李伊黎，程 嚴(yán)，付振華*

（1. 廣東省國土資源測繪院， 廣東 廣州510663；2. 自然資源部華南熱帶亞熱帶自然資源重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣東 廣州510663；3. 廣東省自然資源科技協(xié)同創(chuàng)新中心，廣東 廣州510663）

“三生空間”根據(jù)土地利用功能劃分，其中生產(chǎn)空間是進(jìn)行農(nóng)業(yè)、工業(yè)和商業(yè)活動獲取產(chǎn)品和供給功能的用地范圍，生活空間是提供承載和保障人居功能的用地范圍，而生態(tài)空間主要以調(diào)節(jié)、維持和保障生態(tài)安全功能為主[1]。目前的研究主要關(guān)注“三生空間”的概念辨析與分類、空間格局優(yōu)化等方面[2]。研究方法諸如：基于“三生空間”的內(nèi)涵對其功能進(jìn)行定性評價或定量測度[3-5]、通過綜合指標(biāo)的構(gòu)建對“三生空間”環(huán)境質(zhì)量或適宜性進(jìn)行評價[6-8]、基于“三生空間”分類體系進(jìn)行土地利用空間結(jié)構(gòu)分析[9-11]等。這些研究取得了顯著的成果，其應(yīng)用領(lǐng)域涉及土地整治、資源環(huán)境承載力測算和土地適宜性評價等各個方面。然而，由于研究理論基礎(chǔ)、視角與目的不同，尚未形成統(tǒng)一的“三生空間”功能分類與評價指標(biāo)體系[12]。在其格局演化特征的分析方面也缺乏統(tǒng)一的方法與深入的研究。

為此，本文選取廣東省為研究對象，以現(xiàn)有“三生空間”功能評價體系為基礎(chǔ)，對廣東省2000、2005、2010、2015、2020年五期土地利用數(shù)據(jù)進(jìn)行功能分類，結(jié)合ArcGIS的空間分析功能、首位度分析方法等，從空間分布規(guī)模、重心演變、城市群“三生空間”規(guī)模首位度變化等三個層面對廣東省“三生空間”格局演化特征進(jìn)行了分析，并提出一些合理化建議，促進(jìn)國土空間規(guī)劃格局優(yōu)化發(fā)展。

1 研究框架

1.1 研究范圍

本文選取廣東省行政區(qū)劃范圍作為研究區(qū)域。改革開放以來，廣東省取得了輝煌的成就，特別是20世紀(jì)90年代后，在快速城鎮(zhèn)化的過程中，經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度和人民生活水平大幅提升，土地利用結(jié)構(gòu)發(fā)生重大變化，生態(tài)環(huán)境問題也日益凸顯，生態(tài)空間格局的優(yōu)化問題亟待解決[13]。面向國土空間規(guī)劃的“三生空間”研究是推進(jìn)廣東省生態(tài)文明建設(shè)，實(shí)現(xiàn)自然資源高水平保護(hù)、高效率利用，保障重大戰(zhàn)略規(guī)劃實(shí)施的科學(xué)支撐。

1.2 數(shù)據(jù)來源

研究所用數(shù)據(jù)來源于中國科學(xué)院資源環(huán)境科學(xué)數(shù)據(jù)中心。其中2000、2005、2010 年各期數(shù)據(jù)的遙感解譯主要使用了LandsatTM/ETM 遙感影像數(shù)據(jù)；2015年土地利用數(shù)據(jù)更新主要使用Landsat8 遙感影像數(shù)據(jù)；2020 年土地利用數(shù)據(jù)是在2015 年土地利用遙感監(jiān)測數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，基于Landsat8 遙感影像，通過人工目視解譯生成。數(shù)據(jù)精度及類型為30 m 柵格數(shù)據(jù)。按照中國LUCC 遙感監(jiān)測數(shù)據(jù)分類體系，廣東省包括耕地、林地、草地、水域、建設(shè)用地和未利用地6個一級類以及水田、旱地、有林地、灌木叢等22 個二級類。

同時參考廣東省歷年發(fā)展規(guī)劃文件，來源于廣東省人民政府網(wǎng)站，相關(guān)政策文件來源于廣東省及其地級市自然資源部門網(wǎng)站。

1.3 研究方法

1.3.1 三生空間分類評價

“三生空間”的分類是研究的基礎(chǔ)，目前尚未形成規(guī)范統(tǒng)一的分類和評價體系，部分學(xué)者[2,14]參考劉繼來[3,15-16]等的評價方案和評分標(biāo)準(zhǔn)，采取分級賦分的方法對不同土地利用類型所能提供的各類功能進(jìn)行打分。本文在此基礎(chǔ)上，根據(jù)LUCC 遙感監(jiān)測數(shù)據(jù)分類體系，結(jié)合廣東實(shí)際，對廣東省“三生空間”各土地類型進(jìn)行評價打分，具體如表1所示。

表1 基于LUCC遙感監(jiān)測數(shù)據(jù)分類體系的三生空間評價分值

1.3.2 格局演化特征分析

為直觀顯示“三生空間”格局分布和演化特征，構(gòu)建4 km×4 km 的格網(wǎng)覆蓋整個廣東省行政區(qū)劃范圍。將土地利用柵格數(shù)據(jù)與創(chuàng)建的格網(wǎng)進(jìn)行疊加，計算得到每個年份每個格網(wǎng)，即廣東省每16 km2區(qū)域內(nèi)“三生空間”評價總分值，分析其空間分布格局。對相鄰年份的評價總分值按格網(wǎng)進(jìn)行差值計算，得到每個格網(wǎng)區(qū)域分值的變化情況，分析其演化特征。計算每個年份“三生空間”的重心分布，分析其重心移動軌跡特征。

1.3.3 首位度分析

在一個相對獨(dú)立的地域范圍內(nèi)或相對完整的城市體系中，城市規(guī)?；蚓C合實(shí)力等處于第一位的城市被稱為首位城市[17-18]。

根據(jù)以往的研究，城市首位度指數(shù)一般分為二城市指數(shù)、四城市指數(shù)和十一城市指數(shù)，計算方法如下[19]：

式中，S為城市首位度，下標(biāo)數(shù)值為城市個數(shù)；P為城市規(guī)模，下標(biāo)數(shù)值為城市規(guī)模排名。城市首位度指數(shù)越高，代表“三生空間”越集中。

2 結(jié)果與分析

2.1 三生空間時空演化

2.1.1 分布格局

利用LUCC 遙感監(jiān)測數(shù)據(jù)分類體系，對廣東省各土地類型進(jìn)行評價打分，分別統(tǒng)計2000、2005、2010、2015、2020年的“三生空間”分布格局，其中生產(chǎn)空間評價分值分別為1.815×108、1.863×108、1.916×108、1.947×108、1.958×108，生活空間評價分值分別為1.817×107、2.901×107、3.605×107、4.047×107、4.293×107，生態(tài)空間評價分值分別為8.320×108、8.241×108、8.177×108、8.135×108、8.109×108。對比歷年生產(chǎn)、生活、生態(tài)空間評價分值的空間分布，“三生空間”分布格局總體保持穩(wěn)定。

2000年“三生空間”分布格局，生產(chǎn)空間高分值區(qū)主要位于珠三角地區(qū)以及東西兩翼沿海地區(qū)，河渠、城鎮(zhèn)用地和其他建設(shè)用地主要集中在珠三角地區(qū)，其中城鎮(zhèn)用地生產(chǎn)功能性最強(qiáng)，其次為其他建設(shè)用地、河渠和耕地，耕地廣泛分布于全省，無區(qū)域集中特征，水庫坑塘生產(chǎn)功能性最低，主要分布于佛山、中山、河源等城市；生活空間高分值區(qū)主要位于珠三角地區(qū)以及東翼城市揭陽、汕頭、潮州等地，土地類型包括城鎮(zhèn)用地、農(nóng)村居民點(diǎn)及其他建設(shè)用地，其中城鎮(zhèn)用地、農(nóng)村居民點(diǎn)生活功能性最強(qiáng)，其他建設(shè)用地生活功能性其次，農(nóng)村居民點(diǎn)全省零散分布，且珠三角和東西兩翼分布較北部密集；生態(tài)空間低分值區(qū)主要位于珠三角城市的交界處，高分值區(qū)分布廣泛，以北部為主，其中，林地、草地、未利用地、湖泊、灘涂、灘地的生態(tài)功能性最強(qiáng)，其次為耕地，最后為溝渠和水庫坑塘。

2.1.2 2000—2005年格局變化

2005年生產(chǎn)空間分值增長約2.64%，生活空間分值增長約59.66%，生態(tài)空間分值下降約0.95%。

生產(chǎn)空間分值增長明顯的區(qū)域主要集中在珠三角城市廣州、佛山、東莞、中山和深圳等地，分值下降明顯的區(qū)域主要分散在西翼城市湛江西部和珠三角各城市范圍內(nèi)；生活空間分值增長明顯的區(qū)域同樣集中在珠三角相應(yīng)城市，比較明顯的區(qū)域位于東翼城市汕頭、揭陽、潮州等地，分值下降明顯的區(qū)域主要位于西翼城市湛江和茂名，東翼城市揭陽和汕尾，以及北部城市梅州，呈現(xiàn)小范圍零散分布的特征，生態(tài)空間分值增長明顯的區(qū)域主要分布在珠三角城市外圍，分值下降明顯的區(qū)域主要分布在珠三角城市。

“九五”中后期廣東省內(nèi)外部環(huán)境有較大改善，2002年前，廣東省開發(fā)區(qū)數(shù)量快速拓展，共設(shè)立了包括廣州南沙、珠海、佛山、惠州仲愷等國家級高新區(qū)和廣州、深圳、珠海、汕頭等多個保稅區(qū)[20]，同時“十五”期間城鎮(zhèn)化進(jìn)程加快。生態(tài)空間分值增長明顯區(qū)域的分布范圍以生活空間轉(zhuǎn)化為生態(tài)空間為主，下降明顯區(qū)域的分布范圍以生態(tài)空間轉(zhuǎn)化為生活空間為主。

2.1.3 2005—2010年格局變化

2010 年生產(chǎn)空間分值增長約2.84%，生活空間分值增長約24.27%，生態(tài)空間分值下降約0.78%。

生產(chǎn)空間變化集中體現(xiàn)在珠三角范圍內(nèi)區(qū)域生產(chǎn)空間分值的增長，其中增長尤為明顯的區(qū)域位于佛山市南部，而珠海市東部區(qū)域分值有所下降；生活空間分值增長明顯的區(qū)域主要集中在珠三角城市，明顯下降的區(qū)域較少；生態(tài)空間分值變化較大的區(qū)域主要分布于珠三角城市。

“十一五”是廣東省經(jīng)濟(jì)發(fā)展的轉(zhuǎn)型期，城鎮(zhèn)化進(jìn)一步推進(jìn)，同時由于耕地占卜平衡政策的落實(shí)，補(bǔ)充耕地增加，集中體現(xiàn)在佛山市南部耕地數(shù)量的變化，總體上生產(chǎn)空間擴(kuò)張明顯，而珠海市東部區(qū)域耕地數(shù)量明顯減少，生產(chǎn)空間收縮。相比于2005 年，2010年生活空間擴(kuò)張速度明顯放緩，分值增長主要是城鎮(zhèn)用地和其他建設(shè)用地繼續(xù)擴(kuò)張，以佛山市最為顯著，同時隨著城市化水平提高，農(nóng)村勞動力逐漸轉(zhuǎn)移，農(nóng)村居民點(diǎn)總數(shù)開始減少，部分區(qū)域生活空間收縮。肇慶和珠海范圍內(nèi)生產(chǎn)空間或生活空間擴(kuò)張導(dǎo)致生態(tài)空間的收縮，而佛山市耕地數(shù)量的增長是生態(tài)空間擴(kuò)張的主要原因。

2.1.4 2010—2015年格局變化

2015 年生產(chǎn)空間分值增長約1.62%，生活空間分值增長約12.26%，生態(tài)空間分值下降約0.51%。

除珠海市東北部區(qū)域生產(chǎn)空間分值增長集中外，廣東省其他地級市范圍內(nèi)均存在分值明顯增長的區(qū)域，部分地級市也存在分值明顯下降的區(qū)域；生活空間分值增長明顯的區(qū)域較多分布在珠三角城市，總體分散分布在整個廣東省范圍內(nèi)，生態(tài)空間分值增長明顯的區(qū)域主要分布在珠海市東北部，分值下降明顯的區(qū)域零散分布于整個廣東省范圍內(nèi)。

“十二五”時期廣東省經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式進(jìn)一步轉(zhuǎn)變，城鎮(zhèn)化發(fā)展從范圍擴(kuò)張轉(zhuǎn)向形態(tài)和布局的優(yōu)化，“三舊改造”初見成效，土地集約化利用水平提升，生產(chǎn)空間擴(kuò)張減緩，而珠海市在耕地保護(hù)和占補(bǔ)平衡方面取得成效，區(qū)域生產(chǎn)空間擴(kuò)張明顯。同時城鎮(zhèn)用地?zé)o序擴(kuò)張受到遏制，其他建設(shè)用地擴(kuò)張仍然明顯，農(nóng)村居民點(diǎn)略有增長，總體上生活空間擴(kuò)張速度進(jìn)一步放緩。珠海市范圍內(nèi)耕地數(shù)量的增多是生態(tài)空間擴(kuò)張的主要原因。

2.1.5 2015—2020年格局變化

2020 年生產(chǎn)空間分值增長約0.56%，生活空間分值增長約6.08%，生態(tài)空間分值下降約0.32%。

生產(chǎn)空間分值漲幅有所下降，趨于穩(wěn)定，分值增長較為集中的區(qū)域位于揭陽與汕頭的交界處，分值變化明顯的區(qū)域分散分布于廣東省各地市，不再集中于珠三角；生活空間擴(kuò)張速度繼續(xù)降低，分值增長明顯或下降明顯的區(qū)域，均零散分布在整個廣東省范圍內(nèi)；除惠州、河源、廣州范圍內(nèi)極小區(qū)域變化明顯外，生態(tài)空間分值沒有太多明顯變化。

“十三五”時期廣東省國土資源開發(fā)強(qiáng)度達(dá)到高值，經(jīng)濟(jì)發(fā)展進(jìn)入新常態(tài)，新型城鎮(zhèn)化逐步推進(jìn)，土地節(jié)約集約發(fā)展，生產(chǎn)空間擴(kuò)張得到控制，揭陽與汕頭的交界處城鎮(zhèn)用地和其他建設(shè)用地擴(kuò)張明顯，生產(chǎn)空間相應(yīng)擴(kuò)張?？傮w上城鎮(zhèn)用地和其他建設(shè)用地擴(kuò)張均受到明顯限制，生活空間和生態(tài)空間在整個廣東省范圍內(nèi)變化不太明顯。

2.1.6 時空演化

2000—2020 年，生產(chǎn)空間持續(xù)擴(kuò)張，擴(kuò)張速度在2010年達(dá)到峰值，隨后逐漸跌落，生活空間呈現(xiàn)對數(shù)擴(kuò)張的趨勢，以城鎮(zhèn)化為主要驅(qū)動因素，受生產(chǎn)空間和生活空間的擴(kuò)張影響，生態(tài)空間持續(xù)收縮，在相關(guān)發(fā)展政策和戰(zhàn)略措施的干預(yù)下，經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型發(fā)展，土地利用效率逐步提升，生產(chǎn)和生活空間擴(kuò)張受到限制，生態(tài)空間收縮速度逐漸放緩。

2000—2020年，廣東省范圍內(nèi)“三生空間”評價分值重心分布變化如圖1 所示，總體來說，生產(chǎn)、生活、生態(tài)空間構(gòu)成的重心三角形以東莞市西部為中心分布，頂點(diǎn)分別位于中心西側(cè)、南側(cè)和北側(cè)，且生態(tài)空間和生產(chǎn)空間分布重心變化較小，而生活空間分布重心變化相對明顯。從2000—2015年重心三角形面積逐漸縮小，2015—2020年略有擴(kuò)大，主要受生活空間重心移動影響。2015—2020年珠三角北部城市城鎮(zhèn)化不斷推進(jìn)，生活空間逐步擴(kuò)張，位于深圳市范圍內(nèi)的生活空間重心向西北方向逐漸演化。

圖1 2000—2020年廣東省“三生空間”重心演化

圖1 中“三生空間”的重心移動軌跡圖顯示，2000—2020 年，生產(chǎn)空間重心在2005 年先向東南方向移動1.2 km，隨后小范圍逆時針移動，距離逐漸縮小，從生產(chǎn)空間格局變化特征分析原因可以得知，2005 年生產(chǎn)空間分值增長明顯的區(qū)域以東莞市中心、深圳市以及東翼部分城市范圍為主，2010 年以佛山市和廣州市范圍為主，2015 年以珠海市范圍為主，2020 年以揭陽市和汕頭市范圍為主；生活空間重心在2000—2015 年向西北方向移動，距離分別為5.3 km、4.7 km、0.8 km，在2020 年向東北方向移動了3.0 km，從生活空間格局變化特征分析原因可以得知，2000—2015 年生活空間分值增長明顯的區(qū)域以深圳以北城市范圍為主，增長速度逐漸減緩，2020 年以揭陽市和汕頭市范圍為主，生態(tài)空間重心始終向西北方向移動，距離逐漸縮小，最大為1.0 km，從生態(tài)空間格局變化特征分析原因可以得知，珠三角范圍生態(tài)空間分值逐年降低明顯，速度逐漸放緩。

2.2 城市群首位度分析

圍繞廣東省國土空間規(guī)劃“一核兩極多支點(diǎn)”的開發(fā)利用格局，強(qiáng)化珠三角核心引領(lǐng)帶動作用、培育東西兩翼新增長極、增強(qiáng)北部生態(tài)發(fā)展區(qū)綜合服務(wù)功能的規(guī)劃目標(biāo)，分別計算珠三角、東西兩翼以及北部生態(tài)發(fā)展區(qū)四個城市群的“三生空間”評價分值，并利用二城市指數(shù)和四城市指數(shù)進(jìn)行首位度分析，結(jié)果如表2所示。

表2 2000—2020年廣東省“三生空間”城市群地均分值首位度

從城市指數(shù)來看首位度，2000—2020 年，生產(chǎn)空間分值首位分布并不明顯，首位度指數(shù)在2005 年有小幅下降，之后逐年上升，2015—2020 年保持1.06 不變。生活空間分值首位分布明顯，首位度指數(shù)在2000 年為2.23，到2010 年上升為3.26，之后略有下降，到2020 年為2.69；生態(tài)空間分值首位度分布不夠明顯，首位度指數(shù)幾乎沒有變化。從四城市指數(shù)來看首位度，生產(chǎn)空間和生態(tài)空間分值并不具有首位分布特征，而生活空間分值首位分布典型，首位度指數(shù)同樣呈現(xiàn)先增后減的趨勢，在2010年最高為1.89。

如圖2所示，2000 年，廣東省西翼城市群生產(chǎn)空間分值位居首位，直到2010 年被珠三角城市群反超，位居第二。2000—2020 年，珠三角以及東西兩翼城市群生產(chǎn)空間分值保持接近，而北部生態(tài)區(qū)城市群生產(chǎn)空間分值為前者一半左右；對于生活空間分值來說，2000—2020 年，四大城市群均表現(xiàn)為上升的趨勢，珠三角城市群在2000—2010 年之間生活空間分值大幅增加，后趨于平穩(wěn)，而其他城市群始終保持平穩(wěn)上升的趨勢，總體上始終保持珠三角、東翼、西翼、北部生態(tài)區(qū)城市群的位序關(guān)系；對于生態(tài)空間分值來說，2000—2020 年，北部生態(tài)區(qū)始終位居首位，且和其他城市群保持一定的差距，四大城市群均表現(xiàn)為下降的趨勢，且始終保持北部生態(tài)區(qū)、西翼、東翼、珠三角城市群的位序關(guān)系，其中珠三角城市群每階段下降幅度最大，其次為東翼城市群。

圖2 2000—2020廣東省“三生空間”評價分值位序特征

3 結(jié) 論

本文選取廣東省為研究區(qū)域，以地市行政區(qū)劃范圍和區(qū)域城市群范圍為單元，參考已有“三生空間”功能評價體系，通過對廣東省土地利用類型功能進(jìn)行評分，研究廣東省“三生空間”格局演化特征，綜合分析發(fā)現(xiàn)，“三生空間”作為城市發(fā)展的基礎(chǔ)空間，其功能分布與城市的發(fā)展之間存在密切關(guān)系，具體可以得出以下幾點(diǎn)結(jié)論：

1）廣東省“三生空間”分布格局區(qū)域差異顯著，生產(chǎn)空間主要分布于珠三角核心城市及東西兩翼沿海城市，承擔(dān)著高度集聚的經(jīng)濟(jì)活動和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)功能；生活空間分布格局與生產(chǎn)空間相似，但具備生活功能性的農(nóng)村居民點(diǎn)分布較為分散，且占據(jù)主要地位，生活空間分散分布于珠三角核心城市及茂名、揭陽、汕頭、潮州等城市，功能評價分值低于生活空間；生態(tài)空間與生產(chǎn)空間和生活空間分布呈現(xiàn)相反的態(tài)勢，主要分布于北部及東西兩翼城市，且功能評價分值最高?？傮w上與廣東省“一核一帶一區(qū)”的發(fā)展戰(zhàn)略呈現(xiàn)出一致性。

2）2000—2020 年，廣東省“三生空間”分布格局沒有發(fā)生根本性變化，生產(chǎn)空間和生活空間分值增長明顯的區(qū)域和其高分值區(qū)范圍一致，呈現(xiàn)出高者愈高的馬太效應(yīng)。同時因城鎮(zhèn)擴(kuò)張和農(nóng)村居民點(diǎn)建設(shè)以占用耕地為主，導(dǎo)致生產(chǎn)空間和生活空間擴(kuò)大的同時生態(tài)空間相應(yīng)減少，而生產(chǎn)空間從第一產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)功能（農(nóng)業(yè)）向第二、三產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)功能轉(zhuǎn)移，分值變化較小。

3）通過“三生空間”分值變化及分布重心移動軌跡分析發(fā)現(xiàn)，三類空間變化幅度均逐漸減小，反映了城鎮(zhèn)化發(fā)展由空間擴(kuò)張轉(zhuǎn)向集約節(jié)約利用的趨勢，土地利用效率得到提高，生態(tài)空間的縮減得到緩解。生產(chǎn)空間重心在2005年向東南方向明顯移動，隨后無固定方向小距離移動，生活空間重心在2000—2015年向西北方向大幅移動，隨后向東北方向小距離移動，生態(tài)空間重心始終向西北方向移動，且距離逐漸減小。生產(chǎn)空間的發(fā)展沒有固定的方向，而生活空間明顯向西北方向發(fā)展，主要表現(xiàn)為深圳西北方向珠三角城市的發(fā)展，廣東南部城市，特別是珠三角城市的發(fā)展對生態(tài)空間的侵蝕導(dǎo)致生態(tài)空間發(fā)展北移。

4）通過“三生空間”城市群首位度分析發(fā)現(xiàn)，生活空間具有明顯的首位度分布特征，且以珠三角為首位城市群，第二位為東翼城市群，西翼和北部生態(tài)區(qū)城市群緊隨其后，珠三角核心城市生活空間的發(fā)展對周邊城市有一定的影響和帶動作用，而生產(chǎn)空間和生態(tài)空間首位分布并不明顯，首位城市群對其他城市群影響較弱。

生活空間與生產(chǎn)生態(tài)空間的矛盾突出表現(xiàn)在城市擴(kuò)張占用耕地以及生態(tài)用地減少等，加強(qiáng)空間管制和生態(tài)空間保護(hù)、節(jié)約集約化利用土地資源，是實(shí)現(xiàn)“三生空間”協(xié)調(diào)發(fā)展，促進(jìn)生產(chǎn)、生活、生態(tài)空間融合的有效途徑之一。