李伊黎，程 嚴，付振華*

（1. 廣東省國土資源測繪院， 廣東 廣州510663；2. 自然資源部華南熱帶亞熱帶自然資源重點實驗室，廣東 廣州510663；3. 廣東省自然資源科技協(xié)同創(chuàng)新中心，廣東 廣州510663）

“三生空間”根據(jù)土地利用功能劃分，其中生產(chǎn)空間是進行農(nóng)業(yè)、工業(yè)和商業(yè)活動獲取產(chǎn)品和供給功能的用地范圍，生活空間是提供承載和保障人居功能的用地范圍，而生態(tài)空間主要以調(diào)節(jié)、維持和保障生態(tài)安全功能為主[1]。目前的研究主要關(guān)注“三生空間”的概念辨析與分類、空間格局優(yōu)化等方面[2]。研究方法諸如：基于“三生空間”的內(nèi)涵對其功能進行定性評價或定量測度[3-5]、通過綜合指標的構(gòu)建對“三生空間”環(huán)境質(zhì)量或適宜性進行評價[6-8]、基于“三生空間”分類體系進行土地利用空間結(jié)構(gòu)分析[9-11]等。這些研究取得了顯著的成果，其應(yīng)用領(lǐng)域涉及土地整治、資源環(huán)境承載力測算和土地適宜性評價等各個方面。然而，由于研究理論基礎(chǔ)、視角與目的不同，尚未形成統(tǒng)一的“三生空間”功能分類與評價指標體系[12]。在其格局演化特征的分析方面也缺乏統(tǒng)一的方法與深入的研究。

為此，本文選取廣東省為研究對象，以現(xiàn)有“三生空間”功能評價體系為基礎(chǔ)，對廣東省2000、2005、2010、2015、2020年五期土地利用數(shù)據(jù)進行功能分類，結(jié)合ArcGIS的空間分析功能、首位度分析方法等，從空間分布規(guī)模、重心演變、城市群“三生空間”規(guī)模首位度變化等三個層面對廣東省“三生空間”格局演化特征進行了分析，并提出一些合理化建議，促進國土空間規(guī)劃格局優(yōu)化發(fā)展。

1 研究框架

1.1 研究范圍

本文選取廣東省行政區(qū)劃范圍作為研究區(qū)域。改革開放以來，廣東省取得了輝煌的成就，特別是20世紀90年代后，在快速城鎮(zhèn)化的過程中，經(jīng)濟發(fā)展速度和人民生活水平大幅提升，土地利用結(jié)構(gòu)發(fā)生重大變化，生態(tài)環(huán)境問題也日益凸顯，生態(tài)空間格局的優(yōu)化問題亟待解決[13]。面向國土空間規(guī)劃的“三生空間”研究是推進廣東省生態(tài)文明建設(shè)，實現(xiàn)自然資源高水平保護、高效率利用，保障重大戰(zhàn)略規(guī)劃實施的科學(xué)支撐。

1.2 數(shù)據(jù)來源

研究所用數(shù)據(jù)來源于中國科學(xué)院資源環(huán)境科學(xué)數(shù)據(jù)中心。其中2000、2005、2010 年各期數(shù)據(jù)的遙感解譯主要使用了LandsatTM/ETM 遙感影像數(shù)據(jù)；2015年土地利用數(shù)據(jù)更新主要使用Landsat8 遙感影像數(shù)據(jù)；2020 年土地利用數(shù)據(jù)是在2015 年土地利用遙感監(jiān)測數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，基于Landsat8 遙感影像，通過人工目視解譯生成。數(shù)據(jù)精度及類型為30 m 柵格數(shù)據(jù)。按照中國LUCC 遙感監(jiān)測數(shù)據(jù)分類體系，廣東省包括耕地、林地、草地、水域、建設(shè)用地和未利用地6個一級類以及水田、旱地、有林地、灌木叢等22 個二級類。

同時參考廣東省歷年發(fā)展規(guī)劃文件，來源于廣東省人民政府網(wǎng)站，相關(guān)政策文件來源于廣東省及其地級市自然資源部門網(wǎng)站。

1.3 研究方法

1.3.1 三生空間分類評價

“三生空間”的分類是研究的基礎(chǔ)，目前尚未形成規(guī)范統(tǒng)一的分類和評價體系，部分學(xué)者[2,14]參考劉繼來[3,15-16]等的評價方案和評分標準，采取分級賦分的方法對不同土地利用類型所能提供的各類功能進行打分。本文在此基礎(chǔ)上，根據(jù)LUCC 遙感監(jiān)測數(shù)據(jù)分類體系，結(jié)合廣東實際，對廣東省“三生空間”各土地類型進行評價打分，具體如表1所示。

表1 基于LUCC遙感監(jiān)測數(shù)據(jù)分類體系的三生空間評價分值

1.3.2 格局演化特征分析

為直觀顯示“三生空間”格局分布和演化特征，構(gòu)建4 km×4 km 的格網(wǎng)覆蓋整個廣東省行政區(qū)劃范圍。將土地利用柵格數(shù)據(jù)與創(chuàng)建的格網(wǎng)進行疊加，計算得到每個年份每個格網(wǎng)，即廣東省每16 km2區(qū)域內(nèi)“三生空間”評價總分值，分析其空間分布格局。對相鄰年份的評價總分值按格網(wǎng)進行差值計算，得到每個格網(wǎng)區(qū)域分值的變化情況，分析其演化特征。計算每個年份“三生空間”的重心分布，分析其重心移動軌跡特征。

1.3.3 首位度分析

在一個相對獨立的地域范圍內(nèi)或相對完整的城市體系中，城市規(guī)?；蚓C合實力等處于第一位的城市被稱為首位城市[17-18]。

根據(jù)以往的研究，城市首位度指數(shù)一般分為二城市指數(shù)、四城市指數(shù)和十一城市指數(shù)，計算方法如下[19]：

式中，S為城市首位度，下標數(shù)值為城市個數(shù)；P為城市規(guī)模，下標數(shù)值為城市規(guī)模排名。城市首位度指數(shù)越高，代表“三生空間”越集中。

2 結(jié)果與分析

2.1 三生空間時空演化

2.1.1 分布格局

利用LUCC 遙感監(jiān)測數(shù)據(jù)分類體系，對廣東省各土地類型進行評價打分，分別統(tǒng)計2000、2005、2010、2015、2020年的“三生空間”分布格局，其中生產(chǎn)空間評價分值分別為1.815×108、1.863×108、1.916×108、1.947×108、1.958×108，生活空間評價分值分別為1.817×107、2.901×107、3.605×107、4.047×107、4.293×107，生態(tài)空間評價分值分別為8.320×108、8.241×108、8.177×108、8.135×108、8.109×108。對比歷年生產(chǎn)、生活、生態(tài)空間評價分值的空間分布，“三生空間”分布格局總體保持穩(wěn)定。

2000年“三生空間”分布格局，生產(chǎn)空間高分值區(qū)主要位于珠三角地區(qū)以及東西兩翼沿海地區(qū)，河渠、城鎮(zhèn)用地和其他建設(shè)用地主要集中在珠三角地區(qū)，其中城鎮(zhèn)用地生產(chǎn)功能性最強，其次為其他建設(shè)用地、河渠和耕地，耕地廣泛分布于全省，無區(qū)域集中特征，水庫坑塘生產(chǎn)功能性最低，主要分布于佛山、中山、河源等城市；生活空間高分值區(qū)主要位于珠三角地區(qū)以及東翼城市揭陽、汕頭、潮州等地，土地類型包括城鎮(zhèn)用地、農(nóng)村居民點及其他建設(shè)用地，其中城鎮(zhèn)用地、農(nóng)村居民點生活功能性最強，其他建設(shè)用地生活功能性其次，農(nóng)村居民點全省零散分布，且珠三角和東西兩翼分布較北部密集；生態(tài)空間低分值區(qū)主要位于珠三角城市的交界處，高分值區(qū)分布廣泛，以北部為主，其中，林地、草地、未利用地、湖泊、灘涂、灘地的生態(tài)功能性最強，其次為耕地，最后為溝渠和水庫坑塘。

2.1.2 2000—2005年格局變化

2005年生產(chǎn)空間分值增長約2.64%，生活空間分值增長約59.66%，生態(tài)空間分值下降約0.95%。

生產(chǎn)空間分值增長明顯的區(qū)域主要集中在珠三角城市廣州、佛山、東莞、中山和深圳等地，分值下降明顯的區(qū)域主要分散在西翼城市湛江西部和珠三角各城市范圍內(nèi)；生活空間分值增長明顯的區(qū)域同樣集中在珠三角相應(yīng)城市，比較明顯的區(qū)域位于東翼城市汕頭、揭陽、潮州等地，分值下降明顯的區(qū)域主要位于西翼城市湛江和茂名，東翼城市揭陽和汕尾，以及北部城市梅州，呈現(xiàn)小范圍零散分布的特征，生態(tài)空間分值增長明顯的區(qū)域主要分布在珠三角城市外圍，分值下降明顯的區(qū)域主要分布在珠三角城市。

“九五”中后期廣東省內(nèi)外部環(huán)境有較大改善，2002年前，廣東省開發(fā)區(qū)數(shù)量快速拓展，共設(shè)立了包括廣州南沙、珠海、佛山、惠州仲愷等國家級高新區(qū)和廣州、深圳、珠海、汕頭等多個保稅區(qū)[20]，同時“十五”期間城鎮(zhèn)化進程加快。生態(tài)空間分值增長明顯區(qū)域的分布范圍以生活空間轉(zhuǎn)化為生態(tài)空間為主，下降明顯區(qū)域的分布范圍以生態(tài)空間轉(zhuǎn)化為生活空間為主。

2.1.3 2005—2010年格局變化

2010 年生產(chǎn)空間分值增長約2.84%，生活空間分值增長約24.27%，生態(tài)空間分值下降約0.78%。

生產(chǎn)空間變化集中體現(xiàn)在珠三角范圍內(nèi)區(qū)域生產(chǎn)空間分值的增長，其中增長尤為明顯的區(qū)域位于佛山市南部，而珠海市東部區(qū)域分值有所下降；生活空間分值增長明顯的區(qū)域主要集中在珠三角城市，明顯下降的區(qū)域較少；生態(tài)空間分值變化較大的區(qū)域主要分布于珠三角城市。

“十一五”是廣東省經(jīng)濟發(fā)展的轉(zhuǎn)型期，城鎮(zhèn)化進一步推進，同時由于耕地占卜平衡政策的落實，補充耕地增加，集中體現(xiàn)在佛山市南部耕地數(shù)量的變化，總體上生產(chǎn)空間擴張明顯，而珠海市東部區(qū)域耕地數(shù)量明顯減少，生產(chǎn)空間收縮。相比于2005 年，2010年生活空間擴張速度明顯放緩，分值增長主要是城鎮(zhèn)用地和其他建設(shè)用地繼續(xù)擴張，以佛山市最為顯著，同時隨著城市化水平提高，農(nóng)村勞動力逐漸轉(zhuǎn)移，農(nóng)村居民點總數(shù)開始減少，部分區(qū)域生活空間收縮。肇慶和珠海范圍內(nèi)生產(chǎn)空間或生活空間擴張導(dǎo)致生態(tài)空間的收縮，而佛山市耕地數(shù)量的增長是生態(tài)空間擴張的主要原因。

2.1.4 2010—2015年格局變化

2015 年生產(chǎn)空間分值增長約1.62%，生活空間分值增長約12.26%，生態(tài)空間分值下降約0.51%。

除珠海市東北部區(qū)域生產(chǎn)空間分值增長集中外，廣東省其他地級市范圍內(nèi)均存在分值明顯增長的區(qū)域，部分地級市也存在分值明顯下降的區(qū)域；生活空間分值增長明顯的區(qū)域較多分布在珠三角城市，總體分散分布在整個廣東省范圍內(nèi)，生態(tài)空間分值增長明顯的區(qū)域主要分布在珠海市東北部，分值下降明顯的區(qū)域零散分布于整個廣東省范圍內(nèi)。

“十二五”時期廣東省經(jīng)濟發(fā)展方式進一步轉(zhuǎn)變，城鎮(zhèn)化發(fā)展從范圍擴張轉(zhuǎn)向形態(tài)和布局的優(yōu)化，“三舊改造”初見成效，土地集約化利用水平提升，生產(chǎn)空間擴張減緩，而珠海市在耕地保護和占補平衡方面取得成效，區(qū)域生產(chǎn)空間擴張明顯。同時城鎮(zhèn)用地?zé)o序擴張受到遏制，其他建設(shè)用地擴張仍然明顯，農(nóng)村居民點略有增長，總體上生活空間擴張速度進一步放緩。珠海市范圍內(nèi)耕地數(shù)量的增多是生態(tài)空間擴張的主要原因。

2.1.5 2015—2020年格局變化

2020 年生產(chǎn)空間分值增長約0.56%，生活空間分值增長約6.08%，生態(tài)空間分值下降約0.32%。

生產(chǎn)空間分值漲幅有所下降，趨于穩(wěn)定，分值增長較為集中的區(qū)域位于揭陽與汕頭的交界處，分值變化明顯的區(qū)域分散分布于廣東省各地市，不再集中于珠三角；生活空間擴張速度繼續(xù)降低，分值增長明顯或下降明顯的區(qū)域，均零散分布在整個廣東省范圍內(nèi)；除惠州、河源、廣州范圍內(nèi)極小區(qū)域變化明顯外，生態(tài)空間分值沒有太多明顯變化。

“十三五”時期廣東省國土資源開發(fā)強度達到高值，經(jīng)濟發(fā)展進入新常態(tài)，新型城鎮(zhèn)化逐步推進，土地節(jié)約集約發(fā)展，生產(chǎn)空間擴張得到控制，揭陽與汕頭的交界處城鎮(zhèn)用地和其他建設(shè)用地擴張明顯，生產(chǎn)空間相應(yīng)擴張?？傮w上城鎮(zhèn)用地和其他建設(shè)用地擴張均受到明顯限制，生活空間和生態(tài)空間在整個廣東省范圍內(nèi)變化不太明顯。

2.1.6 時空演化

2000—2020 年，生產(chǎn)空間持續(xù)擴張，擴張速度在2010年達到峰值，隨后逐漸跌落，生活空間呈現(xiàn)對數(shù)擴張的趨勢，以城鎮(zhèn)化為主要驅(qū)動因素，受生產(chǎn)空間和生活空間的擴張影響，生態(tài)空間持續(xù)收縮，在相關(guān)發(fā)展政策和戰(zhàn)略措施的干預(yù)下，經(jīng)濟轉(zhuǎn)型發(fā)展，土地利用效率逐步提升，生產(chǎn)和生活空間擴張受到限制，生態(tài)空間收縮速度逐漸放緩。

2000—2020年，廣東省范圍內(nèi)“三生空間”評價分值重心分布變化如圖1 所示，總體來說，生產(chǎn)、生活、生態(tài)空間構(gòu)成的重心三角形以東莞市西部為中心分布，頂點分別位于中心西側(cè)、南側(cè)和北側(cè)，且生態(tài)空間和生產(chǎn)空間分布重心變化較小，而生活空間分布重心變化相對明顯。從2000—2015年重心三角形面積逐漸縮小，2015—2020年略有擴大，主要受生活空間重心移動影響。2015—2020年珠三角北部城市城鎮(zhèn)化不斷推進，生活空間逐步擴張，位于深圳市范圍內(nèi)的生活空間重心向西北方向逐漸演化。

圖1 2000—2020年廣東省“三生空間”重心演化

圖1 中“三生空間”的重心移動軌跡圖顯示，2000—2020 年，生產(chǎn)空間重心在2005 年先向東南方向移動1.2 km，隨后小范圍逆時針移動，距離逐漸縮小，從生產(chǎn)空間格局變化特征分析原因可以得知，2005 年生產(chǎn)空間分值增長明顯的區(qū)域以東莞市中心、深圳市以及東翼部分城市范圍為主，2010 年以佛山市和廣州市范圍為主，2015 年以珠海市范圍為主，2020 年以揭陽市和汕頭市范圍為主；生活空間重心在2000—2015 年向西北方向移動，距離分別為5.3 km、4.7 km、0.8 km，在2020 年向東北方向移動了3.0 km，從生活空間格局變化特征分析原因可以得知，2000—2015 年生活空間分值增長明顯的區(qū)域以深圳以北城市范圍為主，增長速度逐漸減緩，2020 年以揭陽市和汕頭市范圍為主，生態(tài)空間重心始終向西北方向移動，距離逐漸縮小，最大為1.0 km，從生態(tài)空間格局變化特征分析原因可以得知，珠三角范圍生態(tài)空間分值逐年降低明顯，速度逐漸放緩。

2.2 城市群首位度分析

圍繞廣東省國土空間規(guī)劃“一核兩極多支點”的開發(fā)利用格局，強化珠三角核心引領(lǐng)帶動作用、培育東西兩翼新增長極、增強北部生態(tài)發(fā)展區(qū)綜合服務(wù)功能的規(guī)劃目標，分別計算珠三角、東西兩翼以及北部生態(tài)發(fā)展區(qū)四個城市群的“三生空間”評價分值，并利用二城市指數(shù)和四城市指數(shù)進行首位度分析，結(jié)果如表2所示。

表2 2000—2020年廣東省“三生空間”城市群地均分值首位度

從城市指數(shù)來看首位度，2000—2020 年，生產(chǎn)空間分值首位分布并不明顯，首位度指數(shù)在2005 年有小幅下降，之后逐年上升，2015—2020 年保持1.06 不變。生活空間分值首位分布明顯，首位度指數(shù)在2000 年為2.23，到2010 年上升為3.26，之后略有下降，到2020 年為2.69；生態(tài)空間分值首位度分布不夠明顯，首位度指數(shù)幾乎沒有變化。從四城市指數(shù)來看首位度，生產(chǎn)空間和生態(tài)空間分值并不具有首位分布特征，而生活空間分值首位分布典型，首位度指數(shù)同樣呈現(xiàn)先增后減的趨勢，在2010年最高為1.89。

如圖2所示，2000 年，廣東省西翼城市群生產(chǎn)空間分值位居首位，直到2010 年被珠三角城市群反超，位居第二。2000—2020 年，珠三角以及東西兩翼城市群生產(chǎn)空間分值保持接近，而北部生態(tài)區(qū)城市群生產(chǎn)空間分值為前者一半左右；對于生活空間分值來說，2000—2020 年，四大城市群均表現(xiàn)為上升的趨勢，珠三角城市群在2000—2010 年之間生活空間分值大幅增加，后趨于平穩(wěn)，而其他城市群始終保持平穩(wěn)上升的趨勢，總體上始終保持珠三角、東翼、西翼、北部生態(tài)區(qū)城市群的位序關(guān)系；對于生態(tài)空間分值來說，2000—2020 年，北部生態(tài)區(qū)始終位居首位，且和其他城市群保持一定的差距，四大城市群均表現(xiàn)為下降的趨勢，且始終保持北部生態(tài)區(qū)、西翼、東翼、珠三角城市群的位序關(guān)系，其中珠三角城市群每階段下降幅度最大，其次為東翼城市群。

圖2 2000—2020廣東省“三生空間”評價分值位序特征

3 結(jié) 論

本文選取廣東省為研究區(qū)域，以地市行政區(qū)劃范圍和區(qū)域城市群范圍為單元，參考已有“三生空間”功能評價體系，通過對廣東省土地利用類型功能進行評分，研究廣東省“三生空間”格局演化特征，綜合分析發(fā)現(xiàn)，“三生空間”作為城市發(fā)展的基礎(chǔ)空間，其功能分布與城市的發(fā)展之間存在密切關(guān)系，具體可以得出以下幾點結(jié)論：

1）廣東省“三生空間”分布格局區(qū)域差異顯著，生產(chǎn)空間主要分布于珠三角核心城市及東西兩翼沿海城市，承擔(dān)著高度集聚的經(jīng)濟活動和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)功能；生活空間分布格局與生產(chǎn)空間相似，但具備生活功能性的農(nóng)村居民點分布較為分散，且占據(jù)主要地位，生活空間分散分布于珠三角核心城市及茂名、揭陽、汕頭、潮州等城市，功能評價分值低于生活空間；生態(tài)空間與生產(chǎn)空間和生活空間分布呈現(xiàn)相反的態(tài)勢，主要分布于北部及東西兩翼城市，且功能評價分值最高?？傮w上與廣東省“一核一帶一區(qū)”的發(fā)展戰(zhàn)略呈現(xiàn)出一致性。

2）2000—2020 年，廣東省“三生空間”分布格局沒有發(fā)生根本性變化，生產(chǎn)空間和生活空間分值增長明顯的區(qū)域和其高分值區(qū)范圍一致，呈現(xiàn)出高者愈高的馬太效應(yīng)。同時因城鎮(zhèn)擴張和農(nóng)村居民點建設(shè)以占用耕地為主，導(dǎo)致生產(chǎn)空間和生活空間擴大的同時生態(tài)空間相應(yīng)減少，而生產(chǎn)空間從第一產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)功能（農(nóng)業(yè)）向第二、三產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)功能轉(zhuǎn)移，分值變化較小。

3）通過“三生空間”分值變化及分布重心移動軌跡分析發(fā)現(xiàn)，三類空間變化幅度均逐漸減小，反映了城鎮(zhèn)化發(fā)展由空間擴張轉(zhuǎn)向集約節(jié)約利用的趨勢，土地利用效率得到提高，生態(tài)空間的縮減得到緩解。生產(chǎn)空間重心在2005年向東南方向明顯移動，隨后無固定方向小距離移動，生活空間重心在2000—2015年向西北方向大幅移動，隨后向東北方向小距離移動，生態(tài)空間重心始終向西北方向移動，且距離逐漸減小。生產(chǎn)空間的發(fā)展沒有固定的方向，而生活空間明顯向西北方向發(fā)展，主要表現(xiàn)為深圳西北方向珠三角城市的發(fā)展，廣東南部城市，特別是珠三角城市的發(fā)展對生態(tài)空間的侵蝕導(dǎo)致生態(tài)空間發(fā)展北移。

4）通過“三生空間”城市群首位度分析發(fā)現(xiàn)，生活空間具有明顯的首位度分布特征，且以珠三角為首位城市群，第二位為東翼城市群，西翼和北部生態(tài)區(qū)城市群緊隨其后，珠三角核心城市生活空間的發(fā)展對周邊城市有一定的影響和帶動作用，而生產(chǎn)空間和生態(tài)空間首位分布并不明顯，首位城市群對其他城市群影響較弱。

生活空間與生產(chǎn)生態(tài)空間的矛盾突出表現(xiàn)在城市擴張占用耕地以及生態(tài)用地減少等，加強空間管制和生態(tài)空間保護、節(jié)約集約化利用土地資源，是實現(xiàn)“三生空間”協(xié)調(diào)發(fā)展，促進生產(chǎn)、生活、生態(tài)空間融合的有效途徑之一。