城市增长-收缩分化重塑土地利用功能及其关系结构：来自289个中国城市的证据

《Environmental Impact Assessment Review》：Urban growth–shrinkage differentiation reshapes land-use functions and their relational structures: Evidence from 289 Chinese cities

　　**摘要**城市收缩是理解中国可持续城市转型的一个重要视角，这一转型发生在增长分化与局部衰退并存的时代背景下。这一过程引发了土地开发强度、资源配置和生态空间方面的深刻调整，并带来切实的环境后果。本研究以中国289个地级市为研究对象，基于2007—2022年城市实体边界内的人口与经济密度长期轨迹，识别了城市增长—收缩轨迹类型，并通过整合土地利用功能评估、水平—变化权衡与协同分析及网络分析，考察了不同轨迹类型下的功能重构。结果表明，样本城市可分为四种类型：A类为双重增长型；B类为人口收缩—经济增长型；C类为人口增长—经济收缩型；D类为双重收缩型。其中B类城市数量最多，共有122个。从全国尺度看，生产功能持续上升，生活功能呈波动上升态势，生态功能保持高位但略有下降。2007—2022年，生产功能从0.017上升至0.052，生活功能从0.234上升至0.321，而生态功能从0.835下降至0.819。在不同轨迹类型中，B类表现出最稳定的生产—生活协同关系，C类表现出最强的生产—生态权衡关系，而A类和D类更容易形成持久的发展—生态冲突。网络分析进一步表明，产业和收入相关指标构成了土地利用功能关系重构的核心结构，而生态指标在特定城市类型中成为关键的桥接或约束节点。本研究将城市收缩研究从识别规模变化推进到解读土地利用功能关系重构，为城市增长—收缩分化背景下的分类环境风险管理和差异化空间治理提供了证据支持，并为将生态压力评估纳入国土空间规划提供了直接启示。**引言**城市收缩是全球城市研究中日益重要的议题。它通常表现为一组相互交织的过程，包括人口流失、经济活力下降、资本外流和空间空置（Haase等，2014a；Wiechmann和Pallagst，2012）。中国地域辽阔，发展迅速，其城市发展已进入增长分化与局部收缩并存的阶段（Gao等，2023）。这一过程不仅体现在人口和经济规模的变化上，还引发了土地开发强度、资源配置效率、生态空间压力以及土地利用功能组合的深刻调整。因此，理解增长—收缩分化背景下的土地利用功能动态变化，对于优化土地利用管理、加强生态保护和促进可持续空间治理具有重要意义（Deng等，2019；Li和Chen，2023）。土地是人类生产、生活活动和生态过程的基本载体。人类对土地的利用不仅改变了土地覆盖类型，还改变了土地资源支持社会经济发展与环境维护的功能。土地利用功能为理解这种复杂性提供了综合框架。它反映了土地系统为人类福祉提供产品和服务的能力，并在经济、社会和环境的各个维度上连接了土地利用、资源配置、生态调节和人类需求（Verburg等，2009）。从这个角度来看，土地利用功能不仅仅是土地利用的描述性指标，而是综合反映了土地资源如何分配和利用、如何支持发展需求以及生态条件如何维持或退化（Wang等，2024；Yang等，2023）。生产功能反映了耕地和建设用地支持农业、工业和服务业产出的能力（Li等，2025）；生活功能表示土地系统维持居民福利和公共服务的能力（Wang等，2024）；生态功能则捕捉了环境质量、水土保持、碳相关压力和生态用地结构（Wang等，2022）。因此，土地利用功能及其权衡与协同关系的变化，可为理解土地利用转型的环境影响提供重要证据。由于土地资源有限且具多功能性，一种功能的提升可能以牺牲另一种功能为代价。现有研究表明，土地利用功能在生产、生活和生态维度之间常常表现出复杂的权衡与协同关系，且这些关系与土地利用强度、城市扩张、生态保护和空间治理密切相关（Yang等，2023；Zhou和Long，2026）。在中国，快速的城市化和土地开发总体上改善了生产和生活功能，但也加剧了耕地、生态空间、碳排放、水土保持和景观完整性等方面的压力（Kong等，2025；Zhang等，2026）。同时，近期的土地利用功能研究越来越强调时空动态、多功能冲突和差异化政策影响（Wei等，2024）。然而，大多数现有研究侧重于快速城市化地区、资源型城市、地形梯度或一般功能演化，而对城市增长—收缩分化这一更广泛背景下土地利用功能如何演变的关注不足。这一缺口尤为重要，因为增长和收缩可能产生不同的土地利用功能重构模式。增长型城市可能受益于更强的要素集聚、产业升级和公共服务改善（Pan和Chen，2026），但同时也可能面临更高的开发强度、生态压缩和更强的生产—生态冲突。收缩型城市常被视为衰退区域，然而收缩并不必然意味着土地利用功能的全面恶化。人口流失或经济密度降低可能降低土地利用压力，创造生态修复机会，或导致基础设施和公共服务的重新配置（Haase等，2014b；Luo等，2025a）。这些差异化轨迹可能重塑生产、生活和生态功能的组合，以及它们之间的关系结构。然而，现有研究尚未充分解释不同的增长—收缩轨迹是否与土地利用功能变化及其权衡与协同模式相关联，以及这种关联如何发生。因此，本研究的中心科学问题是：城市增长—收缩分化如何与土地利用功能的重构及其权衡与协同关系相关联，这对差异化土地资源管理和可持续空间治理有何启示？为填补这一缺口，本研究使用中国289个地级市2007—2022年的数据，整合城市实体边界、格点人口和GDP数据、土地利用数据集、遥感生态指标和社会经济统计数据，考察城市增长—收缩分化如何与生产、生活和生态土地利用功能的重构相关联。具体而言，本研究旨在：（1）利用长期人口密度和经济密度时间序列，在城市实体边界内识别基于密度的城市增长—收缩轨迹类型；（2）评估不同轨迹类型下生产、生活和生态土地利用功能的时空变化；（3）揭示不同轨迹类型下土地利用功能的权衡与协同关系及网络结构，从而为差异化土地资源管理和空间治理提供证据支持。**各部分节选****城市收缩**城市收缩的概念源于对德国去工业化背景下人口下降和经济衰退城市的观察（H?u?ermann和Siebel，1997）。后来它被理解为不仅仅是描述性现象，而是涉及人口流失、资本外流、产业衰退、空间空置和公共服务收缩的复杂过程（Haase等，2016；Nelle等，2017）。随着研究的深入，对城市收缩的理解也在不断演进。**研究区域**本研究选择中国内地289个地级市作为研究样本（图2）。中国地域辽阔，自然和社会经济条件高度异质。其土地面积在地形、气候、人口分布和开发强度方面表现出强烈的空间梯度。中国东部平原和沿海地区集中了全国大部分的人口、耕地和建设用地，而西部和东北地区则以山地为主。**城市增长—收缩轨迹类型**表4展示了不同聚类数（k = 2–4）下基于DTW距离的分割聚类的内部评价指标。对于人口密度和经济密度数据集，轮廓系数和Calinski-Harabasz指数均一致支持k = 2，表明两类聚类方案在类内凝聚度和类间分离度之间达到了更好的平衡。因此，确定两类为最优聚类数。三种轨迹类型……**增长—收缩轨迹类型的空间分异及其对土地利用功能演变的约束**本研究利用城市实体边界内基于密度的轨迹来识别城市增长—收缩分化，而非基于行政单元的人口流失或短期变化。在快速扩张的中国城市中，土地扩张可能掩盖要素集中度的下降；收缩并非简单的人口流失，而是人口、经济和空间的重塑。我们的分类在部分程度上与多维研究结果一致，这些研究表明人口、经济……**结论**以中国289个地级市为研究样本，本研究基于城市实体边界内的人口和经济密度长期轨迹，识别了四种城市增长—收缩轨迹类型，并进一步考察了不同轨迹下土地利用功能的重构情况。研究发现表明，城市收缩并不必然对应土地利用功能的同步下降。相反，生产功能、生活功能和生态功能沿着不同轨迹重新组合和重新配置。**利益冲突声明**作者声明，他们没有已知的竞争性经济利益或个人关系，这些关系可能对本研究的工作产生影响。**致谢**本研究得到国家自然科学基金[资助编号：42177019]、重庆市教育委员会科学技术研究项目[资助编号：KJQN202504113]以及西南大学研究生科研创新项目[资助编号：SWUB25053]的资助。谢宇奇 | 邓华 | 孙瑞 | 戴文才 | 王梓方 | 朱文艳 | 杨来书 | 高明西南大学资源与环境学院，重庆40001，中国