuǎn)出方向主要為耕地、未利用地，轉(zhuǎn)出率分別為55.69%、30.49%。未利用地轉(zhuǎn)出方向主要為草地、林地、耕地，轉(zhuǎn)出率分別為35.60%、31.81%和25.38%。

2007—2016年耕地轉(zhuǎn)出方向主要為草地、城鎮(zhèn)和農(nóng)村居民點；林地轉(zhuǎn)出方向主要為草地和未利用地，轉(zhuǎn)出率分別為43.94%、41.43%；城鎮(zhèn)和農(nóng)村居民點用地轉(zhuǎn)出方向主要為耕地、草地，交通用地面積有了迅速提升，主要轉(zhuǎn)入方向為城鎮(zhèn)和農(nóng)村居民點、耕地、未利用地；水域轉(zhuǎn)出方向主要為未利用地、耕地；未利用地轉(zhuǎn)出方向主要為草地、林地、耕地、城鎮(zhèn)和農(nóng)村居民點用地。

綜上，16年間，建設(shè)占用仍是耕地減少的主要原因，受“生態(tài)退耕”政策影響部分耕地轉(zhuǎn)為林地、草地，而耕地的補充則主要來自于對未利用地、草地的開發(fā)利用，另外近些年土地整治工程使得部分居民點轉(zhuǎn)為耕地。林、草地面積的增加一是“生態(tài)退耕”政策影響，另外未利用地的開發(fā)利用和對生態(tài)環(huán)境的重視程度增加，故林、草地面積增加的主要來源是未利用地和耕地。

3.3 土地利用類型轉(zhuǎn)換時空分析

為了解不同時期土地利用類型的變化分布情況，將三期土地利用圖進行疊加分析（圖1，封三）。發(fā)現(xiàn)研究區(qū)不同時期土地利用類型轉(zhuǎn)化空間差異明顯?？傮w而言，土地地類變化主要發(fā)生在中部、北部，由于唐縣南部為平原地帶，以城鎮(zhèn)和農(nóng)村居民點、耕地居多，唐縣的主要耕地也分布與此，土地開發(fā)利用相對成熟。中部北部依次為丘陵、山地，利用程度相對較低，是未利用地的主要分布區(qū)域。2000—2016年耕地轉(zhuǎn)城鎮(zhèn)和農(nóng)村居民點用地主要分布在南店頭鄉(xiāng)、長古城鄉(xiāng)等中南部地勢相對平坦地帶；耕地轉(zhuǎn)草地、林地主要分布在迷城鄉(xiāng)、軍城鎮(zhèn)等山地丘陵地帶，與2000年以來國家推行生態(tài)退耕政策將坡度大于25度的耕地調(diào)整為林地、草地有關(guān)。轉(zhuǎn)入耕地的各類土地中未利用地貢獻最大，主要分布在石門鄉(xiāng)、軍城鎮(zhèn)境內(nèi)水庫河流兩側(cè)、西大洋水庫兩側(cè)、中部白合鎮(zhèn)境內(nèi)河流兩側(cè)和北部流經(jīng)黃石口鄉(xiāng)、川里鎮(zhèn)、倒馬關(guān)鄉(xiāng)河流兩側(cè)。研究期內(nèi)林地、草地均以轉(zhuǎn)入為主，大部分由未利用地轉(zhuǎn)入，另有少量耕地退耕而來。主要分布在唐縣北部石門鄉(xiāng)、倒馬關(guān)鄉(xiāng)、羊角鄉(xiāng)和軍城鎮(zhèn)。城鎮(zhèn)和農(nóng)村居民點轉(zhuǎn)耕地主要分布在南店頭鄉(xiāng)、北羅鎮(zhèn)和雹水鄉(xiāng)，這一時期對農(nóng)居點的土地整治起了一定作用。未利用地以轉(zhuǎn)出為主，以草地居多，主要分布在石門鄉(xiāng)、羊角鄉(xiāng)、軍城鎮(zhèn)、齊家佐鄉(xiāng)等中北部鄉(xiāng)鎮(zhèn)。

3.4 土地功能時空變化分析

3.4.1 土地功能時空變化總體分析 按照表1對研究區(qū)三期土地利用類型進行三生功能劃分，從時空演變上看，2000—2016年唐縣的生產(chǎn)功能區(qū)、生活功能區(qū)進一步擴張，生產(chǎn)功能區(qū)比例由2000年的17.31%增至2016年的20.74%，生活功能區(qū)由2000年的4.44%增至2016年的12.68%，擴張區(qū)域主要分布在南部區(qū)域、中部區(qū)域和境內(nèi)幾條主要河流兩側(cè)。同時可以看到，生活功能區(qū)在南部區(qū)域擴張明顯，尤其沿S232省道建設(shè)用地范圍較2000年、2007年都有明顯增加。另外，隨著“村村通公路”政策的實施，交通用地在全縣范圍均有分布，故而生活功能區(qū)在研究區(qū)中北部逐漸由零星分布擴展到零散成條分布。由于生活功能區(qū)的擴張，使得南部的生產(chǎn)功能區(qū)被壓縮，轉(zhuǎn)而生產(chǎn)功能區(qū)向北部擴張，表現(xiàn)尤為明顯的是中東部的高昌鎮(zhèn)和北店頭鄉(xiāng)，以及北部的齊家佐鄉(xiāng)和軍城鎮(zhèn)出現(xiàn)集中連片的生產(chǎn)功能區(qū)。生態(tài)功能區(qū)相應(yīng)被壓縮，由2000年的78.25%降至2016年的66.57%，減少區(qū)域主要集中在中部和北部，主要源于未利用地的開發(fā)利用。

3.4.2 土地功能變化分鄉(xiāng)鎮(zhèn)分析 各鄉(xiāng)鎮(zhèn)在2000—2016年土地功能變化情況如圖2所示，可以看出研究區(qū)中南部區(qū)域各功能用地間轉(zhuǎn)化較大，與土地類型轉(zhuǎn)化有所差異（土地利用類型變化劇烈的在中部、北部），主要是因為土地利用類型中變化較大的未利用地轉(zhuǎn)林地、草地，而在土地功能中將此三類用地均劃入土地生態(tài)功能用地，故三者的相互轉(zhuǎn)化在此不產(chǎn)生變化。

從圖2可以看到，研究區(qū)大部分鄉(xiāng)鎮(zhèn)土地功能間轉(zhuǎn)化表現(xiàn)出一個共同的特性，即SC→SH為正值，SC→ST、SH→ST為負值，意味著該區(qū)域在2000—2016年土地功能轉(zhuǎn)化上基本是生產(chǎn)功能用地轉(zhuǎn)生活功能用地，同時生態(tài)功能用地轉(zhuǎn)生產(chǎn)功能用地、生活功能用地。換句話說，生產(chǎn)功能的用地在被生活功能用地所侵占，同時生態(tài)功能用地在被生產(chǎn)功能、生活功能用地所侵占。土地功能總體變化數(shù)值最為明顯的是南部的北店頭鄉(xiāng)、羅莊鄉(xiāng)和高昌鎮(zhèn)，這三個鄉(xiāng)鎮(zhèn)的土地功能間轉(zhuǎn)化面積總量均在2000 hm2以上。尤其北店頭鄉(xiāng)，土地功能間轉(zhuǎn)化面積總量達4049.06 hm2，其中生態(tài)功能用地轉(zhuǎn)生產(chǎn)功能用地和生活功能用地分別達2768.92 hm2和947.81 hm2。從自然條件來看，這一帶為平原地區(qū)，地勢平坦，土壤、水源等條件較好；從社會經(jīng)濟條件來看，仁厚鎮(zhèn)（唐縣縣城所在地）是政治、經(jīng)濟、文化的集聚地，同時交通等基礎(chǔ)設(shè)施條件較好，有幾條大的交通干線均從此區(qū)通過，具備較好的發(fā)展條件，因此，用地優(yōu)先考慮建設(shè)用地和耕地。相比之下，中北部尤其北部鄉(xiāng)鎮(zhèn)不同功能用地間轉(zhuǎn)換面積較小，也主要以SC→ST、SH→ST為主，SC→SH的面積很少。如倒馬關(guān)鄉(xiāng)、羊角鄉(xiāng)SC→SH的面積僅有1.43 hm2和5.32 hm2，分析原因主要是北部鄉(xiāng)鎮(zhèn)在2000年本身的生產(chǎn)功能用地就較少，另外受海拔、土壤、水源和交通等條件的影響，開發(fā)利用上受到一定的限制。所以相應(yīng)的主要土地利用類型主要是未利用地、林地和草地等，隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展需要，技術(shù)水平的提高和資金投入的增加，生態(tài)功能用地被開發(fā)用做生活、生產(chǎn)功能用地。

圖2 唐縣各鄉(xiāng)鎮(zhèn)2000—2016年土地三生功能變化圖Fig.2 The ecological-living-productive land function change maps of villages and towns in Tang County in 2000-2016

圖3 唐縣2000—2016年土地三生功能重心移動圖Fig.3 Gravity center moving maps of ecologicalliving-productive land function in Tang County in 2000-2016

3.4.3 土地功能重心轉(zhuǎn)移分析 根據(jù)重心測算方法（式（3）—式（4））分別測算了2000年、2007年、2016年生產(chǎn)、生活、生態(tài)功能重心（圖3），生產(chǎn)、生活功能重心在研究區(qū)南部區(qū)域，生態(tài)功能重心在研究區(qū)北部區(qū)域，與前述分析一致。從重心移動方向來看，2000—2016年生產(chǎn)功能重心先向西北移動1895.82 m，后向北移動1533.11 m，16年間生產(chǎn)功能重心經(jīng)向移動0.002°，緯向移動0.002°，共向西北方向移動2436.56 m，重心位置一直在北店頭鄉(xiāng)。生活功能重心則體現(xiàn)出一路向北（偏西），經(jīng)向移動0.005°，緯向移動0.09°，共向西北移動10600.96 m，由南店頭鄉(xiāng)經(jīng)都亭鄉(xiāng)移動至北店頭鄉(xiāng)。生態(tài)功能重心在2000—2007年向北移動2260.89 m，2007—2016年出現(xiàn)轉(zhuǎn)折，向西南移動410.55 m，在2000—2016年經(jīng)向移動0.001°，緯向移動0.02°，總體向西北移動2022.21 m，具體位置由齊家佐鄉(xiāng)與軍城鎮(zhèn)中部交界處移至北部交界處，再移至軍城鎮(zhèn)境內(nèi)?？傮w來看，研究區(qū)三生功能重心移動的共性為均向西北部移動，且緯向移動幅度大于經(jīng)向移動。表明研究區(qū)的發(fā)展方向總體開始向北偏移，源于北部相對南部存在較大的開發(fā)和發(fā)展空間。相比生活功能重心移動距離，生產(chǎn)功能重心和生態(tài)功能重心移動相對緩慢，源于生產(chǎn)功能對自然條件要求相對較高，而研究區(qū)較優(yōu)越自然條件集中在南部有關(guān)。北部區(qū)域的石門鄉(xiāng)、倒馬關(guān)鄉(xiāng)、川里鎮(zhèn)、黃石口鄉(xiāng)、羊角鄉(xiāng)、齊家佐鄉(xiāng)和軍城鎮(zhèn)7個鄉(xiāng)鎮(zhèn)生態(tài)功能用地占全部生態(tài)功能用地的67.28%，是研究區(qū)林、草、未利用地的主要聚集地。生活功能重心的大幅北移，與北部區(qū)域發(fā)展的交通條件以及居民點范圍的擴張有直接關(guān)系。

3.5 土地功能演變特征分析

（1）生活功能區(qū)中心城鎮(zhèn)在原空間基礎(chǔ)上向外擴張，農(nóng)村居民點在原空間上有所收縮。圖4（b）（封三）、圖4 （d）（封三）能夠明顯看出，中心城鎮(zhèn)的生活功能區(qū)在原空間基礎(chǔ)上向外擴張，主要通過生產(chǎn)功能用地轉(zhuǎn)入；農(nóng)村居民點在原空間上有所收縮，主要轉(zhuǎn)為生產(chǎn)功能用地。表明受社會經(jīng)濟影響，研究區(qū)小城鎮(zhèn)的發(fā)展規(guī)模日趨擴大，用地方式仍以占用城鎮(zhèn)周邊耕地為主；農(nóng)村居民點用地在朝集約化方向發(fā)展，外圍用地通過整治等方式轉(zhuǎn)化為可利用的耕地。從人類的社會發(fā)展歷程來看，對生活空間的要求日漸趨高，生活空間上也首要選擇自然、經(jīng)濟等綜合條件較好的區(qū)域。研究區(qū)的自然條件差異明顯：從自然條件來看，中北部由于地形條件限制，坡度較大，土壤土層較薄，水源條件欠缺，無論作為耕地還是建設(shè)用地，在開發(fā)利用上都存在一定的限制條件。從社會經(jīng)濟條件來看，南部區(qū)域社會經(jīng)濟發(fā)展較早，作為村鎮(zhèn)集聚地已有一定規(guī)模，且縣政府位于此區(qū)，是政治、經(jīng)濟、文化的集聚地，同時交通等基礎(chǔ)設(shè)施條件較好，有幾條大的交通干線均從此區(qū)通過。就生活功能區(qū)中的城鎮(zhèn)用地來講，一是受集聚效益的影響，二是受自然條件的限制，在原有基礎(chǔ)上擴張要比開拓新的建設(shè)區(qū)域有利的多，因此，研究區(qū)的中心城鎮(zhèn)表現(xiàn)出明顯的外圍擴張趨勢。農(nóng)居點的適當壓縮一是研究區(qū)農(nóng)居點人均占有面積較大，有一定的壓縮空間；二是受“占補平衡”政策的影響。

（2）生活功能用地沿交通線發(fā)展迅速。隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，物質(zhì)生活的極大豐富，交通條件對周邊環(huán)境的影響愈加強烈，公路兩側(cè)的耕地逐漸被建設(shè)用地所取代，從圖4（封三）可以看出，研究區(qū)在2000年沿232省道有零散生活功能用地，至2016年232省道兩側(cè)生活功能用地基本已連片，且大部分由生產(chǎn)功能用地轉(zhuǎn)換而來。

（3）生產(chǎn)功能用地擴展方向主要是未利用地，水源條件成關(guān)鍵因素。根據(jù)前述，研究區(qū)南部地形平坦、土壤質(zhì)地較好，水源充足，相比中北部區(qū)域，在人類的生產(chǎn)生活上都具有絕對優(yōu)勢。但由于生活功能區(qū)的外圍擴張，必然會壓縮其外圍的原生產(chǎn)功能區(qū)，而為滿足人類的溫飽和社會經(jīng)濟發(fā)展的需要，必然要求有一定數(shù)量的生產(chǎn)用地，在此背景下，只能尋求其他區(qū)域?qū)ιa(chǎn)功能區(qū)的補給，原未開發(fā)利用的，但基礎(chǔ)條件相對較好的生態(tài)功能區(qū)用地便首先被選入生產(chǎn)功能區(qū)，如上述提到的中北部河流兩側(cè)用地（圖4（a）、圖4（c），封三）。

（4）生態(tài)功能區(qū)在逐漸被壓縮。受自然、社會經(jīng)濟等條件的制約，中北部區(qū)域以生態(tài)功能區(qū)為主，土地類型中以未利用地居多，其次是草地、林地。隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，技術(shù)水平的提高，以及人類需求的不斷膨脹，未利用地逐漸被開發(fā)為耕地、建設(shè)用地。因此，生態(tài)功能區(qū)不可避免的面臨被壓縮。研究區(qū)的中部和北部區(qū)域正在逐步被開發(fā)利用，逐漸讓步于生產(chǎn)和生活功能。

4 結(jié)論與討論

（1）研究基于土地利用轉(zhuǎn)型對土地功能演變及特征進行分析，能夠具體、客觀的反映研究區(qū)土地所發(fā)揮的作用情況以及演變規(guī)律。結(jié)果顯示，研究區(qū)2000—2016年土地利用格局變化顯著，林地、草地、城鎮(zhèn)和農(nóng)村居民點用地面積顯著增加，未利用地面積急劇下降。未利用地面積減少58453.04 hm2，所占面積比例下降41.33%。土地利用類型轉(zhuǎn)換中耕地轉(zhuǎn)出方向主要為城鎮(zhèn)和農(nóng)村居民點用地，主要分布在南部地勢相對平坦地帶；耕地轉(zhuǎn)草地、轉(zhuǎn)林地主要分布在北部山地丘陵地帶，主要受生態(tài)退耕影響。城鎮(zhèn)和農(nóng)村居民點用地轉(zhuǎn)出方向主要為耕地，與研究區(qū)期間開展的土地整治有關(guān)。未利用地以轉(zhuǎn)出為主，轉(zhuǎn)出方向主要為耕地、林地、草地、城鎮(zhèn)和農(nóng)村居民點用地。

（2）研究區(qū)的生產(chǎn)功能用地、生活功能用地進一步擴張，生產(chǎn)功能用地主要向北部擴張，生活功能用地擴張區(qū)域主要在南部區(qū)域、中部區(qū)域和境內(nèi)幾條主要河流兩側(cè)。生態(tài)功能用地相應(yīng)被壓縮，減少區(qū)域主要集中在中部和北部，主要源于未利用地的開發(fā)利用。大部分鄉(xiāng)鎮(zhèn)土地功能間轉(zhuǎn)化表現(xiàn)出共同的特性，即SC→SH為正值，SC→ST、SH→ST為負值，三生功能間生態(tài)功能的被壓縮速度與其自然條件和社會經(jīng)濟發(fā)展水平直接相關(guān)。受發(fā)展空間影響，研究區(qū)三生功能重心均向西北部移動，且緯向移動幅度大于經(jīng)向移動，以生活功能重心移動最為顯著。

（3）從研究區(qū)土地功能時空演變來看，呈現(xiàn)出生活功能用地中心城鎮(zhèn)在原空間基礎(chǔ)上向外擴張，農(nóng)村居民點在原空間上有所收縮，并沿交通線發(fā)展迅速；生產(chǎn)功能區(qū)擴展方向主要是未利用地，水源條件是關(guān)鍵因素；生態(tài)功能區(qū)在逐漸被壓縮的特征。

功能區(qū)的發(fā)展演變與人類的生產(chǎn)生存需求息息相關(guān)，同時也與區(qū)域的自身條件直接相關(guān)。受自然條件與社會經(jīng)濟條件影響，研究區(qū)南部較之中部、北部開發(fā)利用程度高，主要以生活生產(chǎn)功能為主；在土地面積有限性約束和社會經(jīng)濟發(fā)展需求影響下，研究區(qū)的中部和北部區(qū)域正在逐步被開發(fā)利用，生態(tài)功能用地正逐漸讓步于生產(chǎn)和生活功能用地。土地利用轉(zhuǎn)型與社會經(jīng)濟發(fā)展密切相關(guān)，根據(jù)統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，2000—2015年唐縣地區(qū)生產(chǎn)總值三產(chǎn)比例由35.9∶34.2∶29.9變化為27.5∶39.8∶32.7，人均GDP由2848元增加至10981元，城鎮(zhèn)化率由10.6%增加至27.8%。根據(jù)錢納里等對工業(yè)化階段的劃分[28-29]，唐縣處于由工業(yè)化初期向中期過渡階段，與研究中生活功能用地在逐漸占用農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用地和生態(tài)功能用地情況一致。但需注意的是2000—2016年僅耕地轉(zhuǎn)為城鎮(zhèn)和村莊居民點面積就達4388.54 hm2，占2000年耕地總面積的17.93%。隨著工業(yè)化進程的加快，城鎮(zhèn)用地、交通用地等生活功能用地會進一步擴張，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用地和生態(tài)用地是其主要來源，為保障區(qū)域土地資源與社會經(jīng)濟的可持續(xù)協(xié)調(diào)發(fā)展，建議：（1）結(jié)合區(qū)域?qū)嶋H情況編制科學合理的土地利用總體規(guī)劃與城鄉(xiāng)規(guī)劃，并完善實施監(jiān)督機制，保障各項用地的有序供給。目前體現(xiàn)出生活用地沿交通線建設(shè)且擴張迅速，大部分是通過占用生產(chǎn)用地，同時農(nóng)村居民點用地的隨意性較大。（2）結(jié)合區(qū)域特點，充分利用中北部山區(qū)土地資源，依托精準扶貧工程，創(chuàng)造條件發(fā)展林果業(yè)、畜牧養(yǎng)殖等農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)，挖掘區(qū)域旅游資源發(fā)展第三產(chǎn)業(yè)，使生態(tài)建設(shè)與生產(chǎn)發(fā)展協(xié)調(diào)發(fā)展。（3）提高土地集約化水平，盤活存量城鎮(zhèn)建設(shè)用地，控制城鎮(zhèn)擴張速度，嚴格執(zhí)行耕地保護政策，繼續(xù)推進實施農(nóng)村居民點土地整治工程，使工業(yè)化發(fā)展的同時，土地利用結(jié)構(gòu)進一步優(yōu)化。

需要注意的是，本文中生態(tài)功能區(qū)被壓縮，是否意味著研究區(qū)整體的生態(tài)環(huán)境質(zhì)量下降，需要做進一步的分析與計算。但無論采取何種指標、何種模型都難以完全說明問題，因為它是動態(tài)發(fā)展的，且即便在土地利用類型相同的條件下，利用模式的差異也會使得產(chǎn)生的生態(tài)效果不同。如同樣是耕地，如果是作為蔬菜大棚使用，則面臨著土壤鹽漬化、水體污染、水資源量下降等風險，但如果是作為生態(tài)種植園使用，不但提供農(nóng)業(yè)產(chǎn)品，在其光合作用下還改善了周邊環(huán)境。因此，如果提倡的構(gòu)建宜居生活區(qū)，建立生態(tài)耕種園區(qū)能夠被正確的推行并實施，生態(tài)環(huán)境質(zhì)量非但不會下降，還會在一定程度上提升，尤其是對于生態(tài)功能區(qū)中的未利用地（如裸地）的合理開發(fā)利用。

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（本文責編：陳美景）

Land Multi-functional Transformation and Characteristic Analysis based on Land Use Transition: A Case Study of Tang County, Hebei Province

ZHAO Li, ZHANG Gui-jun, ZHU Yong-ming, ZHANG Peng-tao, XU Hao
（Institute of Land and Resources, Agricultural University of Hebei, Baoding 071000, China）

F301.2

A

1001-8158（2017）06-0042-09

10.11994/zgtdkx.20170622.143130

2017-03-31；

2017-05-24

河北省社會科學基金項目（HB16GL048）。

趙麗（1981-），女，河北邢臺人，副教授，博士研究生。主要研究方向為土地利用與評價、土地生態(tài)。E-mail: zhaoli1302@126.com

許皞（1963-），男，河北定興人，教授，博士生導(dǎo)師。主要研究方向為土壤與土地資源持續(xù)利用。E-mail: xuhao22003@126.com