随着经济社会发展及科学技术水平的进步,人类土地利用的深度和广度达到了新的高度。土地利用在不断满足人类需求,为人类提供各类功能与服务的同时,也引起了粮食、能源、资源和环境等全球或区域性的生态环境问题,深刻影响着土地资源的可持续利用与社会经济的可持续发展,已成为国际社会关注的焦点。十八大报告明确提出了大力推进生态文明建设的国家战略,并将优化国土空间开发格局列为生态文明建设的首要任务。《全国国土规划纲要(2016—2030年)》提出国土集聚开发和分类保护相适应,立足比较优势,促进区域协调发展,切实优化国土空间开发格局的战略部署。土地利用为人类提供各类产品和服务,具有环境功能、社会功能和经济功能等多功能特性,是评估土地利用效应、合理性及可持续性的重要视角和手段。开展土地利用多功能评价及综合分区,以功能的合理、协调发挥为导向,优化区域开发与保护格局,保障土地资源具有持续为人类提供产品和服务的能力,是实现区域可持续发展的有效途径。库区是由于水库兴建而形成的相对封闭的地域单元,我国是世界上库区最多的国家,其已成为合理利用水资源,实现生态文明的重要支撑,同时也是重要的区域发展空间载体。库区往往具有地形条件复杂、生态敏感及经济发展相对落后等特性,其经济发展与生态环境保护的矛盾与冲突受到社会各界的普遍关注,其中土地资源可持续利用问题是研究的热点,也是实现库区可持续发展亟待解决的现实问题。开展库区土地利用多功能评价与综合分区的理论与方法梳理,并以具有典型代表性的丹江口库区作为案例开展实证研究,针对不同分区制定差异化土地利用政策体系,优化土地开发与保护格局,是促进库区土地资源合理利用,实现可持续发展的有效手段,也可为类似区域提供有益的理论和实践参考。本文以库区可持续发展的需求导向,以其经济发展和环境保护的矛盾冲突为切入点,以土地利用多功能研究为手段和契机,沿着“问题提出—理论梳理—方法体系构建—实证研究”的思路展开研究。全文共分为七章:第一章为绪论,主要阐述本文的研究背景与意义、研究目的、国内外研究现状、研究内容及研究的思路与技术路线。第二章为理论体系梳理,主要对指导本研究的相关基础理论、库区的基本问题及多功能内涵等进行梳理和分析,提出库区土地利用多功能分类方案,并阐述库区土地利用多功能分区的目标与原则,为后续研究奠定理论基础。第三章为库区土地利用多功能评价及分区方法体系构建,主要包含三个方面内容:一是构建库区土地利用多功能评价体系;二是阐述多功能影响因素的研究方法;三是探索库区土地利用多功能综合分区方案。第四章至第六章以丹江口库区为例,开展实证研究。其中第四章简要介绍研究区概况及数据处理过程。第五章首先从微观尺度分析了丹江口库区水资源保障功能的时空演变特征,以突出水资源保障功能对库区的重要性。进而从县域尺度分析了多功能的时空分异特征。最后,通过构建地理加权回归模型,开展土地利用多功能的影响因素研究。第六章对丹江口库区进行了多功能综合分区,并针对不同分区提出了差异化的政策建议。第七章是对全文的总结和展望。研究取得的主要成果和结论如下:(1)提出了库区土地利用多功能分类方案并构建了评价指标体系本文提出了由环境功能、社会功能和经济功能3个一级功能和9个二级功能构成的库区土地利用多功能分类方案。结合库区土地利用的特征及对功能的特殊需求,上述方案在环境功能中分设“水资源保障功能”,突出了库区水资源安全的重要性,体现了库区的特殊需求和定位。依据库区土地利用多功能分类方案,本研究构建了由21个指标构成的多功能评价指标体系,该指标体系同样体现了库区的特殊性:首先针对水资源保障功能这一库区核心功能的评估,以水源涵养和土壤保持两个指标综合表征,上述指标可依据降雨、气温、土壤及土地利用等数据通过InVEST模型进行较为准确的评估,避开了库区缺乏长时间各类环境监测数据的问题,提升了该指标体系的实用性,扩大了适用范围。其次,对于经济功能的评估,前人多选择了工业产出、第二产业产值等类型指标,本研究对这类指标的作用进行了淡化,体现了库区多以保护生态环境为主旨,避免大规模工业开发的特征与要求。(2)从微观尺度分析了库区水资源保障功能的演变格局针对库区水资源保障功能的重要性,从微观尺度分析了库区水源涵养以及土壤保持的地形梯度特征及空间自相关格局,深入剖析库区水资源保障功能的时空演变特征,该分析可为下文有针对性地提出保护库区水资源安全的差异化政策建议提供支撑。丹江口库区水源涵养量15年来总体呈下降趋势,空间聚集现象明显,总体呈现南高北低的特点;水源涵养强度随高程升高而波动明显,随坡度的增加而增加;500m~1500m高程区间是水源涵养的优势区,需加强海拔为600m以下及坡度为5°以下区域的水源涵养功能保护。15年来,研究区土壤保持强度呈现先增大后减小的规律,土壤保持强度较大地区主要集中于丹江口库区中上游南部大巴山区;较弱的地区主要为下游的丹江口市、淅川县等地。800m~1700m高程段是丹江口库区土壤保持的优势区域,海拔400m以下区域土壤保持受人类活动干扰较强烈,随着坡度的增加,土壤保持强度呈增长态势,但在55°以上区域下降迅速。(3)从县域尺度全面分析土地利用多功能时空分异特征以库区土地利用多功能评价指标体系为基础,从县域尺度构建了突变级数评价模型,对库区土地利用环境功能、社会功能和经济功能展开评价,并开展时空分异特征分析。丹江口库区中部以及南部大巴山区土地利用环境功能较高,并形成了以十堰、汉中和商洛为中心的低值聚集区,安康市城区土地利用环境功能长期处于中等水平。2000~2015年的15年间,土地利用环境功能总体呈现缓慢增长态势,快速提升的区县主要集中于丹江口水库周边区县、丹江口水库上游的汉中盆地以及位于秦岭东部至伏牛山一带的商洛市周边。土地利用社会功能较高以上水平区县主要分布于研究区东部的河南四县至十堰城区一带,至2015年,以安康市为中心的周边区县成为社会功能新的高值聚集区;15年间,研究区大部分区县土地利用社会功能以缓慢提升和快速提升为主,中部土地利用社会功能增长较为明显。研究区土地利用经济功能分布格局年际变化不大,高值区主要分布于以汉中及十堰为中心的东西两个地区,低水平区主要分布于研究区北部以及南部山区;15年来,研究区土地利用经济功能整体处于缓慢提升态势,且中部提升速度高于东部和西部。(4)开展了土地利用多功能影响因素研究通过影响机理的定性分析及文献梳理,本研究构建了影响因素的备选指标体系,并介绍了指标筛选及地理加权回归模型构建方法。文章以丹江口库区为案例,筛选出地形起伏度、年均降雨量、地均GDP以及土地开发强度4个因素构建地理加权回归模型展开影响因素研究。地形起伏度对土地利用环境功能和社会功能总体上呈现正向影响作用,对土地利用经济功能主要呈负面影响。年均降雨量对于环境功能主要以正向影响为主,对社会功能的影响规律不明显,而对土地利用经济功能的发挥既有正面影响也有负面干扰作用,东部地区以正面影响为主,西部山区则主要体现为负面干扰。地均GDP对环境功能的影响分两个阶段,2005年以前,主要以促进作用为主,2005年以后,则主要为抑制作用;对土地利用经济功能和社会功能的影响主要呈现正向作用。土地利用开发强度对环境功能产生较强的抑制作用,对土地利用社会功能和经济功能起到正向促进作用。(5)开展了库区土地利用多功能综合分区并提出了相应的政策体系由于库区土地利用多功能综合分区目标的多重性和复杂性,单纯采用一种或多种方案的简单对比难以达到库区土地利用多功能分区目标。基于此,本研究集成运用“静态+动态”以及“定量+定性”的分区理念,将库区土地利用多功能的综合变化特征考虑在内,并引入生态系统服务“权衡”的理念,重点考虑水资源保障功能对库区的重要性,构建了“初步分区+两步修正”的土地利用多功能分区思路。采用上述分区思路将丹江口库区划分为6个分区类型,分别为下游核心水体重点保护区、上游环境功能优势保持区、中上游环境功能重点强化区、下游社会功能改良区、中下游经济功能适度强化区以及中心城市经济功能优化发展区。在对上述各分区的空间分布格局、分区特征及功能定位进行详细梳理的基础上,本文进一步针对各分区提出了多功能发展组合模式及土地利用政策导向。特别地,针对丹江口库区水资源安全的重要性,分别从综合分区管理以及垂直分区管理两个角度提出了水资源安全保障手段的分区匹配方案。最后,从生态补偿、跨区域政府合作以及生态立法三个角度提出了相应的制度保障措施。