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在土地城市化过程中，通过土地利用模式创新及制度创新，能进一步促进土地配置结构优化、土地利用强度管控、土地利用效率提升等，进而促进环境质量、生态服务价值和生态效率等的提升。首先，本节综述了土地城市化影响生态环境系统的理论研究，并分别综述了土地配置结构优化、土地利用强度合理管控、土地利用效率提升影响生态环境系统的作用机制。其次，分别综述了土地城市化影响生态环境系统的实证研究和政策分析。最后，进行文献述评与总结。
在土地城市化过程中，大量农用地或未利用地转化为建设用地，占用了生物栖息地，导致生物栖息地的供应不足，影响了种群规模的增长，进而限制了物种的多样性和丰富性（Eichner and Pethig，2006）。进一步地，土地城市化过程中，土地开发活动影响陆地表层物质循环和生命过程，引起地表结构的变化，土地开发强度过高会影响生物圈的平衡（Mendoza-González et al.，2012；Peters et al.，2019）。由于土地利用效率不高，生产生活过程中向外界排放大量污染物，会影响区域的大气环境、水环境及土壤资源等（Wang et al.，2018；Costanza，2020）。总之，人类活动引起的土地城市化通过改变生态栖息地面积、生态系统结构和生态系统的循环过程等，影响着生态系统中的物质、能源和信息流的转换及转变等，进而导致自然栖息地的破碎化、物种组成的简化和同质化、水文系统的破坏，以及能量流和养分循环的改变，使得生态系统服务功能退化，造成生态服务价值下降（Oliver and Morecroft，2014；Alberti and Marzluff，2004；Cumming et al.，2014；Wan et al.，2015；Kong et al.，2009）。
现有文献通过建立经济系统和生态系统相结合的动态一般均衡模型，研究了经济系统和生态系统的相互作用（Zhu et al.，2019）。在综合的经济-生态系统模型中，人类的生产生活活动决定了土地的经济利用面积，剩余土地作为生物栖息地，而生境的大小又决定了生物种群增长、生物多样性等生态系统服务功能的提供（Brock and Xepapadeas，2003）。在该模型中，人类和其他生物争夺土地资源和（猎物）生物量资源。生态系统模型描述了土地等自然资源、物种种群和污染的存量-流量关系，并且由此决定了种群增长的变化机制（Eichner and Pethig，2005）。土地资源、种群规模、污染等共同决定了生态系统服务功能的提供。为了在经济发展和生态保护之间进行权衡，可以建立价格驱动的竞争性分配机制。生物栖息地的产权可以采取私有或公有两种模式，在这两种模式下，都需要特定的生态税或补贴来内部化生态系统的外部性（Eichner and Pethig，2009；Poloasky et al.，2004）。也有文献研究了两地区之间通过转移支付或产权交易方式促进生态系统的外部性内部化的实现（Eichner and Pethig，2019）。
实际上，我们根据Kaya等式可以将每单位土地的生态服务价值分解为土地配置结构、土地利用强度和不同土地利用类型的生态服务供给强度的乘积之和（Grossman and Krueger，1995；Wu et al.，2015）。为了提高单位土地上的生态服务价值量，有必要优化土地配置结构，管控土地利用强度，提升土地利用效率（增加生态服务供给强度），降低土地城市化对生态服务价值的负面影响（Lai et al.，2016；Xie et al.，2018；Li et al.，2018）。对于中央政府和地方政府而言，可以通过两种方式减少土地利用对生态系统服务的影响：第一种方式涉及土地城市化模式创新（Chuai et al.，2013；Lai et al.，2016）；第二种方式涉及土地城市化制度创新（Lai et al.，2016）。通过控制城市建设用地的扩张和土地开发的强度，压缩工矿用地的规模和比例，优化建设用地的结构，创新土地开发模式，可以有效提升生态服务价值（Zhang et al.，2010；Xu et al.，2018；Wang et al.，2019）。同时，通过加快土地城市化模式的转变，促进低碳绿色发展，推动清洁能源增长。政府应加快资源及生态产权制度改革，建立土地指标交易机制及生态服务价值的实现机制，以市场化机制促进国土空间开发保护新格局的形成（Zhang and Xu，2017）。
土地用途的改变体现为土地配置结构的变化。不同的土地利用类型供给差异性的生态系统服务，土地配置结构变化将深刻影响生态系统的组成结构、营养结构及时空结构等，从而改变生态系统服务的供给、功能及结构（Barnett et al.，2005；Bailis and McCarthy，2011；Pei et al.，2018）。土地配置结构通过改变生态系统的结构和过程进而影响其服务功能（Carpenter et al.，2009）。不合理的土地配置结构将带来生态环境问题，如生态环境质量下降、土地荒漠化、土壤污染及水污染严重、生物多样性下降等，导致生态服务价值降低（王军和顿耀龙，2015）。通过土地配置结构的优化，确立各种土地利用类型的适当比例，能够促进生态服务价值的增加，提高土地资源的可持续利用率，保持生态系统的相对平衡（Running，2008；Hu et al.，2019）。
土地配置结构体现为经济用地和生态用地的比例。经济用地和生态用地的最优比例，与经济发展阶段和生态系统的结构、功能等相关。当经济处于转型阶段时，政府通过土地利用政策的调控，合理增加生态用地的比例，促进土地资源配置结构的优化，同时迫使经济主体提高经济用地的强度和效率。具体地，在土地城市化的进程中，原先以转为工业用地为主的农用地及未利用地，正逐步向建设用地中的服务业用地和高新技术产业用地转型。这种土地配置结构的优化，不仅彰显了产业结构的升级与调整，更体现了能源消费结构的清洁化趋势。因此，在探究土地城市化驱动生态服务价值提升的内在机制时，应通过建立宏观经济模型，体现农用地转为建设用地这一过程的土地配置结构优化，并内生化地反映为产业结构优化及能源消费结构清洁化，最终驱动生态服务价值的提升。
土地利用强度体现了单位土地上的产出强度及投入强度，也反映了人类活动对生态系统产生干扰的程度（Yin et al.，2020）。土地利用强度的提高，既体现为土地配置结构的变化，也反映了土地利用效率的提高。随着土地利用强度的增加，自然景观逐渐被城市建设用地取代，土地开发导致自然景观破碎化，土地利用强度高的区域土地斑块较小，生态敏感性增加，由此导致生态系统变得简化，其调节服务和多样性功能进一步下降（Xu et al.，2016）。土地利用集约化是全球环境变化的主要驱动力，并且由于人为活动的增加而加速发展，导致对人类福祉至关重要的生态系统服务严重退化（Allan et al.，2015）。土地利用强度的提高不仅会通过影响景观、破坏生态系统平衡等直接影响生态系统服务的供给，而且会通过改变社会经济系统等间接影响生态系统服务（Laliberté et al.，2010；Allan et al.，2014）。
土地的节约集约利用政策对区域土地使用产生重大影响，并相应地改变土地利用强度及空间布局。土地利用集约化可以通过改变土壤化学性质或引起干扰来直接改变净初级生产力（Laliberté and Tylianakis，2011），并且可以通过极大地减少提供生态系统服务的许多分类单元的多样性进而间接影响生态功能（Foley et al.，2005；Allan et al.，2014）。土地利用强度或开发强度过高会扰乱生物圈等生态系统平衡，尤其是工业用地上生产活动排放的大气、水污染等，如果超过自然界分解能力，很容易对大气环境、水环境产生污染，打破其自身平衡状态，降低其生态服务能力。
农业生产强度、放牧强度等对生态系统功能多样性、净初级生产力等具有直接、间接和交互作用的因果影响（Laliberté and Tylianakis，2011）。土地利用强度过高，不仅会改变物种丰富度，还会减少生物群落的营养多样性、功能多样性，破坏生物种群之间的相互作用及联系，显著影响生境的网络结构，从而有可能妨碍生态系统服务的供给（Flynn et al.，2009；Felipe-Lucia et al.，2020）。也有研究认为，土地利用强度与生物多样性之间呈现U形曲线关系，开始阶段土地利用强度的增加使得生物多样性指数下降，但随着年限的增加，土地利用强度的提高反而使得生物多样性指数有所上升（Allan et al.，2014）。Peters等（2019）则认为，土地利用强度对生物多样性及生态系统服务功能的影响，随气候条件的变化而发生改变。Laliberté等（2010）运用代表15个生物群落和2800多个物种的18种土地利用强度梯度的数据，探索了土地利用强度如何影响植物群落生态系统的功能冗余（对生态系统功能起相似作用的物种数量）和响应多样性（功能相似的物种对干扰的响应方式不同）等属性。
总体上来看，土地利用强度对生态系统服务功能存在两方面的影响：一是土地利用强度的提高，将会降低经济用地的面积，增加生态用地比重，从而提高生态系统服务功能的供给；二是土地利用强度的增加，将会降低生物多样性，破坏生物种群之间的相互联系，从而降低生态系统服务功能的供给。决策者需要在这两种作用机制之间进行权衡，从而确定最优的区域土地开发强度。
土地利用效率反映了土地利用过程中如何以最低成本产生最大的期望产出和最小的非期望产出（Yin et al.，2019）。土地利用效率体现了技术水平的变化，并影响生态系统中各营养级生物对太阳能或其前一营养级生物所含能量的利用及转化效率（Zhou et al.，2019）。土地利用效率的提升，可以促进生态系统能量转换效率的提高，降低土地利用过程对生态服务功能的影响（Costanza，2020）。城市土地利用效率反映了城市化过程中经济、环境和其他收益是否得到最大化。如果超出生态环境的承载能力，再来提高土地利用效率，则相应的区域生态系统服务价值将会下降。相反，如果限制经济资源的可用性，来保护生态系统的健康，则相应的城市化进程中将无法实现土地的高效利用（Xie et al.，2021）。
现有研究主要从三个方面研究土地利用效率对生态服务价值的影响。一是从土地上承载的产业结构优化和能源利用效率提高等角度研究土地利用效率对生态服务价值的影响。例如，有的文献研究土地利用效率对工业化地区农业生产和生态系统服务两者之间的权衡（Wang et al.，2018）。有的文献在模拟评估土地利用管理政策对生态系统服务价值的影响时，认为建设用地扩张过程中土地利用效率的提高对提升生态服务价值起到了正向调节作用（Zheng et al.，2019）。二是从测算生态效率角度研究经济增长和生态保护的权衡。Shi等（2017）构建了一个基于生态服务价值的生态效率评估指标体系，用于评估宁国港口工业园区的生态绩效，决策者可以将其用于可持续景观规划和开发。Zhang等（2017）则运用三阶段DEA方法测算了中国省级产业生态效率，发现土地利用效率的提高主要体现为技术水平的提高和能源利用效率的提高。三是研究了土地利用效率与生态系统功能及可持续性等之间的关系。Coomes等（2019）探讨了技术水平对生态系统可持续性和弹性之间的影响和动态相互作用。Li等（2019）评估了2000—2015年江苏城市化过程中陆地生态系统生产力的变化，发现城市建设用地的增加导致陆地生态系统生产力显著下降。Xie等（2021）定量分析了土地利用效率和生态系统健康的时空变化，探讨了土地利用效率与生态系统健康的协调程度、特征及规律。
在城市化过程中土地的粗放扩张加上产业支撑不足，形成了大量低效城市工业用地和农村集体建设用地。如果能够有效盘活、挖潜低效建设用地，提高土地利用效率，就可以在不占用农用地、生态用地的前提下继续实现经济增长，实现经济增长和生态保护的共赢（Liu et al.，2012；Kang et al.，2019）。同时，提升土地利用效率不仅能够有效促进生态效率与能源利用效率的提高，还进一步加速了生态系统内能量转换效率的优化进程，显著降低了土地利用活动对生态服务功能产生的负面影响，进而推动了生态服务价值的持续提升（Zhang et al.，2015；Deutz and Gibbs，2008）。很少有人结合土地利用效率提升对生态系统服务的作用机制进行更深入的研究。因此，有必要分析如何通过提升土地利用效率改善生态系统服务，进而促进社会经济可持续发展。对此需要进行理论研究与实证分析，以系统分析土地利用效率提高对驱动生态系统服务提升和对社会经济发展产生的影响。
一方面，现有很多研究实证分析了土地城市化与生态服务价值之间的负向关系。Newbold等（2015）研究了土地利用变化对生物多样性的影响，认为土地利用变化导致生物多样性下降。Ye等（2018）的研究结果显示，1990—2010年中国快速发展的广佛都市区的土地利用变化导致生态服务价值净下降了4.4%（2.015亿美元）。Wang等（2018）定量地揭示了中国黄河三角洲在2009—2015年的土地城市化过程中生态系统服务的能值降低了10.89%。Du and Huang（2017）发现，在快速土地城市化过程中，中国杭州市的生态服务价值从1995年的5.467亿美元下降到2014年的4.497亿美元，生态服务价值占GDP的比重从5.8%下降至0.6%。Chuai等（2016）的研究结果显示，土地使用变化导致20世纪80年代至2010年江苏省的生态服务价值减少了4320万美元，这主要是由于从耕地向建设用地、湿地向草地和建设用地以及水域向农田和耕地转变导致的。Peng等（2017）指出，北京市近郊地区的土地城市化与生态系统总服务之间存在负线性关系，土地利用方式的变化对生态系统服务的影响比人口和经济城市化更为直接有效。Song等（2015）的研究结果表明，土地城市化导致2000—2008年生态服务价值净亏损8.8亿美元，建成区的扩张占土地城市化造成的生态服务价值损失的84.61%。Su等（2014）研究了上海近郊地区的生态服务价值变化及其与土地利用的关系，结果显示，1994—2006年生态服务价值总额从47.2亿元人民币减少至32.6亿元人民币，净下降了30.9%。
另一方面，通过土地利用优化，从协同效应和权衡效应两方面对生态服务价值产生影响，有可能促进生态服务价值的提升。部分学者就土地利用优化对生态服务价值的影响开展了充分研究。一部分研究了以种植业为主的地区农业活动对生态服务价值的影响，发现农业扩张活动会增加农业生态系统的供给功能，但导致碳储量损失、水体质量下降、生物多样性降低等，进而降低生态系统的调节功能，由此需要在两种效应之间进行权衡，同时通过有效的管理措施也可以发挥两者之间的协同效应（Polasky et al.，2011）。类似地，另一部分研究了以畜牧业为主的地区过度放牧等活动对生态服务价值的影响，发现放牧活动可以增加经济产出，但过度放牧等农业活动使得有机质与营养物质再循环被破坏、植被覆盖度和初级生产力降低、生物多样性减少，并影响土壤水分和养分保持能力，因此也从协同效应和权衡效应两方面影响生态服务价值（Le Maitre et al.，2007）。还有很多研究关注不同区域土地资源配置优化对生态系统服务价值的影响，例如：内蒙古多伦县土地利用优化对生态服务价值的影响（吴海珍等，2011）；东北农牧交错带典型地区土地利用优化及其生态效应（卢远等，2006）；松嫩平原土地城市化对区域生态服务价值的影响研究（王宗明等，2008）；东北样带土地城市化对生态服务价值的影响（岳书平等，2007）；海南岛东北部土地利用与生态服务价值空间自相关格局分析（雷金睿等，2018）；土地城市化对三江平原、浙江、江苏昆山市、安徽明光市等生态服务价值的影响（王宗明等，2004；蔡邦成等，2006；宁龙梅和王学雷，2006）。
实际上，土地城市化对生态服务价值的影响存在空间异质性、空间溢出效应及时间上动态不一致性。由于各地区的经济发展阶段、生态系统结构、功能等是有差异的，导致土地城市化对生态服务价值的影响存在空间异质性。某地区的自然景观既影响当地被开发的可能性及新开发地块的数量，同时也会影响其相邻地块的开发决策，导致土地城市化对生态服务价值的影响存在空间溢出效应，同时生态服务价值对土地城市化的影响存在空间上的非均衡性。由于存在经济发展阶段的差异，以及生态系统结构、功能在时间上的动态变化，导致土地城市化对生态服务价值的影响存在时间上的动态不一致性。现有文献对此开展了系列研究。Xiao等（2020）利用耦合协调度模型揭示了生态服务价值与城市化之间的互动耦合关系。结果表明，城市化进程中土地利用的变化导致了上海等沿海城市生态系统服务功能的下降。Xue和Luo（2015）发现生态服务价值响应土地利用变化的动态变化对城市系统的可持续性产生影响。Su等（2014）运用地理加权回归方法，实证了上海近郊地区的生态服务价值变化与城市化的关系。结果显示，生态服务价值变化具有空间自相关性，生态系统服务价值变化对城市化的响应在空间上是不稳定的，且在空间上具有强度上的异质性。Xing等（2021）探索了土地城市化对生态服务价值的空间溢出效应。结果表明，土地城市化每增加1%，生态服务价值就会减少1.04%，且本地区土地城市化的推进可以改善邻近地区的生态服务价值。Wan等（2015）发现城市化水平与生态服务价值之间的关系呈现出不规则的倒U形曲线关系。
城市化进程的加快导致城市人口的不断增加和城市建成区的扩张（Deng et al.，2009；Zhang et al.，2003）。城市生态环境容易受到干扰，主要是因为城市扩张占用了农业或生态系统的大量土地，消耗大量的资源和能源，并产生环境污染物。如果城市生态系统被过度开发，生态损失和环境污染将超过估计的生态环境容量（Song et al.，2015）。因此，重要的是要在城市化与生态环境之间取得平衡，这意味着在生态城市化过程中，需要最小化权衡并最大限度地发挥协同作用，以实现城市的可持续发展。
在现有文献中，就城市化对生态环境及生态效率的影响机制进行了大量深入研究（Fontana et al.，2013；Nelson et al.，2009；Bai et al.，2018；Liu et al.，2012）。然而，大多数研究是从人口城市化（Bai et al.，2018）、经济城市化、社会城市化、城市形态（Liu et al.，2012）、城市集聚效应（Huang et al.，2018a）、城市紧凑度（Liu et al.，2012）和人口密度（Liu et al.，2012）等角度进行的。研究结果表明，城市化通过经济发展、人口密度、能源消费、污染排放、产业结构、技术创新和政府规制政策等变量对生态环境及生态效率产生影响（Yu et al.，2019；Zhu et al.，2019）。Li等（2013）的研究结果表明，技术进步对生态效率提升具有正面影响；Zhang等（2016）表明人均GDP、产业结构、技术创新、政府规制政策和人口密度能显著提升生态效率，而能源强度显著降低生态效率。Zhu等（2019）发现能源强度和技术支出对生态效率产生负面影响，而经济发展和人口密度对生态效率具有正向影响。城市化虽然能促进经济发展，但是会带来能源消费的增加、污染排放增多及生态环境退化等不良影响，然而关键是，经济发展推动的产业结构优化效应、创新溢出效应等能否降低污染排放、有效保护生态环境。
学者们就土地利用对生态效率的影响机制也开展了一定的研究。大多数研究发现，土地利用强度对生态效率有负面影响。然而，有学者认为新型的城市化和土地的有效利用可以提高生态效率（Bai et al.，2018；Zhao et al.，2018）。这可以通过提高城市集聚程度、提高技术水平以及升级产业结构来实现（Huang et al.，2018b；Peng et al.，2017；Zhou et al.，2018）。Zhao等（2018）也发现城市化与土地利用效率之间存在N形曲线关系。然而，很少有研究深入探究土地城市化通过产业结构高级化提升城市生态效率的内在机制及中介机制。在政府土地利用政策、环境规制政策、产业政策和财税政策等引导下的土地城市化可以促进土地的集约高效利用，通过土地利用结构优化、土地利用强度管控、土地利用效率提升等途径促进产业结构高级化，既可以增加期望产出即经济产出，同时也可以降低对生态环境的影响，从而提高城市生态效率。
随着城市化的持续推进，越来越多的耕地、林地和湿地等已转变为建设用地，这极大地影响了陆地生态系统中的碳储存。土地利用变化是陆地生态系统碳储存的主要驱动力（Chuai et al.，2013，2014）。土地利用类型从高植被生物量减少到低植被生物量的过程中，将碳释放到大气中，影响碳排放水平（Peters et al.，2019）。碳排放主要包括土地利用类型变化导致的直接碳排放以及人为活动产生的间接碳排放。直接碳排放既包括土地利用、覆被变化导致生态系统类型更替造成的碳排放，如采伐森林、围湖造田、建设用地扩张等，也包括土地经营管理方式转变所驱动的碳排放，如农田耕作、草场退化、养分投入、种植制度改变等。土地利用不仅直接参与陆地生态系统的碳排放过程，而且能间接影响在土地利用类型上所承载的人为活动引起的碳排放水平。间接碳排放包括工矿用地上生产活动所需能源消耗引起的碳排放、交通用地的尾气排放、居民聚居区的取暖等引起的碳排放（林伯强和杜之利，2018）。不同土地利用类型的碳排放强度差异巨大。从主要土地利用类型看，只有林地、湿地、未利用地是净碳吸纳，耕地、草地、建设用地则是净碳排放。建设用地碳排放强度远远高于其他土地，建设用地中，又以工矿用地的碳排放强度最大，交通用地次之，城乡居民点用地碳排放强度最小。土地利用类型改变对碳排放强度影响显著。如湿地转变为耕地、园地、林地等，耕地等农用地转变为建设用地，碳排放强度都将有不同程度提高。
在现有的文献中，土地利用与二氧化碳排放之间的关系已得到了广泛研究（Lai et al.，2016；Chuai et al.，2016）。大多数文献认为，土地利用与土地覆盖变化（land use and land cover change，LUCC）以及在土地上进行的人为活动是影响陆地生态系统碳储存的两个最重要的驱动力（Chuai et al.，2013）。Chuai等（2014）以增加陆地生态系统碳储量为目标优化了2020年的土地利用结构，并使用CLUE-S模型模拟了其空间分布。结果表明，不同土地利用类型的总碳密度排序为：林地＞水域＞耕地＞积土＞草原＞浅滩。Lai（2016）和Chuai等（2013）分别从国家层面和省级层面研究了如何通过土地利用结构优化以增加碳存储，结果表明该措施有助于减少碳排放。Zhong等（2006）通过土地利用结构调整优化，以减少湖北省翠园村的碳储量损失。汤洁等（2009）以吉林省通榆县为例，通过土地利用结构优化，实现最大化陆地生态系统的碳存量。余德贵和吴群（2011）以江苏省泰兴市为例，设计了基于土地利用结构优化的低碳动态控制模型，以实现最大化土地资源分配效率和可持续发展目标。
人类活动引起的土地利用类型变化是陆地生态系统碳储存的主要驱动力（Su et al.，2006）。首先，它可以改变植被覆盖度，从而直接影响植被生物量。例如，从林地到其他土地类型的变化，尤其是向建设用地的变化，将大大减少植被生物量，并将碳释放到大气中（Houghton，2003；Bailis and McCarthy，2011）。其次，土地利用类型变化对土壤有机碳也有深远的影响（Jaiarree et al.，2011）。Barnett等（2005）指出，在过去的20年中，约四分之一的人为二氧化碳排放是由于土地利用类型变化（尤其是森林砍伐）引起的，其余的则是由化石燃料燃烧引起的。随着城市化的发展，越来越多的耕地、林地和草地已经转变为建设用地。由于大量碳从这些受干扰的陆地生态系统释放到大气中，导致土地面积从碳汇转换为碳源（Deng et al.，2009）。
土地利用结构和土地利用管理是制定促进低碳发展战略时要考虑的两个重要因素（Chuai et al.，2013，2014；Lai et al.，2016）。然而，现有文献在分析土地利用对碳排放的影响时，往往忽视了土地利用管理政策对人类活动的有效管控及引导进而促进碳减排这一重要机制（Chuai et al.，2013，2014，2016；Lai et al.，2016）。在经济高质量发展阶段，通过土地集约高效利用、土地利用优化实现碳减排及低碳发展的重要性不言而喻。土地利用政策是优化土地利用管理的重要手段，该政策指导土地利用变化方式和目标，通过土地产权、土地分配和土地资源管理等直接机制，以及涉及土地供应量和结构的间接运行机制、价格制度等，影响土地利用类型及结构、土地价格等。结合环境规制政策、产业政策和财税政策的土地利用政策通过平衡土地供求关系，改变区域土地利用结构、空间分布、土地利用强度及效率。土地利用结构、强度及效率的改变会直接影响碳排放强度，从而导致碳排放水平发生变化。
在土地粗放式利用阶段，农业用地主要转化为第二产业用地。这种土地利用结构可能导致工业集中，这对生态环境系统带来不良后果，包括高能耗、废气和废水排放以及农业耕地的过度流失等（Chen and Zhao，2019）。此时，土地利用结构的重新配置形成初级产业结构，以及高能耗、低能效、重污染的能源消费结构（Liu et al.，2012；Huang et al.，2018a）。李勇刚和罗海艳（2017）认为地方政府低价过度出让工业用地、高价限制性出让商业和住宅用地的“双二手”供地策略进一步强化了以中低端制造业为主导的产业结构刚性，抑制了产业结构从低级形态向高级形态的转变。这一阶段单位土地产出不高，经济发展是以过度消耗资源为代价的，能源利用效率也很低，在工业生产过程中会释放出大量废气和废水（Li et al.，2018），生产过程对生态环境系统的负面影响相对较大。同时，由于这一阶段政府和居民对生态建设和生态效用的重视程度不高，土地城市化对生态环境的影响是负面的。
但是，当经济发展过渡到土地集约利用阶段时，农业用地指标主要转化为第三产业用地或高科技产业用地。土地利用结构从低效益利用向高效益利用转变（Yang et al.，2019）。土地利用结构优化能够促进产业结构高级化及能源消费结构清洁化（Yang et al.，2019）。产业结构高级化及能源消费结构清洁化又能降低生产过程及土地利用对生态系统的负面影响（Huang et al.，2018b；Zhou et al.，2019）。这种影响体现在三方面：一是结构效应，即高能耗、重污染产业减少，人类活动对生态系统的干扰程度下降；二是技术溢出效应，即高端产业发展促进技术进步，由此导致能源利用效率的提高以及污染减排成本的下降（Liu et al.，2012；Zhou et al.，2019）；三是生态建设效应，即将经济产出产生的收益用于生态建设，以推进对生态环境的修复。甚至工业共生的想法也可以用来实现工业发展与生态环境质量改善之间的双赢（Deutz and Gibbs，2008；Dong et al.，2017）。
用地结构、产业结构与能源消费结构之间的互动关系和规律，为土地参与宏观调控提供了可能（张颖等，2007）。通过合理安排土地政策和环境法规来促进土地的集约高效利用，将降低对生态环境造成的损害（Lai et al.，2016；Chen et al.，2020）。而且，产业结构高级化及能源消费结构清洁化反过来又能促进土地优化利用，从而减少对生态环境的负面影响并提高生态服务价值（Shu and Xiong，2019；Yin et al.，2020）。因此，政府宏观土地政策调控下的土地城市化可以通过促进产业结构高级化及能源消费结构清洁化，从而提升生态环境质量。
我国经济的快速发展导致建设用地需求急剧扩张，农业和生态用地空间受到挤压，非农用地与农业和生态用地之间的矛盾加剧。同时许多省区市城镇化粗放扩张，产业支撑不足，形成大量低效城市工业用地和农村集体建设用地。如何合理优化国土空间结构，有效盘活低效用地，提高土地利用效率，并保护耕地和生态环境，是目前我国土地规划和土地利用中亟须解决的问题。
土地利用政策对土地利用产生重大影响，并相应地改变土地利用结构、空间分布、土地利用强度以及利用效率（Bateman et al.，2013；Du and Huang，2017），进而间接改变生态系统结构和生态系统的循环过程，影响生态系统服务功能和价值（Madrigal-Martínez and Miralles i García，2019）。从宏观上看，生态服务价值的大小不仅取决于气候和地理特征，还取决于政府管理政策和干预措施等（例如建设生态保护区）。这些干预措施可以显著改变生态服务的同质性、丰富性和多样性。
中央和地方政府在土地利用过程中潜在的行为激励目标不一致，在研究土地城市化对生态环境质量的影响机制时应注意到这一点。中央政府在重视土地利用效率的同时，也会关注区域协调发展、粮食安全、环境保护、公共服务等多种经济、社会和生态环境目标。地方政府具有投资冲动、政绩考核、土地财政等一系列激励“扭曲”，这使得央地之间围绕土地利用可能会产生目标冲突。地方政府在中央政府责任框架内争取更多的土地资源等要素配置，参与地区间横向竞争（陈志勇和陈思霞，2014）。地方政府官员利用土地处置权，在垄断的土地市场上策略性地设定土地出让价格和土地出让规模（王贤彬等，2014）。一方面，以低价协议出让工业用地作为招商引资手段，即“以地引资”（张莉等，2011）；另一方面，通过招、拍、挂的方式高价出让商住用地获取巨额土地出让金，即“引地生财”（郑思齐等，2014）。地方政府“经营土地”“区域竞次”的发展模式导致工业用地低效利用、闲置浪费以及环境污染的严重性（陶然等，2009）。中央政府和地方政府之间在土地资源配置上的行为目标冲突导致了土地资源错配（汪冲，2019；田文佳等，2019），由此引起了土地利用效率不高、环境污染严重、产能过剩、企业生产率不高等一系列问题（韩峰和李玉双，2019；张莉等，2019；Teulings et al.，2018）。
通过研究土地城市化促进生态环境质量提升的内在机理及机制，可以为国家制定基于生态环境系统多功能性的国土空间规划体系提供参考依据。土地利用规划不仅能指导城市发展，反过来也可能影响城市区域内生态系统服务的规模、多样性和空间分布（Lam and Conway，2018）。发达国家的市政当局普遍将生态系统服务及环境质量纳入土地利用规划（Jaligot et al.，2019；Jantz and Manuel，2013）。同时，也要注意主体功能区规划对生态环境系统的影响（Geneletti et al.，2013）。结合国土规划、主体功能区规划、城市规划等，制定统一的国土空间规划体系，对国土资源的空间配置及利用在时空上做出总体安排，促进土地资源的空间配置结构优化及空间治理模式创新，促进国土空间用途管制及生态保护。在此基础上，改变过去单一的行政配置土地资源的机制，注重土地资源配置的市场化机制，加强土地的市场化供给，允许建设用地指标在全国范围内的交易及配置等。
综上所述，现有研究就土地城市化对生态环境系统的影响机制开展了一定的测算和实证分析。但是，现有研究未深入探究土地城市化影响生态环境质量、生态服务价值、生态效率、碳排放的内在机理及机制，没有从土地利用结构优化、土地利用强度管控、土地利用效率提升等方面综合深入研究。同时，在研究方法上未同时考虑空间效应及非线性影响。
现有研究就土地城市化、土地利用对生态环境系统的影响机制开展了大量的实证研究，普遍得出土地利用变化不利于生态环境系统的结论，在此基础上得出要优化土地利用结构、管控土地利用强度、提升土地利用效率等结论。但是，对土地城市化影响生态环境系统的内在机理及机制未进行深入的探究。本书对土地城市化影响生态环境质量、生态服务价值、生态效率、碳排放的内在机理及机制进行了深入的分析，并在此基础上开展了实证研究。
土地利用对生态环境系统的影响既包括对生态环境系统的直接影响，也包括通过影响社会经济系统进而对生态环境系统产生反馈的间接性影响。现有文献在研究土地利用对生态环境系统的影响机制时，要么是从生态科学的角度进行研究，要么是从社会经济的角度进行研究，未将土地利用对生态环境系统和社会经济系统的影响完全整合到一个统一的模型之中进行研究。
现有研究均是从土地利用结构优化、土地利用强度管控、土地利用效率提升三者之中的一个方面或某一个角度进行研究，且从土地利用结构优化的角度进行研究的比例较高，从土地利用强度管控、土地利用效率提升进行研究的文献较少。事实上，土地利用结构优化与土地利用强度管控及土地利用效率提升是相互关联的，尤其是通过有效的土地利用强度管控，既可以促进土地利用结构优化，又能够促使经济主体提升土地利用效率。因此，应将土地利用结构优化、土地利用强度管控、土地利用效率提升这三方面的影响纳入一个整体，从一个完整系统的角度研究土地城市化影响生态环境质量的内在机制。
现有研究对排污权交易机制、碳排放权交易机制等环境产权交易机制的减排绩效开展了大量的实证研究。但是，针对排污权交易机制、碳排放权交易机制减排绩效的作用机制，未开展深入的研究。同时，未深入分析市场化完善程度对其减排绩效的影响，也未深入探究市场失灵条件下和存在企业策略性行动对环境产权交易机制减排绩效的影响效应。因此，本书将系统评估排污权交易机制、碳排放权交易机制的减排绩效，并考察市场化完善程度对其减排绩效的影响，深入探究市场失灵条件下和存在企业策略性行动对环境产权交易机制减排绩效的影响效应，同时也实证检验了碳排放权交易机制对公司市值、绿色创新和企业全要素生产率的影响效应及机制。
由于不同地区的社会经济条件、土地利用现状及土地配置结构等均存在差异性，导致土地利用对生态环境系统的影响具有空间上的异质性。同时，由于在经济发展的不同阶段，土地配置结构、产业结构、能源消费结构、技术水平等也表现出差异性，这使得土地利用对生态环境系统的影响又具有非线性关系。现有研究大多考虑了土地利用对生态环境系统影响的空间效应，较少考虑土地利用对生态环境系统的非线性影响，更没有将空间效应及非线性影响进行综合考虑。本书是在综合考虑空间效应及非线性影响的基础上，运用空间自适应半参数模型实证分析土地城市化对生态环境系统的影响机制。