在《中华人民共和国国民经济和社会发展第十三个五年(2016-2020年)规划纲要》(以下简称“十三五”规划)描绘的宏伟蓝图中,加强生态文明建设成为重要一环,已经完全融入到经济、政治、文化、社会建设的各个方面和过程,形成了“五位一体”的总体布局,是“新常态”下社会经济发展提质增效的必经之路。“十三五”规划同时还提出了推进新型城镇化、构筑现代基础设施网络、优化现代产业体系、推进农业现代化等重要内容,对于生态文明建设既是机遇,也是挑战。通过“推进新型城镇化”和“构筑现代基础设施网络”提升社会和市场的运行效率,通过“优化现代产业体系”和“推进农业现代化”引导农业、制造业发展由要素驱动转型为创新驱动,都是高效利用自然资源、减少环境污染的可行路径,但同时也面临快速城镇化过程中污染物排放带来的环境污染,交通基础设施建设过程中土地资源消耗,农业现代化过程中化肥农药的大量使用,以及产业转型过程中过剩产能无法释放等切实存在的风险。如何在寻求机遇的同时规避风险,成为当今中国实现“十三五”规划愿景的关键所在。湖南省在“一带一路”倡议、长江经济带建设、“长江中游城市群”等区域发展战略的带动下,社会经济发展速度高于全国平均水平,是承接我国人口和产业转移的重要区域。洞庭湖、湘江流域丰腴的水土条件赋予了湖南省“鱼米之乡”的盛名,承担着维护全国粮食安全的重任;而武陵山、雪峰山、罗霄山、南岭等山脉在为本地提供丰富资源的同时,也是守护长江中游经济带生态安全的重要屏障。在湖南省内,洞庭湖区既是我国重要的粮食主产区,也是国家级自然保护区,生态保护责任重大,粮食生产任务艰巨,在城镇化进程的冲击下,生态资源持续萎缩;长沙都市区作为长株潭城市群的核心,是湖南省城镇化水平最高,社会经济最发达的地区,人口密度的不断增大和建设用地的快速扩张,环境问题逐渐显现。如何统筹协调湖南省,尤其是洞庭湖区和长沙都市区生态环境保护和社会经济发展,对长江中游经济带各省、生态功能区、城镇实现“绿色发展”都具有重要参考价值。土地生态服务功能是人类与自然互动的重要接口,而保护和改善土地生态服务功能则高度契合了“绿水青山就是金山银山”的科学论断,是促进社会经济协调稳定发展的有效路径。基于此,本文以湖南省全省为宏观尺度的主要研究对象,辅以洞庭湖区、长沙都市区作为中观和微观尺度的典型研究区,以基于湖南省县域行政区划、基于洞庭湖区高程和坡度的地形梯度、基于长沙都市区“三环线”的缓冲区圈层这三个空间分类方式,对不同尺度下的土地利用格局演化进行了剖析;利用InVEST模型对土地生态服务功能的时空演化特征进行了评估,采用双变量自相关分析法、灰色关联度分析法研究了土地生态服务功能对土地利用格局演化的静态和动态时空响应,识别了生态服务功能演化过程中的敏感区域。在此基础之上,通过构建地理加权回归(GWR)模型分析城镇化、区位条件、经济发展、农业生产这几个在近20年来的剧烈变化的因素对土地生态服务功能产生的影响,提出了湖南省土地生态服务功能的优化路径;利用耦合协调模型分析不同地形梯度生态用地发挥其生态服务功能的程度,提出了洞庭湖区生态用地的垂直管控方案,以此实现对土地生态服务功能的优化提升;通过分析不同圈层城市扩张在不同景观格局下对土地生态服务功能干扰程度的差异,提出了长沙都市区未来城乡规划的基本思路,最大程度减低城市扩张对生态服务功能产生的破坏。本文主要得出以下研究结论:(1)剖析了湖南省县域的土地利用强度、洞庭湖区生态用地分布格局、长沙都市区城市扩张强度的时空演化特征。湖南省在1995-2015年间县域土地利用强度平均值呈增大趋势,经济发展区不仅土地利用强度最大,其增速也明显高于农业主产区和生态保护区,农业主产区的变化较为平稳,生态保护区的土地利用强度在2010年以前处于较低水平,但近年来有加速增大的趋势。生产、生活用地的持续扩张导致生态用地逐渐向社会经济发展较落后、地理区位条件较差的偏远山区集中,节约宝贵的土地资源,延缓土地利用强度增大的势头,对保护生态环境具有重要意义。洞庭湖区生态用地分布指数随地形梯度升高先减小后增大,呈“V”字型,1995-2015年各梯度生态用地都有不同程度的减少,低梯度(1-5)水域湿地与耕地的来回拉锯、中高梯度(16-30)林地锐减成为洞庭湖区生态用地分布格局演化的主要特征,洞庭湖区生态用地管控亟待从总量控制改善为垂直空间分布优化。长沙都市区的基本城市形态由三环线决定,建设用地规模在1995-2015年期间扩张近3倍,结构逐渐紧凑,1-8号缓冲区的集约利用程度明显提高,但9-15号缓冲区和16-20号缓冲区建设用地粗放扩张的问题始终存在,三环线附近是未来需要重点关注和谨慎规划的区域。(2)理清了湖南省、洞庭湖区、长沙都市区的土地生态服务功能时空演化特征,识别了土地利用格局演化中的生态服务功能敏感地区。湖南省土地生态服务功能在1995-2015年期间出现了明显退化,经济发展区的土地生态服务功能退化幅度最大,城镇化的快速推进导致的建设用地扩张是主要原因;农业主产区的土地生态服务功能变化总体平稳;生态保护区的土地生态服务功能先增强后退化,土地利用强度增加较慢,土地生态服务功能退化程度较小。西部和南部山区的土地利用强度远低于平原丘陵地区,土地生态服务功能也更强,洞庭湖区和长株潭城市群的生态服务功能在较高的土地利用强度下明显低于周边地区。长株潭城市群生态服务功能在土地利用强度的快速增加中大幅退化,而武陵山区和洞庭湖区上游生态服务功能保持较好。洞庭湖区土地生态服务功能在1995-2015年期间有所退化,主要发生于中高梯度(16-30),农业生产活动向由低向高的持续蔓延是主要原因。中低梯度(6-15)和高梯度(31-50)生态用地分布与生态服务功能的关联最为紧密,生态服务功能对生态用地分布的变化敏感程度较高,而低梯度(1-5)和中高梯度(16-30)敏感程度较低。梯度10-40在退耕还林、还湖、还草工程的作用下,生态服务功能对生态用地分布变化的敏感度减小,梯度40以上的敏感度则有所增加。长沙都市区土地生态服务功能在1995-2015年期间发生大幅退化,5-15号缓冲区最为严重。建设用地密度低而土地生态服务功能差的圈层由最中心逐渐向外移动和扩张,建设用地密度低而生态服务功能强的圈层也在都市区边缘表现出相同的变化趋势,三环线附近极有可能成为未来城市进一步扩张和生态服务功能退化的焦点区域,而都市区边缘的生态服务功能也逐渐开始受到城市扩张的干扰。(3)揭示了城镇化、区位条件、经济发展、农业生产对土地生态服务功能在不同时空产生的差异化影响。城镇化对土地生态服务功能总体呈现出一定的负面作用,影响强度持续减弱,并且与城镇化阶段有明显关联,一般城镇化水平越高,对生态服务功能的负面作用越小,但快速城镇化时期粗放的建设用地扩张会导致负面作用加剧。在城市生态环境保护日益受到重视,山区就业人口积极转向二三产业的情况下,城镇化对土壤保持功能有可能出现正面作用。区位条件的改善对土地生态服务功能有稳定的负面作用,影响强度逐渐减弱,地势平缓的平原地区土地开发利用的程度一般高于地势陡峭的山区,道路的修建除了本身会占用生态用地之外,还会带动沿线建设用地的扩张,并增加人类活动的强度,对土地生态服务功能形成干扰,经济发展区和农业主产区受到的负面作用强于生态保护区。负面作用最强的区域一般是铁路、高速公路正在建设的地区。经济发展对土地生态服务功能的影响以正面为主,影响程度视经济增长的阶段而定,提升生产力、促进产业转型、提高土地集约利用水平是产生正面作用的主要驱动力,但在产业升级遭遇瓶颈时则可能出现负面作用。在经济增长初期,实现产业转型对土地资源的占用较少,正面作用较大;到中后期过剩产能占据的土地资源逐渐增加,正面作用逐渐减弱。农业生产对土地生态服务功能有显著的负面作用,这种负面作用持续表现出生态保护区>农业主产区>经济发展区的空间分异格局,但总体强度在1995-2015年期间逐渐减弱。农业生产的过程中普遍伴随林地转为耕地导致的植被覆盖下降、木材采伐导致的林地郁闭度下降、过度放牧对草场的蚕食以及过渡水产养殖与捕捞对水质和水生物种群的破坏等问题,然而在快速城镇化时期,“生态用地→耕地→建设用地”的阶梯式转变是造成土地生态服务功能减弱的主要原因。(4)根据土地利用格局和社会经济发展水平的具体情况,提出了湖南省、洞庭湖区、长沙都市区土地生态服务功能优化路径。对于湖南省:一是提升城镇化质量,严格管理经济发达地区的建设用地使用权的划拨,提高土地集约利用水平,保护生态用地;二是合理规划道路,加强东西区域联结,增加道路数量,提高道路等级,以地级城市为主要节点构筑交通网络;三是推进经济转型,逐步淘汰高污染、高能耗制造业,扶持创新产业发育,鼓励山区发展生态旅游产业。四是发展高品质现代农业,优化农业结构,保护耕地数量和质量的占补平衡,创新农业关键核心技术,积极响应2019年中央一号文件中夯实农业基础的战略导向。对于洞庭湖区:一是在低梯度(1-5)严格控制围湖造田,保障和提高洞庭湖蓄水容量,减少洪涝灾害,净化洞庭湖水质,加强湖畔草地和沼泽地的保护与恢复;二是在中低梯度(6-15)引导耕地和建设用地集约节约利用,控制生态用地被开垦为耕地;三是在中高梯度(16-30)将耕地资源整合到坡度较小的区域,将坡度较大的区域转变为林地,推进“双低改造”,腾退零散分布的耕地并转变为林地;四是在高梯度(31-50)严格控制林地被开发为耕地和建设用地,合理安排木材采伐,推进退耕还林工程。对于长沙都市区:一是在1-8号缓冲区改造老旧居民区,挖潜地下空间,提高建设用地集约利用水平,管制地块用途,确保土地利用低碳、高效;二是在9-15号缓冲区区严格控制生态用地的用途变更,提高商业用地和居住用地在建设用地中的比例;三是在16-20号缓冲区控制建设用地总规模,在提高土地利用效率的情况下引导产业集中分布,预划高新技术开发区;四是在21-25号缓冲区严格管理农村建设用地的增加和流转,规划并建设森林公园。