黃河三角洲國土空間演變的時空分異特征與驅動力分析

曲衍波，王世磊，朱偉亞，平宗莉

黃河三角洲國土空間演變的時空分異特征與驅動力分析

曲衍波1，王世磊1，朱偉亞2※，平宗莉2

（1. 山東財經大學公共管理學院，濟南 250014；2. 山東省土地調查規劃院，濟南 250014）

科學有效掌握國土空間時空演變特征及其驅動機制是優化與構建國土空間保護開發格局的基本前提。該研究以黃河三角洲為例，圍繞“過程-格局-驅動”的邏輯主線，基于2000、2010和2020年遙感數據構建國土空間分類體系，利用弦圖可視化模型和地學信息圖譜刻畫國土空間演變過程，借助重心偏移模型和空間自相關分析法明晰國土空間演變的時空格局特征，通過地理探測器解析國土空間演變的驅動機制。結果表明：1）2000—2020年黃河三角洲國土空間規模與結構變化日益顯著，不同類型之間發生著農業空間內部互換、生態空間與農業空間互換以及城鎮空間向生態空間的轉移過程。2）2000—2020年黃河三角洲不同類型國土空間重心偏移呈同向連續和異向迂回現象，沿海地區的HH集聚和LL集聚特征顯著，并在不同時期表現為農業空間和城鎮空間占用生態空間轉向城鎮空間反哺生態空間和農業空間的特點。3）2000—2020年黃河三角洲前后兩個時期國土空間演變的驅動力存在差異，由早期的交通區位和經濟發展水平為主控因子逐漸轉向后期以政策制度環境為主導的驅動機制。積極開展黃河三角洲資源環境承載能力和國土空間開發適宜性評價，構建合理有序的國土空間保護開發秩序是實現該地區可持續發展的重要支撐。

土地利用；時空分異；驅動力；地學信息圖譜；空間自相關；地理探測器；黃河三角洲

0 引 言

國土是支撐人類社會可持續發展與生態文明建設的空間載體，2015年9月，聯合國《2030年可持續發展議程》中提出實現糧食安全，建設具有包容性、安全性、復原力和可持續性的城市和人類住區以及保護、恢復和促進對陸地生態系統的可持續利用等17項可持續發展目標[1]。2019年5月，《中共中央國務院關于建立國土空間規劃體系并監督實施的若干意見》中指出“……科學有序統籌布局生態、農業、城鎮等功能空間，劃定生態保護紅線、永久基本農田、城鎮開發邊界等空間管控邊界以及各類海域保護線，強化底線約束，為可持續發展預留空間”。因此合理劃分國土空間類型，科學識別國土空間時空演變特征與驅動因素是積極響應可持續發展的邏輯前提，也是加快構建國土空間治理能力與治理體系現代化的必然要求。

面向空間識別與優化的“三生空間”是當前國土空間研究的學術前沿[2-3]，“雙評價”（資源環境承載能力評價和國土空間開發適宜性評價）實施以來，研究重點逐漸關注“生態-農業-城鎮空間”的國土空間格局優化與驅動力研究[4-7]。具體來看，“三生空間”的概念內涵[8-9]、用地分類[10-11]、空間格局[12-15]、生態環境效應[16]等研究備受關注，與之相銜接的“三生功能”耦合協調[17]、分區調控[18]、協同演化機制[19]等研究成為“三生空間”的深入探究和邏輯順延，并且兩者之間建立起較為完善的“要素-結構-功能”系統關聯機制[3,20]；圍繞“三區三線”劃定[21-23]、土地利用優化[24]、主體功能區高質量發展[25]、國土空間格局演變及其驅動因素[7,26]等是“生態-農業-城鎮”空間研究的主要內容，為優化國土空間開發保護格局提供有益借鑒，具有鮮明的國家戰略導向。其中，在分類體系上，從生產、生活、生態三個方面闡述國土空間的形成機理及其相互關系，是開展國土空間類型識別與結構優化的基礎，得到學術界的一致認可[3]，而針對國土空間規劃體系下的“生態-農業-城鎮空間”類別劃分鮮有涉及[7]；在研究尺度上，典型山區、城市群、湖泊、特殊開發區以及行政區劃（如縣域、省域、全國）等局地或全域空間尺度為主要研究對象，對國土空間及其功能演變進行微觀探析和宏觀把握，較少對流域和行政區劃相結合的中觀層面尤其是陸地、河流、海洋交匯的生態脆弱性區域進行深入剖析；對于時空演變分析，土地利用轉移矩陣與景觀格局指數是刻畫國土空間演變特征的重要方法，能夠定量化的揭示國土空間演變過程的數量關系及其空間結構特征，然而國土空間演變過程不僅具有數量屬性，也涉及速度屬性和空間屬性，尤其是相鄰行政單元之間數量變化關系的集聚或離散程度在空間上的表達狀態鮮有報道。

基于此，本研究以區域可持續發展為導向，以保護與開發并重的黃河三角洲高效生態經濟區為研究區，基于2000—2020年遙感數據，借鑒并完善已有研究的國土空間分類體系，從過程、格局與驅動因素等多個維度刻畫國土空間演變過程，全面揭示黃河三角洲國土空間演變的一般規律，以期為區域國土空間規劃和高質量發展提供決策參考。

1 研究區概況與數據來源

1.1 研究區概況

黃河三角洲高效生態經濟區（36°25′～38°16′N，116°54′～120°18′E）（以下簡稱黃河三角洲）（圖1）位于山東省北部，毗鄰渤海，共涉及6個設區市的19個縣（市、區），總面積2.65×104km2，2020年GDP總額為4 304.2億元，常住人口1 052.65萬；截至2020年，黃河三角洲國土空間開發強度為15.76%。該區域作為環渤海經濟圈與山東半島的結合部，社會經濟增長動能顯著加強，生態空間、農業空間與城鎮空間之間的供需矛盾不斷加劇，導致社會生態系統失衡，調節區域人地關系和諧與可持續發展迫在眉睫。國務院2009年11月23日正式批復《黃河三角洲高效生態經濟區發展規劃》，提出“合理劃分農業、建設和生態用地，探索土地利用管理新模式”，國土空間保護與開發面臨著新的機遇，2010年以來該區域國土空間管控成效如何還有待于進一步實證分析，尤其是在生態文明建設背景下，構建集約高效的國土空間開發保護格局成為重要命題，以此作為案例區開展國土空間演變研究具備重要的典型性和現實意義。

1.2 數據來源與處理

當前國土空間分類主要遵循的是國土空間規劃“三區三線”中的“三區”（生態空間、農業空間、城鎮空間），而可供作為國土空間分類的土地利用數據來源主要有國土調查數據、國土空間規劃數據和遙感影像數據，前兩類具有分類詳細、斑塊清晰等優點，但缺少長時期的連續型數據，并且與國土空間分類的匹配度存在一定差距；而遙感影像數據具有時間連續性強、分類標準統一的優點，適合進行長時間序列的國土空間演變分析。因此，本文選取2000、2010、2020年3期土地利用遙感數據，數據來源于中國科學院資源環境與科學數據中心（http://www.resdc.cn），分辨率為1 km，并通過劃分國土空間類型，揭示黃河三角洲高效生態經濟區設立前后的國土空間演變差異特征。首先，在ArcGIS10.3中，利用研究區邊界對遙感數據按掩膜提取，形成研究區國土空間基礎數據庫；然后，基于LUCC分類體系和國土空間的對應關系，將國土空間進行三級分類，如表 1所示。

表1 黃河三角洲國土空間分類體系

2 研究方法

國土空間開發保護格局體現了人類活動利益訴求的空間反映[27]，其基本前提在于明晰國土空間演變特征。因此，本文按照“過程-格局-驅動”的研究邏輯主線，從總量變化和類型轉化兩個方面解析國土空間變化的過程性特征，從重心軌跡和集聚性兩個方面刻畫國土空間演變的空間異質特征，進而綜合自然條件、交通區位、社會經濟水平以及政策環境等要素探究國土空間演變的影響因子與驅動機制。

2.1 國土空間演變過程分析方法

2.1.1 弦圖可視化模型

弦圖主要用于展示多個對象之間的關系，連接圓上任意兩點的線段叫做弦，弦（兩點之間的連線）就代表著兩者之間的關聯關系。弦圖可以反映國土空間演變過程中不同國土空間之間轉換的數量和流向關系并進行可視化表達[28]，弦（連接線）的寬度越寬，表示不同國土空間之間轉換的數量越高。本文利用Mul-Charts1.8軟件（https://jshare.com.cn/new）將不同國土空間演變過程進行可視化表達。

2.1.2 地學信息圖譜

地學信息圖譜分析用于反映國土空間數量、類型等方面的變化程度，是人類社會經濟活動在國土空間的基本體現[29]。國土空間演變過程體現了一種國土空間類型轉化為另一種國土空間類型的變化關系，包括轉入和轉出兩個轉化方向，前者關注轉入國土空間類型的增量，后者關注該國土空間類型的減量。本文利用ArcGIS10.3平臺的柵格計算器對2000—2020年兩個時期的國土空間類型進行疊加運算（公式1），得到黃河三角洲不同時段國土空間變化圖譜，進一步從中提取國土空間類型的新增規模和萎縮規模，得到漲勢圖譜和落勢圖譜。

=×10+（1）

式中表示新生成的圖譜編碼，、分別表示研究初期和末期的土地利用圖譜單元編碼（二級分類編碼）。例如：=12的含義是指由綠被生態空間轉換為水域生態空間的地學信息圖譜。

2.2 國土空間演變格局分析方法

2.2.1 重心偏移模型

國土空間變化重心遷移模型體現了不同國土空間變化軌跡，是不同時間段國土空間演變過程空間表達的直觀反映，計算方法如公式（2）、（3）。

式中和分別表示特定時期內國土空間類型的重心坐標；S和分別表示第個斑塊的面積（km2）和斑塊數量；M和N分別表示第個斑塊的重心坐標。

2.2.2 空間自相關分析

空間自相關分析包括全局自相關和局部自相關分析，在此基礎上各自又劃分為單變量和雙變量分析，單變量分析用于識別單一地理要素之間的聚集或離散特征，而雙變量分析用于識別兩個變量之間增減關系的空間表達[30]。本文通過計算2000—2020年兩個時期不同國土空間類型的規模變化量，借助GeoDa和Stata 15軟件，分別測度國土空間單變量局部Moran’s指數、雙變量相關系數以及全局Moran’s指數，探析黃河三角洲不同國土空間類型變化的空間格局特征。計算公式如（4）、（5）所示：

單變量空間自相關表達公式為

雙變量空間自相關表達公式為

2.3 國土空間演變驅動分析方法

地理探測器是解釋空間分異特征、探測解釋因子的數理統計方法，具有操作便捷、受樣本約束小等優點[31]，計算方法如公式（7）。考慮驅動因素數據可獲取性，本文以黃河三角洲縣（市、區）為基本單元，以2000—2010年和2010—2020年兩個時期生態、農業和城鎮3類國土空間的變化率為地理探測器指標，借助GeoDetector工具進行國土空間變化的驅動因素探析。

表2 國土空間演變驅動因素指標

3 結果與分析

3.1 國土空間演變整體特征分析

整體來看（表3），黃河三角洲國土空間類型以農業空間和生態空間為主，符合區域資源稟賦條件。在2000—2020年，全域農業空間面積占比均在60%以上，生態空間面積占比在17%~23%之間，城鎮空間面積占比介于7%~11%。同時，在2000—2010年、2010—2020年和2000—2020年3個時間段，全域國土空間綜合變化速率分別為0.39%、2.1%和1.07%，變化幅度隨著時間的推移明顯加快，說明國土空間結構變化日益顯著，受人類活動干擾愈加強烈。

表3 2000—2020年黃河三角洲國土空間變化統計表

不同國土空間類型來看（表3），生態、農業和城鎮空間面積均有所增加，但動態度有所差異。其中，生態空間規模先減少后增加，主要是2010—2020期間以沿海灘涂、濕地為主的水域生態空間面積急劇增加，但綠被生態空間面積卻持續萎縮且幅度逐漸增強，主要是人類開發建設活動占用了大量的綠被生態空間。農業空間規模則先增加后減少，鄉村生活空間面積變化較小，主要是受耕地變化影響較大，隨著土地用途管制的趨嚴，耕地保護力度加大，生態脆弱區內早期增加的耕地逐漸退出。城鎮空間規模也是先增加后減少，主要與工礦生產空間變化有關，前期受資源稟賦條件影響大規模開采石油導致工礦生產空間上升，而后期受生態保護需求以及礦山修復工程使得工礦生產空間下降；但受社會經濟發展和城鎮化持續推進的影響，城鎮生活空間規模持續擴大，在一定程度上也滿足了市民基本生活的建設用地需求。

3.2 國土空間演變過程分析

3.2.1 規模特征分析

從分階段來看（圖2a、圖2b），2000—2010年黃河三角洲國土空間演變特征表現為生態空間轉換為農業空間、城鎮空間占用生態空間和農業空間以及生態空間內部互換。其中，綠被生態空間主要轉化為農業生產空間、工礦生產空間和水域生態空間，轉出面積為6 475、3 705和1 905km2；水域生態空間主要轉化為工礦生產空間、農業生產空間和綠被生態空間，轉出面積203、59和53 km2；農業生產空間的主要轉入來源為綠被生態空間和水域生態空間，轉入面積分別為647 km2和59 km2；工礦生產空間主要轉入來源為綠被生態空間、水域生態空間和農業生產空間，轉入面積分別為370、203和89 km2。2010—2020年國土空間演變表現為農業空間和城鎮空間補償生態空間、農業空間內部互換。其中，工礦生產空間主要轉出為水域生態空間，轉出面積為1 750 km2；農業生產空間主要轉化為鄉村生活空間和水域生態空間，轉出面積分別為1 587 km2和1 083km2；鄉村生活空間主要轉化為農業生產空間，轉出面積為1 578 km2，同時鄉村生活空間主要轉入來源是農業生產空間，轉入面積為1 587 km2；水域生態空間主要來源于工礦生產空間和農業生產空間，轉入面積分別為1 750 km2和1 083 km2。

從全時段來看（圖2c），2000—2020年黃河三角洲國土空間變化主要表現為農業空間內部互換、生態空間與農業空間互換以及城鎮空間向生態空間轉移。其中，農業生產空間轉入鄉村生活空間面積為1 587 km2，鄉村生活空間轉入農業生產空間面積為1 576 km2；綠被生態空間主要轉化為水域生態空間和農業生產空間，轉入面積分別為1 568 km2和1 432 km2，農業生產空間轉入水域生態空間面積為850 km2；工礦生產空間轉入水域生態空間面積為1 214 km2。

3.2.2 空間圖譜特征分析

1）基本變化圖譜

從分階段來看，2000—2010年黃河三角洲國土空間變化圖譜共生成31類圖譜單元，共有25類圖譜單元發生了變化（圖3a）。其中，“綠被生態空間→農業生產空間”（編碼13）圖譜類型最為明顯，主要分布在墾利區和河口區，大量沿海灘涂被開墾為耕地；“綠被生態空間→工礦生產空間”（編碼16）和“水域生態空間→工礦生產空間”（編碼26），空間分布向河口區北部擴張，進一步侵占沿海灘涂和灘地；“綠被生態空間→水域生態空間”（編碼12），主要分布在東營市沿海地區，為緩解生態系統脆弱性，大量林地和草地轉化為濕地。2010—2020年黃河三角洲國土空間變化圖譜共生成35類圖譜單元，共有29類圖譜單元發生了變化（圖3b），空間聚集程度較上一階段顯著加強，且沿海地區高于內陸地區。其中，最為顯著的是“工礦生產空間→水域生態空間”（編碼62），主要分布在萊州灣南岸和研究區北部，主要原因是《黃河三角洲發展規劃》管控下的發展理論轉變，更加注重生態環境保護，使得鹽場與水產養殖基地大幅度減少；“農業生產空間→鄉村生活空間”（編碼34），主要分布在內陸大部分地區；“鄉村生活空間→農業生產空間”（編碼43），離散分布在研究區內部，為保障糧食安全和響應國家耕地占補平衡政策，土地整治和復墾等一系列工程措施使廢棄宅基地轉變為耕地，進而使農業生產空間規模擴大。

從全時段來看，2000—2020年黃河三角洲國土空間變化圖譜共生成35類圖譜單元，共有29類圖譜單元發生了變化（圖3c）。其中，“農業生產空間→鄉村生活空間”（編碼34）和“鄉村生活空間→農業生產空間”（編碼43），較為均勻的分布在黃河三角洲地區，空間離散程度明顯；“綠被生態空間→水域生態空間”（編碼12）和“綠被生態空間→農業生產空間”（編碼13）主要分布在東北部陸海交匯地區，“農業生產空間→水域生態空間”（編碼32）主要分布在萊州灣西部；“工礦生產空間→水域生態空間”（編碼62）主要分布在黃河三角洲北部和萊州灣南岸。

2）漲勢與落勢變化圖譜

從漲勢圖譜來看（圖4），2000—2020年黃河三角洲增長的國土空間類型比較明顯且相對復雜。其中，2000—2010年黃河三角洲國土空間整體處于相對穩定狀態，未發生變化面積占90%以上，發生變化的國土空間以新增工礦生產和農業生產為主，主要分布在近海區域。產業發展是該時期黃河三角洲開發的主流，依托海洋資源建設了港口和大量鹽田，通過鹽堿地治理增加了許多農業用地。到2010—2020年黃河三角洲國土空間整體變化比較劇烈，發生變化區域占到了40%以上，以水域生態空間、農業生產空間和城鎮生活空間為主，其中新增的水域生態空間集中分布在沿海地區，新增的農業生產空間在沿黃河兩岸和入海口處分布較多，新增的城鎮生活空間主要分布在現有城區和鎮區周圍，該時期黃河三角洲建立并大力開展生態保護，原有過度開采和建設的工礦用地以及污染嚴重的化工企業逐漸退出，由生產空間轉變為生態空間；國家級農業高新技術產業示范區的成立，為生態農業和循環農業發展提供了支撐，土壤改良帶動棉花、蔬菜、林木等耐鹽作物種植推廣，促使農業生產空間明顯增加；而在產業轉型發展的帶動下，黃河三角洲地區的人口城鎮化進程快速，城鎮建設空間也隨之增加。

從落勢圖譜來看（圖5），整體變化與漲勢空間有所相似。其中，2000—2010年水域和綠被生態空間萎縮明顯，空間分布范圍由沿海向內陸擴張，主要是大量內陸灘涂被開發為鹽田。到2010—2020年間受政策影響，國土空間用途管控趨嚴，生態保護進一步加強，不合理的農業開發和高強度開采的鹽田等工礦用地恢復為自然狀態，以人為活動為主導的農業生產和城鎮建設空間明顯縮減。

3.3 國土空間演變時空格局分析

3.3.1 國土空間演變軌跡

由圖6可知，黃河三角洲各類國土空間重心遷移路徑呈現同向連續和反向迂回的特點。其中，生態空間重心在2000—2020年持續向東南方向偏移，整體偏移距離為23.903 km，該過程主要受綠被生態空間變化影響顯著，其持續向東南方向偏移了21.308 km。農業空間重心在2000—2020年的變化軌跡先向東偏移1.227 km再向西北方向偏移2.841 km，呈現迂回式變化過程，但整體移動距離不遠，其中2000—2010年變化軌跡受農業生產空間重心向東南偏移和鄉村生活空間重心向東北偏移的綜合影響，到2010—2020年則主要受鄉村生活空間重心偏移影響顯著。城鎮空間重心在2000—2020年的變化軌跡先向西南偏移5.737 km再向東南方向偏移9.264 km，也呈迂回式變化過程，但整體移動距離相對較遠，其中2000—2010年變化軌跡受城鎮生活空間重心向西南偏移和工礦生產空間重心向西北偏移的綜合影響，到2010—2020年則主要受城鎮生活空間重心向東南偏移影響顯著。

3.3.2 空間自相關分析

從單變量空間相關性來看（圖7），2000—2020年黃河三角洲生態空間、農業空間和城鎮空間變化量Moran’s指數均大于0，均呈現空間正相集聚現象，且沿海地區集聚特征高于內陸。在生態空間上，2000—2020變化總量介于-347.48～375.68 km2之間，高高集聚（HH）行政單元由14個減少至5個，集聚區域從西南部移至西北部；低低集聚（LL）行政單元由11個減少至6個，空間分布變化不大；HL集聚和LH集聚行政單元由3個增至4個，空間分布有所擴散。在農業空間上，2000—2020變化總量介于-201.42～190.6 km2之間，兩時段高高集聚（HH）行政單元均為9個，但其空間分布由黃河入海口移至研究區西部；低低集聚（LL）行政單元由24個降至9個，空間分布由鄒平縣、廣饒縣和濱城區移至墾利區和東營區；HL集聚和LH集聚行政單元的數量和空間變化不明顯。在城鎮空間上，2000—2020變化總量介于-203.46～69.71 km2之間，高高集聚（HH）行政單元由5個增至11個，空間分布由無棣縣、沾化區、河口區和利津縣北部移至研究區中部；低低集聚（LL）行政單元由17個降至14個，空間上由西南部移至北部和萊州灣南岸；HL集聚和LH集聚行政單元在數量和空間上沒有顯著變化。

從雙變量空間相關性來看（圖8），不同國土空間變化量之間增減關系的空間異質特征顯著，整體上沿海高于內陸、西部高于東部。一方面，生態空間與農業空間變化量由負相關變為正相關，且絕對值逐漸減小，其中2000—2010年兩者關系此增彼減，HL集聚分布在黃河三角洲，LH集聚位于濱城區、鄒平縣；2010—2020年則以同增同減關系為主，主要分布在墾利區、東營區和無棣縣。另一方面，生態空間與城鎮空間變化量相關系數均為負相關，兩者關系持續保持著此增彼減的互換關系，其中2000—2010年空間分布趨于聚集，HL集聚分布于無棣縣、沾化區和河口區，LH集聚較為分散，到2010—2020年趨向了分散。再者，農業空間與城鎮空間變化量相關系數由正相關變為負相關，但絕對值均比較小，其中2000—2010年兩者關系同增同減，以HH集聚為主，集中于黃河入海口北部，此增彼減關系主要分布在黃河入海口；2010—2020年則以此增彼減關系為主，其中HL集聚分布在東營區和廣饒縣。

綜合來看，2000—2010年國土空間關系表現農業空間和城鎮空間占用生態空間，生態安全面臨嚴重威脅；2010—2020年，國土空間關系表現為城鎮空間反哺生態空間和農業空間，經濟社會發展與資源環境協調關系得到一定程度改善。

表5 國土空間變化量相關系數

注：***為解釋變量在< 0.01下具有統計顯著性。

Note: ***, explanatory variables were statistically significant at< 0.01

3.4 國土空間演變驅動分析

3.4.1 驅動因素分析

綜合來看（表6），2000—2020年黃河三角洲國土空間變化率的空間分異特征受到自然、區位、社會、經濟和政策因素共同作用，但不同時期的各類國土空間變化率的驅動因子和作用強度有所差異。

從生態空間來看，導致2000—2010年生態空間變化率空間分異的前3位驅動因子分別是地均農業機械動力變化率（0.352）、距海岸線距離（0.263）和城鎮化變化率（0.251），農業技術水平的提高加快農業生產效率的同時，也對未利用地開發創造有利條件，同時距海岸線距離遠近影響生態空間的總體規模，而城鎮化水平影響建設用地侵占生態空間速度，兩者也對生態空間變化率的空間分異起到了重要作用。相較于前一階段而言，地均固定資產投資變化率（0.313）由第10位升至第1位，第三產業比例變化率（0.226）由第9位升至第2位，公共財政支出變化率（0.201）由第5位升至第3位，該時期主要是由于黃河三角洲高效生態經濟區設立，通過建立黃河三角洲產業（股權）投資基金恢復和改善生態系統完整性，生態旅游也得到快速發展，因此政策制度環境和經濟發展水平是導致生態空間變化率空間分異的主導因素。

表6 國土空間變化率驅動因子探測

從農業空間來看，導致2000—2010年農業空間變化率空間分異的前3位驅動因子分別是距海岸線距離（0.411）、地均農業機械動力變化率（0.328）、年平均降水量變化率（0.254），相對于內陸，黃河入海口由于受泥沙沉積影響形成大量新增土地，形成了農業空間補充的主要來源，經濟發展水平的提高帶動了農業技術進步，加速了其他空間向農業空間轉化，而且由沿海向內陸遞減的降水量變化趨勢為農業空間演變的空間分異特征發揮重要作用。相較于前一時期，地均固定資產投資變化率（0.481）由第9位升至第1位，地均農業機械動力變化率（0.393）仍保持第2位，人均社會消費品銷售額變化率（0.291）由第5位升至第3位，《黃河三角洲高效生態經濟區發展規劃》確立了建立高效生態農業示范區的戰略布局，并進一步劃分了優質糧棉區、生態漁業區、生態畜牧區和綠色果蔬區，針對不同區域的發展特色與資金需求給予差異化的政策扶持和資金投入，進而形成了農業空間變化率的空間分異主導因素。

從城鎮空間來看，導致2000—2010年城鎮空間演變速率空間分異的前3位驅動因子分別是距海岸線距離（0.472）、地均固定資產投資變化率（0.383）和城鎮化變化率（0.376），黃河三角洲沿海地區擁有豐富的石油、鹽業資源，固定資產投資額巨大，同時由于石油化工產業的發展導致大量人口集聚，這種傳統資源型產業的空間差異性是形成城鎮空間變化率空間分異的主導因素。相較于前一時期，城鎮化變化率（0.486）由第4位升至第1位，地均固定資產投資變化率（0.442）仍為第二位，道路密度變化率（0.401）由第5位升至第3位，伴隨著城鎮化進程加快，依托產業、交通等優勢，以東營區為核心的黃河三角洲城鎮發展核心逐漸形成，同時黃河三角洲產業投資基金為經濟技術開發區、特色工業園區提供有力資金支持，是該階段城鎮空間變化率空間分異的主導因素。

3.4.2 驅動機制分析

針對兩個時段黃河三角洲國土空間變化影響因子的差異性，分別選取作用強度前三位的驅動因子，著重進行黃河三角洲高效生態經濟區設立前后的驅動機制對比分析（圖9）。

首先，在黃河三角洲高效生態經濟區設立之前，受大規模的土地開發與高強度利用影響，以經濟生產為主導的國土空間格局逐漸形成。一方面，黃河三角洲未利用地規模較大，加之降水量比較充沛，能夠滿足農業生產所需的灌溉水源，加之土壤改良技術的不斷發展，大量沿海灘涂得以開發利用，新增農業空間規模較大；另一方面，持續推進的工業化和城鎮化進程，加快了城市建設區和工業園區的擴展，城鎮工礦用地面積不斷擴張；而隨著海洋經濟的發展，港口建設也不斷加強，黃河入海口和北部地區的開發利用強度逐漸加大。然后，隨著黃河三角洲高效生態經濟區的設立以及《黃河三角洲高效生態經濟區發展規劃》編制與實施，確立了高效生態經濟的發展理念，國土空間格局發生顯著轉變。一方面，受降水量增加影響，加快了區域碳水循環，使得沿海地區生態空間規模增加；另一方面，隨著鐵路、高速公路等交通基礎設施的建設，便利了地區之間生產要素的互聯互通，產業結構更趨合理，城鎮化建設由增量擴張轉向存量盤活，城鎮空間規模有所下降；同時，大量專項資金的投入和科技的進步，也加快了現代高效農業發展和新舊動能轉換，帶動黃河三角洲國土空間集約利用水平顯著增強。

4 結論與討論

本文基于“過程-格局-驅動”的邏輯主線開展黃河三角洲國土空間演變分析，以期為構建合理有序的國土空間開發保護格局提供有益參考，主要結論如下：

1）2000—2020年黃河三角洲國土空間整體以農業空間為主，不同國土空間類型的演變過程差異顯著。其中，生態空間規模先減少后增加，水域生態空間面積急劇增加，綠被生態空間面積持續萎縮；農業空間城鎮空間規模均為先增加后減少，前者受農業生產空間影響較大，后者主要與工礦生產空間變化有關。不同國土空間類型之間表現為農業空間內部互換、生態空間與農業空間互換以及城鎮空間向生態空間轉移，且在沿海地區較為密集，在內陸地區較為分散。

2）2000—2020年黃河三角洲國土空間格局呈明顯的規律性演變。其中，國土空間重心偏移路徑表現為生態空間向東南方向持續偏移、農業空間和城鎮空間則分別向北、向南迂回偏移。國土空間集聚特征表現為沿海地區單類型空間HH集聚和LL集聚，不同類型之間則由農業空間和城鎮空間占用生態空間轉向城鎮空間反哺生態空間和農業空間的轉變。

3）2000—2020年黃河三角洲國土空間演變過程受到自然、區位、社會、經濟和政策因素共同作用，但不同時期的影響因子與作用強度存在差異。在2010年黃河三角洲高效生態經濟區設立之前，交通區位條件和經濟發展水平為主控因子，農業和城鎮空間大規模開發利用，以經濟生產為主導的國土空間格局逐漸形成；自2010年黃河三角洲高效生態經濟區設立以來，受政策制度環境主導，黃河三角洲發展理念轉向生態保護與高質量同步，生態修復治理逐漸加強，國土空間格局發生顯著轉變。

本研究在一定程度上豐富和發展了土地利用/覆被變化的實證研究，揭示了黃河三角洲國土空間時空演變的發展過程、空間格局與驅動因素，為國土空間格局優化提供有益參考。相較于內陸地區，黃河三角洲沿海一側的生態系統更加脆弱，但其國土空間變化特征更為明顯，并隨時間推移呈現增強趨勢，這種高頻率的國土空間轉化關系極易造成區域發展的不穩定性，不利于長期的可持續發展，因此，積極開展區域性資源環境承載力評價和國土空間適宜性評價并編制《黃河三角洲高效生態經濟區國土空間規劃》，明確區域發展的承載規模和適宜性等級是構建合理有序的國土空間保護與開發格局的研究重點和主要方向。

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Spatial-temporal differentiation characteristics and driving force of territorial space evolution in the Yellow River Delta

Qu Yanbo1, Wang Shilei1, Zhu Weiya2※, Ping Zongli2

(1.,,250014,; 2.,250014,)

Territorial space is an essential carrier to support the sustainable development of ecological civilization in the human community. It is necessary to accurately identify the types of territorial space, and thereby to determine the temporal and spatial evolution characteristics and driving factors. Taking the High-Efficiency Eco-economic Zone of the Yellow River Delta as the research area,this study aims to optimize the pattern of land and space under the guideline of “process-pattern-drive”.Firstly, a territorial space classification system was constructed using the remote sensing data from 2000 to 2020. Secondly, a chord diagram model in visualization data and Geo-information Tupu were selected to describe the evolution of territorial space. A gravity-center shift model and spatial autocorrelation were used to clarify the spatial and temporal pattern in territorial space evolution.Finally, a geographic detector was used to analyze the driving mechanism of territorial space evolution.The results showed that: 1) The change rates of territorial space in the Yellow River Delta were 0.39% and 2.1% in 2000-2010 and 2010-2020, respectively. There was an increasingly significant change in the territorial space structure.The territorial space evolution included the internal exchange of agricultural space, the exchange of ecological space and agricultural space, as well as the transfer of urban space to ecological space.2) The gravity-center of ecological space shifted 23.903 km to the southeast in the Yellow River Delta, indicating the longest migration path from 2000 to 2020. Nevertheless, the gravity center of agricultural space shifted 3.241 km to the northwest with the shortest migration path. In addition, the spatial agglomeration of territorial space change was mainly concentrated in the coastal areas. The agricultural and urban space occupied the ecological space from 2000 to 2010, whereas, the urban space fed back ecological and agricultural space from 2010 to 2020.3) There were different driving factors for the spatial differentiation in the spatial change rate in various periods. Specifically, the policy and institutional environment dominated the study area after the construction of the high efficiency eco-economic zone, whereas, the traffic location and the level of economic development dominated before that. A reasonable and orderly pattern of land protection was also established to evaluate regional resources, environment carrying capacity, and territorial space suitability (“double assessment”), thereby clarifying the carrying scale and suitability level of regional development for the decision-making on the territorial space strategies.

land use; spatial-temporal differentiation; driving force; Geo-information Tupu; spatial autocorrelation; geographic detector; the Yellow River Delta

曲衍波，王世磊，朱偉亞，等. 黃河三角洲國土空間演變的時空分異特征與驅動力分析[J]. 農業工程學報，2021，37(6)：252-263.doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2021.06.031 http://www.tcsae.org

Qu Yanbo, Wang Shilei, Zhu Weiya, et al. Spatial-temporal differentiation characteristics and driving force of territorial space evolution in the Yellow River Delta[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2021, 37(6): 252-263. (in Chinese with English abstract) doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2021.06.031 http://www.tcsae.org

2020-12-24

2021-03-12

國家自然科學基金項目（42077434，41771560）

曲衍波，博士，教授，博士生導師，研究方向為國土空間利用、評價與規劃。Email：yanboqu2009@126.com

朱偉亞，研究員，副院長，研究方向為國土空間利用、規劃與管理。Email：zhangyongjeff@163.com

10.11975/j.issn.1002-6819.2021.06.031

K909

A

1002-6819(2021)-06-0252-12