烏魯木齊—昌吉—石河子城市群土地利用沖突識別研究

高喆 冶建明 朱夢夢

引用格式：高喆，冶建明，朱夢夢.烏魯木齊—昌吉—石河子城市群土地利用沖突識別研究[J].國土資源導刊，2023，20（04）：79-89.

Reference format：Gao Zhe，Ye Jianming，Zhu Mengmeng.Research on land use conflict identification in Urumqi-Changji -Shihezi urban agglomeration[J].Land & Resources Herald，2023，20（04）：79-89.

摘? 要：土地利用沖突是導致國土空間土地利用結構不斷變化的直接驅動因素。對烏魯木齊—昌吉—石河子城市群城鎮空間、生態空間和農業空間的土地利用沖突進行識別研究，對其社會—經濟—生態復合系統的健康可持續發展有著重要意義。本研究以典型西北干旱區綠洲城市群——新疆烏昌石城市群為研究對象，結合研究區用地空間格局演變特征，從“土地復雜性+脆弱性-穩定性”的角度出發，以景觀指數為基礎，構建空間沖突測度模型，對研究區2010—2020年農業空間、生態空間和城鎮空間的土地利用沖突進行識別分析。研究表明：（1）2010—2020年烏昌石城市群農業空間面積占比呈現出先上升后下降的特點，生態空間所占面積最大且其變化與農業空間相反，城鎮空間面積占比逐年增加；（2）2010—2020年烏昌石城市群的土地利用沖突強度顯著增強，失控單元的擴張趨勢明顯，土地利用沖突強度從大到小依次為：農業空間，生態空間，城鎮空間；（3）在這十年間，烏昌石城市群土地利用沖突的空間單元聚類性和顯著性逐漸削弱。近十年，隨著西部大開發的持續推進，烏昌石城市群土地利用開發強度加劇，中心城鎮逐漸向邊緣擴散，土地利用沖突逐漸加強，未來要重視耕地、生態用地和建設用地之間的矛盾，協調經濟與生態的平衡發展。

關鍵詞：土地利用沖突；沖突測度；景觀指數；烏昌石城市群；國土空間

中圖分類號：F301.2? ? ? ? 文獻標志碼：A? ? ? ? ? 文章編號：1672-5603（2023）01-79-11

Research on Land Use Conflict Identification in Urumqi-Changji-Shihezi Urban Agglomeration

Gao Zhe1，Ye Jianming1，2，Zhu Mengmeng1

（1.College of Agriculture， Shihezi University，Shihezi Xinjiang 832003;

2.College of Architecture and Urban Planning， Tongji University，Shanghai 200092）

Abstract：Land use conflict is a direct driving factor that leads to continuous changes in the spatial land use structure of the national territory. The identification and research of land use conflicts in urban， ecological， and agricultural spaces of the Urumqi-Changji -Shihezi urban agglomeration is of great significance for the healthy and sustainable development of its socio-economic ecological composite system. This study focuses on the typical oasis urban agglomeration in the northwest arid region of China - the Urumqi-Changji-Shihezi urban agglomeration in Xinjiang. Combining the characteristics of the spatial pattern evolution of the study area， from the perspective of "land complexity+vulnerability stability"， and based on landscape index， a spatial conflict measurement model is constructed to identify and analyze the land use conflicts in agricultural space， ecological space， and urban space in the study area from 2010 to 2020. Research shows that： （1） From 2010 to 2020， the proportion of agricultural spatial area in the Urumqi-Changji-Shihezi Urban Agglomeration showed a trend of first increasing and then decreasing. The ecological space occupied the largest area and its changes were opposite to agricultural space， with the proportion of urban spatial area increasing year by year; （2） From 2010 to 2020， the intensity of land use conflicts in the Urumqi-Changji -Shihezi urban agglomeration significantly increased， and the expansion trend of out of control units was obvious. The intensity of land use conflicts ranked in descending order： agricultural space>ecological space>urban space; （3） Over the past decade， the spatial unit clustering and significance of land use conflicts in the Urumqi-Changji -Shihezi urban agglomeration have gradually weakened. In the past decade， with the continuous promotion of the Western Development， the intensity of land use and development in the Urumqi-Changji-Shihezi urban agglomeration has intensified， and central towns have gradually spread to the edge. Land use conflicts have gradually strengthened. In the future， attention should be paid to the contradiction between arable land， ecological land， and construction land， and the balance between economic and ecological development should be coordinated.

Keywords：land use conflict; conflict measurement; landscape index; Urumqi-Changji -Shihezi urban agglomeration; territorial space

0 引言

土地利用沖突實質是在土地資源利用過程中，各方利益相關者因為土地利用方式與結構的不同，產生空間競爭和沖突[1]。隨著我國城鎮化的快速推進和城市群規模不斷擴大，土地資源難以滿足人們對經濟、糧食和生態保護的需求，導致土地利用結構比例失衡，使土地利用空間沖突矛盾日益加劇。如何識別土地利用空間沖突程度并優化土地利用的空間結構，有效緩和土地利用矛盾成為當前學者們的關注重點[2]。

20世紀70年代以來，土地利用沖突成為全球土地利用及相關學科研究關注的熱點問題之一[3]。2001年，中國林業科學院召開“自然資源管理和利用中的沖突管理方法”專題研討會，我國學者開始對土地利用沖突進行研究[4]。研究內容包括沖突的概念演變[5]、類型[6]、產生機制[7]、識別評價[8]與權衡[9]等方面。由于海拔、氣候以及經濟等因素，土地利用沖突往往存在差異，因而識別沖突的方法也多種多樣，主要包括LFA法[10]、博弈論分析法[11]、PSR概念模型分析法[12]、多目標規劃法[13]、空間分析法[14]和景觀指數分析法[15]等。景觀指數分析法基于生態風險評價模型，利用土地利用數據構建土地利用沖突模型，準確識別土地利用沖突的位置，揭示土地利用沖突的空間異質性，追蹤區域時空變化特征[16]。目前，學者多利用景觀指數分析快速城市化地區的土地利用沖突，包括長江三角洲[17]、天津市[18]等中宏觀尺度，以及重慶萬州區[19]、河南鎮平縣[20]等局部地區，對于西北部新興城市群和干旱區綠洲城鎮涉及較少。

新疆烏魯木齊市—昌吉市—石河子市城市群（以下簡稱“烏昌石城市群”）是我國“一帶一路”的重要部分，天山北坡經濟帶的關鍵區域，是典型的干旱綠洲城市群。2013年6月，國家發改委提出了打造包括烏昌石城市群在內的十個區域性城市群[21]。隨著國家重視西部沿邊地區的新型城鎮化建設，烏昌石城市群經歷快速的城鎮化發展階段，土地利用沖突劇烈，嚴重阻礙了社會—經濟—生態復合系統的健康可持續發展[22]。如何實現社會經濟和生態環境和諧共存，是現階段城市快速發展面臨的主要問題與挑戰?；谏鲜龇治?，本研究選取干旱綠洲城市群——烏昌石城市群為研究對象，從烏昌石城市群近十年土地利用變化和空間格局入手，探索研究區域用地空間格局演變特征；借助景觀生態指數構建土地利用沖突指數綜合測度模型和空間自相關模型，識別分析該地區2010—2020年的土地空間沖突，為城市群土地資源利用與規劃、經濟發展與生態保護的關系協調提供參考，也為類似區域研究提供案例。

1 研究區概況

烏昌石城市群地處亞歐大陸的中心區域，是我國十分重要的戰略要沖，是“新絲綢之路經濟帶”亞歐大陸經濟走廊與中巴經濟走廊“兩廊經濟帶”的交匯點[23]（圖1）。其區位優勢明顯，擁有十分重要的戰略地位，自然環境獨特。范圍包括烏魯木齊市、昌吉市、石河子市、五家渠市、阜康市及瑪納斯縣、呼圖壁縣、沙灣縣等5市3縣和兵團第六師、第八師、第十二師的團場，行政區域面積占天山北坡經濟帶總面積的21.3%，占新疆總面積的3.8%[24]。據新疆國民經濟和社會發展統計公報顯示，截至 2019 年，烏昌石城市群內總人口 529.47萬人，占全疆總人口的 21.0%；GDP 近5 059.75 億元，占全疆 GDP 的 37.21%，比上年增長了17.32%，是全疆經濟發展最快、人員流動最活躍的地區。高速發展的經濟和城鎮化進程給區內自然環境構成了巨大壓力，導致生態環境日趨惡化，城市無序蔓延普遍，生態空間侵蝕過快，國土空間利用效率低下，土地利用沖突現象頻發。

2 數據與方法

2.1 數據來源

本文研究數據主要包含2類：自然地理數據和土地利用相關數據（表1）。

2.2 研究方法

2.2.1 國土空間分類體系構建

隨著烏昌石城市群社會經濟的快速發展，人口、生產力要素在此集聚，改變了土地利用空間結構，導致土地利用空間沖突[25]。因此，本研究按照主導性、系統性、統一性和實用性原則，參考《土地利用現狀分類》（GB/T 21010—2017），構建土地利用空間分類體系，將土地利用空間劃分為農業空間、生態空間和城鎮空間[26-28] （表2）。

2.2.2 土地利用沖突評估模型構建

空間沖突的本質是各行為主體方對空間資源占有的博弈過程使得空間沖突格局隨社會發展呈動態性變化[26]。當前學者對土地利用空間沖突的研究方法多樣，其中景觀指數法由于景觀指數構建沖突評估模型直觀表達了空間沖突變化特征與景觀環境變化的特點，從而得到廣泛應用?；谕恋乩妙愋偷膹碗s性、脆弱性及穩定性，根據景觀生態指數構建土地利用沖突指數綜合測度模型，數學表達式為[2]：

[CCI=LCI+LFI-LSI]? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?（式1）

土地復雜性指數（LCI），利用景觀指數的面積加權平均拼塊分形指數（AWMPFD）測算，AWMPFD（1≤AWMPFD≤2）值越大，景觀斑塊越復雜，受領域景觀斑塊干擾越大[28]。表達式如下[26]：

式中：pj表示土地利用類型斑塊周長；A為空間單元面積；m為空間單元數量；aij表示單元內某一土地利用類型的面積。

土地脆弱性指數（LFI）反映出對外部壓力的抵抗力，值越大，抵抗力越弱，土地利用矛盾越大。運用各土地利用類型脆弱度來計算LFI指數[26]，公式表達如下：

式中，fis表示各類土地利用類型的脆弱度；ais表示單元內某一土地利用類型的面積；A為空間單元面積；m為空間類型數量； r為土地利用類型數量。景觀脆弱度賦值由強到弱依次為建設用地、園地、水域、濕地、耕地、林地、草地、未利用地[2]（表3）。土地穩定性指數（LSI）借用斑塊密度（PD）表示， PD的值越大，區域單元內斑塊穩定性越差，土地利用沖突程度越強。數學表達式如下[26]：

式中：A表示區域單元面積；n表示第i類空間類型區域單元內斑塊數量；PD表示斑塊密度（Patch density）， PDmin、PDmax表示PD值的最小值、最大值。

2.2.3 劃分空間沖突單元

由于景觀格局依賴景觀尺度，本文將評價單元確定為格網，綜合考慮數據類型、數據量、空間斑塊密度以及分辨率等因素[1]，烏昌石城市群南北最大縱距180 km，東西最大縱距456 km，參考陳大蓉等[16]選擇空間單元尺度的方法，將研究的區域分成3 077個5 000 m×5 000 m的評價單元。土地利用沖突指數進行0-1的標準化處理。根據已有研究，將沖突強度利用自然間斷法劃分為（0.0，0.5]、（0.5，0.72]、（0.72，0.85]、（0.85，1.0]四個等級，分別為穩定可控、基本可控、基本失控、嚴重失控4個級別。

2.2.4 土地利用動態度

通常利用單一動態度（K）與綜合動態度（G）反映土地利用空間變化，表征各類空間相互轉換的幅度大小[29]。通常使用單一動態度（K）與綜合動態度（G）反映其變化程度。其表達式如下：

式中：Si表示初期土地利用類型面積；Sj表示后期土地利用類型面積；ΔSi-q表示研究期間土地利用類型面積變化的絕對值之和；T表示研究時間尺度；n=3。

2.2.5土地利用沖突自相關分析

空間自相關分析用來指示空間變量值與周圍區域之間是否相關。本研究利用Geoda1.18軟件，將空間權重設置為鄰接關系，使用全局空間自相關Moran'I指數（式8）與局部空間自相關LISA指數（式9）來測算烏昌石城市群土地利用沖突的空間自相關性特征[29]。

式中：n為單元總數；xi、xj分別為變量x在相應位置上的沖突值；Wij為通用空間權重矩陣。在此基礎上，使用蒙特卡羅模擬方法計算Z值與P值來展開進一步檢驗[29]。LISA指數為正，表示該單元周圍的相似值表現出空間聚集；為負時，該單元周圍的非相似值表現出空間聚集[28]。

3 結果與分析

3.1 烏昌石城市群土地利用空間格局分析

2010—2020年烏昌石城市群空間格局結構變化具有“一升二波動”的特點（表4）：2010—2020年，城鎮空間面積逐年遞增，且是兩個階段變化最大的土地利用類型，說明烏昌石城市群的土地利用類型主要為其他空間轉為城鎮空間，建設用地逐漸向周圍區域擴張。農業空間集中分布在中部地區，主要地類為耕地，大多分布在城鎮區域和水域附近，所占面積由2010年的18.30%增加至2015年的19.46%，在2020年減少至18.66%。生態空間與農業空間變化相反，2010—2015年生態空間面積減少了1.40%，2015—2020年增加了0.61%。生態空間始終占烏昌石城市群的大部分面積，主要分布于北部以及南部高海拔地區。前五年天山北坡地區快速的城鎮化和經濟發展對糧食用地需求給烏昌石城市群的生態空間造成了持續性威脅。在2018年，國家大力實施“打贏藍天保衛戰”“園林城市建設”相關措施，生態空間開始受到重視，加上農業技術水平提高，農業空間被壓縮，用地矛盾進一步突出。

3.2 土地利用空間沖突識別結果分析

3.2.1 土地利用沖突程度綜合變化

由表4可知，近十年間，土地利用空間變化明顯。失控（基本失控和嚴重失控）單元空間占比不斷擴大，可控單元呈現出縮減的趨勢。（1）穩定可控單元占比大幅度減少，且2010—2015年的降幅是2015—2020年的300倍左右。主要是生態空間南部高海拔地區和北部裸地區域由穩定可控單元轉變為基本可控單元，這種變化與“西部大開發”有著密切聯系。（2）基本可控等級單元占比呈先升后降的特點，在2010—2015年由穩定可控單元轉換而成，但在2015—2020年逐漸轉變為基本失控單元。（3）基本失控單元2010年分布面積很小，大都分分布在嚴重失控的空間附近，景觀斑塊破碎，因此土地復雜性高，土地穩定性低。而在2015年，耕地空間單元沖突已經轉變成基本失控。而到了2020年，基本失控空間單元的分布越來越廣。（4）在2010年，烏魯木齊市城鎮地區表現出嚴重的空間沖突，伴隨城市化的進程，建設用地不斷向外擴張，周邊單元產生激烈的土地爭奪。2015年，城鎮空間附近區域的基本失控單元沖突加劇。在2020年，由于城鎮化的推進和生態空間的擠壓，耕地區域成為核心利益爭奪區域，沖突嚴重。就整個研究期而言，烏昌石城市群土地利用沖突指數總體呈上升趨勢，且幾乎不存在沖突顯著緩解的區域。

3.2.2三類空間各自的土地利用沖突變化

對烏昌石城市群三類空間分別測算各自的沖突指數，分析結果得出烏昌石城市群土地利用沖突程度由大致小為：農業空間，生態空間，城鎮空間（表5、圖6）。三類空間土地利用沖突程度變化明顯，農業空間表現出基本可控空間單元向失控單元轉換；生態空間的失控等級空間單元占比不斷增加；城鎮空間反而表現出失控等級向可控等級轉換（圖4）。

農業空間由于城市化的大力推進，其土地利用沖突程度加劇。主要表現為在2010年，以基本可控單元為主（單元占比為96.26%），十年間，基本可控單元占比大幅度下降（2020年占比0.33%），嚴重失控單元的占比逐年增加（由0.00%增加至87.89%）。其原因是農業空間容易受人類活動影響，斑塊破碎度增強，穩定性下降，沖突單元主要是基本失控單元和嚴重失控單元。

生態空間受城鎮空間擴大的影響較大，土地利用沖突程度逐漸加劇，前五年以基本可控單元為主，但整體仍呈現出可控單元向失控單元轉化的現象，到2020年，失控空間單元幾乎已經與可控空間單元占比持平?？煽貑卧壤谑觊g持續下降（減少了45.30%），失控單元比例從0.12%增加至45.40%，且有持續增加的趨勢。由于城鎮空間的蔓延，農業空間和生態空間被占用，沖突水平逐漸增強。遠離市區的? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?裸地等未利用地，其土地利用沖突程度變化不大，這在一定程度上可以說明，土地利用沖突作為一種人地矛盾，具有長期性和穩定性特征。

城鎮空間的土地利用沖突表現出波動的特點，嚴重失控單元變化最大，從2010年的52.94%上升至2015年的88.89%，而后在2020年下降到0.00%。在2010—2015年受快速城市化進程的刺激，與周邊土地產生激烈的爭奪，土地利用沖突逐漸加??；后五年城鎮空間沖突水平呈現出降低的趨勢，只是由于空間內部規?；境尚?，加之政府的有意控制，土地利用沖突程度明顯緩和。

3.3 土地利用沖突空間自相關結果分析

為了探究土地利用沖突是否存在空間差異性，本研究通過全局自相關指數進行檢驗（表7）。2010、2015、2020年的P值均為0.001，烏昌石城市群的全局自相關指數均為正。結果表明，在99.9%的置信度下，不存在零假設，土地利用沖突分布并不是隨機的，2010—2020年烏昌石城市群空間沖突單元存在相互關系，且在高值聚集。

為了揭示烏昌石城市群空間沖突單元與相鄰區域之間的聚類性和顯著性，本研究通過對LISA指數的測算進行探究（圖7）。聚集類單元空間占比逐漸縮減。高-高聚集單元主要以市或縣域中心呈片狀分布，聚類單元中的耕地、水域和建設用地相互交錯，類型復雜，隨著城鎮化的推進，該類空間單元所占面積逐年減少。低-低聚集單元主要分布在北部的裸地區域，此外在南部地區呈帶狀出現，以林地、高原為主，土地類型單一，因而沖突程度較弱。顯著性結果中P=0.001的空間單元存在明顯的聚集區域，主要分布在農業空間。P=0.01和P=0.05空間單元則依次分布

4 討論

本研究主要依據景觀生態指數，對烏昌石城市群進行土地利用沖突識別。研究表明，耕地、生態用地和建設用地之間的矛盾是烏昌石城市群土地利用沖突的主要表現形式。隨著西部大開發的持續推進，土地利用開發強度加劇，中心城鎮逐漸向邊緣擴散，城鎮空間面積所占比例上升。在2018年，國家大力實施“打贏藍天保衛戰”“園林城市建設”等相關措施，生態空間開始受到重視。這也導致農業空間受到擠壓，斑塊破碎度、復雜性增強，空間沖突單元聚類性、顯著性減弱，尤其是城鎮邊緣，土地利用沖突逐漸加強。因而，在土地利用過程中，耕地是各方利益者爭奪的核心資源，也是優化權衡沖突需要重點關注的區域。這與張瀟等[30]、錢鳳魁等[31]的研究結果一致。

本研究繼承和采用了景觀指數法對土地利用沖突進行識別研究，有一定的準確性。與其他學者的研究[15]相比，在景觀脆弱度賦值時，裸地與冰雪覆蓋地由于人類活動少，且連片分布，因而參考邱國強等[2]的賦值方法，賦值為1。但本研究利用景觀指數法建立沖突測度模型，僅考慮了景觀生態這一方面，不夠全面，忽略了經濟、社會等要素的影響，需要進一步完善。

5 結論

本研究以新疆烏昌石城市群為研究對象，結合研究區域用地空間格局演變特征，從“土地復雜性+土地脆弱性-土地穩定性”的角度出發，依據景觀生態指數，建立土地利用沖突測度模型，對研究區域2010—2020年農業空間、生態空間和城鎮空間土地利用沖突進行識別分析，主要結論如下：

（1）2010—2020年土地利用變化表現出“一升二波動”的特點：城鎮空間在中心城區形成明顯聚集，隨著烏昌石城市群城鎮化的加快，建設用地逐漸向周圍區域擴張；農業空間先增后減，集中在中部地區城鎮和水域附近；生態空間所占面積最大，連片分布，呈現出先減少后增加的變化。

（2）近十年間，烏昌石城市群的土地利用沖突顯著增強，失控單元占比逐漸增大，可控單元呈現出明顯的縮減趨勢。三類空間土地利用沖突從大到小依次為：農業空間，生態空間，城鎮空間。

（3）土地利用沖突單元存在明顯的空間聚集性，但隨著烏昌石城市群土地利用沖突的加劇，空間沖突單元聚類性和顯著性逐漸削弱。

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