白如山 劉愷愷

自2012年黨的十八大報告和2013年中央城鎮(zhèn)化工作會議等國家重要文件明確提出：“按照促進生產(chǎn)空間集約高效、生活空間宜居適度、生態(tài)空間山清水秀的總體要求，形成生產(chǎn)、生活、生態(tài)空間的合理結(jié)構(gòu)”①，表明國家把城市群（或都市圈）提升為推進新型城鎮(zhèn)化的主體地位和未來城鎮(zhèn)化必須統(tǒng)籌處理好生態(tài)空間、生產(chǎn)空間和生活空間“三生”空間之間的相互促進和相互脅迫關(guān)系。在此背景下如何識別和定量刻畫“三生”空間（即生態(tài)空間、生產(chǎn)空間、生活空間的簡稱）功能結(jié)構(gòu)及其組成要素是進行國土空間結(jié)構(gòu)優(yōu)化調(diào)整的基礎(chǔ)；如何有效克服都市圈國土空間的結(jié)構(gòu)比例失衡、地域組合不當、相互轉(zhuǎn)化失控等矛盾與沖突問題[1]，成為都市圈持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵科學問題，也是目前迫切需要開展的研究課題。

近年，隨著新型城鎮(zhèn)化進程的加快和都市圈國土空間“三生”功能優(yōu)化的要求日益迫切，國內(nèi)外關(guān)于“三生空間”研究的文獻主要集中三個方面。一是側(cè)重于“三生空間”功能內(nèi)涵與分類體系研究[2]。探索構(gòu)建一套兼顧土地利用分類、城市建設(shè)用地分類“三生空間”功能分類體系，作為優(yōu)化國土空間開發(fā)秩序的基礎(chǔ)成為學術(shù)界研究的重要方向（Kates et al，2001；樊杰等，2013；方創(chuàng)琳等，2013；金貴,2014；張紅旗等,2015；李廣東等，2016；林堅等，2016；劉繼來等，2017）。二是側(cè)重于“三生空間”功能識別研究。部分學者從構(gòu)建評價指標體系量化識別“三生空間”功能類型及空間分區(qū)問題（念沛豪等，2014；朱媛媛等，2015；蔡玉梅等，2015；舒沐暉等，2015；趙中華，2016；李廣東，2016；黃金川，2017；等）。也有學者基于行為主體的主觀用地意圖作為某一類土地的主導功能類型，對土地利用數(shù)據(jù)進行重新歸并分類開展“三生空間”功能識別研究（呂立剛等,2013；陳龍等，2015；白如山等，2016；楊清可等，2018；羅剛等，2018）。三是側(cè)重于“三生空間”功能優(yōu)化研究。麥克哈格（1967）、金貴（2014）、喻忠磊等（2015）、陶慧等（2016）、胡興定等（2016）、吳艷娟等（2016）、李秋穎等（2016）、柳冬青等（2018）、金星星等（2018）等以不同的應用性案例為藍本，基于“三生空間”適宜性評價視角開展了國土空間優(yōu)化研究。潘安等（2014）、劉彥隨等（2016）、胡耀文等（2016）、扈萬泰等（2016）、王成等（2018）等探索基于“多規(guī)合一”視角歸納出許多值得探討和借鑒的“三生空間”功能優(yōu)化的思路?？偟膩砜矗陙韲鴥?nèi)外學術(shù)界“三生空間”研究不斷得到加強，研究成果日益豐富并呈現(xiàn)如下特點：①研究視角多從經(jīng)濟、社會、生態(tài)等構(gòu)建“三生空間”功能識別體系[3-5]或從“三生空間”角度構(gòu)建土地利用功能指標體系[6-10]，較少基于土地利用“三生”功能細分識別和定量刻畫國土空間功能結(jié)構(gòu)問題[11]；②研究尺度偏重于省域、縣域或城域單一尺度單元[12-15]，較少關(guān)注都市圈“三生空間”動態(tài)演化分析[16-17]。③研究時段上偏重于單時段靜態(tài)分析，多時段動態(tài)演化格局研究有待拓展?？梢哉f，“三生空間”功能格局演化研究仍處于探索階段，“三生空間”的具體內(nèi)涵、類型劃分、功能識別、定量測度方法的系統(tǒng)梳理有待深化，研究尺度未得到充分重視[11]。而從都市圈“三生”空間功能結(jié)構(gòu)視角探究國土空間優(yōu)化研究成果也亟待關(guān)注?；诖耍狙芯吭噲D通過解譯1995-2010年4期土地利用規(guī)劃并進行重新組合和歸并，形成拓展的“三生空間”功能類型劃分方案，以此為基礎(chǔ)定量刻畫合肥都市圈“三生空間”功結(jié)構(gòu)、時空格局及生態(tài)環(huán)境效應，以期為都市圈國土空間功能識別和優(yōu)化提供基礎(chǔ)性依據(jù)。

1 數(shù)據(jù)來源和研究方法

1.1 研究范圍

本研究選取合肥都市圈作為案例地。合肥都市圈是長江三角洲城市群（簡稱：長三角城市群）的重要組成部分，而長三角城市群是“一帶一路”與長江經(jīng)濟帶的重要交匯地帶，在中國國家現(xiàn)代化建設(shè)大局和全方位開放格局中具有舉足輕重的戰(zhàn)略地位，是中國參與國際競爭的重要平臺、經(jīng)濟社會發(fā)展的重要引擎，也是長江經(jīng)濟帶的引領(lǐng)發(fā)展區(qū)。合肥都市圈是指以合肥市為中心，與周邊100km范圍內(nèi)的淮南市、六安市、滁州市、蕪湖市、馬鞍山市、桐城市6個城市構(gòu)成的“1+6”區(qū)域經(jīng)濟聯(lián)合體（見圖1）。合肥都市圈不僅是安徽省經(jīng)濟發(fā)展的核心區(qū)域，也是長三角城市群的重要增長極。據(jù)統(tǒng)計，以國土面積占全省約40%的合肥都市圈，集中了安徽省43%的人口、60%的GDP總量。

表1 土地利用主導功能分類及其生態(tài)環(huán)境質(zhì)量指數(shù)

1.2 研究方法

本研究所涉及的研究方法如土地利用轉(zhuǎn)移矩陣、土地利用功能重心轉(zhuǎn)移、區(qū)域生態(tài)環(huán)境質(zhì)量指數(shù)、土地利用功能轉(zhuǎn)型生態(tài)貢獻率等主要借鑒參考文獻[13-14]，具體內(nèi)涵和意義，不再逐一贅述，另外，針對“生態(tài)—生產(chǎn)—生活”土地利用分類體系中特定用地的多功能性，本研究主要借鑒參考文獻[9,11]的思路歸并基礎(chǔ)用地類型，建立“生態(tài)-生產(chǎn)-生活”主導功能分類體系及生態(tài)環(huán)境質(zhì)量指數(shù)及賦值方法（表1）。

1.3 數(shù)據(jù)來源

本研究所涉及的合肥都市圈1995年、2000年、2005年、2010年四個時間截面的土地利用數(shù)據(jù)來源于國家地球系統(tǒng)科學數(shù)據(jù)共享服務平臺（http://www.geodata.cn） 所提供的安徽省1:10萬土地規(guī)劃數(shù)據(jù)。該數(shù)據(jù)包含耕地、林地、草地、水域、居民用地（城鄉(xiāng)，工礦用地）及未利用土地等，6個一級土地利用類型，并參考表1基礎(chǔ)數(shù)據(jù)土地分類系統(tǒng)把合肥都市圈土地利用類型細分為25個二級土地利用類型。另外，需要說明的是本文分析結(jié)果僅基于上述有限的研究樣本，所得結(jié)果雖具有一定代表性，但與對“三生空間”進行全樣本、多時段、多尺度分析可能存在一定差異。

2 結(jié)果分析

2.1 三生用地結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型

依據(jù)土地利用主導功能分類體系，利用三生用地類型轉(zhuǎn)移矩陣模型測算合肥都市圈1995-2010年4期三生用地數(shù)據(jù)（圖2），統(tǒng)計分析1995-2010年合肥都市圈三生用地類型轉(zhuǎn)移矩陣（表2-4），發(fā)現(xiàn)1995-2010年合肥都市圈三生用地轉(zhuǎn)移格局呈現(xiàn)如下特點：

1）總體特征：1995-2010年合肥都市圈三生用地變化特征比較明顯，其中生產(chǎn)用地明顯減少，生活用地顯著增加，生態(tài)用地略有提升，三者之間的轉(zhuǎn)移關(guān)系大致為：生產(chǎn)用地向生活用地轉(zhuǎn)移，生態(tài)用地基本穩(wěn)定，且在2005—2010年間轉(zhuǎn)移幅度最劇烈。

2）生產(chǎn)用地面積明顯減少。從1995年的36778km2減少到2010年的35566km2，減少1212km2，主要表現(xiàn)為工礦生產(chǎn)用地的增加和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用地的減少；1995-2000年生產(chǎn)用地減少約200km2，其中主要為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用地的減少，工礦生產(chǎn)用地基本保持穩(wěn)定；2000-2005年生產(chǎn)用地增加約100km2，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用地的大幅變動引致，工礦生產(chǎn)空間稍有增加；2005-2010年生產(chǎn)用地開始產(chǎn)生大幅度變化，急劇減少1120km2，其中工礦生產(chǎn)用地快速增長，增長53km2，增長率達86%，但由于規(guī)模小且農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用地減幅劇烈，總的來看，生產(chǎn)用地呈劇烈減少特征。

3）生活用地顯著增加。1995-2000年生活用地面積增加1023km2，按照二級地類劃分看，城鎮(zhèn)生活用地增幅明顯，農(nóng)村生活用地波動增長。2000-2005年，生活用地面積總量減少，但城鎮(zhèn)生活用地大幅度增加，增長約100km2，而農(nóng)村生活用地減少400km2，主要轉(zhuǎn)出方向為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用地；2005-2010年城鎮(zhèn)和農(nóng)村生活用地面積雖同步增長，但城鎮(zhèn)用地增加更為劇烈。

4）生態(tài)用地面積略有提升。1995-2010年間合肥都市圈生態(tài)用地雖變化比較復雜但整體上呈穩(wěn)中稍有增加的特征。不同時段變化各異，在1995-2000時段生態(tài)用地面積略有下降，而2000-2005和2005-2010兩個時段內(nèi)生態(tài)用地面積都呈稍有提升變化特征。不同類型也變幅不同，例如牧草生態(tài)用地面積大幅減少，而水域生態(tài)用地面積則大幅增加，林地生態(tài)用地和其他生態(tài)用地面積基本穩(wěn)定。

2.2 三生用地功能空間轉(zhuǎn)型

為展示合肥都市圈三生用地功能空間轉(zhuǎn)型過程，以研究區(qū)縣級行政區(qū)為樣本單元，利用ArcGIS10.2空間統(tǒng)計工具測算1995-2010年間4個時間截面三生用地功能分布重心動態(tài)變化（圖3），呈現(xiàn)如下特征：

1）總體來看，1995-2010年農(nóng)村生活、生產(chǎn)用地及生態(tài)用地重心轉(zhuǎn)移幅度較小；城鎮(zhèn)生活用地、工礦生產(chǎn)用地重心在1995-2000年空間轉(zhuǎn)移幅度較大，2005-2010年間空間轉(zhuǎn)移幅度較小。

2）從重心轉(zhuǎn)移方向看，各功能重心空間轉(zhuǎn)移方向差異較大，規(guī)律性特征不典型。

在教學內(nèi)容不能大而全的基礎(chǔ)上，選擇合適的教學內(nèi)容就變得格外重要。傳統(tǒng)在進行教學內(nèi)容的甄別上，有一定的專業(yè)標準進行參考，大學生創(chuàng)新培養(yǎng)教育目前沒有經(jīng)驗可以依循，更多是源于教學團隊和教學的自行判斷。而大數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)驅(qū)動方案能夠找出與大學生創(chuàng)新能力相關(guān)度比較高的課程，從而確定最合適的教學內(nèi)容。魏梓軒(2017)所在的課題組發(fā)現(xiàn)選修創(chuàng)業(yè)課程并在畢業(yè)后從事創(chuàng)業(yè)活動的16名同學中，12名同學選修了“個人理財”課程。為驗證相關(guān)性，課題組在教學內(nèi)容中加大了理財相關(guān)知識，跟蹤發(fā)現(xiàn)創(chuàng)業(yè)意向大幅提高。在這里，教學內(nèi)容的優(yōu)化直接來源于大數(shù)據(jù)的相關(guān)性分析。

3）從重心轉(zhuǎn)移距離看，①城鎮(zhèn)生活用地重心落在合肥都市圈幾何重心東北方向，2000年城鎮(zhèn)生活用地重心由東向西北偏移了2.57km，2005年向西南方向偏移3.38km，2010年向東南方向偏移10.98km，整體上呈倒“L”字形偏移，1995-2000年、2000-2005年兩個時段均向西偏移，距幾何重心緩慢減小，說明都市圈城鎮(zhèn)生活用地空間不均衡性在下降；2005-2010年段向東南偏移，偏向都市圈幾何中心位置，說明城鎮(zhèn)生活用地空間不均衡性下降顯著。②農(nóng)村生活用地重心落在遠離都市圈幾何重心的西北方向，1995-2010年間3個時段農(nóng)村生活用地重心呈“V”字形向偏東方向移動，偏離幾何重心。其中，2000年較1995年向東南偏移3.37km，2005年向東北偏移3.29km，2010年向東北偏移0.62km。而農(nóng)村生產(chǎn)用地重心空間轉(zhuǎn)移較小，不再具體闡述。③工礦生產(chǎn)用地重心在1995-2010年間整體上由西北向東南再向東北方向呈陡“V”字形移動的特征。2000年工礦生產(chǎn)用地重心較1995年向東南偏移34.04km，2005年偏移4.24km，2010年向東北方向偏移10.15km，說明工礦生產(chǎn)用地空間不均衡性呈擴大、下降再擴大的趨勢。④生態(tài)用地重心整體上由東向西呈“一”字形緩慢橫向平移，距幾何重心緩慢增加。其中，2000年向西偏移0.63km，2005年又向西偏移2.14km，2010年再向西偏移4.33km，表明生態(tài)用地空間分布不均衡性緩慢擴大。從表2-4可知，都市圈地區(qū)1995-2010年由農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用地轉(zhuǎn)為水域生態(tài)用地數(shù)量共計629.92km2，說明這一時段退田還湖等生態(tài)保護政策效果明顯。

表2 1995-2000合肥都市圈三生用地轉(zhuǎn)移矩陣（km2）

表3 2000-2005合肥都市圈三生用地轉(zhuǎn)移矩陣（km2）

3 三生用地功能轉(zhuǎn)型的生態(tài)環(huán)境效應

3.1 區(qū)域生態(tài)環(huán)境指數(shù)

利用區(qū)域生態(tài)環(huán)境質(zhì)量指數(shù)測算出合肥都市圈1995-2010四個時段三生用地的生態(tài)環(huán)境指數(shù)，結(jié)果顯示分別為0.4129,0.4124,0.4130和0.4111,由此可知 1995-2010年區(qū)域生態(tài)環(huán)境質(zhì)量呈現(xiàn)稍有波動和后期惡化的特征，且2005-2010年區(qū)域生態(tài)環(huán)境指數(shù)下降明顯。城鎮(zhèn)和農(nóng)村生活用地擠占農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用地是生態(tài)環(huán)境質(zhì)量惡化的重要因素。

表4 2005-2010合肥都市圈三生用地轉(zhuǎn)移矩陣（km2）

3.2 三生用地功能轉(zhuǎn)型生態(tài)貢獻率

由于區(qū)域生態(tài)環(huán)境質(zhì)量往往同時發(fā)生著改善和惡化兩種相反趨勢，在某種程度上，在特定區(qū)域范圍內(nèi)這2種趨勢相互抵消使其整體上維持相對穩(wěn)定的特征，但研究區(qū)生態(tài)環(huán)境指數(shù)的穩(wěn)定并不表明生態(tài)環(huán)境沒有變化[13]。表5詳細展示了1995-2010年間導致合肥都市圈生態(tài)環(huán)境波動改善和退化的主要土地利用變化類型的面積和貢獻率。據(jù)表5發(fā)現(xiàn)：

1）1995-2000年，生態(tài)環(huán)境惡化的主導因素是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用地轉(zhuǎn)換為城鎮(zhèn)生活和農(nóng)村生活用地，二者共計占生態(tài)貢獻率44.9%，牧草、林地、水域生態(tài)用地轉(zhuǎn)換為農(nóng)村生活用地，三者共計占生態(tài)貢獻率46%。而農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用地轉(zhuǎn)化為林地生態(tài)用地、農(nóng)村生活用地轉(zhuǎn)化為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用地是區(qū)域生態(tài)環(huán)境改善的主要因素，二者合計占生態(tài)貢獻率86%。據(jù)此可知，合肥都市圈生態(tài)環(huán)境惡化的趨勢略微大于生態(tài)環(huán)境改善的趨勢，因此，生態(tài)環(huán)境指數(shù)呈小幅度下降特征。

2）2000-2005年，生態(tài)環(huán)境惡化的主導因素是農(nóng)村生活、工礦生產(chǎn)用地擠占農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用地，城鎮(zhèn)生活用地擠占林地等生態(tài)用地，三者生態(tài)貢獻率共計65%，水域生態(tài)用地擠占牧草生態(tài)、林地生態(tài)用地共計20%；而農(nóng)村生活用地轉(zhuǎn)化為水域生態(tài)、林地生態(tài)用地和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用地轉(zhuǎn)化為牧草生態(tài)用地是區(qū)域生態(tài)環(huán)境改善的主要因素，其生態(tài)貢獻率合計86.1%?？梢?，合肥都市圈2000-2005年生態(tài)環(huán)境指數(shù)呈小幅上漲，環(huán)境改善趨勢突顯。

3）2005-2010年，生態(tài)環(huán)境惡化的主導因素是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用地轉(zhuǎn)化為城鎮(zhèn)生活、農(nóng)村生活、工礦生產(chǎn)用地，三者生態(tài)貢獻率合計54%，水域生態(tài)用地、林地生態(tài)用地轉(zhuǎn)化為農(nóng)業(yè)生活用地和工礦生產(chǎn)用地的生態(tài)貢獻率分別為16.6%、5.7%；而農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用地退耕轉(zhuǎn)化為水域生態(tài)用地、林地生態(tài)用地是區(qū)域生態(tài)環(huán)境改善的主要因素，生態(tài)貢獻率合計86.8%。

表5 影響生態(tài)環(huán)境質(zhì)量變化的主要功能類型及貢獻率

4 結(jié)論與思考

本研究基于“生態(tài)-生產(chǎn)-生活”的土地利用主導功能分類，運用土地利用轉(zhuǎn)移矩陣、重心轉(zhuǎn)移、區(qū)域生態(tài)環(huán)境質(zhì)量指數(shù)等計量模型，采用ArcGIS10.2空間分析工具定量分析合肥都市圈1995-2010年四個時間截面三生用地功能類型演化特征及生態(tài)環(huán)境質(zhì)量效應，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：

1）1995-2010年合肥都市圈三生用地變化特征比較明顯，其中生產(chǎn)用地明顯減少，生活用地顯著增加，生態(tài)用地略有提升，三者之間的轉(zhuǎn)移關(guān)系大致為：生產(chǎn)用地向生活用地轉(zhuǎn)移，生態(tài)用地基本穩(wěn)定，且在2005-2010年間轉(zhuǎn)移幅度最劇烈。

2）總體來看，1995-2010年農(nóng)村生活、生產(chǎn)用地及生態(tài)用地重心轉(zhuǎn)移幅度較??；城鎮(zhèn)生活用地、工礦生產(chǎn)用地重心在1995-2000年空間轉(zhuǎn)移幅度較大，2005-2010年間空間轉(zhuǎn)移幅度較小。從重心轉(zhuǎn)移方向看，各功能重心空間轉(zhuǎn)移方向差異較大，規(guī)律性特征不典型。從重心轉(zhuǎn)移距離看，城鎮(zhèn)生活用地重心在1995-2010年呈倒“L”字形有東向西再向東南偏移；1995-2010年間3個時段農(nóng)村生活用地重心呈“V”字形向偏東方向移動，偏離幾何重心；工礦生產(chǎn)用地重心在1995-2010年間整體上由西北向東南再向東北方向呈陡“V”字形移動的特征；生態(tài)用地重心整體上由東向西呈“一”字形緩慢橫向平移，距幾何重心緩慢增加。

3）1995-2010年區(qū)域生態(tài)環(huán)境質(zhì)量呈現(xiàn)稍有波動和后期惡化的特征，且2005-2010年區(qū)域生態(tài)環(huán)境指數(shù)下降明顯。并且，在不同時段合肥都市圈生態(tài)環(huán)境波動改善和退化的主要土地利用變化類型和貢獻率差異顯著。其中，1995-2000年，合肥都市圈生態(tài)環(huán)境惡化的趨勢略微大于生態(tài)環(huán)境改善的趨勢；合肥都市圈2000-2005年生態(tài)環(huán)境指數(shù)呈小幅上漲，環(huán)境改善趨勢突顯；而2005-2010年，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用地退耕轉(zhuǎn)化為水域生態(tài)用地、林地生態(tài)用地成為區(qū)域生態(tài)環(huán)境改善的主要因素，生態(tài)貢獻率合計86.8%。

限于數(shù)據(jù)的更新滯后，本項研究僅對合肥都市圈2010年前“三生空間”格局演化過程進行量化分析和特征歸納，而影響其“三生空間”演化的驅(qū)動機制是什么、影響因素有哪些、影響程度如何等問題尚有待進一步深入探究。

（致謝：本文在前期寫作過程中得到阜陽師范學院人文地理與城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)的徐潤澆、韋玉秀、王華等同學幫助，在此表示衷心感謝?。?/p>

注釋：

①資料來源：http：// www.mof.gov.cn/pub/nczhggbgs/zhuantilanmu/xcjssd/bf/201401/t20140121_1037854.html.