張 玥，代亞強(qiáng)，陳媛媛，柯新利

（華中農(nóng)業(yè)大學(xué)公共管理學(xué)院，湖北 武漢 430070）

土地是自然地理覆被與社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的重要載體，土地利用已成為重要的碳排放來(lái)源[1]。土地利用碳排放演變受多重因素綜合驅(qū)動(dòng)，土地利用轉(zhuǎn)型便是重要因素之一[2]。土地利用轉(zhuǎn)型的實(shí)質(zhì)是土地利用形態(tài)的趨勢(shì)性變化，與社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展要素解構(gòu)重組和交互作用相伴而生，包括顯性轉(zhuǎn)型和隱性轉(zhuǎn)型[3]。與土地利用顯性轉(zhuǎn)型相比，土地利用隱性轉(zhuǎn)型與社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)聯(lián)系更為密切，其區(qū)域性、綜合性和趨勢(shì)性特征更為明顯[4]。土地利用隱性轉(zhuǎn)型是土地利用碳排放演化的內(nèi)在驅(qū)動(dòng)，其與土地利用碳排放動(dòng)態(tài)響應(yīng)是反映社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)與土地利用系統(tǒng)關(guān)聯(lián)互饋的重要表征[4]。改革開(kāi)放以來(lái)，我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展推動(dòng)土地利用隱性轉(zhuǎn)型持續(xù)發(fā)展、勢(shì)頭迅猛，同時(shí)，當(dāng)前土地利用低碳減排工作形勢(shì)嚴(yán)峻、任重道遠(yuǎn)。在土地利用快速轉(zhuǎn)型過(guò)程中，有效緩解土地利用隱性轉(zhuǎn)型造成的土地利用碳排放壓力，尋求土地利用服務(wù)發(fā)展與低碳減排的并行路徑，不僅是加快土地資源管理方式向綜合性和科學(xué)性轉(zhuǎn)變的重要推動(dòng)，同時(shí)是統(tǒng)籌兼顧社會(huì)經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定發(fā)展與土地資源可持續(xù)利用的必然要求。因此，深入探究土地利用隱性轉(zhuǎn)型與土地利用碳排放的空間關(guān)聯(lián)關(guān)系具有重要的理論價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義。

近年來(lái)，土地利用隱性轉(zhuǎn)型與土地利用碳排放研究逐漸發(fā)展成熟，匯集諸多可資借鑒的理論基礎(chǔ)和方法實(shí)踐。土地利用隱性轉(zhuǎn)型根植于土地利用轉(zhuǎn)型理論框架，形成“特征刻畫(huà)—規(guī)律歸納—效應(yīng)甄別”的研究體系，依據(jù)其經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和生態(tài)效應(yīng)響應(yīng)規(guī)律加以協(xié)調(diào)引導(dǎo)[5-7]。土地利用碳排放研究多遵循“分類(lèi)解析—核算評(píng)價(jià)—優(yōu)化調(diào)控”的研究邏輯在不同尺度加以開(kāi)展，即采用清單核算法、樣地清查法和遙感估測(cè)法等方法對(duì)土地利用碳排放進(jìn)行核算并剖析其驅(qū)動(dòng)因素[8-9]，進(jìn)而通過(guò)土地整治、碳排補(bǔ)償?shù)葘?shí)現(xiàn)土地低碳利用[10-11]。綜上所述，現(xiàn)有研究均可為本文提供重要的理論參考和實(shí)踐支撐，但研究?jī)?nèi)容與研究尺度仍存在拓展空間。在研究?jī)?nèi)容方面，土地利用隱性轉(zhuǎn)型的生態(tài)效應(yīng)較多關(guān)注土地利用隱性轉(zhuǎn)型引致的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能演變與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值損益，其碳排放效應(yīng)研究略顯匱乏；同時(shí)，土地利用碳排放研究多基于土地利用數(shù)量結(jié)構(gòu)與空間格局等土地利用顯性轉(zhuǎn)型過(guò)程，其與土地利用隱性轉(zhuǎn)型關(guān)聯(lián)尚不明晰。在研究尺度方面，土地利用隱性轉(zhuǎn)型與土地利用碳排放具有區(qū)域性，兩者空間關(guān)聯(lián)呈現(xiàn)動(dòng)態(tài)演進(jìn)和空間異質(zhì)特征，不同地區(qū)土地利用隱性轉(zhuǎn)型與土地利用碳排放空間關(guān)聯(lián)模式不盡相同、空間響應(yīng)規(guī)律難以一概而論，針對(duì)國(guó)家層面省域尺度的全面性和系統(tǒng)性研究有待開(kāi)展?；诖?，本文嘗試闡釋土地利用隱性轉(zhuǎn)型與土地利用碳排放的空間關(guān)聯(lián)內(nèi)在機(jī)理，在省域尺度開(kāi)展土地利用隱性形態(tài)綜合評(píng)價(jià)與土地利用碳排放科學(xué)測(cè)算，刻畫(huà)土地利用隱性轉(zhuǎn)型與土地利用碳排放的時(shí)空演變特征，進(jìn)而采用雙變量空間自相關(guān)定量識(shí)別土地利用隱性轉(zhuǎn)型與土地利用碳排放的空間關(guān)聯(lián)及其分異特征，揭示土地利用碳排放對(duì)土地利用隱性轉(zhuǎn)型的空間響應(yīng)規(guī)律，以期通過(guò)調(diào)控土地利用轉(zhuǎn)型推動(dòng)土地利用低碳減排，為實(shí)現(xiàn)區(qū)域土地利用可持續(xù)管理與發(fā)展提供決策依據(jù)。

1 機(jī)理分析

土地利用碳排放是指受人類(lèi)社會(huì)干預(yù)以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)、生活或生態(tài)功能的土地向大氣中釋放碳的過(guò)程[12]。土地利用隱性轉(zhuǎn)型是社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)革新與變遷的綜合映射，可通過(guò)分析、化驗(yàn)、檢查和調(diào)查加以刻畫(huà)[4]。根據(jù)土地利用隱性轉(zhuǎn)型內(nèi)涵，本文從土地利用投入、土地利用產(chǎn)出、土地利用強(qiáng)度和土地產(chǎn)權(quán)變化4個(gè)維度解析土地利用隱性轉(zhuǎn)型，并剖析土地利用隱性轉(zhuǎn)型與土地利用碳排放空間關(guān)聯(lián)內(nèi)在機(jī)理（圖1）。

圖1 土地利用隱性轉(zhuǎn)型與土地利用碳排放空間關(guān)聯(lián)機(jī)理Fig.1 The spatial correlation mechanism between recessive land use transformation and land use carbon emission

（1）土地利用投入是土地利用隱性轉(zhuǎn)型的外在條件，通過(guò)資本要素與勞動(dòng)力要素投入規(guī)模反映不同經(jīng)濟(jì)發(fā)展階段下土地利用的主體行為意愿與要素配置結(jié)構(gòu)[13]。在發(fā)展需求強(qiáng)力驅(qū)動(dòng)下，提高土地利用投入以增強(qiáng)土地利用效益成為最簡(jiǎn)單直接的方法之一。土地利用投入提高催生高耗能、高污染、高排放的土地利用活動(dòng)頻繁加劇，土地利用碳排放持續(xù)增加。但是，伴隨創(chuàng)新要素的推廣與發(fā)展，傳統(tǒng)土地利用投入的負(fù)面效應(yīng)可在一定程度上得以緩解與抵消[14]。

（2）土地利用產(chǎn)出是土地利用隱性轉(zhuǎn)型的效能驅(qū)動(dòng)，通過(guò)社會(huì)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)值與產(chǎn)業(yè)布局結(jié)構(gòu)反映土地利用的效益訴求與功能導(dǎo)向。在土地利用規(guī)劃和建設(shè)過(guò)程中，土地利用粗放化問(wèn)題嚴(yán)重、集約化發(fā)展緩慢[15]。由于區(qū)域發(fā)展定位不清、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)布局趨同、產(chǎn)業(yè)更新?lián)Q代滯后等多重原因，低端且重復(fù)的產(chǎn)業(yè)布局不僅造成土地資源嚴(yán)重浪費(fèi)、退化，同時(shí)造成土地利用碳排放大量增加、土地利用生態(tài)效率低下、生態(tài)環(huán)境負(fù)擔(dān)加重，與低碳化、綠色化發(fā)展導(dǎo)向相悖。

（3）土地利用強(qiáng)度是土地利用隱性轉(zhuǎn)型的外力加載，通過(guò)人類(lèi)活動(dòng)內(nèi)容與方式反映由社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求增長(zhǎng)引致的土地利用開(kāi)發(fā)規(guī)模與承載能力。受限于土地資源稀缺性，提高土地利用強(qiáng)度是保障日益增長(zhǎng)的土地產(chǎn)品、功能與服務(wù)需求的重要途徑[16]?，F(xiàn)實(shí)需求與利益驅(qū)動(dòng)激發(fā)人類(lèi)通過(guò)各種方式對(duì)有限土地資源進(jìn)行擴(kuò)容，土地利用強(qiáng)度并未受到有度節(jié)制與合理管控。高強(qiáng)度的人類(lèi)生活與生產(chǎn)活動(dòng)伴隨大量化石能源消費(fèi)，是加劇土地利用碳排放增長(zhǎng)的重要原因之一。

（4）土地利用產(chǎn)權(quán)是土地利用隱性轉(zhuǎn)型的內(nèi)在誘因，通過(guò)土地權(quán)屬分配與調(diào)整反映城鄉(xiāng)融合互促過(guò)程中的土地利用主體定位轉(zhuǎn)變。城鎮(zhèn)擴(kuò)張導(dǎo)致土地產(chǎn)權(quán)發(fā)生質(zhì)變，大規(guī)模無(wú)序發(fā)展攫取了大量耕地資源和生態(tài)用地，造成區(qū)域碳匯用地萎縮、土地固碳功能降低、土地生態(tài)系統(tǒng)脆弱，導(dǎo)致土地利用碳排放迅速釋放。但同時(shí)，土地城鎮(zhèn)化是城鄉(xiāng)統(tǒng)籌發(fā)展的先行手段，對(duì)加快清潔技術(shù)推廣、改善生態(tài)環(huán)境治理等具有推動(dòng)作用，在一定程度上緩解了土地利用碳排放壓力[17]。

土地利用投入、土地利用產(chǎn)出、土地利用強(qiáng)度和土地產(chǎn)權(quán)變化均具有集聚效應(yīng)和規(guī)模效應(yīng)[18]，同時(shí)土地利用碳排放具有擴(kuò)散和溢出作用，因此土地利用隱性轉(zhuǎn)型與土地利用碳排放產(chǎn)生動(dòng)態(tài)空間關(guān)聯(lián)。由于不同地區(qū)自然資源稟賦、經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式、功能發(fā)展定位等存在差異，因而土地利用隱性轉(zhuǎn)型與土地利用碳排放空間關(guān)聯(lián)具有分異特征。

2 研究方法與數(shù)據(jù)來(lái)源

2.1 土地利用隱性形態(tài)評(píng)價(jià)模型

2.1.1 指標(biāo)體系構(gòu)建

借鑒相關(guān)研究成果[19-21]，土地利用投入選取地均固定資產(chǎn)投資額和地均從業(yè)人員量予以表征，兩項(xiàng)指標(biāo)可分別反映土地利用投入的資本要素水平和勞動(dòng)力要素水平；土地利用產(chǎn)出選取地均GDP和地均第二、三產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值予以表征，兩項(xiàng)指標(biāo)分別通過(guò)綜合效益水平與內(nèi)部產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)反映土地利用產(chǎn)出；土地利用強(qiáng)度選取人口密度和地均用電量予以表征，兩項(xiàng)指標(biāo)分別通過(guò)人口集聚程度與能源消費(fèi)水平反映土地利用強(qiáng)度；土地產(chǎn)權(quán)變化選取土地城鎮(zhèn)化率予以表征，土地城鎮(zhèn)化率通過(guò)城鄉(xiāng)用地屬性轉(zhuǎn)化反映土地產(chǎn)權(quán)變化。依據(jù)上述指標(biāo)選取說(shuō)明與數(shù)據(jù)可獲取性原則，構(gòu)建土地利用隱性形態(tài)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系如表1所示。

表1 土地利用隱性形態(tài)指標(biāo)體系Tab.1 Evaluation index system of recessive land use morphology

2.1.2 綜合評(píng)價(jià)模型

基于土地利用隱性形態(tài)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，采用極差標(biāo)準(zhǔn)化法對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，采用熵值法確定指標(biāo)權(quán)重，最后采用線性加權(quán)法計(jì)算得到各省土地利用隱性形態(tài)指數(shù)。計(jì)算方法如下所示：

式（1）中：X′ij為第i個(gè)省份第j項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)值；wj為第j項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重；Zi為第i個(gè)省份的土地利用隱性形態(tài)指數(shù)，取值區(qū)間為［0，1］，數(shù)值越大，則土地利用隱性形態(tài)越高階。

2.2 土地利用碳排放強(qiáng)度測(cè)算模型

土地利用碳排放強(qiáng)度為土地利用單位面積的碳排放量，可定量反映土地利用碳排放效應(yīng)[22]。本文將不同土地利用類(lèi)型分為碳源用地與碳匯用地，碳源包括耕地與建設(shè)用地，碳匯則包括林地、園地、草地、水域及未利用地，土地利用碳排放取決于碳源排放與碳匯吸收差值。

耕地、林地、園地、草地、水域及未利用地碳排放在長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)保持穩(wěn)定狀態(tài)，可采用直接碳排放系數(shù)法對(duì)其碳排放進(jìn)行測(cè)算，計(jì)算公式如下：

式（2）中：Ep為耕地、林地、園地、草地、水域及未利用地碳排放總量；li為各土地利用類(lèi)型碳排放量；Ai為各土地利用利用類(lèi)型面積；δi為各土地利用類(lèi)型碳排放系數(shù)，碳源用地系數(shù)為正，碳匯用地系數(shù)為負(fù)。其中，耕地碳排放系數(shù)依據(jù)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、灌溉過(guò)程中農(nóng)藥、化肥、機(jī)械等生產(chǎn)資料使用造成的碳排放和農(nóng)作物光合作用產(chǎn)生的碳吸收共同決定[23]；林地、園地和草地的碳排放系數(shù)依據(jù)植被光合作用碳吸收決定[24]；水域碳排放系數(shù)依據(jù)積水產(chǎn)生的碳吸收和水利設(shè)施建設(shè)施工、排干圍墾條件下土壤有機(jī)物分解造成的碳排放共同決定[25]；未利用地多為荒山沙地、鹽堿地、裸土地和其他用地，其碳吸收作用較為微弱[24]。眾多研究對(duì)上述土地利用類(lèi)型碳排放系數(shù)進(jìn)行了充分探討，在此基礎(chǔ)上，本文綜合考量并確定土地利用碳排放系數(shù)如表2所示。

表2 土地利用碳排放系數(shù)Tab.2 The carbon emission coefficients of different land use types

建設(shè)用地碳排放主要來(lái)源于其承載的人類(lèi)活動(dòng)對(duì)能源的消耗，可采用間接碳排放系數(shù)法對(duì)其碳排放進(jìn)行測(cè)算。本文選取的能源包括煤炭、焦炭、原油、汽油、煤油、柴油、燃料油、液化石油氣、天然氣和電力，計(jì)算公式如下：

式（3）中：Ep為建設(shè)用地碳排放量；ei為各類(lèi)能源碳排放量；Ci為各類(lèi)能源消耗量；θi為各類(lèi)能源標(biāo)準(zhǔn)煤折算系數(shù)；fi為各類(lèi)能源碳排放系數(shù)（表3）。電力標(biāo)準(zhǔn)煤折算系數(shù)及碳排放系數(shù)參考現(xiàn)有研究[23]，各類(lèi)能源標(biāo)準(zhǔn)煤折算系數(shù)參考《中國(guó)能源統(tǒng)計(jì)年鑒》，碳排放系數(shù)參考《IPCC國(guó)家溫室氣體清單指南》。

表3 各類(lèi)能源碳排放系數(shù)Tab.3 The carbon emission coefficients of different types of energy

基于各土地利用類(lèi)型碳排放核算結(jié)果，最終得到土地利用碳排放強(qiáng)度，計(jì)算公式如下：

式（4）中：CS為土地利用碳排放強(qiáng)度；Ai為各土地利用類(lèi)型面積。通過(guò)極差標(biāo)準(zhǔn)化將土地利用碳排放強(qiáng)度取值區(qū)間確定為［0，1］，數(shù)值越大，則土地利用碳排放強(qiáng)度越高。

2.3 核密度估計(jì)

核密度估計(jì)（Kernel Density Estimation, KDE）是目前現(xiàn)象演進(jìn)規(guī)律及差異分析研究中應(yīng)用最為廣泛的方法之一，該方法從數(shù)據(jù)本身出發(fā)用連續(xù)的密度函數(shù)描述變量階段分布特征和時(shí)序演進(jìn)規(guī)律[33]。因此，本文選用核密度估計(jì)方法，刻畫(huà)土地利用隱性轉(zhuǎn)型與土地利用碳排放效應(yīng)的時(shí)序特征與演進(jìn)規(guī)律。

核密度估計(jì)方法具體如下：

式（5）中：n為樣本個(gè)數(shù)；h為帶寬；xi為樣本觀測(cè)值；K（·）為核函數(shù)。核密度曲線的波峰數(shù)量可表征極化特征，曲線的波峰高度可表征差異特征，曲線的拖尾厚度可表征高（低）值區(qū)樣本數(shù)量，曲線的拖尾長(zhǎng)度可表征高（低）值區(qū)樣本演化特征。

2.4 雙變量空間自相關(guān)分析

空間自相關(guān)是指不同空間位置單元某一屬性的統(tǒng)計(jì)相關(guān)性，可反映該屬性在空間分布上具有相鄰分布或間錯(cuò)分布特征?？臻g自相關(guān)分析包括全局空間自相關(guān)和局部空間自相關(guān)，前者用以反映研究區(qū)域所有單元間的平均相關(guān)程度，后者則反映研究區(qū)域不同位置單元間的空間關(guān)聯(lián)模式及其空間分異特征[34]。雙變量自相關(guān)分析用于揭示多個(gè)屬性空間分布的相關(guān)性特征[35]，因此，本文選用雙變量空間自相關(guān)分析探究土地利用隱性轉(zhuǎn)型與土地利用碳排放效應(yīng)的空間關(guān)聯(lián)及其分異特征。

式（6）—式（9）中：n為空間單元個(gè)數(shù)；Xp l為空間單元p的屬性l值；為空間單元q的屬性m值；分別為屬性l和屬性m的均值；σl、σm分別為屬性l和屬性m的方差；Wpq為空間單元p、q基于空間鄰接關(guān)系建立的空間權(quán)重矩陣。

2.5 研究區(qū)域與數(shù)據(jù)來(lái)源

由于西藏、香港、澳門(mén)及臺(tái)灣數(shù)據(jù)缺失，本文選取中國(guó)30個(gè)省級(jí)行政區(qū)為研究單元。本文使用的數(shù)據(jù)包括統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)與土地利用數(shù)據(jù)。其中，統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)來(lái)源于1991—2019年《中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒》 《中國(guó)能源統(tǒng)計(jì)年鑒》 《中國(guó)環(huán)境統(tǒng)計(jì)年鑒》。土地利用數(shù)據(jù)來(lái)源于中國(guó)科學(xué)院資源環(huán)境科學(xué)數(shù)據(jù)中心（http://www.resdc.cn/），由1990—2018年7期Landsat TM/ETM 遙感影像解譯獲取，空間分辨率為30 m×30 m。根據(jù)研究需要，本文將園地以林地中的其他林地近似替代，即未成林造林地、跡地、苗圃及各類(lèi)園地（果園、桑園、茶園、熱作林園等），最終將土地利用類(lèi)型分為：耕地、園地、林地、草地、水域、建設(shè)用地及未利用地。

3 研究結(jié)果及分析

3.1 土地利用隱性形態(tài)時(shí)空演變特征

3.1.1 時(shí)間序列演變特征

依據(jù)核密度估計(jì)方法，繪制1990—2018年我國(guó)30個(gè)省份土地利用隱性形態(tài)核密度曲線圖（圖2）。從曲線波峰高度來(lái)看，波峰持續(xù)下降，表明該階段我國(guó)土地利用隱性形態(tài)省域間差異持續(xù)增大；從曲線波峰數(shù)量來(lái)看，研究期內(nèi)始終為單一波峰，表明該階段我國(guó)土地利用隱性形態(tài)始終處于極化狀態(tài)；從曲線左右拖尾來(lái)看，曲線左拖尾略微變薄，表明我國(guó)土地利用隱性形態(tài)水平低值區(qū)省份比例有所減少；曲線右拖尾加長(zhǎng)，尤其自2005年，曲線右拖尾延長(zhǎng)速度明顯加快、長(zhǎng)度明顯增加，表明我國(guó)土地利用隱性形態(tài)變化發(fā)生趨勢(shì)性轉(zhuǎn)折，向土地利用高階形態(tài)發(fā)生質(zhì)變演化。可見(jiàn)，我國(guó)土地利用隱性形態(tài)水平持續(xù)升高，土地利用隱性形態(tài)水平不斷提升，向高階形態(tài)轉(zhuǎn)型發(fā)展。但因經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展與土地利用活動(dòng)水平與程度并非均質(zhì)狀態(tài)，我國(guó)省域間土地利用隱性形態(tài)極化現(xiàn)象不斷加劇。

圖2 1990—2018年中國(guó)土地利用隱性形態(tài)時(shí)間序列演變特征Fig.2 The characteristics of the time-series of recessive land use morphology in China from 1990 to 2018

3.1.2 空間格局演變特征

根據(jù)1990—2018年我國(guó)30個(gè)省份土地利用隱性形態(tài)評(píng)價(jià)結(jié)果，采用分位數(shù)分類(lèi)法，將土地利用隱性形態(tài)水平分為4類(lèi)并繪制空間格局圖（圖3）。總體來(lái)看，1990—2018年，我國(guó)土地利用隱性形態(tài)由單核集聚式向雙核均衡式空間格局演變，呈現(xiàn)東高西低的空間分布特征。局部來(lái)看，1990—2005年，土地利用隱性形態(tài)呈現(xiàn)單核集聚式空間格局，其中土地利用隱性形態(tài)高值區(qū)集中在華北地區(qū)，以天津、山東、江蘇和上海為單一核心區(qū)域向南北擴(kuò)散發(fā)展，進(jìn)而帶動(dòng)遼寧半島、華中地區(qū)與東南沿海地區(qū)逐步提升；2005—2018年，土地利用隱性形態(tài)呈現(xiàn)雙核均衡式空間格局，其中以遼寧半島、山東半島、京津冀地區(qū)和長(zhǎng)三角地區(qū)為主核區(qū)域，以珠三角地區(qū)為副核區(qū)域，由東向西帶動(dòng)發(fā)展。由此可見(jiàn)，土地利用隱性轉(zhuǎn)型不僅表現(xiàn)為時(shí)序上的形態(tài)質(zhì)變性，同時(shí)呈現(xiàn)出空間上的區(qū)域趨同性。

圖3 1990—2018年中國(guó)土地利用隱性形態(tài)空間格局演變特征Fig.3 The characteristics of spatial pattern of recessive land use morphology in China from 1990 to 2018

3.2 土地利用碳排放強(qiáng)度時(shí)空演變特征

3.2.1 時(shí)間序列演變特征

依據(jù)核密度估計(jì)方法，繪制1990—2018年我國(guó)30個(gè)省份土地利用碳排放強(qiáng)度核密度曲線圖（圖4）。從曲線波峰高度來(lái)看，1990—2018年波峰波動(dòng)上升，表明該階段我國(guó)土地利用碳排放強(qiáng)度省域間差異波動(dòng)減??；從曲線波峰數(shù)量來(lái)看，1990—2018年始終為單一波峰，表明該階段我國(guó)土地利用碳排放強(qiáng)度始終處于極化狀態(tài)；從曲線左右拖尾來(lái)看，2000—2018年曲線左拖尾明顯縮短，表明我國(guó)土地利用碳排放強(qiáng)度低值區(qū)省份比例大幅減少；曲線右拖尾略微加長(zhǎng)，表明我國(guó)土地利用碳排放強(qiáng)度增大，高值區(qū)省份比例有所增加?？梢?jiàn)，經(jīng)濟(jì)發(fā)展、人口增長(zhǎng)、城鎮(zhèn)化建設(shè)等活動(dòng)頻繁進(jìn)行加劇了碳匯用地向碳源用地轉(zhuǎn)變，同時(shí)碳源用地利用強(qiáng)度大幅提高，因而碳排放強(qiáng)度持續(xù)升高。由于多數(shù)省份土地利用碳排放強(qiáng)度均有提高，土地利用碳排放強(qiáng)度兩極分化有所緩解。

圖4 1990—2018年中國(guó)土地利用碳排放強(qiáng)度時(shí)間序列演變特征Fig.4 The characteristics of the time-series of land use carbon emission intensity in China from 1990 to 2018

3.2.2 空間格局演變特征

根據(jù)1990—2018年我國(guó)土地利用碳排放強(qiáng)度測(cè)算結(jié)果，依據(jù)分位數(shù)分類(lèi)法，將土地利用碳排放強(qiáng)度分為4類(lèi)并繪制空間格局圖（圖5）?？傮w來(lái)看，1990—2018年我國(guó)土地利用碳排放強(qiáng)度呈現(xiàn)“點(diǎn)狀、團(tuán)狀、面狀”的空間格局。局部來(lái)看，1990—2005年，我國(guó)土地利用碳排放強(qiáng)度呈現(xiàn)點(diǎn)狀格局，遼寧半島和華北地區(qū)多數(shù)省份土地利用碳排放強(qiáng)度較高；2005—2010年，我國(guó)土地利用碳排放強(qiáng)度呈現(xiàn)團(tuán)狀格局，東北地區(qū)、華北地區(qū)、長(zhǎng)三角地區(qū)、珠三角地區(qū)成為土地利用碳排放高強(qiáng)度聚集區(qū)域；2010—2018年，我國(guó)土地利用碳排放強(qiáng)度呈現(xiàn)面狀格局，東部地區(qū)和中部地區(qū)內(nèi)部經(jīng)濟(jì)深化發(fā)展并形成集聚效應(yīng)，區(qū)域間形成聯(lián)動(dòng)效應(yīng)，導(dǎo)致土地利用碳排放強(qiáng)度持續(xù)升高。

圖5 1990—2018年中國(guó)土地利用碳排放強(qiáng)度空間格局演變特征Fig.5 The characteristics of spatial pattern of land use carbon emission intensity in China from 1990 to 2018

3.3 土地利用隱性形態(tài)和土地利用碳排放強(qiáng)度空間自相關(guān)分析

3.3.1 全局空間自相關(guān)分析

采用空間自相關(guān)分析，得到1990—2018年我國(guó)土地利用隱性形態(tài)及其不同維度指標(biāo)和土地利用碳排放強(qiáng)度的全局空間自相關(guān)指數(shù)Moran’sI值（表4）。1990—2018年，土地利用隱性形態(tài)和土地利用碳排放強(qiáng)度Moran’sI均為正，P-Value均小于0.01，說(shuō)明土地利用隱性形態(tài)和土地利用碳排放強(qiáng)度均呈現(xiàn)顯著的空間正相關(guān)關(guān)系，表明土地利用隱性形態(tài)水平提高造成土地利用碳排放強(qiáng)度提高，土地利用高階轉(zhuǎn)型加劇土地利用碳排放效應(yīng)。

表4 土地利用隱性形態(tài)和土地利用碳排放強(qiáng)度雙變量空間自相關(guān)結(jié)果Tab.4 The results of bivariate spatial correlation between recessive land use morphology and land use carbon emission intensity

從土地利用隱性形態(tài)不同維度指標(biāo)來(lái)看，土地利用產(chǎn)出和土地利用強(qiáng)度與土地利用碳排放強(qiáng)度的空間正相關(guān)性最強(qiáng)，土地利用投入與土地產(chǎn)權(quán)變化的空間正相關(guān)性次之。隨著工業(yè)化不斷深化發(fā)展，第二、三產(chǎn)業(yè)比例不斷提高，粗放式產(chǎn)業(yè)發(fā)展模式造成土地資源大量占用與能源資源嚴(yán)重消耗，土地利用碳排放強(qiáng)度持續(xù)升高。同時(shí)，在土地資源數(shù)量限制與經(jīng)濟(jì)效益提升需求的雙重影響下，土地利用強(qiáng)度不斷提高，進(jìn)一步加劇了土地利用碳排放效應(yīng)。在土地利用活動(dòng)中，資本和勞動(dòng)力生產(chǎn)要素不斷投入土地，土地利用活動(dòng)頻繁加劇造成土地利用碳排放強(qiáng)度不斷提高。同時(shí)，在城鎮(zhèn)化快速發(fā)展的過(guò)程中，建設(shè)用地?cái)U(kuò)張導(dǎo)致碳匯用地向碳源用地快速轉(zhuǎn)變，進(jìn)一步提高了土地利用碳排放強(qiáng)度。但是，土地利用投入要素不僅包括資本、勞動(dòng)力等一般生產(chǎn)要素，還包括技術(shù)、信息等創(chuàng)新要素。傳統(tǒng)生產(chǎn)要素比例逐漸下降，而創(chuàng)新要素比例逐漸上升，因而土地利用投入對(duì)土地利用碳排放強(qiáng)度的負(fù)面作用并非主導(dǎo)。土地產(chǎn)權(quán)城鎮(zhèn)化是社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的綜合性體現(xiàn)，雖然生態(tài)代價(jià)會(huì)伴隨發(fā)生，但該過(guò)程中的資源配置效率提升、環(huán)境污染有效治理等活動(dòng)同樣會(huì)緩解土地利用碳排放效應(yīng)，因此，土地產(chǎn)權(quán)變化對(duì)土地利用碳排放強(qiáng)度的負(fù)面作用并非主導(dǎo)。

3.3.2 局部空間自相關(guān)分析

在Z檢驗(yàn)的基礎(chǔ)上（P = 0.01）繪制雙變量局部空間自相關(guān)LISA聚集圖（圖6、圖7），用于表征省域土地利用隱性形態(tài)及其不同維度水平與其鄰域土地利用碳排放強(qiáng)度空間關(guān)聯(lián)模式及分異特征。

圖6 土地利用隱性形態(tài)和土地利用碳排放強(qiáng)度雙變量LISA聚集圖Fig.6 The bivariate LISA cluster map of recessive land use morphology and land use carbon emission intensity

圖7 土地利用隱性形態(tài)不同維度水平和土地利用碳排放強(qiáng)度雙變量LISA聚集圖Fig.7 The bivariate LISA cluster map of different dimensions of recessive land use morphology and land use carbon emission intensity

土地利用隱性形態(tài)及其不同維度水平和土地利用碳排放強(qiáng)度的局域空間格局各具特點(diǎn)，但總體上具有空間相似性，呈現(xiàn)“高—高集聚和低—高集聚連片分布、低—低集聚分散分布”特征。具體局域空間格局分為以下三類(lèi)：（1）高—高集聚區(qū)位于遼寧半島、京津冀地區(qū)和長(zhǎng)三角地區(qū)。這類(lèi)地區(qū)均為區(qū)域優(yōu)勢(shì)增長(zhǎng)極，工業(yè)化和城鎮(zhèn)化發(fā)展引發(fā)土地利用劇烈轉(zhuǎn)型，土地利用隱性形態(tài)已達(dá)高階水平。但是，以上地區(qū)土地利用碳排放大量增加，但碳匯能力有限，形成土地利用碳排放空間溢出效應(yīng)。同時(shí)，產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移活動(dòng)和發(fā)展規(guī)模效應(yīng)導(dǎo)致其鄰域地區(qū)土地利用碳排放強(qiáng)度提高，成為優(yōu)勢(shì)發(fā)展地區(qū)生態(tài)代價(jià)的被動(dòng)承擔(dān)者。（2）低—低集聚區(qū)位于新疆、云南等西部地區(qū)。該地區(qū)生態(tài)資源豐富，國(guó)家生態(tài)修復(fù)工程、自然保護(hù)政策成效顯著，因而其生態(tài)資源得以妥善保護(hù)。同時(shí)，該地區(qū)位置偏僻，經(jīng)濟(jì)發(fā)展動(dòng)力不足導(dǎo)致其土地利用轉(zhuǎn)型較為平緩，良好生態(tài)狀況可以對(duì)土地利用碳排放效應(yīng)負(fù)面影響起到較為明顯的緩沖作用。（3）低—高集聚區(qū)位于內(nèi)蒙古和東北地區(qū)，因其產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)較為初級(jí)、城鎮(zhèn)化水平較低，土地利用隱性形態(tài)尚未達(dá)到高階水平。其鄰域?yàn)檫|寧半島、京津冀地區(qū)等經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)增長(zhǎng)區(qū)域，虹吸效應(yīng)較為明顯，因而形成低—高集聚的局域空間格局。

研究期內(nèi)，土地利用隱性形態(tài)及其不同維度水平和土地利用碳排放強(qiáng)度的局域空間格局表現(xiàn)為動(dòng)態(tài)變化，具體如下：（1）從土地利用隱性形態(tài)及其不同維度水平來(lái)看，黑龍江和吉林均退出低—高聚集區(qū)。在國(guó)家東北振興戰(zhàn)略引領(lǐng)下，兩省產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化升級(jí)、邁入經(jīng)濟(jì)發(fā)展新常態(tài)，因而土地利用隱性形態(tài)及其不同維度水平均明顯提高。（2）從土地利用隱性形態(tài)、土地利用投入、土地利用產(chǎn)出和土地產(chǎn)權(quán)變化來(lái)看，山西退出低—高聚集區(qū)；從土地利用強(qiáng)度來(lái)看，山西退出高—高聚集區(qū)。受中部崛起戰(zhàn)略、環(huán)渤海區(qū)域合作發(fā)展綱要和國(guó)家資源型經(jīng)濟(jì)綜合配套改革試驗(yàn)區(qū)計(jì)劃影響，山西傳統(tǒng)資源密集型產(chǎn)業(yè)積極轉(zhuǎn)型，新興產(chǎn)業(yè)、替代產(chǎn)業(yè)成長(zhǎng)迅速，因而土地利用投入和產(chǎn)出水平不斷提高，土地利用強(qiáng)度有所降低。同時(shí)，受中原城市群發(fā)展規(guī)劃影響，山西城鎮(zhèn)化進(jìn)程不斷加快，因而土地產(chǎn)權(quán)變化強(qiáng)度有所提高。（3）從土地產(chǎn)權(quán)變化來(lái)看，浙江退出低—高聚集區(qū)轉(zhuǎn)而進(jìn)入高—高聚集區(qū)。受自然地理稟賦、經(jīng)濟(jì)發(fā)展基礎(chǔ)限制，浙江大部分城市并非長(zhǎng)江三角洲區(qū)域優(yōu)勢(shì)發(fā)展極，甚至少數(shù)城市處于發(fā)展邊緣位置。但伴隨長(zhǎng)江三角洲區(qū)域一體化戰(zhàn)略推進(jìn)，浙江社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、城鎮(zhèn)化發(fā)展增速加快，因而其土地產(chǎn)權(quán)變化強(qiáng)度有所提高。

4 結(jié)論與討論

4.1 結(jié)論與建議

本文闡釋土地利用隱性轉(zhuǎn)型與土地利用碳排放空間關(guān)聯(lián)內(nèi)在機(jī)理并在全國(guó)層面省域尺度開(kāi)展實(shí)證研究，在刻畫(huà)和分析土地利用隱性形態(tài)和土地利用碳排放強(qiáng)度時(shí)空演變格局基礎(chǔ)上，采用雙變量空間自相關(guān)定量識(shí)別土地利用隱性轉(zhuǎn)型與土地利用碳排放的空間關(guān)聯(lián)及其分異特征，揭示土地利用碳排放對(duì)土地利用隱性轉(zhuǎn)型的響應(yīng)規(guī)律及內(nèi)在機(jī)理，為探究土地利用隱性轉(zhuǎn)型與土地利用碳排放空間關(guān)聯(lián)提供了可行的研究路徑，也為因地制宜開(kāi)展土地利用低碳減排工作、實(shí)現(xiàn)土地利用可持續(xù)發(fā)展提供了決策支撐。研究結(jié)論如下：（1）1990—2018年，我國(guó)土地利用隱性形態(tài)水平持續(xù)升高，兩極分化不斷加劇，且由單核集聚式向雙核均衡式空間格局演變，呈現(xiàn)東高西低的空間分布特征。（2）1990—2018年，我國(guó)土地利用碳排放強(qiáng)度持續(xù)升高，兩極分化狀態(tài)有所緩解，同時(shí)呈現(xiàn)“點(diǎn)狀、團(tuán)狀、面狀”的空間格局演變趨勢(shì)。（3）土地利用隱性形態(tài)高階轉(zhuǎn)型與土地利用碳排放具有顯著空間正相關(guān)關(guān)系，土地利用產(chǎn)出和土地利用強(qiáng)度與土地利用碳排放強(qiáng)度的空間正相關(guān)關(guān)系強(qiáng)于土地利用投入和土地產(chǎn)權(quán)變化。（4）土地利用隱性形態(tài)和土地利用碳排放強(qiáng)度的局域空間格局呈現(xiàn)“高—高集聚和低—高集聚區(qū)連片分布、低—低集聚區(qū)分散分布”特征。其中，高—高集聚區(qū)位于遼寧半島、京津冀地區(qū)、長(zhǎng)三角地區(qū)等優(yōu)勢(shì)增長(zhǎng)極區(qū)域，低—低集聚區(qū)位于新疆、云南等西部地區(qū)，低—高集聚區(qū)位于內(nèi)蒙古和東北地區(qū)。

根據(jù)土地利用隱性轉(zhuǎn)型與土地利用碳排放的空間關(guān)聯(lián)規(guī)律，根據(jù)國(guó)家整體需求與區(qū)域需求差異因地制宜、分類(lèi)施策，各省應(yīng)科學(xué)引導(dǎo)土地利用轉(zhuǎn)型并設(shè)計(jì)完善土地利用碳減排制度，通過(guò)調(diào)控土地利用轉(zhuǎn)型實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)與低碳減排的平衡發(fā)展。具體建議如下：（1）高—高集聚區(qū)省份應(yīng)積極通過(guò)轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式和調(diào)整土地利用方式為土地利用轉(zhuǎn)型做好前瞻布局，實(shí)現(xiàn)土地利用轉(zhuǎn)型低碳化、綠色化。一方面，應(yīng)控制土地開(kāi)發(fā)強(qiáng)度同時(shí)提高土地利用效率，通過(guò)盤(pán)活存量用地、推廣土地節(jié)約技術(shù)、創(chuàng)新土地供應(yīng)模式等手段優(yōu)化土地資源配置以實(shí)現(xiàn)節(jié)約集約利用；另一方面，應(yīng)推動(dòng)區(qū)域合作以治理碳排放，借助政府間橫向轉(zhuǎn)移支付制度實(shí)現(xiàn)省域碳補(bǔ)償，以碳補(bǔ)償為約束手段倒逼土地利用低碳轉(zhuǎn)型，實(shí)現(xiàn)低碳經(jīng)濟(jì)快速推廣、升級(jí)與發(fā)展。（2）低—低集聚區(qū)省份應(yīng)進(jìn)一步統(tǒng)籌協(xié)調(diào)經(jīng)濟(jì)建設(shè)與生態(tài)保護(hù)，激發(fā)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和土地利用轉(zhuǎn)型內(nèi)生動(dòng)力，同時(shí)以生態(tài)化的土地利用方式促進(jìn)區(qū)域固碳減排功能整體提升。一方面，應(yīng)建立有效的激勵(lì)和約束機(jī)制提高土地利用效益，充分利用各項(xiàng)優(yōu)惠政策與沿邊區(qū)位優(yōu)勢(shì)有序承接產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移并發(fā)展優(yōu)勢(shì)產(chǎn)業(yè)，加快推動(dòng)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)完善和土地利用轉(zhuǎn)型；另一方面，嚴(yán)格遵循土地用途管制制度、限制高強(qiáng)度土地開(kāi)發(fā)活動(dòng)，加強(qiáng)對(duì)于耕地、林地和草地的保護(hù)，在積極推動(dòng)土地利用轉(zhuǎn)型的同時(shí)維護(hù)土地生態(tài)系統(tǒng)健康運(yùn)行、提升區(qū)域固碳減排功能。（3）低—高集聚區(qū)省份應(yīng)著重突破社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與土地利用轉(zhuǎn)型瓶頸，抓住土地利用轉(zhuǎn)型機(jī)遇窗口期的同時(shí)借助土地調(diào)控政策降低土地利用碳排放。一方面，應(yīng)提高高耗能、高污染、高排放產(chǎn)業(yè)準(zhǔn)入門(mén)檻，逐步淘汰此類(lèi)產(chǎn)業(yè)以激化革新動(dòng)力、釋放發(fā)展空間，積極引導(dǎo)土地利用轉(zhuǎn)型。另一方面，適當(dāng)提高國(guó)土空間開(kāi)放強(qiáng)度，同時(shí)通過(guò)嚴(yán)格明確土地利用碳排放配額、加大碳稅征收力度來(lái)約束土地粗放利用，科學(xué)規(guī)劃土地利用布局以杜絕多重復(fù)、高能耗、低效益的土地利用行為。

4.2 討論

本文嘗試性剖析土地利用隱性轉(zhuǎn)型與土地利用碳排放空間關(guān)聯(lián)機(jī)理，從時(shí)空二維刻畫(huà)土地利用隱性轉(zhuǎn)型與土地利用碳排放演進(jìn)特征，基于空間分析方法探究?jī)烧呖臻g關(guān)聯(lián)模式及其分異特征，提供了一個(gè)機(jī)理與實(shí)證緊密結(jié)合、全域與局域系統(tǒng)解析的土地利用隱性轉(zhuǎn)型與土地利用碳排放空間關(guān)聯(lián)研究框架。本文參照IPCC和眾多學(xué)者提供的研究方法及成果，依據(jù)國(guó)家尺度的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)確定不同土地利用類(lèi)型碳排放系數(shù)，但各省地質(zhì)狀況、地表覆被等存在差異，未來(lái)研究需進(jìn)一步探究不同尺度、不同區(qū)域土地利用碳排放系數(shù)以精確核算土地利用碳排放。另外，受限于更細(xì)尺度研究單元統(tǒng)計(jì)資料的可獲取性，本文在省域宏觀尺度開(kāi)展研究，兩者的演進(jìn)特征及作用機(jī)理仍需在微觀尺度上進(jìn)行更為細(xì)致地剖析，為從土地利用優(yōu)化視角助推區(qū)域土地利用可持續(xù)管理提供科學(xué)依據(jù)。