曹艷雪，楊翠霞，曹福存

(大連工業(yè)大學(xué)藝術(shù)設(shè)計(jì)學(xué)院，中國(guó) 大連 116034)

在“一帶一路”發(fā)展戰(zhàn)略下，沿海港口作為重要的交通樞紐和節(jié)點(diǎn)城市，將成為“21世紀(jì)海上絲綢之路”建設(shè)的領(lǐng)軍者和主力軍。港口的發(fā)展離不開城市腹地的支撐，港口城市因其強(qiáng)大的資源要素集散功能，正成為全球產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移的目地和海洋產(chǎn)業(yè)的集聚中心，港城之間的空間效應(yīng)也逐漸增強(qiáng)[1]。港城關(guān)系貫穿了港口城市發(fā)展的整個(gè)過程，其港城空間關(guān)系經(jīng)歷了港城一體化、港城擴(kuò)張、港城分離和港城融合等一系列的發(fā)展變化[2]。而隨著經(jīng)濟(jì)全球化發(fā)展和貨物結(jié)構(gòu)的變化以及港口城市規(guī)劃發(fā)展，具有幾十年歷史的港口港區(qū)(也稱為老港區(qū))的集疏運(yùn)條件、航道條件和儲(chǔ)藏設(shè)施等無法滿足海運(yùn)船舶大型化和專業(yè)化的需求，已經(jīng)或者正逐漸從注重集裝箱和散貨等貨物航運(yùn)輸送的傳統(tǒng)角色，漸漸轉(zhuǎn)變?yōu)橐試?guó)際郵輪、游艇、綜合客運(yùn)碼頭為主的客運(yùn)服務(wù)、旅游觀光、休閑和文化展示等多元化的服務(wù)提供者[3]。為了優(yōu)化港口城市的空間結(jié)構(gòu)和保持老港區(qū)的城市活力與凝聚力，有必要深入研究港口城市更新下老港區(qū)的土地利用變化特點(diǎn)及規(guī)律。目前，老港區(qū)建設(shè)側(cè)重于其再開發(fā)建設(shè)模式、策略及其規(guī)劃設(shè)計(jì)等方面研究，例如郭衛(wèi)東、周挺等和胡昕等等均在總結(jié)國(guó)外相關(guān)的成功經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上為國(guó)內(nèi)老港區(qū)再開發(fā)建設(shè)提出了相關(guān)策略和建議[3-5]；張晉石從開放空間角度對(duì)老港區(qū)再開發(fā)規(guī)劃策略提出了相應(yīng)的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)；李立和段蘇桐從城市規(guī)劃和城市設(shè)計(jì)角度對(duì)大連老港區(qū)及其周邊區(qū)域再開發(fā)提出相應(yīng)規(guī)劃策略[6-8]。港口再開發(fā)建設(shè)過程中引起海岸帶的土地利用變化，已成為人與土地相互作用與全球變化的重點(diǎn)研究之一。其中國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)海岸帶土地利用研究側(cè)重于大尺度或中尺度范圍內(nèi)的現(xiàn)狀和問題分析[9，10]、空間格局特征[11]、動(dòng)態(tài)變化特征[12，13]、生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值[14]等方面研究。但對(duì)于港口這種特殊土地利用、時(shí)間跨度在十幾年以上的動(dòng)態(tài)變化分析的文獻(xiàn)卻不多。作為國(guó)內(nèi)重要港口的大連港老港區(qū)(簡(jiǎn)稱大連老港區(qū))的土地利用功能轉(zhuǎn)變研究還未見報(bào)道。

土地利用是國(guó)土空間的實(shí)體表現(xiàn)形態(tài)和核心主體，具有生產(chǎn)、生活和生態(tài)(簡(jiǎn)稱“三生”)的多功能性[15]，而基于“三生”空間的土地利用轉(zhuǎn)換為資源優(yōu)化也帶來了新的發(fā)展契機(jī)?，F(xiàn)階段，“三生”空間的相關(guān)研究主要側(cè)重在“三生”空間分類體系[15，16]、“三生”空間識(shí)別[17]和“三生”空間優(yōu)化布局[16，18]等；在尺度方面?zhèn)戎赜趪?guó)家、省、市縣和鄉(xiāng)鎮(zhèn)等大中尺度的城鄉(xiāng)土地向外擴(kuò)張下的土地利用變化[18-20]。而隨著城市土地快速向外擴(kuò)張逐漸變緩，城市發(fā)展和土地利用轉(zhuǎn)向了內(nèi)城的更新，港口城市也正面臨著內(nèi)城老港區(qū)的更新。在“一帶一路”戰(zhàn)略的指導(dǎo)下，大連老港區(qū)的開發(fā)和轉(zhuǎn)型可以為沿海港口城市的更新發(fā)展提供借鑒。大連老港區(qū)已有100多年歷史，其港區(qū)設(shè)施、空間配置與港口相關(guān)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)變化與物流功能等已無法適應(yīng)大型化、專業(yè)化和集裝箱化的船舶發(fā)展?！耙栏哿⑹?，先港后市，以港興市”是大連港城發(fā)展歷史關(guān)系的客觀寫照，老港區(qū)搬遷改造已經(jīng)對(duì)大連城市東部發(fā)展拓展新的空間“東港商務(wù)區(qū)”起了重要作用，這些促使老港區(qū)土地利用變化更為明顯。因此，本文利用RS和GIS技術(shù)，從“三生”功能的角度出發(fā)，對(duì)2000—2015年老港區(qū)土地利用變化情況及特點(diǎn)進(jìn)行討論，以期為港城融合城市發(fā)展、城市規(guī)劃及相關(guān)部門提供有益參考。

1 大連老港區(qū)概況

大連老港區(qū)位于大連市東部(坐標(biāo)為38°55＇44＇＇N,121°39＇17＇＇E)，于1899年開始興建，1899—1905年被沙俄租借和統(tǒng)治，1905—1945年被日本侵占和統(tǒng)治，1945—1950年由蘇聯(lián)代管，1951年回歸祖國(guó)懷抱[21]。其功能也從注重集裝箱和散貨等貨物航運(yùn)輸送的傳統(tǒng)角色，漸漸轉(zhuǎn)變?yōu)橐試?guó)際郵輪、游艇、綜合客運(yùn)碼頭為主的客運(yùn)服務(wù)、旅游觀光、休閑和文化展示等多元化的服務(wù)提供者。2000年大連市委、市政府決定對(duì)大連港東部地區(qū)實(shí)施搬遷改造(現(xiàn)稱為“東港”)，2004年大連市政府通過了《大連東港地區(qū)改造規(guī)劃方案》，總規(guī)劃用地面積5.97 km2，其中陸域面積2.78 km2，填海面積3.19 km2(圖1)。2005—2007年老港區(qū)完成了全部搬遷，保留西側(cè)的滾裝碼頭、客運(yùn)碼頭和內(nèi)貿(mào)集裝箱碼頭。本文的研究區(qū)域?yàn)槔细蹍^(qū)原陸域范圍(圖1)，西北側(cè)為造船廠，西南側(cè)為長(zhǎng)江路，東北側(cè)與黃海相接壤。從圖1可知，老港區(qū)土地利用調(diào)整了東側(cè)的道路，港隆路和長(zhǎng)江路的延伸使得核心區(qū)與東側(cè)的各個(gè)街區(qū)形成更好的連接，路網(wǎng)結(jié)構(gòu)變得更加清晰，其可達(dá)性以及活力度都得到了提升，發(fā)展模式也由原來的以生產(chǎn)空間為主逐漸轉(zhuǎn)為服務(wù)于生活空間和生態(tài)空間。由此，本研究結(jié)合大連城市規(guī)劃發(fā)展，選用2000，2005，2010和2015年的土地利用類型的變化圖來進(jìn)行對(duì)比分析。

圖1 大連老港區(qū)的區(qū)位圖 Fig. 1 The location graph of Dalian old seaport

2 數(shù)據(jù)來源和研究方法

2.1 數(shù)據(jù)來源

本文通過對(duì)大連老港區(qū)不同年份的地圖和相關(guān)文獻(xiàn)分析[21]，并結(jié)合大連城市發(fā)展和規(guī)劃設(shè)計(jì)綱要，最終確定以2000，2005，2010和2015年作為研究的時(shí)間節(jié)點(diǎn)，利用快鳥(Quickbird)衛(wèi)星遙感圖、谷歌地圖和實(shí)際調(diào)研，對(duì)大連老港區(qū)土地利用變化進(jìn)行可視化處理。利用實(shí)際測(cè)量和ArcGIS技術(shù)，對(duì)不同年份和不同土地利用變化類型的面積進(jìn)行計(jì)算并分析其空間演變特征。

2.2 研究方法

2.2.1 大連老港區(qū)“三生”空間土地利用分類體系構(gòu)建 三生空間是一種根據(jù)國(guó)土利用類型劃分的功能空間，包括生產(chǎn)空間、生活空間和生態(tài)空間。生產(chǎn)空間指提供物質(zhì)資料和服務(wù)等生產(chǎn)行為的區(qū)域；生活空間指人類居住、消費(fèi)和休閑等日常生活行為的具體區(qū)域；生態(tài)空間指提供生態(tài)資源及其服務(wù)的區(qū)域[15，22，23]。而土地本身不僅是一個(gè)集生產(chǎn)、生活和生態(tài)多功能體，還是一個(gè)相互關(guān)聯(lián)、相互統(tǒng)一的復(fù)雜綜合體。港區(qū)土地利用變化是其利用類型在生產(chǎn)、生活和生態(tài)三大空間中功能間的轉(zhuǎn)變。結(jié)合已有學(xué)者研究[6-9]，港口區(qū)域內(nèi)生產(chǎn)空間主要是指滿足集裝箱的倉(cāng)儲(chǔ)、道路與交通設(shè)施、公共管理和服務(wù)設(shè)施等場(chǎng)所；生活空間主要是指為人們提供居住、消費(fèi)和休閑服務(wù)等空間；生態(tài)空間主要是指綠地與廣場(chǎng)用地、空閑地等用地場(chǎng)所。但不同的土地利用方式、強(qiáng)度和相關(guān)使用者，土地利用分類也在變化，如港口區(qū)的道路與交通設(shè)施用地在堆場(chǎng)區(qū)域內(nèi)主要突出其為生產(chǎn)服務(wù)，而在居住區(qū)范圍內(nèi)突出其為生活服務(wù)，因此本研究將其分為生產(chǎn)性和生活性道路與交通設(shè)施用地?；诖?，本研究以2017新版《土地利用現(xiàn)狀分類》、《大連市城市總體規(guī)劃(2001—2010年)2017年修訂》、《大連東港地區(qū)改造規(guī)劃》等為依據(jù)，結(jié)合研究區(qū)土地利用特點(diǎn)，參考楊清可等、張紅旗等相關(guān)研究[23，24]，三生空間分類與土地利用分類的對(duì)應(yīng)關(guān)系如表1所示。

表1 大連老港區(qū)“三生”空間土地利用的分類體系

2.2.2 土地利用轉(zhuǎn)移矩陣 土地利用轉(zhuǎn)移矩陣可以分析不同土地利用結(jié)構(gòu)特征變化和類型特征變化，這在已有相關(guān)研究成果中得到了驗(yàn)證[25，26]。該方法來源于系統(tǒng)分析中對(duì)系統(tǒng)狀態(tài)之間轉(zhuǎn)移的定量描述[28]。土地利用轉(zhuǎn)移矩陣通常是行表示T1時(shí)間節(jié)點(diǎn)土地利用類型，列表示T2時(shí)間節(jié)點(diǎn)土地利用類型(表2)。表2中各行之和為T1時(shí)間節(jié)點(diǎn)的面積，各行之和減去對(duì)角線元素值為T1～ T2內(nèi)減少量；各行之列為T2時(shí)間節(jié)點(diǎn)的面積，各列之和減去對(duì)角線元素值為T1～ T2內(nèi)增加量。本文在表1 土地利用分類體系基礎(chǔ)上，利用GIS技術(shù)對(duì)不同時(shí)期土地利用數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總、空間疊加等交叉分析和統(tǒng)計(jì)，建立土地利用類型轉(zhuǎn)移矩陣，并分析其土地利用變化的規(guī)律及特征。

表2 土地利用轉(zhuǎn)移矩陣

2.2.3 土地利用的凈變化與交換變化 土地利用類型的凈變化量是土地利用變化分析中最常用到的信息，也是各土地利用類型的研究期末和研究期初面積之差的絕對(duì)值[28]。其計(jì)算公式：

Dj=MAX(Pj+-Pjj,P+j-Pjj)-MIN(Pj+-Pjj,P+j-Pjj),

(1)

式中Dj表示土地利用類型的凈變化量,Pj+表示T1時(shí)間節(jié)點(diǎn)土地類型j的所占總面積百分比,P+j表示T2時(shí)間節(jié)點(diǎn)土地類型j的所占總面積百分比。Pjj表示T1～T2期間土地類型j保持不變的面積百分比，Pj+-Pjj為T1～T2期間土地類型j面積減少的百分比,P+j-Pjj為T1～ T2期間土地類型j面積增加的百分比。但在土地利用變化中，凈變化量不能真實(shí)反映其土地利用的動(dòng)態(tài)演變過程，而交換變化量在總變化量中具有重要作用[29]。交換變化量就是一個(gè)地類在一個(gè)地方轉(zhuǎn)換為其他地類，同時(shí)在另外地方又有其它地類轉(zhuǎn)換為該地類的方法[28]。交換變化量的計(jì)算公式為

Sj=2×MIN(Pj+-Pjj,P+j-Pjj)，

(2)

式中Sj表示j種土地利用類型的交換量。各土地利用的總變化量是各土地利用類型的凈變化量和交換變化量之和。

3 “三生”視角下的大連老港區(qū)土地利用變化分析

3.1 大連老港區(qū)土地利用結(jié)構(gòu)變化

依據(jù)表1和圖1的數(shù)據(jù)，本文對(duì)土地利用變化進(jìn)行分析，得出其時(shí)空演變特征(圖2和圖3)。結(jié)果表明： 2000—2015年老港區(qū)的土地利用結(jié)構(gòu)變化明顯，主要表現(xiàn)為生產(chǎn)空間用地快速減少、生活空間和生態(tài)空間用地逐漸增加，其中生活空間和生態(tài)空間的用地面積分別增加了130.82 hm2和55.88 hm2。2000—2005年間，整體上用地結(jié)構(gòu)變化幅度較小，這與其正處于搬遷和轉(zhuǎn)型的籌劃階段有很大關(guān)系。2007年底老港區(qū)搬遷全部完成，因而2005年和2010年的倉(cāng)儲(chǔ)用地、空閑地、港口碼頭及道路用地的變化較大，呈現(xiàn)出由生產(chǎn)空間向生態(tài)空間轉(zhuǎn)變的趨勢(shì)；其中倉(cāng)儲(chǔ)用地面積減少了118.57 hm2、比2005年減少了42.65%；空閑地面積增加了146.72 hm2,是2005年的8.7倍。這與老港區(qū)處于規(guī)劃建設(shè)期以及保留其歷史文化遺跡有很大的關(guān)系。2010—2015年間，土地利用結(jié)構(gòu)變化較大，其中道路及服務(wù)場(chǎng)站用地、住宅用地、混合用地、公園與綠地用地和商務(wù)金融用地的變化最為明顯，面積分別增加了54.7，41.81，30.41，21.48和10.03 hm2；而空閑地的減幅較大，共減少了112.55 hm2，并轉(zhuǎn)變?yōu)樯羁臻g用地。區(qū)域內(nèi)還增加了4 hm2的文化及教育設(shè)施用地，豐富了居民日常生活。此外，老港區(qū)保留了具有歷史遺跡價(jià)值的水工建筑物，比如建成于1903年的大連商港形成重要標(biāo)志的乙碼頭、甲碼頭和二碼頭，建成于1912年的船舶進(jìn)出港的首要導(dǎo)航設(shè)施的燈塔。綜上分析，老港區(qū)15年來土地利用結(jié)構(gòu)變化特征：一是以生活空間為主的土地利用結(jié)構(gòu)變化明顯，住宅用地及商住混合用地面積大幅增加，以公園與綠地等生態(tài)空間用地類型也逐步增加；二是以生產(chǎn)空間為主的倉(cāng)儲(chǔ)用地結(jié)構(gòu)變化非常明顯并全部轉(zhuǎn)變?yōu)橐陨詈蜕鷳B(tài)空間的用地類型，同時(shí)保留了老碼頭的客運(yùn)和部分貨運(yùn)功能；三是土地利用變化受政策影響明顯，倉(cāng)儲(chǔ)用地轉(zhuǎn)變非常迅速。

圖2 2000-2015年大連老港區(qū)三生空間格局 Fig. 2 Spatial pattern of production-living-ecological space in Dalian old seaport during 2000—2015

圖3 2000—2015年大連老港區(qū)三生空間結(jié)構(gòu)變化 Fig. 3 Spatial structure of production-living-ecological space in Dalian old seaport during 2000—2015

3.2 大連老港區(qū)土地利用類型變化

為了探討老港區(qū)土地利用類型間的內(nèi)部轉(zhuǎn)換情況，根據(jù)表1的分類體系和大連城市規(guī)劃發(fā)展，本研究利用ArcGIS 10.2技術(shù)對(duì)2000年和2015年2期土地利用的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，構(gòu)建土地利用變化的轉(zhuǎn)移矩陣，見表3。從表3得出，從2000到2015年倉(cāng)儲(chǔ)用地轉(zhuǎn)變?yōu)樯套』旌嫌玫睾妥≌玫卣嫉谋戎刈畲?，約占43.55%，公園與綠地以及商務(wù)金融用地差別不大；港口碼頭及道路用地除了保留的港口碼頭用地和空閑地外，轉(zhuǎn)變?yōu)樯虅?wù)金融用地比重最大，達(dá)到8.8%。這與其歷史文化、交通和周圍商務(wù)圈構(gòu)建有很大的關(guān)系。根據(jù)表3，本研究計(jì)算出2000—2015年間土地利用的變化情況，見表4。從表4看出，“三生”空間中以生產(chǎn)空間為主的用地總變化量最大，占土地總面積的73.10%；其次是生活空間，占47.67%；此外各土地利用變化構(gòu)成也不相同，生產(chǎn)空間和生態(tài)空間用地的變化為交換變化，生活空間用地的變化為凈變化。其中倉(cāng)儲(chǔ)用地具有最大的總變化量，占生產(chǎn)類用地總面積77.69%，但交換變化量幾乎為0；港口碼頭及道路用地的總變化量?jī)H次于倉(cāng)儲(chǔ)用地，其交換變化量也幾乎為0。這表明倉(cāng)儲(chǔ)用地、港口碼頭及道路用地的變化主要表現(xiàn)為數(shù)量的減少。公園與綠地和公用設(shè)施用地則剛好相反，其總變化量分別為11.91%和4.57%，但其凈變化量分別達(dá)到1.42%和1.37%，這表明公園與綠地和公用設(shè)施用地的變化主要表現(xiàn)為空間位置的轉(zhuǎn)移；公園與綠地面積數(shù)量減少，其原因與老港區(qū)填海和大連城市規(guī)劃發(fā)展有很大的關(guān)聯(lián)。商務(wù)金融、文化及教育設(shè)施和混合用地等均為增加用地類型，而住宅用地和商住混合用地新增量占地面積最大，共計(jì)占28.80%；空閑地新增量次之，占21.58%，表明住宅用地和商住用地、空閑地變化主要表現(xiàn)為土里利用變化的數(shù)量上增加。

表3 2000—2015年大連老港區(qū)土地利用轉(zhuǎn)移矩陣 單位：%

表4 2000—2015年大連老港區(qū)土地利用變化信息 單位：%

3.3 大連老港區(qū)海岸空間的土地利用轉(zhuǎn)變

港口海岸區(qū)域建設(shè)已成為改變城市轉(zhuǎn)型發(fā)展方式之一，并也成為重新定位城市形象的一張名片，比如上海、深圳和香港等。本研究對(duì)比2000年和2015年谷歌影像(圖4)，得出結(jié)果：2000年老港區(qū)海岸空間建設(shè)關(guān)系重點(diǎn)是“生產(chǎn)”，其功能類型為貨物集散、加工轉(zhuǎn)口、國(guó)際物流、貿(mào)易商流；2015年老港區(qū)海岸建設(shè)關(guān)系重點(diǎn)是“生態(tài)”，其功能為郵輪、休閑娛樂、觀光旅游、文化保護(hù)和生態(tài)體驗(yàn)，是可持續(xù)發(fā)展，也是服務(wù)業(yè)增值。目前老港區(qū)海岸濱水區(qū)域主要是填海造地的，有恢宏壯觀的音樂噴泉廣場(chǎng)、現(xiàn)代時(shí)尚的國(guó)際游艇港，也有浪漫休閑的東方水城；6 km長(zhǎng)的海韻大道緊鄰東港沿海區(qū)，設(shè)置了木棧道、塑膠跑道、自行車道和林蔭馬車大道，是市民休閑娛樂、親海觀海的黃金海岸。

圖4 2000—2015年大連老港區(qū)海岸空間土地利用變化 Fig. 4 Land use change of coastal space in Dalian old seaport between 2000 and 2015

4 結(jié)論

本文利用GIS技術(shù)與數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法， 從“三生”空間的視角對(duì)2000—2015年大連老港區(qū)的土地利用變化特征進(jìn)行了分析。結(jié)果表明：

(1)2000—2015年間，老港區(qū)土地利用變化顯著，以生產(chǎn)空間為主的用地類型減少，生活空間和生態(tài)空間用地面積分別增加了130.82 hm2和55.88 hm2。其中以生產(chǎn)空間為主的倉(cāng)儲(chǔ)用地類型轉(zhuǎn)變?yōu)橐陨羁臻g為主的住宅用地類型占的比例較大，港口碼頭用地保留了體現(xiàn)大連老港區(qū)和大連城市發(fā)展的歷史文化遺跡，延續(xù)其以客運(yùn)為主的輸運(yùn)功能。

(2)通過對(duì)土地轉(zhuǎn)換矩陣的新增用地和流失分析，以生產(chǎn)和生態(tài)空間為主的用地變化表現(xiàn)為交換變化，以生活空間為主的用地變化表現(xiàn)為凈變化。倉(cāng)儲(chǔ)用地的總變化量最大，商務(wù)金融、文化及教育設(shè)施和混合用地等均為增加用地類型，而住宅用地和商住混合用地、空閑地主要表現(xiàn)為數(shù)量上的增加，這些大都由倉(cāng)儲(chǔ)用地減少轉(zhuǎn)變而來。從土地利用的流失方向分析來看，倉(cāng)儲(chǔ)用地、港口碼頭及道路等用地類型和數(shù)量減少以轉(zhuǎn)變?yōu)樽≌玫?包括商住混合用地)和空閑地最具有優(yōu)勢(shì)。

(3)老港區(qū)海岸空間用地類型是從2000年以貨物集散、國(guó)際物流和貿(mào)易商流為主的生產(chǎn)空間，轉(zhuǎn)為2015年以國(guó)際郵輪、休閑娛樂、觀光旅游、文化保護(hù)和生態(tài)體驗(yàn)為主的生活生態(tài)空間，即以“物”為服務(wù)主體的土地利用逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)橐浴叭恕睘榉?wù)主體的親水休憩的生活和生態(tài)空間用地類型。

大連老港區(qū)土地利用在空間上的變化反映了當(dāng)時(shí)各項(xiàng)自然、社會(huì)、政治、經(jīng)濟(jì)和科技等環(huán)境因素與社會(huì)價(jià)值觀念的改變。本文借鑒已有研究成果，利用“三生”空間概念對(duì)歷史悠久老港區(qū)土地利用類型進(jìn)行分類，分析了老港區(qū)土地利用變化在統(tǒng)計(jì)學(xué)上的表征分析，雖可以為土地利用變化機(jī)制分析提供有價(jià)值信息，但不能代替土地利用變化機(jī)制的分析，還需在后期研究中作進(jìn)一步分析。