城乡融合导向的土地多功能利用空间关联网络演变机制

As a fundamental scientific proposition,it is necessary to explore the relationship between multi-functional land utilization and rural-urban integration under current situation . By reference to the principle of functional genomics and under the characteristic development process of agricultural town, the correlation model is built and simulated between spatial networks of rural-urban social and economic and multi-functional networks of block combination village within the village and town in order to interpret micro multifunctional land use transformation mechanism of spatial network pattern based on the goal-oriented rural-urban integration..The main contents include: (1) using structural equation model to identify land multi-function; (2) constructing multi-functional land use space associated network topology within the villages and town; (3) exploring spatial correlation between the towns and villages according to contact ability and accessibility; (4) setting up rural-urban spatial association network mechanism in the socio-economic aspects by improving the radiation model of the spatial correlation; (5) using Hidden Markov model (HMM) to simulate the interaction between multi-functional land use spatial association networks within villages and towns and rural-urban association networks; (6) measuring the rural-urban integration status by using indicators of the overall network density, quantities of two-way overflow plate and the centrality of nodes and deducing evolution rule of multi-functional land use spatial relationship network within the villages and towns based on the HMM operation correlation mechanism in order to design land policy according to multi-functional land use combination.

土地多功能利用与城乡融合的关联性问题是有待探索的基础性课题。本课题借鉴功能基因组学原理，结合农业型特色小镇培育过程，构建村镇内地块组合的多功能利用关系网络与村镇间的社会经济空间网络之间的关联模型，并进行模拟，旨在揭示宏观城乡融合目标导向下微观土地多功能利用网络化空间格局的变换机制。研究内容包括：(1)运用结构方程模型，识别土地多功能；(2)构建村镇内土地多功能利用空间关联网络拓扑关系；（3）基于联系能力和可达性，探索村镇之间空间关联能力；(4) 通过空间关联能力改进辐射模型，建立村镇间社会经济空间关联网络机制；(5)运用隐马尔可夫模型 (HMM)，模拟村镇内部的土地多功能空间关联网络与村镇间空间关联网络之间的互动关联。(6)采用整体网络密度、双溢出板块数量和节点中心度三个指标测度城乡融合状态，依据HMM关联机制推导村镇内部土地多功能利用空间关系网络演变规律，进而提出土地多功能组合利用政策。

以湖北省汉江流域的乡镇为研究对象，聚焦城乡融合与土地利用多功能网络关联机制，基于系统理论、城市空间结构理论、马斯洛需求层次理论和共生理论等构建“目标需求—空间表征—演变机制—空间优化”的理论分析框架，主要研究内容包括：其一，识别城乡融合发展对土地利用功能的需求，构建土地利用多功能评价体系，定量分析土地利用一级功能和二级功能的时空演变特征；其二，以乡镇单元为网络节点，通过乡镇土地利用功能指数，运用修正的引力模型与社会网络分析法，构建各县域土地利用多功能网络，测度并刻画不同功能网络的时空演变特征；其三，分别以生产、生活、生态功能网络结构指标为因变量，以城乡融合度和相关控制变量为自变量，运用空间杜宾模型分别研究汉江流域整体和上中下游分区的土地利用功能网络驱动因素；其四，根据三生功能网络结构指标对城乡融合的表征作用，测算城乡融合下的三生功能网络融合度，利用共生模型识别不同县域三生功能网络的共生关系，对不同共生类型区提出因地制宜的城乡空间优化策略。研究成果为促进土地利用多功能要素的互动以及各类要素在城乡之间的高效配置与网络流动，揭示城乡社会经济生态空间联系与相互作用秩序和组织规律，从而提升城乡融合能力，拓展并丰富乡镇级国土空间规划理论。同时，通过乡镇之间的关系网络分析以及乡镇和县市之间的网络关联性探索，揭示多功能网络要素关联互动路径特征，实现土地多功能利用从乡镇尺度到县市地域尺度之间耦合，促进土地多功能利用多尺度演化理论和方法的完善和发展。.发表论文中文期刊10篇：地理学报1篇、中国土地科学1篇、生态学报2篇、地理科学进展2篇、长江流域资源与环境1篇、水土保持研究2篇、湿地科学1篇；发表SCI英文期刊论文4篇：ecological indictors、wetlands、land 、Environmental Science and Pollution Research各1篇；编著1本；会议论文获奖2篇。参与此课题研究培养硕士毕业生4人，硕士生在读3人；博士毕业1人，博士生在读2人。