王圳峰，劉 燕，王欣珂，林賽男，劉興詔

(福建農(nóng)林大學(xué) 園林學(xué)院，福建 福州 350002)

城市化的含義是多維度的，包括人口增長(zhǎng)和土地?cái)U(kuò)張。在城市化過(guò)程中，土地資源毫無(wú)節(jié)制地消耗、土地利用格局混亂等問(wèn)題相繼出現(xiàn)[1]，而土地利用變化給城市生態(tài)環(huán)境帶來(lái)巨大的壓力[2]。十八大報(bào)告提出“五位一體”總體布局，“生態(tài)建設(shè)”被放在重要位置，我國(guó)的生態(tài)環(huán)境壓力表明，城市發(fā)展需與資源環(huán)境承載能力相匹配，城市開(kāi)敞綠色空間需要嚴(yán)格保護(hù)并進(jìn)一步拓展，構(gòu)建以山水林田湖等生態(tài)廊道為基礎(chǔ)的多功能復(fù)合城市綠色空間[3]。關(guān)注綠色空間發(fā)展符合生態(tài)文明的背景，也順應(yīng)國(guó)家決策需求和發(fā)展方向。

“綠色空間”最早由霍華德提出，在學(xué)界有2種理解，即狹義綠色空間和廣義綠色空間。廣義的綠色空間即城市建設(shè)用地內(nèi)外生長(zhǎng)著自然植被和人工植被，對(duì)城市生態(tài)環(huán)境有重要作用的生態(tài)空間，包括城市綠地、農(nóng)林地、水域等非城市建設(shè)空間[4-5]，更符合國(guó)土空間規(guī)劃背景下城鄉(xiāng)協(xié)同發(fā)展要求，包含了城市建設(shè)用地內(nèi)的綠地空間和新版《城市綠地分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)(CJJ/T 85-2017)》提出的“區(qū)域綠地”[6-7]。目前針對(duì)綠色空間的研究主要包括：①綠色空間數(shù)量和結(jié)構(gòu)研究。綠色空間數(shù)量和結(jié)構(gòu)的時(shí)空演變大多是基于土地覆蓋類(lèi)型展開(kāi)的，通常采用地理信息系統(tǒng)和遙感技術(shù)，同時(shí)結(jié)合動(dòng)態(tài)度、信息熵或轉(zhuǎn)移矩陣以及景觀指數(shù)等指標(biāo)計(jì)算[8-10]，且大多以耕地、森林、濕地等單一綠色空間類(lèi)型作為研究對(duì)象，相關(guān)研究揭示不同類(lèi)型綠色空間面積變化情況[11-13]。②綠色空間演變的驅(qū)動(dòng)機(jī)制研究。探索綠色空間演變過(guò)程的驅(qū)動(dòng)因素是基于土地覆蓋類(lèi)型展開(kāi)分析其空間結(jié)構(gòu)和數(shù)量變化的驅(qū)動(dòng)機(jī)制分析，較多研究從社會(huì)因素與自然因素方面分析驅(qū)動(dòng)因素，且主要分為定性和定量分析[14-17]。

由耕地、林地、草地和濕地及水域共同構(gòu)成的綠色空間有利于提升城市生態(tài)環(huán)境、維護(hù)生物多樣性和社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。福建省生態(tài)文明建設(shè)早于其他地區(qū)，具有良好的生態(tài)基礎(chǔ)，是中國(guó)南方較為重要的生態(tài)屏障，保護(hù)和擴(kuò)大綠地、水域、濕地極其重要。在生態(tài)文明背景下，城市的可持續(xù)發(fā)展對(duì)福建省綠色空間的發(fā)展有更高要求。目前，已有的研究關(guān)注于福建省耕地、森林及驅(qū)動(dòng)力分析，對(duì)福建省整體綠色空間演變研究的較少，無(wú)法掌握整體綠色空間的時(shí)空動(dòng)態(tài)變化，不利于區(qū)域生態(tài)安全格局的構(gòu)建。在研究尺度方面，目前較多研究聚焦于中小尺度的綠色空間，即大多以單一城市或流域?yàn)檠芯糠秶鶾18-20]，從宏觀尺度分析整體綠色空間演變的較少。綠色空間演變的研究較多地關(guān)注于綠色空間數(shù)量上的變化，而缺少對(duì)其空間位置上的轉(zhuǎn)換分析，研究結(jié)果不能有力支撐國(guó)土空間規(guī)劃體系下的主體功能區(qū)的空間劃定。

2000—2020年，福建省城市建設(shè)與經(jīng)濟(jì)發(fā)展快速，城市化進(jìn)程加快，有可能導(dǎo)致綠色空間流失，因此需要厘清整體綠色空間的數(shù)量與空間分布格局以及轉(zhuǎn)換去向問(wèn)題，以便更好地協(xié)調(diào)地區(qū)之間綠色空間的可持續(xù)發(fā)展。鑒于此，本文以福建省綠色空間為研究對(duì)象，利用GIS分析福建省2000—2020年綠色空間面積演變特征、轉(zhuǎn)換位置以及不同地區(qū)綠色空間演變的差異，并利用PLSR模型識(shí)別影響綠色空間變化規(guī)律的關(guān)鍵因素，以期為福建省生態(tài)文明示范區(qū)建設(shè)及主體功能區(qū)劃定提供理論依據(jù)和科學(xué)參考。

1 數(shù)據(jù)來(lái)源和研究方法

1.1 數(shù)據(jù)來(lái)源

本文研究區(qū)域以福建省行政邊界為范圍(圖1)。選取的福建省2000年、2010年、2020年3期30 m分辨率的地表覆蓋數(shù)據(jù)來(lái)源于GlobeLand30數(shù)據(jù)集(GlobeLand30 V2000版、GlobeLand30 V2010版、GlobeLand30 V2020版)[21]，該數(shù)據(jù)采用WGS-84坐標(biāo)系和UTM投影，可從網(wǎng)站下載(http:∥globallandcover.com/)。在GlobeLand30數(shù)據(jù)集里的地表覆蓋分類(lèi)中，福建省的地表覆蓋類(lèi)型有8個(gè)：草地、林地、耕地、灌木、濕地、水體、人造地表、裸地。根據(jù)國(guó)土空間規(guī)劃背景下區(qū)域統(tǒng)籌發(fā)展以及城鄉(xiāng)協(xié)同發(fā)展的需求，同時(shí)結(jié)合中國(guó)土地資源分類(lèi)系統(tǒng)的分類(lèi)體系[22]，本研究采用廣義的綠色空間概念對(duì)福建省地表覆蓋類(lèi)型進(jìn)行分類(lèi)。在ARCGIS 10.3軟件中將福建省地表覆蓋類(lèi)型重分類(lèi)為：草地、林地、耕地、濕地及水域、建設(shè)用地、裸地6種類(lèi)型，其中綠色空間為草地、林地、耕地、濕地及水域。

本研究主要從社會(huì)經(jīng)濟(jì)和自然的角度探討福建省綠色空間演變的驅(qū)動(dòng)因素。根據(jù)數(shù)據(jù)的可獲取性，選取人均GDP、地區(qū)生產(chǎn)總值(GDP)、農(nóng)林牧漁總產(chǎn)值、第一產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值比例、第二產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值比例、第三產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值比例、建成區(qū)綠化覆蓋面積、綠地面積、建成區(qū)面積、常住人口、年平均降水量、年平均氣溫等12個(gè)指標(biāo)，數(shù)據(jù)來(lái)源于《中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒》和《福建統(tǒng)計(jì)年鑒》。

1.2 研究方法

1.2.1 動(dòng)態(tài)度計(jì)算

本研究利用動(dòng)態(tài)度表示各種綠色空間類(lèi)型的面積變化速率，計(jì)算公式為[23]

式中：K表示研究區(qū)在該時(shí)間段內(nèi)單一綠色空間類(lèi)型的變化速率即動(dòng)態(tài)度；Sia為i類(lèi)綠色空間在研究時(shí)間段起點(diǎn)的面積；Sib為i類(lèi)綠色空間在研究時(shí)間段終點(diǎn)的面積；T為時(shí)間間隔年份。

1.2.2 轉(zhuǎn)移矩陣模型

轉(zhuǎn)移矩陣可以細(xì)致地描述研究范圍內(nèi)綠色空間變化的數(shù)量結(jié)構(gòu)特征和研究時(shí)間間隔內(nèi)各綠色空間的轉(zhuǎn)移變化情況。轉(zhuǎn)移矩陣的數(shù)學(xué)表達(dá)式[23]為

式中：Sij表示轉(zhuǎn)移面積；i表示研究時(shí)限內(nèi)起點(diǎn)的綠色空間類(lèi)型；j表示研究時(shí)限內(nèi)終點(diǎn)的綠色空間類(lèi)型；n表示所有綠色空間的類(lèi)型數(shù)量。

1.2.3 偏最小二乘回歸模型(PLSR)

PLSR模型具有以下2個(gè)優(yōu)點(diǎn)：①可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)主成分分析、相關(guān)分析和線(xiàn)性回歸分析；②能夠排除自變量或因變量指標(biāo)之間的多重共線(xiàn)性問(wèn)題，同時(shí)適用于樣本容量較小的情況[24]。本研究將2000年、2010年、2020年3個(gè)時(shí)間點(diǎn)綠色空間面積數(shù)據(jù)作為因變量，社會(huì)經(jīng)濟(jì)、自然數(shù)據(jù)為自變量，利用SIMCA 14.1軟件用PLSR模型來(lái)驗(yàn)證以上選取的影響因素(自變量)對(duì)福建省綠色空間演變(因變量)的解釋能力。

PLSR建模的原理核心[24]為：①標(biāo)準(zhǔn)化處理社會(huì)經(jīng)濟(jì)、自然數(shù)據(jù)矩陣X和綠色空間面積數(shù)據(jù)矩陣Y，得到標(biāo)準(zhǔn)化矩陣，分別記為E0和F0；②分別提取E0和F0第一對(duì)成分t1和u1，t1和u1分別為E0和F0的線(xiàn)性組合并使之相關(guān)性達(dá)到最大；③分別求E0和F0在t1上的回歸，并得到回歸殘差矩陣E1和F1；④用殘差矩陣E1和F1代替E0和F0并且重復(fù)上述步驟；⑥對(duì)模型收斂性檢查后，確定最終提取的主成分?jǐn)?shù)。

在PLSR模型中，交叉有效性Q2表示模型的預(yù)測(cè)能力，當(dāng)Q2>0.097時(shí)，表明模型有較強(qiáng)的預(yù)測(cè)能力。解釋能力R2Y的值表示模型的穩(wěn)健性，當(dāng)R2Y>0.5時(shí)，表明模型有較好的穩(wěn)健性。VIP表示各個(gè)解釋變量的相對(duì)重要性，當(dāng)VIP小于0.5時(shí)，表明因變量對(duì)于綠色空間演變不重要；當(dāng)VIP在0.5～1中，表明變量對(duì)綠色空間演變比較重要；當(dāng)VIP大于1時(shí)，表明變量對(duì)綠色空間演變具有較為明顯的解釋能力，VIP值越大，表明自變量對(duì)因變量的解釋性越強(qiáng)。

2 結(jié)果與分析

2.1 福建省不同時(shí)期綠色空間的演變分析

2.1.1 福建省綠色空間面積演變分析

福建省2000年、2010年和2020年地表覆蓋類(lèi)型面積見(jiàn)表1，土地利用見(jiàn)圖2，表明福建省的地表覆蓋類(lèi)型總體上呈現(xiàn)以耕地、林地為主，草地、建設(shè)用地、濕地及水域、裸地為輔的格局。在2000—2020年研究期內(nèi)，福建省綠色空間總面積持續(xù)降低，從118 825.92 km2(2000年)下降到118 273.70 km2(2010年)，再到116 234.95 km2(2020年)，林地和耕地一直是福建省的主體綠色空間類(lèi)型。

圖2 福建省2000年、2010年、2020年土地覆蓋

表1 各土地利用類(lèi)型面積

2000—2010年間，耕地和林地面積都下降，減少的面積分別為515.68和147.45 km2，變化動(dòng)態(tài)度分別是-0.21%/a和-0.02%/a(表2)。草地、濕地及水域面積都上升，增加的面積分別是92.36和18.56 km2，變化動(dòng)態(tài)度分別為0.10%/a和0.09%/a。最終整體綠色空間面積減少552.21 km2，變化動(dòng)態(tài)度為-0.05%/a。在2010—2020年間，耕地和林地面積依舊下降，減少的面積分別為693.80和808.00 km2，變化動(dòng)態(tài)度分別為-0.28%/a和-0.10%/a，耕地面積的下降幅度較大。草地面積也開(kāi)始下降，減少669.20 km2，變化動(dòng)態(tài)度為-0.72%/a，變化幅度是所有綠色空間類(lèi)型中最大的。濕地及水域面積明顯上升，增加了132.25 km2，變化動(dòng)態(tài)度為0.60%/a。最終整體綠色空間面積減少2 038.75 km2，變化動(dòng)態(tài)度為-0.17%/a。

表2 各類(lèi)用地面積變化動(dòng)態(tài)度

將福建省2000年、2010年和2020年地表覆蓋數(shù)據(jù)進(jìn)行疊加分析，得到2000—2010年和2010—2020年2個(gè)時(shí)期的土地利用轉(zhuǎn)移矩陣，以及綠色空間轉(zhuǎn)換空間分布圖，并計(jì)算出各類(lèi)綠色空間之間的轉(zhuǎn)換面積，以及綠色空間與非綠色空間之間相互轉(zhuǎn)化的面積。

在2000—2010年間，福建省綠色空間的轉(zhuǎn)換方式主要是耕地、林地與其他用地類(lèi)型之間的轉(zhuǎn)換(表3)，草地和濕地及水域存在少量的面積轉(zhuǎn)換。①耕地：耕地以減少為主，轉(zhuǎn)入耕地的面積為2 207.68 km2，轉(zhuǎn)出為2 722.86 km2，面積凈流失515.18 km2(表3)；減少的耕地主要流向是林地，其次是建設(shè)用地；轉(zhuǎn)入耕地的類(lèi)型主要也是林地，其次是草地和建設(shè)用地。②林地：林地面積也以減少為主，由其他用地轉(zhuǎn)入4 346.01 km2，轉(zhuǎn)出4 493.36 km2。其中，草地流向林地的面積為2 632.83 km2，其次是耕地，流入1 539.36 km2。林地的流向主要也是草地，流出面積為2 934.57 km2。③草地：草地面積上升，增加92.36 km2，主要來(lái)源為林地，其次是耕地(358.85 km2)和濕地及水域(33.45 km2)。草地轉(zhuǎn)出量最多的也是林地，其次是耕地和建設(shè)用地，轉(zhuǎn)出面積分別為478.40 km2和108.68 km2。④濕地及水域：該類(lèi)型面積少量增加(18.60 km2)。流入濕地及水域的主要是耕地(145.29 km2)，其次是林地(90.81 km2)和草地(36.22 km2)。濕地及水域的流向主要是耕地、林地和建設(shè)用地。

表3 2000—2010年地類(lèi)轉(zhuǎn)移矩陣

從空間分布上來(lái)看，不同的綠色空間轉(zhuǎn)換也存在不同(圖3)。耕地轉(zhuǎn)出的去向主要分布在福建省沿海地區(qū)，轉(zhuǎn)為林地的位置主要位于福建省東北部沿海地區(qū)，轉(zhuǎn)為草地和濕地及水域的位置主要分布在福建省南部沿海地區(qū)，轉(zhuǎn)為建設(shè)用地的位置主要位于福建省中部沿海地區(qū)。林地轉(zhuǎn)為草地的空間位置主要位于福建省西南部地區(qū)，轉(zhuǎn)為其他用地類(lèi)型的位置零星分布在東南沿海地區(qū)。草地和濕地及水域轉(zhuǎn)出的位置位于中部沿海地區(qū)和東北部沿海地區(qū)。

“其他用地類(lèi)型”表示除了當(dāng)前類(lèi)型綠色空間以外的其他3類(lèi)綠色空間和非綠色空間類(lèi)型

在2010—2020年間，福建省綠色空間的轉(zhuǎn)換方式主要是耕地、林地、草地和建設(shè)用地之間的轉(zhuǎn)換(表4)。除此之外，其他用地類(lèi)型之間也存在少量的轉(zhuǎn)換。①耕地：耕地的面積以減少為主，減少3 844.88 km2，主要流向建設(shè)用地(1 641.15 km2)，其次是林地(1 479.59 km2)；流入耕地的主要是林地(2 187.75 km2)，其次是草地(523.40 km2)。②林地：林地面積減少最多，減少807.11 km2，林地流出的面積也最高(5 262.85 km2)，流向主要是草地(2 391.38 km2)和耕地(2 187.75 km2)。流入林地的主要是草地(2 803.93 km2)。③草地：草地面積出現(xiàn)下降，轉(zhuǎn)出量高于2000—2010年間的轉(zhuǎn)出量。④濕地及水域：濕地及水域面積少量增加，流向主要是建設(shè)用地，轉(zhuǎn)出面積為226.28 km2，流入主要是耕地，轉(zhuǎn)入面積為277.03 km2。

表4 2010—2020年地類(lèi)轉(zhuǎn)移矩陣

從空間分布上來(lái)看(圖4)，耕地轉(zhuǎn)出的去向主要為建設(shè)用地，主要分布在福建省東南沿海地區(qū)，零星分布于福建省西部地區(qū)和西北部地區(qū)。林地轉(zhuǎn)出的位置主要位于西部地區(qū)，轉(zhuǎn)出類(lèi)型為建設(shè)用地；林地轉(zhuǎn)為耕地的位置主要分布在福建省南部地區(qū)，轉(zhuǎn)為濕地及水域主要位于東北部沿海和中部地區(qū)。草地轉(zhuǎn)出的去向主要是林地，轉(zhuǎn)出的位置分布于西南地區(qū)。濕地及水域轉(zhuǎn)出的去向?yàn)榻ㄔO(shè)用地，主要分布在東南沿海地區(qū)。

“其他用地類(lèi)型”表示除了當(dāng)前類(lèi)型綠色空間以外的其他3類(lèi)綠色空間和非綠色空間類(lèi)型

2.1.2 福建省綠色空間演變區(qū)域差異性分析

分市域計(jì)算2000—2010年、2010—2020年2個(gè)時(shí)段內(nèi)綠色空間面積的變化(表5)。從綠色空間面積總體變化來(lái)看，福建省各市綠色空間面積在2000—2020時(shí)段內(nèi)均呈下降趨勢(shì)。①耕地：大部分地區(qū)的耕地面積在2個(gè)時(shí)段內(nèi)均減少，減少量較多的為福州、泉州、漳州；龍巖、三明的耕地面積以增加為主。②林地：大部分地區(qū)的林地面積以減少為主，減少較多的為漳州、龍巖、三明；莆田的林地面積則上升。③草地：大部分地區(qū)的草地面積變化量較不明顯，減少較多的為龍巖、三明；④濕地及水域：大部分地區(qū)的濕地及水域面積變化量較穩(wěn)定，福州、莆田、泉州、廈門(mén)的濕地及水域面積均減少，而其余地區(qū)的濕地及水域面積以增加為主。

表5 福建省各市2000—2020年綠色空間面積變化

對(duì)福建省9個(gè)地級(jí)市2000—2020年綠色空間面積動(dòng)態(tài)度進(jìn)行分析(圖5)。在2000—2010年和2010—2020年2個(gè)時(shí)段內(nèi)，從耕地來(lái)看，莆田、泉州、廈門(mén)的動(dòng)態(tài)度均小于-0.5%/a，表明這2個(gè)地區(qū)耕地面積下降速率較大，龍巖則是在2個(gè)時(shí)段內(nèi)增加速率較大的地區(qū)；從林地來(lái)看，大部分地區(qū)動(dòng)態(tài)度不超過(guò)0.1%/a，表明這些地區(qū)的林地面積變化速率較平穩(wěn)，龍巖、廈門(mén)在2000—2010年的動(dòng)態(tài)度和三明、漳州在2010—2020年時(shí)段內(nèi)動(dòng)態(tài)度均小于-0.1%/a；從草地來(lái)看，寧德、福州、泉州和漳州的動(dòng)態(tài)度在2個(gè)時(shí)段內(nèi)均為負(fù)值，寧德和龍巖在2個(gè)時(shí)段內(nèi)動(dòng)態(tài)度都小于-0.1%/a，表明這2個(gè)地區(qū)的草地面積下降速率是最快的。從濕地及水域來(lái)看，廈門(mén)在2個(gè)時(shí)段內(nèi)的動(dòng)態(tài)度均小于-0.5/a，其余地區(qū)的變化速率較平緩，三明和龍巖在2010—2020時(shí)段內(nèi)的動(dòng)態(tài)度大于3.0%/a。

圖5 福建省各地區(qū)2000—2020年綠色空間面積變化動(dòng)態(tài)度

2.2 福建省綠色空間演變的驅(qū)動(dòng)因素分析

本文以選取的10個(gè)社會(huì)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)和2個(gè)自然因素指標(biāo)為自變量，各類(lèi)型綠色空間面積為因變量，根據(jù)PLSR模型，對(duì)驅(qū)動(dòng)綠色空間類(lèi)型演變的主要成分進(jìn)行提取。以Q2>0.097和R2Y>0.5作為模型主成分的提取終止條件，耕地、林地、草地、濕地及水域面積都在第一主成分達(dá)到了模型的終止條件。從耕地、林地、草地、濕地及水域與各影響因子的PLSR結(jié)果分析(表6)來(lái)看，R2Y分別為1.000、0.934、0.789、0.921，均大于0.5；Q2分別為0.987、0.865、0.644、0.842，均大于0.097，說(shuō)明回歸模型具有較好的穩(wěn)健性與預(yù)測(cè)能力。

表6 綠色空間面積與社會(huì)經(jīng)濟(jì)和自然因素指標(biāo)的PLSR模型結(jié)果

將9個(gè)市的各類(lèi)綠色空間面積與社會(huì)經(jīng)濟(jì)影響因子和自然因素影響因子進(jìn)行PLSR模型分析，總計(jì)36個(gè)模型。從表7可以看出，各市的PLSR模型均在第一主成分達(dá)到模型終止條件。根據(jù)PLSR模型結(jié)果分析，R2Y均大于0.5,Q2均大于0.097，說(shuō)明回歸模型具有較好的穩(wěn)健性與預(yù)測(cè)能力。將PLSR模型結(jié)果進(jìn)行空間可視化，得到社會(huì)經(jīng)濟(jì)因素及自然因素對(duì)各地區(qū)綠色空間的回歸系數(shù)空間分布。

表7 各地區(qū)綠色空間面積與社會(huì)經(jīng)濟(jì)和自然因素指標(biāo)的PLSR模型結(jié)果

2.2.1 社會(huì)經(jīng)濟(jì)因素對(duì)綠色空間面積演變的驅(qū)動(dòng)作用分析

從耕地與各影響因子的PLSR結(jié)果可以看出(表8)：1)對(duì)耕地面積有較強(qiáng)影響的因子(VIP大于1)是地區(qū)生產(chǎn)總值(GDP)、常住人口、農(nóng)林牧漁業(yè)總產(chǎn)值、綠地面積、人均GDP、建成區(qū)綠化覆蓋面積、建成區(qū)面積、第一產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值比例，第三產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值比例、第二產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值比例對(duì)耕地面積演變有一般影響。從各變量的回歸系數(shù)(RC)可以看出，與耕地面積成正相關(guān)的影響因子只有第一產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值比例，其余因子均成負(fù)相關(guān)。2)對(duì)林地面積有較強(qiáng)影響的因子(VIP大于1)是第三產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值比例、地區(qū)生產(chǎn)總值GDP、常住人口、農(nóng)林牧漁業(yè)總產(chǎn)值、人均GDP,其余因子對(duì)耕地面積演變有一般影響。從各變量的回歸系數(shù)(RC)可以看出，與林地面積成正相關(guān)的影響因子只有第二產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值比例和第一產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值比例，其余因子均成負(fù)相關(guān)。3)對(duì)草地面積變化有較強(qiáng)影響的因子(VIP大于1)是第三產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值比例、第二產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值比例、人均GDP、地區(qū)生產(chǎn)總值GDP，其余因子對(duì)草地面積演變有一般影響。從各變量的回歸系數(shù)(RC)可以看出，與草地面積成正相關(guān)的影響因子只有第二產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值比例，其余因子均成負(fù)相關(guān)。4)對(duì)濕地及水域面積有較強(qiáng)影響的因子(VIP大于1)是第三產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值比例、地區(qū)生產(chǎn)總值GDP、農(nóng)林牧漁業(yè)總產(chǎn)值、人均GDP、常住人口，其余因子對(duì)濕地及水域面積演變有一般影響。從各變量的回歸系數(shù)(RC)可以看出，與濕地及水域面積成負(fù)相關(guān)的影響因子是第二產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值比例和第一產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值比例，其余因子均呈正相關(guān)。

表8 綠色空間面積PLSR模型的變量投影重要性及回歸系數(shù)

從各類(lèi)綠色空間面積與影響因子的PLSR結(jié)果可以看出(圖6)：1)除了莆田之外，地區(qū)生產(chǎn)總值GDP和人均GDP對(duì)其余8個(gè)市的耕地面積變化具有較強(qiáng)影響。第二產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值對(duì)福州、廈門(mén)、漳州、龍巖、三明、南平、寧德的耕地面積演變具有較強(qiáng)的影響，而對(duì)于莆田、泉州具有一般的影響。綠地面積、常住人口和建成區(qū)面積對(duì)部分沿海地區(qū)(莆田、泉州、廈門(mén))耕地面積變化具有較強(qiáng)影響，而對(duì)于內(nèi)陸地區(qū)(龍巖、三明、南平)的影響力較弱。從各變量的回歸系數(shù)(RC)可以看出(圖7)，各影響因子中，第一、二產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值比例對(duì)9個(gè)地區(qū)耕地面積演變成正相關(guān)關(guān)系。建成區(qū)綠化覆蓋率、常住人口、建成區(qū)面積、綠地面積與大部分沿海地區(qū)(福州、莆田、泉州、廈門(mén))的耕地面積變化成負(fù)相關(guān)關(guān)系，而與漳州、龍巖、南平的耕地面積變化成正相關(guān)關(guān)系。2)除了莆田、廈門(mén)之外，地區(qū)生產(chǎn)總值GDP和人均GDP對(duì)其余7個(gè)市的林地面積變化具有較強(qiáng)影響。第一產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值比例和第二產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值比例分別對(duì)莆田、廈門(mén)和福州、泉州、漳州、三明、南平的林地面積變化具有較強(qiáng)的影響；第三產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值比例和農(nóng)林牧漁總產(chǎn)值的影響較弱。同樣地，建成區(qū)綠化覆蓋率、常住人口、建成區(qū)面積、綠地面積對(duì)各地區(qū)的林地面積變化具有較弱影響。從各變量的回歸系數(shù)可以看出(圖8)，各影響因子中，地區(qū)生產(chǎn)總值和人均GDP與廈門(mén)和龍巖的林地面積成正相關(guān)關(guān)系，而與其余地區(qū)的林地面積成負(fù)相關(guān)。產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)方面的影響因子(第一、二、三產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值比例、農(nóng)林牧漁總產(chǎn)值)與大部分地區(qū)林地面積成負(fù)相關(guān)。建成區(qū)綠化覆蓋率、常住人口、建成區(qū)面積、綠地面積與福州、莆田、漳州、三明、南平、寧德的林地面積呈正相關(guān)。3)地區(qū)生產(chǎn)總值和人均GDP對(duì)福州、莆田、廈門(mén)、漳州、三明、南平的草地面積變化具有較強(qiáng)的影響。農(nóng)林牧漁總產(chǎn)值、第二產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值比例和第三產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值比例對(duì)部分沿海地區(qū)(福州、漳州)的草地面積變化具有較強(qiáng)影響，而對(duì)于其他地區(qū)的影響較弱。常住人口、建成區(qū)面積、綠地面積對(duì)于漳州、寧德的草地面積變化具有較強(qiáng)影響。從各變量的回歸系數(shù)可以看出(圖9)，地區(qū)生產(chǎn)總值和人均GDP與部分沿海地區(qū)(莆田、泉州、寧德)的草地面積成正相關(guān)關(guān)系。城市發(fā)展方面的影響因子(建成區(qū)綠化覆蓋率、常住人口、建成區(qū)面積、綠地面積)與廈門(mén)、龍巖、三明、南平的草地面積成負(fù)相關(guān)。4)除了福州、泉州以外，地區(qū)生產(chǎn)總值和人均GDP對(duì)其余7個(gè)地區(qū)的濕地及水域面積變化具有較強(qiáng)的影響。產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)方面的影響因子(第二產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值比例、第三產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值比例、農(nóng)林牧漁業(yè)總產(chǎn)值)對(duì)于泉州、寧德的濕地及水域面積變化具有較強(qiáng)影響，城市建設(shè)發(fā)展方面的影響因子對(duì)于泉州的濕地及水域面積具有較強(qiáng)影響，而對(duì)于其余地區(qū)具有一般影響。從各變量的回歸系數(shù)(RC)可以看出(圖10)，地區(qū)生產(chǎn)總值和人均GDP與部分沿海地區(qū)(福州、莆田、泉州、廈門(mén))的濕地及水域面積呈負(fù)相關(guān)，而與內(nèi)陸地區(qū)(龍巖、三明、南平)和部分沿海地區(qū)(漳州、寧德)成正相關(guān)。產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)方面的影響因子中，第二產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值比例對(duì)福州、莆田、泉州、廈門(mén)的濕地及水域面積成正相關(guān)，與其余地區(qū)的濕地及水域面積成負(fù)相關(guān)。城市建設(shè)發(fā)展方面的影響因子中，建成區(qū)綠化覆蓋率、常住人口、建成區(qū)面積、綠地面積與沿海地區(qū)(福州、莆田、漳州、寧德)的濕地及水域面積成正相關(guān)，而與內(nèi)陸地區(qū)的濕地及水域面積成負(fù)相關(guān)。

X1表示地區(qū)生產(chǎn)總值GDP;X2表示人均GDP；X3表示第一產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值比例；X4表示第二產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值比例；X5表示第三產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值比例；X6表示農(nóng)林牧漁業(yè)總產(chǎn)值；X7表示建成區(qū)綠化覆蓋面積；X8表示綠地面積；X9表示常住人口；X10表示建成區(qū)面積。

圖8 各地區(qū)社會(huì)經(jīng)濟(jì)因素與林地的回歸系數(shù)空間分布

圖9 各地區(qū)社會(huì)經(jīng)濟(jì)因素與草地的回歸系數(shù)空間分布

圖10 各地區(qū)社會(huì)經(jīng)濟(jì)因素與濕地及水域的回歸系數(shù)空間分布

2.2.2 自然因素對(duì)綠色空間面積演變的驅(qū)動(dòng)作用分析

總體上，耕地、林地、草地和濕地及水域面積的自然影響因素有所差異(表9)。根據(jù)VIP值，年平均氣溫對(duì)于耕地面積演變的解釋能力較為明顯；對(duì)于草地、林地、濕地及水域面積演變則具有一般解釋能力。年降水量對(duì)于草地、林地、濕地及水域具有較強(qiáng)的解釋能力，而對(duì)耕地起到一般影響。從變量的相關(guān)系數(shù)(RC)來(lái)看，與耕地、林地、草地成正相關(guān)的是年平均降水量，成負(fù)相關(guān)的是年平均溫度；與濕地及水域成正相關(guān)的是年平均溫度，成負(fù)相關(guān)的是年平均降水量。

表9 綠色空間面積PLSR模型的變量投影重要性及回歸系數(shù)

通過(guò)各類(lèi)綠色空間面積與各影響因子的PLSR結(jié)果分析可以看出(圖11)：1)年平均降水對(duì)于部分沿海地區(qū)(福州、漳州、寧德)和內(nèi)陸地區(qū)(龍巖、三明、南平)耕地面積變化具有較強(qiáng)影響；年平均氣溫對(duì)于部分沿海地區(qū)(莆田、泉州、漳州)和部分內(nèi)地地區(qū)(三明)耕地面積變化具有較強(qiáng)的影響。從各變量的回歸系數(shù)(RC)可以看出(圖12a)，年平均降水對(duì)于部分沿海地區(qū)(福州、廈門(mén)、漳州、寧德)和部分內(nèi)陸地區(qū)(南平)的耕地面積成負(fù)相關(guān)，年平均氣溫對(duì)福州、漳州、南平、寧德的耕地面積成正相關(guān)。2)年平均降水和年平均氣溫對(duì)福州、莆田、廈門(mén)、龍巖、三明、南平、寧德的林地面積變化具有較強(qiáng)影響。從各變量的回歸系數(shù)(RC)可以看出(圖12b)，年平均降水與福州、莆田、泉州、漳州、三明、南平、寧德的林地面積成負(fù)相關(guān)關(guān)系；年平均氣溫則與廈門(mén)、龍巖的林地面積成負(fù)相關(guān)。3)年平均降水和年平均氣溫對(duì)莆田、泉州、廈門(mén)、龍巖、南平、三明、寧德的草地面積變化具有較強(qiáng)影響，而對(duì)于福州、漳州的草地面積具有較弱影響。從各變量的回歸系數(shù)(RC)可以看出(圖12c)，年平均降水和年平均氣溫與福州、漳州的草地面積均成負(fù)相關(guān)。4)年平均降水和年平均氣溫對(duì)內(nèi)陸地區(qū)(龍巖、三明、南平)和部分沿海地區(qū)(福州、莆田)的濕地及水域面積變化具有較強(qiáng)影響。從各變量的回歸系數(shù)(RC)可以看出(圖12d)，年平均降水與內(nèi)陸地區(qū)(龍巖、三明、南平)的濕地及水域面積成正相關(guān)，而年平均氣溫與內(nèi)陸地區(qū)(龍巖、三明、南平)的濕地及水域面積成負(fù)相關(guān)。

X11為年平均降水量;X12為年平均溫度

圖12 各地區(qū)自然因素與綠色空間的回歸系數(shù)空間分布

3 討論與結(jié)論

3.1 討論

3.1.1 綠色空間的時(shí)空演變

2000—2020年間，福建省整體綠色空間面積持續(xù)下降，非綠色空間面積則呈明顯上升走向。林地面積雖然下降，但是林地占福建省國(guó)土總面積的比例仍保持在60%以上，林地面積的轉(zhuǎn)移動(dòng)態(tài)度依舊保持在較低水平，這主要是政策方面起到重要的保障作用。福建省是中國(guó)南方的重點(diǎn)林區(qū)，于2002年提出生態(tài)省建設(shè)戰(zhàn)略，于2014年成為首個(gè)生態(tài)文明先行示范區(qū)。為了協(xié)調(diào)林地保護(hù)與利用關(guān)系，2014年福建省開(kāi)始試點(diǎn)實(shí)施林地占補(bǔ)平衡政策[25]，使得福建省森林覆蓋率始終保持全國(guó)第一。耕地、林地、草地3類(lèi)綠色空間分別與建設(shè)用地之間的轉(zhuǎn)換在空間上有一定的差異。主要是因?yàn)檠睾５貐^(qū)地勢(shì)較低，城市周邊以耕地居多，而內(nèi)陸地區(qū)地勢(shì)較高，以林地、草地為主。因此林地和草地轉(zhuǎn)為建設(shè)用地的位置多數(shù)位于福建省內(nèi)陸地區(qū)，而耕地轉(zhuǎn)為建設(shè)用地的位置則大多分布在沿海地區(qū)，這與前人的研究結(jié)果基本一致[26]。在市域尺度上，9個(gè)地區(qū)的各類(lèi)綠色空間也呈現(xiàn)不同程度的變化，尤其是耕地面積的變化。耕地面積在9個(gè)地區(qū)均為下降最多的綠色空間，較為明顯的是沿海地區(qū)(福州、莆田、泉州、廈門(mén))，這與黃曦[27]的研究結(jié)果基本吻合。福建沿海地區(qū)，特別是東南沿海地區(qū)城市化進(jìn)程較快，人口增長(zhǎng)與城市擴(kuò)張占用了大量耕地。

3.1.2 綠色空間演變驅(qū)動(dòng)因素

本文從社會(huì)經(jīng)濟(jì)、自然因素2方面分析二者對(duì)不同尺度的綠色空間演變的影響。省域尺度上，國(guó)民經(jīng)濟(jì)對(duì)于各類(lèi)綠色空間的影響較大；自然因素對(duì)各類(lèi)綠色空間的影響存在差異。從社會(huì)經(jīng)濟(jì)因素來(lái)看，國(guó)民經(jīng)濟(jì)對(duì)大部分區(qū)域的綠色空間面積變化影響較大；產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)比重對(duì)于沿海地區(qū)(福州、莆田、泉州、廈門(mén))的影響較大，表明福建省各地區(qū)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展為了滿(mǎn)足城市建設(shè)用地需求，侵占更多的綠色空間，尤其是耕地。其中，福建省沿海地區(qū)(福州、莆田、泉州、廈門(mén))耕地流失較多，原因在于東南部沿海地區(qū)是福建省經(jīng)濟(jì)發(fā)展較為迅速的地區(qū)，經(jīng)濟(jì)活動(dòng)和城市發(fā)展導(dǎo)致了耕地的流失。城市發(fā)展建設(shè)對(duì)于部分沿海地區(qū)(莆田、泉州)有較強(qiáng)的影響力，表明城市的發(fā)展與拓展促進(jìn)了綠色空間轉(zhuǎn)向建設(shè)用地。福建屬于丘陵地區(qū)，內(nèi)陸地區(qū)海拔較高，而沿海地區(qū)的地形較低，受地形和坡度影響，城市開(kāi)發(fā)建設(shè)與經(jīng)濟(jì)發(fā)展受到限制，因此，社會(huì)經(jīng)濟(jì)因素對(duì)于沿海地區(qū)綠色空間變化的影響較大。從自然因素來(lái)看，年平均降水和年平均氣溫對(duì)于大部分地區(qū)綠色空間演變有較強(qiáng)的驅(qū)動(dòng)力。福建省雨水充沛，水文條件較好，對(duì)于植被生長(zhǎng)具有促進(jìn)作用。

在PLSR模型結(jié)果中，建成區(qū)綠化覆蓋面積、綠地面積均與耕地、林地、草地成負(fù)相關(guān)關(guān)系。首先，綠地面積、建成區(qū)綠化覆蓋面積指標(biāo)指的是在建設(shè)用地范圍里的綠地，屬于狹義綠地。本研究采用廣義綠地概念來(lái)定義綠色空間，即生長(zhǎng)著自然植被和人工植被的城市用地[4，28]：一是建設(shè)用地范圍內(nèi)具有綠化功能的土地; 二是除了城市建設(shè)用地之外，還具備更多潛在功能的綠地，例如自然文化資源保護(hù)、安全防護(hù)、游覽休憩、生產(chǎn)等[29-30]，具體包含城市公園、自然林地、草地、耕地、濕地及水域[31]。其次，研究期內(nèi)，綠色空間轉(zhuǎn)為建設(shè)用地的面積數(shù)量呈上升趨勢(shì)，人口聚集、城市發(fā)展使得人們的游憩需求增加，城市公園建設(shè)逐漸發(fā)展起來(lái)，促使建設(shè)用地范圍內(nèi)的綠地增加。但總體上各類(lèi)型綠色空間的面積數(shù)量還是減少的。

3.1.3 對(duì)國(guó)土空間規(guī)劃的啟示

本文從不同尺度分析福建省綠色空間在20 a的演變。在省域尺度上，耕地面積下降最多，且綠色空間與建設(shè)用地之間的轉(zhuǎn)換面積最多，尤其是耕地，表明在國(guó)土空間現(xiàn)實(shí)基礎(chǔ)來(lái)看，城市擴(kuò)張和發(fā)展對(duì)綠色空間的侵占是國(guó)土空間利用的核心問(wèn)題，其所表現(xiàn)出來(lái)的矛盾是開(kāi)發(fā)與保護(hù)之間的矛盾。在不同區(qū)域尺度上，9個(gè)地區(qū)的各類(lèi)綠色空間的變化存在較大差異，表明由于適宜區(qū)位不同，不同類(lèi)型綠色空間之間以及綠色空間與非綠色空間之間的轉(zhuǎn)換存在差異。在綠色空間驅(qū)動(dòng)演變因素分析中，經(jīng)濟(jì)和人口發(fā)展對(duì)于部分沿海地區(qū)的綠色空間演變有較重要的影響。2012年福建省政府頒布實(shí)施《福建省主體功能區(qū)規(guī)劃》(以下簡(jiǎn)稱(chēng)《規(guī)劃》)，《規(guī)劃》將福建省國(guó)土空間劃分為優(yōu)化開(kāi)發(fā)區(qū)域、重點(diǎn)開(kāi)發(fā)區(qū)域、限制開(kāi)發(fā)區(qū)域和禁止開(kāi)發(fā)區(qū)域4類(lèi)。其中，優(yōu)化開(kāi)發(fā)區(qū)域主要為部分沿海城市中心城區(qū)(福州中心城區(qū)、廈門(mén)中心城區(qū)、泉州中心城區(qū))。雖然在進(jìn)行優(yōu)化經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)發(fā)展方式和人口，但也避免不了對(duì)生態(tài)環(huán)境的破壞。

2019年，主體功能區(qū)規(guī)劃被納入國(guó)土空間規(guī)劃體系中，主體功能區(qū)規(guī)劃是針對(duì)區(qū)域的保護(hù)開(kāi)發(fā)問(wèn)題制定的空間政策和制度。綠色空間作為國(guó)土空間的陸域自然資源，滿(mǎn)足以主體功能區(qū)為基礎(chǔ)的開(kāi)發(fā)與保護(hù)至關(guān)重要。本研究分析了福建省的區(qū)域資源本底條件，有助于主體功能區(qū)規(guī)劃進(jìn)一步協(xié)調(diào)和完善。在主體功能區(qū)劃中，其對(duì)國(guó)土空間的定位較為粗泛，使得有些地區(qū)處于開(kāi)發(fā)與保護(hù)的模糊區(qū)域，導(dǎo)致部分綠色空間轉(zhuǎn)換為建設(shè)用地。以開(kāi)發(fā)和保護(hù)的強(qiáng)度序列構(gòu)建主體功能區(qū)分類(lèi)和精益化的政策機(jī)制引導(dǎo)，有助于福建省優(yōu)化以綠色空間為自然本底的國(guó)土空間格局，提升其生態(tài)環(huán)境。

3.1.4 研究不足及展望

本研究基于城鄉(xiāng)綠色空間尺度，在宏觀上分析福建省綠色空間的演變趨勢(shì)，從數(shù)量和空間上了解綠色空間的變化特征，進(jìn)而分析福建省不同地區(qū)的綠色空間演變及其驅(qū)動(dòng)因素。但綠色空間是一個(gè)相互聯(lián)系相互影響的整體，對(duì)其連通性、破碎度等分析并未涉及，將作為下一步研究的方向。同時(shí)，本研究受限于福建省國(guó)土規(guī)模較大，可獲取的數(shù)據(jù)有限，因此在對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)及自然因素的選擇方面也存在一定局限性。

3.2 結(jié)論

本研究以福建省綠色空間為研究對(duì)象，基于動(dòng)態(tài)度計(jì)算、轉(zhuǎn)移矩陣，對(duì)2000年、2010年、2020年3期綠色空間面積變化進(jìn)行測(cè)度，并分析各類(lèi)綠色空間在不同地區(qū)演變的空間差異。選取社會(huì)經(jīng)濟(jì)、自然因素指標(biāo)，應(yīng)用PLSR模型，分析影響福建省綠色空間演變的驅(qū)動(dòng)因素。主要研究結(jié)論包括：

1)2000—2020年間，福建省整體綠色空間面積呈下降走向，非綠色空間面積增加。從各類(lèi)綠色空間面積的轉(zhuǎn)換來(lái)看，2010—2020年間，耕地、林地、草地3類(lèi)綠色空間分別與建設(shè)用地之間存在較大面積的轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)出的位置主要位于福建省沿海地區(qū)。

2)從不同區(qū)域來(lái)看，9個(gè)地區(qū)的綠色空間面積變化趨勢(shì)與福建省域總體綠色空間面積的變化趨勢(shì)基本一致，即綠色空間面積減少，非綠色空間面積增加。各地區(qū)綠色空間類(lèi)型演變存在差異，耕地面積減少的地區(qū)分布在沿海地區(qū)(寧德、福州、莆田、泉州、廈門(mén))；林地面積減少的地區(qū)分布在東南沿海地區(qū)(泉州、廈門(mén)、漳州)；草地面積減少的地區(qū)分布在東北部沿海地區(qū)(寧德、福州)和東南部沿海地區(qū)(泉州、漳州)；濕地及水域面積減少的地區(qū)分布在東南部沿海地區(qū)(泉州、廈門(mén))和中部沿海地區(qū)(莆田)。

3)從驅(qū)動(dòng)因素分析來(lái)看，省域的國(guó)民經(jīng)濟(jì)、人口增長(zhǎng)對(duì)各類(lèi)綠色空間面積變化均有重要的影響(VIP值均大于1)，而其他影響因素作用力大小存在一定差異；社會(huì)經(jīng)濟(jì)因素對(duì)于沿海地區(qū)綠色空間面積變化具有較重要的影響；自然因素對(duì)不同類(lèi)型的綠色空間面積變化有不同程度的影響，且對(duì)不同地區(qū)綠色空間面積變化的影響有差異。