漢中市三生空間結(jié)構(gòu)演變分析
——以2000—2018年為例

曹錦雪

(中陜高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)集團(tuán)有限公司，陜西 楊凌 712100)

改革開放以來，我國城鎮(zhèn)化率2018年已經(jīng)上升到了59.58%，這樣大規(guī)模的城市擴(kuò)張使得優(yōu)質(zhì)耕地受到嚴(yán)重?cái)D占，生態(tài)空間與生活生產(chǎn)空間之間的矛盾也愈發(fā)嚴(yán)重。漢中市位于陜西南部，目前正處于經(jīng)濟(jì)發(fā)展階段，城市人口聚集態(tài)勢也在逐步加強(qiáng)，隨著人類活動(dòng)愈發(fā)強(qiáng)烈導(dǎo)致漢中市土地利用的過程中存在農(nóng)業(yè)內(nèi)部結(jié)構(gòu)不合理、城市周圍優(yōu)質(zhì)農(nóng)田持續(xù)大量流失、居住空間擁擠以及區(qū)域性的發(fā)展不均衡等諸多問題。在此背景下，對漢中市各區(qū)縣國土資源進(jìn)行合理分配、優(yōu)化國土空間結(jié)構(gòu)十分重要，同時(shí)可為其他市區(qū)的功能定位與優(yōu)化發(fā)展方向提供參考。

國外研究三生空間大多從農(nóng)業(yè)多功能研究開始，逐步引入土地利用多功能性，進(jìn)而深入分析土地利用空間特征，更加側(cè)重于土地利用功能、空間格局規(guī)劃和土地生態(tài)安全等方面。在土地利用功能方面，Rodenburg于2003年提出把多種社會和經(jīng)濟(jì)功能在相鄰區(qū)域進(jìn)行集中顯示，從提高交通運(yùn)輸可達(dá)性的角度出發(fā)，結(jié)合距離對利用主體的影響來準(zhǔn)確界定其土地利用的功能和多樣性[1]。Chuviec基于GIS對土地利用適宜性進(jìn)行評價(jià)，并根據(jù)評價(jià)結(jié)果對研究區(qū)進(jìn)行空間布局規(guī)劃。后續(xù)英國、荷蘭、日本和德國等國家和地區(qū)也開展了許多輪國土空間規(guī)劃的研究[2]。Rogers認(rèn)為，生態(tài)安全主要是在不具備損害人類自然生態(tài)環(huán)境的巨大潛力的條件和前提下，生態(tài)系統(tǒng)才能夠滿足于人類經(jīng)濟(jì)社會活動(dòng)的長期持續(xù)性生存與發(fā)展[3]。

張紅旗等首次將我國土地分為生活生產(chǎn)用地、生態(tài)生產(chǎn)用地、生產(chǎn)生態(tài)用地、生態(tài)用地4大類，更加凸顯了土地利用過程中的重要性和功能交叉特征[4]。劉繼來等基于土地利用功能等理論，構(gòu)建了一套切實(shí)適用于全國的完整三生空間結(jié)構(gòu)劃分體系，并由此深入揭示了1990—2010年20a間整個(gè)中國三生空間的發(fā)展歷史和整體時(shí)空發(fā)展格局[5]。崔家興等以湖北省土地利用數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，采用格網(wǎng)分析、空間自相關(guān)分析和三角分析法分析三生空間分布格局及演變特征[6]。

1 研究區(qū)概況與數(shù)據(jù)來源

1.1 研究區(qū)概況

漢中市是我國陜西省的一個(gè)地級市，與寶雞市等周邊地區(qū)相鄰接壤，西南分別與甘肅省隴南市和四川省廣元市等地相鄰；由漢臺區(qū)和南鄭區(qū)、城固、洋縣、勉縣、西鄉(xiāng)、略陽、鎮(zhèn)巴、寧強(qiáng)、留壩、佛坪2個(gè)區(qū)9個(gè)縣組成；由于漢中地理區(qū)位優(yōu)越，漢中也被作為試點(diǎn)建設(shè)區(qū)域和生態(tài)文明示范重點(diǎn)工程建設(shè)項(xiàng)目[8]。漢中市境北部屬于秦嶺山脈，地勢優(yōu)越而地形又如一道屏障，地貌景觀種類多樣，但以低矮山區(qū)和平原丘陵地貌為主，占全市總規(guī)模以上土地利用面積的75.2%。漢中地區(qū)氣候?qū)儆诒眮啛釒Ъ撅L(fēng)氣候，北方秦嶺、南方大巴秦嶺山脈2大峽谷支流和高山屏障，區(qū)內(nèi)平均氣溫具體根據(jù)地理位置及其氣候分布，主要原因在于其高山地形；由于漢中地處西部北半球的中部高緯度，月平均年降雨量871.8mm[9]。

1.2 三生空間的劃分

由于目前國內(nèi)外學(xué)者對三生空間的分類并沒有形成一套標(biāo)準(zhǔn)體系，因此本文借鑒前人學(xué)者的研究，根據(jù)國內(nèi)外三生空間分類研究現(xiàn)狀，參考2017年由國土資源部組織修訂的國家標(biāo)準(zhǔn)《土地利用現(xiàn)狀分類》[10]和已有的分類方法和思想[4,5,11]。結(jié)合漢中市實(shí)際情況，建立漢中市三生空間分類體系。

1.3 數(shù)據(jù)來源與處理

本研究所用基礎(chǔ)數(shù)據(jù)主要包含漢中市2000年、2010年、2018年3期的各種類型土地利用覆被數(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(http：//www.resdc.cn/)的中國多時(shí)期土地利用土地覆被遙感監(jiān)測數(shù)據(jù)集(CNLUCC)，空間分辨率為30m，綜合精度在87%以上[12]。本研究的時(shí)間跨度相對較大，對于可能出現(xiàn)的參考指標(biāo)在不同階段時(shí)間內(nèi)不一致的情況，均以2018年為計(jì)算基準(zhǔn)。對于柵格和矢量數(shù)據(jù)的處理，主要運(yùn)用Arcgis 10.5軟件對獲取的數(shù)據(jù)進(jìn)行基礎(chǔ)處理，包括裁剪、統(tǒng)一坐標(biāo)系，最終得到漢中市包括6個(gè)一級類和20個(gè)二級類的土地利用數(shù)據(jù)。

1.4 研究方法

1.4.1 國土空間動(dòng)態(tài)度

國土空間的動(dòng)態(tài)程度是指某個(gè)研究地區(qū)不同時(shí)期的特定國土空間類型的個(gè)別數(shù)量變化情況，反映了各個(gè)空間的整體使用狀況的動(dòng)態(tài)程度[13]。動(dòng)態(tài)性指數(shù)大致可以劃分為單一動(dòng)態(tài)度指數(shù)與綜合動(dòng)態(tài)度指數(shù)。

綜合動(dòng)態(tài)度指數(shù)是指在一定時(shí)期內(nèi)不同功能空間結(jié)構(gòu)變化的綜合影響。

1.4.2 轉(zhuǎn)移矩陣

將各類空間類型變化的轉(zhuǎn)移面積按矩陣形式排列，通過這一矩陣可以分析各類空間面積結(jié)構(gòu)變化以及變化方向，任意2期土地利用轉(zhuǎn)移矩陣的面積對比可以直觀發(fā)現(xiàn)土地利用變化的結(jié)構(gòu)特征與用地功能類型。

2 結(jié)果分析

2.1 漢中市三生空間面積變化分析

從漢中市3期土地利用現(xiàn)狀數(shù)據(jù)，提取二級類國土空間面積，并綜合計(jì)算各類空間面積在漢中市所占比例，其數(shù)據(jù)結(jié)果如表1所示；在2000—2018年期間漢中市三生空間面積占比中，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用地、草地生態(tài)用地和林地生態(tài)用地面積占比皆超過了90%，但是總體上呈現(xiàn)逐年下降的趨勢。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)空間面積2000—2010年減少24.613km2，2010—2018年減少151.384km2，說明農(nóng)業(yè)生產(chǎn)空間面積轉(zhuǎn)為其他空間的面積在逐年增加，因此對于農(nóng)業(yè)耕地的保護(hù)也要逐漸加大力度。城鎮(zhèn)生活空間是人類發(fā)展和賴以生存的空間，工礦生產(chǎn)空間2000—2018年增加面積達(dá)到37.7451km2，城鎮(zhèn)農(nóng)村生活空間2000—2018年增加面積達(dá)到63.2628km2。這說明近20a的時(shí)間，漢中市城鎮(zhèn)化發(fā)展推動(dòng)了城市建設(shè)用地規(guī)模擴(kuò)大。

表1 2000—2018年漢中市國土空間面積及比例變化

根據(jù)前文三生空間的用地分類體系表格，利用ArcGIS重分類工具，將3期國土空間利用現(xiàn)狀數(shù)據(jù)按照生產(chǎn)用地、生活用地和生態(tài)用地進(jìn)行歸納合并，得到圖1。

由此可以看出，漢中市的生產(chǎn)用地分布除佛坪、留壩偏遠(yuǎn)一點(diǎn)的山地連片區(qū)以外基本都有分布，漢臺、南鄭、城固分布就較為集中。生活用地主要集中在漢中市的中心城區(qū)，且范圍逐年擴(kuò)大的十分明顯。生態(tài)用地則主要集中在佛坪、留壩和洋縣。

2.2 國土空間變化速率分析

國土空間變化率是指研究期間各土地空間在利用過程中的面積變化率，反映了國土空間結(jié)構(gòu)的變化強(qiáng)度。2000—2018年漢中市國土空間動(dòng)態(tài)度結(jié)果如表2所示。

表2 2000—2018年漢中市國土空間動(dòng)態(tài)度

由表2可以看出，2000—2010年漢中市國土空間單一動(dòng)態(tài)度最大的是工礦生產(chǎn)空間，為34.48%；其他生態(tài)空間排第2，為9.79%；城鎮(zhèn)生活空間的單一動(dòng)態(tài)度為4.72%，農(nóng)村生活空間的為2.13%；而農(nóng)業(yè)生產(chǎn)空間和草地生態(tài)空間分別為-0.03%和-0.15%。2010—2018年漢中市國土空間單一動(dòng)態(tài)度最大的依然是工礦生產(chǎn)空間，為18.79%，而農(nóng)業(yè)生產(chǎn)空間、農(nóng)村生活空間、林地生態(tài)空間都為負(fù)值，分別為-0.26%、-0.01%、-0.09%。從2000—2018年來看，工礦生產(chǎn)空間的單一動(dòng)態(tài)度最高，為50.14%；其他生態(tài)空間為22.14%，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)空間和林地、草地生態(tài)空間值都較低。由表2可知，2000—2010年綜合動(dòng)態(tài)度為0.07%，總變化面積為382.9698km2，而2010—2018年綜合動(dòng)態(tài)度為0.10%，總變化面積為419.2666km2，2000—2018年綜合動(dòng)態(tài)度0.04%，總變化面積為351.9936km2。

2.3 漢中市國土空間轉(zhuǎn)移特征分析

從三生功能角度出發(fā)，利用Arcgis軟件將漢中市2000年、2010年和2018年3期土地利用數(shù)據(jù)進(jìn)行疊加和整合處理，得到漢中市2000—2010年、2010—2018年2個(gè)時(shí)間段的國土空間轉(zhuǎn)移矩陣，結(jié)果如表3、表4所示。

表3 2000—2010年漢中市國土空間轉(zhuǎn)移矩陣

表4 2010—2018年漢中市國土空間轉(zhuǎn)移矩陣

從表3可以看出，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)空間是生產(chǎn)空間的主要轉(zhuǎn)出源，共有1568.55km2的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)空間轉(zhuǎn)出。2010—2018年間，漢中市由生產(chǎn)空間轉(zhuǎn)出的面積共有786.66km2，轉(zhuǎn)為生態(tài)空間的面積為827.30km2，轉(zhuǎn)為生活空間的面積為43.06km2。

從生活空間的轉(zhuǎn)移特征來看，生活空間主要是轉(zhuǎn)入面積比較多，轉(zhuǎn)出面積很少。在轉(zhuǎn)入上，2000—2010年期間漢中市共有24.802km2的城鎮(zhèn)生活空間轉(zhuǎn)入，90.7403km2的農(nóng)村生活空間轉(zhuǎn)入，農(nóng)村生活空間是生活空間的主要轉(zhuǎn)入對象，城鎮(zhèn)生活空間主要轉(zhuǎn)出為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)空間。2010—2018年，漢中市生活空間共轉(zhuǎn)出面積43.0637km2。

從生態(tài)空間轉(zhuǎn)移特征來看，2000—2010年，漢中市總轉(zhuǎn)入的面積為1136.9949km2，其中轉(zhuǎn)為生產(chǎn)空間的面積達(dá)563.4572km2，轉(zhuǎn)為生活空間的面積為12.7138km2。其中，林地生態(tài)空間是草地生態(tài)空間、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)空間增加的主要來源，分別為546.8086km2和941.2483km2。

3 結(jié)論與討論

在2000—2018年期間漢中市三生空間中，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用地、草地生態(tài)用地和林地生態(tài)用地占比皆超過了90%，但是總體上呈現(xiàn)逐年下降的趨勢。從動(dòng)態(tài)度變化來看，2000—2018年期間，單一動(dòng)態(tài)度最大的為工礦生產(chǎn)，這表明漢中市近20a來工業(yè)化和城市化發(fā)展迅速。從2000—2018年漢中市18a國土空間轉(zhuǎn)移特征來看，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)空間的變化比較明顯，主要是耕地、旱地的大幅度減少，說明退耕還林還草政策成果已經(jīng)顯現(xiàn)，工礦生產(chǎn)空間變化較?。粡纳羁臻g的轉(zhuǎn)移特征來看，生活空間主要是轉(zhuǎn)入面積比較多，轉(zhuǎn)出面積很少；從生態(tài)空間來看，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)空間面積增加主要靠林地生態(tài)空間、草地生態(tài)空間的轉(zhuǎn)入。

基于“三生空間”功能視角是一個(gè)較新的視角，對于主體功能區(qū)戰(zhàn)略的國土空間功能區(qū)劃尚處于探索階段，這不僅是對“三生空間”應(yīng)用理論和發(fā)展理論的豐富，同時(shí)還在空間規(guī)劃中起著指導(dǎo)的作用，根據(jù)各區(qū)縣的重點(diǎn)問題和區(qū)域特征提出針對性的建議，同時(shí)也為政府相關(guān)部門制定高效的可持續(xù)的國土空間開發(fā)模式提供了理論支持。