江西省三生空間結構時空格局的多尺度分析

陳錢錢, 舒曉波,2, 曾凡彬

(1.江西師范大學 地理與環境學院, 南昌 330022; 2.江西師范大學 鄱陽湖濕地與流域教育部重點實驗室, 南昌 330022)

隨著城鎮化進程的加快，城鄉建設用地不斷擴張，生產空間、生活空間的擴展與生態環境之間的矛盾日益凸顯。國內關于“三生”空間的研究文獻逐漸出現，如：黨麗娟等[1]以定性手段從微觀角度描述了燕溝流域“三生”空間分布特點，并構建了五形向量空間構成評價體；呂立剛等[2]從“三生”土地及空間功能結構轉型特征及其對生態環境的影響規律進行了定量分析；樊杰等[3]將“三生”空間面狀形式劃入空間結構理論體系之中，對審視區域發展狀況、過程及發展規劃具有一定的科學價值；黃金川等[4]圍繞三生空間的內涵分類對國土空間結構規劃進行了系統的梳理；方創琳[5]提出了三生空間優組理論，通過不同空間尺度的格局優化，構建科學合理的國土空間開發格局。目前學術界已有的研究呈現如下特點：(1) 研究尺度涉及國家、城市群、省、市、縣、鄉鎮等單一尺度單元[6-8]，很少關注跨時空多尺度的空間分析。(2) 研究主要依據土地利用、生態系統、城鄉發展三大視角，以經濟為導向，結合生態、社會[9-11]等構建“三生空間”體系，較少從“三生”功能方面去識別和定量刻畫國土空間功能結構問題；簡而言之，“三生”功能研究仍處于探索階段，尚未形成較為完整的評價體系[12]。基于此，本文通過“三生”空間功能類型劃分方案，從市域和縣域的角度揭示江西省“三生”空間功能結構的時空特征，為江西省城市國土空間功能識別和優化提供參考和支撐。

1 研究方法與數據來源

1.1 研究方法

分析“三生”空間各類用地特征，本文遵從“三生”空間功能劃分格局，借鑒并引用黨麗娟[1]、白如山[8]、金貴[13]等學者擬定的“三生”空間功能分類方案，引入景觀生態學方法中的多樣化指數、集中化指數、優勢度指數、均勻度指數等模型[14-15]，對江西省“三生”空間功能結構進行跨時空多尺度多維計量分析。計量模型及內涵見表1。

表1 “三生”空間功能結構與格局評價指標模型

1.2 研究區域與數據來源

本文研究區域是指江西省11個地市內所轄92個區、縣、市。所用江西省土地利用數據來源于江西省第二次全國土地利用現狀調查變更數據，選取2006年、2010年、2015年為時間點，將其分類數據按“三生”空間功能分類方案進行歸類及計算得到各縣市區功能結構現狀(表2)。

表2 江西省各地級市空間功能數量結構 %

續表2

區域年份林地生態空間牧草生態空間水域生態空間其他生態空間農業生產空間工礦生產空間城鎮生活空間農村生活空間其他生活空間200666.520.003.926.3019.070.310.642.280.96吉安市201068.791.733.640.9719.700.300.882.851.14201568.371.653.610.9819.760.301.202.891.24200656.190.004.545.3428.360.860.462.821.44宜春市201056.241.854.781.2228.480.651.243.851.69201555.491.614.721.2128.490.701.833.942.01200665.550.013.786.9820.040.370.471.810.98撫州市201064.212.113.621.1024.090.170.982.461.26201563.771.953.601.1224.000.181.382.571.43200656.390.0111.337.7319.400.560.492.951.14上饒市201058.391.959.001.5722.440.590.913.731.41201557.941.868.841.5822.430.681.263.831.58

2 結果與分析

基于表1指數模型對江西省2006年、2010年、2015年“三生”空間功能結構現狀(表2)進行多維計量測算，計算出江西省各縣市“三生”空間功能結構與格局指數(表3—4)，利用ArcGIS 10.2軟件的空間聚類分析生成江西省各縣市“三生”空間功能結構多維格局分布圖(圖1—4)。

2.1 “三生”空間功能數量結構分析

2.1.1 多樣化分析 從市域角度看，江西省“三生”空間功能結構多樣化分布格局呈現北部偏高，南側偏低的遞減格局(表3，圖1A—C)。其中，將江西省“三生”空間多樣化指數由高到低分為5級，南昌市多樣化程度最高，大于0.7，說明“三生”空間功能類型齊全、比例結構協調，單一功能空間類型比例均在43%以下；九江、新余、鷹潭、上饒4地多樣化指數為2級，這4個城市個別空間功能類型比例超過58%；宜春市的“三生”空間功能結構的多樣化指數為3級，其中生態用地比例高達62%；而位于江西省南側的吉安、撫州、萍鄉、景德鎮4地多樣化指數為4級，撫州和宜春兩地的生態用地比例超過70%；贛州市的“三生”空間多樣化指數最低，說明“三生”空間功能比例結構不協調，空間分異顯著。

研究區縣域“三生”空間多樣化指數整體上呈現由北向南成不規則遞減的分布特征(表4，圖1D—F)。其中，高多樣化指數的地區主要集中于永修、星子、鄱陽、都昌、湖口等縣，約占高多樣化縣域空間的2/3；低多樣化指數縣域單元共10個，其中贛州南部山區地區占4個，西南山區占3個；而中多樣化指數縣域主要集中于贛中部地區。

根據圖表中數據顯示，2006—2015年，江西省“三生”空間功能結構多樣化指數總體上呈增長趨勢，其多樣化分布格局呈現北部偏高，南側偏低的特征，多樣化指數空間分異顯著。其中景德鎮、萍鄉、贛州、撫州地區呈現出持續上升型趨勢，南昌、新余、鷹潭、吉安、上饒地區呈現出先減后增型趨勢，而宜春多樣化指數處于不變趨勢，其中九江處于持續下降趨勢。

表3 江西省各地級市“三生”空間功能結構與格局指數

表4 江西省縣域“三生”空間功能結構與格局指數

圖1 2006年、2010年、2015年江西省多樣化指數空間分布

2.1.2 集中化分析 由表3和圖2A—C可知，江西省市域“三生”空間功能結構集中化指數較高，介于0.67～0.88，呈現出由南向北側集中化程度逐漸降低的空間分布特征。根據數據顯示，贛州、吉安、景德鎮屬于高集中化地區，撫州、宜春、萍鄉三地市為中高集中化地區，而上饒、鷹潭為中等集中化地區，九江、新余為中低集中化地區，而多樣化指數最高的南昌市則為集中化程度最低。

根據圖表中數據顯示，研究區縣域“三生”空間集中度空間分布整體上呈現以四周高、中間低的空間分異特征(表4，圖2D—F)。其中，贛東北部浮梁縣、婺源縣集中化指數高達0.9，贛南山區的大余縣、崇義縣、全南縣、會昌縣、尋烏縣等集中化指數均為0.88。

利用集中化指數分析可知江西省“三生”空間集中化程度整體較高且空間分異顯著，呈現出贛南、贛東北等四周高、贛中部低的空間分布特征。2006—2015年，江西省“三生”空間功能結構集中化指數分布整體上出現下降趨勢。其中南昌地區和上饒地區呈現出先增后降型趨勢，其他地級縣市均出現下降趨勢。

圖2 2006年、2010年、2015年江西省集中化指數空間分布

2.2 “三生”空間功能空間結構分析

2.2.1 優勢度分析 由表3和圖3A—C可知，研究區市域優勢度平均水平為0.9868，表明江西省三生空間功能結構整體優勢度高，且空間分布呈現出南北兩側高、中間偏低的特征；與研究區優勢度平均水平相比，贛州、吉安、撫州、景德鎮具有較高的優勢度，而南昌和新余兩地優勢度最低，與平均水平相差較大，表明“三生”空間功能結構類型集中性較低。

從“三生”空間結構優勢度指數看，研究區縣域平均優勢度水平為1.07,表明整體優勢度明顯，“三生”空間結構受一種或少數幾種功能類型控制(表4，圖3D—F)。各區縣優勢度指數距平均水平浮動區間達0.51，表明各區縣“三生”空間結構差異較為顯著。其中，贛東北部浮梁縣、婺源縣，西南部全南縣、龍南縣、崇義縣等優勢度指數最高。

根據數據顯示，2006—2015年，江西省“三生”空間功能結構優勢度指數分布整體上出現下降趨勢，優勢度水平較高且空間分異顯著。其中景德鎮、萍鄉、新余、鷹潭、贛州、宜春、撫州地區呈現出下降趨勢，其中下降最明顯的分布在贛南山區。南昌、九江、吉安、上饒呈現出先增后降型趨勢。

2.2.2 均勻度分析 由表3，圖4A—C可知，研究區市域均勻度指數平均水平為0.397 9，表明江西省“三生”空間功能結構均勻度水平較低，與優勢度呈現顯著的負相關分布特征。具體來說，位于江西省南側的贛州市均勻度指數最低，表明其“三生”空間功能結構類型均勻分配格局不明顯；而均勻度最高的南昌市則與之正好相反。

由表4，圖4D—F可知，研究區縣域均勻度指數平均水平約為0.37，表明整體均勻度不明顯，且各區縣存在一定差異，龍南、全南、會昌、大余、崇義、宜黃等縣均勻度指數遠低于研究區平均水平，表明“三生”功能結構空間均勻分配格局較低，而集中度較高。

根據圖表顯示，從2006—2015年，江西省“三生”空間功能結構均勻度指數分布整體上出現上升趨勢，但江西省“三生”空間功能結構分異明顯，均勻分配格局較低，集中性較高。其中景德鎮、萍鄉、贛州、宜春、撫州呈現出上升趨勢，南昌、九江、新余、鷹潭、吉安、上饒呈現出先降后增趨勢。

圖3 2006年、2010年、2015年江西省優勢度指數空間分布

3 討論與結論

(1) 從數量結構和空間結構看，研究區“三生”空間功能結構分布差異顯著。在多樣化指數分布呈現北部偏高，南側偏低的遞減格局，集中化指數空間分異較顯著，整體優勢度較高，且呈現南北兩側高、中間偏低的空間格局特征；空間功能結構均勻度水平較低的特征。說明江西省“三生”空間結構受某種功能類型控制程度大，功能結構分配不合理。

(2) 從時間序列看，2006—2015年江西省“三生”空間功能結構分布格局呈現出比例結構不協調現象。其中生態空間用地大且逐年減少，生活空間和生產空間用地少且逐年增加，從而顯示出江西省土地利用效率低，經濟發展水平不高，揭示江西省應該轉變其經濟發展方式，努力提升土地利用效率，走集約化發展道路。

(3) 從市域和縣域尺度上，可以得到江西省不同詳細程度的“三生”空間功能結構分布特征的信息。從縣域尺度分析，可以得到江西省內部的“三生”空間功能結構特征；從市域尺度分析，可以得到江西省整體的“三生”空間功能結構特征。尺度不同，各有優劣。

(4) 江西省市縣域“三生”空間功能分布特征與《江西省主體功能區規劃》、城市規劃等中功能定位相吻合，表明借助多維計量模型進行國土空間功能識別方法具有可行性，可以更好地促進落實“龍頭昂起、兩翼齊飛、蘇區振興、綠色崛起”的區域發展總體戰略。