安徽省“三生”功能空間特征及分區(qū)調(diào)控

楊亞麗，王培俊，林子奇，范勝龍，劉 旗，林曉嵐

（1.福建農(nóng)林大學(xué)公共管理學(xué)院，福建 福州 350002；2.中國礦業(yè)大學(xué)公共管理學(xué)院（應(yīng)急管理學(xué)院），江蘇 徐州 221116；3.自然資源部東南生態(tài)脆弱區(qū)監(jiān)測修復(fù)工程技術(shù)創(chuàng)新中心，福建 福州 350002；4.福建農(nóng)林大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院，福建 福州 350002）

生產(chǎn)、生活、生態(tài)（簡稱“三生”）功能空間基本覆蓋人類社會生活的空間活動范圍，是人類社會和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基本載體[1]?！叭惫δ芸臻g協(xié)調(diào)有序開發(fā)利用，是實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)前提[2]。中國在經(jīng)歷長期經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展之后，面臨著城市建設(shè)用地?zé)o序擴(kuò)張、擠壓生態(tài)用地，生態(tài)環(huán)境污染等“城市病”和農(nóng)村建設(shè)用地空廢化、耕地荒廢化等“鄉(xiāng)村病”的難題[3]。發(fā)展中不平衡、不協(xié)調(diào)、不可持續(xù)的矛盾顯著，其主要原因是 “三生”功能空間供需沖突和失衡所致。明確“三生”功能空間分布特征，明晰“三生”功能之間的差異性，識別高度協(xié)調(diào)發(fā)展的障礙功能，對優(yōu)化國土空間布局、促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。

從國內(nèi)外已有研究來看，學(xué)者圍繞“三生”功能的基礎(chǔ)內(nèi)涵及分類、空間識別與格局特征演變、相關(guān)關(guān)系判定、影響因素與分區(qū)優(yōu)化開展。首先在“三生”功能內(nèi)涵的界定上[4-6]，現(xiàn)有學(xué)者普遍根據(jù)為人類提供各種產(chǎn)品或者服務(wù)進(jìn)行“三生”功能劃分。二是“三生”功能的分類與識別主要分為歸并分類法[7-9]和量化測算法[10-11]，并且在空間識別的基礎(chǔ)上，分析“三生”功能空間格局特征以及時空演變[12]。三是“三生”功能相互關(guān)系判定，學(xué)者采用耦合協(xié)調(diào)度模型[13-14]、系統(tǒng)動力模型[15-16]和生態(tài)位寬度模型[17]判定“三生”功能空間相互作用的關(guān)系。四是“三生”功能影響因素分析，主要采用地理探測器[18]、障礙度模型[19-20]、主成分分析[21]，以及空間滯后模型和空間誤差模型[22-23]。五是“三生”功能分區(qū)和優(yōu)化調(diào)控，分區(qū)方法主要采用比較優(yōu)勢指數(shù)[24-25]和聚類算法[26-27]，優(yōu)化調(diào)控主要是根據(jù)“三生”功能評價結(jié)果，結(jié)合區(qū)域本身的資源稟賦和經(jīng)濟(jì)社會背景，提出優(yōu)化的方案，大多以經(jīng)驗總結(jié)和定性分析為主。而將“三生”功能綜合發(fā)展水平和“三生”功能耦合度相對一致劃分為一種空間類型，并且對該區(qū)域診斷障礙功能提出針對性對策分析較少。

因此，本文以安徽省為研究區(qū)，構(gòu)建安徽省“三生”功能評價體系，運用空間自相關(guān)分析安徽省的空間特征，利用耦合度模型量化“三生”功能之間的關(guān)系，劃分空間類型，通過障礙度診斷提出“三生”功能調(diào)控措施與對策，為安徽省實現(xiàn)高質(zhì)量協(xié)調(diào)可持續(xù)發(fā)展提供科學(xué)依據(jù)。

1 指標(biāo)體系構(gòu)建與數(shù)據(jù)來源

1.1 “三生”功能評價指標(biāo)體系構(gòu)建

“三生”功能是在人類需求下，以不同的土地利用方式提供的產(chǎn)品和服務(wù)[6]。其中，生產(chǎn)功能是以土地為勞作對象直接獲取產(chǎn)品或者是以土地為載體進(jìn)行社會生產(chǎn)與服務(wù)[6]，生活功能是為人類的基本生活提供物質(zhì)和精神保障，生態(tài)功能主要是維持生態(tài)平衡?！叭惫δ苁窍嗷プ饔玫?，任一功能的惡性發(fā)展必然會影響其他功能的發(fā)展[21]，只有“三生”功能高質(zhì)量協(xié)調(diào)發(fā)展才能促進(jìn)區(qū)域的可持續(xù)發(fā)展。本文借鑒前人相關(guān)研究成果[10-11，15，20]，在對“三生”功能內(nèi)涵解析的基礎(chǔ)上，自上而下構(gòu)建“三生”功能評價指標(biāo)體系（表1）。

1.2 數(shù)據(jù)來源

本研究以2018年為時間節(jié)點，經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展數(shù)據(jù)來源于《安徽省統(tǒng)計年鑒2019》、安徽省16 個地級市統(tǒng)計年鑒，以及各縣政府統(tǒng)計公報等；土地利用數(shù)據(jù)來源于哥白尼全球土地服務(wù)（https://land.copernicus.eu/global/products/lc）。安徽省各市轄區(qū)中存在建成區(qū)與郊區(qū)的漸變過渡地帶，為了獲取數(shù)據(jù)的便利性和保證單元的完整性，將安徽省16 個地級市市轄區(qū)進(jìn)行合并，形成77 個評價單元。

2 研究方法

2.1 “三生”功能指數(shù)

采用極差標(biāo)準(zhǔn)化將各評價指標(biāo)量化在[0，1]之間，利用熵值法計算各指標(biāo)層權(quán)重，運用加權(quán)求和模型測算生產(chǎn)、生活與生態(tài)功能指數(shù)和綜合度，并根據(jù)ArcGIS 中自然斷點法分為低、中、高三個級別。

式中，Yij為第j個評價單元第i項指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)值，Xij為第j個評價單元第i項指標(biāo)數(shù)值，Xmax、Xmin分別為最大值和最小值。

式中，Pij為第i項指標(biāo)下第j個評價單元指標(biāo)比重，Ei為指標(biāo)的信息熵，Wi為指標(biāo)權(quán)重，n為評價單元總數(shù)，m為指標(biāo)總數(shù)。

式中，f為“三生”功能下對應(yīng)指數(shù)，Zj為第j個評價單元“三生”功能指數(shù)，Zi為生產(chǎn)功能指數(shù)，Zp為生活功能指數(shù)，Ze為生態(tài)功能指數(shù)，Z為“三生”功能綜合指數(shù)。

2.2 “三生”功能空間分析方法

2.2.1 空間自相關(guān)分析模型

本文采取空間自相關(guān)模型分析“三生”功能空間特征，利用Global-Moran’s I 指數(shù)測度研究區(qū)域“三生”功能的空間聚集情況。利用Getis-Ord Gi*指數(shù)識別不同地理空間“三生”功能的熱點區(qū)和冷點區(qū)。

式中，n是評價單元總數(shù)，xi和xj為評價單元i和j的“三生”功能值，（xi-x-）是第i個評價單元“三生”功能值與平均值的偏差，wij是功能值i和j之間的空間權(quán)重。

式中，各參數(shù)內(nèi)涵與公式（8）一致。

2.2.2 空間分區(qū)方法

根據(jù)耦合度模型比較“三生”功能之間的強(qiáng)度關(guān)系，針對“三生”功能綜合度和耦合度相互匹配程度[19]，將安徽省劃分為6 種空間類型區(qū)，分別為優(yōu)先改善區(qū)、重點改善區(qū)、潛在改善區(qū)、協(xié)同提升區(qū)、潛在提升區(qū)和適度優(yōu)化區(qū)（表2）。

表2 “三生”功能空間分區(qū)

式中，C為“三生”功能耦合度；利用ArcGIS中自然斷點法分為低、中、高三個級別。

2.3 “三生”功能障礙診斷方法

利用障礙診斷模型測算安徽省的指標(biāo)障礙度，將指標(biāo)障礙度相加得到因素層障礙度，分別為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展、生活承載、生活保障、生態(tài)保育和環(huán)境維護(hù)6 大障礙功能，以各縣障礙功能的均值為標(biāo)準(zhǔn)：分別為7.967%、28.931%、14.463%、23.253%、17.927%、7.448%； 超過標(biāo)準(zhǔn)則判定為該縣存在功能障礙。

式中，Iij表示第j個評價單元第i項指標(biāo)與最佳理想之間的距離，Iij=1-Yij，Wi表示權(quán)重，m為指標(biāo)總數(shù)，Oij表示“三生”功能指標(biāo)的障礙程度。

3 結(jié)果與分析

3.1 安徽省“三生”功能空間特征

3.1.1 “三生”功能空間格局特征

將安徽省“三生”功能可視化，安徽省“三生”功能水平數(shù)量結(jié)構(gòu)如表3 所示。

表3 “三生”功能數(shù)量結(jié)構(gòu)分布

生產(chǎn)功能指數(shù)介于0.0216～0.2505，均值為0.0829，數(shù)量結(jié)構(gòu)呈紡錘體等級分布，空間呈現(xiàn)北高南低分布。高值區(qū)分布在省會和沿江地區(qū)以及皖北；低值區(qū)主要分布在皖南南部和皖中西部。

生活功能指數(shù)介于0.0285～0.3107，均值為0.0791，數(shù)量結(jié)構(gòu)呈金字塔等級分布，空間分布較為分散。高值區(qū)分布在經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的市轄區(qū)，包括合肥市區(qū)、馬鞍山區(qū)、蕪湖市區(qū)等7 個市轄區(qū)；低值區(qū)分布在大部分縣市。

生態(tài)功能指數(shù)介于0.0232～0.1911，均值為0.0810。數(shù)量結(jié)構(gòu)呈錐形瓶等級分布，空間分布上呈現(xiàn)北低南高。高值區(qū)分布在皖南南部和皖中西部；低值區(qū)集中分布在皖北和皖中。

3.1.2 “三生”功能空間聚集特征

對安徽省“三生”功能全局Moran’s I 指數(shù)計算如表4 所示。“三生”功能的全局Moran’s I 指數(shù)分別為0.4903、0.1254、0.7680，而且“三生”功能均通過0.05 顯著性檢驗，說明安徽省“三生”功能存在顯著的空間正相關(guān)性。

表4 “三生”功能全局自相關(guān)系數(shù)

生產(chǎn)功能冷點區(qū)到熱點區(qū)在空間上呈現(xiàn)由南到北過渡式的分布格局。其中冷點區(qū)和次冷點區(qū)以面狀分布在皖南南部和皖中西部。地處山區(qū)，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)難以規(guī)?；?，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效益較低，且工業(yè)發(fā)展也較弱。安徽省大部分縣市為次熱點區(qū)。該區(qū)域為平原和丘陵地區(qū)，農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)效率高，農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈較為完善，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)水平較高。熱點區(qū)以團(tuán)狀分布在省會城市和太和縣、利辛縣。憑借區(qū)位優(yōu)勢和大量耕地發(fā)展現(xiàn)代農(nóng)業(yè)，農(nóng)產(chǎn)品加工較為發(fā)達(dá)，同時該區(qū)域具備發(fā)達(dá)的煤礦產(chǎn)業(yè)與高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)，因而生產(chǎn)功能較高。

生活功能熱點分布在空間上呈現(xiàn)出中間高、四周低的凸字形格局。其中冷點區(qū)和次冷點區(qū)占比為89.6%；次熱點區(qū)和熱點區(qū)分布在沿江地區(qū)和省會城市。該區(qū)域城鎮(zhèn)化水平高，居民收入結(jié)構(gòu)多樣化，基礎(chǔ)設(shè)施和公共設(shè)施完備，宜居性較強(qiáng)。

生態(tài)功能冷點區(qū)到熱點區(qū)在空間上呈現(xiàn)出由北到南過渡式的分布格局。其中冷點區(qū)和次冷點區(qū)分布在皖北，該區(qū)域為平原地區(qū)，土地開發(fā)強(qiáng)度大，同時面臨農(nóng)業(yè)面源和工業(yè)生產(chǎn)污染嚴(yán)重。重生產(chǎn)，輕治理，導(dǎo)致生態(tài)功能較弱。次熱點區(qū)主要分布皖中和皖南，該區(qū)域生態(tài)本底較好，且居民生態(tài)意識較強(qiáng)，注重生態(tài)環(huán)境保護(hù)和治理。熱點區(qū)分布在皖南山區(qū)和皖中西部，該區(qū)域處于山區(qū)，森林覆蓋率高，生態(tài)涵養(yǎng)能力強(qiáng)，形成生態(tài)功能高值聚集區(qū)。

3.2 安徽省“三生”功能空間分區(qū)與障礙調(diào)控

不同空間分區(qū)由于“三生”功能的綜合發(fā)展水平和耦合度相互匹配出現(xiàn)空間差異特征。為實現(xiàn)“三生”功能高質(zhì)量協(xié)調(diào)發(fā)展，診斷不同分區(qū)“三生”功能障礙功能，找出短板，促進(jìn)共同發(fā)展。如表5所示，其中障礙均值表征障礙強(qiáng)度，影響率代表同一空間分區(qū)發(fā)生概率，影響率超過50%判定為該區(qū)域主要障礙功能。

表5 不同空間分區(qū)功能障礙均值及影響率統(tǒng)計結(jié)果 單位：%

（1）優(yōu)先改善區(qū)主要呈點塊狀分布在皖中西部，該區(qū)域主要障礙功能是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展、生活承載、生活保障、環(huán)境維護(hù)，多重障礙功能促使該區(qū)域呈現(xiàn)顯著區(qū)位劣勢、產(chǎn)業(yè)劣勢、居住劣勢。因此，一是應(yīng)加快生態(tài)旅游建設(shè)，促進(jìn)生態(tài)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。二是鼓勵農(nóng)業(yè)人口在城市落戶的意愿，增加保障性住房、醫(yī)療衛(wèi)生和教育設(shè)施的供給；同時當(dāng)?shù)卣畱?yīng)靈活設(shè)置用地政策，利用土地吸引產(chǎn)業(yè)的入駐，創(chuàng)造更多的就業(yè)機(jī)會。三是注重生態(tài)環(huán)境保護(hù)，大力防止農(nóng)業(yè)生產(chǎn)面源污染。

（2）重點改善區(qū)主要呈面狀分布在皖北，該區(qū)域主要障礙功能是經(jīng)濟(jì)發(fā)展、生活保障、生態(tài)保育。該區(qū)域一是應(yīng)利用耕地多、土地平的特征，大力推進(jìn)優(yōu)質(zhì)農(nóng)產(chǎn)品品牌和特色農(nóng)產(chǎn)品建設(shè)，加快農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展，促進(jìn)勞動力向第二、第三產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移，調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，大力發(fā)展新興產(chǎn)業(yè)。二是，應(yīng)加強(qiáng)淮河安全建設(shè)，實施淮河行蓄洪區(qū)移民遷建工程，改善居民生活質(zhì)量。三是，增加生態(tài)用地面積和提高森林覆蓋率。

（3）潛在改善區(qū)主要呈面狀分布在皖中，該區(qū)域主要障礙功能是生活承載、生活保障、生態(tài)保育。該區(qū)域主要在市轄區(qū)周圍，有一定產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)和區(qū)位優(yōu)勢。因此，一是依靠市轄區(qū)的輻射帶動，同時加快區(qū)域公共設(shè)施和交通設(shè)施聯(lián)通，完善服務(wù)設(shè)施，提高社會保障水平。二是增加環(huán)境治理的財政支持，加大對環(huán)境治理的力度。

（4）協(xié)同提升區(qū)呈斑塊狀分散分布在皖南南部，該區(qū)域主要障礙功能是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展、生活承載、生活保障。因此，該區(qū)域一是應(yīng)充分發(fā)揮生態(tài)資源優(yōu)勢，轉(zhuǎn)換農(nóng)業(yè)發(fā)展方式，因地制宜發(fā)展休閑農(nóng)業(yè)和特色生態(tài)旅游。二是對農(nóng)村危房進(jìn)行修復(fù)或易地搬遷，增加配套設(shè)施與公共設(shè)施，提高居民住房條件。

（5）潛在提升區(qū)主要呈條帶狀分布在皖中和皖南，該區(qū)域主要障礙功能是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展、生活承載、生態(tài)保育和環(huán)境維護(hù)。該區(qū)域一是應(yīng)將傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)升級優(yōu)化，同時加快自主創(chuàng)新發(fā)展和加強(qiáng)區(qū)域合作，推動產(chǎn)業(yè)集聚發(fā)展。二是構(gòu)建現(xiàn)代化基礎(chǔ)設(shè)施體系，健全多層次的社會保障體系，提高居民生活品質(zhì)。三是加快建設(shè)沿江流域綠色生態(tài)廊道，發(fā)展綠色生態(tài)可循環(huán)經(jīng)濟(jì)，打造生態(tài)宜居城市。

（6）適度優(yōu)化區(qū)只有合肥市區(qū)，該區(qū)域障礙功能是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、生態(tài)保育、環(huán)境維護(hù)，生產(chǎn)和生活功能發(fā)展程度較高，但生態(tài)功能發(fā)展較低，需要進(jìn)一步調(diào)控優(yōu)化。該區(qū)域一是優(yōu)化土地利用結(jié)構(gòu)，嚴(yán)格控制建設(shè)用地占用生態(tài)用地，增加生態(tài)廊道和公園面積。二是充分利用區(qū)位優(yōu)勢，以生產(chǎn)功能不降低為前提，引入高新綠色產(chǎn)業(yè)，淘汰高污染的產(chǎn)業(yè)，同時促進(jìn)第三產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

4 結(jié)論與討論

本文以“三生”功能指標(biāo)體系-空間特征-空間分區(qū)-障礙診斷-調(diào)控優(yōu)化為主線，通過構(gòu)建安徽省“三生”功能評價指標(biāo)體系，明晰安徽省“三生”功能空間特征和劃分空間類型，識別不同空間分區(qū)的障礙功能并提出調(diào)控優(yōu)化的對策。主要結(jié)論如下。

（1）安徽省“三生”功能的指數(shù)均值分別為0.0829、0.0791、0.0810。數(shù)量結(jié)構(gòu)分別呈現(xiàn)紡錘體等級分布、金字塔等級分布和錐形瓶等級分布?！叭惫δ芸臻g分異特征明顯，生產(chǎn)功能空間分布呈北高南低、生活功能空間分布較為分散、生態(tài)功能空間分布呈北低南高。

（2）安徽省“三生”功能的空間分布具有正相關(guān)性。生產(chǎn)功能冷點區(qū)到熱點區(qū)在空間上呈現(xiàn)出由南到北過渡式的分布格局；生活功能在空間上呈現(xiàn)出中間高、四周低的凸字形分布格局；生態(tài)功能冷點區(qū)到熱點區(qū)在空間上呈現(xiàn)出由北到南過渡式的分布格局。

（3）根據(jù)“三生”功能綜合度和耦合度，將安徽省分為優(yōu)先改善區(qū)、重點改善區(qū)、潛在改善區(qū)、協(xié)同提升區(qū)、潛在提升區(qū)和適度優(yōu)化區(qū)6種區(qū)域，“三生”功能以“雙高”為目標(biāo)，以找短板、協(xié)調(diào)發(fā)展為調(diào)控路徑，提出針對性的調(diào)控措施和對策。