許自昌

(1．中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(武漢) 資源學(xué)院，湖北 武漢 430074；2．福建省地質(zhì)測(cè)繪院遙感中心，福建 福州 350011)

國(guó)土空間用地具有多宜性，導(dǎo)致社會(huì)發(fā)展中利益相關(guān)者對(duì)空間用地資源產(chǎn)生競(jìng)爭(zhēng)，從而形成空間沖突。2017年《全國(guó)國(guó)土規(guī)劃綱要(2016—2030)》中強(qiáng)調(diào)，要科學(xué)把握國(guó)土空間單元的多宜性、以及空間開發(fā)的約束條件，合理縮減農(nóng)業(yè)空間、增加城鎮(zhèn)空間、保護(hù)生態(tài)空間。因此，有效識(shí)別和優(yōu)化國(guó)土空間沖突，尋找適宜性最優(yōu)的空間用地，是當(dāng)前研究的重點(diǎn)。開展國(guó)土空間開發(fā)適宜性評(píng)價(jià)，摸清資源本底，識(shí)別空間沖突，尋求最優(yōu)空間布局是協(xié)調(diào)發(fā)展國(guó)土空間的核心要?jiǎng)?wù)。

目前，針對(duì)國(guó)土空間開發(fā)格局優(yōu)化的研究多側(cè)重于基于國(guó)土空間適宜性評(píng)價(jià)結(jié)果，依據(jù)土地自然資源稟賦、地理區(qū)位條件、社會(huì)經(jīng)濟(jì)條件對(duì)研究區(qū)域內(nèi)國(guó)土空間資源數(shù)量和空間進(jìn)行合理配比。針對(duì)評(píng)價(jià)目標(biāo)、評(píng)價(jià)指標(biāo)選取和評(píng)價(jià)方法，學(xué)者們展開了豐富的研究。在評(píng)價(jià)對(duì)象上，早期研究以農(nóng)業(yè)適宜性評(píng)價(jià)為主[1-2]。隨著學(xué)者的深入研究，開始對(duì)建設(shè)用地[3-4]、旅游用地[5]等不同類型、不同主題的用地開展適宜性評(píng)價(jià)。吳艷娟等[6]以寧波市為例，從“生產(chǎn)-生活-生態(tài)”角度出發(fā)，評(píng)價(jià)城鎮(zhèn)開發(fā)適宜性規(guī)模與潛力。在評(píng)價(jià)指標(biāo)體系選取上，其演化過(guò)程主要經(jīng)歷了“千層餅”模式時(shí)期[7]、工程地質(zhì)條件主導(dǎo)時(shí)期[8]和指標(biāo)多元化時(shí)期[9-10]。評(píng)價(jià)指標(biāo)涉及因素眾多。主要包括自然地理?xiàng)l件[11-12]、生態(tài)環(huán)境因素[13-14]和社會(huì)經(jīng)濟(jì)因素[6]等方面，實(shí)際應(yīng)用中往往根據(jù)研究區(qū)、研究視角差異而有所側(cè)重。喻忠磊等[15]認(rèn)為影響城鎮(zhèn)空間建設(shè)開發(fā)適宜性程度的因素是多樣的，應(yīng)綜合自然因素、社會(huì)經(jīng)濟(jì)因素、生態(tài)因素等進(jìn)行統(tǒng)籌評(píng)價(jià)城鎮(zhèn)開發(fā)適宜性。王昆[16]認(rèn)為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)適宜性評(píng)價(jià)是以解決農(nóng)用地保護(hù)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的矛盾為出發(fā)點(diǎn)，探討國(guó)土空間是否適宜農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)的情況。劉焱序等[17]認(rèn)為生態(tài)保護(hù)適宜性評(píng)價(jià)是從生態(tài)保護(hù)的角度，定量評(píng)估國(guó)土空間對(duì)于生態(tài)需求用途的適宜程度。在評(píng)價(jià)方法上，目前主流的適宜性評(píng)價(jià)方法有多要素疊置評(píng)價(jià)[18-19]、空間相互作用及趨勢(shì)模擬分析[20-21]、基于生態(tài)位的空間供需耦合分析[22-23]。但現(xiàn)有研究多停留在單目標(biāo)空間優(yōu)化上，忽略了國(guó)土空間是一個(gè)內(nèi)部極其復(fù)雜的系統(tǒng)。國(guó)土空間涵蓋資本、勞動(dòng)力、土地等多種要素，國(guó)土空間優(yōu)化配置的目的是協(xié)調(diào)多方矛盾，實(shí)現(xiàn)資源要素合理配置。當(dāng)下，計(jì)算機(jī)技術(shù)快速發(fā)展，解決多目標(biāo)問題的智能算法[24]成為了研究熱點(diǎn)。由于帶精英策略的快速非支配排序遺傳算法(nondominated sorting genetic algorithm-II，NSGA-II)具有魯棒性好、收斂性好、執(zhí)行速度快等優(yōu)勢(shì)，能同時(shí)獲得多個(gè)最優(yōu)解，因此被廣泛應(yīng)用于土地優(yōu)化配置[25]中。其核心是通過(guò)綜合權(quán)衡各個(gè)目標(biāo)，協(xié)調(diào)多方利益，對(duì)國(guó)土空間結(jié)構(gòu)和空間布局進(jìn)行優(yōu)化，為決策者尋找最優(yōu)方案。綜上，針對(duì)國(guó)土空間開發(fā)適宜性評(píng)價(jià)和遺傳算法，學(xué)者們已經(jīng)取得了豐碩的研究成果，為本研究提供了堅(jiān)實(shí)的工作基礎(chǔ)。

龍巖市作為全國(guó)著名革命老區(qū)之一，受歷史、區(qū)位等各方面影響，發(fā)展較為緩慢，三類空間沖突問題突出。因此,選擇其為研究區(qū)，通過(guò)開展國(guó)土空間開發(fā)適宜性評(píng)價(jià),識(shí)別優(yōu)勢(shì)區(qū)和沖突風(fēng)險(xiǎn)區(qū)，兼顧新型城鎮(zhèn)化戰(zhàn)略和可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略目標(biāo)，構(gòu)建國(guó)土空間開發(fā)格局優(yōu)化模型，開展多目標(biāo)空間格局優(yōu)化。研究結(jié)果能為解決空間資源分配不均衡問題和構(gòu)建國(guó)土空間開發(fā)保護(hù)新格局提供理論基礎(chǔ)和技術(shù)支撐。

1 研究區(qū)概況

龍巖市位于我國(guó)閩粵贛三省交界處，是全國(guó)著名的革命老區(qū)，也是海峽西岸延伸內(nèi)陸的重要門戶(圖1)。龍巖市轄新羅區(qū)、永定區(qū)、漳平市、長(zhǎng)汀縣、連城縣、上杭縣和武平縣，7個(gè)縣(市、區(qū))均為中央蘇區(qū)縣，全區(qū)總面積19 028.28 km2。近年來(lái)，龍巖市經(jīng)濟(jì)和城鎮(zhèn)發(fā)展速度加快，截至2019年末，龍巖市地區(qū)生產(chǎn)總值為2 678.96億元，比上一年提高11.6%；城鎮(zhèn)化率達(dá)到57%，較上一年增長(zhǎng)2.7%。

圖1 龍巖市地理位置Fig.1 Geographical location of Longyan City

2 研究方法

2.1 國(guó)土空間開發(fā)適宜性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系構(gòu)建

本研究參考自然資源部印發(fā)的《雙評(píng)價(jià)》指南，借鑒已有研究成果，在實(shí)地調(diào)研后綜合考慮圖件資料的可用性和數(shù)據(jù)的獲取難易度，分別選取相關(guān)因素構(gòu)建評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。

評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的權(quán)重采用德爾菲法咨詢20位相關(guān)領(lǐng)域?qū)＜?，?duì)評(píng)價(jià)空間適宜性的指標(biāo)進(jìn)行兩輪評(píng)分，然后結(jié)合層次分析法，最終得到評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重賦值(見表1)。

表1 國(guó)土空間開發(fā)適宜性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系Tab.1 Land space development suitability evaluation indexes system

2.2 國(guó)土空間優(yōu)化配置

2.2.1目標(biāo)函數(shù)

目標(biāo)函數(shù)由數(shù)量結(jié)構(gòu)優(yōu)化模塊和空間布局優(yōu)化模塊兩部分組成，其中，數(shù)量結(jié)構(gòu)優(yōu)化模塊采用適宜性最大化作為優(yōu)化效果的評(píng)估準(zhǔn)則之一，而空間布局優(yōu)化模塊采用空間模塊緊湊程度最大化和空間協(xié)調(diào)度最大化兩個(gè)目標(biāo)函數(shù)來(lái)評(píng)估優(yōu)化成效。

1)適宜度(S)最大化

不同的國(guó)土空間單元對(duì)不同空間類型具備的適宜度屬性是不同的，而國(guó)土空間優(yōu)化配置就是在優(yōu)化目標(biāo)的指導(dǎo)下，將不同國(guó)土空間單元配置為適宜度高的空間類型。因此，目標(biāo)函數(shù)可以表示為

(1)

式中，Uijk表示國(guó)土空間類型為k在位置(i,j)處的適宜性值。

2)空間協(xié)調(diào)度(X)最大化

相鄰空間的變化會(huì)直接影響區(qū)域國(guó)土空間單元的穩(wěn)定性與協(xié)調(diào)性，所以在配置國(guó)土空間時(shí)，需要考慮相鄰兩種國(guó)土空間布置對(duì)區(qū)域生活或生產(chǎn)等方面造成的舒適程度。

(2)

式中，Lij表示任何兩相鄰的空間中的某一個(gè)空間單元與相鄰空間單元的協(xié)調(diào)度。結(jié)合現(xiàn)有研究，根據(jù)龍巖市國(guó)土空間特征，設(shè)定國(guó)土空間優(yōu)化規(guī)則矩陣(表2)來(lái)表示相鄰空間之間的協(xié)調(diào)性。

表2 龍巖市國(guó)土空間優(yōu)化規(guī)則矩陣Tab.2 The land space optimization rule matrix of Longyan City

3)空間布局緊湊度(F)最大化

相同的國(guó)土空間類型盡可能地聚集在一起，減少地塊的破碎化，能有效整合區(qū)域資源、要素和經(jīng)濟(jì)活動(dòng)在空間中的聚集，降低成本，使管理更加方便。

(3)

式中，Aijk表示某個(gè)國(guó)土空間單元3×3鄰域內(nèi)也為k的空間單元數(shù)量；Xijk是一個(gè)二元變量，如果單元(i,j)的國(guó)土空間類型為k，其值為1，否則為0。

2.2.2約束條件

國(guó)土空間優(yōu)化配置過(guò)程中要考慮很多限制條件，即約束條件。根據(jù)上述目標(biāo)函數(shù)，歸納出相應(yīng)的約束條件如下所示：

1)待配置的單元(i,j)的3×3鄰域內(nèi)至少有2個(gè)與其具有相同國(guó)土空間類型的單元：

Bijk≥2

(4)

2)國(guó)土空間總面積不隨優(yōu)化過(guò)程而改變，所以優(yōu)化后的國(guó)土空間總面積和優(yōu)化前的國(guó)土空間總面積保持一致。

(5)

式中，Sk指第k種國(guó)土空間的面積；S0指優(yōu)化后的國(guó)土空間總面積。

3)國(guó)土空間類型轉(zhuǎn)化約束規(guī)則。如禁止侵占水域用地，且坡度>25°的土地不能用于國(guó)土開發(fā)建設(shè)。

3 結(jié)果分析

3.1 國(guó)土空間開發(fā)適宜性評(píng)價(jià)

借助ArcGIS平臺(tái)，對(duì)國(guó)土空間開發(fā)適宜性的所有影響因子開展適宜性評(píng)價(jià)，然后疊加所有單因子評(píng)價(jià)結(jié)果，按照各因子權(quán)重值以及分等定級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，運(yùn)用綜合評(píng)價(jià)模型求出各柵格單元的適宜性分值，最后用自然間斷法把結(jié)果分成高度適宜、中度適宜、低度適宜和不適宜4類，得到國(guó)土空間開發(fā)適宜性評(píng)價(jià)圖(見圖2)。

圖2 國(guó)土空間開發(fā)適宜性評(píng)價(jià)圖Fig.2 Land space development suitability evaluation map

從圖2看出，龍巖市國(guó)土空間開發(fā)適宜性主要以生態(tài)保護(hù)和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)為主。龍巖市農(nóng)業(yè)生產(chǎn)適宜性分布整體表現(xiàn)為西北、南部高和東北、中東和東南部低。其中，高度適宜農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的區(qū)域面積為4 142.29 km2，占比為21.77%，主要分布在汀江河沿岸，水資源較豐富，土壤質(zhì)量好；不適宜的區(qū)域主要分布于海拔高度高，地勢(shì)較陡，水土條件限制性較大的區(qū)域，如連城縣東部、新羅區(qū)北部和西南部以及長(zhǎng)汀縣南部區(qū)域，面積達(dá)3 248.07 km2，占比為17.07%。而龍巖市生態(tài)保護(hù)適宜程度最高的區(qū)域面積達(dá)到8 559.99 km2，占比為44.99%，其水資源豐富，擁有優(yōu)質(zhì)的國(guó)家自然保護(hù)區(qū)，如梅花山、汀江源，區(qū)域內(nèi)生態(tài)物種繁多；低度適宜和不適宜的區(qū)域主要分布在龍巖市中東、西北和南部區(qū)域，龍巖市適宜城鎮(zhèn)開發(fā)的面積比農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生態(tài)保護(hù)低，其中高度適宜城鎮(zhèn)開發(fā)的土地面積達(dá)2 906.49 km2，僅占總面積的15.27%，呈現(xiàn)出中部、西北部和南部高，西部、西南部和北部低的態(tài)勢(shì)，其區(qū)域較平坦，水資源豐富，交通條件優(yōu)越，坡度較緩，地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生頻率較低。從適宜性分布格局可以看出，未來(lái)龍巖市主要以推進(jìn)新型城鎮(zhèn)化建設(shè)為主，城鎮(zhèn)開發(fā)趨勢(shì)趨向于城市外邊緣。

3.2 沖突風(fēng)險(xiǎn)區(qū)識(shí)別

在ArcGIS軟件中，利用空間分析功能合并龍巖市城鎮(zhèn)開發(fā)、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生態(tài)保護(hù)適宜性評(píng)價(jià)結(jié)果，識(shí)別出龍巖市7種主要國(guó)土空間類型區(qū)(圖3)：生態(tài)保護(hù)優(yōu)勢(shì)區(qū)、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)優(yōu)勢(shì)區(qū)、城鎮(zhèn)開發(fā)優(yōu)勢(shì)區(qū)、城鎮(zhèn)-農(nóng)業(yè)沖突區(qū)、城鎮(zhèn)-生態(tài)沖突區(qū)、農(nóng)業(yè)-生態(tài)沖突區(qū)以及城鎮(zhèn)-農(nóng)業(yè)-生態(tài)沖突區(qū)。從空間分布來(lái)看，城鎮(zhèn)-農(nóng)業(yè)-生態(tài)沖突區(qū)主要分布在長(zhǎng)汀縣東部、武平縣南部、上杭縣西部等區(qū)域。該區(qū)域農(nóng)業(yè)生產(chǎn)或城鎮(zhèn)建設(shè)的自然資源優(yōu)越、社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和交通條件均較良好，因此可同時(shí)高度適宜農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和城鎮(zhèn)開發(fā)。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，以及現(xiàn)有建設(shè)用地難以滿足當(dāng)下城鎮(zhèn)擴(kuò)張需求，未來(lái)新增建設(shè)用地的選址將會(huì)優(yōu)先考慮這片區(qū)域，因此發(fā)生現(xiàn)實(shí)空間沖突的概率較大。這些區(qū)域城鎮(zhèn)開發(fā)速度較快，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用地向城鎮(zhèn)建設(shè)用地轉(zhuǎn)化的概率增大，造成兩用地類型產(chǎn)生大量潛在沖突風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)，城鎮(zhèn)建設(shè)用地與生態(tài)保護(hù)用地之間也存在大量的潛在沖突風(fēng)險(xiǎn)，表明這些區(qū)域潛在拓展能力較大，未來(lái)三者相互轉(zhuǎn)換的概率明顯會(huì)有所增大。結(jié)果說(shuō)明龍巖市潛在空間沖突的范圍較大并且風(fēng)險(xiǎn)較高，其面臨的空間沖突形勢(shì)嚴(yán)峻，所以需要在遵循生態(tài)為首、鄰域協(xié)調(diào)、集中緊湊等原則下，耦合協(xié)調(diào)土地潛在沖突風(fēng)險(xiǎn)。

圖3 龍巖市國(guó)土空間沖突類型區(qū)Fig.3 Types of land space conflict areas in Longyan City

3.3 國(guó)土空間優(yōu)化配置

3.3.1迭代結(jié)果

根據(jù)已有的研究成果，以及多次研究試驗(yàn)，對(duì)比不同的參數(shù)組合情況下的優(yōu)化結(jié)果，確定初始種群大小為50，迭代次數(shù)設(shè)為100次，交叉概率為0.8，變異概率為0.15。從圖4可以看出，在空間適宜度一定的情況下，隨著優(yōu)化代數(shù)的持續(xù)增加，國(guó)土空間類型之間的協(xié)調(diào)度不斷提高，并且斑塊的破碎化也得到了一定的改善，優(yōu)化效果明顯。所以在國(guó)土空間開發(fā)適宜度一定的情況下，國(guó)土空間的格局會(huì)朝著協(xié)調(diào)度最大化以及緊湊度最大化的方向發(fā)展，說(shuō)明NSGA-II在解決國(guó)土空間沖突優(yōu)化配置中取得了良好的優(yōu)化效果。

圖4 不同代數(shù)下優(yōu)化結(jié)果中的非支配集Fig.4 Nondominated sets in optimization results under different algebras

3.3.2優(yōu)化結(jié)果

由上述試驗(yàn)可知，在100代的優(yōu)化求解中共獲得45個(gè)Pareto最優(yōu)解，即得到45種可供決策者選擇的龍巖市國(guó)土空間優(yōu)化配置方案。在現(xiàn)實(shí)決策中，決策者可以根據(jù)實(shí)際問題的需要，對(duì)最優(yōu)解進(jìn)行選擇。若以國(guó)土空間布局適宜度最大化為目標(biāo)，則從最優(yōu)解中選擇適宜度最大的為最終方案。在參考相關(guān)文獻(xiàn)后，本研究采用灰色關(guān)聯(lián)投影法對(duì)45種方案進(jìn)行擇優(yōu)選取，通過(guò)計(jì)算每一種優(yōu)化配置方案的灰色關(guān)聯(lián)投影值，比較與理想方案的接近程度，從中選擇最優(yōu)方案。計(jì)算發(fā)現(xiàn)，方案8的投影值最大，為0.845 9，說(shuō)明方案8能在整體上表現(xiàn)出空間布局適宜度高，緊湊性強(qiáng)，空間類型間協(xié)調(diào)度高的國(guó)土空間優(yōu)化布局，所以選擇方案8作為最終的國(guó)土空間優(yōu)化布局方案。

將方案8所對(duì)應(yīng)的個(gè)體進(jìn)行染色體解碼，在ArcGIS中將ASCII碼轉(zhuǎn)為柵格數(shù)據(jù)進(jìn)行可視化，如圖5所示。從圖中可以看出優(yōu)化后龍巖市國(guó)土空間沖突問題得到有效解決，各類國(guó)土空間基本成團(tuán)分布。由于優(yōu)化過(guò)程中只對(duì)國(guó)土空間交叉沖突的區(qū)域進(jìn)行優(yōu)化，所以優(yōu)化后僅沖突區(qū)域發(fā)生變化。

進(jìn)一步計(jì)算優(yōu)化前后的面積分布(表3)可以發(fā)現(xiàn)，龍巖市國(guó)土空間類型優(yōu)化前后面積變化差異較大，優(yōu)化后城鎮(zhèn)開發(fā)優(yōu)勢(shì)區(qū)面積為3 510.38 km2，

增加了2100.36 km2；農(nóng)業(yè)生產(chǎn)優(yōu)勢(shì)區(qū)面積為4 292.23 km2，增加了2 402.86 km2；生態(tài)保護(hù)優(yōu)勢(shì)區(qū)面積為11 225.67 km2，增加了5 838.26 km2。城鎮(zhèn)開發(fā)優(yōu)勢(shì)區(qū)面積和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)優(yōu)勢(shì)區(qū)增加較大的是上杭縣，增加面積分別為406.35 km2、453.86 km2。而生態(tài)保護(hù)優(yōu)勢(shì)區(qū)面積增加較大的是連城縣，增加了1 451.85 km2，主要是因?yàn)檫B城縣生態(tài)保護(hù)適宜度大，境內(nèi)有冠豸山風(fēng)景區(qū)，生態(tài)環(huán)境優(yōu)越，優(yōu)化結(jié)果能很好地為生態(tài)用地預(yù)留空間，建設(shè)福建省全域生態(tài)旅游示范縣，推動(dòng)發(fā)展連城縣國(guó)家重點(diǎn)生態(tài)功能區(qū)。面積變化較明顯的地區(qū)的優(yōu)勢(shì)區(qū)面積不一定增加的最多，有的區(qū)域原始優(yōu)勢(shì)區(qū)面積較少。從面積增加的角度分析，其他優(yōu)勢(shì)區(qū)面積增加較大的市縣有長(zhǎng)汀縣、漳平市、武平縣等，其中長(zhǎng)汀縣城鎮(zhèn)開發(fā)優(yōu)勢(shì)區(qū)面積增加了402.81 km2，漳平市農(nóng)業(yè)生產(chǎn)優(yōu)勢(shì)區(qū)面積增加了432.01 km2，武平縣生態(tài)保護(hù)優(yōu)勢(shì)區(qū)面積增加了1 404.39 km2。

圖5 龍巖市國(guó)土空間優(yōu)化布局Fig.5 Optimal layout of land space in Longyan City

表3 龍巖市國(guó)土空間優(yōu)化前后分布面積Tab.3 Distribution areas of land before and after spatial optimization in Longyan City

對(duì)比優(yōu)化前后的龍巖市國(guó)土空間布局，優(yōu)化后通過(guò)適宜度、協(xié)調(diào)度、緊湊度目標(biāo)函數(shù)和土地利用類型等約束條件，沖突區(qū)域布局得到顯著調(diào)整。整體來(lái)看，以龍巖市各中心縣城為核心，“放射式”的國(guó)土開發(fā)與保護(hù)空間格局特征明顯，城鎮(zhèn)、農(nóng)業(yè)和生態(tài)空間逐步趨向于集中分布，有效增加空間利用效率，使空間功能發(fā)揮最大化。優(yōu)化結(jié)果將龍巖市主城區(qū)沖突區(qū)多優(yōu)化為城鎮(zhèn)開發(fā)優(yōu)勢(shì)區(qū)，這與《龍巖中心城區(qū)近期建設(shè)規(guī)劃》(2016—2020)一文相符合。城鎮(zhèn)開發(fā)優(yōu)勢(shì)區(qū)集中分布于長(zhǎng)汀縣東部、連城縣西北部、新羅區(qū)南部、漳平市西南部、武平縣南部、上杭縣西北部和永定區(qū)北部，其中長(zhǎng)汀縣城鎮(zhèn)空間在原有城鎮(zhèn)建成區(qū)的基礎(chǔ)上呈南北拓展的趨勢(shì)，相較于優(yōu)化前，優(yōu)化后能更好地解決長(zhǎng)汀縣和新羅區(qū)城鎮(zhèn)用地“攤大餅”式擴(kuò)張方式。長(zhǎng)汀縣、新羅區(qū)和武平縣城鎮(zhèn)空間呈集中連片的帶狀發(fā)展趨勢(shì)，促進(jìn)各鄉(xiāng)鎮(zhèn)(村)之間抱團(tuán)發(fā)展，增加空間利用的合理性與高效性，有效預(yù)防占用生態(tài)空間或農(nóng)業(yè)空間。其他縣市城鎮(zhèn)空間格局由于集聚中心與交通網(wǎng)等因素綜合影響，呈現(xiàn)出抱團(tuán)發(fā)展趨勢(shì)，增加了城鎮(zhèn)空間斑塊的緊湊性。為了促進(jìn)農(nóng)業(yè)發(fā)展，農(nóng)業(yè)空間多圍繞在城鎮(zhèn)空間周圍，主要呈抱團(tuán)式集中分布在汀江河和九龍江沿岸，其余分布于連城縣西部、漳平市北部等區(qū)域，該區(qū)域地勢(shì)平坦，水利條件良好，因此被優(yōu)化為農(nóng)業(yè)空間的概率較大，這也與龍巖市大力發(fā)展沿江農(nóng)業(yè)政策相符合。此外，生態(tài)保護(hù)優(yōu)勢(shì)區(qū)主要分布在連城縣、武平縣等生態(tài)條件優(yōu)越的市縣。在生態(tài)禁止建設(shè)區(qū)等約束條件下，一部分破碎的耕地和建設(shè)用地轉(zhuǎn)化為生態(tài)保護(hù)優(yōu)勢(shì)區(qū)，且生態(tài)用地多優(yōu)化為農(nóng)業(yè)空間，增加了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展空間，有利于龍巖市實(shí)施建設(shè)高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田和發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè)戰(zhàn)略。

4 結(jié)論

本研究集成地質(zhì)災(zāi)害數(shù)據(jù)、基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)、土壤數(shù)據(jù)、生態(tài)數(shù)據(jù)以及相關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，利用空間分析技術(shù)開展國(guó)土空間開發(fā)適宜性評(píng)價(jià)，識(shí)別空間沖突區(qū)，并以國(guó)土空間開發(fā)適宜性、空間協(xié)調(diào)度和空間布局緊湊度為目標(biāo)函數(shù)，土地利用類型等為約束條件，構(gòu)建耦合GIS平臺(tái)的NSGA-II國(guó)土空間優(yōu)化模型，對(duì)龍巖市國(guó)土空間沖突區(qū)進(jìn)行空間優(yōu)化分析，得到以下3點(diǎn)結(jié)論：

1)從國(guó)土空間開發(fā)適宜性評(píng)價(jià)結(jié)果看出，龍巖市國(guó)土空間開發(fā)適宜性主要以生態(tài)保護(hù)和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)為主。生態(tài)保護(hù)適宜程度最高的區(qū)域面積為8 559.99 km2，占比高達(dá)44.99%，該區(qū)域擁有優(yōu)質(zhì)的國(guó)家自然保護(hù)區(qū)，生態(tài)環(huán)境良好，生態(tài)物種繁多；農(nóng)業(yè)生產(chǎn)高度適宜的區(qū)域面積為4 142.29 km2，占比為21.77%，主要分布在汀江河沿岸，水資源較豐富，土壤質(zhì)量好。相反，龍巖市適宜城鎮(zhèn)開發(fā)的面積較少，高度適宜城鎮(zhèn)開發(fā)的土地面積達(dá)2 906.49 km2，僅占總面積的15.27%。從適宜性分布格局可以看出，未來(lái)龍巖市主要以推進(jìn)新型城鎮(zhèn)化建設(shè)為主，城鎮(zhèn)開發(fā)趨向城市外邊緣發(fā)展。

2)利用龍巖市國(guó)土空間開發(fā)適宜性評(píng)價(jià)結(jié)果，識(shí)別出7種主要類型區(qū)：生態(tài)保護(hù)優(yōu)勢(shì)區(qū)、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)優(yōu)勢(shì)區(qū)、城鎮(zhèn)開發(fā)優(yōu)勢(shì)區(qū)、城鎮(zhèn)-農(nóng)業(yè)沖突區(qū)、城鎮(zhèn)-生態(tài)沖突區(qū)、農(nóng)業(yè)-生態(tài)沖突區(qū)和城鎮(zhèn)-農(nóng)業(yè)-生態(tài)沖突區(qū)。其中，沖突區(qū)的面積為6 390.71 km2，占總面積的33.59%。不同空間類型的空間沖突大小存在一定差異，沖突程度最大的是城鎮(zhèn)-農(nóng)業(yè)-生態(tài)沖突區(qū)，占沖突區(qū)總面積的41.24%，分布在中心城區(qū)、建制鎮(zhèn)周邊和交通沿線附近的高發(fā)展區(qū)域。城鎮(zhèn)建設(shè)速度的加快，將會(huì)很大程度地加大農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用地或生態(tài)保護(hù)用地向城鎮(zhèn)建設(shè)用地轉(zhuǎn)化的概率，從而增加潛在用地沖突風(fēng)險(xiǎn)。

3)耦合GIS平臺(tái)和NSGA-II構(gòu)建的國(guó)土空間優(yōu)化模型確定的空間布局優(yōu)化方案是可行的。從縣級(jí)行政區(qū)劃的角度可以發(fā)現(xiàn)各縣城鎮(zhèn)開發(fā)優(yōu)勢(shì)區(qū)、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)優(yōu)勢(shì)區(qū)和生態(tài)保護(hù)優(yōu)勢(shì)區(qū)面積都有所增加，其中城鎮(zhèn)開發(fā)優(yōu)勢(shì)區(qū)面積和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)優(yōu)勢(shì)區(qū)增加較大的是上杭縣，而生態(tài)保護(hù)優(yōu)勢(shì)區(qū)面積增加較大的是連城縣，符合各地規(guī)劃發(fā)展趨勢(shì)。且優(yōu)化后的城鎮(zhèn)、農(nóng)業(yè)和生態(tài)空間由分散布局趨向集中布局，有效增加了空間利用效率。

國(guó)土空間開發(fā)格局優(yōu)化是一個(gè)涉及到復(fù)雜的、多學(xué)科的優(yōu)化問題，特別是國(guó)土空間優(yōu)化具有多維性，從而加大了空間優(yōu)化配置的難度和復(fù)雜度。在未來(lái)的研究工作中還應(yīng)注意提高國(guó)土空間沖突優(yōu)化效率與精度，注重從不同角度，系統(tǒng)性地驗(yàn)證國(guó)土空間優(yōu)化效果。