王會(huì)龍

(西北師范大學(xué)地理與環(huán)境科學(xué)學(xué)院，甘肅 蘭州730070)

1 概述

在新型城鎮(zhèn)化背景下，解決經(jīng)濟(jì)高速增長、社會(huì)快速轉(zhuǎn)型中存在的國土開發(fā)秩序混亂和資源環(huán)境代價(jià)沉重等問題一直是人文、經(jīng)濟(jì)地理學(xué)在區(qū)域可持續(xù)發(fā)展領(lǐng)域的重大科學(xué)命題。2000年，國家發(fā)展和改革委員會(huì)提出明確要求：各級(jí)政府在制定規(guī)劃時(shí)，不僅要考慮產(chǎn)業(yè)分布，還要考慮空間、人、資源、環(huán)境的協(xié)調(diào)。這標(biāo)志著國土開發(fā)方式從以生產(chǎn)空間為主導(dǎo)轉(zhuǎn)向生產(chǎn)、生活、生態(tài)空間相協(xié)調(diào)。但黃土高原的村鎮(zhèn)在資源開發(fā)利用、工農(nóng)業(yè)發(fā)展及產(chǎn)業(yè)選擇等諸多方面都受到限制，不能按照區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主觀需求去進(jìn)行，因而短時(shí)段內(nèi)土地功能的變化對(duì)經(jīng)濟(jì)的影響并不明顯。

六盤山片區(qū)的村鎮(zhèn)在資源開發(fā)利用、工農(nóng)業(yè)發(fā)展及產(chǎn)業(yè)選擇等諸多方面都受到限制，不能按照區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主觀需求去進(jìn)行，因而短時(shí)段內(nèi)土地功能的變化對(duì)經(jīng)濟(jì)的影響并不明顯。土地功能包括生態(tài)、生產(chǎn)和生活三種類型，涵蓋生物物理過程、直接和間接生產(chǎn)以及精神、文化、休閑、美學(xué)的需求滿足等，是自然系統(tǒng)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)協(xié)同耦合的產(chǎn)物[1]。黨的十八大報(bào)告中明確指出國土生態(tài)-生產(chǎn)-生活空間的發(fā)展目標(biāo)--“生產(chǎn)空間集約高效、生活空間宜居適度、生態(tài)空間山清水秀”。

生態(tài)功能是指生態(tài)系統(tǒng)與生態(tài)過程所形成的，維持人類生存的自然條件及其效用，包括氣體調(diào)節(jié)、氣候調(diào)節(jié)、水調(diào)節(jié)、水和廢物凈化、緩和突發(fā)事件、授粉、土壤保持、養(yǎng)分循環(huán)、初級(jí)生產(chǎn)9類具體功能。生產(chǎn)功能是指土地作為勞作對(duì)象直接獲取或以土地為載體進(jìn)行社會(huì)生產(chǎn)而產(chǎn)出各種產(chǎn)品和服務(wù)的功能，它被進(jìn)一步細(xì)分為生產(chǎn)與健康物質(zhì)供給生產(chǎn)、原材料生產(chǎn)功能、能源礦產(chǎn)生產(chǎn)功能及間接生產(chǎn)功能4大類;生活功能是指土地在人類生存和發(fā)展過程中所提供的各種空間承載、物質(zhì)和精神保障功能[2]。

2 研究進(jìn)展

針對(duì)“三生空間”，國內(nèi)學(xué)者做了大量的研究，取得了許多重要的研究成果。劉燕以“三生空間”的內(nèi)在運(yùn)行機(jī)制為客觀依據(jù)，深入研究“三生空間”的邏輯結(jié)構(gòu)、制衡機(jī)制和發(fā)展[3]；張紅旗等從土地利用功能的角度出發(fā)，構(gòu)建了國家尺度上具有生產(chǎn)、生活和生態(tài)功能的“三生用地”土地利用分類體系[4];方創(chuàng)琳等以干旱地區(qū)塔里木河下游尉犁地區(qū)為例，進(jìn)行了三生空間的承載力分析[5]；于辰等通過分析農(nóng)村“三生”空間重構(gòu)的演化機(jī)制，進(jìn)行了基于三生空間的農(nóng)業(yè)工程與土地整理，對(duì)土地整治模式進(jìn)行了新的劃分[6]；李廣東等從土地功能、生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)和景觀功能綜合的視角，進(jìn)行了城市三生空間功能的定量識(shí)別[7]；龍華樓等進(jìn)行了基于三生空間的鄉(xiāng)村重構(gòu)與空間優(yōu)化布局[8]。樊杰等基于土地利用功能，將國土空間進(jìn)行劃分，突出區(qū)域的主體功能，在宏觀層面規(guī)劃了中國的國土空間開發(fā)格局[9]。

但目前學(xué)者基于三生空間研究多以劃分為主，有一定研究和實(shí)踐基礎(chǔ)，但是對(duì)六盤山片區(qū)尤其是甘肅環(huán)縣并未涉及。基于此，本文以土地利用變化為基礎(chǔ)，對(duì)環(huán)縣的三生空間進(jìn)行研究，力求查清環(huán)縣三生空間變化，為研究區(qū)扶貧政策制定提供借鑒。

3 研究區(qū)概況

環(huán)縣隸屬于甘肅省慶陽市，位于甘肅省東部、慶陽市西北部， 地處北緯 36°1'-37°9'， 東經(jīng) 106°21'-107°44'之間，東臨甘肅華池縣、陜西定邊縣，南接甘肅慶城、鎮(zhèn)原縣，西連寧夏固原市原州區(qū)和同心縣，北靠寧夏鹽池縣。東、西寬約124km，南北長約127km，總面積9236km2，2012年，環(huán)縣轄4個(gè)鎮(zhèn)、16個(gè)鄉(xiāng)，共251個(gè)行政村，總?cè)丝?5.31萬。

環(huán)縣土地面積約占慶陽市的三分之一，山、川、塬、臺(tái)兼有，小氣候復(fù)雜多樣，宜糧、宜油、宜林、宜草，立體開發(fā)潛力巨大。近年來，通過馬蓮河、蒲河流域治理、梯田建設(shè)和生態(tài)項(xiàng)目建設(shè)，水土流失得到了大面積控制，生態(tài)環(huán)境有了大的改善，三生功能發(fā)生了顯著的變化。

4 研究方法

4.1 環(huán)縣2000-2015年土地功能變化

4.1.1 環(huán)縣三生用地分類體系

根據(jù)已有的研究[10]，結(jié)合環(huán)縣各鄉(xiāng)鎮(zhèn)土地功能的實(shí)際情況，確定本文的三生用地分類體系（見表1）。

表1 三生用地分類體系

4.1.2 環(huán)縣2000-2015年土地功能變化

采用Erdas imagine2013軟件對(duì)2000年、2005年、2010年和2015年Landsat5TM衛(wèi)星影像進(jìn)行輻射校正、光譜增強(qiáng)、影像融合，采用監(jiān)督分類的方法對(duì)影像進(jìn)行粗分類，運(yùn)用ArcGIS10.2對(duì)監(jiān)督分類結(jié)果進(jìn)行解譯和修正，得到2000年、2005年、2010年和2015年環(huán)縣各鄉(xiāng)鎮(zhèn)的土地利用分類圖，結(jié)合表1中的三生用地分類體系，得到環(huán)縣2000-2015年各鄉(xiāng)鎮(zhèn)的土地功能變化（如圖1所示）。

圖1 環(huán)縣2000-2015年土地功能變化

如圖1所示，研究區(qū)總面積為9236km2，生態(tài)功能是研究區(qū)的主要土地的主要功能，占研究區(qū)總面積的60%以上，并且生態(tài)用地的面積在波動(dòng)上升。其次是生產(chǎn)功能，占研究區(qū)總面積的30%左右，生產(chǎn)用地的面積逐年有減少的趨勢(shì)。生活用地所占比例最少，其面積在逐年增加。

4.2 環(huán)縣2000-2015年各土地功能轉(zhuǎn)換矩陣

土地利用轉(zhuǎn)移矩陣可具體刻畫出區(qū)域土地利用各種用地類型的變化方向和結(jié)構(gòu)特征，是土地利用動(dòng)態(tài)分析中常用的一種方法。土地利用轉(zhuǎn)移矩陣模型為：

式中，Aij為K時(shí)期的第i種土地功能類型轉(zhuǎn)變?yōu)镵+1時(shí)期的第j種土地功能類型的面積，A為土地功能轉(zhuǎn)換矩陣。

根據(jù)以上公式，將2000年、2005年、2010年和2015年四期研究區(qū)的土地功能類型進(jìn)行解譯，運(yùn)用ArcGIS10.2軟件，對(duì)各類土地功能類型進(jìn)行提取，得到不同時(shí)段研究區(qū)各土地功能類型轉(zhuǎn)換矩陣。（見表 2～5，資源來源同圖 1）。

表2 2000-2005年三生用地轉(zhuǎn)移矩陣（100%）

根據(jù)表2，2000-2005年，生態(tài)用地總體處于增長狀態(tài)，主要是生產(chǎn)用地轉(zhuǎn)化為生態(tài)用地。生活用地處于輸入狀態(tài)，生產(chǎn)用地和生態(tài)用地均有一部分轉(zhuǎn)化為生活用地，生產(chǎn)用地處于輸出狀態(tài)。

表3 2005-2010年三生用地轉(zhuǎn)移矩陣（100%）

根據(jù)表3，2005-2010年，生態(tài)用地總體處于增長狀態(tài)，主要是生產(chǎn)用地轉(zhuǎn)化為生態(tài)用地。生活用地處于輸入狀態(tài)，生產(chǎn)用地處于輸出狀態(tài)。

表4 2010-2015年三生用地轉(zhuǎn)移矩陣（100%）

根據(jù)表4，2010-2015年，生態(tài)用地總體處于輸入狀態(tài)，生活用地處于輸入狀態(tài)，生產(chǎn)用地處于輸出狀態(tài)。

表5 2000-2015年三生用地轉(zhuǎn)移矩陣（100%）

綜合4個(gè)時(shí)段各類土地功能類型區(qū)的變化，如2000-2015年，生態(tài)用地總體處于輸入狀態(tài)，有小部分轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)用地和生活用地，輸入＞輸出，生態(tài)用地面積處于增加狀態(tài)。生活用地處于輸入狀態(tài)，沒有面積輸出。生產(chǎn)用地處于輸出狀態(tài)，1.745km2變?yōu)樯鷳B(tài)用地外，0.172km2轉(zhuǎn)換成了生活用地，只有0.035km2生態(tài)用地轉(zhuǎn)換為生產(chǎn)用地（見表5）。

4.3 2000-2015年各村鎮(zhèn)三生功能變化

4.3.1 2000-2015年各鄉(xiāng)鎮(zhèn)生產(chǎn)功能變化

如圖2所示，2000-2015年，環(huán)縣各鄉(xiāng)鎮(zhèn)的生產(chǎn)功能呈現(xiàn)東強(qiáng)西弱的狀態(tài)，隨著時(shí)間的變化，鄉(xiāng)鎮(zhèn)的生產(chǎn)功能有弱化的趨勢(shì)。生產(chǎn)功能比較強(qiáng)的鄉(xiāng)鎮(zhèn)位于環(huán)縣的南部的合道鎮(zhèn)、演武鄉(xiāng)和天池鄉(xiāng)。隨著時(shí)間的變化，生產(chǎn)功能有減弱的趨勢(shì)。

圖2 2000-2015年環(huán)縣鄉(xiāng)鎮(zhèn)生產(chǎn)功能變化

4.3.2 2000-2015年各鄉(xiāng)鎮(zhèn)生活功能變化

如圖3所示，2000-2015年，生活功能比較強(qiáng)的鄉(xiāng)鎮(zhèn)呈現(xiàn)插花型分布，總體來說，呈現(xiàn)東北強(qiáng)西南弱的分布格局。隨著時(shí)間的變化，鄉(xiāng)鎮(zhèn)的生活功能有增強(qiáng)的趨勢(shì)。生活功能比較強(qiáng)的鄉(xiāng)鎮(zhèn)位于環(huán)縣的北部的甜水鎮(zhèn)、山城鄉(xiāng)和秦團(tuán)莊鄉(xiāng)，以及西南部的曲子鎮(zhèn)，其次環(huán)縣中部的環(huán)城鎮(zhèn)和虎洞鎮(zhèn)的生活功能增強(qiáng)比較明顯。隨著時(shí)間的變化，生活功能逐漸增強(qiáng)。

圖3 2000-2015年環(huán)縣鄉(xiāng)鎮(zhèn)生活功能變化

4.3.3 2000-2015年各鄉(xiāng)鎮(zhèn)生態(tài)功能變化

2000-2015年 ，環(huán)縣各鄉(xiāng)鎮(zhèn)的生態(tài)功能呈現(xiàn)西強(qiáng)東弱，連片分布的格局（如圖4所示）。隨著時(shí)間的變化，鄉(xiāng)鎮(zhèn)的生態(tài)功能變化不明顯。生態(tài)功能比較強(qiáng)的鄉(xiāng)鎮(zhèn)位于環(huán)縣的西部的鄉(xiāng)鎮(zhèn)，以及東部的八珠鄉(xiāng)和四合塬鎮(zhèn)。同時(shí)已有研究表明雖然近40年來環(huán)縣的生態(tài)用地面積變化不大，但是植被組成趨于簡單化，原生植被基本被天然次生植被所替代[11]。

圖4 2000-2015年鄉(xiāng)鎮(zhèn)生態(tài)功能變化

5 結(jié)論

人類活動(dòng)直接作用于六盤山片區(qū)，決定著六盤山片區(qū)的三生功能演變及變遷方向。2000-2015年，隨著居民生活需求的增加，生產(chǎn)用地面積明顯減少，生態(tài)用地面積不斷增加，生活用地面積迅速增加。2000-2015年，環(huán)縣生產(chǎn)功能呈現(xiàn)東強(qiáng)西弱，重心在環(huán)縣的東南部區(qū)域。生活功能比較強(qiáng)的鄉(xiāng)鎮(zhèn)呈現(xiàn)插花型分布，以東部和東南部比較強(qiáng)；生態(tài)功能呈現(xiàn)西強(qiáng)東弱，連片分布的格局，重心在環(huán)縣的西部鄉(xiāng)鎮(zhèn)。從東到西，環(huán)縣的三生功能呈現(xiàn)著生產(chǎn)功能向生態(tài)功能過渡，生活功能插花分布的空間格局。隨著時(shí)間的變化，生產(chǎn)功能有減弱趨勢(shì)，生活功能逐漸增強(qiáng)，生態(tài)功能變化不明顯。