瞿 詩 進(jìn)，李 全 峰，胡 守 庚

(1.中國地質(zhì)大學(xué)(武漢)公共管理學(xué)院，湖北 武漢 430074；2.自然資源部法治研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖北 武漢 430074;3.東北農(nóng)業(yè)大學(xué)公共管理與法學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150036)

0 引言

土地利用轉(zhuǎn)型是土地利用變化研究的新途徑[1,2]，將土地利用形態(tài)(包含顯性與隱性)變化與社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展階段演替過程相結(jié)合，探究區(qū)域土地利用形態(tài)的趨勢性和階段性變化規(guī)律，可為優(yōu)化土地利用配置、協(xié)調(diào)土地利用與區(qū)域發(fā)展之間的矛盾提供新視角[3-5]。當(dāng)前，中國正經(jīng)歷新一輪社會(huì)經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型，經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)、發(fā)展方式和增長動(dòng)力均面臨深刻變革[6,7]，城鎮(zhèn)建設(shè)用地是城鎮(zhèn)化和工業(yè)化的主要載體，系統(tǒng)探究其形態(tài)演變規(guī)律，是合理引導(dǎo)建設(shè)用地高效利用和保障社會(huì)經(jīng)濟(jì)成功轉(zhuǎn)型的必然選擇[8,9]。

國際學(xué)者在早期研究中將土地利用形態(tài)定義為某區(qū)域在特定時(shí)期由土地利用類型構(gòu)成的結(jié)構(gòu)[2]。隨著土地利用轉(zhuǎn)型研究引入中國并不斷發(fā)展，土地利用形態(tài)被拓展為顯性與隱性兩種形式，其中顯性形態(tài)主要指能直接觀察的數(shù)量和空間結(jié)構(gòu)兩重屬性，而隱性形態(tài)指依附于顯性形態(tài)并需要通過分析、調(diào)查等才能獲得的土地利用形態(tài)，包括質(zhì)量、產(chǎn)出和功能等多種屬性[4]。由于土地利用轉(zhuǎn)型過程具有連續(xù)和非線性特征[10,11]，因此識(shí)別其趨勢性轉(zhuǎn)折點(diǎn)是土地利用轉(zhuǎn)型研究的關(guān)鍵和焦點(diǎn)。已有研究對耕地[12,13]、城鄉(xiāng)居民點(diǎn)[14,15]、農(nóng)村宅基地[16]等單一地類的轉(zhuǎn)型過程以及不同地類之間轉(zhuǎn)換特征進(jìn)行了系統(tǒng)刻畫[17-20]，也有學(xué)者從縣域等尺度分析城鎮(zhèn)建設(shè)用地轉(zhuǎn)型的時(shí)空過程及其階段性演變規(guī)律[21-25]，研究內(nèi)容偏重于城鎮(zhèn)面積擴(kuò)展、用地結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變、用地功能演化等方面[26,27]，多通過時(shí)間序列數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和空間數(shù)據(jù)疊加分析揭示城鎮(zhèn)建設(shè)用地的變化特征和空間指向。研究發(fā)現(xiàn)，城鎮(zhèn)建設(shè)用地面積呈現(xiàn)S形變化規(guī)律[28]，與城鎮(zhèn)化進(jìn)程相吻合，在空間上則表現(xiàn)出蔓延型、填充型和跳躍型等不同模式[29]。還有學(xué)者采用洛倫茲曲線、偏離—份額分析等方法探究城鎮(zhèn)建設(shè)用地內(nèi)部不同功能用地結(jié)構(gòu)變化特征[30-32]，發(fā)現(xiàn)中國城鎮(zhèn)用地結(jié)構(gòu)會(huì)朝均衡方向轉(zhuǎn)型[33]，城鎮(zhèn)用地增長主導(dǎo)類型逐漸由工業(yè)用地向居住用地轉(zhuǎn)變[34]。

綜上，已有研究對土地利用轉(zhuǎn)型過程進(jìn)行了定性探究，并基于不連續(xù)時(shí)點(diǎn)的截面數(shù)據(jù)對土地利用形態(tài)的趨勢性轉(zhuǎn)變過程進(jìn)行了實(shí)證分析。受社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和土地政策等影響，土地利用形態(tài)盡管在長期會(huì)存在穩(wěn)定的階段性和趨勢性轉(zhuǎn)型過程[23,35]，但在短期內(nèi)具有波動(dòng)變化特征[5]，如何定量識(shí)別土地利用形態(tài)變化過程中的趨勢性轉(zhuǎn)折點(diǎn)，進(jìn)而劃分轉(zhuǎn)型階段并分析不同階段土地利用形態(tài)的空間演變規(guī)律，仍有待進(jìn)一步探索。連續(xù)的時(shí)序數(shù)據(jù)能保留土地利用形態(tài)變化過程的更多細(xì)節(jié)，有利于準(zhǔn)確識(shí)別土地利用形態(tài)在某時(shí)期內(nèi)趨勢性轉(zhuǎn)折的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)。鑒于此，本文從突變視角出發(fā)，利用Mann-Kendall(M-K)方法定量探測1990-2015年長江中游地區(qū)湖南、湖北和江西三省城鎮(zhèn)建設(shè)用地形態(tài)變化的突變點(diǎn)，據(jù)此劃分長江中游地區(qū)城鎮(zhèn)建設(shè)用地轉(zhuǎn)型階段并分析其空間格局，以期為充分認(rèn)識(shí)城鎮(zhèn)建設(shè)用地變化過程提供新視角與方法借鑒，為社會(huì)經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型背景下區(qū)域城鎮(zhèn)建設(shè)用地優(yōu)化提供支撐。

1 研究區(qū)概況與數(shù)據(jù)來源

1.1 研究區(qū)概況

長江中游地區(qū)包括湖南、湖北、江西三省，國土面積合計(jì)56.47萬km2(圖1)，區(qū)內(nèi)地形多樣，山嶺環(huán)繞，江漢平原、洞庭湖平原和鄱陽湖平原分布其中。作為我國“中部崛起”、長江經(jīng)濟(jì)帶等重大發(fā)展戰(zhàn)略的疊加區(qū)，長江中游地區(qū)是我國糧食主產(chǎn)區(qū)、生態(tài)關(guān)鍵區(qū)(北緯30°關(guān)鍵段)，是承東啟西的紐帶，兩型社會(huì)建設(shè)實(shí)驗(yàn)區(qū)和重要經(jīng)濟(jì)增長極。2021年以來國家先后發(fā)布《中共中央 國務(wù)院關(guān)于新時(shí)代推動(dòng)中部地區(qū)高質(zhì)量發(fā)展的意見》《長江中游城市群發(fā)展“十四五”實(shí)施方案》，明確支持長江中游地區(qū)高質(zhì)量發(fā)展，長江中游地區(qū)顯著的戰(zhàn)略地位和社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展必然要求區(qū)域土地利用轉(zhuǎn)型以適應(yīng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展轉(zhuǎn)型，適時(shí)開展長江中游地區(qū)城鎮(zhèn)建設(shè)用地轉(zhuǎn)型研究，是促進(jìn)區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展、服務(wù)于國家發(fā)展戰(zhàn)略的重要體現(xiàn)。

圖1 研究區(qū)區(qū)位Fig.1 Location of the study area

1.2 數(shù)據(jù)來源與處理

受當(dāng)前中國科學(xué)院資源與環(huán)境數(shù)據(jù)中心GDP公里網(wǎng)格數(shù)據(jù)起始年份為1995-2015年限制，本文研究數(shù)據(jù)包括：1)1990-2015年縣級以上城市建設(shè)用地面積和二、三產(chǎn)業(yè)GDP數(shù)據(jù)，來源于《中國城市建設(shè)統(tǒng)計(jì)年鑒》，用于識(shí)別城鎮(zhèn)建設(shè)用地轉(zhuǎn)型階段。2)1995-2015年土地利用數(shù)據(jù)、GDP公里網(wǎng)格數(shù)據(jù)和行政區(qū)劃數(shù)據(jù)，其中，土地利用數(shù)據(jù)主要包括耕地、林地、草地、建設(shè)用地、水域和未利用地六大類，建設(shè)用地包含農(nóng)村居民點(diǎn)、城鎮(zhèn)居民點(diǎn)和工礦及交通用地3個(gè)二級類，本文將與城鎮(zhèn)生產(chǎn)生活密切相關(guān)的城鎮(zhèn)居民點(diǎn)和工礦及交通用地合并為城鎮(zhèn)建設(shè)用地，一級類型綜合分類精度達(dá)94.3%以上，二級類型綜合分類精度達(dá)91.2%以上[36]。為與GDP公里網(wǎng)格數(shù)據(jù)分辨率保持一致，將30 m分辨率的土地利用數(shù)據(jù)重采樣至1 km×1 km網(wǎng)格。

2 研究方法

2.1 城鎮(zhèn)建設(shè)用地形態(tài)表征指標(biāo)

土地利用形態(tài)包括顯性與隱性兩方面，借鑒已有研究[18,25]，本文選取城鎮(zhèn)建設(shè)用地面積(ULA)作為顯性形態(tài)(MUL)的表征指標(biāo)(式(1))，采用城鎮(zhèn)建設(shè)用地平均GDP產(chǎn)出(PGUL)作為隱性形態(tài)(RUL)的表征指標(biāo)(式(2))。

MUL=ULA

(1)

RUL=PGUL=GDP/ULA

(2)

2.2 基于突變點(diǎn)檢測的轉(zhuǎn)型階段識(shí)別方法

本文引入M-K方法[37]識(shí)別土地利用形態(tài)變化的突變點(diǎn)，并結(jié)合突變點(diǎn)前后土地利用形態(tài)變化趨勢差異的對比分析劃分轉(zhuǎn)型階段。M-K方法基本原理為：對于具有n個(gè)樣本的時(shí)間序列數(shù)據(jù)X，可構(gòu)建一個(gè)秩序列Sk(式(3))，假設(shè)該序列無趨勢，逼近正態(tài)分布，據(jù)此定義統(tǒng)計(jì)量UFk(式(5))。將該方法逆向使用，即將時(shí)間序列X逆序排列(xn,xn-1,…,x1),再重復(fù)以上操作，得到新統(tǒng)計(jì)量UB(式(9))。若UF和UB兩條曲線相交，且交點(diǎn)在臨界值之間，則說明原序列數(shù)據(jù)在交點(diǎn)對應(yīng)的年份存在突變，土地利用形態(tài)發(fā)生趨勢性轉(zhuǎn)折。本文分別以顯性和隱性形態(tài)的年增量構(gòu)建對應(yīng)的UF和UB統(tǒng)計(jì)量，為保證M-K方法識(shí)別突變點(diǎn)的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性，采用滑動(dòng)T檢驗(yàn)方法驗(yàn)證M-K方法的識(shí)別結(jié)果。

(3)

(4)

(5)

UF1=0

(6)

E(Sk)=k(k-1)/4

(7)

Var(Sk)=k(k-1)(2k+5)/72

(8)

UBk=-UFk，UB1=0k=1,2,…,n

(9)

2.3 基于空間聚類的轉(zhuǎn)型空間分區(qū)方法

本文采用冷熱點(diǎn)分析城鎮(zhèn)建設(shè)用地形態(tài)在不同轉(zhuǎn)型階段的空間格局，為進(jìn)一步顯示城鎮(zhèn)建設(shè)用地轉(zhuǎn)型空間差異，采用最小生成樹[38]的空間聚類方法對研究區(qū)進(jìn)行轉(zhuǎn)型空間分區(qū)。聚類的最終類別數(shù)通過Calinski-Harabas 的F統(tǒng)計(jì)量確定，較大的F統(tǒng)計(jì)量意味著較大的組內(nèi)相似度和組間差距。因此,聚類過程中可通過對比不同類別數(shù)下聚類結(jié)果的F統(tǒng)計(jì)量確定最佳類別數(shù)。具體計(jì)算公式為：

(10)

R2=(SST-SSE)/SST

(11)

(12)

(13)

3 結(jié)果分析

3.1 長江中游地區(qū)城鎮(zhèn)建設(shè)用地轉(zhuǎn)型過程

3.1.1 顯性形態(tài)突變點(diǎn)識(shí)別 圖2a顯示，UF與UB的交點(diǎn)出現(xiàn)在2001年附近，結(jié)合滑動(dòng)T檢驗(yàn)結(jié)果(圖2b)分析，2000年城鎮(zhèn)建設(shè)用地面積增量的T統(tǒng)計(jì)量(T2000=-4.27)超過0.05顯著性水平的臨界值(T(0.05,8)=-2.31)。由于M-K方法和T檢驗(yàn)結(jié)果存在細(xì)微差別，為準(zhǔn)確判斷突變時(shí)點(diǎn)，本文分別以2000年和2001年為分界點(diǎn)對顯性形態(tài)進(jìn)行分段擬合，并對比分界點(diǎn)前后形態(tài)變化的差異特征，結(jié)果顯示，2000年前后的擬合斜率變化幅度為228.93%，大于2001年前后的220.04%，因此可綜合判斷長江中游地區(qū)城鎮(zhèn)建設(shè)用地顯性形態(tài)在2000年發(fā)生突變。以2000年為分界點(diǎn)的分段線性擬合結(jié)果(圖2c)顯示,1990-2000年和2000-2015年的擬合斜率分別為48.25和158.71，表明2000年以后城鎮(zhèn)建設(shè)用地面積年均擴(kuò)張速度提升了11 046 hm2;進(jìn)一步采用1990年、1995年、2000年、2005年、2010年和2015年遙感影像提取的城鎮(zhèn)建設(shè)用地?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行驗(yàn)證，結(jié)果(圖2d)顯示，長江中游地區(qū)城鎮(zhèn)建設(shè)用地變化曲線在2000年存在明顯拐點(diǎn)，城鎮(zhèn)建設(shè)用地?cái)U(kuò)張?zhí)崴倜黠@。

圖2 長江中游地區(qū)城鎮(zhèn)建設(shè)用地顯性形態(tài)轉(zhuǎn)型階段識(shí)別Fig.2 Identification of dominant transition stages of urban construction land in the middle reaches of the Yangtze River

3.1.2 隱性形態(tài)突變點(diǎn)識(shí)別 由圖3a和圖3b可知，UF與UB的交點(diǎn)出現(xiàn)在2006年附近，而T統(tǒng)計(jì)量在2006年的絕對值亦大于2.31，通過了0.05水平的顯著性檢驗(yàn)，表明長江中游地區(qū)城鎮(zhèn)建設(shè)用地隱性形態(tài)在2006年發(fā)生趨勢性變化。1990-2006年、2006-2015年線性擬合函數(shù)斜率分別為2 039.3、6 266.9(圖3c)，可見2006年后城鎮(zhèn)建設(shè)用地隱性形態(tài)增速快速提升，增幅達(dá)207.31%;基于多期遙感數(shù)據(jù)與地區(qū)二、三產(chǎn)業(yè)GDP數(shù)據(jù)測算的長江中游地區(qū)城鎮(zhèn)建設(shè)用地隱性形態(tài)變化(圖3d)也與統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)揭示的規(guī)律基本一致。

圖3 長江中游地區(qū)城鎮(zhèn)建設(shè)用地隱性形態(tài)轉(zhuǎn)型階段識(shí)別Fig.3 Identification of recessive transition stages of urban construction land in the middle reaches of the Yangtze River

3.1.3 基于形態(tài)突變的轉(zhuǎn)型階段劃分 基于上述分析，1990-2015年長江中游地區(qū)城鎮(zhèn)建設(shè)用地顯性形態(tài)變化可分為1990-2000年和2000-2015年兩個(gè)階段，后一階段城鎮(zhèn)建設(shè)用地面積增速顯著提升，這一轉(zhuǎn)型過程契合我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展階段的轉(zhuǎn)變以及相應(yīng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)體制、發(fā)展戰(zhàn)略和用地政策的轉(zhuǎn)型。1998年我國修訂土地管理法，城鎮(zhèn)土地市場化改革進(jìn)一步深入，2001年正式加入世貿(mào)組織，標(biāo)志著我國社會(huì)主義市場經(jīng)濟(jì)體制的初步建立，擴(kuò)大外商投資和對外貿(mào)易導(dǎo)致用地需求上升，在經(jīng)濟(jì)發(fā)展和土地政策雙重作用下，2000年以后長江中游地區(qū)城鎮(zhèn)建設(shè)用地面積呈現(xiàn)快速上升趨勢。1990-2015年城鎮(zhèn)建設(shè)用地隱性形態(tài)變化也可分為兩個(gè)階段，轉(zhuǎn)折點(diǎn)在2006年，這一結(jié)果與我國市場經(jīng)濟(jì)體制改革大背景下長江中游地區(qū)實(shí)施“中部崛起”戰(zhàn)略的區(qū)域特點(diǎn)相吻合。綜上，可將1990-2015年長江中游地區(qū)城鎮(zhèn)建設(shè)用地轉(zhuǎn)型過程劃分為3個(gè)階段(表1)，分別對應(yīng)理論階段中的發(fā)展期、發(fā)展期向融合期轉(zhuǎn)變的過渡期和融合期的前中期階段。

表1 長江中游地區(qū)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與城鎮(zhèn)建設(shè)用地轉(zhuǎn)型關(guān)系Table 1 Relationship between urban land use transition and social-economic development in the middle reaches of the Yangtze River

3.2 城鎮(zhèn)建設(shè)用地轉(zhuǎn)型空間格局

3.2.1 柵格尺度城鎮(zhèn)建設(shè)用地顯性形態(tài)轉(zhuǎn)型空間格局 由圖4a可知，1995-2000年大部分柵格城鎮(zhèn)建設(shè)用地年均增量小于0.25hm2，年均增量大于1 hm2的高值區(qū)主要位于武漢、長沙和南昌等大城市的中心地區(qū)；由圖4b可知，2000-2015年高值區(qū)柵格數(shù)量比1995-2000年明顯增多。冷熱點(diǎn)分析結(jié)果(圖4c、圖4d)表明，1995-2000年湖北的武漢市和宜昌市、湖南的長沙市、岳陽市以及江西的南昌市是城鎮(zhèn)建設(shè)用地轉(zhuǎn)型的熱點(diǎn)集聚區(qū)域，而湖北的十堰、咸寧等地市是冷點(diǎn)集聚區(qū)域，2000-2015年江西城鎮(zhèn)建設(shè)用地轉(zhuǎn)型的熱點(diǎn)區(qū)域明顯增多，城鎮(zhèn)建設(shè)用地?cái)U(kuò)張速度顯著提升。值得注意的是，武漢城市圈內(nèi)僅武漢市城鎮(zhèn)建設(shè)用地增長較快，其他地區(qū)均為冷點(diǎn)區(qū)域，武漢城市圈應(yīng)加強(qiáng)地區(qū)間協(xié)作互補(bǔ)，實(shí)現(xiàn)區(qū)域均衡發(fā)展。

圖4 柵格尺度城鎮(zhèn)建設(shè)用地顯性形態(tài)轉(zhuǎn)型空間格局Fig.4 Spatial pattern of dominant transition of urban construction land at grid scale

3.2.2 柵格尺度城鎮(zhèn)建設(shè)用地隱性形態(tài)轉(zhuǎn)型空間格局 由于本文獲取的土地利用數(shù)據(jù)為5年期，因此隱性形態(tài)轉(zhuǎn)型空間格局分析以與轉(zhuǎn)型時(shí)點(diǎn)(2006年)鄰近的2005年為節(jié)點(diǎn)劃分階段。1995-2005年城鎮(zhèn)建設(shè)用地二、三產(chǎn)業(yè)GDP產(chǎn)出增速普遍較慢(圖5a)，整體上湖南省增速快于湖北省，而江西省增速普遍較低；2005-2015年得益于“中部崛起”戰(zhàn)略的實(shí)施，中部地區(qū)得到快速發(fā)展,單位建設(shè)用地GDP產(chǎn)出顯著提升(圖5b)，武漢市和長沙市增速最明顯，但與城市外圍面積擴(kuò)張較快相對應(yīng)，城市邊緣地區(qū)地均GDP增速卻較低，一定程度說明了城市的低效擴(kuò)張。冷熱點(diǎn)分析結(jié)果表明：1995-2005年除武漢和長沙外，隱性形態(tài)轉(zhuǎn)型熱點(diǎn)區(qū)域還分布在襄陽—宜昌—常德—婁底—郴州沿線，呈不連續(xù)帶狀分布(圖5c)；2005-2015年轉(zhuǎn)型熱點(diǎn)區(qū)域明顯減少，但以武漢和長沙為中心的主要熱點(diǎn)區(qū)范圍有所擴(kuò)張(圖5d)，可見長江中游地區(qū)中小城市用地效率有待提升。

圖5 柵格尺度城鎮(zhèn)建設(shè)用地隱性形態(tài)轉(zhuǎn)型空間格局Fig.5 Spatial pattern of recessive transition of urban construction land at grid scale

3.2.3 縣域尺度城鎮(zhèn)建設(shè)用地轉(zhuǎn)型空間格局 由圖6a可知，1995-2015年城鎮(zhèn)建設(shè)用地面積增長較快的縣域總體呈現(xiàn)以省會(huì)城市為中心的聚集分布格局。年均增量超過500 hm2的區(qū)域主要為省會(huì)城市市轄區(qū)，省會(huì)周邊市縣年均增量也較大；年均增量低于50 hm2的縣域主要分布在研究區(qū)邊緣丘陵山區(qū)，說明區(qū)位和自然條件對城鎮(zhèn)建設(shè)用地顯性形態(tài)轉(zhuǎn)型具有重要影響。與湖北省縣域城鎮(zhèn)建設(shè)用地面積增長較快不同，研究期內(nèi)長江中游地區(qū)城鎮(zhèn)建設(shè)用地GDP產(chǎn)出年均增量增長較快(大于50萬元/(hm2·a))縣域主要分布在湖南省和江西省，湖北省年均增量的增加相對較慢(圖6b)，多低于15萬元/(hm2·a)，江西省雖然用地面積較小，但整體產(chǎn)出增速較高，各縣域多大于15萬元/(hm2·a)。

圖6 縣域尺度城鎮(zhèn)建設(shè)用地利用轉(zhuǎn)型空間格局Fig.6 Spatial pattern of urban construction land transition at county scale

3.3 城鎮(zhèn)建設(shè)用地轉(zhuǎn)型空間分區(qū)

根據(jù)研究期縣域城鎮(zhèn)建設(shè)用地顯性和隱性形態(tài)轉(zhuǎn)型規(guī)律的空間相關(guān)性，將顯性與隱性形態(tài)的變化量作為聚類變量，采用最小生成樹的空間聚類方法分析城鎮(zhèn)建設(shè)用地轉(zhuǎn)型的空間模式，最終將研究區(qū)劃分為大都市快速綜合轉(zhuǎn)型區(qū)、江漢平原顯性轉(zhuǎn)型主導(dǎo)區(qū)、洞庭湖—鄱陽湖平原隱性轉(zhuǎn)型主導(dǎo)區(qū)和山地丘陵低速綜合轉(zhuǎn)型區(qū)(圖7)。大都市快速綜合轉(zhuǎn)型區(qū)主要包括武漢、長沙和南昌3個(gè)省會(huì)城市，其主要特征為顯性與隱性形態(tài)轉(zhuǎn)型速度較快，城鎮(zhèn)建設(shè)用地規(guī)模和GDP產(chǎn)出均高于其他城市和縣域；江漢平原顯性轉(zhuǎn)型主導(dǎo)區(qū)主要包括荊州、荊門、孝感、天門、仙桃和潛江等城市，區(qū)域氣候適宜，水源豐富，土壤肥沃，自然條件優(yōu)越，人口眾多，城鎮(zhèn)建設(shè)用地基礎(chǔ)規(guī)模相對較大，加之屬于傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)區(qū)域，城鎮(zhèn)建設(shè)用地GDP產(chǎn)出相對較低，因而城鎮(zhèn)建設(shè)用地以顯性轉(zhuǎn)型為主導(dǎo)特征；洞庭湖—鄱陽湖平原隱性轉(zhuǎn)型主導(dǎo)區(qū)主要包括湖北的黃石和咸寧、湖南的岳陽和株洲以及江西的宜春、新余、九江等城市，這些城市可分為兩類：一類是工業(yè)基礎(chǔ)較好的黃石、岳陽和株洲等城市，經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展推動(dòng)建設(shè)用地隱性形態(tài)轉(zhuǎn)型；另一類則為人口較少、建設(shè)用地規(guī)模較小的咸寧、宜春等城市，盡管建設(shè)用地也以隱性形態(tài)轉(zhuǎn)型為主導(dǎo)，但整體經(jīng)濟(jì)規(guī)模小、發(fā)展水平相對滯后；山地丘陵地區(qū)低速綜合轉(zhuǎn)型區(qū)主要包括巫山、武陵山、雪峰山、羅霄山以及江南丘陵區(qū)等地區(qū)，該區(qū)受自然條件約束，人口相對較少，農(nóng)業(yè)、工業(yè)發(fā)展較慢，城鎮(zhèn)建設(shè)用地顯性與隱性形態(tài)轉(zhuǎn)型速度均較慢。

圖7 長江中游地區(qū)城鎮(zhèn)建設(shè)用地轉(zhuǎn)型空間分區(qū)Fig.7 Spatial zoning of urban construction land transition in the middle reaches of the Yangtze River

4 結(jié)論與討論

本文從突變視角出發(fā)，探索性地將M-K和多變量空間聚類方法用于長江中游地區(qū)城鎮(zhèn)建設(shè)用地轉(zhuǎn)型及其空間格局研究，揭示了區(qū)域城鎮(zhèn)建設(shè)用地轉(zhuǎn)型的非線性時(shí)空過程，可為探究城鎮(zhèn)建設(shè)用地形態(tài)變化規(guī)律提供新視角。研究結(jié)論如下：1)1990-2015年長江中游地區(qū)城鎮(zhèn)建設(shè)用地顯性與隱性形態(tài)變化分別在2000年和2006年發(fā)生突變，用地形態(tài)整體經(jīng)歷了“面積中速擴(kuò)張—地均GDP中速增長”的發(fā)展期、“面積快速擴(kuò)張—地均GDP中速增長”的過渡期和“面積快速擴(kuò)張—地均GDP快速增長”的融合期3個(gè)轉(zhuǎn)型階段。2)城鎮(zhèn)建設(shè)用地形態(tài)轉(zhuǎn)型過程與區(qū)域社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展階段轉(zhuǎn)變相對應(yīng)，區(qū)位條件、資源稟賦和地形條件是塑造區(qū)域建設(shè)用地轉(zhuǎn)型空間格局的重要原因。1995-2015年長江中游地區(qū)城鎮(zhèn)建設(shè)用地轉(zhuǎn)型空間差異明顯，具體可分為大都市快速綜合轉(zhuǎn)型區(qū)、江漢平原顯性轉(zhuǎn)型主導(dǎo)區(qū)、洞庭湖—鄱陽湖平原隱性轉(zhuǎn)型主導(dǎo)區(qū)和山地丘陵低速綜合轉(zhuǎn)型區(qū)四大空間區(qū)域。

基于本文實(shí)證研究，長江中游地區(qū)城鎮(zhèn)建設(shè)用地顯性和隱性形態(tài)轉(zhuǎn)型存在失衡情況，隱性形態(tài)轉(zhuǎn)型相對滯后，而這實(shí)質(zhì)是土地利用轉(zhuǎn)型“沖突—協(xié)調(diào)”理論模式下，土地利用形態(tài)在社會(huì)—經(jīng)濟(jì)驅(qū)動(dòng)和社會(huì)—生態(tài)約束共同作用下的結(jié)果[34,39]。具體看，社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展階段轉(zhuǎn)變過程中，人口與經(jīng)濟(jì)增長帶來用地需求、分稅制改革與土地財(cái)政等多重刺激，是導(dǎo)致區(qū)域土地利用顯性形態(tài)變化發(fā)生趨勢性轉(zhuǎn)折的重要原因[23，40]。而城鎮(zhèn)建設(shè)用地面積快速擴(kuò)張引發(fā)的耕地占用、生態(tài)破壞等社會(huì)—生態(tài)問題不斷加劇，區(qū)域人地矛盾日趨劇烈對用地規(guī)模的約束則促使城鎮(zhèn)建設(shè)用地產(chǎn)出、功能等隱性形態(tài)發(fā)生轉(zhuǎn)型?？梢姡谏鐣?huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的早期階段，土地作為重要且地方政府唯一能方便獲得和利用的生產(chǎn)要素，其投入會(huì)高于資本投入，因而顯性形態(tài)轉(zhuǎn)型會(huì)先于隱性形態(tài)轉(zhuǎn)型發(fā)生；顯性形態(tài)轉(zhuǎn)型導(dǎo)致社會(huì)—生態(tài)約束不斷增強(qiáng)，又會(huì)引發(fā)隱性形態(tài)轉(zhuǎn)型以緩解區(qū)域人地沖突。綜合看，城鎮(zhèn)建設(shè)用地顯性形態(tài)與隱性形態(tài)轉(zhuǎn)型是區(qū)域人地矛盾由發(fā)生到緩解的過程，二者共同決定了區(qū)域城鎮(zhèn)建設(shè)用地的規(guī)模、功能和效率等的協(xié)調(diào)[41]。針對當(dāng)前土地利用形態(tài)所處階段，未來城鎮(zhèn)建設(shè)用地的管控應(yīng)從完善“增存掛鉤”“人地掛鉤”“效率掛鉤”等多維措施出發(fā)，進(jìn)一步完善對城鎮(zhèn)新增建設(shè)用地的控制和對存量用地的盤活政策，促進(jìn)土地節(jié)約集約利用，實(shí)現(xiàn)城鎮(zhèn)建設(shè)用地由顯性主導(dǎo)向隱性主導(dǎo)的全面轉(zhuǎn)型。具體而言，針對大都市快速綜合轉(zhuǎn)型區(qū)和江漢平原顯性轉(zhuǎn)型主導(dǎo)區(qū)，應(yīng)進(jìn)一步控制建設(shè)用地面積增長，通過節(jié)約集約利用措施，全面實(shí)現(xiàn)城鎮(zhèn)建設(shè)用地向隱性主導(dǎo)方向轉(zhuǎn)型；針對邊緣丘陵山區(qū)，未來應(yīng)在保證用地效率的前提下，適當(dāng)提高城鎮(zhèn)建設(shè)用地供給，以實(shí)現(xiàn)城鎮(zhèn)的快速高質(zhì)量發(fā)展。

需指出的是，本研究對轉(zhuǎn)型規(guī)律的揭示未深入考慮國家用地指標(biāo)控制的特殊性，如何進(jìn)一步揭示轉(zhuǎn)型階段的形成原因，系統(tǒng)解析區(qū)位條件、自然因素等對轉(zhuǎn)型空間格局的塑造機(jī)制，為準(zhǔn)確預(yù)測土地利用轉(zhuǎn)型趨勢提供參考，有待深入研究。