黃夢佳，齊 魯，李淑杰，杜婉婷，曹競文

(吉林大學 地球科學學院，吉林 長春 130061)

0 引言

經(jīng)濟社會的迅速發(fā)展，促使城市空間建設不斷推進。隨著我國國土開發(fā)建設格局的劇烈變化，自然空間逐年減少，生態(tài)、生產(chǎn)及生活空間內(nèi)部矛盾難以協(xié)調(diào)，國土空間開發(fā)適宜性評價的重要性逐漸凸顯[1]。城市國土空間開發(fā)建設適宜性是指在一定技術條件下，國土資源作為建設用地利用的適宜程度，也即將其他功能的國土空間轉(zhuǎn)化為城市生產(chǎn)、生活等空間的適宜程度[2]，其受地形地貌、人類活動以及經(jīng)濟社會等諸多因素影響。近年來因城市化進程的不斷加快，建設用地逐年增加，城市空間結(jié)構(gòu)失衡，三生空間也即生態(tài)、生產(chǎn)和生活空間相互擠占，導致土地利用率較低，浪費嚴重[3]，雖然我國積極開展土地整治等措施，力圖在開發(fā)建設中減少空間矛盾，但效果并不理想。因此，為解決上述矛盾，優(yōu)化國土開發(fā)格局，促進經(jīng)濟社會持續(xù)發(fā)展，結(jié)合國土空間用途綜合分析其開發(fā)適宜性十分重要。

國內(nèi)外對于建設用地開發(fā)適宜性的評價由來已久，國內(nèi)學者研究工作起步較晚，但從農(nóng)用地到非農(nóng)用地的研究也取得了一些成果，涉及適宜性評價指標、評價方法以及適宜性評價實際應用等方面[4-10]?？傮w來看，國內(nèi)學者較傾向利用GIS平臺從復合視角對研究區(qū)域進行適宜性綜合評價，功能用地則偏向于農(nóng)村居民點以及城鎮(zhèn)建設用地，且大多通過構(gòu)建一套適宜性指標對現(xiàn)實情況做出分析，但不同地類空間在研究時受到的限制、評價指標的選取往往存在差異，對不同功能用地進行更多更具體的分析是目前研究的深化拓展方向。國土空間按功能用途可分為生態(tài)、生產(chǎn)以及生活空間，關于三生空間劃分的探索有著不同的方式[11-14]，我國主要分為2種：一種是根據(jù)研究實際建立不同評價體系，利用權重計算劃分，確定生態(tài)、生產(chǎn)以及生活空間；另一種是以土地利用功能為基礎，進行歸并分類，該方法實現(xiàn)了土地功能與土地利用的銜接，為城市國土開發(fā)建設適宜性評價提供了一個新的思路。

汪清縣城市三生用地結(jié)構(gòu)失衡，研究其城市國土空間開發(fā)建設適宜性較為重要。因此，本文通過土地利用分類體系，以吉林省汪清縣為研究對象，在守住耕地保護和生態(tài)保護等紅線范圍的基礎上，從生態(tài)、生產(chǎn)和生活功能出發(fā)，劃分出三生空間，并根據(jù)不同功能確定各類空間開發(fā)建設適宜程度。通過對研究區(qū)開發(fā)建設適宜程度的分析，優(yōu)化國土空間開發(fā)格局，為城市國土空間開發(fā)秩序提供參考依據(jù)，以促進人口、資源與環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展。

1 研究區(qū)概況與數(shù)據(jù)來源

1.1 研究區(qū)概況

汪清縣地處吉林省東部，延邊朝鮮族自治州東北部，東經(jīng)129°51′～130°56′、北緯43°06′～44°03′，東接琿春市，西同敦化市毗鄰，南連圖們、延吉市，北與黑龍江省寧安、穆棱、東寧縣接壤，地處長白山東麓，緊靠東北亞經(jīng)濟貿(mào)易區(qū)。汪清縣屬北半球西風帶中溫帶季風氣候區(qū)，東長夏短，四季分明，具有春季和暖風大，夏季短促多雨，秋季涼爽晴朗，冬季漫長寒冷的特點。

汪清縣區(qū)域面積9016 km2，是吉林省縣級區(qū)域面積第二大縣，少數(shù)民族較多，屬多民族聚居區(qū)域。汪清縣人民政府駐汪清鎮(zhèn)，下轄8個鎮(zhèn)、1個鄉(xiāng)：汪清鎮(zhèn)、大興溝鎮(zhèn)、天橋嶺鎮(zhèn)、羅子溝鎮(zhèn)、百草溝鎮(zhèn)、春陽鎮(zhèn)、復興鎮(zhèn)、東光鎮(zhèn)、雞冠鄉(xiāng)。林地面積分布廣泛，資源豐富，占汪清縣總面積的80%以上，河流水系發(fā)達，地下水豐沛，素有“木業(yè)之都”、“魚米之鄉(xiāng)”的美稱。

1.2 資料收集及數(shù)據(jù)整理

本研究涉及到土地地類數(shù)據(jù)、基本農(nóng)田矢量數(shù)據(jù)、生態(tài)紅線矢量數(shù)據(jù)以及坡度地形數(shù)據(jù)等。其中地類數(shù)據(jù)來源于2017年汪清縣土地調(diào)查數(shù)據(jù)庫；基本農(nóng)田以及生態(tài)紅線數(shù)據(jù)來源于汪清縣土地整治數(shù)據(jù)庫；坡度地形數(shù)據(jù)來源于汪清縣DEM。通過對所需數(shù)據(jù)進行初步篩選、歸類整理，以保證研究的持續(xù)進行。

2 研究方法與過程

2.1 三生空間分類體系

在汪清縣土地利用現(xiàn)狀的基礎上，按照生態(tài)功能、生產(chǎn)功能以及生活功能劃分三生空間。在三生空間劃分時，同一地類可能存在多種功能，本文以各地類最主要的功能為劃分依據(jù)，結(jié)合相關研究成果[12，15]，具體地類的分類體系見表1，三生空間劃分結(jié)果見圖1。

本文將生態(tài)空間劃分為生態(tài)調(diào)節(jié)空間及生態(tài)容納空間。生態(tài)調(diào)節(jié)空間中在生態(tài)紅線保護范圍內(nèi)的不可開發(fā)建設的區(qū)域，開發(fā)建設適宜性較低，生態(tài)紅線范圍以外的其余地類空間，在國土空間開發(fā)建設時無生態(tài)方面的限制，但需考慮開發(fā)建設可行性等；生態(tài)容納空間在開發(fā)建設時可行性較強，幾乎不受生態(tài)保護限制，此處包括鹽堿地、沼澤、沙地、裸地。生產(chǎn)空間按照生產(chǎn)功能劃分為工業(yè)生產(chǎn)空間與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)空間。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)空間中用于生產(chǎn)的地類主要為耕地，包括水田、水澆地、旱地，涉及基本農(nóng)田、永久基本農(nóng)田等范疇，在開發(fā)建設時受耕地保護等限制，其適宜性略微不同；工業(yè)生產(chǎn)空間主要包括采礦用地，用于第二產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)。生活空間是為人們提供居住、休閑、娛樂等的場所，根據(jù)城鄉(xiāng)建設差距將其分為城市生活空間與農(nóng)村生活空間。

表1 三生空間分類體系

圖1 汪清縣三生空間分布圖

2.2 三生空間開發(fā)建設轉(zhuǎn)移梯度

生態(tài)、生活和生產(chǎn)空間在進行開發(fā)建設適宜性評價時，受到的限制各有不同，在三生空間劃分的基礎上，結(jié)合吳燕娟等[17]的相關研究，構(gòu)建不同用地開發(fā)建設轉(zhuǎn)移梯度，初步確定汪清縣國土空間開發(fā)建設適宜性。為使適宜性具有可比性，本文在科學合理的前提下結(jié)合上述研究將開發(fā)建設適宜程度劃分為4個等級，即比較適宜、一般適宜、臨界適宜和不適宜。比較適宜指適宜程度較高，開發(fā)建設時一般沒有限制的區(qū)域；一般適宜指適宜程度一般，開發(fā)建設時僅需稍加改善即可利用的區(qū)域；臨界適宜指建設開發(fā)程度低，利用相對困難的區(qū)域；不適宜指開發(fā)建設適宜程度極低，不適合開發(fā)利用的區(qū)域。參考相關研究成果，結(jié)合汪清縣實際，通過確定不同地類轉(zhuǎn)移梯度初步明確研究區(qū)開發(fā)建設適宜性，具體來看，城市國土空間開發(fā)建設受土地功能差異、保護政策及建設難易程度等因素限制，在用地轉(zhuǎn)移時梯度各不相同，用地轉(zhuǎn)移梯度的0、1、2、3分別表示比較適宜、一般適宜、臨界適宜和不適宜。例如耕地等轉(zhuǎn)換為城市國土空間開發(fā)建設用地，其包括功能變換及基本農(nóng)田限制，可將其劃分為2～3個梯度，村莊等作為建設用地在轉(zhuǎn)換為城市建設用地時，可看做轉(zhuǎn)移1個梯度。劃分結(jié)果見表2。

2.3 三生空間開發(fā)建設適宜性

2.3.1 生態(tài)空間開發(fā)建設適宜性 生態(tài)空間開發(fā)建設適宜性主要從生態(tài)保護底線方面考慮，生態(tài)功能越強則開發(fā)建設適宜性越弱，生態(tài)保護底線是國土空間開發(fā)建設的一個重要限制因素，生態(tài)保護底線數(shù)據(jù)來源于《延邊朝鮮族自治州土地利用總體規(guī)劃(2006～2020年)》數(shù)據(jù)庫，包括風景名勝區(qū)、生態(tài)環(huán)境安全控制區(qū)和自然與文化遺產(chǎn)保護區(qū)。汪清縣主要涉及生態(tài)休閑度假旅游區(qū)，部分重要水源保護區(qū)、濱海防患區(qū)和河湖及蓄滯洪區(qū)，以及各種地質(zhì)和森林公園、自然保護區(qū)的核心區(qū)等。

表2 基于三生空間的國土空間開發(fā)建設適宜性劃分表

將汪清縣生態(tài)空間與生態(tài)保護紅線矢量數(shù)據(jù)相疊加，在生態(tài)保護底線范圍內(nèi)的屬于不適宜開發(fā)建設部分；生態(tài)調(diào)節(jié)空間中除去在生態(tài)保護紅線范圍內(nèi)的部分，綜合考慮其轉(zhuǎn)移為建設用地的難易程度將其劃分為臨界適宜；生態(tài)容納空間生態(tài)功能較弱，開發(fā)建設可能性相對較強，其轉(zhuǎn)移為建設用地可視為1個梯度，其為一般適宜；由于汪清縣是“木業(yè)之都”，林地在汪清縣具有重要地位，也即生態(tài)空間，此處無比較適宜開發(fā)建設的空間。

清潔機器人的驅(qū)動力是由履帶節(jié)對驅(qū)動鏈輪的反向作用力提供的。由牛頓第三定律可知作用力和反作用力是大小相等方向相反，所以驅(qū)動鏈輪對履帶節(jié)的作用力的大小決定了驅(qū)動力的大小。驅(qū)動鏈輪對履帶的作用力由驅(qū)動電動機提供。公式表示為：

2.3.2 生產(chǎn)空間開發(fā)建設適宜性 生產(chǎn)空間主要以土地資源為生產(chǎn)對象，本文分為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)空間和工業(yè)生產(chǎn)空間。生產(chǎn)功能最基本的限制是地形地質(zhì)因素，將生產(chǎn)空間與地形矢量圖層疊加，由于坡度小于15°為可用于建設的區(qū)域，15°～25°為可經(jīng)過改造的建設區(qū)域，本文依據(jù)坡度級別簡單將其劃分為4個適宜性等級，劃分方式見表3。在將地形因素與生產(chǎn)空間疊加的基礎上，考慮不同地類轉(zhuǎn)移梯度，結(jié)合地類轉(zhuǎn)移梯度結(jié)果，綜合確定生產(chǎn)空間開發(fā)建設適宜性程度。在考慮轉(zhuǎn)移梯度時，工業(yè)生產(chǎn)空間涉及地類作為城市建設用地的一種，其轉(zhuǎn)移梯度視為0，為比較適宜開發(fā)建設區(qū)域。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)空間包括耕地、園地、林地等，其主要限制為基本農(nóng)田，基本農(nóng)田中的永久基本農(nóng)田作為不可開發(fā)建設的區(qū)域，其為不適宜開發(fā)建設區(qū)域；永久基本農(nóng)田外的基本農(nóng)田開發(fā)建設適宜性較弱，為臨界適宜；基本農(nóng)田以外的耕地等開發(fā)建設適宜性較強，為一般適宜。

2.3.3 生活空間開發(fā)建設適宜性 汪清縣地處吉林省東部山區(qū)，開發(fā)建設適宜性評價應考慮到地形地貌、水資源、交通便捷度等影響，查閱相關文獻，根據(jù)研究區(qū)實際情況構(gòu)建開發(fā)建設適宜性評價體系，同時利用主客觀相結(jié)合的方式確定各指標權重(表4)，最終通過計算劃分適宜性等級。

表3 生產(chǎn)空間開發(fā)建設適宜性劃分方式

表4 生活空間開發(fā)建設適宜性評價體系

坡度：將汪清縣坡度數(shù)據(jù)劃分為4個等級，<5°(100分)、5°～15°(80分)、15°～25°(60分)、>25°(40分)。

海拔：海拔較高，不利于人類生活，低海拔(100分)、中海拔(80分)、高海拔(60分)、超高海拔(40分)。

活動斷層：根據(jù)《建筑抗震設計規(guī)范》的規(guī)定，將距離重大斷層>900 m設為100分，700～900 m為80分，500～700 m為60分，<500 m為40分。

交通通達度：交通對人類居住活動有著較大影響，交通便捷的地區(qū)往往更適合開發(fā)建設。利用汪清縣道路矢量數(shù)據(jù)制作緩沖區(qū)，按照距離道路中心的遠近賦予相應分值，<500 m設為100分，500～1500 m為80分，1500～3000 m為60分，>3000 m為40分。

地下水規(guī)模：汪清縣地下水資源豐富，且水質(zhì)良好，因此僅選用地下水規(guī)模這一指標來反映地下水環(huán)境情況，利用自然斷點法劃分出4個等級，從高到低依次為100分、80分、60分、40分。

3 結(jié)果與分析

3.1 國土空間開發(fā)建設適宜性總體分析

通過上述三生空間開發(fā)建設適宜性評價，確定出汪清縣國土空間開發(fā)建設適宜程度(表5)。根據(jù)上述開發(fā)建設適宜性等級確定方式得到汪清縣國土空間開發(fā)適宜性分布圖(圖2)。

表5 汪清縣國土空間開發(fā)建設適宜性統(tǒng)計表 hm2

2017年汪清縣生態(tài)、生產(chǎn)和生活空間面積分別為792848.98、74457.29和8384.05 hm2。可以看出三類空間總面積差別較大，生態(tài)空間面積最大，生活空間面積最小。從空間上看，汪清縣生態(tài)空間各鄉(xiāng)鎮(zhèn)均有分布，且面積較廣；生產(chǎn)空間主要分布在西部地區(qū)以及葦子溝鎮(zhèn)；生活空間主要集中在各鄉(xiāng)鎮(zhèn)中心地區(qū)。汪清縣不適宜開發(fā)建設的區(qū)域較多，面積為794725.35 hm2，以生態(tài)保護空間和永久基本農(nóng)田為主；比較適宜的區(qū)域面積為4294.65 hm2，主要是已作為建設用地的區(qū)域；一般適宜區(qū)域面積為4615.24 hm2，以農(nóng)村生活空間和部分農(nóng)業(yè)生產(chǎn)空間為主；臨界適宜區(qū)域面積為72055.08 hm2，主要為生態(tài)調(diào)節(jié)空間中生態(tài)保護紅線外的區(qū)域。

汪清縣生態(tài)空間中不適宜開發(fā)建設區(qū)域面積為785296.09 hm2，占生態(tài)空間總面積的99.05%，由于汪清縣是木業(yè)之都，以生態(tài)空間為重，不適宜開發(fā)建設區(qū)域比重較大；而比較適宜開發(fā)建設區(qū)域面積為0.00 hm2，一般適宜面積254.79 hm2，臨界適宜面積7298.09 hm2，所占面積比例均不高。

生產(chǎn)空間開發(fā)建設適宜性中臨界適宜的空間面積比重較大，總面積為64756.98 hm2，占生產(chǎn)空間面積的86.97%，而比較適宜、一般適宜以及不適宜空間的面積分別為954.34、177.83和8568.14 hm2，分別占生產(chǎn)空間面積的1.28%、0.24%和11.51%。

生活空間開發(fā)建設區(qū)域中除臨界適宜外，其余適宜等級分布較均勻，其中臨界適宜面積為0.00 hm2，比較適宜、一般適宜以及不適宜面積分別為340.31、4182.62和861.12 hm2，分別占生活空間面積的39.84%、49.89%和10.27%。

圖2 汪清縣國土空間開發(fā)建設適宜性分布圖

3.2 國土空間開發(fā)建設適宜性鄉(xiāng)鎮(zhèn)分析

2017年汪清縣各鄉(xiāng)鎮(zhèn)開發(fā)建設適宜等級面積統(tǒng)計見表6，從鄉(xiāng)鎮(zhèn)角度來看，汪清縣各鄉(xiāng)鎮(zhèn)適宜性有較大差別，但總體上不適宜開發(fā)建設區(qū)域在各鄉(xiāng)鎮(zhèn)所占比例較多；從臨界適宜區(qū)域看，羅子溝和大興溝鎮(zhèn)所占比例較高；而比較適宜與一般適宜面積差距不大，在各鄉(xiāng)鎮(zhèn)均勻分布。

各鄉(xiāng)鎮(zhèn)中心地區(qū)及附近空間地域適宜性較好，各鄉(xiāng)鎮(zhèn)比較適宜、一般適宜以及臨界適宜空間經(jīng)不同程度改造后，可用于開發(fā)建設的區(qū)域空間面積較多的有羅子溝鎮(zhèn)和大興溝鎮(zhèn)，分別為20361.83和17776.35 hm2，而占所屬鄉(xiāng)鎮(zhèn)總面積的百分比較高的為汪清鎮(zhèn)、大興溝鎮(zhèn)以及羅子溝鎮(zhèn)，所占比例分別為19.60%、17.61%以及14.76%，其余鄉(xiāng)鎮(zhèn)所占面積和占比均較低?？梢钥闯?，汪清縣作為“木業(yè)之都”，其生態(tài)價值較高，未來開發(fā)建設時應著重考慮其生態(tài)價值，避免盲目開發(fā)建設，造成土地資源浪費，根據(jù)其生態(tài)導向綜合考慮，促進汪清縣國土資源優(yōu)化利用，進一步調(diào)整國土空間格局。

表6 汪清縣各鄉(xiāng)鎮(zhèn)適宜性統(tǒng)計表 hm2

4 討論與結(jié)論

汪清縣各鄉(xiāng)鎮(zhèn)經(jīng)適當改造后可用于國土空間開發(fā)建設的區(qū)域較少，在一定程度上可以看出其生態(tài)功能較為重要。國土空間適宜性評價是國土空間開發(fā)建設的重要環(huán)節(jié)，本文在參照相關研究成果的基礎上，將汪清縣劃分為生態(tài)、生產(chǎn)、生活三類空間，各類空間根據(jù)其所受到的不同限制進行考量，同時結(jié)合開發(fā)建設適宜轉(zhuǎn)移矩陣，得到汪清縣開發(fā)建設適宜性分布結(jié)果，整體上看，此方法結(jié)合地類功能、政策限制以及自然條件，具有較大可行性；但同時由于數(shù)據(jù)獲取的難易程度，在進行建設用地適宜性評價時，選取的限制因素考慮不夠全面，在未來開發(fā)建設時可在此基礎上適當增加限制因素加以考慮。

本文將三生空間應用于國土空間開發(fā)建設適宜性評價，以汪清縣為研究對象，利用三種空間不同功能用途確定限制條件，從而對研究區(qū)域進行適宜性分析，確定其適宜程度及空間分布格局，結(jié)果表明：

(1)汪清縣生態(tài)空間面積為792848.98 hm2，在各鄉(xiāng)鎮(zhèn)均有大面積分布，一般適宜、臨界適宜與不適宜分別為254.79、7298.09和785296.09 hm2；生產(chǎn)空間面積為74457.29 hm2，集中分布在汪清縣東部地區(qū)，比較適宜、一般適宜、臨界適宜和不適宜分別為954.34、177.83、64756.98和8568.14 hm2；生活空間為8384.05 hm2，主要分布在各鄉(xiāng)鎮(zhèn)中心地區(qū)，比較適宜、一般適宜與不適宜分別為3340.31、4182.62和861.12hm2。

(2)汪清縣不適宜開發(fā)建設的區(qū)域居多，面積達794725.35 hm2，占汪清縣國土面積的90.75%，生態(tài)空間、生產(chǎn)空間和生活空間分別占89.68%、0.98%和0.10%，生態(tài)空間面積較大；臨界適宜區(qū)域為72055.08 hm2，占比為8.23%，生態(tài)空間、生產(chǎn)空間和生活空間分別占0.83%、7.39%和0.00%，以生產(chǎn)空間為主；比較適宜區(qū)域面積為4294.65 hm2，占比為0.49%，生態(tài)空間、生產(chǎn)空間和生活空間分別占0.00%、0.11%和0.38%，以生活空間為主；一般適宜區(qū)域面積為4615.24 hm2，占比為0.53%，生態(tài)空間、生產(chǎn)空間和生活空間分別占0.03%、0.02%和0.48%，也以生活空間為主。

(3)總體來看，汪清縣各鄉(xiāng)鎮(zhèn)不同適宜等級土地經(jīng)相應改造后可用于國土空間開發(fā)建設的區(qū)域較少，其中占比較高的有汪清鎮(zhèn)、大興溝鎮(zhèn)以及羅子溝鎮(zhèn)，但占比均不到20%，其余鄉(xiāng)鎮(zhèn)比例更低。未來發(fā)展應注重其生態(tài)價值，在開發(fā)建設時進行合理規(guī)劃，提高土地利用效率。