貴州省“三生空間”時空演變研究

馬淑亮，郜紅娟

(1.貴州理工學院建筑與城市規劃學院，貴州 貴陽 550003； 2.貴州師范學院地理與資源學院，貴州 貴陽 550018))

0 引言

自改革開放以來，我國工業化、城鎮化進程快速推進，城鎮化率已經從1978年的17.9%上升到了2017 年的58.5%[1]。然而，在城鎮化快速發展過程中，其生產、生活、生態空間用地矛盾亦愈發嚴峻[2-3]。面對發展困境，十八大提出要構建“生產空間集約高效、生活空間宜居適度、生態空間山清水秀”的“三生空間”。結合土地利用現狀分類國家標準，構建的三大土地利用空間體系對保護生態環境及優化國土空間開發具有重要意義。因此，“三生空間”的相關研究成為土地資源管理領域的研究熱點[4-5]。

目前，學者們對“三生空間”的研究主要集中于“三生空間”的功能分類、“三生空間”的布局優化、不同尺度“三生空間”研究等方面。從功能分類來看，現有研究側重于主體功能區[6-8]、生態系統理論[9-10]及土地利用[11-12]的“三生空間”分類。如張紅旗等[7]以土地的主體功能為出發點，構建了中國“三生用地”的分類體系，并對其空間格局進行了分析；念沛豪等[9]運用生態位理論的功能評價模型，為湖南省國土空間進行功能分類并建立評價指標體系。另外，學者從各行政區劃尺度(國家、省、市、縣、鄉鎮)[13-16]及典型區域[17-18]研究了“三生空間”。如郇璐琳等[15]以海陽市為例，探索了“三生空間”的空間分異特征及演變趨勢；柳冬青等[17]構建了“生產、生活適宜性和生態重要性”三生功能空間評價體系，揭示了1990-2014 年甘肅白龍江流域三生功能空間格局及其變化特征。此外，部分學者基于適宜性評價、“多規合一”等開展了“三生空間”的布局優化研究[19-21]。如胡興定等[20]分析了影響“三生空間”布局的因素，并研究了關于優化采礦復墾區人居環境的理論體系。目前，“三生空間”的相關研究多采用ArcGIS法和模型法。如崔家興等[22]在ArcGIS支持下，采用格網分析、空間自相關分析和三角圖分析法研究“三生空間”分布格局和演化特征；朱媛媛等[23]采用生態評估模型(NPP)提出湖北省五峰縣“三生空間”優化策略。然而當前研究多集中于我國中東部地區和西北地區，鮮有學者關注西南地區。貴州作為近幾年發展較快的省份，快速的經濟發展勢必對生產、生活、生態空間產生壓力。同時，貴州省作為長江和珠江上游重要生態保護區，其“三生空間”變化對兩江生態安全至關重要。鑒于此，以貴州省為例，分析“三生空間”時空演變特征，以期為土地利用優化布局、生態文明建設提供科學依據。

1 材料和方法

1.1 研究區概況

貴州省地處我國西南腹地，東與湖南、西與云南、南與廣西、北與四川和重慶接壤，全省總面積為17.6萬km2，轄9個市(州)，88個縣(市區)。全境位于云貴高原東部，高原山地居多，地勢東高西低，平均海拔1 100 m左右。氣候類型屬亞熱帶濕潤季風氣候，氣溫變化小，冬暖夏涼，氣候宜人。年平均氣溫15℃左右。年降水量1 100～1 300 mm。近年來，貴州省經濟迅猛發展，建設用地占用耕地現象屢見不鮮，人類活動對區域生態環境干擾強烈。

1.2 數據來源與處理

該研究土地利用數據來源于地理國情監測云平臺，數據包括1995、2005和2015 年3期分辨率為30 m的貴州省土地利用數據，該數據是中科院基于Landsat遙感影像采用人機交互目視解譯的方式獲得，精度大于85%，可以滿足研究需要。運用ArcGIS軟件將土地利用類型劃分為耕地、林地、草地、城鄉及工礦用地、水域未利用地6個一級類和有林地、灌木林地、疏林地、其他林地等27個二級類。

1.3 研究方法

1.3.1 “三生空間”分類

借鑒國土空間“三生”功能理論[24]，并結合前人的研究成果，以土地的生態、生產、生活功能為主導，與土地利用現狀地類相銜接，結合主體功能區分類，對《土地利用現狀分類》標準中的27個二級地類進行“三生功能”的歸并，構建“三生用地”分類體系，如表1所示。

表1 貴州省“三生空間”分類

1.3.2 “三生空間”轉移矩陣

“三生空間”轉移矩陣是指根據一個地區不同時期土地覆被狀況的相互轉換關系而得到的一個二維矩陣，它反映了在一段時間內一種用地類型向其他各種用地類型轉換的數量和方向[25-26]。

2 結果與分析

2.1 貴州省“三生空間”時空轉型研究

1995-2005年間貴州省生產空間面積顯著增加，生活空間面積相對保持穩定，生態空間面積顯著減少；2005-2015年生產空間面積減少，生活空間面積增加，生態空間面積相對保持穩定；1995-2015年生產空間及生活空間面積增加，而生態空間面積顯著減少，這主要是因為受到改革開放以來貴州省經濟的快速發展、城鎮化進程的加快、退耕還林工程的實施、產業開發的影響，如表2所示。

表2 1995-2015年“三生空間”面積及其變化km2

1995-2005年間貴州省生產空間與生態空間之間的轉換較顯著，其中生態空間轉換為生產空間的面積最多為2 037 km2，生活空間轉換為生產空間和生態空間的面積相同為7 km2。2005-2015年各空間的轉換較1995-2005年顯著增加，其中生產空間轉換為生態空間的面積最多為4 319 km2。1995-2015年整體上各空間的轉換相對頻繁，特別是生產空間與生態空間之間的轉換尤為顯著，如表3所示。

表3 1995-2015年“三生空間”轉移矩陣km2

2.2 貴州省“三生空間”格局變化特征

1995-2005年，貴州省大部分地區的生產空間呈擴張趨勢，僅有西北部個別地區、中部個別地區及西南部個別地區呈縮小趨勢，其中東北部個別地區、中部個別地區、東南部個別地區、西部零星地區及南部個別地區擴張趨勢明顯。貴州省絕大部分地區的生活空間呈擴張趨勢，僅有東部個別地區、中部個別地區、南部個別地區及西北部零星地區呈縮小趨勢。貴州省絕大部分地區的生態空間呈縮小趨勢，僅有西北部個別地區、中部個別地區及西南部個別地區呈擴張趨勢，其中中部零星地區縮小趨勢明顯，如圖1所示。

2005-2015年，貴州省絕大部分地區的生產空間呈縮小趨勢，僅有東部個別地區、中部個別地區及西南部個別地區呈擴張趨勢，其中中部零星地區縮小趨勢明顯。貴州省絕大部分地區的生活空間呈縮小趨勢，僅有西部個別地區及中部個別地區呈擴張趨勢，其中東南部個別地區縮小趨勢明顯。貴州省部分地區的生態空間呈擴張趨勢，而東部部分地區、中部部分地區及西部部分地區呈縮小趨勢，其中中部零星地區擴張趨勢明顯，如圖1所示。

1995-2015年，貴州省大部分地區的生產空間呈擴張趨勢，僅有西北部個別地區、中部個別地區、東部零星地區及西部個別地區呈縮小趨勢，其中中部及南部零星地區擴張趨勢明顯。貴州省全部地區的生活空間呈擴張趨勢，其中西部個別地區及中部零星地區擴張趨勢明顯。貴州省絕大部分地區的生態空間呈縮小趨勢，僅有北部個別地區、中部個別地區、東部零星地區及西南部個別地區呈擴張趨勢，其中中部零星地區縮小趨勢明顯，如圖1所示。

2.3 貴州省“三生空間”在地形起伏度上的變化特征

1995-2005年間貴州省生產空間在各地形起伏度上均呈小幅上升趨勢(Ⅲ>Ⅰ=Ⅱ>Ⅳ>Ⅴ)，生活空間在起伏度Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ上呈上升趨勢，而在Ⅳ、Ⅴ上呈下降趨勢，生態空間在各地形起伏度上均呈小幅下降趨勢(Ⅰ>Ⅱ>Ⅲ>Ⅳ>Ⅴ)；2005-2015年間生產空間在各地形起伏度上均呈小幅下降趨勢(Ⅴ>Ⅳ>Ⅲ>Ⅰ>Ⅱ)，生活空間在各地形起伏度上均呈上升趨勢(Ⅰ>Ⅱ>Ⅲ>Ⅴ>Ⅳ)，生態空間在起伏度Ⅰ上呈下降趨勢，在Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ上逐漸呈緩慢上升趨勢；1995-2015年間生產空間在各地形起伏度上均呈小幅上升趨勢(Ⅱ>Ⅰ>Ⅲ>Ⅳ>Ⅴ)，生活空間在起伏度Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ上呈上升趨勢，而在Ⅳ、Ⅴ上呈下降趨勢，生態空間在各地形起伏度上均呈小幅下降趨勢，如圖2所示。

圖1 貴州省“三生空間”格局變化

圖2 “三生空間”在地形起伏度上的變化

3 討論

“三生空間”時空演變是長期人與土地資源之間相互作用的結果，它是一個動態的發展演變過程。本研究結果發現，1995-2015年間貴州省生產空間及生活空間的面積增加，主要是因為經濟的快速發展、城鎮化進程的加快和人口的大量增加。近年來，隨著氣候變化和人類活動的不斷加劇，引發了一系列問題，如資源開發強度過大、土地資源利用低效浪費、環境污染日益加劇等導致生態用地不斷被支離和占用，破碎化加劇。此外，貴州省“三生空間”分布格局區域差異較為顯著，生活空間與生產空間分布格局具有相似性，這與李明薇等[14]、郇璐琳等[15]研究結果較為相似。然而，本研究的生產空間分布較為分散，生活空間分布較為集中，這與崔家興等[22]對湖北省的三生空間演化格局的研究結果存在一定差異。貴州省各空間的轉換較為頻繁，特別是生產空間與生態空間的轉換尤為顯著，這在曾小潔等[27]研究結果中有所顯示。然而，值得注意的是，生活空間受地形起伏度的影響較大，不同區域可以針對其變化規律提出應對策略。

4 結語

1995-2015年間貴州省生產空間及生活空間的面積增加，生態空間的面積顯著減少。各空間的轉換較頻繁，其中生產空間與生態空間的轉換尤為顯著。從空間格局來看，貴州省大部分地區的生產空間呈擴張趨勢，全部地區的生活空間亦呈擴張趨勢，而絕大部分地區的生態空間呈縮小趨勢。從地形起伏度上來看，生產空間在各地形起伏度上均呈小幅上升趨勢，生活空間在起伏度Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ上呈上升趨勢，而在Ⅳ、Ⅴ上呈下降趨勢，生態空間在各地形起伏度上均呈小幅下降趨勢。