基于“三生”空间的广西边境地区土地利用格局及多功能演变

林树高，陆汝成,2，刘少坤，叶宗达，韦千桃，罗金玲

基于“三生”空间的广西边境地区土地利用格局及多功能演变

林树高1，陆汝成1,2※，刘少坤1，叶宗达3，韦千桃1，罗金玲4

（1. 南宁师范大学自然资源与测绘学院，南宁 530001； 2. 北部湾环境演变与资源利用教育部重点实验室，南宁 530001； 3. 广西壮族自治区自然资源生态修复中心，南宁 530022；4. 南宁师范大学地理科学与规划学院，南宁 530001）

分析边境地区土地利用变化对优化国土空间开发保护格局和实现兴边富民具有现实意义。该研究以广西边境地区为研究对象，在推演基于“三生”空间的“要素-结构-空间-功能”的土地利用多功能机制基础上，构建评价指标体系，运用动态度、转移矩阵模型分析该地区2000－2018年“三生”空间格局演变特征，采用TOPSIS和障碍度模型测度其多功能水平并诊断主要障碍因素。结果表明：1）2000－2018年广西边境地区“三生”空间格局演变速度由平缓转向加速波动，生产空间和生活空间扩张，生态空间收缩，城镇化水平较高和边境贸易活动频繁的中部-东南部沿线的县市区土地利用格局演变更为剧烈；2）2000－2018年广西边境地区土地利用“三生”功能稳速上升，生活功能评分最高，生产功能和生态功能波动式变化明显，土地利用多功能呈现“双核双副”的格局特征，各县市区土地利用多功能由低水平高差距阶段迈向较高水平的相对均衡状态，土地利用格局演化与多功能变化特征一致；3）广西边境地区土地利用多功能的障碍因素主要包括资源要素布局、经济发展水平、生态环境质量和边境贸易活动。需在新一轮国土空间规划指引下，优化旅游资源布局，推动区域经济一体化发展和加快推进生态文明建设，促进广西边境地区土地利用“三生”功能协调发展以提升多功能整体效应。

土地利用；“三生”空间；格局演变；土地多功能；影响因素；广西边境地区

0 引 言

土地利用变化是指与区域社会经济发展阶段相适应的土地利用格局在时空上的结构和功能的演变过程[1-2]，表现为土地利用类型及其发挥的生产、生活、生态三大主导功能之间的相互转移及空间布局的演化[3]。2019年，中共中央颁布《关于建立国土空间规划体系并监督实施的若干意见》明确提出划定“三生”空间的总体要求，基于“三生”空间的土地利用格局及其多功能演变将土地利用变化与区域转型发展相衔接，是研究土地利用变化问题的新视角[4]。当前，土地利用研究的焦点从土地利用格局变化转向土地利用多功能性变化[5-6]，并被国内外的土地变化科学领域的研究者重点关注[7-8]。国外学者主要对土地利用多功能及其可持续性发展进行了实证研究[9]，土地利用多功能的研究从农业方面[10]延伸至生态景观[11]等领域，研究方法从定性分析发展到定量研究。中国学者也对土地利用多功能开展了较为广泛的研究，在功能类型识别上，早期学者将土地多功能分为经济功能、社会功能和生态功能3类[12]，随着研究不断深入，学者逐渐将土地利用多功能类型与国土空间开发格局相结合，分为生产功能、生活功能和生态功能3个维度[13]；在多功能评价上，学者遵循土地“投入—产出”规律构建指标体系，采用综合指数法、灰色关联投影法、改进突变级数法和TOPSIS模型等方法[14-17]，从不同尺度空间上分析土地利用多功能演变的规律与特征，数据多来自社会经济统计数据[18-19]。中国学者以省域、市域为单元分析了土地多功能的权衡—协同关系，对开展土地多功能评价研究具有重要借鉴意义[20]，但已有研究多侧重于土地利用格局变化或土地多功能性评价，较少将土地利用格局的演变过程与其功能变迁相结合，难以准确反映区域土地利用变化的成效；此外，在相对微观尺度上对边境民族地带土地利用格局及其多功能的长时间序列动态变化的时空分异特征研究还不多见。因此，将“格局+功能”系统相结合，在基于格局过程的基础上，分析对应空间类型的土地功能演化规律，能够综合反映地区土地利用变化情况。

全球化背景下，边境是中国实施对外开放战略的重要支撑区和国际竞相渗透的敏感区域，土地利用除了具有经济、社会和生态功能外，还呈现出维护边疆稳定的国土安全功能特征。广西边境地区是中国通往越南和东盟国家最便捷的海陆通道，在“一带一路”倡议中居于特殊重要的地位。广西边境地区作为典型的“老、少、边、山、穷”地区，近年在跨境经济合作区等国家级开放开发平台和“兴边富民行动”支持下，社会经济高速发展，引致生产、生活和生态空间的用地竞争日益加剧，国土空间格局演变加速，区域土地利用功能多元化和时空差异特征日渐明显，亟需明晰土地利用格局与其多功能间的相互作用关系。在分析土地利用格局演变的基础上开展土地利用多功能评价，有利于揭示各种开放开发政策驱动下的边境地区发展过程中土地利用变化成效的客观规律。鉴于此，以广西边境地区为典型样区，通过推演“要素-结构-空间-功能”的土地利用多功能机制，分析2000－2018年“三生”空间格局演变特征，并构建评价指标体系测度其土地利用多功能水平和识别影响因素，为调控边境地区“人口-产业-生态”关系，优化国土空间格局和促进土地利用多功能协调发展以提升土地利用整体效应提供参考。

1 研究区概况与数据来源

1.1 研究区概况

位于中国广西西南部的广西边境地区包括那坡县、靖西市、大新县、龙州县、凭祥市、宁明县、防城区和东兴市共8个县级行政单元（下简称“研究区”）。研究区地跨北纬20°46′～23°25′，东经105°50′～108°22′，地势总体呈西北高东南低，属南亚热带季风气候区，陆域国土总面积约17 780km2，与越南的广宁、凉山、高平和河江4省接壤，与越南互通贸易口岸12个，边境线约长1 020 km2。研究区是典型的革命老区、连片贫困地区和少数民族地区，居住着壮、汉、瑶、苗等23个民族约270余万人，其中少数民族人口占比达80%以上。

1.2 数据来源

研究时段为2000－2018年，数据来源包括：1）用于绘制区位图30 m×30 m精度的数字高程（DEM）来源于中国科学院地理空间数据云网站；用于刻画土地利用格局演变的5期（2000、2005、2010、2015年和2018年）栅格数据来自中国科学院环境科学数据中心(http://www.resdc.cn)，根据《土地利用现状分类》(GB/T21010—2017)和结合研究区实际，运用ArcGIS10.5划分空间类型；2）用于测度土地利用多功能性的统计数据来源于2001—2019年的《中国县域统计年鉴》《广西统计年鉴》《广西建设年鉴》，以及各县国民经济和社会发展统计公报，针对缺失个别年份的数据按照年均增长率推算获取。需要说明的是，因子单元防城区2000年部分统计数据缺失，当年数据参照相关研究做法[21]，选择整个地级市市辖区的统计数据换算而得，经与相邻地区对比，数据符合实际。

2 研究方法

2.1 土地利用多功能机制与指标体系

2.1.1 基于“三生”空间的土地利用多功能机制

遵循“要素组成结构，结构搭建空间，空间发挥功能”的逻辑框架，参照学者关于“三生”空间的分类与功能识别[22-24]和借鉴土地利用多功能的交互机制推演[19,25-26]，推导基于“三生”空间的土地利用多功能机制（图2）。首先，发挥土地利用功能满足人类需求是土地利用的最终目的，土地要素作为承载人类活动的基础，在自然条件和人为干预下形成了适应社会经济发展阶段的土地利用结构，按土地利用结构可将国土空间分为生产、生活和生态空间，为发挥土地利用功能提供空间保障。生产空间是以提供工、农、服3类产品为主导功能的区域，满足直接或间接的经济建设需求，在土地利用类型中，耕地、园地等为农林牧渔业提供空间保障，体现了农业物质生产功能，工矿用地、仓储用地等为工业、服务业提供用地保障，体现了就业支持、空间承载的经济性生产功能；生活空间是以提供社会保障、文体休闲为主导功能的区域，满足人类的居住、旅游和教育需求，在土地利用类型中，城镇住宅用地和农村住宅用地为人类提供了居住休憩空间，体现了生活承载功效，风景名胜设施用地和交通用地等为科教文卫事业提供了发展空间，体现了文化生活功能；生态空间是以提供生态产品和服务为主导功能的区域，满足生物资源供给和生态承载需求，在土地利用类型中，林地、草地和河流水面、湖泊水面等为构筑水陆生态系统和景观提供了基础空间，土地利用呈现强生态功能，空闲地、沼泽地等架起了生陆生态系统之间的过渡桥梁，呈现弱生态性功效。其次，土地是一个具有多维功能的复杂系统，其功能可分为生产、生活和生态3种类型[27]，可实现不同地域土地利用结构与功能空间布局的比较[6]。“三生”空间发挥的“三生”功能之间存在着交互影响的耦合关系：生产功能是土地利用多功能的基础，生活功能和生态功能的发挥依赖生产功能提供的资金和技术支撑；生活功能是土地利用的最终目标，是生产功能和生态功能交融优化后的产出；生态功能是实现土地利用多功能可持续的保证，良好的生态环境是满足人类生存需求和促进区域高质量发展的关键[19]。因此，只有实现土地利用“三生”功能彼此适应、协调，才能提升整个土地利用系统总功能的效应。

2.1.2 指标体系

基于“三生”空间结构、分区，立足功能交互机制，参考相关研究成果[16-17,28]并结合研究区土地利用功能特征，构建广西边境地区土地利用多功能评价指标体系。其中，生产功能由农业生产、经济发展和交通运输子功能构成，选取粮食生产水平、经济发展成效和交通运输能力等10个指标表征土地利用的生产功能；生活功能由就业消费、旅游休闲和社会安全子功能构成，选取收入结构、旅游教育资源和社会稳定等10个复合指标衡量土地利用的生活功能；生态功能包括生态保育和生态承载子功能，选取生态环境本底和生态环境压力等7个指标量化土地利用的生态功能，当中的生态服务价值指标值参照谢高地等[29]制定的价值当量表测算。数据在无量纲化后，通过熵值法确定各指标权重（表1）。

2.2 评价方法

2.2.1 动态度模型

采用土地利用综合动态度（Land Use Comprehensive Dynamics，LC）和土地利用单一动态度（）模型分析时间序列上的“三生”空间变化特征。计算公式为：

式中LC和分别为综合动态度（%）和单一动态度（%）；S、ΔS分别是第类土地类型在研究时段内的起始面积和其转为第类土地面积（hm2）的绝对值；U和U分别为研究基期和末期某种土地利用的面积（hm2）；为研究时段。

表1 广西边境地区土地利用多功能评价指标体系

2.2.2 转移矩阵模型

转移矩阵是研究土地利用类型之间转移方向和数量的常用方法，可以直观展示“三生”用地在空间上的演化过程。数学表达式为

式中S为土地利用类型面积，hm2；为土地利用类型数；为研究时段基期第类土地到研究末期转为第类土地的面积，hm2。

2.2.3 改进TOPSIS模型

改进TOPSIS模型具有原始数据利用效率高、几何意义直观等优点。采用改进TOPSIS模型测度土地多功能综合评分。首先，采用极差法对原始数据进行规范化处理：

式中Y表示标准化后的值；x为原始指标值；xmax、xmin分别为原始数据中的最大值和最小值。其次，确定正、负理想解：

式中为贴近度，即各子功能综合评价得分，取值介于[0，1]之间，分别用()、()、()表示。最后，计算土地利用总功能：

=()+()+()（7）

式中为土地利用总功能；为待定系数，设定为1/3。

2.2.4 障碍度模型

运用障碍度模型识别土地利用多功能水平的主要障碍因素，为提升土地利用多功能整体效应提供措施介入依据。引入因子贡献度、指标偏离度和障碍度3个指标建立障碍度模型，计算公式为

式中F为因子贡献度，%，即单项指标在评价系统中的权重；Y指标标准化值；S为指标障碍度，%。

3 结果与分析

3.1 土地利用格局时空演变

3.1.1 三生空间动态变化分析

通过对2000－2018年广西边境地区5期遥感数据分析，得知广西边境地区土地利用格局以生态空间为主，占国土空间面积比例超过77%，生产空间次之，生活空间最小。由表2可知，“三生”空间的变化速度存在互异性。①2000－2018年，生产空间和生活空间面积分别增加1 145.92、3 166.77 hm2，单一动态度分别为0.02、0.74，生态空间面积减少4 312.69 hm2，单一动态度为−0.02，生活空间的变化是加剧土地利用格局重构的主要原因。②分时段来看，生产空间和生活空间扩张，变化速度呈加速提升趋势，分别由2000－2010年的−0.004、−0.015增长到2010－2018年间的0.044、1.684；生态空间持续收缩，面积减少加快，“三生”空间综合动态度则由0.07升至0.20。此外，不同区域的“三生”空间变化速度也有明显差异，其中中部的凭祥市和东南部的防城区、东兴市土地利用格局演化较为剧烈。

3.1.2 三生空间格局演化分析

为分析“三生”空间的内部转换情况，借助Arc-GIS软件的“叠加分析”工具获取不同时段的“三生”空间转移矩阵（表3、图4）。从不同研究时段来看：①2000－2010年，研究区“三生”空间相互转移面积27 313.44 hm2，变化相对较小。生产空间新增面积164.86 hm2，转出和转入面积分别为6 374.11、6 538.97 hm2，与生态空间的相互转化贡献率达80%以上；生活空间面积转出与转入强度相仿，转出量中71.54%流向生产空间，转入量中80.11%来源于生产空间；生态空间面积转出量高于转入量，绝大部分是与生产空间之间的相互转化。②2010－2018年，较上时段比“三生”空间变化剧烈，3类空间参与转移面积多达57 905.38 hm2。生态空间双向转移面积是前一阶段的近2倍，面积净减4 514.02 hm2，其中转出面积中有90.41%转为生产空间，转入面积中有96.49%来自生产空间；生产空间和生活空间分别新增面积1 310.78、3 203.24 hm2，分别来源于生态空间、生产空间的转出量。总的来看，2000－2018年间，生产空间和生态空间的相互转换面积大，格局演化较为明显，生活空间相互转换面积较小，但新增面积最大。

表2 广西边境地区“三生”空间结构及其动态度

注：为土地利用单一动态度。

Note:is the single dynamic degree of land use.

表3 广西边境地区“三生”空间转移矩阵

从不同地域空间来看，生产空间减少部分主要集中在靖西市、东兴市和大新县（图4），增加部分集中在防城区、靖西市和大新县，生产空间的变化较大程度上取决于地方经济发展速度，生产空间演化强度与各县区发展水平相符；生活空间减少部分集中大新县和宁明县，增加部分主要在城镇化水平较高的靖西市、防城区、东兴市和凭祥市；生态空间减少部分集中在靖西市、凭祥市、防城区和东兴市，增加部分集中在防城区和东兴市。

3类空间的转化方式与布局揭示广西边境地区土地利用格局演变模式：随着经济快速发展，作为承载产业发展的生产空间加速扩张，为保障经济活动顺利进行，生活空间与生产空间交融布局，且随着城镇化水平提高，生活空间向生产空间延伸，生态空间成为地方经济扩容与人口增长的间接腹地，空间范围逐渐收窄。

3.2 土地利用多功能时空演变

3.2.1 土地利用多功能动态变化分析

2000－2018年，广西边境地区土地利用多功能评分呈波动式上升，“三生”功能差距先收窄后扩大，特别是生态功能仍有较大提升空间，各类型功能间的内部协调发展机制还有待健全。由图5可知，可将研究区土地利用多功能变化分为2个阶段，即土地利用多功能缓慢上升阶段（2000－2010年）和土地利用多功能加速波动上升阶段（2010－2018年）。由前述可知，研究区土地利用多功能动态变化与土地利用格局动态演化特征一致。2000－2010年间，研究区“三生”功能评价值表现为生态功能>生产功能>生活功能，功能值分别由2000年的0.45、0.36、0.15上升至2010年的0.49、0.41、0.29，该时期研究区社会经济发展水平较低，土地利用生态功能优势突出，但随着国家民委提出“兴边富民行动”并上升为国家战略以及加强与东盟国家的经贸交流，土地利用各项功能逐渐提升、差距缩小。

在经济政策刺激和“一带一路”倡议等系列政策叠加驱动下，2010－2018年研究区土地利用多功能水平大幅跃升，主要表现为生产功能水平在2010年开始加速提高，由2010年的0.41提高至2015年的0.62，较2000年提高了0.26，之后回稳；此阶段，边境地区推进“兴边富民行动”和开展精准扶贫工作，在改善边民生活条件等方面取得巨大成效，2018年生活功能指数达到0.86，各项子功能全面优化，较2000年提升了0.71；生态功能则表现为先提高后趋于平稳，主要原因一是生态空间萎缩，生态保育子功能降低，二是以牺牲一定生态环境为代价的加快经济建设导致生态承载加压，子功能指数下降，表明研究区亟需加大生态文明建设力度。研究区土地总功能水平（2000－2018年由0.32提高到0.68），即在“十二五”期间经历了高速增长后，在“十三五”期间开始稳步优化，随着全面脱贫开启乡村振兴建设后，广西边境地区土地利用多功能将由量变迈向质和量的全面提升。

3.2.2 土地利用多功能时空差异分析

据“三生”功能值，绘制2000年和2018年各县市区土地利用多功能评价图（图6）。可知，研究期间，广西边境地区土地利用多功能值空间演化剧烈，“三生”功能空间分布的非均衡性特征显著。

1）生产功能。2000－2018年，生产功能值在空间上呈现明显的以中部核心区、东南部侧翼为高值区向外递减的非线性分布。2018年，生产功能较高值区主要分布在凭祥市、东兴市、防城区和龙州县，以上4个子单元生产空间面积相对较小，但经济发展水平最高、交通便利，是国家边境开放开发平台的聚集区，通过发挥区位交通运输功能带动相邻地区形成了较为明显的生产功能优势区。生产功能低值区主要在石漠化面积较大的那坡县，2018年生产功能值仅有0.35，该县自然资源环境相对恶劣，一直是广西脱贫攻坚的重点地区。

2）生活功能。由图6b、图6e可知，生活功能值空间变化最明显，连片地区由低值区跃升至高值区。2018年，生活功能高值区主要分布在研究区中部，与生产功能具有一定的空间重叠性。这些地区是所在地级市的社会服务重点供给区域，近年奋力做好脱贫攻坚工作，农村居民人均收入年均增长11.47%，城乡收入平衡指数提高，就业消费子功能呈上升趋势；区域3A或以上旅游景区数量相较研究基期增加26倍，地均旅游收入激增近70倍，边境地区还通过各种措施吸引边民回归，人口密度提高，旅游教育子功能和社会安全子功能显著提升。

3）生态功能。研究期间，广西边境地区生态功能呈小幅上升趋势，2000、2010和2018年的生态功能值分别为0.45、0.49、0.58，生态环境水平还有待进一步提升。从各县市区的生态功能值时空变化来看，研究基期，大部分县市区值均低于0.3且有一半地区小于0.1，主要集中在研究区北部，这与该地区自然条件和地形地貌有一定关系。近年来，广西大力开展石漠化地区生态脆弱治理，通过加快植树造林、减缓土地退化程度，增强了各县生态保育功能；同时还积极推进生态文明建设，将“两山”理论贯穿经济发展始终，生态承载压力一定程度上得到缓解，至研究末期生态功能有所提升。

4）总功能。土地利用总功能是各类型功能的有机综合，直接反映加载在土地要素上的活动所能满足人类需求的程度，直接反映土地利用成效。图6g、图6h显示，2000年，研究区东南侧的防城区土地利用总功能值最高（0.36），表明此时期广西边境地区市辖区土地利用总功能比远郊区强，其余各地总功能值较低，与单项功能之间的协调发展程度密切相关；2018年，广西边境地区各县市区土地利用总功能整体增强，呈现“双心、双带”格局，一是以东南部县级东兴市为核心向西北侧辐射的缓慢增长带，二是以中部县级凭祥市为核心向西北侧高速拉升带，各县市区总功能值均高于0.6，相较于2000年大幅提高，各类型功能协调发展程度增强。

过去近20年，各县市区土地“三生”功能水平呈上升趋势，各类型功能值空间分异特征显著。自2000年开始实施“兴边富民行动”等系列边境开放开发政策以来，各县市区土地利用功能由低水平高差距阶段迈向较高水平的相对均衡状态，在土地利用方式改革和政策支持的双重保障下，研究区土地利用格局与功能演变适应社会经济发展的步伐。但是，生态空间仍面临其他空间的挤压和经济发展带来的生态承载加压，各功能之间的协调发展程度有待提高，还需以国土空间规划和全域国土综合整治为契机，加强生态环境保护，切实提高土地利用的生态功效。

3.3 土地利用多功能障碍因子诊断

广西边境地区土地利用的生产和生态功能已呈下降趋势，各类型功能面临差距扩大和协调发展机制不健全等问题。因此，采用障碍度模型对土地利用多功能障碍因子进行诊断，为提升土地利用功能提供依据。限于篇幅，仅列置各类型功能障碍度等级较高的前2位因子，结果见表4。

表4 2000－2018年广西边境地区土地利用多功能主要障碍因子及障碍度

影响广西边境地区土地利用多功能发挥的因子障碍度变化情况互异，从目标层障碍度来看表现为生活功能>生产功能>生态功能，影响因素主要有资源要素布局、经济发展水平、生态环境质量和边境贸易活动。旅游资源丰富度差和地均旅游收入低是阻碍研究区生活功能发挥的主要因子。广西边境地区旅游资源空间分布差异较大，旅游收入总体偏低，2018年，研究区有区域3A或以上旅游景区46处，主要分布在中部的凭祥市、大新县、宁明县和龙州县，占比达67.39%，另外，从旅游资源收益来看，经济发展水平较高、区位条件优势明显的东兴市地均旅游收益为1 782.37万元/km2，是北部那坡县的近30倍，说明旅游教育子功能的整体协调性欠缺。生产功能在研究期内主要受投资和边境贸易因素影响，其中地均对外贸易额指标障碍度为8.11，但影响程度逐年下降，城镇固定资产投资指标障碍度为6.28，影响程度呈加剧之势。生态功能呈下降之势，除受空间收缩的影响外，更重要是生态系统本身的健康水平受到威胁，污水处理率指标障碍度由4.26上升到4.44，区域生态环境承载压力增加；研究区森林覆盖率由70.44%降低到70.07%，但随着生态文明建设成效不断显现，森林覆盖率的障碍度降低。未来，需要在新一轮国土空间规划指导下，优化旅游资源布局并加强区域经济建设以及加快推进生态文明建设，实现广西边境地区“三生”功能协调发展，促进土地资源可持续利用。

4 讨 论

土地利用变化包括土地利用结构和功能的演变过程。文章开展基于格局过程的土地利用多功能评价，以识别区域减弱或不合理变化的土地利用功能并诊断其影响因素，相较以往单项的土地利用格局变化或土地利用多功能研究，将“格局+功能”相结合能够综合反映地区土地利用变化情况，可为优化国土空间格局提供依据，也将有助于促进广西边境地区土地利用“三生”功能协调发展。研究结果显示，广西边境地区土地利用“三生”功能评价值增长情况为生活功能高于生产功能高于生态功能，这与相近案例中的山区土地利用“三生”功能增幅中生产功能高于生活功能高于生态功能的结论有所不同[28]，主要原因是广西边疆地区作为典型的“老、少、边、山、穷”地区，致力改善民生和吸引边民回归始终是边境地区发展的首要任务，因此土地利用生活功能增幅远高于生产功能；在土地利用多功能的影响因素上，与其他内陆地区相比[13]，广西边境地区土地利用多功能除受自然资源禀赋、社会经济水平和区域发展政策等因素影响外，还受边境贸易活动因素的影响。

在推演“要素-结构-空间-功能”的土地利用多功能机制基础上，通过土地利用类型主导功能的作用下进行结构归并，形成了“三生”空间分异格局，对明晰土地利用格局与其多功能之间的关系是一次有益的探索。但是，土地利用空间与功能之间是“一对一”或“一对多”的关系[30]，因此，在土地利用类型主导功能下的“一对一”的空间归并，难免存在地类功能“一对多”的机制表达不健全等问题，需结合土地多功能测度准确识别“三生”空间。另外，边境贸易作为影响边境土地利用变化的重要因素，限于统计数据的获取性，文章仅选取地均进出口额表征边境贸易功能，功能表达尚不完善，下一步需要全面表征边境地区土地利用的对外贸易功能，进一步完善边境地区土地利用多功能评价机制。

5 结 论

1）广西边境地区土地利用格局以生态空间为主，“三生”空间格局演变具有“缓慢—加速”的阶段性特征。2000－2018年，生产空间和生态空间面积分别扩张1 145.92、3 166.77 hm2，生态空间面积收缩4 312.69 hm2。2000－2010年间，“三生”空间变化速度较为平缓，各类型空间相互转移面积27 313.44 hm2；2010－2018年，“三生”空间变化速率呈现加速趋势，“三生”空间变化剧烈，3类空间参与转移面积57 905.38 hm2。“三生”空间的转化方式与布局定量揭示广西边境地区土地利用格局演变模式为生产空间加速扩张，生活空间与生产空间交融布局并向生产空间延伸，生态空间成为地方经济扩容与人口增长的间接腹地，空间范围逐渐收窄。

2）2000－2018年，广西边境地区土地利用多功能评分呈波动式上升、变化差异明显，各类型功能差距先收窄后扩大，土地利用多功能动态变化与土地利用格局动态演化特征一致。2000－2010年间，广西边境地区土地利用各项功能逐渐提升，功能水平差距缩小；2010－2018年，土地生产功能加速提高后逐渐平稳，生活功能持续高涨，生态功能则表现为先提高后降低趋于平稳，仍有较大提升空间。各县市区“三生”功能均增强，土地利用多功能空间演化剧烈，土地利用生态功能和生活功能高于生产功能，土地利用多功能则呈现“双核双副”的空间格局。

3）广西边境地区土地利用多功能的影响因素主要有资源要素布局、经济发展水平、生态环境质量和边境贸易活动。针对广西边境地区土地利用生态功能下降、各类型功能增效困难、差距扩大和功能间协调发展机制不健全等问题，需要在新一轮国土空间规划指导下，优化旅游资源布局，积极利用各项政策，加强区域经济建设以及加快推进生态文明建设，实现“三生”功能协调发展，促进土地资源可持续利用。

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Land use pattern and multifunctional evolution in the border areas in the Guangxi Zhuang Autonomous Region based on “production-living-ecosystem” space

Lin Shugao1, Lu Rucheng1,2※, Liu Shaokun1, Ye Zongda3, Wei Qiantao1, Luo Jinling4

(1.530001,; 2.530001,; 3.530022,; 4.530001,)

Changes in land use have posed a great challenge to the development and protection of national land space in the border areas. Taking the China-Vietnam border areas in the Guangxi Zhuang Autonomous Region as the research object, an evaluation index system was constructed in this study to deduce the multifunctional system of land utilization using “elements-structure-space-function” of the production-living-ecosystem space (PLE). The dynamic index and transition matrix model were applied to analyze the PLE evolution of the spatial pattern from 2000 to 2018. TOPSIS method and the obstacle model were adopted to measure the multifunctional level, further to diagnose the main obstacle factors. The results showed that: 1) The evolution speed of PLE spatial pattern changed from mild to accelerated fluctuation, indicating an obvious periodic characteristic . Specifically, a slow evolution period was from 2000 to 2010, while an accelerated period was from 2010 to 2018. The spatial comprehensive dynamic index of PLE increased from 0.07 to 0.20, where the mutual transfer area between spaces of the PLE was totaled 85 218.32 hm2. The production space and living space increased by 1 145.92 hm2, and 3 166.77 hm2, respectively. The area of ecosystem space decreased by 4 312.69 hm2. There was a much more violent evolution of land use pattern at all county-level, including Pingxiang City, Dongxing City and Fangcheng District, indicating relatively high urbanization and frequent border trade in the middle-southeast area. 2) Functional level for the land use of the PLE improved relatively fast. Specifically, the functional level of life was the highest with the comprehensive appraisal index of 0.86, increasing by 0.71 compared with 2000. The functional level of the production was listed as the second, with the comprehensive appraisal index increased by 0.26. The functional level of the ecosystem was the lowest, with the comprehensive appraisal index increased by 0.13. There was obvious fluctuation for the functional level of the production and ecosystem. The multifunctional level of land utilization increased from 0.32 to 0.68. The multifunction of the land utilization in counties and cities changed from the low level and large gap to relatively balanced, representing “two cores and two subs” pattern. There were the same characteristics in the pattern evolution of the land utilization and multifunctional change. 3) The main obstacle factors included resource elements layout, economic development level, ecological environment quality, and border trade. In the function of life, the main obstacle factors were the low richness of tourism resources and low average tourism income in different areas. In the function of production, the main obstacle factors were the low investment in urban fixed assets and low average foreign trade in different areas. In the function of ecosystem, the main obstacle factors were the decreased forest coverage and insufficient capacity for sewage treatment. A recommendation was made to optimize the tourism resources layout, regional economic integration, and the construction of ecological civilization for a better multifunctional effect on the land utilization of the PLE in the China-Vietnam border areas.

land use; production-living-ecosystem space; pattern evolution; land multifunction; influential factors; border area of the China-Vietnam in the Guangxi Zhuang Autonomous Region

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Lin Shugao, Lu Rucheng, Liu Shaokun, et al. Land use pattern and multifunctional evolution in the border areas in the Guangxi Zhuang Autonomous Region based on “production-living-ecosystem” space[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2021, 37(5): 265-274. (in Chinese with English abstract) doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2021.05.031 http://www.tcsae.org

2020-12-16

2021-02-25

国家自然科学基金项目（41661109）；国家自然科学基金项目（42061043）

林树高，研究方向为土地规划与区域发展。 Email：lsgao613@163.com

陆汝成，博士，教授，研究方向为土地利用、土地规划与区域发展。Email：710912213@qq.com

10.11975/j.issn.1002-6819.2021.05.031

F301.2

A

1002-6819(2021)-05-0265-10