土地利用空间-功能形态转型中的生态环境演化机理与效应研究——以苏南地区为例

Eco-environmental evolution is a focus of scientific concern for Sustainability Science, and land use transition is a frontier field of Land Change Science. The research on the evolution of ecological environment driven by Land Use Transition (LUT) has the theoretical significance for deepening interdisciplinary study and the practical value for promoting regional sustainable development. Based on the comprehensive analysis of the connotation, characterization and spatial-temporal pattern of land use transition, this study tries to establish a new theoretical analytical framework for carrying out systematic research on LUT-driven eco-environmental evolution. Taking Southern Jiangsu, a well developed and rapidly changing region in eastern China as a case, with the methodology support including qualitative research and quantitative analysis on spatial-temporal pattern and correlation, this study aims to describe the temporal and spatial pattern of land use transition and eco-environmental evolution, and analyze the temporal and spatial relationship between them. Besides, this study also tires to analyze the mechanisms for LUT-driven eco-environmental evolution and summarize typical paths and models, and assess the impact of eco-environmental evolution from the aspects of economic, society and resource/environment under the background of land use transition. That measures and suggestions for optimizing land use transition and improving eco-environmental quality will be proposed accordingly. This study will not only help carry out interdisciplinary research and enrich related theories, but also promote land use optimization, eco-environmental improvement and regional sustainability.

生态环境演变是可持续性科学关注的热点，土地利用转型是土地变化科学的前沿领域，围绕土地利用转型驱动的生态环境演变研究具有深化学科交叉的理论意义和推动区域可持续发展的现实价值。本研究以土地利用转型的内涵表征和时空格局分析为基础，建立土地利用转型驱动下生态环境演变研究的分析框架。以苏南地区为案例，以质性研究和时空格局、时空关联定性定量分析方法为支撑，刻画土地利用转型、生态环境演变的时空格局，分析两者时空关联关系，解析土地利用转型驱动生态环境演化的发生机制，归纳典型路径和模式，评估土地利用转型下的生态环境演化对经济、社会、资源环境的影响，提出优化土地利用转型、实现生态环境良性发展的措施和建议。研究有助于开展学科交叉研究和丰富相关理论，并推动土地优化利用、生态环境改善和区域可持续发展。

以丰富土地利用科学、可持续性科学并深化学科交叉研究为导向，以揭示经济发达地区土地利用转型过程中生态环境演化机理与效应为目标，按照“理论分析-数据收集-类型识别-过程刻画-机制分析-效应评估-引导调控”的技术路线，在建立土地利用转型驱动下生态环境演变研究框架基础上，以质性研究和探索性空间数据分析、空间聚类分析、时空关联分析、最小累积阻力模拟等方法为支撑，以包含土地利用、产业发展、人口分布、生态环境、污染排放、气候气象等在内的多元异构时空数据库为保障，以经济发达的苏南地区（以及拓展的长三角地区）为研究对象，综合运用土地利用动态度、土地景观格局分析、土地利用多功能和生态环境指数、景观连通度、碳生态效率、建设用地生态效率等指标，揭示了土地利用变化速度呈现“W”型格局、用地功能多样性不断增强、用地效率显著提升、生态环境质量有所改善、生态效率区域差异性明显等特征；首提了“位置导向的生态压力”，综合评估了建设用地数量、分布和强度对生态环境的影响，刻画了土地利用转型对生态环境变化的差异化作用；分析了生态环境质量对区域碳排放与碳封存关系、污染物排放格局、城市空间拓展等的影响，从多个维度评估了生态环境对区域可持续发展的效应；以社会-生态反馈理论为指导，基于土地利用格局与生态环境状况、土地利用转型与生态环境演化的时空关联性分析结果，提出了以经济社会转型为背景，多元因素驱动土地利用转型、进而导致生态环境变化的作用机制。在此基础上，从自然要素综合评价、用地调整成本分析、差异化用地管控等方面提出了提出优化土地利用转型格局、实现生态环境良性发展的措施和建议。项目成果在理论上丰富了土地科学、地理科学、生态环境科学等研究内容，在实践上为科学评价土地利用转型及其对生态环境的影响、针对性开展土地利用优化调控提供了参考。