江西省三生空间结构时空格局的多尺度分析

陈钱钱, 舒晓波,2, 曾凡彬

(1.江西师范大学 地理与环境学院, 南昌 330022; 2.江西师范大学 鄱阳湖湿地与流域教育部重点实验室, 南昌 330022)

随着城镇化进程的加快，城乡建设用地不断扩张，生产空间、生活空间的扩展与生态环境之间的矛盾日益凸显。国内关于“三生”空间的研究文献逐渐出现，如：党丽娟等[1]以定性手段从微观角度描述了燕沟流域“三生”空间分布特点，并构建了五形向量空间构成评价体；吕立刚等[2]从“三生”土地及空间功能结构转型特征及其对生态环境的影响规律进行了定量分析；樊杰等[3]将“三生”空间面状形式划入空间结构理论体系之中，对审视区域发展状况、过程及发展规划具有一定的科学价值；黄金川等[4]围绕三生空间的内涵分类对国土空间结构规划进行了系统的梳理；方创琳[5]提出了三生空间优组理论，通过不同空间尺度的格局优化，构建科学合理的国土空间开发格局。目前学术界已有的研究呈现如下特点：(1) 研究尺度涉及国家、城市群、省、市、县、乡镇等单一尺度单元[6-8]，很少关注跨时空多尺度的空间分析。(2) 研究主要依据土地利用、生态系统、城乡发展三大视角，以经济为导向，结合生态、社会[9-11]等构建“三生空间”体系，较少从“三生”功能方面去识别和定量刻画国土空间功能结构问题；简而言之，“三生”功能研究仍处于探索阶段，尚未形成较为完整的评价体系[12]。基于此，本文通过“三生”空间功能类型划分方案，从市域和县域的角度揭示江西省“三生”空间功能结构的时空特征，为江西省城市国土空间功能识别和优化提供参考和支撑。

1 研究方法与数据来源

1.1 研究方法

分析“三生”空间各类用地特征，本文遵从“三生”空间功能划分格局，借鉴并引用党丽娟[1]、白如山[8]、金贵[13]等学者拟定的“三生”空间功能分类方案，引入景观生态学方法中的多样化指数、集中化指数、优势度指数、均匀度指数等模型[14-15]，对江西省“三生”空间功能结构进行跨时空多尺度多维计量分析。计量模型及内涵见表1。

表1 “三生”空间功能结构与格局评价指标模型

1.2 研究区域与数据来源

本文研究区域是指江西省11个地市内所辖92个区、县、市。所用江西省土地利用数据来源于江西省第二次全国土地利用现状调查变更数据，选取2006年、2010年、2015年为时间点，将其分类数据按“三生”空间功能分类方案进行归类及计算得到各县市区功能结构现状(表2)。

表2 江西省各地级市空间功能数量结构 %

续表2

区域年份林地生态空间牧草生态空间水域生态空间其他生态空间农业生产空间工矿生产空间城镇生活空间农村生活空间其他生活空间200666.520.003.926.3019.070.310.642.280.96吉安市201068.791.733.640.9719.700.300.882.851.14201568.371.653.610.9819.760.301.202.891.24200656.190.004.545.3428.360.860.462.821.44宜春市201056.241.854.781.2228.480.651.243.851.69201555.491.614.721.2128.490.701.833.942.01200665.550.013.786.9820.040.370.471.810.98抚州市201064.212.113.621.1024.090.170.982.461.26201563.771.953.601.1224.000.181.382.571.43200656.390.0111.337.7319.400.560.492.951.14上饶市201058.391.959.001.5722.440.590.913.731.41201557.941.868.841.5822.430.681.263.831.58

2 结果与分析

基于表1指数模型对江西省2006年、2010年、2015年“三生”空间功能结构现状(表2)进行多维计量测算，计算出江西省各县市“三生”空间功能结构与格局指数(表3—4)，利用ArcGIS 10.2软件的空间聚类分析生成江西省各县市“三生”空间功能结构多维格局分布图(图1—4)。

2.1 “三生”空间功能数量结构分析

2.1.1 多样化分析 从市域角度看，江西省“三生”空间功能结构多样化分布格局呈现北部偏高，南侧偏低的递减格局(表3，图1A—C)。其中，将江西省“三生”空间多样化指数由高到低分为5级，南昌市多样化程度最高，大于0.7，说明“三生”空间功能类型齐全、比例结构协调，单一功能空间类型比例均在43%以下；九江、新余、鹰潭、上饶4地多样化指数为2级，这4个城市个别空间功能类型比例超过58%；宜春市的“三生”空间功能结构的多样化指数为3级，其中生态用地比例高达62%；而位于江西省南侧的吉安、抚州、萍乡、景德镇4地多样化指数为4级，抚州和宜春两地的生态用地比例超过70%；赣州市的“三生”空间多样化指数最低，说明“三生”空间功能比例结构不协调，空间分异显著。

研究区县域“三生”空间多样化指数整体上呈现由北向南成不规则递减的分布特征(表4，图1D—F)。其中，高多样化指数的地区主要集中于永修、星子、鄱阳、都昌、湖口等县，约占高多样化县域空间的2/3；低多样化指数县域单元共10个，其中赣州南部山区地区占4个，西南山区占3个；而中多样化指数县域主要集中于赣中部地区。

根据图表中数据显示，2006—2015年，江西省“三生”空间功能结构多样化指数总体上呈增长趋势，其多样化分布格局呈现北部偏高，南侧偏低的特征，多样化指数空间分异显著。其中景德镇、萍乡、赣州、抚州地区呈现出持续上升型趋势，南昌、新余、鹰潭、吉安、上饶地区呈现出先减后增型趋势，而宜春多样化指数处于不变趋势，其中九江处于持续下降趋势。

表3 江西省各地级市“三生”空间功能结构与格局指数

表4 江西省县域“三生”空间功能结构与格局指数

图1 2006年、2010年、2015年江西省多样化指数空间分布

2.1.2 集中化分析 由表3和图2A—C可知，江西省市域“三生”空间功能结构集中化指数较高，介于0.67～0.88，呈现出由南向北侧集中化程度逐渐降低的空间分布特征。根据数据显示，赣州、吉安、景德镇属于高集中化地区，抚州、宜春、萍乡三地市为中高集中化地区，而上饶、鹰潭为中等集中化地区，九江、新余为中低集中化地区，而多样化指数最高的南昌市则为集中化程度最低。

根据图表中数据显示，研究区县域“三生”空间集中度空间分布整体上呈现以四周高、中间低的空间分异特征(表4，图2D—F)。其中，赣东北部浮梁县、婺源县集中化指数高达0.9，赣南山区的大余县、崇义县、全南县、会昌县、寻乌县等集中化指数均为0.88。

利用集中化指数分析可知江西省“三生”空间集中化程度整体较高且空间分异显著，呈现出赣南、赣东北等四周高、赣中部低的空间分布特征。2006—2015年，江西省“三生”空间功能结构集中化指数分布整体上出现下降趋势。其中南昌地区和上饶地区呈现出先增后降型趋势，其他地级县市均出现下降趋势。

图2 2006年、2010年、2015年江西省集中化指数空间分布

2.2 “三生”空间功能空间结构分析

2.2.1 优势度分析 由表3和图3A—C可知，研究区市域优势度平均水平为0.9868，表明江西省三生空间功能结构整体优势度高，且空间分布呈现出南北两侧高、中间偏低的特征；与研究区优势度平均水平相比，赣州、吉安、抚州、景德镇具有较高的优势度，而南昌和新余两地优势度最低，与平均水平相差较大，表明“三生”空间功能结构类型集中性较低。

从“三生”空间结构优势度指数看，研究区县域平均优势度水平为1.07,表明整体优势度明显，“三生”空间结构受一种或少数几种功能类型控制(表4，图3D—F)。各区县优势度指数距平均水平浮动区间达0.51，表明各区县“三生”空间结构差异较为显著。其中，赣东北部浮梁县、婺源县，西南部全南县、龙南县、崇义县等优势度指数最高。

根据数据显示，2006—2015年，江西省“三生”空间功能结构优势度指数分布整体上出现下降趋势，优势度水平较高且空间分异显著。其中景德镇、萍乡、新余、鹰潭、赣州、宜春、抚州地区呈现出下降趋势，其中下降最明显的分布在赣南山区。南昌、九江、吉安、上饶呈现出先增后降型趋势。

2.2.2 均匀度分析 由表3，图4A—C可知，研究区市域均匀度指数平均水平为0.397 9，表明江西省“三生”空间功能结构均匀度水平较低，与优势度呈现显著的负相关分布特征。具体来说，位于江西省南侧的赣州市均匀度指数最低，表明其“三生”空间功能结构类型均匀分配格局不明显；而均匀度最高的南昌市则与之正好相反。

由表4，图4D—F可知，研究区县域均匀度指数平均水平约为0.37，表明整体均匀度不明显，且各区县存在一定差异，龙南、全南、会昌、大余、崇义、宜黄等县均匀度指数远低于研究区平均水平，表明“三生”功能结构空间均匀分配格局较低，而集中度较高。

根据图表显示，从2006—2015年，江西省“三生”空间功能结构均匀度指数分布整体上出现上升趋势，但江西省“三生”空间功能结构分异明显，均匀分配格局较低，集中性较高。其中景德镇、萍乡、赣州、宜春、抚州呈现出上升趋势，南昌、九江、新余、鹰潭、吉安、上饶呈现出先降后增趋势。

图3 2006年、2010年、2015年江西省优势度指数空间分布

3 讨论与结论

(1) 从数量结构和空间结构看，研究区“三生”空间功能结构分布差异显著。在多样化指数分布呈现北部偏高，南侧偏低的递减格局，集中化指数空间分异较显著，整体优势度较高，且呈现南北两侧高、中间偏低的空间格局特征；空间功能结构均匀度水平较低的特征。说明江西省“三生”空间结构受某种功能类型控制程度大，功能结构分配不合理。

(2) 从时间序列看，2006—2015年江西省“三生”空间功能结构分布格局呈现出比例结构不协调现象。其中生态空间用地大且逐年减少，生活空间和生产空间用地少且逐年增加，从而显示出江西省土地利用效率低，经济发展水平不高，揭示江西省应该转变其经济发展方式，努力提升土地利用效率，走集约化发展道路。

(3) 从市域和县域尺度上，可以得到江西省不同详细程度的“三生”空间功能结构分布特征的信息。从县域尺度分析，可以得到江西省内部的“三生”空间功能结构特征；从市域尺度分析，可以得到江西省整体的“三生”空间功能结构特征。尺度不同，各有优劣。

(4) 江西省市县域“三生”空间功能分布特征与《江西省主体功能区规划》、城市规划等中功能定位相吻合，表明借助多维计量模型进行国土空间功能识别方法具有可行性，可以更好地促进落实“龙头昂起、两翼齐飞、苏区振兴、绿色崛起”的区域发展总体战略。