桂西南-北部灣地區“三生”空間適宜性評價

賴國華, 胡寶清, 李 敏, 林樹高

(1.北部灣環境演變與資源利用教育部重點實驗室, 廣西 南寧 530001;2.廣西地表過程與智能模擬重點實驗室, 廣西 南寧 530001; 3.南寧師范大學 自然資源與測繪學院, 廣西 南寧 530001)

如今為兼顧生產發展、生活宜居、生態保護的需求，探索國土空間的多適宜性已成為地理學高度關注的熱點問題。為實現空間有序發展，促進國土空間均衡和可持續發展，國家在“十一五”規劃中明確提出將國土空間進行主體功能區規劃，十八大報告中提出要促進生產空間集約高效、生活空間宜居適度、生態空間山清水秀，加快主體功能區戰略，構建科學合理的城市化格局、農業發展格局和生態安全格局。同時，黨的十八大報告首次把海域與陸域一起納入“優化國土空間開發格局”，以陸海統籌的思維對陸地和海洋國土空間進行統一謀劃，打破重陸輕海和陸海分割的思維。在不同尺度的國土空間中都存在著人和自然、生產和生活活動之間以及自然生態系統內部關系不協調的矛盾[1]，生產—生活—生態(以下簡稱“三生”)空間的功能失調將影響人們的生活質量、生產水平和生態產品供給[2]。因此，科學劃定國土“三生”空間將成為國土空間開發的重要基礎。3類空間的概念起源于臺灣的“三生”農業[3]，后來學者們從“三生”的視角對國土空間特征[4-5]、國土空間適宜性[6]、國土分類[7]等方面進行了研究。國土空間開發適宜性起源于土地適宜性，早期以農業適宜性為主[8]，隨著建設用地供需矛盾的加劇，針對建設用地的國土空間開發適宜性評價引起了重視。國內外學者基于RS和GIS技術廣泛運用多要素空間疊置分析方法對國土適宜性進行研究[9-11]，研究地域涵蓋省域[4]、市域[8]、縣域[12]等行政范圍，并轉向半干旱[13]、流域[14-15]、喀斯特[16]等自然環境復雜地區，評價單元涉及柵格、網格、行政界限等多個研究尺度。國土空間是陸地與海洋結合的復雜地理空間，桂西南—北部灣地區共同構成了以山為基底，江海聯動的陸海一體化國土空間。國土空間也是由生產—生活—生態構成的多功能復合體，因此，本文擬根據桂西南—北部灣地區生態環境基底、社會經濟發展識別“三生”空間的適宜性，科學發揮土地資源優勢效益，并同時兼顧海洋與陸地效益的協調發展，為保護國土生態空間，合理布局生產建設空間，優化國土空間開發格局提供參考。

1 研究區概況與數據來源

1.1 研究區概況

全國廣布的山地導致陸地表層顯著的空間分異特征，以三大階梯的地貌格局強烈塑造了全國多層次多尺度過渡性地理空間[17]，喀斯特地區生態環境脆弱性強、敏感性大，經濟相對落后，而海岸帶地區具有很高的自然能力和生物生產力，是經濟發展的重要區域[18]。桂西南喀斯特地區和北部灣海岸帶地區是山海綜合的過渡帶，富含西江流域、左江、右江等江河流域，喀斯特和海岸帶的特殊性組合成復雜的地理空間，呈現自西北向東南傾斜的斜坡地帶。研究區包括百色、崇左、南寧、北海、欽州和防城港6個城市，共計43個縣(縣級市)，行政區面積約9.60×104km2。其中百色和崇左地區是位于廣西西南位置的喀斯特巖溶地區，境內山環岳繞，丘陵起伏，山多地少，地貌復雜多樣，在廣西14個地級市中，百色和崇左地區的人均地區生產總值排名分別為第9和第5。南寧、北海、欽州和防城港為廣西北部灣經濟區4個主要城市，人均地區生產總值排名分別為4，3，7，2。南寧市是廣西首府，也是北部灣經濟區的重要經濟中心，欽州、北海和防城港是我國西南地區最便捷的出海通道，同時也是東盟進入中國市場的重要陸海通道，具有沿海、沿邊、靠近粵港澳發達地區等獨特的區位優勢，擁有1 629 km海岸線，6 488 km2淺海以及903 km2灘涂。

1.2 數據來源

(1) 地理空間數據。采用土地利用數據、土壤類型數據、植被指數(NDVI)、道路矢量數據、DEM數據均來源于中國科學院資源環境數據云平臺。石漠化程度分布圖由中國地質科學院巖溶地質研究所提供，DMSP/OLS夜間燈光數據由NOAA數據平臺提供。

(2) 經濟社會統計數據。地均第一產業增加值、地均第二產業增加值和人均GDP指標中的二三產業增加值和GDP數據來自2019年《廣西統計年鑒》。

(3) 廣西海洋功能區劃數據。數據源自《廣西壯族自治區海洋功能區劃(2011—2020年)》，包括農漁業區、港口航運區、工業與城鎮用海區、礦產與能源區、旅游休閑娛樂區、海洋保護區、特殊利用區和保留區等8個類別的海洋功能區，總面積約7 000 km2。海洋功能區分為海岸和近海兩類基本功能區，均包含了8類海洋功能區，其中海岸基本功能區劃分了74個海岸功能單元，近海基本功能區劃分了29個近海功能單元。

2 研究方法

2.1 基本思路和方法

基于山區過渡性地理空間和海岸帶過渡性地理空間呈現的人文、自然強烈交互的特殊性質，面向新時代國土空間發展戰略，對沿海和喀斯特地區的“三生”空間適宜性進行評價： ①構建國土“三生”空間適宜性評價指標，以GIS技術手段為基礎，結合變異系數法對指標進行權重賦值，評價“三生”空間的單適宜性。 ②疊加“三生”空間單適宜性，識別國土空間多適宜性，按照“最適宜原則”選擇主導功能，當適宜性等級一致時，按照“生態—生活—生產遞減”的原則進行劃定。 ③協調陸海空間，以海洋功能區劃為底圖，判別海洋用地的“三生”空間，最終形成陸海一體的國土空間“三生”空間適宜性評價體系。

2.2 “三生”空間適宜性分析指標的構建

生產空間指進行農業、工業等生產經營活動的場所和空間載體，生活空間是具有提供和保障人類居住生活功能的空間，生態空間一般指區域內國土空間的生態空間[19]。國土空間適宜性是指國土空間對生態保護、生產發展、城鎮建設等不同開發保護利用方式的適宜性程度[20]?；凇叭笨臻g協調的適宜性評價，就“本底約束條件—單空間適宜性—多空間適宜性”開展評價，根據“生產空間集約高效、生活空間宜居適度、生態空間山清水秀”的基本要求，遵循指標選取的主導性、針對性、應用性和可行性原則，緊密聯系桂西南喀斯特—北部灣海岸帶的自然基底和社會經濟狀況，參考相關研究文獻[14,21-23]，從中選出頻率較高且符合生產、生活、生態適宜性和研究區實際情況的“三生”功能適宜性指標體系(表1)。

表1 桂西南-北部灣國土“三生”空間適宜性評價指標體系

海域生產空間是用于農林牧漁、港口碼頭、臨海工業和礦產能源等海岸帶空間，生活空間指用于建設沿海生活、休閑、旅游和娛樂的海岸帶空間，生態空間是用于海岸線保護、海岸帶整治修復、海洋生態環境恢復及養護等的海岸帶空間[24]。以《廣西壯族自治區海洋功能區劃(2011—2020年)》為依據，分析8個類別功能屬性，并結合相關學者研究[25-26]，將8個功能區劃分為生態空間、生產空間、生產生活空間3類國土空間。在海洋功能區劃中，海洋生活空間伴隨著海洋生產活動，兩者難以區分，因此，將旅游休閑娛樂區、工業與城鎮用海區劃分為生產生活空間，具體分類詳見表2。

表2 海洋“三生”空間適宜性

2.3 指標數值量化、分級賦值與權重確定

采用分等賦分法對各評價因子進行分等劃級，其中“三生”空間用地分類的劃分參考已有的研究成果進行劃定[3,27-28]，坡度和土壤類型的劃定參考我國的水土保持技術規范以及基于地形類型劃分標準劃定，其他數據的等級劃定主要依據區域差異利用自然斷點法進行確定。采用變異系數法確定指標權重，變異系數法能夠反映統計數據差異程度，可以根據評價指標自身數據的信息賦權，消除評價因子之間量綱不同的影響，是一個相對客觀的分析方法。主要依據指標評價因子的均值與標準差的差異程度來確定權重值，評價指標因子的數據差異越大則相應的權重值越大[29]。

(1)

式中：w為指標因子的權重值；v為變異系數值,是評價因子標準差s和均值x的比值；i為評價因子數；i=1,2,3，…，。

利用ArcGIS軟件的屬性統計得出研究區13個評價因子的均值和方差，根據公式(1)來計算13個評價指標的變異系數占整個研究區變異系數總和的比例，進而確定“三生”空間適宜性各評價指標的權重。

2.4 “三生”空間適宜性的識別

根據各指標的等級分區與指標權重，利用ArcGIS軟件“柵格計算器”進行疊加分析，計算得到桂西南喀斯特—北部灣海岸帶“三生”空間適宜性綜合指數得分。采用ArcGIS軟件中的自然段點法將其分為不適宜、基本不適宜、基本適宜、適宜4個等級?！叭笨臻g由用地功能界定，某些類型用地具有單一功能，但是部分用地具有復合功能，學者們提出了基于用地主導功能界定國土空間屬性[19]，因此，遵循適宜性最優原則，按照生態—生活—生產遞減順序，運用疊加分析識別“三生”復合空間適宜性。

3 結果與分析

3.1 生產空間適宜性

生產空間以工業生產和農業生產功能為主，因此，生產空間適宜性考慮了一、二產業經濟發展程度，結合生產用地現狀以及土壤類型的限制性，評價得出桂西南喀斯特—北部灣海岸帶生產空間適宜性(圖1)，生產空間適宜性分異明顯，不同等級、不同地域適宜性集聚分散特征差異明顯。適宜性面積由高到低為不適宜、基本不適宜、基本適宜、適宜，其面積依次為32 190，28 119，24 051和11 579 km2，分別占陸地國土面積的33.55%，29.31%，25.07%和12.07%，生態“不適宜”(不適宜與基本不適宜)面積所占比例為62.86%。

生產空間適宜性等級呈自西北地區向東南地區、喀斯特地區向北部灣經濟區增加的態勢。以百色、崇左為代表的喀斯特地區，海拔高，地形起伏度大，存在一定面積的石漠化土地，可用于生產經濟活動的土地資源較少，經濟發展程度較低，因此區域內的大部分國土空間生產適宜性低。北部灣經濟區中，地勢平緩，土壤肥沃，大部分空間適宜開展生產活動，南寧作為廣西首府發揮了重要的經濟政治功能，其生產空間適宜性由城市和縣級中心向外圍遞減，沿海的鐵山港區、銀海區、海城區和港口區生產空間適宜性最高，表明沿海地區發揮了其作為大西南地區唯一出海通道的地理區位優勢，在港口建設、港口貿易、交通物流及其他工業產業方面取得了長足發展。

圖1 桂西南-北部灣生產空間適宜性

3.2 生活空間適宜性

生活空間適宜性反映了人類居住活動的適宜程度，土地利用類型及夜間燈光體現了現有人類活動的分布，道路網密度及人均GDP表征某一地區對人們生產生活的吸引力。生活空間適宜性面積由高到低為不適宜、基本不適宜、基本適宜、適宜，依次為34 737，36 683，18 709和5 810 km2，分別占陸地國土面積的36.20%，38.24%，19.50%和6.06%，生活不適宜和基本不適宜空間占了大部分，比例高達74.44%。

生活空間中的適宜區在沿海地帶和主要城市中心集聚分布，在廣大農村地區分散分布。在百色市僅右江區表現為基本適宜，那坡縣和田陽縣為基本不適宜，其余9個縣大部分表現為不適宜；崇左市下轄的憑祥市和江洲區主要體現為基本適宜，扶綏縣、大新縣和龍州縣主要表現為生活空間基本不適宜，寧明縣和天等縣表現為生活空間不適宜；南寧市生活空間適宜性以西鄉塘區、江南區、青秀區和興寧區為核心的城區向武鳴區、良慶區和橫縣以及隆安縣、馬山縣、上林縣、賓陽縣、邕寧區遞減，依次為適宜、基本適宜、基本不適宜。沿海的3個城市中，鐵山港區、銀海區、海城區和港口區為生活空間適宜，欽南區和東興市為基本適宜，合浦縣、浦北縣、靈山縣、欽北區、防城區為基本不適宜，上思縣為不適宜?？傮w看來，以百色和崇左為代表的的喀斯特地區人類活動較弱，薄弱的交通基礎設施和缺乏重大經濟生產活動難以吸引更多的人口流入。北部灣經濟區交通便利，地理區位優越，港口建設、旅游發展、交通樞紐和政治中心等條件吸引了大量的人口涌入(圖2)。

圖2 桂西南-北部灣生活空間適宜性

3.3 生態空間適宜性

生態空間適宜性表征的是自然生態環境的本底狀況及現狀特征，在國土空間開發建設活動中起到了基礎和約束作用。由圖3可知，研究區的生態適宜性呈現從西北向東南逐漸遞減的趨勢，與生產空間適宜性分布相反。其中不適宜、基本不適宜、基本適宜、適宜的面積依次是42 256，26 014，20 430和7 239 km2，占陸地總面積的44.04%，27.12%，21.29%和7.55%，生產不適宜和基本不適宜空間占比占大部分，高達71.16%。

生態適宜空間主要分布在桂西南喀斯特地區，從東南腹地向西北部生態適宜性增強，其中生態適宜和基本適宜空間分布在西部地區的那坡縣、靖西市、德?？h、天等縣，西北部的隆林各族自治縣、北部的樂業縣和凌云縣以及東部馬山縣和上林縣。主要分布還是處于研究區西北地區，該范圍內主要以喀斯特山區為主，適宜性等級隨著海拔的增加而增加，石漠化程度較為嚴重，生態系統抗干擾能力差且高度脆弱，具有極強的空間異質性?？λ固厣絽^石山廣布，耕地質量低，開發難度大，受自然基底條件的約束，一旦遭遇石漠化侵蝕土地退化的恢復治理難度極大，為治理石漠化實行了退耕還林政策，不適宜人類進行生產生活活動，因此，適宜作為生態空間保護起來。東南地區地勢較為平坦，人類活動、農業生產及經濟建設頻繁，生態空間被生產空間和生活空間擠占，生態適宜性較低(圖3)。

圖3 桂西南-北部灣生態空間適宜性

3.4 國土空間多功能適宜性

經過對國土單元的主導功能判別，基于適宜性評價的“三生”復合空間劃定結果如附圖12所示，經劃定，以生態功能為主導的區域面積為45 478 km2，占陸地面積的47.40%，其中生態生活功能占比38.43%，生態生產占8.97%，主要分布在研究區西北部的西林縣、隆林各族自治縣、田林縣、樂業縣、凌云縣等，及中西部的那坡縣、靖西市、德?？h、天等縣、大新縣、平果縣、田東縣、田陽縣等；以生活功能為主導的區域面積為22 115 km2，占陸地面積23.05%，其中生活生態功能占比5.28%，生態生產功能占比17.77%，其中南寧市占比最多，包括興寧區、青秀區、良慶區、西鄉塘區、武鳴縣、橫縣等，其余部分主要為各市的中心城區，如百色的右江區、崇左的江洲區和憑祥市、防城港的防城區和東興市、欽州市的欽南區，北海市的生活功能較少，沒有明顯的聚集分布；以生產功能為主導的陸地面積為8 346 km2，占比29.55%，其中生產生態比例為7.38%，生產生活比例為22.16%，主要分布在中部及東南部，欽州市和北海市的生產功能尤為明顯，主要包括南寧市的賓陽縣、江南區、邕寧區、崇左市的扶綏縣、上思縣、寧明縣、欽州市的欽北區、靈山縣、浦北縣、北海的合浦縣、銀海區、鐵山港區、海城區。

桂西南—北部灣地區的“三生”復合空間分異明顯，北部灣區域主要以生產、生活為主導功能，百色市和崇左市主要以生態為主導功能。崇左市具有沿邊口岸且緊鄰首府南寧，相比較于其他5個城市，其生產、生活和生態功能的適宜空間分布較為均勻，既保留了生態空間也發展了經濟生產。

3.5 海洋“三生”空間適宜性

基于海洋功能區劃的海洋“三生”空間劃定中，海洋生態空間面積1 932 km2，占比27.42%，海洋生產空間面積4 520 km2，占比64.16%，海洋生產生活空間面積593 km2，占比8.42%。在海洋“三生”空間中，農漁業生產在海域中的活動范圍較大，包括海水養殖、海洋捕撈和海洋漁業服務業等活動，故生產空間占比最大。2019年廣西北部灣的海洋漁業產業增加值占主要海洋產業增加值的32.5%，占比最重；以旅游休閑娛樂、工業與城鎮為內容的生產生活空間分布在沿海海岸及潿洲島，其占用空間最小。雖然海洋生產生活空間范圍較小，但濱海旅游業產業占主要海洋產業增加值的31.4%，僅次于海洋漁業；海域生態空間布局分散，在海岸及近海海域均有涉及，海岸帶的生態空間主要以北侖河口、茅尾海、大風江、山口等地方的紅樹林保護為主，近海海域保護主要包括潿洲島、斜陽島、北海珍珠貝和廣西近海南部等海洋保護區。

4 討論與結論

4.1 討 論

本研究從陸海協調、“三生”空間協調出發，對桂西南—北部灣海岸帶地區進行“三生”功能適宜性評價，試圖分析過渡性復雜地理空間地區的“三生”功能適宜性分布特征，結合海洋功能區劃對海洋地區進行“三生”空間劃定，陸海并重、“三生”協調的研究取向為國土空間協調發展提供了參考。但是仍有若干問題需要討論和解決?！叭笨臻g適宜性的評價為地區發展導向提供了指導方向，但對“三生”空間的內部劃分應進一步細化，如生產空間適宜性可細化為農業生產和工業生產。海洋空間的引入在一定程度上豐富了國土空間適宜性的內涵，文中以海洋功能區劃為依據具有一定的局限性，沒有結合更詳細的數據，可能會造成部分功能面積過大的問題。

4.2 結 論

(1) 生產及生態空間適宜性分布及不均衡，兩者呈現“互異”分布狀態。桂西南喀斯特地區及海岸帶地區的自然環境、地理位置特殊性在在空間上約束了生產和生態空間分布，生產空間適宜性等級由喀斯特地區向海岸帶逐級遞增，生態空間適宜性等級由喀斯特地區向海岸帶逐級遞減，兩者的發展方向相向而行，總體上呈現了自西北向東南層層變化的斜坡帶，因此，在復雜的過渡性地理空間中，生產及生態空間分布存在著較大的差異性。

(2) 生活空間以城市為中心集聚發展。在桂西南喀斯特—北部灣海岸帶地區中生活空間適宜性等級由城市中心向外圍遞減，具有明顯的區位效應，6個城市的經濟發展水平不一，喀斯特地區還是處于弱勢地位，北部灣經濟區表現出了較強的適宜性。

(3) 多功能空間以生態適宜為主導，生活適宜相協調。在多功能復合空間識別中，以生態為主導的國土空間將近一半，生態適宜在桂西南—北部灣海岸帶中作為主導功能，主要分布在西部及西北部的喀斯特地區。在以生態或生產為主導的功能中，生活功能作為次級功能的占比均比其他次級功能要高出許多，因此，在生態空間或者生產空間中都伴隨著生活空間的發展。

(4) 海洋生產空間最大，生態空間次之，生產生活空間最小。海洋的國土空間中，海域面積占了最大部分，在海域中進行捕撈及養殖活動的范圍較大，這與北部灣海域豐富的農漁業發展有關。生產生活空間主要位于海岸地區，該地區面積較小，范圍有限，人類所能進行的生產生活活動較少，因此生產生活空間占比最小。

(5) 陸海交互帶存在功能沖突。在北侖河口、茅尾海、大風江、山口等沿岸地區存在紅樹林保護區及保留區，但沿岸地區陸地部分主要以生產生活或生活生產功能為主，部分海洋和陸地功能存在重疊現象，造成海洋生態保護與陸地生產生活發展存在沖突，由此可能引發海岸線人工化趨勢增加、濱海濕地萎縮加快、圍填海面積增多、近岸海水污染等生態問題。