基于優勢測度分析的三生空間協調優化研究

袁瑋 YUAN Wei；錢昱如 QIAN Yu-ru；曹蕾 CAO Lei；張傳華 ZHANG Chuan-hua

（①重慶市自然資源利用事務中心，重慶 401120；②重慶市不動產登記中心，重慶 400010；③重慶理工大學管理學院，重慶 400050）

0 引言

工業化和城鎮化的快速發展使得國土空間的功能與格局發生了巨大的演變[1]。國土空間是一個由生產空間、生活空間、生態空間（簡稱“三生空間”）組成的具有多功能的復合體[2-3]。要構建集約高效的生產空間、宜居適度的生活空間以及山清水秀的生態空間，實現人與自然的和諧發展，突出顯示了優化三生空間的重要性。

當前“三生空間”和“三生功能”已然成為一項研究熱點，較為常見的多與時空特征和格局演化[3]、識別與優化[4]、新型城鎮化[5]、碳代謝[6]等有關，研究方法多采用構建耦合度和耦合協調度模型[7-9]、建立指標體系[8]等，對省[9]、市[10]、城市群[10-11]等不同尺度地域空間展開研究，取得了一定成果，為本研究奠定了堅實的基礎。但當前研究仍然存在細微的不足：一是鮮有學者從優勢測度的角度分析三生空間，研究方法有待拓展和豐富；二是當前學者多以省市為研究對象，對微觀尺度鄉村性的研究相對不足。

1 研究區概況與數據來源

1.1 研究區概況

江津區（105°49′-106°38′E，28°28′-29°28′N）地處四川盆地東南、重慶市西南部，位于川、渝、黔的交界地帶，下轄5個街道、25個鎮，幅員面積3217.8平方公里。江津區境內地形以山地和丘陵為主，南高北低，中部和北部以丘陵和低山為主，與貴州省相鄰的南部地區主要為山地，江津區整體上表現為由南北向長江河谷地帶逐級降低的地勢，海拔為178.5-1709.4m。江津區夏熱冬暖，四季分明，屬于亞熱帶濕潤季風氣候，年平均氣溫18.9℃，年平均降雨量為1001.2mm，森林覆蓋率達51.8%。

1.2 數據來源

本研究采用的數據主要由江津區2009年、2014年和2019年三個時期的Landsat OLI/ETM影像數據（空間分辨率為30m×30m）和Google Earth影像數據解譯獲取土地利用遙感監測數據。社會經濟數據來源于《江津區統計年鑒》及江津區國民經濟和社會發展統計公報。以上數據獲取后，通過ArcGIS10.2建立空間數據庫進行整合，并統一各專題圖件的空間投影坐標系（Gauss_Kruger，CGCS2000_3_Degree_GK_Zone_35），統一柵格數據空間分辨率到30m×30m。

2 研究方法

2.1 國土空間功能評價

土地具有多功能性，對土地利用的強度、方式等的不同會產生高低、主次之分的土地功能[7]。借鑒城市生態-生產-生活空間功能分類體系和國土空間功能歸并原則[9]，參考周浩等[9]提出的國土空間功能評價賦分表，結合江津區實際土地利用情況得出以下用地類型及其功能賦分值（表1），將不同土地利用類型各功能評分值分別與其面積相乘，其結果賦為該類用地各功能的功能值，并按鄉鎮將三生空間功能值進行歸并，利用各鄉鎮的土地總面積分別測算出其2009年、2014年和2019年的單位面積生產功能值、單位面積生活功能值以及單位面積生態功能值。

表1 國土空間功能評價賦分表

2.2 三生空間比較優勢測度

由于各地區或國家資源稟賦上的差異，使得不同區域利用不同商品的效率有所不同，從而在商品交換中存在著比較優勢。目前測算比較優勢的方法主要有：顯示性比較優勢指數（Revealed Comparative Advantage，RCA）、后續改進的顯示性比較優勢指數（ARCA）以及標準顯示性比較優勢指數（NRCA）。

其中顯示性比較優勢指數（RCA）計算公式為：

后續改進的顯示性比較優勢指數（ARCA）計算公式為：

標準顯示性比較優勢指數（NRCA）計算公式為：

本研究將比較優勢指數與三生空間相結合，采用標準顯示性比較優勢指數（NRCA）測算江津區三生功能的比較優勢。式中：Xij為i鄉鎮j類用地的功能值；Xt為區域內所有鄉鎮的功能總值；Xj為區域內所有鄉鎮j類用地的功能值之和；Xit為i鄉鎮所有用地類型的功能值之和。當NRCA＞0時，表示i區域內j類用地有比較優勢，當NRCA＜0時，表示i區域內j類用地沒有比較優勢。

3 結果與分析

3.1 三生功能時空特征與格局演化

參考王成等[3]的研究，本研究在結合江津區實際情況的基礎上采用手動斷點法劃分三生空間單位面積功能值等級，并利用ArcGIS軟件進行可視化處理。

3.1.1 生產功能時空特征與格局演化分析

由圖1，從時間尺度上看，江津區整體單位面積生產功能值大體經歷了先增后降的發展態勢。2009-2014年，珞璜鎮的功能值增加到最高等級，功能值最小的蔡家鎮和支坪街道有較大幅度的提升。到2019年，慈云鎮的單位面積生產功能值顯著下降，珞璜鎮的功能值再次回到2009年的等級，其中雙福街道的單位面積生產功能值三年間都為最大，中山鎮和柏林鎮的功能值三年間都為最小。2019年江津區單位面積生產功能值處于中高值地區的鄉鎮個數減少明顯，只有雙福街道和珞璜鎮的功能值等級相對較高，其余鄉鎮都呈現出明顯的降低。從空間分布上看，江津區單位面積生產功能值主要分布在北、中和東西部地區，由于這些區域地勢較為平坦，耕地和建設用地分布廣泛，因此生產功能值較南部地區更高。

圖1 2009-2019年江津區單位面積生產功能值分布圖

3.1.2 生活功能時空特征與格局演化分析

由圖2可知，江津區整體單位面積生活功能值都較低，只有雙福街道、德感街道、幾江街道和珞璜鎮的功能值相對較高，且最高值僅1.93，與單位面積生產功能值的中值區相當，不及單位面積生態功能值的最小值。從時間尺度上看，2009-2014年各鄉鎮的功能值沒有顯著的變化，只有嘉平鎮的功能值有小幅度上升。到2019年，江津區大部分鄉鎮的功能值都有不同程度的下降，其中雙福街道的功能值等級有較大幅度的降低，塘河鎮、嘉平鎮、西湖鎮和杜市鎮的功能值都降至最低等級。2009-2019年間，永興鎮、中山鎮、柏林鎮和蔡家鎮4個地區的單位面積生活功能值都處于最低等級。從空間尺度上看，江津區單位面積生活功能值較大的地區主要分布在中、西和北部，東部地區的功能值相對較小，南部地區最小。由于中部、北部地區基礎設施建設較南部地區完善，與主城區的生活來往更加頻繁和緊密，所以區域生活功能值更為顯著。

圖2 2009-2019年江津區單位面積生活功能值分布圖

3.1.3 生態功能時空特征與格局演化分析

從時間尺度上看，2009年，江津區絕大部分鄉鎮的單位面積生態功能值都處于低水平，到2014年，全區的單位面積生態功能值明顯增加，東部和南部地區的功能值增加更為突出，其中中山鎮和柏林鎮的功能值更是實現了從最低水平到最高水平的跨越式增長。到2019年，江津區中西部地區各鄉鎮的功能值也逐漸增長，整體上呈現由東南向西北部“擴張”的發展趨勢。從2009-2019年，江津區全區的生態功能值不斷提高，只有雙福街道的單位面積生態功能值三年間都沒有增長，且處于最低水平。從空間尺度上看，江津區南部地區的單位面積生態功能值處于最高水平，得益于南部地區四面山、華蓋山等山地的廣泛分布，區域內生態本底好，自然保留度高，因此生態功能值表現出明顯的優越性。整體上，江津區近10年單位面積生態功能值有顯著的提升，江津區在近十年的發展建設過程中積極響應“綠水青山就是金山銀山”的號召，致力于保護生態環境，發展綠色經濟。

3.2 三生空間比較優勢測度與三生空間功能優化

由式（3）計算出2009-2019年各鄉鎮三生空間的比較優勢指數。根據江津區三生空間優勢測度的結果，將江津區三生空間劃分為6種優勢功能區，分別為生產功能優勢區、生活功能優勢區、生態功能優勢區、生產-生活功能優勢區、生產-生態功能優勢區和生活-生態功能優勢區，并根據優化分區的結果統計出各功能區的頻數。江津區的三生空間功能分區大體可以分為南北兩大板塊，南部以生態功能優勢區為主，北部兼有6種功能優勢區。江津區的生態功能優勢區占比最大，共涉及9個鄉鎮，約占全區總鄉鎮數的34.6%；生產-生活功能優勢區次之，共7個鄉鎮，約占全區的26.9%；生產功能優勢區和生活-生態功能優勢區的個數相當，都有4個鄉鎮；生活功能優勢區和生產-生態功能優勢區所占比例最少，都分別只有1個鄉鎮。

協調優化三生空間在促進土地資源合理利用方面具有重要意義，本研究就江津區優化分區的結果有針對性的提出幾點建議，以期為江津區實現生態保護和經濟發展協調并舉提供參考和借鑒。

生產功能優勢區：白沙鎮、廣興鎮、賈嗣鎮和石蟆鎮。這些鄉鎮在發展經濟的同時要重視對生態環境的保護，要推動產業集聚發展，節約集約利用土地，推動產業和生態的融合發展。慈云鎮。該鄉鎮應該把握好地處江津區中心地帶的優越區位，加強與周邊地區的聯系，要注重保護生態環境，積極建設成生態宜居、生活便利、經濟活躍的協調發展示范區。

生態功能優勢區：柏林鎮、蔡家鎮、李市鎮、嘉平鎮、塘河鎮、西湖鎮、先鋒鎮、永興鎮和中山鎮。這些鄉鎮應該立足自有的生態本底，合理利用自然資源，完善區域的基礎設施建設，改善交通條件，大力宣傳地方特產和風景名勝，發展旅游業，打造獨特的地方名片。要提高自然資源的資本價值，建設綠色創新發展新高地。政府也應該適當制定鼓勵性政策吸引和激勵企業投資，促進地區的經濟增長，實現保護中發展。

生產-生活功能優勢區：德感街道、幾江街道、珞璜鎮、雙福街道、石門鎮、夏壩鎮和朱楊鎮。這些鄉鎮應該控制好土地開發的力度，在建設居住、交通等生產生活用地時要兼顧生態環境的保護，有效配置自然資源，提高土地集約利用度。可以適當增加城區范圍的綠化面積，吸納和綜合人類活動帶來的污染，提高生活舒適度和宜居性。杜市鎮。該鄉鎮應該利用好當地的自然資源，發展綠色經濟，同時也要完善地區生活服務設施，改善交通，加強與相鄰鄉鎮的聯系，增加貿易往來，帶動地區經濟發展。龍華鎮、吳灘鎮、油溪鎮和支坪街道。這些鄉鎮應該適當加大城鎮建設力度，完善地區基礎設施建設，大力發展第三產業，增強經濟活力。要利用好已有的區位優勢，加強與主城區的經濟貿易往來，積極招商引資，促進地區產業、生態和居住生活的和諧統一、協調發展。

4 討論

三生空間的功能值測算是在有關研究的基礎上，結合江津區實際情況和各類土地利用數據得出的，但不同的土地利用方式和利用主體等要素會導致不同土地利用類型產生不同的功能效果，且功能值有高低之分，因此其功能賦值受到主觀評價的一定影響。今后可以采用土地開發強度、生態系統服務價值等指標對三生空間功能值進行修正，從而對不同用地類型三生功能賦分展開更為客觀的評價。此外，重慶市以山地丘陵為主，地域間的自然環境和社會經濟發展水平差別較大，本研究僅選取了西南部的江津區三個時期為研究對象，未來可以從更廣的空間尺度和更深的時間尺度進行深入探討，提出三生空間協調優化發展的多種解決措施，為區域優化土地利用，合理配置資源，實現地區經濟發展和生態環境保護提供參考和借鑒。