生產(chǎn)-生活-生態(tài)空間格局演化及其分析技術(shù)研究進(jìn)展

王皓天， 鄭少鑫， 王穎超， 王林申， 蔣偉春

(1. 山東建筑大學(xué) 建筑城規(guī)學(xué)院， 山東 濟(jì)南 250101； 2. 濟(jì)南大學(xué) a. 商學(xué)院， b. 土木建筑學(xué)院， 山東 濟(jì)南 250022；3. 中天昊建設(shè)管理集團(tuán)股份有限公司， 山東 東營(yíng) 257091)

改革開(kāi)放以來(lái)，我國(guó)城鎮(zhèn)化快速發(fā)展，城鎮(zhèn)建設(shè)用地不斷擴(kuò)張，國(guó)土空間利用出現(xiàn)了一定程度的無(wú)序開(kāi)發(fā)，導(dǎo)致農(nóng)業(yè)和生態(tài)空間受到擠壓，土地資源利用與生態(tài)環(huán)境保護(hù)的矛盾突出?！吨泄仓醒雵?guó)務(wù)院關(guān)于建立國(guó)土空間規(guī)劃體系并監(jiān)督實(shí)施的若干意見(jiàn)》中明確提出“應(yīng)科學(xué)布局生產(chǎn)、生活、生態(tài)空間，加強(qiáng)三者協(xié)調(diào)性”。生產(chǎn)、生活、生態(tài)空間(簡(jiǎn)稱“三生空間”)是國(guó)家推動(dòng)優(yōu)化國(guó)土空間開(kāi)發(fā)等重大政策的抓手，其空間格局演化研究成為重要依據(jù)和基礎(chǔ)。

與國(guó)土空間政策調(diào)整同步，學(xué)界對(duì)于“三生空間”領(lǐng)域的研究也越來(lái)越多。2012年，中國(guó)共產(chǎn)黨第十八次全國(guó)代表大會(huì)報(bào)告中提出“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”，學(xué)界迅速響應(yīng)并取得了許多重要的研究成果。隨著研究進(jìn)入深化階段，“三生空間”格局演化研究逐漸成為備受學(xué)界關(guān)注的熱點(diǎn)課題，國(guó)內(nèi)很多學(xué)者均在此領(lǐng)域有所建樹(shù)。

本文中選取中國(guó)知網(wǎng)(CNKI)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù)以及《中文核心期刊要目總覽》數(shù)據(jù)庫(kù)作為文獻(xiàn)分析的期刊來(lái)源，檢索標(biāo)題為“三生空間”的文章作為研究對(duì)象，從“三生空間”整體研究進(jìn)展、空間格局演化研究脈絡(luò)和演化分析技術(shù)3個(gè)方面進(jìn)行歸納總結(jié)，展望未來(lái)研究發(fā)展趨勢(shì)。

1 “三生空間”研究進(jìn)展

“三生空間”是空間規(guī)劃中涉及的一個(gè)概念。生產(chǎn)空間是人們從事生產(chǎn)活動(dòng)的特定功能區(qū)域，生活空間是人們?nèi)粘Ｉ罨顒?dòng)使用空間，生態(tài)空間是具有生態(tài)防護(hù)功能的、可提供生態(tài)產(chǎn)品和生態(tài)服務(wù)的地域空間?！叭臻g”既相互獨(dú)立，又相互關(guān)聯(lián)，具有共生融合、制約效應(yīng)?！叭臻g”中3類空間的功能性質(zhì)多數(shù)是復(fù)合的，生產(chǎn)、生活、生態(tài)僅代表其主導(dǎo)功能，且三者之間是動(dòng)態(tài)變化的[1]。以下從5個(gè)層面闡述多元化靶向的學(xué)界研究進(jìn)展。

1.1 “三生空間”的理論內(nèi)涵與框架

在“三生空間”理論誕生之初，其內(nèi)涵、特征與影響因素的本質(zhì)探討尚需明確。劉燕[2]在邏輯層面給出解釋，闡述了“三生空間”與社會(huì)文明的聯(lián)系及其具體作用，與同時(shí)期其他學(xué)者共同為“三生空間”奠定了理論基礎(chǔ)。為了進(jìn)一步厘清“三生空間”的內(nèi)涵，孔冬艷等[3]運(yùn)用地理加權(quán)回歸模型(GWR)專門針對(duì)生態(tài)空間特征以及影響因素開(kāi)展研究，深化了單一類型“三生空間”的細(xì)分領(lǐng)域。江曼琦等[4]針對(duì)“三生空間”范圍的界定爭(zhēng)議問(wèn)題，提出不同尺度、不同標(biāo)準(zhǔn)、復(fù)合功能、非“三生”4類設(shè)想，明晰了“三生空間”的范圍。魏超[5]就生態(tài)文明與國(guó)土空間利用質(zhì)量進(jìn)行了疊合研究，對(duì)國(guó)土空間利用協(xié)調(diào)發(fā)展對(duì)策提出相應(yīng)建議，是國(guó)土空間規(guī)劃背景下的有利探索。面對(duì)鄉(xiāng)村領(lǐng)域，陳實(shí)等[6]搭建了基于“三生空間”協(xié)調(diào)內(nèi)涵的鄉(xiāng)村土地綜合整治框架，圍繞鄉(xiāng)村實(shí)際問(wèn)題給出了相應(yīng)的措施建議。

1.2 “三生空間”的用地分類體系

關(guān)于“三生空間”分類體系的研究可分為3類。第1類是以張紅旗等[7]為代表的流程研究派，他們提出“先功能、再分類”觀點(diǎn)，規(guī)范“三生空間”的分類流程。第2類是以肖蕊等[8]為代表的量化評(píng)價(jià)派，提出了評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)量化劃分體系，并將原有的3類功能用地詳細(xì)劃分為6類功能用地，增進(jìn)了生活、生產(chǎn)、生態(tài)空間的相互結(jié)合。第3類是以張永蕾等[9]為代表的自然資源主導(dǎo)派，提出引入自然資源相關(guān)性概念，利用多源空間數(shù)據(jù)進(jìn)行分區(qū)劃定，將土地初步分為2類再行細(xì)分，增強(qiáng)自然因子所占權(quán)重。

1.3 “三生空間”用地的定量識(shí)別

目前，“三生空間”定量識(shí)別的研究熱點(diǎn)主要體現(xiàn)在技術(shù)層面的充分運(yùn)用。眾所周知，遙感影像是“三生空間”研究的主要支撐資料。常見(jiàn)方法是影像圖矢量識(shí)別，例如于正松等[10]根據(jù)研究區(qū)Google地圖高清影像進(jìn)行空間關(guān)聯(lián)與判讀，實(shí)現(xiàn)用地現(xiàn)狀矢量化。目前還有許多其他方法，如：李欣等[11]運(yùn)用地理探測(cè)器識(shí)別“三生空間”分異特征，并進(jìn)一步闡釋形成肌理。武子真[12]指出可以通過(guò)構(gòu)建沖突測(cè)度模型實(shí)現(xiàn)“三生空間”識(shí)別，此方法將空間沖突可視化，幫助識(shí)別重點(diǎn)問(wèn)題區(qū)域的范圍。近年來(lái)，學(xué)界有將地理信息系統(tǒng)中的興趣點(diǎn)(POI)數(shù)據(jù)提取和應(yīng)用技術(shù)融入遙感影像之中的嘗試，例如：郭嶸等[13]利用特爾斐法和多方案決策(AHP)法對(duì)所獲取的POI數(shù)據(jù)進(jìn)行分類賦權(quán)，有效彌補(bǔ)了影像圖紙的不足。石杰鋒等[14]運(yùn)用地理信息系統(tǒng)(GIS)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)了與POI數(shù)據(jù)的點(diǎn)面連接，大幅提高了“三生空間”識(shí)別的準(zhǔn)確率。針對(duì)POI數(shù)據(jù)在地理區(qū)位、發(fā)展制約等方面的局限性，李廣東等[15]提出以生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值評(píng)估為基礎(chǔ)，進(jìn)行定量識(shí)別，有效彌補(bǔ)了POI數(shù)據(jù)提取方法的缺陷。

1.4 基于“三生空間”關(guān)系的土地整理與利用優(yōu)化布局

在土地整理方面，主要有2個(gè)學(xué)術(shù)研究方向。其一是理論創(chuàng)新方向。李偉松等[16]將“三生空間”理論與鎮(zhèn)域農(nóng)村居民點(diǎn)整治相結(jié)合，形成概念上的融合拓展。其二是技術(shù)實(shí)踐方向。沈悅等[17]綜合運(yùn)用圖層疊置法、區(qū)位商法、多指標(biāo)綜合評(píng)價(jià)法和距離法，細(xì)化城鄉(xiāng)交錯(cuò)區(qū)的整治分區(qū)，實(shí)現(xiàn)技術(shù)運(yùn)用層面的突破。土地利用優(yōu)化布局是多數(shù)“三生空間”理論研究的最終實(shí)踐導(dǎo)向，這部分研究具有典型的成果轉(zhuǎn)化意義。朱媛媛等[18]基于凈初級(jí)生產(chǎn)力(NPP)生態(tài)空間評(píng)估模型，構(gòu)建了“三生空間”區(qū)劃指標(biāo)體系，并結(jié)合GIS平臺(tái)定量空間范圍，提供土地整理新方案。鄭洋等[19]利用最小累積阻力(MCR)模型分析方法，通過(guò)阻力差值確定空間適宜區(qū)，優(yōu)化“三生空間”布局，推進(jìn)了數(shù)字模型的合理運(yùn)用及其在“三生空間”布局導(dǎo)引領(lǐng)域的功效施展。

土地利用優(yōu)化布局研究需要大量的數(shù)據(jù)支撐，所需數(shù)據(jù)具有顯著的時(shí)間與空間屬性。學(xué)術(shù)界已經(jīng)將單純的空間范疇從空間類別劃分、用地定量識(shí)別等諸多方面進(jìn)行了深入探索，目前掌握的成果已可以為優(yōu)化布局方案提供可靠依據(jù)；但是，僅依靠同一時(shí)期的橫向比較數(shù)據(jù)很難掌握“三生空間”演化的動(dòng)力機(jī)制、發(fā)展趨勢(shì)，因此，近年來(lái)又有部分學(xué)者關(guān)注到了“三生空間”格局演化的研究命題。該領(lǐng)域強(qiáng)調(diào)應(yīng)考慮“三生空間”的動(dòng)態(tài)變化性，應(yīng)通過(guò)合理的技術(shù)手段監(jiān)測(cè)并獲取不同時(shí)期的情況，通過(guò)縱向?qū)Ρ葘?shí)現(xiàn)洞悉空間格局演進(jìn)的產(chǎn)生機(jī)制、影響因素與作用路徑等多個(gè)方面。這一命題將“三生空間”研究推向了更加深入的階段，正逐漸成為“三生空間”領(lǐng)域的主要熱點(diǎn)之一。

1.5 “三生空間”深化研究方向

目前，學(xué)界對(duì)于“三生空間”基礎(chǔ)理論的研究日漸完善，5大基礎(chǔ)研究方向明確，已構(gòu)建出“三生空間”基礎(chǔ)研究框架體系。結(jié)合新興技術(shù)的發(fā)展，“三生空間”研究進(jìn)入深化階段，即對(duì)于空間格局演化成因及其特征影響的深入研究。

2 “三生空間”格局演化研究脈絡(luò)

“三生空間”功能協(xié)同演化機(jī)制的建立和優(yōu)化，是實(shí)現(xiàn)國(guó)土空間系統(tǒng)整體功能穩(wěn)定發(fā)展、提升的前提和基礎(chǔ)[20]。自然背景和社會(huì)發(fā)展條件不同，不同區(qū)域“三生空間”演變機(jī)制也有所差異[21]。

2.1 鄉(xiāng)村“三生空間”格局演化

從鄉(xiāng)村研究的微觀空間尺度來(lái)看，方方等[22]以農(nóng)戶行為作為出發(fā)點(diǎn)，研究鄉(xiāng)村“三生空間”演化的動(dòng)因。從行為角度解釋空間演化特征，是學(xué)術(shù)領(lǐng)域?qū)υ搯?wèn)題的良好嘗試，也是微觀尺度研究特點(diǎn)的充分體現(xiàn)。高慧慧等[23]擴(kuò)大了分析范圍，開(kāi)展“三生空間”的耦合協(xié)調(diào)度調(diào)查分析，并將此結(jié)果運(yùn)用在村莊布局的優(yōu)化中，發(fā)揮了融合“三生空間”的作用。結(jié)合鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略背景，林銀大等[24]從村民角度分析“三生空間”存在的問(wèn)題，并提出了極具針對(duì)性的整合策略。Yang等[25]運(yùn)用耦合協(xié)調(diào)度模型(CCDM)探討鄉(xiāng)村三大功能空間之間的時(shí)空特征。同時(shí)，還有部分學(xué)者以鄉(xiāng)村旅游為切入點(diǎn)，研究鄉(xiāng)村“三生空間”融合、優(yōu)化發(fā)展的路徑與措施[26]。

2.2 城市“三生空間”格局演化

在更大的空間尺度，學(xué)界投入了更多的力量。行政區(qū)劃的限定使得市域單元成為常見(jiàn)的研究范圍。崔家興等[27]在行政區(qū)劃的基礎(chǔ)上增加了空間圈層的視角，從2個(gè)尺度分析了湖北省武漢市及其城市圈的“三生空間”演化特征，探索了行政管理等對(duì)空間格局演化的影響。在內(nèi)部聚焦的尺度下，劉濤等[28]完成了“三生空間”重心演化遷移等方面的分析，從空間分布演化規(guī)律入手總結(jié)趨勢(shì)特征。此外，針對(duì)山區(qū)等特殊地形地貌區(qū)域的研究也開(kāi)始出現(xiàn)，冀正欣等[29]認(rèn)為僅依靠二維空間分析不足以描述特殊地形地貌區(qū)域特征，為此進(jìn)行了從垂直梯度上分析“三生空間”的轉(zhuǎn)移方向，得出了生產(chǎn)-生態(tài)空間向低海拔、低坡度地帶轉(zhuǎn)移的結(jié)論，通過(guò)立體化的思路豐富了“三生空間”格局演化研究的方式。迅速響應(yīng)政策背景和行業(yè)需求是“三生空間”研究的另一大特點(diǎn)。結(jié)合“碳達(dá)峰”“碳中和”熱點(diǎn)問(wèn)題，林剛等[30]對(duì)“三生空間”的碳代謝進(jìn)行分析研究，闡述“三生空間”格局演化與區(qū)域碳排放量的關(guān)聯(lián)性。林佳等[20]總結(jié)歸納得到國(guó)土空間背景中“三生空間”功能的協(xié)調(diào)演化機(jī)制(見(jiàn)圖1)，可為后續(xù)的國(guó)土空間規(guī)劃編制工作提供可靠依據(jù)。

2.3 城市群“三生空間”格局演化

針對(duì)城市群這一宏觀角度，劉鵬飛等[31]對(duì)于長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶108個(gè)地級(jí)市的空間耦合分析，從區(qū)域宏觀角度剖析“三生空間”的集聚效應(yīng)。針對(duì)同為重要經(jīng)濟(jì)區(qū)域的珠江三角洲城市群，李奇等[32]以土地為抓手深入分析，得到各類功能空間的優(yōu)勢(shì)區(qū)。金星星等[33]通過(guò)構(gòu)建“三生空間”功能性指數(shù)，探討了近15年來(lái)閩三角城市群的時(shí)空分異格局。針對(duì)我國(guó)西南部城市群受地形影響大的特點(diǎn)，劉濤等[28]采用區(qū)縣結(jié)合由點(diǎn)到面的分析方法，得到功能耦合協(xié)調(diào)度曲線。Zhao等[34]對(duì)長(zhǎng)江中游城市群的分析中，通過(guò)泰爾指數(shù)和探索性空間數(shù)據(jù)分析(ESDA)測(cè)量流域內(nèi)2類城市之間的“三生空間”的區(qū)域差異。Deng等[35]進(jìn)行了“三生空間”網(wǎng)格單元分析，以尺度為1 km×1 km(長(zhǎng)度×寬度)的矢量網(wǎng)格覆蓋研究區(qū)域，統(tǒng)計(jì)得分繪制格局圖。這類分析宏觀度高，總結(jié)性強(qiáng)。還有部分研究是以省域?yàn)檠芯繂卧?，融合各種地形地貌， 更加側(cè)重于與國(guó)土空間系統(tǒng)的結(jié)合匹配，如福建省[36]、江西省[37]、吉林省[38]、山東省[39]等，從空間功能耦合、經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)分析、人類活動(dòng)強(qiáng)度等角度進(jìn)行深入分析，協(xié)調(diào)利用省級(jí)行政區(qū)內(nèi)的自然經(jīng)濟(jì)與人文資源，取得了許多有價(jià)值的學(xué)術(shù)成果。

圖1 國(guó)土空間系統(tǒng)“生產(chǎn)-生活-生態(tài)”功能協(xié)調(diào)演化機(jī)制理論框架圖[20]

3 “三生空間”格局演化分析技術(shù)

3.1 微觀尺度

“三生空間”協(xié)調(diào)度模型是微觀尺度分析技術(shù)的典型代表。該模型利用核密度估計(jì)、指標(biāo)權(quán)重重構(gòu)等方法作為支撐[23]，是分析具體空間聯(lián)系的常用方法。土地利用轉(zhuǎn)移矩陣作為考察不同土地利用類型相互轉(zhuǎn)化的常用方法，可以對(duì)某一區(qū)域一定時(shí)段內(nèi)各種土地利用類型的演變方向與程序進(jìn)行精確刻畫[40]，土地利用轉(zhuǎn)移矩陣模型通過(guò)計(jì)算測(cè)量周期內(nèi)不同類型土地的面積轉(zhuǎn)換數(shù)量，得到土地的演變方向，是一種科學(xué)、 精確的空間格局測(cè)度方法。

微觀尺度分析技術(shù)的另一特點(diǎn)是以人為本。楊源源[41]融入人的因素，采用問(wèn)卷調(diào)查和半結(jié)構(gòu)訪談的方法，分析村民的實(shí)際需求。這類傳統(tǒng)的調(diào)研方法仍是微觀尺度研究中不可或缺的分析環(huán)節(jié)。吳清等[42]對(duì)觀察法進(jìn)行深化，采用參與式觀察法，增強(qiáng)體驗(yàn)與互動(dòng)，明晰“三生空間”變化對(duì)于村民的影響，是對(duì)傳統(tǒng)調(diào)研方法的創(chuàng)新與改良。針對(duì)微觀尺度調(diào)研中存在的主客觀矛盾，馬穎等[43]提出“可能-滿意度”分析模型，從主觀需求與客觀供給2個(gè)方面得到生態(tài)空間的最優(yōu)承載力，克服了主客觀偏離的矛盾，實(shí)現(xiàn)供給與需求的對(duì)接。

3.2 中觀尺度

多元利用是目前學(xué)術(shù)界的主流趨勢(shì)。GIS平臺(tái)是中觀尺度調(diào)研中的基礎(chǔ)平臺(tái)，許多技術(shù)都是基于此進(jìn)行的拓展深化。林伊琳等[44]將原本用于景觀格局分析的地學(xué)信息圖譜技術(shù)融入“三生空間”演化特征分析中，通過(guò)分析不同時(shí)間點(diǎn)上各子空間類型的圖譜變化，探尋區(qū)域差異。同時(shí)，文獻(xiàn)[44]中還引入了高練等[45]所提出的土地利用變化動(dòng)態(tài)度模型，利用“三生空間”土地利用動(dòng)態(tài)度定量描述區(qū)域“三生空間”利用變化的速度。徐磊[46]將數(shù)字高程模型(DEM)與GIS平臺(tái)地表分析相結(jié)合，為揭示地形與空間之間的相互關(guān)系提供了技術(shù)支撐。針對(duì)空間功能分析問(wèn)題，金星星等[33]運(yùn)用空間功能測(cè)度模型，通過(guò)生產(chǎn)空間指數(shù)、生活空間指數(shù)、生態(tài)空間指數(shù)三者加權(quán)求和得到的數(shù)值判斷縱向演進(jìn)變化，數(shù)值越大功能性越強(qiáng)。該技術(shù)手段更加客觀科學(xué)地判斷功能性水平，更加強(qiáng)調(diào)空間功能的數(shù)字化。同樣是數(shù)字化方向，陳坤[47]提出了基于數(shù)據(jù)包絡(luò)分析(DEA)模型的“三生空間”用地配置結(jié)構(gòu)效率分析方法，其綜合運(yùn)用DEA中的Charnes-Cooper-Rhodes(CCR)模型和Banker-Charnes-Cooper(BCC)模型，對(duì)“三生空間”用地的配置進(jìn)行效率評(píng)價(jià)，進(jìn)而分析省市單元的時(shí)空變化特征。Zhao等[48]利用空間自相分析方法，探究贛江上游景觀生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)時(shí)空分異。

3.3 宏觀尺度

空間沖突一直是宏觀區(qū)域研究的熱點(diǎn)，但空間沖突模型擁有許多不同的構(gòu)建因子。陳竹安等[49]利用空間復(fù)雜性、空間脆弱性以及空間穩(wěn)定性3個(gè)因子構(gòu)建沖突模型。王珊珊等[50]是從外部壓力、脆弱性以及穩(wěn)定性3個(gè)層面進(jìn)行評(píng)價(jià)。周德等[51]利用復(fù)雜度、動(dòng)態(tài)性和脆弱性進(jìn)行模型構(gòu)建，可以看出空間沖突模型具有多元可能，應(yīng)用范圍廣，靈活性強(qiáng)。Wang等[52]將空間沖突與動(dòng)態(tài)模擬結(jié)合，采用多元線性邏輯回歸(MLLR)、多準(zhǔn)則評(píng)價(jià)(MCE)等技術(shù)預(yù)測(cè)未來(lái)土地利用格局，建立基于景觀的空間沖突模型。針對(duì)空間承載力問(wèn)題，歐惠等[53]利用障礙度診斷的技術(shù)方法，從因子貢獻(xiàn)度、指標(biāo)偏離度和障礙度3個(gè)層面分析確定影響城市綜合承載力的主要驅(qū)動(dòng)要素。在宏觀尺度的研究中，關(guān)于功能評(píng)價(jià)的分析方法所占比例較高，學(xué)界對(duì)該方法的運(yùn)用較為成熟，主要思路為評(píng)價(jià)指標(biāo)選擇和體系建立—指標(biāo)權(quán)重確定—結(jié)果分析，此處不再一一贅述。

隨著數(shù)字經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，學(xué)界逐漸關(guān)注到“三生空間”與數(shù)字經(jīng)濟(jì)的結(jié)合分析，如：劉新智等[54]構(gòu)建基準(zhǔn)模型，通過(guò)數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展指數(shù)、時(shí)間和地區(qū)效應(yīng)、城市綠色轉(zhuǎn)型水平等因子分析數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展影響城市綠色轉(zhuǎn)型的作用機(jī)理，將“三生空間”這一物質(zhì)空間本體與經(jīng)濟(jì)、數(shù)字及虛擬技術(shù)結(jié)合起來(lái)。面對(duì)資源優(yōu)化問(wèn)題，李奇等[32]基于比較優(yōu)勢(shì)指數(shù)(NRCA)模型，分析宏觀尺度城市群“三生空間”資源優(yōu)勢(shì)度。該模型主要用來(lái)表達(dá)某一空間資源存在的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)度，NRCA值越大， 該區(qū)域的優(yōu)勢(shì)度就越強(qiáng)，實(shí)現(xiàn)了資源比較優(yōu)勢(shì)的量化分析。Wu等[55]使用以資源環(huán)境承載力評(píng)價(jià)和地域空間發(fā)展適宜性評(píng)價(jià)為體系的新型未來(lái)土地利用模型，即雙重環(huán)境評(píng)價(jià)模型(DEE)對(duì)粵港澳大灣區(qū) “三生空間”未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行預(yù)測(cè)，這是目前較為前沿的宏觀尺度技術(shù)手段。

4 展望

4.1 強(qiáng)化多情景模擬仿真

“三生空間”格局演化研究的重要導(dǎo)向是對(duì)未來(lái)的預(yù)測(cè)，既有動(dòng)力機(jī)制的掌握及其中大量模型的應(yīng)用是預(yù)測(cè)型研究科學(xué)性的基本保證。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)“三生空間”格局演化的模擬仿真研究逐漸興起，結(jié)合數(shù)理模型的模擬仿真是典型有效的量化方法。除經(jīng)典的元胞自動(dòng)機(jī)(CA)模型、馬爾科夫鏈模型(MARKOV)、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(ANN)模型被單一或組合使用于演化模擬[56-58]以外，常用的專業(yè)模型還有土地利用動(dòng)態(tài)模擬(FLUS)模型[59]、整合土地利用模式(CLUE-S)[60]等。Jiang等[61]運(yùn)用生態(tài)影響評(píng)估框架，集成了FLUS模型、共享社會(huì)經(jīng)濟(jì)路徑(SSP)和生態(tài)環(huán)境影響方法，在分析評(píng)估生態(tài)影響的同時(shí)模擬城市潛在的生態(tài)影響。李晉宏等[62]運(yùn)用MATLAB軟件對(duì)不同參數(shù)條件下的策略選擇進(jìn)行“三生空間”仿真分析，是為數(shù)不多的多情景性研究。從國(guó)外研究情況看，隨著隨機(jī)效用理論和復(fù)雜系統(tǒng)科學(xué)理論的介入，越來(lái)越多的動(dòng)態(tài)模型被應(yīng)用于“三生空間”仿真分析。2005年以后，城市仿真模型UrbanSim、基于CA的城市生長(zhǎng)模型SLEUTH、土地利用與交通整合模型TRANUS等仿真模型形成平臺(tái)并進(jìn)行市場(chǎng)化應(yīng)用[63-65]。與國(guó)內(nèi)相比，國(guó)外研究更加注重行為、政策的影響，不同尺度下建設(shè)空間轉(zhuǎn)換、情景設(shè)置的客觀化、模型的校準(zhǔn)程序以及將更多的社會(huì)經(jīng)濟(jì)變量引入是正在努力的方向[66]。

4.2 適當(dāng)聚焦中觀空間尺度

全國(guó)、 省域等宏觀尺度和市域、 縣域、 村莊等微觀尺度研究占據(jù)了既有成果中的多數(shù)， 都市圈、 城市-區(qū)域等中觀尺度與經(jīng)濟(jì)帶等特定區(qū)域研究較少。 中觀尺度的視域既不等同于多城市組成的城市群，也不等同于單獨(dú)的城市或鄉(xiāng)鎮(zhèn)人民政府轄區(qū)和村域范圍，而是介于宏觀和微觀之間的一種中間狀態(tài)。在相關(guān)研究中可以使用城鎮(zhèn)密集區(qū)來(lái)概括中觀尺度區(qū)域空間的研究對(duì)象，與城市群相比，更能突出小城鎮(zhèn)在體系中的地位，但與單個(gè)城市相比，又強(qiáng)調(diào)了城鄉(xiāng)之間的縱向貫通性?？紤]到既有微觀研究和宏觀研究中的分析技術(shù)差別，未來(lái)在中觀尺度也會(huì)有相關(guān)創(chuàng)新性的方法出現(xiàn)。

4.3 關(guān)注特色自然地理區(qū)域

無(wú)論是城市群、城市還是鎮(zhèn)村領(lǐng)域的研究，“三生空間”的研究對(duì)象多以完整的行政區(qū)劃單元為主體，更有利于研究的完整性和資料獲取的便捷性。自然地理環(huán)境在“三生空間”中發(fā)揮“底色”作用，具有一定特殊性的自然地理區(qū)域理應(yīng)得到關(guān)注，環(huán)泰山城鎮(zhèn)密集區(qū)即是其中代表(見(jiàn)圖2)。該區(qū)域山水相連，歷史同源，生態(tài)共保，城鎮(zhèn)體系健全，更因環(huán)繞世界文化和自然雙重遺產(chǎn)泰山而具有典型性。在演化機(jī)制與模擬仿真方面，同樣鮮有對(duì)這類區(qū)域的參數(shù)分析。在既有人工智能算法基礎(chǔ)上，如何引入特異性的形態(tài)要素，如何將空間聯(lián)動(dòng)測(cè)度、生態(tài)阻力面模型綜合，形成格局演化特征識(shí)別、機(jī)制構(gòu)建與智能決策的集成技術(shù)體系并在自然條件類似區(qū)域推廣，是未來(lái)的研究?jī)?nèi)容。

圖2 環(huán)泰山城鎮(zhèn)密集區(qū)分布

4.4 優(yōu)化技術(shù)模型運(yùn)用

現(xiàn)階段， “三生空間”格局演化研究分析技術(shù)共有3點(diǎn)特征： 一是“三生空間”分析的技術(shù)模型底層同質(zhì)化， 國(guó)內(nèi)現(xiàn)階段的技術(shù)模型大多是基于GIS平臺(tái)的衍生分析， 其底層構(gòu)架相似； 二是“三生空間”分析技術(shù)的多學(xué)科結(jié)合趨勢(shì)， 越來(lái)越多的分析技術(shù)涌現(xiàn)，呈現(xiàn)出多元結(jié)合態(tài)勢(shì)， 學(xué)者從經(jīng)濟(jì)管理、 自然生態(tài)等領(lǐng)域引入模型與技術(shù)， 實(shí)現(xiàn)跨學(xué)科的技術(shù)突破； 三是對(duì)數(shù)據(jù)的時(shí)效性與規(guī)模要求提高， 現(xiàn)階段的分析方法大多是基于類同的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)， 并從更長(zhǎng)時(shí)間序列分析數(shù)據(jù)變化。 從未來(lái)研究需求看， 模型的精細(xì)化構(gòu)建是導(dǎo)向之一， 模型間的綜合化應(yīng)用是另一個(gè)導(dǎo)向。

5 結(jié)論

縱觀國(guó)內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)可以發(fā)現(xiàn)，近年來(lái)“三生空間”的研究熱點(diǎn)已經(jīng)從基礎(chǔ)研究發(fā)展向深化研究階段演進(jìn)。一方面，從技術(shù)上看，傳統(tǒng)空間分析方法與數(shù)字技術(shù)的結(jié)合已經(jīng)成熟，眾多學(xué)者應(yīng)用并創(chuàng)新了許多空間分析技術(shù)與模型，空間量化識(shí)別與功能分析技術(shù)的運(yùn)用成為潮流。另一方面，從研究對(duì)象來(lái)看，宏觀與微觀尺度的研究較多，而中觀尺度的研究較少，導(dǎo)致空間尺度覆蓋范圍不足，未形成相關(guān)模式的總結(jié)，因此，未來(lái)基于中觀尺度的“三生空間”研究還有很大的研究?jī)r(jià)值和發(fā)展空間。同時(shí)，多元背景下的跨學(xué)科研究也是“三生空間”潛在的研究重點(diǎn)之一。