夏 敏,馮新惠,夏俊林,鄒 偉
綜合土地多功能與適宜性的南京市溧水區“三生”空間劃定
夏 敏,馮新惠,夏俊林,鄒 偉※
(南京農業大學公共管理學院,南京 210095)
區域“三生”空間的劃定是其生態文明建設的重要組成部分,也是其國土空間規劃與治理體系的基礎。劃定“三生”空間應以土地利用多功能性分析框架為指導,突出土地主導功能,并考慮其用地分布現狀及功能特征的時空變化趨勢。該研究以南京市溧水區為例,在土地多功能評價和“三生”空間適宜性評價的基礎上,綜合其土地多功能及變化趨勢和“三生”空間適宜性劃定研究區“三生”空間。結果表明:1)10 a間研究區生產與生活功能下降,生態功能提升,各功能高低值所在區域也有變化,生產與生活功能、生態與生產功能表現出一定的相關關系;2)研究區生產空間適宜性差異最大,與耕地的分布存在高度的關聯。生活空間適宜性差異最小,但其均值最高,呈由鎮中心向周圍遞減的分布。生態空間適宜性均值略低于生活空間,在各鎮間較為平均;3)研究區各鄉鎮“三生”空間綜合評價結果比適宜性評價結果的耦合協調度提升,據此劃定的生產、生活、生態空間在研究區占比分別為39.63%、22.72%、37.65%,生產空間集中在研究區中部和西北部,生活空間主要分布在研究區中部,而生態空間則在研究區南部。綜合土地多功能與適宜性的“三生”空間劃定結果更精細,且三生空間的協調性也更高,可以為研究區進一步的國土空間規劃提供參考。
土地利用;功能;適宜性;“三生”空間;溧水區
國土空間是人類經濟、社會活動的基本載體[1-2],黨的十八大提出優化國土空間開發格局,構建生產空間集約高效、生活空間宜居適度、生態空間山清水秀的“三生”空間的國土管理目標[3]。習近平總書記在治國理念中也作出了“整體謀劃國土空間開發,科學布局生產空間、生活空間、生態空間,給自然留下更多修復空間”的重要指示[4]。在此背景下,作為實現國土空間開發格局優化的重要抓手,“生態-生活-生產”空間(以下簡稱“三生”空間)的劃定成為厘清社會發展、生態保護、生產生活的邊界范圍,建設區域生態文明的重要組成部分和國土空間規劃與治理體系的基礎[5-6]。
近年來,學者們基于不同的研究尺度和視角,對“三生”空間劃定進行了研究。研究劃定的“三生空間”類型存在單一空間和復合空間2種,前一種是根據研究區空間主導功能,綜合劃定生態、生產、生活3類單一空間[5,7],后一種是基于土地利用空間功能復合性特征,劃分出生態、生產、生活空間3 類單一空間及其兩兩組合或主-副-次組合的復合空間[8-9]。雖然現有研究對于復合空間及其組合類型的劃定研究較多,但在實際工作中,僅劃定3類單一空間的研究成果更易于“三生”空間邊界的落實和管理。研究采用的方法主要有2種,一種是以土地利用類型為基礎進行“三生”空間劃定,李江蘇等[10-11]對土地利用類型進行整合和重分類得到“三生”空間劃定成果,李曉青等[7,12]在此基礎上結合相關規劃以及“三區三線”劃定成果、永久基本農田劃定成果等劃定“三生”空間,隋虹均等[9,13]則給出各土地利用類型的生產、生活、生態功能的評分,根據評分高低確定其主導功能,進而劃定“三生”空間;另一種是構建指標體系對研究區土地“三生”功能和適宜性進行評價,進而劃定“三生”空間,甄霖等[14-15]從自然和區位等方面選取指標評價研究區復合空間適宜性;此外,也有學者探討了新的技術和模型方法在“三生”空間劃定中的應用,曹根榕等[16]基于POI數據確定各基本單元的“三生”空間類型,劉春芳等[1]提出了基于居民行為的“三生”空間識別框架,朱媛媛等[17]借鑒凈初級生產力的生態空間評估模型構建指標體系,鄭方鈺[18]則基于生態位適宜度模型進行“三生”空間適宜度分析,冀正欣等[6,8,19]綜合多種模型方法定量測算土地功能價值量,根據其高低確定研究區“三生”空間的多功能組合模式。以土地利用類型為基礎進行“三生”空間劃定可以具體到圖斑尺度,但對于各地類“三生”空間功能的強弱表現不足;基于指標體系的評價結果反映了“三生”空間功能的強弱,但現有研究在進行“三生”空間劃定時甚少考慮土地利用主導功能的時空變化[20];而基于POI數據或居民行為識別“三生”空間在研究尺度上的局限性較強,模型方法則存在不能量化土地所有功能的問題。
“三生”空間實質是以土地利用功能為基礎,依據地域空間為人類提供的產品和服務類型而劃分的功能空間,具有空間尺度差異性、多功能復合性、用地時空異質性等特征,“三生”空間的劃定旨在形成多功能相互協調的土地利用空間格局[21]。黃安等[22-24]提出“三生”空間的劃定應從“三生”空間的本質出發,以土地利用多功能性分析框架為指導,遵循主導功能原則,并綜合考慮區域“三生”用地分布現狀及功能的時空變化趨勢。土地多功能評價的重要目的就是表征土地功能變化,現有研究通常采用社會、經濟統計數據構建指標體系,所以多以行政區劃為評價單元[25]。土地適宜性評價則以土地長期利用不被破壞為原則評定土地適宜性強弱,研究更多考慮自然和區位因素的作用[26],隨著多源數據的廣泛應用,適宜性評價單元可以精確到柵格尺度[27]。將土地多功能評價與適宜性評價相結合,既能反映土地功能的時空變化,又可以為中小尺度國土空間規劃中“三生”空間的劃定提供精細的指導和參考。
據此,本文以南京市溧水區為例,基于鄉鎮尺度評價其土地生產、生活與生態功能及其時空變化,以30 m×30 m柵格為單元分析其“三生”空間適宜性,綜合土地多功能評價與“三生”空間適宜性評價結果劃定研究區“三生”空間,以期在豐富“三生”空間劃定方法與技術手段的同時,為研究區進一步的國土空間規劃提供參考。
溧水區位于南京市中南部,地處118°51′E~119°14′E、31°23′N~31°48′N,土地總面積1 063.68 km2,區內地勢東南高,西北低,呈階梯形。2016年溧水區戶籍人口43.37萬人,下轄8個鎮(街道)。作為華東地區重要的交通樞紐,依托其低山丘陵的地理特征,溧水區擁有豐富的生態與農業資源,是南京市休閑旅游的后花園。近年來,溧水區城鎮化進程不斷加快,經濟社會發展用地需求與供給矛盾突出,城區周邊耕地資源面臨被建設侵占威脅的同時,生態環境保護壓力也隨之加大。如何在保障科學發展的同時維護生產和生態空間的穩定成為其迫切需要解決的問題。
本文所用的數據和資料包括:1)行政區劃圖,來源于溧水區規劃和自然資源局;2)土地利用數據,研究區2006、2016土地利用現狀數據來源于溧水區土地利用變更調查成果,從中提取城市、農村居民點、道路和水域等圖層,采用ArcGIS10.3的Euclidean Distance工具計算與城市中心、農村居民點、道路和水域距離;3)社會經濟統計數據,來源于南京市和溧水區2007年和2017年統計年鑒,利用ArcGIS10.3在行政區劃圖中以鎮和街道為單位錄入屬性表;4)DEM數據,來源于中科院計算機網絡信息中心地理空間數據云(http://www. gscloud.cn/),借助ArcGIS10.3計算坡度;5)公共服務設施坐標,從百度地圖、BIGEMAP等地圖軟件提取,導入ArcGIS10.3獲得公共服務設施位置圖,采用ArcGIS10.3的Euclidean Distance工具計算與公共服務設施距離;6)其他:土壤有機質含量和耕層厚度數據來源于溧水區土地質量生態地球化學調查評價和農用地分等定級成果,生態管控級別來源于溧水區環境保護規劃。以上數據均統一至西安80坐標系,并以行政區劃圖邊界為范圍,將4、5、6三項數據轉換為30 m×30 m柵格數據,保持其行列號一致。
1)土地多功能評價
土地功能是土地利用系統的綜合表現,本文基于“三生”功能視角,借鑒相關學者研究,從社會、經濟、生態環境三方面選取17項指標,構建研究區生產功能、生活功能和生態功能評價指標體系(見表1)。生產功能包括土地的農業生產功能與非農生產功能,前者采用與農業生產密切相關的耕地面積、農業總產值與主要糧食作物產量等表征,后者采用財政總收入、人均工業增加值等4項指標表征[24]。生活功能是土地在人類生存和發展過程中所提供的各種空間承載,物質和精神保障的能力,前者主要指土地的人口承載能力,后者包括土地的就業、教育、醫療等保障能力,故本文以道路面積、人口密度、非農從業人員數等6項指標表征[8,28]。生態功能是土地以生態系統為依托,提供各種生態服務和生態產品的能力,本文采用生境質量、森林覆蓋率等4項指標表征,其中生境質量反映生物棲息地質量與生物多樣性狀況,森林覆蓋率反映森林資源的豐富程度,水網密度表征水資源的豐富程度,人均生態服務價值則體現生態系統服務所產生的經濟價值,前三者從不同側面反映區域生態資源本底情況,后者則從經濟價值層面量化區域生態系統服務水平[15,29]。其中,生產功能和生活功能各指標值均來自于地方統計年鑒和相關部門資料;生態功能4項指標中,森林覆蓋率指區域林地面積與區域土地總面積的比值,水網密度與生境質量參考環保部相關標準與董思宜等[30]的研究方法計算,人均生態服務價值則基于土地利用數據,參考謝高地等[31]學者的研究進行計算。各指標權重采用AHP層次分析法和專家打分法相結合的方式,通過兩輪打分確定(見表1)。采用離差標準化法對各項指標值進行標準化處理,采用綜合指數法評價2006年與2016年研究區各鄉鎮土地多功能水平。
2)“三生”空間適宜性評價
生產、生活、生態空間對自然資源和社會經濟的需求條件存在較大的差別。本文針對三類空間分別選取指標,構建研究區“三生”空間適宜性評價指標體系(見表2)。生產空間是以農業和非農業生產為主導功能的區域,除開發區外,溧水區各鎮均以農業生產為主,且提出了“農業+”的發展定位,因此本文主要考慮研究區的農業生產適宜性,從耕地條件和生產便利性兩方面選取土壤有機質含量、耕作層厚度等5項指標。生活空間是人們居住、消費和休憩的場所,其適宜性與地形相關,與所處區位條件也有著密切聯系,故本文選取坡度、與道路距離等5項指標。生態空間適宜性則充分考慮其對于自然環境條件的敏感程度,從生態管控、水土流失等3方面選取指標。其中,對于環境保護規劃確定的一級生態管控、二級生態管控與非管控區,分別賦值1、0.5和0.2,得到研究區生態管控級別值;參考相關國家標準和時宇等[32]學者的研究,計算得到水土流失系數。指標權重確定和適宜性評價的方法與土地多功能評價相同。需說明的是,本研究中三類空間適宜性評價分別進行,且坡度對于生產和生活空間的適宜性均有影響,因此在生產和生活空間適宜性評價指標體系中均選用了坡度指標。

表1 溧水區土地多功能評價指標體系

表2 溧水區“三生”空間適宜性評價指標體系
3)“三生”空間劃定
“三生”空間適宜性評價結果反映了土地對各功能的適宜程度,但未能充分反映一段時間內土地的主導功能,以及土地功能的時空變化趨勢。因此,本文參考馬曉冬等[24]學者的研究,基于“三生”空間適宜性、土地多功能及其未來發展趨勢,得到“三生”空間綜合評價結果。

本文以ArcGIS10.3為平臺,首先在行政區劃圖中添加“土地多功能”字段,利用字段計算器完成了土地多功能評價,并依據該字段將評價結果轉換為30 m×30 m柵格數據;然后采用ArcGIS10.3的柵格計算器完成研究區“三生”空間適宜性評價,并計算“三生”空間綜合分值,依據綜合分值采用等間距法將研究區“三生”空間劃分為高、中、低三級;最后利用Python語言構建算法實現研究區“三生”空間的劃分,從第一行第一列的柵格開始,比較其所屬“三生”空間級別,如果該柵格某類空間為高級,則將其劃為此空間類型,若其中兩類或三類均為高級,或三類空間均不是高級,則依據其用地現狀所屬的“三生”空間類別判定該柵格類型[33],依此循環,直到所有柵格劃分完成,具體實現流程如圖1所示。
2006年、2016年溧水區各鄉鎮土地生產、生活和生態功能評價結果及其變化見表3。2006年土地生產功能最高的是永陽鎮和東屏鎮,2016年則為開發區和永陽鎮。10年間開發區生產功能增加顯著,增加了0.435 5,遠超研究區其他鄉鎮,調查顯示,作為江蘇省首批省級開發區,在2008年區鎮合一后,開發區憑借其健全的基礎設施和豐富的政策優惠,吸引了較多的外來資金,區內企業集聚,以汽車和食品為主導的產業發展快速,使其生產功能得以快速提升;永陽鎮是溧水區政府所在地,以工業立鎮,同時也是區域民營經濟的發源地和活躍區,近年來該鎮緊緊圍繞項目引進和創新發展加速轉型,成為南京重要的制造業基地,財政收入位列全區首位,因此生產功能突出。但由于緊鄰開發區,受到“虹吸現象”的影響,區域生產資源向開發區傾斜,影響了永陽鎮的產業競爭力,因此10 a間永陽鎮的生產功能減少了0.241 7,同樣東屏鎮的生產功能也出現了較大的下降;白馬鎮土地生產功能在兩個年份中均位列第三,且時空變化不大。該鎮主要承擔農業生產職能,具有最大的耕地面積和較高的農業總產值,故而生產功能較為穩定;洪藍鎮土地生產功能在2006年處于倒數第二名,2016年則是最后一名,雖然自2003年以來,其工業集中區開始建立,隨之加速了自身的城鎮化進程,但由于缺乏足夠的資金吸引力和基礎條件支持,產業發展速度相對較為緩慢,導致生產功能較低。
2006年和2016年土地生活功能最高的都是開發區和永陽鎮,但兩者排名互換。10 a間開發區的土地生活功能增加了0.261 7,永陽鎮則減少了0.166 7。由于產業的快速發展,人口、資金等社會經濟要素向開發區聚集,基礎設施也得以完善,使得開發區的生活條件持續改善,其生活功能也不斷增加。永陽鎮在全區有著重要的政治經濟地位,經濟實力雄厚,鎮區人口密度為全域最高,公共服務和生活配套設施健全,因此生活功能較強,但在交通發展速度以及就業人口增速方面略低于開發區,所以生活功能有所下降。2006年土地生活功能最低的是晶橋鎮,2016年則為東屏鎮。晶橋鎮地處國家級森林公園無想山南麓,受生態保護政策的約束,基礎設施建設受到限制,人口密度僅為280人/km2,位列倒數第二,故而土地生活功能低,且呈下降趨勢;東屏鎮的土地生活功能十年間下降了將近0.3,由于靠近中心城區和經濟開發區,該鎮人口要素存在一定的流失現象,人口密度增速緩慢,非農從業人員數居于區域末位,農民人均純收入提升空間相對較小,基礎設施和公共服務設施的建設也存在滯后現象,使得土地生活功能不斷下降。
2006年土地生態功能最高的是和鳳鎮,2016年則為和鳳鎮和晶橋鎮。和鳳鎮西面是石臼湖,東臨無想山,擁有豐富的自然景觀,物種多樣性豐富、森林覆蓋率較高、水網密布,因此生態服務價值也隨之提高,不僅具有維持物種多樣性和凈化空氣等職能,更有旅游休閑和娛樂度假等功能定位,故而生態功能突出。但由于近年來其重點開發的農業產業和經濟園區,使原有的耕地、林地面積有所減少,生境質量降低,生態功能也下降了0.189 0,作為生態管控重鎮,這個變化需引起重視;晶橋鎮在2006年土地生態功能不突出,2016年位列第一,增加了0.271 6,因為自十八大以后,晶橋鎮關閉了大量化工園區,集中力量進行生態修復,極大地提高了其生境質量;開發區的土地生態功能十年間由倒數第二變成最后一位,減少了0.085 2。由于區內遍布工業園區和企業,其森林覆蓋率相對較低,水域面積壓縮,用地類型較為單一,故生態功能較弱。
總體而言,10 a間研究區土地生產與生活功能均有一定程度的下降,但生態功能則得到了提升,這與溧水區“生態優先,積極推進生態建設”的城鄉總體規劃發展戰略相符。進一步的,由表3可知土地生產功能與生活功能有著近似正相關的關系,生產功能較高的鄉鎮具有較高的收入水平,生活水平也隨之提高,而基礎設施建設的跟進也促進了生產結構的優化與轉型,兩者之間有協同作用。土地生態功能在研究區的空間分布具有一定的異質性,這取決于各鄉鎮的生態資源本底,其與生產和生活功能則存在著一定的負相關關系,這與各鄉鎮的功能定位有關,強調生態保護的鄉鎮一般會加強對于建設用地邊界的限制與管控,而強調經濟發展的鄉鎮,工業則處于重要地位,園區、企業以及基礎設施的建設使得森林覆蓋率下降,壓縮了原有的生態用地空間,生態功能因而降低。

表3 2006、2016年溧水區各鄉鎮土地多功能及其變化
溧水區2016年“三生”空間適宜性評價結果見圖2。
生產空間適宜性最低值為0.065 5,最高值為0.726 9,在3類適宜性評價結果中變化幅度最大。由圖可見,適宜性高值區集中分布在石湫鎮全域和東屏鎮的西北,應用ArcGIS10.3的區域統計功能進行統計,石湫鎮和東屏鎮的適宜性均值分別為0.434 1和0.415 4,居于全區前兩位。這2個鎮的土壤條件較為優越,且地形變化不大,農村居民點分布廣泛,擁有較好的農業生產基礎,其中石湫鎮更是南京“菜籃子”工程的重要基地之一。適宜性低值區主要分布在和鳳鎮和永陽鎮西南地區,其適宜性均值分別為0.281 4和0.304 5,由于生產空間適宜性評價主要考慮的是耕作條件,而和鳳鎮47.4%的面積為石臼湖,適合漁業而無法進行耕作,因此影響了其生產空間適宜性;永陽鎮則因為城市化水平較高,建設用地擴張導致耕地數量減少,加之較為稀疏的水域分布,故而生產空間適宜性較低。總體來看,由于與耕地相關的土壤有機質含量在評價中占有較高的權重,所以生產空間適宜性值呈現由耕地向周邊遞減的分布態勢。
生活空間適宜性最低值為0.132 0,最高值為0.618 3,在3類適宜性評價結果中變化幅度最小,但其均值為3類空間最高。適宜性高值區主要集中在開發區和永陽鎮中部,其適宜性均值分別為0.544 0和0.521 9。開發區經濟基礎優越,公共服務設施數量較多且規模較大,故而生活空間適宜性略高于其他鄉鎮;永陽鎮是區政府所在地,境內路網發達,高速路密度全國領先,常合高速、寧杭高速等在鎮區交會,使其生活空間適應性處于較高水平。適宜性低值區分布在和鳳鎮中部、白馬鎮南側和洪藍鎮南側。和鳳鎮由于石臼湖區生態保護政策限制,交通通達度較低,城市化速度較慢,故而生活適宜性總體較低,適宜性均值僅為0.373 2,處于研究區末位;白馬鎮南側屬于低山丘陵地形,分布著珠山、回峰山等山地自然景觀,地形起伏較大,故不太適宜生活;而洪藍鎮南側分布著大量耕地與生產設施,公共服務設施建設較為滯后,城鎮化水平不高。總體來看,生活空間適宜性在全區呈現較為明顯的“環狀”與“塊狀”分布模式,從鎮中心向周圍圈層式遞減。
生態空間適宜性最低值為0.149 3,最高值為0.746 7,其均值略低于生活空間,為0.417 7,但各鎮間的均值差異最小,表明適宜性在各鎮間較為平均。適宜性高值區集中在和鳳鎮沿石臼湖的部分地帶,該地區有湖泊灘涂和山體等自然景觀,屬于政府劃定的嚴禁建設區域,生態管控級別較高。適宜性低值區分布在永陽鎮北側和開發區南部,該區域是南京市制造業基地,工業水平較高,生態環境也隨之受到了工業的波及,水域面積受到壓縮,且存在水土流失的風險。
溧水區“三生”空間綜合評價結果見圖3。生產空間綜合評價值域為0.071 4~1.266 0,在3類空間綜合評價結果中變化幅度最大。其高值區主要集中在開發區和石湫鎮,綜合評價均值分別為0.908 7和0.626 3,其中開發區綜合評價結果相對于適宜性評價結果大幅上漲,石湫鎮則有所下降;低值區主要分布在永陽鎮外圍和和鳳鎮,這與適宜性評價結果基本一致。生活空間綜合評價值域為0.048 9~1.042 2,均值為0.574 6,在3類空間綜合評價結果中最高。評價值最高的依然是開發區,其次是石湫鎮,其生活空間綜合評價均值為0.702 2,有較大的提升,永陽鎮均值則有著一定程度的下降;低值區主要分布在東屏鎮、和鳳鎮和晶橋鎮,后兩者與適宜性評價結果相似,東屏鎮則下降幅度較大,均值為0.312 0,由適宜性評價排名第四下降至研究區末位。綜合土地多功能評價結果后,各鎮內部生活空間評價值變動幅度減小,圈層結構不再明顯。生態空間綜合評價值域為0.125 6~1.016 2,在3類空間評價結果中變化幅度最小,均值也最低。各鄉鎮中,晶橋鎮生態空間綜合評價值提升較大,均值達到0.689 2,處于研究區首位;和鳳鎮則下降較多,由適宜性評價的排名第一降到了第四。低值區集中分布在開發區與東屏鎮。
“三生”空間之間存在著相互促進、相互脅迫的耦合互動關系,對其耦合協調關系的研究可為明確鄉村“三生”空間優化協調的方向提供依據[34]。本文參考相關研究并結合研究區實際情況,引入耦合協調模型分析“三生”空間適宜性評價和綜合評價結果[35]。逐柵格計算結果表明,研究區“三生”空間適宜性評價結果耦合協調度處于0.028 7到0.435 4之間,耦合協調類型為嚴重失調和中度失調的區域分別占研究區的31.31%和63.54%。而綜合評價的耦合協調度處于0.010 4到0.759 2之間,全區耦合協調類型以中度失調和基本協調為主,嚴重失調區域減少了23.91%,并出現了18.07%的中度協調與高度協調區,耦合協調程度明顯提升。可見“三生”空間適宜性評價未能充分考慮各類空間的相互作用,綜合土地多功能與適宜性評價的結果后各類空間耦合協調程度提升,因此,與適宜性評價結果相比,基于土地多功能與適宜性綜合評價的結果進行溧水區“三生”空間劃定,更能形成空間分布結構合理有序的協調格局。
對比圖3的生產、生活和生態空間評價結果,溧水區生活空間高值區主要分布在城鎮中心和生產空間高值區的周圍,同時在生活空間高值區中存在著部分生態空間低值區,這表明各類空間高值區的兼容度較低,不具有聚集性。據此,本文綜合“三生”空間綜合評價結果、溧水區土地利用現狀和城鄉總體規劃的要求劃定“三生”空間,結果見圖4,各鄉鎮“三生”空間面積和比例見表 4。
劃定后的溧水區生產、生活、生態空間面積分別為42 115.11、24 142.21、40 014.04 hm2,占研究區總面積的39.63%、22.72%和37.65%。由圖4和表4可知,生產空間在各鎮數量分布較為平均,其中白馬鎮分布面積最廣,東屏鎮和和鳳鎮其次。在空間上則集中分布在研究區中部和西北,與以中心城區為集聚區域的生活空間相互交錯,體現出一定的協同性,但也由于中心城區周邊生活功能的分割導致生產斑塊較為細碎且規整程度低;而在中心城區以外,生產空間呈現較為分散的空間分布形態,與生態空間相互交融,同時伴隨著細碎的生活空間分布,部分未形成規整斑塊的耕地與生態林地、園地等相互交織,形成了生產空間格局。

表4 溧水區各鎮“三生”空間數量結構
生活空間在各鎮數量分布較為懸殊,永陽鎮、開發區、石湫鎮較多,晶橋鎮、東屏鎮、和鳳鎮則較少,空間上集中分布在研究區中部,即中心城區及其周邊地區,在白馬鎮也有零散分布,該鎮以農業生產為主,因此對耕作便利性要求較高,一些零散的農村居民點分布在耕地周圍;此外,中心城區周邊劃定的生活空間對比中心城區用地現狀,存在明顯的向北擴張的趨勢,因為開發區近些年發展速度較快,開始逐漸承擔中心城區的部分城市職能,一些人口遷入其中生活,這個趨勢也符合溧水區城鄉總體規劃的發展方向。生態空間在研究區南部分布較廣,以和鳳鎮和晶橋鎮所占比例最高,特別是和鳳鎮的石臼湖區域承擔了將近22.55%的生態空間面積。
本研究選取相關指標評價溧水區不同鄉鎮生產、生活與生態功能并分析其時空變化,以柵格為單元評價其“三生”空間適宜性,基于“三生”空間適宜性、土地多功能及其未來發展趨勢,得到“三生”空間綜合評價結果,據此設計算法劃定研究區“三生”空間,主要結論有:
1)2006年到2016年的10 a間,研究區生產與生活功能均有一定程度的下降,生態功能則得到了提升,各功能高低值所在區域也有一定變化,生產與生活功能水平表現出近似正相關性,而生態與生產功能則有較為明顯的負相關關系,“三生”功能的變化與各鄉鎮的功能定位有關。
2)2016年研究區生產空間適宜性在3類適宜性評價結果中變化幅度最大,與耕地的分布存在高度的關聯性;生活空間適宜性在三類適宜性評價結果中變化幅度最小,但其均值最高,分布呈較為明顯的“環狀”與“塊狀”,由鎮中心向周圍遞減;生態空間適宜性均值略低于生活空間,但各鎮間的均值差異最小,適宜性較為平均。
3)與適宜性評價結果相比,研究區各鄉鎮“三生”空間綜合評價的高低值區有一定變化,但區域“三生”空間耦合協調度提升。基于綜合評價結果劃定的生產、生活、生態空間在研究區占比分別為39.63%、22.72%、37.65%。生產空間在各鎮的數量分布較為平均,空間上集中在研究區中部和西北部;生活空間在各鄉鎮的數量則差異較大,空間上集中分布在研究區中部;而生態空間主要分布在研究區南部。
土地多功能理論為中國城鄉一體化進程、鄉村振興與產業結構重塑等提供了重要的理論支持,可用于指導相關規劃的編制。綜合考慮“三生”空間適宜性、土地多功能及其未來發展趨勢進行溧水區“三生”空間劃定,比基于多功能評價結果進行劃定更為精細,比基于適宜性評價結果劃定的三生空間協調性更高。但本研究僅在區縣尺度進行了“三生”空間劃定方法的探討,其在不同尺度“三生”空間劃定和規劃中的應用需進一步研究。此外,本研究確定的指標體系也有待完善,如生產空間適宜性評價主要考慮了農業生產的需求,而開發區以非農業生產為主,其生產空間的劃定主要參考其用地現狀,進一步的研究應分別考慮農業和非農業生產的適宜性,為“三生”空間劃定提供更準確的指導。
[1] 劉春芳,王奕璇,何瑞東,等. 基于居民行為的三生空間識別與優化分析框架[J]. 自然資源學報,2019,34(10):2113-2122.
Liu Chunfang, Wang Yixuan, He Ruidong, et al. An analysis framework for identifying and optimizing ecological-production-living space based on resident behavior[J]. Journal of Natural Resources, 2019, 34(10): 2113-2122. (in Chinese with English abstract)
[2] Han B, Jin X B, Xiang X M, et al. An integrated evaluation framework for Land-Space ecological restoration planning strategy making in rapidly developing area[J]. Ecological Indicators, 2021, 124: 107374.
[3] 劉繼來,劉彥隨,李裕瑞. 中國“三生空間”分類評價與時空格局分析[J]. 地理學報,2017,72(7):1290-1304.
Liu Jilai, Liu Yansui, Li Yurui. Classification evaluation and spatial-temporal analysis of “production-living-ecological” spaces in China[J]. Acta Geographica Sinica, 2017, 72(7): 1290-1304. (in Chinese with English abstract)
[4] 習近平. 習近平談治國理政[M]. 北京:外文出版社,2014.
[5] 孔衛鵬. 資源型城市“三生”空間劃定及優化研究[D]. 北京:中國地質大學,2020.
Kong Weipeng, Study on the Spatial Delimitation and Optimization of "Production-Living-Ecological" in Resource-based Cities: Taking Wu'an for example[D]. Beijing: China University of Geosciences, 2020. (in Chinese with English abstract)
[6] 冀正欣,劉超,許月卿,等. 基于土地利用功能測度的“三生”空間識別與優化調控[J]. 農業工程學報,2020,36(18):222-231.
Ji Zhengxin, Liu Chao, Xu Yueqing, et al. Identification and optimal regulation of the production-living-ecological space based on quantitative land use functions[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2020, 36(18): 222-231. (in Chinese with English abstract)
[7] 李曉青,劉旺彤,謝亞文,等. 多規合一背景下村域三生空間劃定與實證研究[J]. 經濟地理,2019,39(10):146-152.
Li Xiaoqing, Liu Wangtong, Xie Yawen, et al. The delineation and empirical study of production-living-ecological space in village under the background of multiple planning integration[J]. Economic Geography, 2019, 39(10): 146-152. (in Chinese with English abstract)
[8] 李廣東,方創琳. 城市生態—生產—生活空間功能定量識別與分析[J]. 地理學報,2016,71(1):49-65.
Li Guangdong, Fang Chuanglin. Quantitative function identification and analysis of urban ecological-production-living spaces[J]. Acta Geographica Sinica, 2016, 71(1): 49-65. (in Chinese with English abstract)
[9] 隋虹均,宋戈,張紅梅. 松嫩平原北部糧食主產區克山縣三生空間識別[J]. 農業工程學報,2020,36(19):264-271.
Sui Hongjun, Song Ge, Zhang Hongmei. Identification of production-living-ecological space at Keshan County level in main grain producing areas in northern Songnen Plain, China[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2020, 36(19): 264-271. (in Chinese with English abstract)
[10] 李江蘇,孫威,余建輝. 黃河流域三生空間的演變與區域差異:基于資源型與非資源型城市的對比[J]. 資源科學,2020,42(12):2285-2299.
Li Jiangsu, Sun Wei, Yu Jianhui. Change and regional differences of production-living-ecological space in the Yellow River Basin: Based on comparative analysis of resource-based and non-resource-based cities[J]. Resources Science, 2020, 42(12): 2285-2299. (in Chinese with English abstract)
[11] 何翔宇. 市域“三生”空間劃定與優化調控研究[D]. 北京:中國地質大學,2020.
He Xiangyu. Study on the Delimitation and Optimal Control of Production-Life-Ecology Space in the City Area: A Case Study of Hebi City[D]. Beijing: China University of Geosciences, 2020. (in Chinese with English abstract)
[12] 扈萬泰,王力國,舒沐暉. 城鄉規劃編制中的“三生空間”劃定思考[J]. 城市規劃,2016,40(5):21-26.
Hu Wantai, Wang Liguo, Shu Muhui. Reflections on delimiting the three basic spaces in the compilation of urban and rural plans[J]. City Planning Review, 2016, 40(5): 21-26. (in Chinese with English abstract)
[13] 鄒艷,張紹良,謝譯詣,等. 徐州市三生空間分布格局與時空演化特征分析[J]. 測繪科學,2020,45(7):154-162.
Zou Yan, Zhang Shaoliang, Xie Yiyi, et al. Spatial distribution and evolution characters of production-living-ecological spaces in Xuzhou city[J]. Science of Surveying and Mapping, 2020, 45(7): 154-162. (in Chinese with English abstract)
[14] 甄霖,曹淑艷,魏云潔,等. 土地空間多功能利用:理論框架及實證研究[J]. 資源科學,2009,31(4):544-551.
Zhen Lin, Cao Shuyan, Wei Yunjie, et al. Land use functions: Conceptual framework and application for China[J]. Resources Science, 2009, 31(4): 544-551. (in Chinese with English abstract)
[15] 杜國明,孫曉兵,王介勇. 東北地區土地利用多功能性演化的時空格局[J]. 地理科學進展,2016,35(2):232-244.
Du Guoming, Sun Xiaobing, Wang Jieyong. Spatiotemporal patterns of multi-functions of land use in Northeast China[J]. Progress in Geography, 2016, 35(2): 232-244. (in Chinese with English abstract)
[16] 曹根榕,顧朝林,張喬揚. 基于POI數據的中心城區“三生空間”識別及格局分析:以上海市中心城區為例[J]. 城市規劃學刊,2019(2):44-53.
Cao Genrong, Gu Chaolin, Zhang Qiaoyang. Recognition of “ecological space, living space, and production space” in the urban central area based on POI data: The case of Shanghai[J]. Urban Planning Forum, 2019(2): 44-53. (in Chinese with English abstract)
[17] 朱媛媛,余斌,曾菊新,等. 國家限制開發區“生產—生活—生態”空間的優化:以湖北省五峰縣為例[J]. 經濟地理,2015,35(4):26-32.
Zhu Yuanyuan, Yu Bin, Zeng Juxin, et al. Spatial optimization from three spaces of production, living and ecology in national restricted zones: A case study of Wufeng County in Hubei Province[J]. Economic Geography, 2015, 35(4): 26-32. (in Chinese with English abstract)
[18] 鄭方鈺. 基于生態位適宜度模型的濟南市“三生”空間劃定與管控措施研究[D]. 北京:中國地質大學,2019.
Zheng Fangyu. Study on the Space Demarcation and Control Measures of Jinan City Based on the Niche Fitness Model[D]. Beijing: China University of Geosciences, 2020. (in Chinese with English abstract)
[19] Sun W, Chen C, Wang L. Spatial function regionalization and governance of coastal zone: A case study in Ningbo City[J]. Journal of Geographical Sciences, 2018, 28(8): 1167-1181.
[20] Wiggering H, Dalchow C, Glemnitz M, et al. Indicators for multifunctional land use: Linking socio-economic requirements with landscape potentials[J]. Ecological Indicators, 2006, 6(1): 238-249.
[21] 黃金川,林浩曦,漆瀟瀟. 面向國土空間優化的三生空間研究進展[J]. 地理科學進展,2017,36(3):378-391.
Huang Jinchuan, Lin Haoxiao, Qi Xiaoxiao. A literature review on optimization of spatial development pattern based on ecological-production-living space[J]. Progress in Geography, 2017, 36(3): 378-391. (in Chinese with English abstract)
[22] 黃安,許月卿,盧龍輝,等. “生產-生活-生態”空間識別與優化研究進展[J]. 地理科學進展,2020,39(3):503-518.
Huang An, Xu Yueqing, Lu Longhui, et al. Research progress of the identification and optimization of production-living-ecological spaces[J]. Progress in Geography, 2020, 39(3): 503-518. (in Chinese with English abstract)
[23] Liu C, Xu Y Q, Huang A, et al. Spatial identification of land use multifunctionality at grid scale in farming-pastoral area: A case study of Zhangjiakou City, China[J]. Habitat International, 2018, 76: 48-61.
[24] 馬曉冬,李鑫,胡睿,等. 基于鄉村多功能評價的城市邊緣區“三生”空間劃分研究[J]. 地理科學進展,2019,38(9):1382-1392.
Ma Xiaodong, Li Xin, Hu Rui, et al. Delineation of “production-living-ecological” space for urban fringe based on rural multifunction evaluation[J]. Progress in Geography, 2019, 38(9): 1382-1392. (in Chinese with English abstract)
[25] 段建南,劉思涵,李萍,等. 土地功能研究進展與方向的思考[J]. 中國土地科學,2020,34(1):8-16.
Duan Jiannan, Liu Sihan, Li Ping, et al. Study on research progress and directions of land functions[J]. China Land Science, 2020, 34(1): 8-16. (in Chinese with English abstract)
[26] 王秋兵. 土地資源學[M]. 北京:中國農業出版社,2003.
[27] 張榮群,王大海,艾東,等. 基于生態位和“反規劃”思想的城市土地開發適宜性評價[J]. 農業工程學報,2018,34(3):258-264.
Zhang Rongqun, Wang Dahai, Ai Dong, et al. Suitability evaluation of urban land development based on niche and anti-planning[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2018, 34(3): 258-264. (in Chinese with English abstract)
[28] 程浩然,蒙吉軍,朱利凱. 基于多源地理數據融合的黑河中游土地多功能性時空格局與權衡研究[J]. 干旱區地理,2021,44(1):208-220.
Cheng Haoran, Meng Jijun, Zhu Likai. Spatial-temporal pattern and trade-offs of land multi-function in the middle reaches of the Heihe River based on multi-source geographic data fussion[J]. Arid Land Geography, 2021, 44(1): 208-220. (in Chinese with English Abstract)
[29] 張曉平,朱道林,許祖學. 西藏土地利用多功能性評價[J]. 農業工程學報,2014,30(6):185-194.
Zhang Xiaoping, Zhu Daolin, Xu Zuxue. Assessment on multi-functionality of land use in Tibet[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2014, 30(6): 185-194. (in Chinese with English abstract)
[30] 董思宜,楊熙,王秀蘭,等. 永定河流域生態環境質量評價[J]. 中國人口·資源與環境,2013,23(S2):348-351.
Dong Siyi, Yang Xi, Wang Xiulan, et al. Assessment of the eco-environmental quality in the Yongding River Basin[J]. China Population, Resources and Environment, 2013, 23(S2): 348-351. (in Chinese with English abstract)
[31] 謝高地,張彩霞,張昌順,等. 中國生態系統服務的價值[J].資源科學,2015,37(9):1740-1746.
Xie Gaodi, Zhang Caixia, Zhang Changshun, et al. The value of ecosystem services in China[J]. Resources Science, 2015, 37(9): 1740-1746. (in Chinese with English abstract)
[32] 時宇,史明昌. 基于GIS的北京市水土流失生態風險評價[J]. 生態科學,2014,33(6):1100-1105.
Shi Yu, Shi Mingchang. Ecological risk assessment of soil erosion in Beijing based on GIS[J]. Ecological Science, 2014, 33(6): 1100-1105. (in Chinese with English abstract)
[33] 周宇洋,周國富,黃啟芬,等. 基于洛倫茲曲線和土地利用轉型的喀斯特山區“三生”空間分布研究[J]. 水土保持通報,2020,40(3):297-304,325.
Zhou Yuyang, Zhou Guofu, Huang Qifen, et al. A study of distribution of production, living and ecological space in karst areas based on Lorenz curves and land use transition[J]. Bulletin of Soil and Water Conservation, 2020, 40(3): 297-304, 325. (in Chinese with English abstract)
[34] 劉玉,劉彥隨. 鄉村地域多功能的研究進展與展望[J]. 中國人口·資源與環境,2012,22(10):164-169.
Liu Yu, Liu Yansui. Progress and prospect in the study of rural region multifunctions[J]. China Population, Resources and Environment, 2012, 22(10): 164-169. (in Chinese with English abstract)
[35] 王成,唐寧. 重慶市鄉村三生空間功能耦合協調的時空特征與格局演化[J]. 地理研究,2018,37(6):1100-1114.
Wang Cheng, Tang Ning. Spatio-temporal characteristics and evolution of rural production-living-ecological space function coupling coordination in Chongqing Municipality[J]. Geographical Research, 2018, 37(6): 1100-1114. (in Chinese with English abstract)
Delineation of production-living-ecological space in Lishui District of Nanjing based on land multi-functions and suitability
Xia Min, Feng Xinhui, Xia Junlin, Zou Wei※
(210095)
Accurate delineation of regional production-living-ecological space can contribute to the ecological civilization construction in China, particularly to the territorial spatial planning and management in recent years. A multi-functional framework of land use can also be taken as the guidance of delineation practice. Moreover, the dominant land function can be highlighted to consider the temporal and spatial change, as well as the current land use. Taking Lishui district, Nanjing City, Jiangsu Province as an example, the land-use multi-functions and the suitability of production, living, ecological spaces were evaluated to delineate the production-living-ecological space, considering the suitability, land-use multi-functions, and change trends from 2006 to 2016. The results showed that: 1) The production and living functions decreased in the study area, whereas, the ecological function increased during the past decade.The trend was in line with the overall urban and rural development strategy in the study area. Specifically, the areas with high values of production function were Yongyang town and Dongping town in 2006, but the development zone and Yongyang town in 2016. The areas with high values of living function were the development zone and Yongyang town both in 2006 and 2016. The area with high values of ecological function was Yongyang town in 2006, but Yongyang town and Jingqiao town in 2016. Furthermore, the areas with low function values were also changed from 2006 to 2016. There was a positive correlation between the spatial distribution of the production function and the living function. The towns with higher production functions usually presented higher income levels and living standards, where the infrastructure construction, in turn, promoted the optimization and transformation of production structure. Thespatial distribution of ecological function indicated a negative correlation with the production function and the living function, due mainly to the functional orientation of each town. 2) There was the greatest difference in the values of production space, among the suitability values of production, living, and ecological spaces in the study area, indicating a high correlation with the distribution of cultivated land. There were no significantly different values of living space, but the mean value was the highest. Besides, the values presented an obvious "ring" and "block" distribution patterns in the whole area, particularly decreasing from the center of town to the surroundings. The mean value of ecological space was slightly lower than that of living space and evenly distributed among the towns. 3) The coupling coordination degree of comprehensive evaluation on the production, living, and ecological spaces in each town was higher than that of the suitability evaluation data. As such, the production-living-ecological space was then delineated, according to the comprehensive evaluation. Specifically, three spaces accounted for 39.63%, 22.72%, and 37.65% of the study area, respectively. The production space was concentrated in the middle and northwest of Lishui district, where the space areas were relatively average in the towns. The living space was mainly distributed in the middle, where the space areas varied with different towns. The ecological space was distributed in the south. Consequently, the precision and coordination were higher in the production-living-ecological space in terms of land-use suitability and multi-functions. The findings can provide a sound reference for territorial spatial planning in the study area.
land use; function; suitability; production-living-ecological space; Lishui district
夏敏,馮新惠,夏俊林,等. 綜合土地多功能與適宜性的南京市溧水區“三生”空間劃定[J]. 農業工程學報,2021,37(16):242-250.doi:10.11975/j.issn.1002-6819.2021.16.030 http://www.tcsae.org
Xia Min, Feng Xinhui, Xia Junlin, et al. Delineation of production-living-ecological space in Lishui District of Nanjing based on land multi-functions and suitability[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2021, 37(16): 242-250. (in Chinese with English abstract) doi:10.11975/j.issn.1002-6819.2021.16.030 http://www.tcsae.org
2021-05-28
2021-06-28
江蘇省社會科學基金項目(18GLD009);國家社會科學基金重點項目(18AGL014);江蘇省自然資源廳科技項目(KJXM2019021);南京農業大學大學生創新訓練計劃(202020YX06)
夏敏,博士,副教授,研究方向為土地利用與規劃、土地信息技術等。Email:xm@njau.edu.cn
鄒偉,博士,教授,博士生導師,研究方向為土地經濟與制度、鄉村土地利用與管理等。Email:zw@njau.edu.cn
10.11975/j.issn.1002-6819.2021.16.030
F301.2
A
1002-6819(2021)-16-0242-09