隋虹均，宋 戈，張紅梅

松嫩平原北部糧食主產(chǎn)區(qū)克山縣三生空間識(shí)別

隋虹均，宋 戈※，張紅梅

（東北大學(xué)文法學(xué)院土地資源管理系，沈陽 110169）

精準(zhǔn)識(shí)別并掌握糧食主產(chǎn)區(qū)生產(chǎn)、生活、生態(tài)空間對保障國家糧食安全促進(jìn)國土空間健康可持續(xù)發(fā)展具有重要意義，該研究以克山縣為研究區(qū)，基于克山縣2015年土地利用變更調(diào)查矢量數(shù)據(jù)庫，采用耦合協(xié)調(diào)度與反距離權(quán)重插值的方法，通過探析三生功能之間的耦合協(xié)調(diào)性，對研究區(qū)三生空間進(jìn)行細(xì)粒度網(wǎng)格下的精準(zhǔn)識(shí)別。研究結(jié)果表明：1）研究區(qū)以生產(chǎn)功能為主且空間分布較為均衡；生活功能主要體現(xiàn)在農(nóng)村居民點(diǎn)與建制鎮(zhèn)并與生產(chǎn)功能呈現(xiàn)出空間一致性；生態(tài)功能具有一定的空間分異特征與生產(chǎn)功能、生活功能表現(xiàn)出明顯的空間互補(bǔ)性。2）研究區(qū)以三生功能磨合區(qū)與協(xié)調(diào)區(qū)為主基調(diào)，符合糧食主產(chǎn)區(qū)功能定位。3）研究區(qū)可識(shí)別出6種空間，整體上呈現(xiàn)出以生產(chǎn)-生活-生態(tài)空間與生產(chǎn)-生態(tài)空間為主體并零星伴有其他功能的國土空間格局。研究結(jié)果可為糧食主產(chǎn)區(qū)“三區(qū)三線”的劃定提供科學(xué)依據(jù)。

土地利用；功能；三生空間；空間格局；耦合協(xié)調(diào)度；松嫩平原；糧食主產(chǎn)區(qū)

0 引 言

國土空間是人類生產(chǎn)、生活活動(dòng)及生態(tài)文明建設(shè)的載體[1]，生產(chǎn)空間、生活空間、生態(tài)空間是指按照國土利用主要功能劃分的空間總稱[2]，是國土宏觀尺度認(rèn)識(shí)的基本范式[3]。自1978年改革開放以來，中國隨著城市化與工業(yè)化的快速推進(jìn)，導(dǎo)致國土空間格局發(fā)生了急劇的變化[4]以及一系列可持續(xù)發(fā)展的問題[5]。面對發(fā)展瓶頸，中共十八大明確提出促進(jìn)生產(chǎn)空間集約高效，生活空間宜居適度，生態(tài)空間山清水秀的總體要求，將優(yōu)化國土空間開發(fā)格局作為生態(tài)文明建設(shè)的首要舉措[6]。因此準(zhǔn)確識(shí)別劃分三生空間對區(qū)域國土空間規(guī)劃的編制以及可持續(xù)發(fā)展具有重要的意義。

國外學(xué)者主要是圍繞土地利用的多功能性展開研究，并取得了較為豐富的成果。在土地利用多功能性方面，最早起源于20世紀(jì)末歐盟開展的農(nóng)業(yè)多功能性的研究[7]。21世紀(jì)初國外學(xué)者分別從經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、生態(tài)與生產(chǎn)的角度進(jìn)行土地利用功能分類的研究[8]。隨著可持續(xù)發(fā)展理念的提出，土地利用的多功能性問題備受學(xué)界矚目，國外學(xué)者通過構(gòu)建評(píng)價(jià)指標(biāo)體系對土地利用的多功能性進(jìn)行深入的剖析與探討[9]。2007年TEEB計(jì)劃提出的價(jià)值轉(zhuǎn)換方法在經(jīng)過不斷完善和推廣之后，在土地利用多功能性定量識(shí)別方面得到廣泛的應(yīng)用[10]。盡管國外關(guān)于三生空間方面的研究較為匱乏，但在土地利用多功能性方面取得的豐碩成果為中國開展三生空間方面的研究提供了參考與借鑒。目前國內(nèi)學(xué)者在進(jìn)行三生空間識(shí)別的研究中，一是基于用地分類體系[11-13]即根據(jù)國家相關(guān)的土地分類標(biāo)準(zhǔn)[14]對區(qū)域土地利用現(xiàn)狀進(jìn)行自下而上的歸并分類，識(shí)別生產(chǎn)、生活、生態(tài)空間；二是通過功能評(píng)價(jià)[15-17]即針對特定的研究目標(biāo)[18-20]、研究尺度[21-22]，選取社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境要素構(gòu)建自上而下的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系對三生空間進(jìn)行識(shí)別；前者較好的實(shí)現(xiàn)了土地利用功能分類與現(xiàn)狀分類的銜接，但其對土地利用的多功能性考慮仍有欠缺，并且歸并分類的細(xì)度與精度受主觀意識(shí)的影響較大；后者具備地域針對性和評(píng)價(jià)體系綜合性強(qiáng)的特點(diǎn)，然而其尚未形成較為科學(xué)、準(zhǔn)確、統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)[16]。國內(nèi)學(xué)者[12]基于土地利用的產(chǎn)業(yè)屬性、社會(huì)屬性、管理屬性構(gòu)建了三生用地分類表達(dá)的框架范式，規(guī)范了分類歸并的標(biāo)準(zhǔn)，但其仍未與土地利用的功能性差異做出有機(jī)結(jié)合，三生空間識(shí)別精度依然留有提升的潛力。另外，當(dāng)前的研究區(qū)域主要集中于經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)[1-2,18]區(qū)域、快速城鎮(zhèn)化區(qū)域[13]以及山區(qū)[3]，研究成果為優(yōu)化國土空間格局提供了大量的參考。根據(jù)中國2019年統(tǒng)計(jì)年鑒數(shù)據(jù)，2018年中國13個(gè)糧食主產(chǎn)區(qū)糧食產(chǎn)量占全國糧食總產(chǎn)量的73.38%，為保障國家糧食安全做出巨大貢獻(xiàn)，因此準(zhǔn)確識(shí)別糧食主產(chǎn)區(qū)生產(chǎn)、生活、生態(tài)空間是牢筑糧食安全壓艙石的迫切需要，但目前關(guān)于糧食主產(chǎn)區(qū)三生空間方面的研究尚不多見。在識(shí)別過程中，當(dāng)前多是采用功能疊加定性分析[23]與優(yōu)勢度[1]、三角圖[2]等定量測算的方法，識(shí)別的結(jié)果主要從土地利用主導(dǎo)功能[24]、主次功能兼顧[25]、功能強(qiáng)弱差異[11,26]3方面進(jìn)行表達(dá)。土地是一個(gè)多功能綜合體，三生功能相互關(guān)聯(lián)并且相互統(tǒng)一[27]，地域功能是兩種乃至多種功能疊加后形成的新的綜合功能[28]，但在功能協(xié)同視角下的相關(guān)研究尚顯不足。在研究尺度方面，以往的研究一是以各級(jí)行政區(qū)為分析的基本地域單元[13]對宏、中觀尺度[1,21,29-30]下的三生空間進(jìn)行識(shí)別；二是以用地類型區(qū)為基本分析單元對微觀尺度[15,27]下的三生空間進(jìn)行識(shí)別；但研究結(jié)果難以打破行政區(qū)與用地類型區(qū)的局限；地理網(wǎng)格為解決該問題提供了有效的途徑，而目前的相關(guān)研究主要以粗粒度公里網(wǎng)格[2]為基本分析單元，并且多是對單一功能的演化規(guī)律進(jìn)行分析[11]，在細(xì)粒度網(wǎng)格下的三生空間識(shí)別尚需加強(qiáng)。

精準(zhǔn)識(shí)別糧食主產(chǎn)區(qū)的三生空間是保障國家糧食安全、實(shí)現(xiàn)中國農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的必要問題?？松娇h地處松嫩平原北部地帶，土壤肥沃，耕地質(zhì)量高，是中國重要的糧食主產(chǎn)區(qū)商品糧生產(chǎn)基地。鑒于此，本研究以克山縣為研究區(qū)，基于2015年克山縣土地利用變更調(diào)查矢量數(shù)據(jù)庫，根據(jù)克山縣地類圖斑面積，測算本研究分析的基本地域單元，并建立細(xì)粒度地理網(wǎng)格。參考已有研究成果[11-12]，從土地利用的產(chǎn)業(yè)屬性、社會(huì)屬性、管理屬性的視角依次劃分生產(chǎn)、生活、生態(tài)用地類型，并依據(jù)土地利用多功能性的強(qiáng)弱差異，構(gòu)建分類與功能差異相結(jié)合的研究區(qū)生產(chǎn)、生活、生態(tài)用地評(píng)價(jià)指標(biāo)體系；采用耦合協(xié)調(diào)度與反距離權(quán)重插值的方法，定量測算各分析單元內(nèi)生產(chǎn)、生活、生態(tài)功能之間的協(xié)調(diào)性，以功能協(xié)同程度為出發(fā)點(diǎn)對研究區(qū)生產(chǎn)、生活、生態(tài)空間進(jìn)行細(xì)粒度網(wǎng)格下的精準(zhǔn)識(shí)別，旨在為國土空間格局優(yōu)化與開發(fā)保護(hù)提供支撐。

1 研究區(qū)概況

克山縣位于黑龍江省齊齊哈爾市東北部，地處松嫩平原北部地帶，其南鄰拜泉縣，西接依安縣，北隔訥饃爾河與訥河市相望，東與五大連池市毗鄰?？松娇h介于125°10′57″～126°8′18″E，47°50′51″～48°33′47″N之間，南北長79.72 km，東西寬71.30 km，縣域邊界線總長337.55 km，總體地勢為東北高西南低，是中國重要的糧食主產(chǎn)區(qū)、產(chǎn)糧大縣。研究區(qū)下轄7個(gè)鎮(zhèn)8個(gè)鄉(xiāng)和1個(gè)國營農(nóng)場，土地總面積為3 186.18 km2，其中耕地面積為2 500.58 km2。據(jù)2018年克山縣政府工作報(bào)告顯示，克山縣糧食產(chǎn)量為73.90萬t，地區(qū)生產(chǎn)總值、全社會(huì)固定資產(chǎn)投資、公共財(cái)政預(yù)算收入分別實(shí)現(xiàn)72.9、24.5與2.0億元，同比依次增長5%、8.8%與21.1%；全年編制城鄉(xiāng)各類規(guī)劃30個(gè)，開發(fā)商品房269 000 m2，改造棚戶區(qū)27 000 m2，建設(shè)通村公路79.6 km，窄路加寬171.5 km，城鄉(xiāng)面貌得以改善。隨著研究區(qū)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展與城鎮(zhèn)化的推進(jìn)，土地開發(fā)與建設(shè)力度逐漸加強(qiáng)，糧食主產(chǎn)區(qū)為保障糧食產(chǎn)量不降低、耕地面積不減少，對部分生態(tài)用地進(jìn)行開發(fā)，導(dǎo)致區(qū)域生態(tài)用地面積下降，引發(fā)了區(qū)域發(fā)展?fàn)顟B(tài)與生態(tài)效應(yīng)間不匹配的矛盾。根據(jù)克山縣2010年國土資源第二次調(diào)查與2015年土地利用變更調(diào)查成果，6 a間林地、草地、水域等生態(tài)用地面積減少96 hm2，生產(chǎn)、生活、生態(tài)空間的沖突較為尖銳。

2 材料與方法

2.1 數(shù)據(jù)來源與處理

本研究數(shù)據(jù)源于黑龍江省2015年土地利用變更調(diào)查矢量數(shù)據(jù)庫，利用Arcgis10.0軟件提取研究區(qū)行政區(qū)邊界，并將其與地類圖斑疊置，對地類圖斑進(jìn)行剪裁處理獲得研究區(qū)土地利用現(xiàn)狀數(shù)據(jù)。以往在網(wǎng)格尺度下三生空間識(shí)別的研究中多是以粗粒度公里網(wǎng)為主，并且缺少相應(yīng)的依據(jù)，本文通過對研究區(qū)地類圖斑的統(tǒng)計(jì)計(jì)算，為研究區(qū)構(gòu)建300 m ×300 m地理網(wǎng)格，進(jìn)行細(xì)粒度網(wǎng)格下三生空間的精準(zhǔn)識(shí)別。

2.2 研究方法

2.2.1 三生用地分類與功能評(píng)價(jià)

本文依據(jù)已有的研究成果[11-12]，按照土地利用的系統(tǒng)性原則，從土地利用的產(chǎn)業(yè)屬性、社會(huì)屬性、管理屬性的視角依次劃分生產(chǎn)、生活、生態(tài)用地類型，同時(shí)根據(jù)土地利用多功能性的強(qiáng)弱差異引入強(qiáng)生產(chǎn)/生活/生態(tài)用地、半生產(chǎn)/生活/生態(tài)用地、弱生產(chǎn)/生活/生態(tài)用地概念，借鑒國內(nèi)學(xué)者基于土地利用多功能性強(qiáng)弱差異構(gòu)建的不同土地利用類型的三生功能評(píng)價(jià)體系賦值標(biāo)準(zhǔn)[11]，對各個(gè)用地類型進(jìn)行生產(chǎn)、生活、生態(tài)功能的賦值；將強(qiáng)生產(chǎn)/生活/生態(tài)用地賦值為5分、半生產(chǎn)/生活/生態(tài)用地賦值為3分、弱生產(chǎn)/生活/生態(tài)用地賦值為1分、非生產(chǎn)/生活/生態(tài)用地賦值為0分，具體如表1所示。

依據(jù)土地利用的產(chǎn)業(yè)屬性將生產(chǎn)用地劃分為：農(nóng)業(yè)、林業(yè)、牧業(yè)、漁業(yè)、工商、礦業(yè)、旅游、交通生產(chǎn)用地共8個(gè)二級(jí)類；根據(jù)土地利用的社會(huì)屬性將生活用地劃分為：城鎮(zhèn)、農(nóng)村、礦區(qū)、復(fù)合生活用地共4個(gè)二級(jí)類，需要指出的是復(fù)合生活用地是指能滿足人們?nèi)粘＞裆钚枨蟮挠玫兀擅赓M(fèi)為居民提供娛樂、休閑、美學(xué)等服務(wù)；依據(jù)土地利用的管理屬性將生態(tài)用地劃分為：限制、控制、保全、補(bǔ)充生態(tài)用地共4個(gè)二級(jí)類。在三級(jí)類劃分時(shí)除了要嚴(yán)格依據(jù)二級(jí)類的內(nèi)涵外，同時(shí)要遵循均等性原則，確保土地利用的多功能性被充分認(rèn)識(shí)。

強(qiáng)生產(chǎn)/生活/生態(tài)用地是指土地利用的生產(chǎn)/生活/生態(tài)功能強(qiáng)于其他功能，因此賦予最高分值5分；半生產(chǎn)/生活/生態(tài)用地是指土地利用的生產(chǎn)/生活/生態(tài)功能與其他功能大致相當(dāng)，因此賦予中間分值3分；弱生產(chǎn)/生活/生態(tài)用地是指土地利用的生產(chǎn)/生活/生態(tài)功能弱于其他功能，因此賦予低分值1分；非生產(chǎn)/生活/生態(tài)用地是指土地利用不具有生產(chǎn)/生活/生態(tài)功能，因此賦予0分。

視聽作品作者署名權(quán)新論——兼評(píng)《著作權(quán)法修改草案》“作者精神權(quán)利”的修改............................................................................................李偉民 05.29

松嫩平原糧食主產(chǎn)區(qū)具有斑塊面積大、規(guī)整度高、集中連片等優(yōu)點(diǎn)，因此本研究結(jié)合克山縣的實(shí)際狀況，統(tǒng)計(jì)計(jì)算研究區(qū)地類圖斑的平均規(guī)模，并假設(shè)克山縣圖斑均為正方形，以研究區(qū)圖斑平均邊長300 m作為本研究三生用地評(píng)價(jià)的基本地域單元。利用Arcgis10.0軟件為研究區(qū)構(gòu)建300 m × 300 m的地理網(wǎng)格，并將其與研究區(qū)土地利用現(xiàn)狀數(shù)據(jù)進(jìn)行疊置，統(tǒng)計(jì)計(jì)算各地理網(wǎng)格內(nèi)相應(yīng)地類圖斑的面積。以各地類面積作為三生用地評(píng)價(jià)基礎(chǔ)，通過綜合評(píng)價(jià)模型的運(yùn)算獲得各地理網(wǎng)格生產(chǎn)、生活、生態(tài)功能值，如式（1）所示，同時(shí)運(yùn)用反距離權(quán)重插值法生成研究區(qū)生產(chǎn)、生活、生態(tài)功能空間分布圖，以揭示研究區(qū)生產(chǎn)、生活、生態(tài)空間格局。

表1 三生用地分類及賦分表

式中F為各地理網(wǎng)格生產(chǎn)/生活/生態(tài)功能值，為用地類型，為各地理網(wǎng)格內(nèi)用地類型總數(shù)，S為地理網(wǎng)格內(nèi)第種用地類型面積單位為hm2，W為第種用地類型單位面積的生產(chǎn)/生活/生態(tài)功能賦分。

2.2.2 耦合協(xié)調(diào)度

耦合度是度量多個(gè)系統(tǒng)之間相互作用的強(qiáng)弱程度，從而揭示多系統(tǒng)間相互影響的程度，但耦合度卻不能表征各系統(tǒng)間的協(xié)同與權(quán)衡關(guān)系[16]，因此引入耦合協(xié)調(diào)度指數(shù)來反映系統(tǒng)間相互耦合的協(xié)調(diào)程度。本文以研究區(qū)各地理網(wǎng)格的生產(chǎn)、生活、生態(tài)功能值為基礎(chǔ)，運(yùn)用耦合協(xié)調(diào)度模型計(jì)算各地理網(wǎng)格三生功能間的耦合協(xié)調(diào)度，辨析研究區(qū)土地生產(chǎn)、生活、生態(tài)功能之間的協(xié)同發(fā)展程度，劃分三生功能失調(diào)區(qū)、磨合區(qū)以及協(xié)調(diào)區(qū)。

式中為三生功能之間的耦合度；P、R、E分別為生產(chǎn)功能、生活功能、生態(tài)功能的評(píng)價(jià)值；為三生功能之間的綜合協(xié)調(diào)指數(shù)；、、依次為生產(chǎn)功能、生活功能、生態(tài)功能的待定系數(shù)，若使糧食主產(chǎn)區(qū)國土空間健康以及可持續(xù)性的發(fā)展，生產(chǎn)功能、生活功能、生態(tài)功能之間須相互協(xié)調(diào)，為避免生產(chǎn)、生活、生態(tài)功能之間的相互競爭與空間上的侵占，土地的生產(chǎn)功能、生活功能、生態(tài)功能的貢獻(xiàn)量應(yīng)當(dāng)相同，故取===1/3；為三生功能之間的耦合協(xié)調(diào)度。

2.2.3 反距離權(quán)重插值

反距離權(quán)重插值是一種精確的插值方法，假設(shè)未知值的點(diǎn)受近距離已知點(diǎn)的影響比遠(yuǎn)距離已知點(diǎn)的影響更大，其所有預(yù)測值均介于已知的最大值和最小值之間。本研究根據(jù)克山縣地類圖斑的平均規(guī)模，利用Arcgis10.0軟件為研究區(qū)構(gòu)建300 m×300 m的細(xì)粒度地理網(wǎng)格，并基于各網(wǎng)格的三生功能值以及三生功能間的耦合協(xié)調(diào)度，運(yùn)用反距離權(quán)重插值，獲得研究區(qū)三生功能及耦合協(xié)調(diào)度分布圖。

式中0為未知點(diǎn)0的估計(jì)值；Z是已知點(diǎn)的值；d為已知點(diǎn)與未知點(diǎn)0之間的距離；是在估算中用到的已知點(diǎn)數(shù)目；是確定的冪，為2。

3 結(jié)果與分析

3.1 三生功能評(píng)價(jià)

利用Arcgis10.0軟件依次對研究區(qū)生產(chǎn)功能、生活功能和生態(tài)功能進(jìn)行評(píng)價(jià)（圖1）。結(jié)果顯示，研究區(qū)土地生產(chǎn)功能相對較高空間分布較為均勻，僅在研究區(qū)北部、中部以及南部存在少量的團(tuán)塊狀以及帶狀的低生產(chǎn)功能區(qū)，無明顯的空間分異特征，符合糧食主產(chǎn)區(qū)以農(nóng)業(yè)生產(chǎn)為主體功能的特征；研究區(qū)生活功能高值區(qū)多是以點(diǎn)狀和團(tuán)塊狀、帶狀分布于研究區(qū)耕地之中的農(nóng)村居民點(diǎn)與中南部的建制鎮(zhèn)，并且在去除生活功能高值區(qū)后，生活功能與生產(chǎn)功能呈現(xiàn)出明顯的空間一致性；研究區(qū)生態(tài)功能與生產(chǎn)、生活功能表現(xiàn)出顯著的空間互補(bǔ)性，生態(tài)功能高值區(qū)主要分布于研究區(qū)北部、中部以及中南部水源、林地、草地富集的團(tuán)塊狀以及帶狀區(qū)域，生態(tài)功能低值區(qū)主要集中于耕地內(nèi)部點(diǎn)狀的農(nóng)村居民點(diǎn)以及帶狀和團(tuán)塊狀的建制鎮(zhèn)。通過上述分析，研究區(qū)土地生產(chǎn)功能相對較高分布較為均勻；生活功能高值區(qū)主要集中分布于農(nóng)村居民點(diǎn)與建制鎮(zhèn)，并在去除高值區(qū)后研究區(qū)生活功能與生產(chǎn)功能具有明顯的空間一致性；生態(tài)功能與生產(chǎn)功能、生活功能表現(xiàn)出顯著的空間互補(bǔ)性，研究區(qū)三生空間格局符合糧食主產(chǎn)區(qū)基本特征。

圖1 研究區(qū)三生功能評(píng)價(jià)

3.2 三生功能協(xié)調(diào)性分析

基于研究區(qū)各地理網(wǎng)格的生產(chǎn)、生活、生態(tài)評(píng)價(jià)值，通過耦合協(xié)調(diào)度模型的計(jì)算，獲取各網(wǎng)格單元三生功能耦合協(xié)調(diào)度，同時(shí)運(yùn)用反距離權(quán)重插值生成研究區(qū)三生功能耦合協(xié)調(diào)度空間分布圖。標(biāo)準(zhǔn)差分級(jí)法可表現(xiàn)出要素屬性值與平均值之間的差異，因此為凸顯各地域單元三生功能耦合協(xié)調(diào)程度與研究區(qū)整體平均水平的差異，本文采用標(biāo)準(zhǔn)差分級(jí)法將耦合協(xié)調(diào)度劃分為3類：即當(dāng)耦合協(xié)調(diào)度介于(0.21,3.79]時(shí)低于研究區(qū)平均水平，將其劃分為三生功能失調(diào)區(qū)，該區(qū)域三生功能的耦合協(xié)調(diào)性處于較低的水平，三生功能之間進(jìn)行博弈并處于無關(guān)的狀態(tài)且向無序發(fā)展；當(dāng)耦合協(xié)調(diào)度處于（3.79，4.36]時(shí)與研究區(qū)平均水平相當(dāng)，將其認(rèn)定為三生功能磨合區(qū)，該區(qū)域三生功能之間開始出現(xiàn)相互制衡與配合的關(guān)系，呈現(xiàn)出良性的耦合協(xié)調(diào)特征；當(dāng)耦合協(xié)調(diào)度介于（4.36，4.74]時(shí)高于研究區(qū)平均水平，將其指定為三生功能協(xié)調(diào)區(qū)，該區(qū)域三生功能的耦合協(xié)調(diào)性處于高水平時(shí)期，三生功能之間的良性耦合逐步加強(qiáng)并逐漸向有序發(fā)展（圖2）。

圖2 三生功能耦合協(xié)調(diào)度分布

圖3 三生功能空間分布

研究區(qū)三生功能失調(diào)區(qū)主要以團(tuán)塊狀和條帶狀集中分布于研究區(qū)北部與中南部，其僅占研究區(qū)總面積的3.88%；三生功能磨合區(qū)占研究區(qū)國土面積的比例最大，其分布于研究區(qū)全域，占研究區(qū)總面積的59.05%；三生功能協(xié)調(diào)區(qū)分布于研究區(qū)的中東部和西部，占研究區(qū)總面積的37.07%（圖2）。綜上，按三生功能耦合協(xié)調(diào)類型區(qū)占研究區(qū)土地總面積比例從大到小的順序排列依次為：三生功能磨合區(qū)、協(xié)調(diào)區(qū)與失調(diào)區(qū)；三生功能磨合區(qū)分布于研究區(qū)全域，協(xié)調(diào)區(qū)主要集中于研究區(qū)中東部和西部，失調(diào)區(qū)以團(tuán)塊狀和條帶狀分布于研究區(qū)北部與中南部，研究區(qū)三生功能耦合協(xié)調(diào)性較為良好。

3.3 三生空間識(shí)別

根據(jù)研究區(qū)耦合協(xié)調(diào)度空間分布結(jié)果以及三生功能協(xié)調(diào)區(qū)、磨合區(qū)、失調(diào)區(qū)的內(nèi)涵，參照各網(wǎng)格單元的三生功能值，將三生功能協(xié)調(diào)區(qū)劃分為生產(chǎn)-生活-生態(tài)空間；將三生功能磨合區(qū)劃分為三生功能兩兩組合空間；將三生功能失調(diào)區(qū)分為三生功能的單一空間，以此對研究區(qū)三生空間進(jìn)行細(xì)粒度下的精準(zhǔn)識(shí)別?；贏rcgis10.0平臺(tái)，運(yùn)用條件函數(shù)分別提取研究區(qū)三生功能磨合區(qū)以及失調(diào)區(qū)，統(tǒng)計(jì)磨合區(qū)與失調(diào)區(qū)的優(yōu)勢功能。依據(jù)優(yōu)勢功能將三生功能磨合區(qū)劃分為生產(chǎn)-生活空間與生產(chǎn)-生態(tài)空間兩類，將三生功能失調(diào)區(qū)劃分為生產(chǎn)、生活、生態(tài)空間三類，并將其與生產(chǎn)-生活-生態(tài)空間進(jìn)行鑲嵌處理，獲得研究區(qū)三生空間分布圖（圖3）。

研究區(qū)生產(chǎn)、生活、生態(tài)、生產(chǎn)-生活、生產(chǎn)-生態(tài)、生產(chǎn)-生活-生態(tài)空間所占的比例依次為：0.50%、0.04%、3.34%、1.66%、57.39%、37.07%，研究區(qū)以生產(chǎn)-生活-生態(tài)空間與生產(chǎn)-生態(tài)空間為主。生產(chǎn)-生活-生態(tài)空間主要集中分布于研究區(qū)中東部和西部并以中東部為主西部為輔；生產(chǎn)-生態(tài)空間分布在研究區(qū)全域，無明顯的空間分異特征；生產(chǎn)-生活空間零星分布在研究區(qū)范圍內(nèi)；生產(chǎn)空間與生活空間主要分布于研究區(qū)中南部的克山鎮(zhèn)；生態(tài)空間集中于研究區(qū)北部與中南部。綜上研究區(qū)可識(shí)別劃分出6種空間，按其所占比例的降序排列依次為：生產(chǎn)-生態(tài)空間、生產(chǎn)-生活-生態(tài)空間、生態(tài)空間、生產(chǎn)-生活空間、生產(chǎn)空間、生活空間，研究區(qū)呈現(xiàn)出以生產(chǎn)-生活-生態(tài)空間和生產(chǎn)-生態(tài)空間為主體并零星伴有其他功能的國土空間格局。耕地作為松嫩平原糧食主產(chǎn)區(qū)的

主要用地類型，其除具有農(nóng)業(yè)生產(chǎn)功能之外，仍屬于一種人工生態(tài)系統(tǒng)。與非糧食主產(chǎn)區(qū)的三生空間格局對比，糧食主產(chǎn)區(qū)生產(chǎn)-生態(tài)空間與生產(chǎn)-生活-生態(tài)空間占比較大，為確保國家糧食安全使糧食主產(chǎn)區(qū)國土空間健康持續(xù)的發(fā)展，應(yīng)將對耕地的嚴(yán)格保護(hù)特別是耕地的生態(tài)保護(hù)作為區(qū)域重點(diǎn)關(guān)注的問題。

4 討 論

研究結(jié)果表明，克山縣呈現(xiàn)出以以生產(chǎn)-生活-生態(tài)空間與生產(chǎn)-生態(tài)空間為主體并零星伴有其他功能的國土空間格局。較以往關(guān)于非糧食主產(chǎn)區(qū)三生空間的研究相比[1-2]，糧食主產(chǎn)區(qū)的生態(tài)功能以及生產(chǎn)、生活、生態(tài)功能間的協(xié)調(diào)性顯著優(yōu)于前者，究其原因，非糧食主產(chǎn)區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速，生產(chǎn)空間擴(kuò)張趨勢迅猛，同時(shí)隨著人們對美好生活的向往，生活空間也在不斷的向外延伸，二者共同作用導(dǎo)致非糧食主產(chǎn)區(qū)的生態(tài)空間不斷的被壓縮侵占[2]，生產(chǎn)、生活、生態(tài)空間的權(quán)衡關(guān)系緊張。由于糧食主產(chǎn)區(qū)以耕地為主要的用地類型，其除具有農(nóng)業(yè)生產(chǎn)功能之外還屬人工生態(tài)系統(tǒng)具有重要的生態(tài)功能，因此糧食主產(chǎn)區(qū)生態(tài)功能明顯強(qiáng)于非糧食主產(chǎn)區(qū)，并且生產(chǎn)與生態(tài)功能間的協(xié)同程度較高，三生功能之間的協(xié)調(diào)發(fā)展水平優(yōu)于非糧食主產(chǎn)區(qū)。

但糧食主產(chǎn)區(qū)的生活空間集聚程度較低，多是以小規(guī)模的農(nóng)村居民點(diǎn)零散分布在區(qū)域內(nèi)，并且農(nóng)村居民點(diǎn)內(nèi)部基礎(chǔ)配套服務(wù)設(shè)施欠缺，改善難度較大，生活環(huán)境相對較差，同時(shí)隨著農(nóng)村剩余勞動(dòng)力的轉(zhuǎn)移農(nóng)村居民點(diǎn)空心化程度在不斷增加。農(nóng)民為了提高生活條件，農(nóng)村居民點(diǎn)“外擴(kuò)內(nèi)空”的現(xiàn)象也愈加明顯，侵占了大量周邊的優(yōu)質(zhì)耕地。為保障國家糧食安全，糧食主產(chǎn)區(qū)亟需對三生空間進(jìn)行調(diào)整重塑，生態(tài)功能作為本底是生產(chǎn)與生活功能實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)[16]，因此，首先應(yīng)結(jié)合資源環(huán)境承載力劃定糧食主產(chǎn)區(qū)生態(tài)空間與生態(tài)保護(hù)紅線，禁止建設(shè)開發(fā)利用；其次劃定永久基本農(nóng)田與保護(hù)紅線，在劃定過程中除了考慮“集中連片、高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)、與現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與經(jīng)營模式相適宜”的內(nèi)涵外，還需引入耕地?cái)?shù)量-質(zhì)量-生態(tài)三位一體保護(hù)的概念，進(jìn)行多維度的考量，確保優(yōu)質(zhì)耕地完全落入永久基本農(nóng)田保護(hù)區(qū)內(nèi)；第三，根據(jù)糧食主產(chǎn)區(qū)內(nèi)農(nóng)業(yè)人口數(shù)量以及耕地分布現(xiàn)狀，進(jìn)行農(nóng)村居民點(diǎn)的合并與宅基地的退出，將騰退的空間進(jìn)行農(nóng)村居民點(diǎn)的基礎(chǔ)服務(wù)配套設(shè)施的建設(shè)以及土地的復(fù)墾與開發(fā)，提高農(nóng)村建設(shè)用地的集約度；使糧食主產(chǎn)區(qū)實(shí)現(xiàn)三生空間的協(xié)調(diào)發(fā)展與農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，充分保障國家的糧食安全。

本文在構(gòu)建三生用地分類與功能評(píng)價(jià)指標(biāo)體系時(shí)并未考慮到社會(huì)經(jīng)濟(jì)因素，同時(shí)現(xiàn)有的技術(shù)手段難以實(shí)現(xiàn)區(qū)域宏觀社會(huì)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)向細(xì)粒度網(wǎng)格的準(zhǔn)確離散，同時(shí)本研究在確定地理網(wǎng)格基本地域單元時(shí)將研究區(qū)地類圖斑假設(shè)為正方形，此假設(shè)與實(shí)際存在些許偏頗，研究過程過于理想化，而如何確定三生空間識(shí)別的最佳地理網(wǎng)格單元，構(gòu)建空間離散化模型將社會(huì)經(jīng)濟(jì)因子充分如實(shí)的展布至細(xì)粒度網(wǎng)格，提高三生空間識(shí)別的精度將是作者未來重要的研究方向。

5 結(jié) 論

1）研究區(qū)土地生產(chǎn)功能值相對較高分布較為均衡無明顯的空間分異特征，但在研究區(qū)北部、中部以及中南部存在小面積的生產(chǎn)功能低值區(qū)；生活功能高值區(qū)以點(diǎn)狀或團(tuán)塊狀主要集中分布于農(nóng)村居民點(diǎn)與建制鎮(zhèn)，同時(shí)在去除高值區(qū)后生活功能與生產(chǎn)功能具有明顯的空間一致性；生態(tài)功能與生產(chǎn)功能、生活功能表現(xiàn)出顯著的空間互補(bǔ)性，研究區(qū)三生空間格局符合糧食主產(chǎn)區(qū)基本特征。

2）按三生功能協(xié)同發(fā)展水平可將研究區(qū)劃分為三生功能失調(diào)區(qū)、磨合區(qū)、協(xié)調(diào)區(qū)，其所占比例從大到小依次為三生功能磨合區(qū)、協(xié)調(diào)區(qū)與失調(diào)區(qū)；磨合區(qū)分布在研究區(qū)全域，協(xié)調(diào)區(qū)主要集中于研究區(qū)中東部和西部，失調(diào)區(qū)以團(tuán)塊狀和條帶狀分布于研究區(qū)北部與中南部，研究區(qū)三生功能耦合協(xié)調(diào)性較為良好。

3）研究區(qū)可識(shí)別劃分出6類空間，分別為：生產(chǎn)空間、生活空間、生態(tài)空間、生產(chǎn)-生活空間、生產(chǎn)-生態(tài)空間、生產(chǎn)-生活-生態(tài)空間，其各自所占比例依次為：0.50%、0.04%、3.34%、1.66%、57.39%、37.07%；生產(chǎn)-生態(tài)空間分布在研究區(qū)全域，生產(chǎn)-生活-生態(tài)空間主要集中分布于研究區(qū)中東部和西部，而其他功能區(qū)零星散布于研究區(qū)內(nèi)，研究區(qū)整體上呈現(xiàn)出以生產(chǎn)-生活-生態(tài)空間與生產(chǎn)-生態(tài)空間為主體并零星伴有其他功能的國土空間格局。

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Identification of production-living-ecological space at Keshan County level in main grain producing areas in northern Songnen Plain, China

Sui Hongjun, Song Ge※, Zhang Hongmei

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Production-living -ecological space refer to the general name of space divided according to the main functions of land use, which are the basic paradigm of macro-scale understanding of land. It is of great significance to promote the healthy and sustainable development of land space in grain main production area and to ensure national food security for accurate identification of production space, living space and ecological space in grain main production area. Therefore, Keshan County, a typical grain main production area in the northern Songnen Plain, China, was taken as the research area in this study. Based on the vector data of the land use change survey in 2015 and the land type map spot area in Keshan County, the analysis of basic area units in this study were calculated and a fine-grained geographical grid was established. Referring to the existing research results, the types of production, living and ecological land were divided in turn from the perspectives of industrial attributes, social attributes and management attributes of land use, and an evaluation index system of production, living and ecological land in the research area was constructed according to the strong and weak differences of land use versatility, which combines classification and functional differences. Using the method of coupling coordination degree and Inverse Distance Weight (IDW) interpolation, the coordination among production, living and ecological functions in each analysis unit was quantitatively calculated. Based on the coordination degree of functions, the production, living and ecological space in the research area were accurately identified under fine-grained grid, revealing the spatial pattern of the research area. The results showed that: 1) The production function value in the study area was relatively high and the distribution was relatively balanced without obvious spatial differentiation characteristics, but there were small areas with low production function value in the northern, central and central southern parts of the study area; The high-value areas of living function are mainly distributed in rural residential areas and towns in dots or lumps. At the same time, the living function and production function had obvious spatial consistency after removing the high-value areas. Ecological function, production function and living function showed significant spatial complementarity, and the spatial pattern of the three-living in the study area conformed to the basic characteristics of the main grain producing areas. 2) According to the level of coordinated development of the three-living function, the research area could be divided into three-living dysfunction area, running-in area and coordination area, and the proportion from large to small was three-living function running-in area, coordination area and imbalance area in turn; The running-in area was distributed throughout the study area, the coordination area was mainly concentrated in the central and eastern parts of the study area, and the imbalance area was distributed in the northern and central and southern parts of the study area in the form of lumps and strips. The coupling and coordination of the three-living functions in the study area was relatively good. 3) The research area could be identified and divided into six types of spaces, namely: production space, living space, ecological space, production-living space, production-ecological space, production-living-ecological space; Production-ecological spatial distributed throughout the study area, Production-living-ecological space mainly distributed in the central, eastern and western parts of the research area, while other functional areas scattered sporadically in the research area. The research area, as a whole, presented a land spatial pattern with production-living-ecological space and production-ecological space as the main body and accompanied sporadically by other functions. The research results can provide scientific basis for the delineation of “three areas and three lines” in major grain producing areas.

land use; function; production-living-ecological space; spatial pattern; degree of coupling coordination; Songnen Plain; grain main production area

隋虹均，宋戈，張紅梅. 松嫩平原北部糧食主產(chǎn)區(qū)克山縣三生空間識(shí)別[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2020，36(19)：264-271.doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2020.19.030 http://www.tcsae.org

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) doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2020.19.030 http://www.tcsae.org

2020-01-02

2020-09-30

國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目（41971247，41571165）；遼寧省自然資源科技創(chuàng)新項(xiàng)目（19LNZRZY28）

隋虹均，博士生，主要研究方向?yàn)橥恋乩门c管理。Email：suihongjun0206@163.com

宋戈，教授，博士生導(dǎo)師，主要研究方向?yàn)橥恋乩门c管理。Email：songgelaoshi@163.com

10.11975/j.issn.1002-6819.2020.19.030

F301.2

A

1002-6819(2020)-19-0264-08