歐定華，張 琪，秦 景，龔上淇，吳毅杰，鄭仲帥，夏建國，邊金虎，高雪松※

基于土地利用與其功能動態(tài)耦合性的縣域國土空間分類體系構建

歐定華1,2，張 琪1，秦 景1，龔上淇1，吳毅杰1，鄭仲帥1，夏建國1，邊金虎3，高雪松1,2※

（1. 四川農業(yè)大學資源學院，成都 611130；2. 自然資源部耕地資源調查監(jiān)測與保護利用重點實驗室，成都 611130；3. 中國科學院、水利部成都山地災害與環(huán)境研究所，成都 610041）

國土空間分類是建立國土空間規(guī)劃體系并監(jiān)督實施的基礎。該研究綜合應用地理探測器統(tǒng)計和地理時空分析法，基于土地利用及其功能的時空異質性和動態(tài)耦合性，建立了一種國土空間分類體系構建方法，并以四川省邛崍市為例，開展了縣域國土空間分類體系構建及其與土地利用分類體系的銜接關系研究。結果表明：1）2010—2020年，邛崍市土地利用優(yōu)勢國土空間功能存在時空異質性，土地利用與其優(yōu)勢國土空間功能在空間分布上存在耦合性，二者耦合度以及與地類耦合的國土空間功能結構均存在時間異質性，這證實在國土空間分類體系構建中考慮土地利用及其功能的時空異質性和動態(tài)耦合性的必要性；2）邛崍市國土空間分類體系由3個一級空間類型、7個二級空間類型和14個三級空間類型組成，不同于國土空間分類理論框架體系，進一步證實土地利用及其功能的時空異質性和動態(tài)耦合性會影響國土空間分類結果，基于土地利用及其功能的時空異質性和動態(tài)耦合性構建的國土空間分類體系更符合實際，可以避免定性分析理論構建產生的偏差；3）建立了國土空間類型與土地利用類型的對應關系，實現“虛”的國土空間功能通過“實”的土地利用得以表達，為利用歷史數據和成果資料提供了有效途徑。研究結果可為當前國土空間規(guī)劃與管理提供參考。

土地利用；功能；分類；國土空間；主導功能；地理探測器；時空動態(tài)耦合分析；邛崍市

0 引 言

建立全國統(tǒng)一的國土空間規(guī)劃體系，是全面提升國土空間治理體系和治理能力現代化水平，加快構建新時代國土空間開發(fā)保護新格局的關鍵舉措。國土空間分類是國土空間規(guī)劃與管理的基礎。改革開放以來，國家為加強國土空間管理，先后制定了城市用地、土地規(guī)劃用地、林地等10余項國土空間分類體系。由于制定部門、分類依據等不同，這些分類體系在統(tǒng)計口徑、術語內涵上往往存在差異，導致相關空間規(guī)劃在執(zhí)行過程中出現了實施效率低、管控成本高等問題[1-2]。因此，構建相對統(tǒng)一、科學合理的國土空間分類體系，是建立國土空間規(guī)劃體系并監(jiān)督實施的基礎，開展國土空間分類體系構建研究對當前國土空間規(guī)劃實踐具有較強的指導意義和較高的應用價值。

根據不同的分類依據可以將國內外國土空間分類研究歸納為基于人口密度[3]、土地覆被[4]等單一視角的分類以及綜合土地覆被和人口密度[5]、集成人口、CORINE土地覆蓋和基礎設施數據[6]等綜合視角的分類。這些分類體系大多數都與土地利用/土地覆被分類有關。一類直接將土地利用/土地覆被分類視為國土空間分類，忽略了國土空間功能屬性。如：聯(lián)合國糧農組織（Food and Agriculture Organization of the United Nations）土地覆被分類系統(tǒng)（Land Cover Classification System）[7]、歐共體環(huán)境信息協(xié)作計劃（Coordination of Information on the Environment）土地覆被分類系統(tǒng)[4]、國際地圈-生物圈計劃（International Geosphere Biosphere Program）全球土地覆被分類系統(tǒng)[8]、Anderson和美國國家地質調查局（United States Geological Survey）土地覆被分類系統(tǒng)[9-10]。這類分類體系雖然可以在二維平面空間上實現國土空間全覆蓋，但沒有考慮國土功能屬性特征，無法在空間上充分銜接國土空間治理政策。另一類是在土地利用分類基礎上，通過識別歸并土地利用類型，建立國土空間分類體系。其構建方法多從土地利用主導功能視角出發(fā)，采用定性分析法建立土地利用類型與國土空間類別之間的銜接轉換關系。如：張合兵等[11]采用綜合對比分析法對土地利用類型進行歸納，重構了鶴壁市國土空間規(guī)劃用地分類體系；鄒利林等[12]采用理論分析和實證研究相結合的方法，識別和歸并土地利用功能，構建了國土“三生”空間分類體系。這類研究初步實現了國土空間分類與土地利用分類的銜接轉換，為應用全球土地覆蓋數據集、國家土地調查等統(tǒng)計數據和土地利用規(guī)劃、城鄉(xiāng)規(guī)劃等歷史規(guī)劃成果提供了解決方案。但受限于定性分析主觀因素制約，尚存在土地利用功能高低、主次等諸多不確定性問題。為此，有研究人員嘗試采用定量方法測算辨識土地利用功能建立國土空間分類體系。如：Zou等[13-14]采用空間模型法定量識別國土空間功能構建國土空間分類體系；Wandl等[6]綜合使用CORINE土地覆蓋、人口、基礎設施等公開數據，提出了一種新的國土空間分類方法，實現了中間地區(qū)、城市和農村地區(qū)的空間分類。這些研究一定程度上增強了基于土地利用分類構建國土空間分類體系的理論性，但基本上都忽略了土地利用及其功能的時空異質性和動態(tài)耦合性[15-17]，只有少量研究考慮了土地利用的空間異質性[18]，但仍未注意到土地利用及其功能的時空異質性和動態(tài)耦合性。因此，從土地利用及其功能時空異質性和動態(tài)耦合性視角出發(fā)構建國土空間分類體系不失為一次有益的理論探索。

總體而言，國內外研究人員在國土空間分類領域取得了較為豐富的成果，但仍存在一些不足和疏漏：一是部分研究直接將土地利用/覆蓋分類當作國土空間分類，忽略了國土空間的功能屬性特征，沒有充分考慮國家政策的落實銜接空間；二是部分研究以定性為主，定量分析不深入，建立的分類體系可能與實際不符；三是基于土地利用分類的國土空間分類體系構建研究基本上都忽略了土地利用及其功能的時空異質性和動態(tài)耦合性。鑒于此，本文以四川省邛崍市為研究區(qū)，首先綜合考慮空間形態(tài)、功能用途、政策落實等因素構建國土空間分類理論框架體系；然后應用功能價值法、模型法、空間插值等方法進行國土空間功能量化和土地優(yōu)勢功能定量識別；最后集成應用地理探測器統(tǒng)計、地理時空分析等方法，嘗試建立一種基于土地利用及其功能的時空異質性和動態(tài)耦合性的國土空間分類體系構建方法，構建邛崍市國土空間分類體系及其與土地利用分類體系的銜接關系，以期能為國土空間規(guī)劃與管理提供參考。

1 研究區(qū)與數據

1.1 區(qū)域概況

邛崍市位于四川省中部，地處成都平原與龍門山脈的過渡地帶，介于30°12'N～30°33'N、103°04'E～103°45'E之間。全市行政區(qū)總面積1 377 km2，轄1個街道、19個鎮(zhèn)、4個鄉(xiāng)（圖1）。地勢由西北逐漸向東南傾斜，最高海拔1 991 m，最低海拔451～ m。有平壩、山地、丘陵等地貌類型。其中平壩311.36 km2，分布在境域東部及東北部；山地共817.79 km2，南部為五面山、長丘山區(qū)，西部為龍門山南段延伸山系；丘陵245.98 km2，散布在境內中部西北緣。境內水資源豐富，過境河流長271.25 km。邛崍市屬亞熱帶濕潤季風氣候區(qū)，年均氣溫16.3 ℃、降雨量1 117.3 mm、日照時數1 107.9 h、蒸發(fā)量1 024.92 mm。主要土壤類型為潮土及紫色土。森林植被類型屬亞熱帶常綠闊葉林，主要分布在西北中低山和中部丘陵區(qū)。邛崍市是國家級天府新區(qū)西部新中心，重點發(fā)展生態(tài)、旅游產業(yè)，2020年全市GDP為330.73億元。

1.2 數據來源及處理

研究采用的數據主要有柵格數據、矢量數據、樣點監(jiān)測數據和社會經濟統(tǒng)計數據（表1）。將數據轉換為坐標系（地理坐標系為WGS-84，投影坐標系為UTM）、分辨率（5 m）一致的柵格表面，以滿足數據分析需求。需要預處理的數據主要包括樣點數據、面板數據、土地利用數據和柵格數據。①樣點數據包括有機質含量、氣溫、降雨量和輻射量數據，其中有機質含量、月大于10 ℃積溫、年大于10 ℃積溫、月降雨量、年降雨量、多年平均降雨量，皆基于樣點監(jiān)測數據利用克里金插值法獲得相應柵格表面（需要特別說明的：2015、2020年土壤有機質含量監(jiān)測數據缺失，考慮到有機質含量短期內變化較小[19]，所以分別用2016、2019年相應監(jiān)測數據代替）。②面板數據主要涉及社會經濟統(tǒng)計數據，基于50 m×50 m矢量格網，采用相應方法實現空間化（表3）。③2020 年土地利用數據是根據2020年谷歌衛(wèi)星高清影像，利用ESRI ArcGIS 10.4對2018年度土地利用變更調查數據中地類發(fā)生變化的圖斑逐個修改而成。此外，還參照谷歌衛(wèi)星高清影像，從興趣年土地利用變更調查數據識別衍生出鐵路、高速公路、國/省道、縣/鄉(xiāng)道、村道及機耕道等交通路網數據。④DEM、NDVI、遙感影像等柵格數據通過坐標轉換、重采樣等處理，轉化為滿足研究需求的柵格表面。

表1 數據來源及說明

2 研究思路與方法

2.1 研究思路

從自然、經濟角度，國土空間和土地的內涵是近似一致的[20-21]。而且，也有研究將土地功能劃分為生產、生活、生態(tài)等國土空間功能[16,22]。因此，本文將國土空間功能等同于土地功能。土地利用是國土空間的實體表現形態(tài)。由于空間資源稟賦的差異性、利用方式的多宜性和社會需求的多樣性，使得同類土地利用承載著不同類別的國土空間功能，從而導致土地利用與國土空間功能之間形成了繁雜的交互關系。因此，要明確土地利用實體的主導國土空間功能（主導功能），首要任務是進行國土空間分類，其次是量化和識別土地利用的優(yōu)勢國土空間功能（優(yōu)勢功能），再者才是基于土地利用優(yōu)勢功能時空異質性，識別各類土地主導功能，最終建立土地利用類型與國土空間類型之間的對應關系，實現“虛”的國土空間功能通過“實”的土地利用予以表達，從而為利用以往土地分類體系形成的統(tǒng)計數據與規(guī)劃成果提供紐帶，進而擴寬國土空間規(guī)劃數據來源渠道和編制執(zhí)行度。研究框架見圖2。

2.2 國土空間分類

國土空間是由系列不同類型功能單元組合而成的、在時空上連續(xù)分布的有機整體[23]，是承載人類多元需求的自然資源要素和人類社會要素，以不同土地利用方式在空間地域上的綜合體現[24]。國土空間功能是自然生態(tài)系統(tǒng)提供的自然本底功能與人類因生產生活活動需要而賦予的開發(fā)利用功能的復合體[25]，是國土空間固有的屬性。國土資源的多宜性決定了國土空間可用于不同目的，滿足人類不同需要，表現為同一地域空間具有多種功能。正是由于國土空間的多功能性，所以國土空間分類亦然成為功能量化的基礎。結合十八大報告提出的國土空間“三生”（生產、生活、生態(tài)）發(fā)展目標和中共中央、國務院出臺的《關于建立國土空間規(guī)劃體系并監(jiān)督實施的若干意見》提出的“三區(qū)”（城鎮(zhèn)、農業(yè)、生態(tài)區(qū)）劃定要求，集成國土空間功能表現形態(tài)和人類發(fā)展需求視角的空間用途，在參考相關理論研究成果[12-14,26-29]和《全國生態(tài)功能區(qū)劃（修編版）》、《生態(tài)保護紅線劃定指南》、《市級國土空間總體規(guī)劃編制指南》等技術規(guī)范（指南）的基礎上，綜合考慮縣域國土空間規(guī)劃實際及數據可獲得性，從理論上構建了由“3個一級類、8個二級類和16個三級類”組成的國土空間三級分類理論框架體系（表2）。該體系第一級分類著眼于“三區(qū)”劃定要求，根據空間利用形態(tài)進行劃分；第二級分類主要遵循“三生空間”理念[12-14]，從空間功能屬性角度出發(fā)對一級分類進一步細化；第三級分類主要按照空間用途，將二級分類進一步細化得到具體的可以量化的服務功能區(qū)。

城鎮(zhèn)空間是以城鎮(zhèn)居民生產生活為主導功能的國土空間[30]。因此，從功能屬性角度出發(fā)將其劃分為城鎮(zhèn)生產空間和城鎮(zhèn)生活空間。其中，城鎮(zhèn)生產空間指在城鎮(zhèn)空間范圍內具有工業(yè)產品和商業(yè)服務供給功能或輔助生產功能的功能空間，工業(yè)產品和商業(yè)服務是其主體功能[13]，故根據空間用途將其進一步細分為工業(yè)產品供給功能區(qū)和商服業(yè)產品供給功能區(qū)；城鎮(zhèn)生活空間是構成人們日常生活的各種活動類型及社會關系在城鎮(zhèn)空間上的投影，就業(yè)、出行、醫(yī)療、教育、生態(tài)安全等生活保障和居住承載是城鎮(zhèn)生活空間的基本功能用途[12,31]，因此根據空間用途將其細分為城鎮(zhèn)居住承載功能區(qū)和城鎮(zhèn)生活保障功能區(qū)。

鄉(xiāng)村空間是指具有大面積農業(yè)或林業(yè)土地使用或有大量未開墾土地的地區(qū)，包含以農業(yè)生產為主，人口規(guī)模小、密度低的人類聚落[32]。同樣，根據功能屬性將其劃分為鄉(xiāng)村生產空間和鄉(xiāng)村生活空間。鄉(xiāng)村生產空間由“生產活動本底、基礎設施網絡與鄉(xiāng)土情結”三大基本要素組成[33]，其中鄉(xiāng)土情結是一種純意識形態(tài)空間，而本研究關注的功能空間是客觀存在的物質空間，因而從生產活動本底、基礎設施網絡兩大體現鄉(xiāng)村功能空間屬性的要素出發(fā)，將其劃分為農業(yè)產品供給功能區(qū)和運輸服務供給功能區(qū)。鄉(xiāng)村生活空間是鄉(xiāng)村居民居住、就業(yè)、休閑、社交、消費以及公共服務活動的多層次地域空間綜合體[34]。其中，居住功能是基礎，就業(yè)、醫(yī)療、教育等公共服務功能和人居環(huán)境保障是主要支撐[34]，因而從空間用途視角出發(fā)將其分為鄉(xiāng)村居住承載功能區(qū)和鄉(xiāng)村生活保障功能區(qū)。

表2 國土空間分類理論框架體系

自然生態(tài)空間是指具有自然屬性、以提供生態(tài)產品或生態(tài)服務為主導功能的國土空間[27]。借鑒千年生態(tài)系統(tǒng)評估（MA）等權威研究成果[28-29]，從功能屬性角度將自然生態(tài)空間劃分為供給服務空間、調節(jié)服務空間、支持服務空間和文化服務空間。在此基礎上，為滿足空間用途管制所需，將供給服務空間細分為初級產品生產功能區(qū)和水資源供給功能區(qū)，將調節(jié)服務空間細分為氣體調節(jié)功能區(qū)、氣候調節(jié)功能區(qū)和環(huán)境凈化功能區(qū)，將支持服務空間細化為土壤保持功能區(qū)、生物多樣性維持功能區(qū)，將文化服務空間具體化為美學景觀功能區(qū)。

2.3 國土空間功能量化與土地利用優(yōu)勢功能識別

2.3.1 確定國土空間功能量化指標與空間化方法

按照“指標內涵明確、量化方法簡便、數據獲取容易”原則，選擇國土空間功能定量表征指標，按照表3相應方法進行指標空間化，獲得指標空間分布柵格數據，建立土地利用圖斑單元國土空間功能矩陣

式中v為圖斑國土空間類型的原始功能值；為土地利用地類圖斑數；為國土空間功能種類數。

最后，建立土地利用類型、地類圖斑的標準化國土空間功能對角陣

2.3.2 確定類土地利用的國土空間功能貢獻度

相同土地利用實體通過不同利用方式可實現不同國土空間功能，但就功能利用而言，同一土地利用類型對不同國土空間功能的貢獻度必然存在差異。為此，應用層次分析法（AHP）確定土地利用類型對不同國土空間功能的貢獻權重，建立土地利用類型的國土空間功能權向量

式中W表示類土地利用對應的第類國土空間功能的權重。

2.3.3 確定類土地利用的第個地類圖斑的優(yōu)勢國土空間功能

2.4 土地利用功能時空異質性與主導國土空間功能識別

一定空間范圍內的同種土地利用類型通常具備多種優(yōu)勢國土空間功能，而土地利用對應的國土空間功能時常表現出復雜的時空異質性。如果不考慮時空異質性影響，僅憑國土空間功能值大小很難從這些優(yōu)勢國土空間功能中辨識出土地利用主導功能。本文借助地理探測器統(tǒng)計[41]探測多年（2010、2015、2020年）土地利用與其優(yōu)勢功能之間的空間分異性的耦合度，利用耦合度時間剖面圖刻畫土地利用優(yōu)勢功能空間分異性的動態(tài)性（時空異質性），再經過綜合分析辨識出土地利用主導功能（特別約定：當某類土地利用多年都只識別出同一種優(yōu)勢國土空間功能，則將該優(yōu)勢國土空間功能直接認定為該類土地的主導國土空間功能）。

2.4.1類土地利用主導功能初選

受土地利用功能時空異質性影響，土地利用優(yōu)勢功能數量和結構也會隨時發(fā)生改變。假設類土地利用對應的優(yōu)勢國土空間功能S(=1,2,…,)在年中出現了次，那么該功能在類土地利用空間范圍內的出現頻率p=/。將p≥2/3的優(yōu)勢國土空間功能提取出來，作為類土地利用初選主導功能。

2.4.2類土地利用與其初選主導功能空間分布耦合性計量

采用地理探測器統(tǒng)計[41]度量類土地利用與其初選國土空間主導功能S空間分布的耦合性，具體步驟為：

第3步，計算值，公式為[41]

式中為初選國土空間主導功能S的類別編號，1,2；為類土地利用與其S的空間分布耦合度，表示S解釋了（100·）%的土地利用類型，值域為[0,1]，值越大表示S對土地利用類型的解釋力越強（二者空間分布的耦合度越高）。特別地，1表示S與其所對應的土地利用在空間分布上完全耦合，0表示S與其所對應的土地利用在空間分布沒有任何關聯(lián)。

第4步，檢驗值顯著性[41]。

2.4.3類土地利用主導功能識別

由于土地利用功能時空異質性的影響，類土地利用與其初選主導功能S的空間分布耦合度（值）同樣存在時空異質性，僅憑值數量大小很難確定土地利用主導功能。本研究通過繪制值時間剖面圖，對類土地利用與其初選主導功能的空間分布耦合度進行可視化，直觀呈現其動態(tài)變化規(guī)律，最后經綜合分析確定類土地利用對應的主導國土空間功能。

表3 國土空間功能量化指標及其空間化方法

3 結果與分析

3.1 土地利用優(yōu)勢功能時空異質性分析

2010—2020年，邛崍市土地利用類型對應的優(yōu)勢功能普遍存在時空異質性（圖3），主要表現為（以其他林地和河流水面為例加以闡明）：

1）同一地點相同地類對應的優(yōu)勢功能會隨時間變化而發(fā)生改變。2010—2020年，其他林地在同一地點的優(yōu)勢功能隨時間發(fā)生了明顯變化。以圖斑A為例（圖3），2010年優(yōu)勢功能為氣候調節(jié)功能，2015年變化為土壤保持功能，2020年轉變?yōu)槌跫壆a品生產功能。同樣，2010 —2020年，河流水面在同一地點上的優(yōu)勢功能亦表現出較強的時間異質性。以圖斑B為例（圖3），2010年優(yōu)勢功能為氣候調節(jié)功能，2015年變化為水資源供給功能，2020年轉變?yōu)樯锒鄻有跃S持功能。類似地，其他地類上同一地點相同地類對應的優(yōu)勢功能也存在明顯的時間異質性（圖3）。

2）同一時間相同地類對應的優(yōu)勢功能在空間分布上存在差異。以其他林地為例，2010年其他林地北部地區(qū)對應的優(yōu)勢功能為初級產品生產功能，南部地區(qū)對應的優(yōu)勢功能則變?yōu)闅夂蛘{節(jié)功能，到了中部及西南部其優(yōu)勢功能又轉變?yōu)橥寥辣３止δ?。再比?010年的河流水面，在河流水面地類東部主要表現為生物多樣性維持功能，在其西部零散分布有水資源供給功能，而在中部主要為氣候調節(jié)功能。類似地，在不同時期的其他地類中，同一地類對應的優(yōu)勢功能同樣呈現出復雜的空間異質性（圖3）。

3）相同地類對應的優(yōu)勢功能的空間分布及其差異會隨時間而變化。以其他林地為例，在2010—2020年間，其初級產品生產功能逐漸由該地類北部向南部轉移，氣候調節(jié)功能由該地類南部向北部轉移，土壤保持功能由集中分布（中部、西南部）趨于零散分布。再比如河流水面，2010—2020年，其水資源供給功能由河流水面西部向東部轉移；生物多樣性維持功能前期由集中分布在河流水面東部轉變?yōu)榱闵⒎植荚谄湮鞑?，又逐漸回到該地類東部；氣候調節(jié)功能先由集中分布在河流水面中部轉變?yōu)榱闵⒎植荚诤恿餮匕兜貐^(qū)，后又回到該地類中部。類似地，其他地類對應的優(yōu)勢功能的空間分布一樣呈現出明顯而復雜的時空異質性（圖3）。

3.2 土地利用與優(yōu)勢功能時空耦合性分析

研究區(qū)有26種土地利用類型，但本文只對其中14種地類進行優(yōu)勢功能時空耦合性分析（表4），這是因為研究使用的農村土地利用變更調查數據，未對城市、建制鎮(zhèn)、村莊、特殊用地進行細分，無法區(qū)分地類內部國土空間功能；采礦用地、風景名勝用地、設施農用地、公路用地、農村道路、鐵路用地、水工建筑用地、水庫水面等8種地類只識別出一種優(yōu)勢功能。因此，未對這些地類進行優(yōu)勢功能時空耦合性分析。

1）土地利用布局與其優(yōu)勢功能空間分布存在耦合性。各土地利用類型至少存在一種優(yōu)勢功能與之存在空間分布耦合性（即值顯著）（表4）。其中，溝渠、內陸灘涂、其他草地、其他園地4種地類均只與一種優(yōu)勢功能空間分布存在耦合性，分別為水資源供給功能、生物多樣性維持功能、土壤保持功能、農業(yè)產品供給功能。其余10種土地利用類型均與多種優(yōu)勢功能空間分布存在耦合性。園地、耕地多數時期與2種優(yōu)勢功能空間分布存在耦合性，且都同農業(yè)產品供給功能空間分布存在顯著耦合。與林地、水域存在空間分布耦合性的優(yōu)勢功能類型比與園地、耕地耦合的類型多。例如，有林地與初級產品生產、氣候調節(jié)、生物多樣性維持、土壤保持4種功能空間分布均存在耦合性；河流水面與氣候調節(jié)、生物多樣性維持、水資源供給3種功能空間分布均存在耦合性?？傮w上看，所有土地利用類型都有與之存在耦合性的優(yōu)勢功能，且絕大多數與多種優(yōu)勢功能存在耦合性，僅有極少數與一種優(yōu)勢功能存在耦合性。

2）土地利用布局與其優(yōu)勢功能空間分布的耦合度存在時間異質性。一方面，與土地利用耦合的優(yōu)勢功能類型不穩(wěn)定，不同時期土地利用對應的優(yōu)勢功能類型不一樣（表4）。例如，茶園在2010年、2020年均只與農業(yè)產品供給1種功能空間分布耦合，但在2015年與農業(yè)產品供給、氣候調節(jié)2種功能空間分布存在耦合性。另一方面，土地利用類型與耦合的優(yōu)勢功能的耦合度不穩(wěn)定，會隨時間變化。例如，河流水面與優(yōu)勢功能的耦合度（值）隨著時間的推移總體表現為先升高后降低；坑塘水面、內陸灘涂、其他林地、有林地與絕大部分自然生態(tài)空間優(yōu)勢功能的耦合度隨時間變化總體表現為先降低后升高，這可能是由于邛崍市是國家生態(tài)文明建設示范縣和《成都“西控”戰(zhàn)略總體規(guī)劃（2017—2035年）》主體區(qū)，近年來大力實施生態(tài)建設，積極推進產業(yè)轉型，發(fā)展綠色低碳產業(yè)，區(qū)域生態(tài)功能得以逐步恢復提升，從而促使這些地類與大多數自然生態(tài)空間優(yōu)勢功能耦合度有所增加。

表4 2010、2015、2020年各地類與其優(yōu)勢功能空間分布耦合性計量

注：“R11、E11”等表示國土空間三級類型編碼，其含義同表2；“*、**、***”分別表示值在0.1、0.05、0.001水平下顯著。

Note: “R11, E11” and so on are the codes of the third-level types of territorial space, and have the meanings stated in Table 2; “*, **, ***” means that the-value was significant at the level of 0.1, 0.05, and 0.001, respectively.

3.3 土地利用主導功能識別結果分析

在研究區(qū)，與土地利用布局耦合的國土空間功能結構和耦合度均存在時間異質性，因而通過繪制土地利用與其初選主導功能空間分布耦合度（值）時間剖面圖（圖 4），經綜合分析確定土地利用主導功能。

1）耕地主導功能。邛崍市耕地包括水田、旱地和水澆地3類。這3種類型與農業(yè)產品供給功能的耦合度均大于同地類中其他優(yōu)勢功能，而且農業(yè)產品供給功能值隨時間波動小、顯著性高，因此將其作為這3種土地利用類型的主導功能。

2）園地主導功能。邛崍市園地包括茶園、果園和其他園地3類。其中，茶園對應的各優(yōu)勢功能中，土壤保持功能值最大，但三年中其值在各個水平上均不顯著，無統(tǒng)計學意義；氣候調節(jié)功能、初級產品生產功能的值隨時間變化幅度大，穩(wěn)定性差；農業(yè)產品供給功能三年中值雖不及最大值，但總體波動小，穩(wěn)定性好，且三年值均在0.001水平下顯著，故將其作為主導功能。同理，可將農業(yè)產品供給功能作為其他園地的主導功能。果園對應的氣候調節(jié)功能、農業(yè)產品供給功能三年值均顯著，但氣候調節(jié)功能值不及農業(yè)產品供給功能穩(wěn)定，因此將農業(yè)產品供給功能作為果園主導功能。

3）林地主導功能。邛崍市林地包括有林地、灌木林地、其他林地3類。在有林地對應的優(yōu)勢功能中，土壤保持功能值僅在2010年顯著，其余兩年均不顯著，表明該功能與有林地的空間分布耦合性較差。初級產品生產功能三年值均顯著，且2010年值為三年各優(yōu)勢功能最大值；生物多樣性維持功能值波動幅度小，穩(wěn)定性強；氣候調節(jié)功能三年值均在0.001水平下顯著。表明這些優(yōu)勢功能與有林地都有較高的空間分布耦合度，因此將其全部作為有林地主導功能。在灌木林地對應的優(yōu)勢功能中，土壤保持功能值在2010—2020年均顯著，而生物多樣性維持功能值僅在2015年顯著，因此選擇土壤保持功能為主導功能。在其他林地對應的優(yōu)勢功能中，氣候調節(jié)功能值波動較大，且2020年值不顯著；土壤保持功能值僅在2020年具有顯著性；初級產品生產功能值雖呈現出一定波動性，但總體變幅平穩(wěn)，且三年值均顯著，因此將其作為其他林地主導功能。

4）草地主導功能。邛崍市僅有其他草地一種草地類型，在其對應的優(yōu)勢功能中，生物多樣性維持功能三年值均不顯著，無統(tǒng)計學意義，而土壤保持功能雖有一年值不具顯著性，但其余兩年值均在0.05水平下顯著，因此將其作為其他草地主導功能。

5）水域及水利設施用地主導功能。邛崍市有河流水面、坑塘水面、內陸灘涂和溝渠4種水域及水利設施用地。在河流水面對應的優(yōu)勢功能中，氣候調節(jié)功能值最小，隨時間變化波動較大，且其值僅在2015年具有顯著性；水資源供給和生物多樣性維持功能三年統(tǒng)計結果均顯著，但水資源供給功能三年值均為最大值，因此將其作為河流水面主導功能。與坑塘水面對應的4種優(yōu)勢功能值均呈現較大波動，其中水資源供給功能值增長速度最快，穩(wěn)定性差，且在2010年不顯著，因此不宜作為主導功能；氣候調節(jié)、生物多樣性維持和環(huán)境凈化功能值三年均顯著，但環(huán)境凈化功能值在三年中有兩年（2010、2020年）與坑塘水面空間耦合度最高，因此將其作為坑塘水面主導功能。三年內，內陸灘涂和溝渠均只與一種優(yōu)勢功能存在空間分布耦合性，分別為生物多樣性維持和水資源供給，因此直接選擇其作為主導功能。

6）城鎮(zhèn)村及工礦用地等其他地類主導功能。在城鎮(zhèn)、村莊、建制鎮(zhèn)和特殊用地類型中，由于受限于研究數據，無法細分其內部主導功能，所以將三年出現頻率大于2/3的所有優(yōu)勢功能作為該地類主導功能，即城市、建制鎮(zhèn)都以工業(yè)產品供給、服務業(yè)產品供給、城鎮(zhèn)居住承載、城鎮(zhèn)生活保障為主導功能，特殊用地以城市生活保障、鄉(xiāng)村生活保障為主導功能，村莊以鄉(xiāng)村居住承載、鄉(xiāng)村生活保障為主導功能。此外，在公路用地、農村道路用地、鐵路用地、采礦用地、設施農用地、水工建筑用地、水庫水面、風景名勝用地中，均只識別出一種優(yōu)勢功能，且三年都存在，因此直接將其作為該地類的主導功能，即將工業(yè)產品供給、氣候調節(jié)、農業(yè)產品供給、水資源供給、環(huán)境凈化分別作為采礦用地、風景名勝用地、設施農用地、水工建筑用地、水庫水面主導功能，運輸服務供給作為公路用地、農村道路、鐵路用地主導功能。

3.4 國土空間分類體系構建結果

根據各地類主導功能（圖4），建立土地利用類型與國土空間類型之間的對應關系，得到邛崍市國土空間分類及其與土地利用分類的銜接關系（表5）。

表5 邛崍市國土空間分類體系

邛崍市國土空間分類體系包括3個一級類、7個二級類、14個三級類。相較于前文提出的國土空間分類理論框架體系（表2），邛崍市二級國土空間中沒有文化服務空間，三級國土空間中沒有氣體調節(jié)功能區(qū)和美學景觀功能區(qū)，這是因為氣體調節(jié)功能和美學景觀功能與其相應的土地利用布局的耦合度及其平穩(wěn)性均不及其他功能區(qū)，表明土地利用優(yōu)勢功能的時空異質性以及土地利用與其優(yōu)勢功能動態(tài)耦合性確實會影響國土空間分類結果。因此，本研究提出的基于土地利用及其功能時空異質性和動態(tài)耦合性的國土空間分類體系構建方法是有益的，它能夠使構建的國土空間分類體系更加符合區(qū)域實際，避免定性分析理論構建產生的偏差，進一步增強國土空間分類結果的可靠性。

4 討 論

FAO[7]、CORINE[4]等國際分類和國內土地行業(yè)大多分類均以功能覆蓋為分類依據，特別是國內影響深遠的土地分類體系，雖從二維平面上實現了國土空間全覆蓋，但由于土地利用只能映射國土空間地表特征，忽略了國土空間功能屬性，無法滿足空間規(guī)劃表達復合國土空間之需，而且缺少國家政策銜接空間。因此，結合“三區(qū)三線”、“三生空間”等國家政策要求，從功能用途視角出發(fā)，構建以“3大空間（城鎮(zhèn)、鄉(xiāng)村、自然生態(tài)空間）、3類功能（生產、生活、生態(tài)功能）、多種用途”為核心的陸域國土空間分類理論框架體系，彌補了直接將土地利用/覆蓋分類當作國土空間分類的不足，豐富了國土空間分類理論體系。

國土功能空間是抽象空間，需依托實體空間得以實現。但部分研究卻忽視了國土空間分類在實體空間上的落地性，導致分類體系可執(zhí)行度不高、推廣性不強[2]。土地利用分類是實體分類，能與大多數行業(yè)空間分類建立對應關系[11,26]，是國土空間規(guī)劃的基礎。雖然有研究基于土地利用分類，采用歸并分類法等定性分析法識別國土空間類型，實現了國土空間分類與土地利用分類的銜接轉換[11]。但受限于定性分析主觀因素制約，其分類結果尚存在一定理論局限。因此，本文以地類圖斑為單元，功能測度為紐帶，提出了一種基于土地利用類型定量識別國土空間、構建國土空間分類與土地利用類型二者間銜接轉換關系的方法，克服了定性識別國土空間類型的主觀局限，增強了國土空間分類的執(zhí)行度。

土地利用類型對應的優(yōu)勢國土空間功能存在時空異質性，而且其時間異質性及其與土地利用的動態(tài)耦合性特征明顯，這是由土地利用多功能性和國土空間功能時空異質性綜合所致。當前基于土地利用的國土空間分類研究幾乎都忽略了土地利用及其功能的時空異質性和動態(tài)耦合性[13-14,22]。研究借助地理探測器統(tǒng)計和時間剖面圖，揭示了土地利用與其對應國土空間功能的時空異質性和耦合度，提出了一種基于土地利用及其功能時空異質性和動態(tài)耦合性的國土空間分類體系構建方法，建立了邛崍市國土空間分類體系及其與土地利用分類的對應關系，解決了基于土地利用類型定量識別國土空間類型中忽略土地利用及其功能的時空異質性和動態(tài)耦合性的問題，為國土空間分類提供了新視角。

雖然研究取得了有益成果，但仍存在一些不足：一是土地利用類型對不同國土空間功能的響應權重度量依賴于不同學科專家的知識經驗，可能會受到主觀因素影響，導致土地利用類型對應的國土空間功能度量結果偏離實際。在將來的研究或實踐中，為確保響應權重的準確性，可以綜合主、客觀賦權法確定權重，降低人為主觀誤判帶來的影響；二是研究所得國土空間分類體系存在一個地類對應多類國土空間的現象，這是由于土地利用現狀分類（GB/T21010—2007）中農村土地調查分類未對城市、建制鎮(zhèn)、村莊進行地類細分，無法區(qū)分地類內部對應的國土空間功能，深入研究可通過高分影像獲取相應用地內部地類，再按本研究提出的方法識別其主導功能，確定國土空間類型。三是本文選擇的研究區(qū)雖然具有常見地貌類型，覆蓋了絕大部分土地類型（全國第二次土地調查二級分類有38個，邛崍市覆蓋了26個），能夠代表中國西南典型地貌區(qū)土地利用/覆被狀況，但受地理區(qū)位和自然地理條件影響，研究區(qū)沒有海洋、沙漠、荒漠等土地利用/覆被類型，未來研究可以應用本研究提出的方法在地形地貌和土地利用/覆被不同的其他區(qū)域開展國土空間分類體系構建研究與應用實踐，以進一步檢驗并改進本文提出的國土空間分類系統(tǒng)構建方法。

5 結 論

以土地利用及其功能時空異質性和動態(tài)耦合性為視角，應用地理探測器統(tǒng)計、時間剖面圖等方法，建立了一種基于土地利用及其功能時空異質性和動態(tài)耦合性的國土空間分類體系構建方法，構建了邛崍市國土空間分類體系及其與土地利用分類體系的銜接關系，主要結論為：

1）2010—2020年，邛崍市土地利用類型對應的優(yōu)勢功能普遍存在時空異質性，有必要在國土空間分類體系構建中考慮土地利用功能時空異質性。土地利用格局與其優(yōu)勢功能空間分布存在耦合性，而且耦合度及其與之耦合的國土空間功能結構均存在時間異質性，呈現出顯著的動態(tài)性和非平穩(wěn)性。不能單憑值大小確定土地利用主導功能，而應借助時間剖面圖等方法綜合分析確定土地利用主導功能。

2）邛崍市國土空間分類體系包括城鎮(zhèn)、鄉(xiāng)村和自然生態(tài)3個一級空間類型，城鎮(zhèn)生產、城鎮(zhèn)生活、鄉(xiāng)村生產、鄉(xiāng)村生活、供給服務、調節(jié)服務和支持服務7個二級空間類型，以及工業(yè)產品供給、服務業(yè)產品供給、城鎮(zhèn)居住承載等14個三級空間類型。相較于國土空間分類理論框架體系（表2），邛崍市二級國土空間中沒有文化服務空間，三級國土空間中沒有氣體調節(jié)功能區(qū)和美學景觀功能區(qū)，表明土地利用優(yōu)勢功能的時空異質性以及土地利用與其優(yōu)勢功能動態(tài)耦合性確實會影響國土空間分類結果。

3）建立了國土空間類型與土地利用類型的對應關系，實現“虛”的國土空間功能通過“實”的土地利用得以表達，為利用歷史土地分類形成的統(tǒng)計數據和規(guī)劃成果提供了有效途徑。部分土地利用類型與國土空間類型存在多對一關系。其中，水田、旱地、水澆地、茶園、果園、其他園地和設施農用地對應農業(yè)產品供給功能，河流水面、溝渠和水工建筑用地對應水資源供給功能，坑塘水面、水庫水面對應環(huán)境凈化功能，公路用地、農村道路、鐵路用地對應運輸服務供給功能。部分土地利用類型與國土空間類型存在一一對應關系，即內陸灘涂、灌木林地、其他林地、其他草地、采礦用地、風景名勝用地分別對應生物多樣性維持功能、土壤保持功能、初級產品生產功能、土壤保持功能、工業(yè)產品供給功能和氣候調節(jié)功能。部分土地利用類型與國土空間類型存在一對多關系。其中，林地對應初級產品生產、生物多樣性維持和氣候調節(jié)3種功能，城市、建制鎮(zhèn)與工業(yè)產品供給、服務業(yè)產品供給、城鎮(zhèn)居住承載、城鎮(zhèn)生活保障4種功能相對應，特殊用地對應城市生活保障、鄉(xiāng)村生活保障2種功能，村莊對應鄉(xiāng)村居住承載、鄉(xiāng)村生活保障2種功能。

[1] 李升發(fā)，陳偉蓮，張虹鷗. 關于我國空間規(guī)劃用地分類的思考[J]. 城市與區(qū)域規(guī)劃研究，2017，9(4)：59-71.

Li Shengfa, Chen Weilian, Zhang Hongou. Reflections on land use classification in spatial planning in China[J]. Journal of Urban Regional Planning, 2017, 9(4): 59-71. (in Chinese with English abstract)

[2] 孔江偉，曾堅，高夢溪. 生態(tài)文明視角下國土空間分類體系探討[J]. 規(guī)劃師，2019，35(23)：60-68.

Kong Jiangwei, Zeng Jian, Gao Mengxi. Categorization of national space from the perspective of ecological civilization[J]. Planners, 2019, 35(23): 60-68. (in Chinese with English abstract)

[3] Directorate for Public Governance and Territorial Development. OECD regional typology[R]. OECD, 2010.

[4] Feranec J, Hazeu G, Christensen S, et al. CORINE land cover change detection in Europe (case studies of the Netherlands and Slovakia)[J]. Land Use Policy, 2007, 24(1): 234-247.

[5] Piorr A, Ravetz J, Tosics I. Peri-Urbanisation in Europe[M]. Copenhagen: Forest & Landscape University of Copenhagen, 2011.

[6] Wandl A, Nadin V, Zonneveld W, et al. Beyond urban–rural classifications: Characterising and mapping territories-in-between across Europe[J]. Landscape and Urban Planning, 2014, 130: 50-63.

[7] Di Gregorio A, Jansen L J M. Land cover classification system (LCCS): Classification concepts and user manual[R]. Rome: Food and Agriculture Organization of the United Nations, 2000.

[8] Loveland T R, Reed B C, Brown J F, et al. Development of a global land cover characteristics database and IGBP DISCover from 1 km AVHRR data[J]. International Journal of Remote Sensing, 2000, 21(6/7): 1303-1330.

[9] Anderson J R. Land use classification schemes used in selected recent geographic applications of remote sensing[J]. Photogrammetric Engineering, 1971, 37(4): 379-387.

[10] Anderson J R, Hardy E E, Roach J T, et al. A land use and land cover classification system for use with remote sensor data[R]. Washington, WA, USA: United States Government Printing Office, 1976.

[11] 張合兵，李銘輝，張青磊. 基于多源數據的國土空間規(guī)劃用地分類體系構建和土地類型識別[J]. 農業(yè)工程學報，2020，36(5)：261-269.

Zhang Hebing, Li Minghui, Zhang Qinglei. Construction of land classification system and land type identification for territorial spatial planning based on multi-source data[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2020, 36(5): 261-269. (in Chinese with English abstract)

[12] 鄒利林，王建英，胡學東. 中國縣級“三生用地”分類體系的理論構建與實證分析[J]. 中國土地科學，2018，32(4)：59-66.

Zou Lilin, Wang Jianying, Hu Xuedong. A classification system of production-living-ecological land on the county level: Theory building and empirical research[J]. China Land Science, 2018, 32(4): 59-66. (in Chinese with English abstract)

[13] Zou L L, Liu Y S, Yang J X, et al. Quantitative identification and spatial analysis of land use ecological-production-living functions in rural areas on China's southeast coast[J]. Habitat International, 2020, 100: 102182.

[14] Liu C, Xu Y Q, Huang A, et al. Spatial identification of land use multifunctionality at grid scale in farming-pastoral area: A case study of Zhangjiakou City, China[J]. Habitat International, 2018, 76: 48-61.

[15] Zhang Y N, Long H L, Tu S S, et al. Spatial identification of land use functions and their tradeoffs/synergies in China: Implications for sustainable land management[J]. Ecological Indicators, 2019, 107: 105550.

[16] Zhou D, Xu J C, Lin Z L. Conflict or coordination? Assessing land use multi-functionalization using production-living-ecology analysis[J]. Science of the Total Environment, 2017, 577: 136-147.

[17] Fan Y T, Jin X B, Gan L, et al. Spatial identification and dynamic analysis of land use functions reveals distinct zones of multiple functions in eastern China[J]. Science of the Total Environment, 2018, 642: 33-44.

[18] Cadenasso M L, Pickett S T A, Schwarz P K. Spatial heterogeneity in urban ecosystems: Reconceptualizing land cover and a framework for classification[J]. Frontiers in Ecology and the Environment, 2007, 5(2): 80-88.

[19] Yan X, Cai Z, Wang S, et al. Direct measurement of soil organic carbon content change in the croplands of China[J]. Global Change Biology, 2011, 17(3): 1487-1496.

[20] Liu Y S, Zhou Y. Territory spatial planning and national governance system in China[J]. Land Use Policy, 2021, 102: 105288.

[21] Smyth A J, Dumanski J, Spendjian G, et al. FESLM: An International Framework for Evaluating Sustainable Land Management[M]. Rome: FAO, 1993.

[22] Peng L, Wang X X, Chen T T. Multifunctional land-use value mapping and space type classification: A case study of Puge County, China[J]. Natural Resource Modeling, 2019, 32(4): e12212.

[23] 蔡海生，陳藝，查東平，等. 基于主導功能的國土空間生態(tài)修復分區(qū)的原理與方法[J]. 農業(yè)工程學報，2020，36(15)：261-270.

Cai Haisheng, Chen Yi, Zha Dongping, et al. Principle and method for ecological restoration zoning of territorial space based on the dominant function[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2020, 36(15): 261-270. (in Chinese with English abstract)

[24] 傅伯杰. 國土空間生態(tài)修復亟待把握的幾個要點[J]. 中國科學院院刊，2021，36(1)：64-69. Fu Bojie. Several key points in territorial ecological restoration[J]. Bulletin of Chinese Academy of Sciences, 2021, 36(1): 64-69. (in Chinese with English abstract)

[25] 文蘭嬌，張晶晶. 國土空間管制、土地非均衡發(fā)展與外部性研究：回顧與展望[J]. 中國土地科學，2015，29(7)：4-12.

Wen Lanjiao, Zhang Jingjing. Progress and trends of land spatial regulation, unbalanced development and spatial externalities[J]. China Land Sciences, 2015, 29(7): 4-12. (in Chinese with English abstract)

[26] 林堅，柳巧云，李婧怡. 探索建立面向新型城鎮(zhèn)化的國土空間分類體系[J]. 城市發(fā)展研究，2016，23(4)：51-60.

Lin Jian, Liu Qiaoyun, Li Jingyi. Research on establishing a land space utilization classification for new urbanization[J]. Urban Development Studies, 2016, 23(4): 51-60. (in Chinese with English abstract)

[27] Costanza R, d’Arge R, Groot R D, et al. The value of the world’s ecosystem services and natural capital[J]. Nature, 1997, 387: 253-260.

[28] Groot R, Wilson M A, Boumans R M J. A typology for the classification, description and valuation of ecosystem functions, goods and services[J]. Ecological Economics, 2002, 41(3): 393-408.

[29] Xie G D, Zhen L, Lu C X, et al. Applying value transfer method for eco-service valuation in China[J]. Journal of Resources and Ecology, 2010, 1(1): 51-59.

[30] 王穎，劉學良，魏旭紅，等. 區(qū)域空間規(guī)劃的方法和實踐初探：從“三生空間”到“三區(qū)三線”[J]. 城市規(guī)劃學刊，2018(4)：65-74.

Wang Ying, Liu Xueliang, Wei Xuhong, et al. The method and practice of regional spatial planning from “three basic spaces” to “three-zones and three-lines”[J]. Urban Planning Forum, 2018(4): 65-74. (in Chinese with English abstract)

[31] 王開泳. 城市生活空間研究述評[J]. 地理科學進展，2011，30(6)：691-698.

Wang Kaiyong. Review and prospect of the researches on urban living space[J]. Progress in Geography, 2011, 30(6): 691-698. (in Chinese with English abstract)

[32] 孫施文. 城鄉(xiāng)規(guī)劃學名詞[M]. 北京：科學出版社，2020.

[33] 王成，李顥穎. 鄉(xiāng)村生產空間系統(tǒng)的概念性認知及其研究框架[J]. 地理科學進展，2017，36(8)：913-923.

Wang Cheng, Li Haoying. Conceptual and research frameworks of rural production space system[J]. Progress in Geography, 2017, 36(8): 913-923. (in Chinese with English abstract)

[34] 高麗，李紅波，張小林. 中國鄉(xiāng)村生活空間研究溯源及展望[J]. 地理科學進展，2020，39(4)：660-669.

Gao Li, Li Hongbo, Zhang Xiaolin. Historical development and prospect of rural living space research in China[J]. Progress in Geography, 2020, 39(4): 660-669. (in Chinese with English abstract)

[35] 劉超，許月卿，劉焱序，等. 基于系統(tǒng)論的土地利用多功能分類及評價指標體系研究[J]. 北京大學學報：自然科學版，2018，54(1)：184-191.

Liu Chao, Xu Yueqing, Liu Yanxu, et al. Research on Land Use Functions Classification and Evaluation System Based on System Theory[J]. Acta Scientiarum Naturalium Universitatis Pekinensis, 2018, 54(1): 184-191. (in Chinese with English abstract)

[36] 朱文泉，潘耀忠，張錦水. 中國陸地植被凈初級生產力遙感估算[J]. 植物生態(tài)學報，2007，31(3)：413-424.

Zhu Wenquan, Pan Yaozhong, Zhang Jinshui. Estimation of net primary productivity of Chinese terrestrial vegetation based on remote sensing[J]. Journal of Plant Ecology, 2007, 31(3): 413-424. (in Chinese with English abstract)

[37] 孫睿，劉昌明，李小文. 利用累積NDVI估算黃河流域年蒸散量[J]. 自然資源學報，2003，18(2)：155-160.

Sun Rui, Liu Changming, Li Xiaowen. Estimation of evapotranspiration in the Yellow River basin using integrated NDVI[J]. Journal of Nature Resources, 2003, 18(2): 155-160. (in Chinese with English abstract)

[38] 謝高地，張彩霞，張雷明，等. 基于單位面積價值當量因子的生態(tài)系統(tǒng)服務價值化方法[J]. 自然資源學報，2015，30(8)：1243-1254.

Xie Gaodi, Zhang Caixia, Zhang Leiming, et al. Improvement of the evaluation method for ecosystem service value based on Per Unit Area[J]. Journal of Nature Resources, 2015, 30(8): 1243-1254. (in Chinese with English abstract)

[39] Ganasri B P, Ramesh H. Assessment of soil erosion by RUSLE model using remote sensing and GIS: A case study of Nethravathi Basin[J]. Geoscience Frontiers, 2016, 7(6): 953-961.

[40] Chu L, Sun T C, Wang T W, et al. Evolution and prediction of landscape pattern and habitat quality based on CA-Markov and InVEST model in Hubei Section of Three Gorges Reservoir Area(TGRA)[J]. Sustainability, 2018, 10(11): 3854.

[41] Wang J F, Zhang T L, Fu B J. A measure of spatial stratified heterogeneity[J]. Ecological Indicators, 2016, 67: 250-256.

Classification system for county-level territorial space using spatiotemporal heterogeneity and dynamic coupling of land use and functionality

Ou Dinghua1,2, Zhang Qi1, Qin Jing1, Gong Shangqi1, Wu Yijie1, Zheng Zhongshuai1, Xia Jianguo1, Bian Jinhu3, Gao Xuesong1,2※

(1.,,611130,; 2.,,,,611130,;3.,,610041,)

A territorial planning can widely be established to integrate the functional zoning, urban and rural land use for the sustainable management of natural resources. A classification system of new patterns in the territorial space can enable better economic and environmental outcomes from the management in modern agriculture. However, some previous studies cannot consider the functional attributes of territorial space in the quantitative analysis. Taking the Qionglai City in Sichuan Province of China as an example, this study aims to conduct a new classification system for county-level territorial space using the spatiotemporal heterogeneity and dynamic coupling between land use and superior functionality. A spatiotemporal analysis was also made using the-statistic method from both land cover and land functionality perspectives. The results showed that: 1) There was the spatiotemporal heterogeneity in the superior territorial space functions of land use in the study area during 2010-2020. There was also the coupling spatial distribution between land use and the superior territorial space functions. Moreover, there was the temporal heterogeneity for the degree of coupling, and the structure of the territorial space functions corresponding to the land use types. Therefore, it is highly necessary to consider the spatiotemporal heterogeneity in the superior territorial space functions of land use, and the dynamic coupling between land use and the superior territorial space functions, when constructing the classification system of territorial space. 2) The classification of territorial space consisted of 3 the first-, 7 the second-, and 14 the third-level space types. There were some differences in the final classification from the theoretical framework, indicating a significant influence from the spatiotemporal heterogeneity and the dynamic coupling between land use and the superior territorial space functions. As such, a better matching to the regional reality was achieved to avoid the deviation caused by the previous qualitative analysis. 3) The type relationship between the territorial space and land use was established to realize the "virtual" territorial space functions that expressed by "real" land use. Correspondingly, an effective way was provided to utilize the historical and achievement data. The proposed classification system can also be expected to complement the national territorial space planning and management in the similar regions, such as, the territorial space zoning, the delimitation of “three lines” (“three lines” represent the ecological protection redline, permanent capital farmland, and urban development boundary), land use planning, and sustainable land management.

land use; function; classification; territorial space; dominant function; geographical detectors; spatiotemporal dynamic coupling analysis; Qionglai city

2021-07-08

2021-12-14

國家自然科學基金項目（41701432）；四川省科技計劃項目（2020YFS0335、2021YFH0121、2021YFS0279）；四川省自然資源科研項目（Kj-2021-7）；四川農業(yè)大學雙支計劃項目（2018、2019、2020年）

歐定華，博士，特聘副教授，研究方向為國土空間規(guī)劃、國土整治與生態(tài)修復。Email：oudinghua@hotmail.com

高雪松，教授，博士，博士生導師，2013-2014年公派美國麻省理工學院訪學，研究方向為土地資源利用與規(guī)劃。Email：14340@sicau.edu.cn

10.11975/j.issn.1002-6819.2021.24.032

F301.2

A

1002-6819(2021)-24-0284-13

歐定華，張琪，秦景，等.基于土地利用與其功能動態(tài)耦合性的縣域國土空間分類體系構建[J]. 農業(yè)工程學報，2021，37(24)：284-296. doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2021.24.032 http://www.tcsae.org

Ou Dinghua, Zhang Qi, Qin Jing, et al. Classification system for county-level territorial space using spatiotemporal heterogeneity and dynamic coupling of land use and functionality[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2021, 37(24): 284-296. (in Chinese with English abstract) doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2021.24.032 http://www.tcsae.org