新疆土地利用功能与效率的时空错配机制及可持续管理策略研究

针对干旱区土地利用功能(LUFs)与效率(LUEs)匹配机制不明的问题，研究人员构建网格化评估框架，揭示新疆2000-2020年三生空间功能与效率的时空异质性（UCF-UCE匹配率达94.56%，APF-APE仅62.53%），发现土地转换率与人类活动强度是关键驱动因子，提出四级网格化+十六类县域管理分区方案，为国土空间规划提供科学依据。

　　

在中国西北的广袤土地上，新疆作为面积最大的省级行政区，承载着独特的生态与经济发展矛盾。这片占全国六分之一国土的区域，却面临着65.8%国土处于中高度生态脆弱的严峻现实——塔克拉玛干沙漠的扩张、天山北坡城市群的密集开发、伊犁河谷农田的盐渍化，都在诉说着土地利用的深层危机。传统研究往往孤立分析土地的资源禀赋（Land Use Functions, LUFs）或配置效率（Land Use Efficiencies, LUEs），却忽视了二者动态匹配关系对可持续发展的决定性作用。当乌鲁木齐都市圈的建筑用地效率低下与塔里木盆地生态功能退化同时存在时，如何破解这种"高功能-低效率"的时空错配困局，成为摆在研究者面前的重大课题。

来自新疆大学的研究团队在《Journal of Cleaner Production》发表的研究，首次构建了"功能-效率-管理"三维分析框架。通过融合多源遥感数据与社会经济统计，采用最优参数地理探测器（OPGD）和三维立方体分区法，揭示了2000-2020年间新疆城镇建设功能（UCF）、农业生产功能（APF）与生态保护功能（EPF）同其对应效率（UCE/APE/EPE）的匹配规律。研究发现天山北坡城市群的UCF-UCE匹配度高达94.56%，而南疆农业区的APF-APE匹配度最低仅62.53%，这种"城高农低"的格局暴露出粗放式农业经营的弊端。更值得关注的是，土地转换率对城镇匹配关系的影响强度（q=0.32）远超自然因素，而土地利用强度与自然条件的交互作用则主导着生态效率（EPE）的变异（q=0.41）。基于这些发现，团队创新性提出"网格-县域"双尺度管理分区，将新疆划分为4类基础网格（优化提升区/重点整治区等）和16种县域复合类型，为干旱区国土空间规划提供了精准施策的工具箱。

关键技术方法包括：1）基于1km×1km网格构建LUFs-LUEs评估体系，量化三生空间功能与效率；2）运用OPGD模型解析自然-人文因子对匹配关系的影响机制；3）采用三维立方体解法实现管理分区可视化。

【研究结果】

1. 三生空间时空演变特征：
   城镇功能高值区集中在天山北坡城市群，20年间扩张幅度达214%，而生态功能高值区退缩至阿尔金山-昆仑山地带，呈现"北扩南缩"格局。农业生产效率（APE）在伊犁河谷出现"高功能-低效率"异常区，暴露灌溉用水浪费问题。

2. 匹配关系动态解析：
   城镇系统匹配度最高（94.56%），但存在17.3%的"高UCF-低UCE"类型，揭示部分城市土地过度开发；农业系统匹配缺口最大（37.47%），主要分布在塔里木盆地边缘绿洲；生态匹配度稳定在81%，但塔克拉玛干沙漠边缘出现功能退化带。

3. 影响因素异质性：
   地理探测器显示，人类活动强度对UCF-UCE的影响力（q=0.28）是自然条件的2.3倍；而APE匹配度受耕地破碎化（q=0.19）与水资源禀赋（q=0.21）双重制约；EPE则对NDVI（归一化植被指数）变化最为敏感（q=0.35）。

4. 管理分区实践：
   将全疆划分为4类基础管理区（如天山北坡属"城镇优化区"、塔里木南缘属"生态修复区"），并细分为16种县域组合类型，提出"玛纳斯河流域需控制城市蔓延，和田绿洲应推广节水农业"等差异化措施。

【结论与展望】
该研究首次系统揭示了干旱区LUFs-LUEs匹配关系的时空分异规律，证实人地关系协调度是决定土地可持续性的核心指标。提出的"功能导向-效率调控-分区管控"方法论，不仅为新疆国土空间规划提供了直接依据，更创新了干旱区土地系统研究的范式。特别是发现土地利用强度与自然条件的非线性交互效应，对全球类似生态脆弱区的管理具有普适价值。未来需加强LUFs-LUEs耦合模型在气候变化情景下的预测能力，并探索水资源约束下的最优土地配置算法。这项来自中国西北腹地的研究，正在为全球可持续发展目标（SDGs）中的"负责任的土地管理"目标贡献东方智慧。