我国农区城镇化进程中土地利用转型及其环境效应研究：以黄淮海平原为例

Farming areas are the basis of China's socio-economic sustainable development. The qualitative urbanization in farming areas is an important guarantee for implementing the national strategy of urban-rural integration development. It has important significance to study the effects of urbanization process on the environment of farming areas and related countermeasures from the unique angle of land use transition. This project takes Huang-Huai-Hai Plain as study area. Based on the theory of man-land interrelations territorial system, using RS and GIS technologies and the methods of sampling investigation and simulating model, a series of indices and assessing models are established to measure land use transitions and rural environmental change. This project focuses on the study of the process and dynamic pattern of land use transitions under the pressure of urbanization, analysis and diagnosis of rural environmental issues due to land use transition, the mechanism of driving rural environmental change by the transition process, effects of land use transitions on rural environment, the dynamic coupling condition and coupling mechanism of coordination development between "land, environment and economy", as well as the optimal adjustment principles, ways and strategies of improving rural environmental status quo. The characteristics of this project are embodied on the systematic research on the type diagnosis, dynamic monitoring, early warning and forecast, and scientific regulation of abnormal rural environmental change driven by land use transitions, which can be used to provide scientific basis for government's decision-making on effectively preventing rural environmental problems, establishing harmonious "production, living and ecology" space, and promoting urban-rural integration development.

农区是保障我国经济社会可持续发展的根基，推进农区的城镇化是落实城乡发展一体化国家战略的重要基础，基于土地利用转型这一独特视角前瞻性地研究城镇化进程对农区环境的影响及其调控途径意义重大。以人地关系地域系统理论为指导，集成遥感与GIS、“样带－样区－样点”抽样调查和模型方法，构建量度土地利用转型和农村环境变化的系列指标与定量评价模型，重点研究黄淮海平原农区城镇化进程中土地利用转型过程及其动态格局，转型过程中农村环境问题分析诊断，转型过程影响农村环境变化机理，转型过程的环境效应评判与情景模拟，农区“土地-环境-经济”协同发展的动态耦合状态及其耦合机制，城镇化进程中农村环境优化调控原理、路径与策略。项目突出土地利用转型过程及其导致环境异常变化的类型识别、动态监控、预警预报和科学调控的系统研究，为有效防控农村环境问题，构建农区良好的“生产－生活－生态”空间，有效促进城乡一体化发展，提供科学决策依据。

开展农区土地利用转型及其环境效应研究能为以可持续发展为基础的农业农村现代化提供科学支撑。本项目的主要研究内容与发现如下：. 对于土地利用转型的格局与机理，形成一套相对完善的土地利用转型理论体系与科学认知范式，促进了土地系统科学发展。揭示了乡村人均耕地面积的“U”型转折规律，发现了不同城镇化水平典型县域耕地利用“温室化”转型的差异化扩张模式；从微观尺度分析了宅基地前期“飞地式”和后期“填充式及蔓延式”的扩张特征。揭示了黄淮海地区土地利用转型以建设用地分散式扩张为主的特征；从耕地破碎化及多功能转型视角阐释了土地利用转型的驱动机制。. 对于环境影响的识别与演化规律，筛选出了土地利用转型环境效应的关键指标，并对化肥施用、水环境质量、农业面源污染排放等时空演化格局进行了刻画。揭示了耕地经营劳动力非农化就业对化肥施用强度影响的正相关关系，发现了单位面积农机总动力及有效灌溉比例与单位面积农药施用量之间均呈倒“U”型曲线关系。. 对于土地利用转型环境影响机理，揭示了土地利用转型、区域产业结构演变与农村环境变化间的交互关系，阐释了农业生产经营与水环境质量间的传导关系，解析了经营主体影响农村地域环境变化的微观机理及其内在规律。.对于“土地-环境-经济”的耦合分析，构建了区域“土地-经济-环境”协调耦合途径概念模型，模拟分析了未来土地利用转型格局及其环境效应演变趋势，评估了土地利用转型、经济发展和环境效应间的耦合关系及协调程度。. 对于环境效应的优化策略分析，探究了不同耕地经营类型与环境问题间的耦合类型与优化调控措施，在宏观与微观层面上阐释了土地利用转型调控措施与可行对策，探讨了土地利用转型环境效应优化调控原理与城乡融合发展保障措施。. 总体来看，超额完成考核指标：发表期刊论文121篇，其中SCI/SSCI论文51篇（13篇ESI高被引论文）、中文核心期刊论文70篇；出版中英文专著3部；提交政策咨询报告7份；培养博/硕士研究生13名、教育部长江学者特聘教授1名。项目实施有力推动了中国的土地科学与乡村地理学的学科建设。