论文部分内容阅读
优化乡村发展布局是生态文明建设和乡村振兴战略的重要基础,目标是实现“生产空间集约高效、生活空间宜居适度、生态空间山清水秀”。四川丘陵区是长江经济带和长江上游生态屏障的重要组成部分,同时也是长江上中游生态环境脆弱、水土流失最为严重的区域,生产用地数量质量下降、生活用地无序混乱、生态用地破坏消失等问题突出,生产、生活、生态三大功能空间冲突失衡日益加剧,区域可持续发展和生态安全格局面临严峻挑战。因此,识别和刻画三生空间格局特征,优化配置三生空间发展布局,成为四川乡村振兴的必经之路。但是,我国现行的土地利用现状分类体系强调土地的经济社会属性,对生态功能考虑不足,不能满足三生空间分类识别及优化配置的需要。基于此,本文立足于四川丘陵区乡村空间,在土地生产、生活和生态功能分类基础上,构建了基于主体功能特征定位的生产—生活—生态用地分类系统,并以200多个典型丘陵区乡镇为样本,从数量、景观和功能等方面探讨了三生用地格局特征。其次,引入生态系统服务价值理论,构建三生用地经济和生态效益货币化评估体系,运用模糊聚类等方法定量识别评价三生用地综合效益最优区域。在此基础上,构建了BP-ANN数量结构优化模型和CLUE-S空间格局优化模型,提出了三生用地最优配比动态预测以及空间格局优化配置的方法体系。全文的主要研究结论如下:（1）从土地多功能性角度,构建了基于主体功能定位的四川丘陵区乡村生产—生活—生态用地分类系统。包含三级分类:一级类主要体现土地主体功能属性,包括生态用地、生产用地和生活用地三大类;二级类主要体现人工和生态系统的子功能特征,包括湿地、林地、草地、其他生态用地、农业生产用地、工矿生产用地、城镇生活用地、农村生活用地和交通运输用地9种类型;三级类主要体现三生子功能细分下的土地利用、覆被等特征,包括21种类型。该分类系统在综合评价三生功能的同时,充分考虑了与国家土地利用现状分类体系的对接,能够满足乡村三生空间分类识别及优化管制的需要。（2）从总体和区域层面,揭示了四川丘陵区三生用地数量、结构、分布特征及影响因素。四川丘陵区乡村三生用地结构以生产用地为主导,空间分布格局呈现区域差异性和规律性,受自然条件和社会经济因素的影响较大。生产、生活和生态用地分别占研究区总面积的66.06%、7.60%和26.34%,其中农业生产用地比重最高,其次为林地和农村生活用地。生产用地由中部向四周逐渐减少,总体上呈现中、北部高于西、南部的分布趋势,生态用地由中部向四周逐渐增加,生活用地的区域差异不明显。生态用地主要分布于丘陵中上部,生产用地主要分布于丘陵中下部及冲沟,生活用地主要分布于坡腰、冲沟及平坝。三生功能以生产和生态为主,其中生产功能以农林产品生产为主,生活功能以文化休闲和居住承载为主,各生态子功能间差异较小。纬度、相对高度和地表粗糙度等对生产、生态用地影响较大,人口密度、区位等对生活用地影响较明显。（3）基于生态系统服务理论,提出生态系统服务价值空间异质性校正方法,构建了三生用地综合效益货币化评估体系,实现了三生用地最优格局的定量评价识别。2015年,四川丘陵区乡镇国内生产总值（GDP）平均为24.15万元/公顷,人均GDP为4.95万元,高于全省平均水平,空间分布上北部和南部高于中部和西南部丘陵区;乡镇生态系统服务价值（ESV）平均为4.29万元/公顷,人均ESV为1.04万元,空间分布上南部和西南部高于北部和中部丘陵区,中部丘陵区最低;ESV主要由乔木林地、河流湿地、水田和旱地提供,服务类型以调节服务为主（占ESV总价值的75.69%）;样本乡镇ESV与GDP的平均比值为0.27,三生效益总体上处于失衡状态,是四川省生态系统服务的输入区。采用聚类分析将研究区划分为效益均衡、效益调整和效益提升3种类型,其中效益均衡型区域的三生用地格局最优,生产—生活—生态用地最优配比约为5∶1∶4。同时,增加生态用地面积提升三生综合效益的关键,也是三生用地格局的优化方向。（4）基于BP-ANN和CLUE-S模型,构建了小尺度下三生用地格局优化模型,提出了以区域差异为核心的三生用地最优配比动态预测及空间格局优化配置方法体系。以9项自然地理和社会经济指标为自变量,生产和生态用地比例为因变量,构建三生用地数量结构优化BP-ANN模型,初步解决了充分体现区域条件差异性,动态化、定量化预测三生用地最优配比的难题;BP-ANN优化后,样本乡镇生态用地比例平均提升9.2%,生产用地比例平均减少8.9%,生活用地则基本持平,同时南部和西南部丘陵区的优化结果已接近5∶1∶4的最优结构,中部和北部生态用地比例明显提升。其次,通过10项自然经济驱动因子Logistic回归,分析三生用地类型适宜性分布概率,构建三生用地空间格局优化CLUE-S模型,并以中部丘陵区效益提升型乡镇为例进行实证研究。CLUES模型采用三生综合效益整体最优策略,通过将土地生产潜力最低、坡度较大、地形复杂区域的生产用地转变为生态用地,在保留高质量耕地的同时提升了区域生态服务功能,改善了农业生产用地为主导的景观格局,实现了三生用地空间格局优化目标。