滨海新区“三生”空间系统仿真及优化调控研究

王世全　马超前　毕芳英　张磊

摘要：“三生”空间格局的变化规律，对促进国土空间有序、适度、可持续开发利用，强化国土空间治理具有重要意义。滨海新区是天津市重要的工业和高新技术聚集区域，其“三生”空间的演变具有很强的代表性和一定的特殊性。在对滨海新区“三生空间时空格局演变分析的基础上，开展滨海新区“三生”空间系统仿真，对天滨海新区“三生”空间进行适宜性评价和分区，按照“促进生产空间集约高效、生活空间宜居适度、生态空间山清水秀”的总体要求，将GIS的空间分析功能与天津滨海新区适宜性分区结果相结合，得到滨海新区基于“三生”空间理论的国土空间分区，并提出相应的管控措施，为国土空间的规划和布局提供借鉴和参考。

关键词：三生空间;系统仿真;优化调控;滨海新区

中图分类号：F293.35  文献标识码：B

文章编号：1001-9138-（2019）03-0048-5.5   收稿日期：2019-03-22

1  研究背景和目的

随着城乡建设用地不断扩张，农用地和生态用地空间受到挤压，生产用地、生活用地以及生态用地竞争加剧，不同空间尺度都存在着人和自然之间、生产和生活活动之间、自然生态系统内部关系不尽协调的矛盾;加上现行土地利用分类标准更注重土地的生产、生活功能，而对生态功能考虑不够，把很多具有重要生态价值的用地归为未利用地，使得这部分本该得到严格监管的土地在使用时具有很大随意性，极易发生农用地、建设用地占用未利用地的现象。因此，国土空间的规划和布局迫切需要一种更加科学的方法，而基于“三生”空间理论的规划和利用随着人类经济活动、社会活动和生活活动在区域空间集聚，越来得到广大学者的认同，也为国土空间规划的发展提供了契机。

目前，我国对生态空间的保护主要表现为通过划定生态保护红线，结合国家生态保护相关的政策、法令，实行强制性地严格保护。生态保护红线一经划定，原则上按禁止开发区域的要求进行管理，严禁不符合主体功能定位的各类开发活动，严禁任意改变用途。这也意味着严格禁止大规模、高强度的工业化和城镇化开发，实施严格的生态保护制度，这很有可能在短期内影响地方的产业结构和布局，进而影响当前的经济发展。划定生态红线虽然是好事，但是对于保护地区却失去了发展的机会，一旦破坏了生态红线，就会受到严重的惩处并付出巨大代价。由此可见，目前针对生态红线的管控存在很大的弊端，当与经济发展相互冲突时，缺乏相应的弹性和协调。

随着“三生”空间的相关研究日益受到关注。基于“三生”空间概念界定，开展国土“三生”空间定性和定量识别研究为实证分析奠定理论基础。虽然众多学者采用归并分类法进行“三生”空间划定，但目前尚未形成统一的“三生”空间分类体系，针对不用尺度和不同地域类型的研究，要结合区域土地利用现状情况，合理识别并划分“三生”空间地域范围。而且从“三生”角度进行国土空间划分，弥补了现存土地利用分类体系对生态功能层面表达的欠缺，综合考虑土地的生产、生活和生态功能，新一轮土地利用总体规划提供了新的思路和研究方法。

“三生”空间概念框架如圖1所示。

2  天津市滨海新区“三生”空间系统仿真

2.1  天津市滨海新区“三生”空间时空格局演变

国务院印发的《全国国土规划纲要（2016-2030）》要求，坚持国土开发与资源环境承载能力相匹配、人口资源环境相均衡，根据资源禀赋、生态条件和环境容量，明晰国土开发的限制性和适宜性，划定城镇、农业、生态三类空间开发管制界限，科学确定国土开发利用的规模、结构、布局和时序。中共十九大报告继续强调加强生态文明建设，并强调完成生态保护红线、永久基本农田、城镇开发边界三条控制线划定工作。而对于“三生”空间的地域异质性规律是可持续发展需要认识和解决的科学问题，优化“三生”空间格局迫切需要掌握“三生”空间结构演变规律。因此，研究“三生”空间格局的变化规律，对促进国土空间有序、适度、可持续开发利用，强化国土空间治理极为重要。

天津滨海新区是天津市重要的工业和高新技术聚集区域，其“三生”空间的演变具有很强的代表性和一定的特殊性。2005年天津市提出沿海以滨海新区核心区、汉沽新城和大港新城为三大城区并在2009年正式设立滨海新区，直至2015年滨海新区发展的黄金期的十年间，其“三生”空间格局也在逐步演化。

在2005-2010年期间，天津滨海新区面积增加最多的是生活空间用地，其面积已经由2005年的668.7km²变为了2010年的698.2km²，净转人29.5km²，变化率为4.41%，面积减少较多的是生产空间用地，其面积由2005年的767.33km²变为了2010年的739.2km²，减少了28.13km²，变化率分别为-3.67%。2010-2015年期间面积增加较多的地类是生活空间用地，其面积分别由2010年的698.2km²变为2015年的743.59km²，总共增加了45.39ktn²，其变化率为6.5%，面积减少最多的地类是生态空间用地，其面积由2010年的831.45km²转变为2015年的795.55km²，5年内共减少了36.47km²，变化率达到了-4.32%，变化幅度最大。

2005-2015年间面积一直呈下降趋势的有生产空间用地和生态空间用地，其中生产空间用地减幅最大，面积已经从2005年的767.33km²减少到了2015年的729.79km²，10年间，旱地面积减少了37.54km²，变化率为-4.89%。2005-2015年间面积一直呈上升趋势的是生活空间用地，面积已经从2005年的668.7km²增加到了2015年的743.5km²，10年间，其他建设用地面积增加了74.89km²，变化率为11.2%。

从年变化率来看，2005-2010年生活空间年变化率呈现增长趋势，增长了4.41%，生产空间和生态空间年变化率呈下降趋势，分别下降了3.67%、0.07%，生产空间的年变化率高于生态空间。2010-2015年生活空间年变化率呈现增长趋势，增长了6.5%，生产空间和生态空间年变化率呈下降趋势，分别下降了1.27%、4.32%，生态空间的年变化率高于生产空间。2005-2015年，生活空间年变化率呈现增长趋势，增长了11.2%，生产空间和生态空间年变化率呈下降趋势，分别下降了4.89%、4.38%，虽然生产空间年变化率高于生态空间年变化率，但是差距越来越小，越来越接近。

通过对2005-2015年数据的分析以及运用科学的预测模型，得到2015-2020年和2020-2025年的滨海新区“三生”空间变化预测情况2015-2020年生产空间共转出117.81km²，其中67%的生产空间转变为生活空间，其余转变为生态空间;生活空间共转人175.59km²，其中50%来源于生产空间的转人，另一半来源于生态空间的转人;生态空间共转出57.78km²，转出到生活空间87.95km²，同时也由生产空间的30.18km²转人。2020-2025年生产空间共转出22.68km²，其中63%的生产空间转变为生态空间，其余转变为生活空间;生活空间共转入28.44km²，其中70%来源于生态空间的转人，30%来源于生产空间的转入;生态空间共转出5.76km²，转出到生活空间19.98km²，同时也由生产空间的14.22km²转入。

2015-2025年间，天津滨海新区的部分生产空间和生态空间将会转为生活空间，同时也有部分生态空间转变。在2015-2025年，天津濱海新区10年间内生产空间共转出117.81km²，其中74.38%的生产空间转变为生活空间，其余转变为生态空间;生活空间共转人175.59km²，其中50%来源于生态空间的转入，另一半来源于生产空间的转入;生态空间共转出57.78km²，转出到生活空间87.95km²，同时也由生产空间的30.18km²转入。

2.2  天津市滨海新区“三生”空间适宜性探究

根据科学性、系统性、可操作性和主导因素原则，考虑滨海新区开发利用的实际，在借鉴相关研究成果和咨询有关专家的基础上，农业生产空间方面主要是从其对应水文条件、地质条件、以及区域所现有的农业条件等方面选取适宜性评价指标体系;工业生产空间主要是从区位条件、环境限制以及区域现有的工业条件等方面选取适宜性评价指标体系;生活空间方面主要是从生活的便利性和自然条件的限制性入手选取适宜性评价指标体系;生态空间主要是从其对应生态养育功能、生态冗余度、区域现有生态条件等方面选取适宜性评价指标体系如图2所示。

滨海新区的农业空间高度适宜区主要分布在靠近内陆的区域，主要分布在西南部，少量分布在北部区域，共286.35km²;—般适宜区主要分布在髙度适宜区的周围，可用于农业用地的潜在整治开发，主要为滨海盐土和少量的潮土，面积为829.17km²;低度适宜区域分布呈现出南北两极分布，大多以工业园区和居住生活区为主，共1216.37km²。可见滨海新区适宜进行农业发展的区域较少，这也与滨海新区工业和经济区的定位相符。

滨海新区工业空间高度适宜区呈条带状分布，主要集中在靠近海的区域，面积为567.37km²，这些地区都是交通便利，原本就有工业基础的区域，内陆只有少部分区域适宜性较高;一般适宜区的分布基本围绕着高度适宜区分布，面积为1029.1km²，有的区域虽然靠近有工业基础和临海的区域，但是因为自然条件不适宜发展工业，使得该区域成为一般适宜区;低度适宜区主要集中在内陆区域和过于靠近海的区域，共1029.1km²，这些自然资源相对较好的区域，这些区域更适宜发展除了工业之外的其他活动。可见，滨海新区的工业适宜性要比农业适宜性好得多，这也与滨海新区自身优势和天津市对于滨海新区的定位具有很大的关系。

滨海新区生态空间高度适宜区靠近内陆的区域呈现出块状分布，靠近沿海的区域呈现出带状分布，面积为649.17km²;—般工业适宜区面积为562.48km²，主要位于内陆区域且以细碎图斑为主，大多以耕地和城市绿地围绕城镇分布，而沿海区域分布较少;低度生态适宜区面积为1119.88km²，总体上呈现出带状分布，这些区域都是较早发展工业的区域，所以生态适宜性较低。总体上看滨海新区的生态适宜性不容乐观，生态配置不够合理，应该调整生态结构，优化生态布局，提高生态空间的韧性。

滨海新区生活高度适宜区面积为629.95km²，靠近内陆地区为块状分布，呈现出“北多南少”的格局;一般适宜区面积为606.65km²，主要集中在中部和南部区域这些区域多为城区周围区域;低度生活适宜区面积为1095.33km²，多分布在沿海区域，呈现出标准的带状分布。滨海新区的生活空间总体上存在过于分散的缺点，大多集中在固定的区域，有一部分与工业用地相互交错。

2.3  天津市滨海新区国土空间“三生”分区

中共十八大报告明确提出“促进生产空间集约高效、生活空间宜居适度、生态空间山清水秀”的总体要求，将优化国土空间开发格局作为生态文明建设的首要举措。随后，十八届三中全会进一步提出“建立空间规划体系，划定生产、生活、生态空间开发管制界限，落实用途管制以及划定生态保护红线、建立国土开发空间开发保护制度”的具体要求。中央城镇化工作会议将提高城镇建设用地利用效率、形成生产、生活、生态空间的合理结构作为推进新型城镇化主要任务。可见通过将国土空间进行“三生”空间分区已经成为国土空间规划和分布的重要举措。为此，将GIS的空间分析功能与天津滨海新区适宜性分区结果相结合，得到滨海新区基于“三生”空间理论的国土空间分区如图3所示。

生产空间：该空间的区域面积为815.13km²，占研究区域总面积的34.96%，根据土地利用现状对比得到生产空间的分布呈现出“两级鲜明、中部混合”的特点，其中农业生产空间主要分布在内陆与静海接壤的边界处，工业生产空间主要分布在沿海的南部、内陆的中南部以及沿海北部区域，由于滨海新区工业经济转型属于较早进行的区域，从较早的产城分离逐渐向产城融合转化，从而出现工业空间和生活空间相互交错，相互融合的现象，这种现象在塘沽区和汉沽区都有很好的体现。

生态空间：该空间的區域面积为697.34km²，占滨海新区总面积的29.91%，主要分布在中南部的大部分区域，东部沿海区域和北部内陆区域，而位于工业空间包围中的那些生态空间会在工业逐渐发展的过程中遭到吞噬和转换，在塘沽区北部的生态空间为河流水域的交汇处，水系较为发达，生态适宜性较高;沿海区的两条带状生态空间为近海的滩涂和湿地，是滨海新区重要的生态区。

生活空间：该空间的区域面积为818.89km²占滨海新区总面积的35.13%，主要分布在滨海新区的中部和南部区域，其余区域散落着一些农村居民点等生活用地;大港油田的北部，在生态空间和工业空间中间存在着一条生活空间带，这是由于油田的不断发展挤压生活空间，而生活空间收到位置和地形的限制导致无法继续扩张，只能不断被压缩;而塘沽区和汉沽都存在工业空间包围生活空间，生活空间围绕工业空间的分布格局，这些都很好的说明了滨海新区产城融合布局，位于塘沽中部的生活空间聚集区域，聚集着滨海新区大量的人口，该区域交通便利，社会条件较好，是滨海新区的核心区域。

2.4  国土空间“三生”适宜性分区结果与土地现状“三生”分类对比

将基于现状的“三生”空间分类与基于适宜性评价的“三生”空间分类进行对比，可以更好对土地的实际利用做出指导，也为适宜性分区的结果提供验证。基于土地利用现状的“三生”空间分区以生产、生活、生态功能为主导，与土地利用现状地类相衔接，结合主体功能区分类，将《土地利用现状分类》标准中的各类用地分为生产空间、生活空间和生态空间。工业生产空间包括：工业用地、采矿用地。农业生产空间包括：旱地、水田、水浇地、果园、其他园地、沟渠、田坎、设施农用地、农村道路。生活空间包括：城市、村庄、建制镇、风景名胜及特殊用地、港口码头用地、公路用地、管道运输用地、机场用地、铁路用地、水工建筑用地。生态空间包括：有林地、灌木林地、其他林地、其他草地、河流水面、坑塘水面、水库水面、裸地、内陆滩涂、沿海滩涂、沼泽地。

现状用地中，生产空间的布局主要集中在南部、中部和北部主要集中在内陆区域，这些主要是农业生产空间，其分布情况大致和适宜性分区相同，适宜性分区的农业空间要比土地利用现状的相对更加细碎化和斑块化;生活空间的布局集中在北部、中部和中南部，而在内陆区域又分散着一些居民点，与适宜性分区相比适宜性分区的生活空间面积更大分布相对集中在中部其余地区零星分散，生活空间与生产空间存在一定的兼容性和互换性，而与生态空间属于相互对立，适宜性分区中的生活空间存在一些带状区域，而土地利用现状中的生活空间却没有，而带状区域多为公路，公路附近只是存在少量生活区域;生态用地主要集中在南部沿海和中南部区域，而在北部却相对较少，与适宜性分区相比的北部中部内陆生态空间和北部沿海滩涂生态空间，没有显现出来，这与现状中填海造陆的快速进行有关。

3  天津市滨海新区国土空间优化管控措施

滨海新区的生产空间分布最为广泛，主要是由于滨海新区为天津市重要的工业区，而其余的空间尤其是生态空间，随着经济的不断发展逐渐遭到吞噬和转换。中共十九大报告强调加强生态文明建设，并强调完成生态保护红线、永久基本农田、城镇开发边界三条控制线划定工作，因此滨海新区应当严格生活空间占用生产空间的制度;严格生产空间内部空间类型的转化。从农业空间来看滨海新区的农业空间主要集中在内陆地区，这些区域较为平坦，多为潮土，这些区域的特点是耕地较为集中、各种环境和条件适宜种植农作物，但区域内有小部分存在零星的构筑物，建筑物占用耕地、耕地撂荒及灌溉水污染严重等问题，为此在有序推进农村居民点整治的过程中，加快推进破碎耕地的整治。

生态空间主要分布在滨海新区南部、北部和沿海区域，这些区域主要是滨海新区的生态敏感区、饮用水源保护区和水域。生态空间内生态红线内的区域严禁任何建设项目的开发建设，生态红线外的生态空间要严格按照相关的准入标准，在不对生态空间造成负面影响的情况下，允许一定限度的国土空间开发、利用，但要严格管理管控制度。对于在沿海区域已经开始的填海造陆活动，在选址和推进的过程中应采取风险管控机制，对有必要的生态空间进行风险评估，以判定对该区域的影响程度，进而采取必要的保护措施，保障滨海新区生态空间的安全稳定。

滨海新区的生活空间分布明显受到生产空间的挤压和影响，位于塘沽和汉沽之间的生活空间区域应当在加快推进产城融合的同时，保障生活空间的生活质量，积极挖掘城镇用地的开发利用潜力，提高城镇用地的配置和利用效益;在充分考虑周围生产空间对生活空间影响的前提下严格实行总量控制、逐级分解的管控制度，并根据总量指标划定活空间的建设用地红线;而对于内陆区域的农村居民点应当合理有序的整治，对零星分散的村庄进行整体的规划、统筹和治理，并将零星分散的村庄归并到成一定规模的乡村生活空间用地范围内。