SCI期刊： Earth‘s Future
英文题目： The Power of Land: Structure and Function Transitions Steering China’s Sustainable Development Goal Pathways
中文题目： 土地的力量：结构与功能转型引领中国可持续发展目标路径
发表时间： 2026年6月25日
文章链接：https://doi.org/10.1029/2026EF008078
🌍 研究背景
在2030年可持续发展议程进入最后关键窗口期的背景下，如何将土地空间治理与SDG实施有效衔接，已成为学术界和政策制定者共同关注的紧迫议题。土地空间是SDGs的核心空间载体——土地利用转型通过改变土地空间结构和功能配置，既影响资源供给、住房保障、基础设施分布和公共服务可达性等社会经济目标，也通过重塑碳存储、生境维护、水土保持和粮食生产等生态系统服务的供给能力，影响气候行动、陆地生态保护和韧性等生态环境目标。然而，现有SDG研究和治理实践仍以单部门干预为主，缺乏对土地系统变化的系统监测，也未能充分解释土地管理如何通过人地相互作用过程影响SDG进展。
🎯 研究意义
已有研究往往将土地利用变化视为背景变量或外生压力，缺乏一个能从结构和功能双重维度系统捕捉土地系统属性如何影响SDGs的分析框架。同时，现有研究尚未系统阐明土地系统结构和功能如何通过人地相互作用影响SDG成效，也缺乏对不同类型城市间差异化机制的识别。本研究首次构建了“土地空间结构冲突—功能协调—生态系统服务供需关系—SDG成效”的级联分析框架，系统评估了2000—2020年中国357个城市土地空间转型对SDG进展的影响机制。研究发现：功能协调对SDG的正向效应远大于缓解结构冲突（路径系数0.726 vs -0.265）；结构冲突43.30%的抑制效应通过影响生境质量和粮食生产等关键ES的供需平衡间接实现；功能协调92.69%的正向效应直接归因于土地利用效率、公共服务可达性和治理能力的提升。该研究为理解土地系统如何塑造城市可持续发展轨迹提供了新的理论证据，也为不同类型城市制定差异化的SDG导向土地治理策略提供了操作化参考。
🧠 研究目的
构建土地空间结构冲突指数（SSCI）和土地空间功能协调指数（SFCI），刻画2000—2020年中国城市土地系统转型的历史轨迹。
评估中国357个城市2000年和2020年的SDG进展，揭示经济、社会和生态三类SDG的时空演化特征及城市类型间的差异。
利用结构方程模型（SEM）识别SSCI和SFCI通过生态系统服务供需关系（ESDR）影响SDGs的直接与间接路径。
揭示资源型与非资源型城市、不同收入水平城市、城市群与非城市群城市之间的机制差异，为差异化土地治理策略提供科学依据。
🗂️ 研究内容
土地空间结构冲突指数（SSCI）构建：基于景观生态学理论，整合复杂性指数（CI）、脆弱性指数（VI）和稳定性指数（SI）三个关键景观属性，采用1km×1km移动窗口算法在FRAGSTATS 4.2中计算，生成93,706个分析单元。SSCI分为弱冲突（0–0.2）、轻度（0.2–0.4）、中度（0.4–0.6）、强烈（0.6–0.8）和严重冲突（0.8–1.0）五级。
土地空间功能协调指数（SFCI）构建：基于“生产-生活-生态”（PLES）空间分类，建立涵盖资源、环境、产业、服务和治理的多维空间功能绩效评估框架，利用TOPSIS-熵权法量化生产空间功能绩效（PFP）、生活空间功能绩效（LFP）和生态空间功能绩效（EFP），再通过耦合协调模型计算SFCI。
生态系统服务供需关系（ESDR）评估：选取生境质量（HQ）、粮食生产（FP）、碳存储（CS）和水土保持（SC）四项关键ES作为供给侧指标，利用InVEST模型对应模块量化；以人口密度和GDP密度代表人类需求强度，构建ESDR指标。
SDG评估：整合联合国官方SDG指标框架与中国城市统计标准，选取27个指标覆盖11个SDGs（经济类：SDG1/2/8/9/11/12；社会类：SDG10/17；生态类：SDG6/13/15），将指标归一化至0–100分后等权平均计算综合SDG指数。
机制分析：采用结构方程模型（SEM）构建多路径因果分析框架，将SSCI、SFCI和多项ESDR指标纳入统一分析结构，估计直接效应与间接效应，并计算不同城市类型间的总效应差异。
🌏 研究区概况
研究覆盖中国357个地级及以上城市（2000年和2020年）。为识别不同城市背景下土地空间转型影响SDGs的差异化路径，样本城市沿三个维度进行分类：（1）资源 endowment——依据《全国资源型城市可持续发展规划（2013–2020年）》划分为资源型城市与非资源型城市；（2）收入水平——按人均可支配收入分为低收入（0–10,000元）、中等收入（10,000–15,000元）和高收入（>15,000元）三组；（3）空间组织模式——将位于京津冀、长三角和粤港澳大湾区三大成熟城市群的城市定义为城市群城市，其余为非城市群城市。
📊 数据概况
土地覆盖数据：Landsat TM/ETM影像解译（http://www.resdc.cn），用于SSCI和SFCI计算。
生态环境数据：河流水系分布、NDVI、降水、PM₂.₅浓度、SO₂和CO₂排放等，主要来自国家地球系统科学数据中心（http://www.geodata.cn）和ODIAC全球人为排放清单。
社会经济数据：人口密度和GDP密度格网数据（中科院资源环境科学数据中心），路网密度（OpenStreetMap），城市级统计数据（中国统计年鉴、中国城市统计年鉴、中国工业统计年鉴及各省市年鉴）。
时间节点：2000年和2020年两个时相。
⚙️ 研究方法
SSCI计算：基于景观生态学理论，通过FRAGSTATS 4.2的移动窗口算法计算CI、VI和SI三个子维度，综合反映土地系统形态和结构层面的破碎化、无序性和空间错配。
SFCI计算：基于PLES分类体系，采用TOPSIS-熵权法客观赋权并综合评价PFP、LFP和EFP，再通过耦合协调模型量化三者之间的协同程度。
ESDR评估：利用InVEST模型（碳存储、生境质量、产水、土壤保持模块）量化四项ES供给；以人口密度和GDP密度代表需求强度；通过供需对比构建ESDR指标。
SDG评估：采用极差归一化将各指标转换至0–100分范围，等权平均计算综合SDG指数及经济、社会、生态三类子指数。
结构方程模型（SEM）：将SSCI、SFCI和ESDR纳入统一分析框架，估计直接效应与间接效应，分解总效应，并比较不同城市类型间的路径差异。
📈 研究结果
土地空间双重转型特征：2000—2020年，中国生态空间减少79,200 km²，净转换78,800 km²（草地生态空间下降最显著）。全国SSCI从0.348增至0.545（+56.61%），所有城市SSCI均上升，资源型城市增幅更大（+60.30%）。同期SFCI从0.338增至0.448（+32.54%），93.84%的城市SFCI提升，但33.99%的城市仍处于“生产-生活-生态”功能失调状态，主要分布在“胡焕庸线”以西。
SDG进展：全国SDG指数从44.80升至62.01（+38.39%）。经济、社会、生态类SDG平均增长率分别为37.72%、47.80%和41.12%。SDG6（清洁饮水）、SDG10（减少不平等）和SDG12（负责任消费）改善最显著，但SDG2（零饥饿）和SDG17（伙伴关系）仍是最薄弱目标。45.38%的城市2020年仍低于全国平均水平。资源型城市、非城市群城市和低收入城市SDG表现显著落后。
ESDR变化：HQ、CS和SC的ESDR总体处于供给盈余状态，但大部分城市正向“高需求-低供给”的不平衡方向转变。CS的ESDR下降最显著（从0.785降至0.593，-22.46%）；FP处于供给赤字状态但有所改善（从-0.773升至-0.584，+24.45%）。资源型城市ESDR降幅显著大于非资源型城市；城市群城市ESDR表现较弱且面临更严峻的粮食供需失衡。
机制路径：SSCI对SDGs的负向总效应为-0.265，其中43.40%通过ESDR间接传导（尤其通过HQ和FP的供需平衡）。SSCI对SDG8（经济增长）和SDG15（陆地生态）的总效应系数分别为-0.166和-0.682，其中100%和54.11%通过间接效应传导。SFCI对SDGs的正向总效应为0.726，92.69%为直接效应（尤其体现在SDG9、SDG10、SDG11和SDG17），间接效应主要通过影响FP、CS和SC的供需平衡实现。
城市类型差异：资源型城市对结构冲突更敏感（通过HQ供需链放大）；高收入城市结构冲突主要通过FP和SC供需链间接传导；中低收入城市SDG改善更依赖功能协调的间接发展效益（尤其通过FP供需平衡）。城市群城市SDG改善更依赖功能协调的直接效益，结构冲突主要通过CS供需链传导。
💬 主要讨论
双路径机制的治理含义：研究发现土地系统对SDGs的影响通过两条核心路径实现——(a)稳定生态供给基础：通过缓解结构冲突和恢复生态空间格局来稳定生态供给；(b)增强系统协调性：通过提升土地利用效率和加强公共服务供给来降低需求压力并增强系统协同。这为不同类型城市制定差异化的土地治理优先序提供了理论基础。
结构冲突的间接传导机制：结构冲突通过削弱生态供给和加剧需求压力抑制多项目标发展。资源型城市（如阜新、攀枝花）受资源开发的路径依赖和生态修复滞后的双重约束，更容易形成ESDR失衡的累积效应。非城市群城市因生产要素分散和治理能力相对有限，难以缓冲结构冲突带来的生态和社会压力。高收入城市（如深圳、杭州）虽治理基础较强，但高强度建设和高消费需求进一步放大了粮食供给、生境维持和生态调节等服务需求，产生更显著的供需失衡压力。
功能协调的直接驱动效应：SFCI提升意味着土地利用效率、基础设施可达性、公共服务供给和城市治理能力的同步改善——这些都是实现SDG9、SDG10、SDG11和SDG17的关键基础。在城市群核心城市（如佛山），广佛同城化促进了城际交通互联、产业协作和公共服务供给协调，使空间功能协调更容易转化为基础设施和公共服务目标的直接增益。
ESDR的桥梁作用：ESDR首次被纳入土地空间转型与SDG成效之间的关键中介机制，这一框架创新为连接土地系统科学与可持续发展研究提供了新的整合视角，也与当前SDG本土化和跨目标协同推进的国际议程高度契合。
✨ 创新点
首次构建了“土地结构冲突—功能协调—ESDR—SDG”级联分析框架，将土地系统从“外生背景”提升为“核心驱动机制”，为理解土地系统如何影响SDG成效提供了新的理论范式。
创新性地提出了SSCI和SFCI两个互补性指标，从“自下而上”的结构冲突和“自上而下”的功能协调两个维度刻画土地系统转型，实现了对土地空间“结构-功能”双重属性的统一量化。
首次量化了ESDR在土地转型与SDG之间的中介效应，发现结构冲突43.30%的抑制效应通过ESDR传导，而功能协调92.69%的效应为直接效应，揭示了不同机制的主导路径差异。
系统比较了资源型/非资源型、不同收入水平、城市群/非城市群城市之间的机制差异，发现资源型、高收入和非城市群城市更易受结构冲突的负面效应影响，而中低收入和城市群城市更依赖功能协调的直接发展收益。
为SDG本土化提供了可操作的分析工具，将土地系统属性与SDG成效建立因果联系，为不同类型城市制定差异化的国土空间治理策略提供了科学依据。
⚠️ 不足与展望
SDG数据局限：部分SDG指标受限于统计可得性和报告不一致性，可能引入城市间的可比性偏差。未来可纳入更高分辨率空间数据（如SDGSAT-1）和社区级观测数据。
ES评估不确定性：生态系统服务评估受复杂生态过程影响，全国尺度高精度量化仍具挑战。未来可将ESDR框架从“数量平衡”扩展到“质量-韧性”维度，纳入ES质量、生态脆弱性和生态功能冗余等指标。
因果识别局限：SEM虽能识别准因果路径，但难以完全解决空间溢出效应和制度反馈机制。未来可结合空间计量经济学、地理加权回归和因果推断方法增强机制识别的稳健性。
未来情景缺失：研究基于历史数据（2000–2020），未模拟碳中和发展路径、能源转型、极端气候事件和新城镇化模式对土地系统-SDG耦合关系的调节效应。
📌 总结
本研究构建了“土地空间结构冲突—功能协调—生态系统服务供需关系—SDG成效”的级联分析框架，系统评估了2000—2020年中国357个城市土地空间转型对SDG进展的影响机制。主要结论：（1）中国城市土地系统呈现“结构冲突加剧”与“功能协调提升”并存的转型特征——SSCI上升56.61%，SFCI上升32.54%。（2）SDG综合指数从44.80升至62.01（+38.39%），但45.38%的城市2020年仍低于全国平均水平，SDG2和SDG17是最薄弱目标。（3）SSCI对SDGs的负向总效应为-0.265，其中43.40%通过ESDR（尤其HQ和FP）间接传导；SFCI对SDGs的正向总效应为0.726，92.69%为直接效应（尤其体现在SDG9、SDG10、SDG11和SDG17）。（4）资源型、高收入和非城市群城市更易受结构冲突的负面效应影响；中低收入和城市群城市更依赖功能协调的直接发展收益。（5）ESDR是土地系统与SDG之间的关键传导机制，在不同城市类型间作用强度差异显著。研究建议：资源型城市应重点遏制结构扰动并推进大规模生态修复；高收入城市需加强需求侧管理（控制高密度建设、扩大绿色基础设施）；中低收入城市应以改善功能协调为首要切入点（推进公共服务均衡供给、基础设施升级）；城市群区域应强化区域尺度土地综合规划和生态补偿机制。该研究为理解土地系统如何塑造城市可持续发展轨迹提供了新证据，也为不同类型城市制定差异化的SDG导向土地治理策略提供了科学支撑。
