综合土地多功能与适宜性的南京市溧水区“三生”空间划定

2021-11-26 06:30冯新惠夏俊林
农业工程学报 2021年16期
关键词:三生溧水生活空间

夏 敏,冯新惠,夏俊林,邹 伟

综合土地多功能与适宜性的南京市溧水区“三生”空间划定

夏 敏,冯新惠,夏俊林,邹 伟※

(南京农业大学公共管理学院,南京 210095)

区域“三生”空间的划定是其生态文明建设的重要组成部分,也是其国土空间规划与治理体系的基础。划定“三生”空间应以土地利用多功能性分析框架为指导,突出土地主导功能,并考虑其用地分布现状及功能特征的时空变化趋势。该研究以南京市溧水区为例,在土地多功能评价和“三生”空间适宜性评价的基础上,综合其土地多功能及变化趋势和“三生”空间适宜性划定研究区“三生”空间。结果表明:1)10 a间研究区生产与生活功能下降,生态功能提升,各功能高低值所在区域也有变化,生产与生活功能、生态与生产功能表现出一定的相关关系;2)研究区生产空间适宜性差异最大,与耕地的分布存在高度的关联。生活空间适宜性差异最小,但其均值最高,呈由镇中心向周围递减的分布。生态空间适宜性均值略低于生活空间,在各镇间较为平均;3)研究区各乡镇“三生”空间综合评价结果比适宜性评价结果的耦合协调度提升,据此划定的生产、生活、生态空间在研究区占比分别为39.63%、22.72%、37.65%,生产空间集中在研究区中部和西北部,生活空间主要分布在研究区中部,而生态空间则在研究区南部。综合土地多功能与适宜性的“三生”空间划定结果更精细,且三生空间的协调性也更高,可以为研究区进一步的国土空间规划提供参考。

土地利用;功能;适宜性;“三生”空间;溧水区

0 引 言

国土空间是人类经济、社会活动的基本载体[1-2],党的十八大提出优化国土空间开发格局,构建生产空间集约高效、生活空间宜居适度、生态空间山清水秀的“三生”空间的国土管理目标[3]。习近平总书记在治国理念中也作出了“整体谋划国土空间开发,科学布局生产空间、生活空间、生态空间,给自然留下更多修复空间”的重要指示[4]。在此背景下,作为实现国土空间开发格局优化的重要抓手,“生态-生活-生产”空间(以下简称“三生”空间)的划定成为厘清社会发展、生态保护、生产生活的边界范围,建设区域生态文明的重要组成部分和国土空间规划与治理体系的基础[5-6]。

近年来,学者们基于不同的研究尺度和视角,对“三生”空间划定进行了研究。研究划定的“三生空间”类型存在单一空间和复合空间2种,前一种是根据研究区空间主导功能,综合划定生态、生产、生活3类单一空间[5,7],后一种是基于土地利用空间功能复合性特征,划分出生态、生产、生活空间3 类单一空间及其两两组合或主-副-次组合的复合空间[8-9]。虽然现有研究对于复合空间及其组合类型的划定研究较多,但在实际工作中,仅划定3类单一空间的研究成果更易于“三生”空间边界的落实和管理。研究采用的方法主要有2种,一种是以土地利用类型为基础进行“三生”空间划定,李江苏等[10-11]对土地利用类型进行整合和重分类得到“三生”空间划定成果,李晓青等[7,12]在此基础上结合相关规划以及“三区三线”划定成果、永久基本农田划定成果等划定“三生”空间,隋虹均等[9,13]则给出各土地利用类型的生产、生活、生态功能的评分,根据评分高低确定其主导功能,进而划定“三生”空间;另一种是构建指标体系对研究区土地“三生”功能和适宜性进行评价,进而划定“三生”空间,甄霖等[14-15]从自然和区位等方面选取指标评价研究区复合空间适宜性;此外,也有学者探讨了新的技术和模型方法在“三生”空间划定中的应用,曹根榕等[16]基于POI数据确定各基本单元的“三生”空间类型,刘春芳等[1]提出了基于居民行为的“三生”空间识别框架,朱媛媛等[17]借鉴净初级生产力的生态空间评估模型构建指标体系,郑方钰[18]则基于生态位适宜度模型进行“三生”空间适宜度分析,冀正欣等[6,8,19]综合多种模型方法定量测算土地功能价值量,根据其高低确定研究区“三生”空间的多功能组合模式。以土地利用类型为基础进行“三生”空间划定可以具体到图斑尺度,但对于各地类“三生”空间功能的强弱表现不足;基于指标体系的评价结果反映了“三生”空间功能的强弱,但现有研究在进行“三生”空间划定时甚少考虑土地利用主导功能的时空变化[20];而基于POI数据或居民行为识别“三生”空间在研究尺度上的局限性较强,模型方法则存在不能量化土地所有功能的问题。

“三生”空间实质是以土地利用功能为基础,依据地域空间为人类提供的产品和服务类型而划分的功能空间,具有空间尺度差异性、多功能复合性、用地时空异质性等特征,“三生”空间的划定旨在形成多功能相互协调的土地利用空间格局[21]。黄安等[22-24]提出“三生”空间的划定应从“三生”空间的本质出发,以土地利用多功能性分析框架为指导,遵循主导功能原则,并综合考虑区域“三生”用地分布现状及功能的时空变化趋势。土地多功能评价的重要目的就是表征土地功能变化,现有研究通常采用社会、经济统计数据构建指标体系,所以多以行政区划为评价单元[25]。土地适宜性评价则以土地长期利用不被破坏为原则评定土地适宜性强弱,研究更多考虑自然和区位因素的作用[26],随着多源数据的广泛应用,适宜性评价单元可以精确到栅格尺度[27]。将土地多功能评价与适宜性评价相结合,既能反映土地功能的时空变化,又可以为中小尺度国土空间规划中“三生”空间的划定提供精细的指导和参考。

据此,本文以南京市溧水区为例,基于乡镇尺度评价其土地生产、生活与生态功能及其时空变化,以30 m×30 m栅格为单元分析其“三生”空间适宜性,综合土地多功能评价与“三生”空间适宜性评价结果划定研究区“三生”空间,以期在丰富“三生”空间划定方法与技术手段的同时,为研究区进一步的国土空间规划提供参考。

1 研究区概况

溧水区位于南京市中南部,地处118°51′E~119°14′E、31°23′N~31°48′N,土地总面积1 063.68 km2,区内地势东南高,西北低,呈阶梯形。2016年溧水区户籍人口43.37万人,下辖8个镇(街道)。作为华东地区重要的交通枢纽,依托其低山丘陵的地理特征,溧水区拥有丰富的生态与农业资源,是南京市休闲旅游的后花园。近年来,溧水区城镇化进程不断加快,经济社会发展用地需求与供给矛盾突出,城区周边耕地资源面临被建设侵占威胁的同时,生态环境保护压力也随之加大。如何在保障科学发展的同时维护生产和生态空间的稳定成为其迫切需要解决的问题。

2 数据来源与研究方法

2.1 数据来源与处理

本文所用的数据和资料包括:1)行政区划图,来源于溧水区规划和自然资源局;2)土地利用数据,研究区2006、2016土地利用现状数据来源于溧水区土地利用变更调查成果,从中提取城市、农村居民点、道路和水域等图层,采用ArcGIS10.3的Euclidean Distance工具计算与城市中心、农村居民点、道路和水域距离;3)社会经济统计数据,来源于南京市和溧水区2007年和2017年统计年鉴,利用ArcGIS10.3在行政区划图中以镇和街道为单位录入属性表;4)DEM数据,来源于中科院计算机网络信息中心地理空间数据云(http://www. gscloud.cn/),借助ArcGIS10.3计算坡度;5)公共服务设施坐标,从百度地图、BIGEMAP等地图软件提取,导入ArcGIS10.3获得公共服务设施位置图,采用ArcGIS10.3的Euclidean Distance工具计算与公共服务设施距离;6)其他:土壤有机质含量和耕层厚度数据来源于溧水区土地质量生态地球化学调查评价和农用地分等定级成果,生态管控级别来源于溧水区环境保护规划。以上数据均统一至西安80坐标系,并以行政区划图边界为范围,将4、5、6三项数据转换为30 m×30 m栅格数据,保持其行列号一致。

2.2 研究方法

1)土地多功能评价

土地功能是土地利用系统的综合表现,本文基于“三生”功能视角,借鉴相关学者研究,从社会、经济、生态环境三方面选取17项指标,构建研究区生产功能、生活功能和生态功能评价指标体系(见表1)。生产功能包括土地的农业生产功能与非农生产功能,前者采用与农业生产密切相关的耕地面积、农业总产值与主要粮食作物产量等表征,后者采用财政总收入、人均工业增加值等4项指标表征[24]。生活功能是土地在人类生存和发展过程中所提供的各种空间承载,物质和精神保障的能力,前者主要指土地的人口承载能力,后者包括土地的就业、教育、医疗等保障能力,故本文以道路面积、人口密度、非农从业人员数等6项指标表征[8,28]。生态功能是土地以生态系统为依托,提供各种生态服务和生态产品的能力,本文采用生境质量、森林覆盖率等4项指标表征,其中生境质量反映生物栖息地质量与生物多样性状况,森林覆盖率反映森林资源的丰富程度,水网密度表征水资源的丰富程度,人均生态服务价值则体现生态系统服务所产生的经济价值,前三者从不同侧面反映区域生态资源本底情况,后者则从经济价值层面量化区域生态系统服务水平[15,29]。其中,生产功能和生活功能各指标值均来自于地方统计年鉴和相关部门资料;生态功能4项指标中,森林覆盖率指区域林地面积与区域土地总面积的比值,水网密度与生境质量参考环保部相关标准与董思宜等[30]的研究方法计算,人均生态服务价值则基于土地利用数据,参考谢高地等[31]学者的研究进行计算。各指标权重采用AHP层次分析法和专家打分法相结合的方式,通过两轮打分确定(见表1)。采用离差标准化法对各项指标值进行标准化处理,采用综合指数法评价2006年与2016年研究区各乡镇土地多功能水平。

2)“三生”空间适宜性评价

生产、生活、生态空间对自然资源和社会经济的需求条件存在较大的差别。本文针对三类空间分别选取指标,构建研究区“三生”空间适宜性评价指标体系(见表2)。生产空间是以农业和非农业生产为主导功能的区域,除开发区外,溧水区各镇均以农业生产为主,且提出了“农业+”的发展定位,因此本文主要考虑研究区的农业生产适宜性,从耕地条件和生产便利性两方面选取土壤有机质含量、耕作层厚度等5项指标。生活空间是人们居住、消费和休憩的场所,其适宜性与地形相关,与所处区位条件也有着密切联系,故本文选取坡度、与道路距离等5项指标。生态空间适宜性则充分考虑其对于自然环境条件的敏感程度,从生态管控、水土流失等3方面选取指标。其中,对于环境保护规划确定的一级生态管控、二级生态管控与非管控区,分别赋值1、0.5和0.2,得到研究区生态管控级别值;参考相关国家标准和时宇等[32]学者的研究,计算得到水土流失系数。指标权重确定和适宜性评价的方法与土地多功能评价相同。需说明的是,本研究中三类空间适宜性评价分别进行,且坡度对于生产和生活空间的适宜性均有影响,因此在生产和生活空间适宜性评价指标体系中均选用了坡度指标。

表1 溧水区土地多功能评价指标体系

表2 溧水区“三生”空间适宜性评价指标体系

3)“三生”空间划定

“三生”空间适宜性评价结果反映了土地对各功能的适宜程度,但未能充分反映一段时间内土地的主导功能,以及土地功能的时空变化趋势。因此,本文参考马晓冬等[24]学者的研究,基于“三生”空间适宜性、土地多功能及其未来发展趋势,得到“三生”空间综合评价结果。

本文以ArcGIS10.3为平台,首先在行政区划图中添加“土地多功能”字段,利用字段计算器完成了土地多功能评价,并依据该字段将评价结果转换为30 m×30 m栅格数据;然后采用ArcGIS10.3的栅格计算器完成研究区“三生”空间适宜性评价,并计算“三生”空间综合分值,依据综合分值采用等间距法将研究区“三生”空间划分为高、中、低三级;最后利用Python语言构建算法实现研究区“三生”空间的划分,从第一行第一列的栅格开始,比较其所属“三生”空间级别,如果该栅格某类空间为高级,则将其划为此空间类型,若其中两类或三类均为高级,或三类空间均不是高级,则依据其用地现状所属的“三生”空间类别判定该栅格类型[33],依此循环,直到所有栅格划分完成,具体实现流程如图1所示。

3 结果与分析

3.1 土地多功能及其变化

2006年、2016年溧水区各乡镇土地生产、生活和生态功能评价结果及其变化见表3。2006年土地生产功能最高的是永阳镇和东屏镇,2016年则为开发区和永阳镇。10年间开发区生产功能增加显著,增加了0.435 5,远超研究区其他乡镇,调查显示,作为江苏省首批省级开发区,在2008年区镇合一后,开发区凭借其健全的基础设施和丰富的政策优惠,吸引了较多的外来资金,区内企业集聚,以汽车和食品为主导的产业发展快速,使其生产功能得以快速提升;永阳镇是溧水区政府所在地,以工业立镇,同时也是区域民营经济的发源地和活跃区,近年来该镇紧紧围绕项目引进和创新发展加速转型,成为南京重要的制造业基地,财政收入位列全区首位,因此生产功能突出。但由于紧邻开发区,受到“虹吸现象”的影响,区域生产资源向开发区倾斜,影响了永阳镇的产业竞争力,因此10 a间永阳镇的生产功能减少了0.241 7,同样东屏镇的生产功能也出现了较大的下降;白马镇土地生产功能在两个年份中均位列第三,且时空变化不大。该镇主要承担农业生产职能,具有最大的耕地面积和较高的农业总产值,故而生产功能较为稳定;洪蓝镇土地生产功能在2006年处于倒数第二名,2016年则是最后一名,虽然自2003年以来,其工业集中区开始建立,随之加速了自身的城镇化进程,但由于缺乏足够的资金吸引力和基础条件支持,产业发展速度相对较为缓慢,导致生产功能较低。

2006年和2016年土地生活功能最高的都是开发区和永阳镇,但两者排名互换。10 a间开发区的土地生活功能增加了0.261 7,永阳镇则减少了0.166 7。由于产业的快速发展,人口、资金等社会经济要素向开发区聚集,基础设施也得以完善,使得开发区的生活条件持续改善,其生活功能也不断增加。永阳镇在全区有着重要的政治经济地位,经济实力雄厚,镇区人口密度为全域最高,公共服务和生活配套设施健全,因此生活功能较强,但在交通发展速度以及就业人口增速方面略低于开发区,所以生活功能有所下降。2006年土地生活功能最低的是晶桥镇,2016年则为东屏镇。晶桥镇地处国家级森林公园无想山南麓,受生态保护政策的约束,基础设施建设受到限制,人口密度仅为280人/km2,位列倒数第二,故而土地生活功能低,且呈下降趋势;东屏镇的土地生活功能十年间下降了将近0.3,由于靠近中心城区和经济开发区,该镇人口要素存在一定的流失现象,人口密度增速缓慢,非农从业人员数居于区域末位,农民人均纯收入提升空间相对较小,基础设施和公共服务设施的建设也存在滞后现象,使得土地生活功能不断下降。

2006年土地生态功能最高的是和凤镇,2016年则为和凤镇和晶桥镇。和凤镇西面是石臼湖,东临无想山,拥有丰富的自然景观,物种多样性丰富、森林覆盖率较高、水网密布,因此生态服务价值也随之提高,不仅具有维持物种多样性和净化空气等职能,更有旅游休闲和娱乐度假等功能定位,故而生态功能突出。但由于近年来其重点开发的农业产业和经济园区,使原有的耕地、林地面积有所减少,生境质量降低,生态功能也下降了0.189 0,作为生态管控重镇,这个变化需引起重视;晶桥镇在2006年土地生态功能不突出,2016年位列第一,增加了0.271 6,因为自十八大以后,晶桥镇关闭了大量化工园区,集中力量进行生态修复,极大地提高了其生境质量;开发区的土地生态功能十年间由倒数第二变成最后一位,减少了0.085 2。由于区内遍布工业园区和企业,其森林覆盖率相对较低,水域面积压缩,用地类型较为单一,故生态功能较弱。

总体而言,10 a间研究区土地生产与生活功能均有一定程度的下降,但生态功能则得到了提升,这与溧水区“生态优先,积极推进生态建设”的城乡总体规划发展战略相符。进一步的,由表3可知土地生产功能与生活功能有着近似正相关的关系,生产功能较高的乡镇具有较高的收入水平,生活水平也随之提高,而基础设施建设的跟进也促进了生产结构的优化与转型,两者之间有协同作用。土地生态功能在研究区的空间分布具有一定的异质性,这取决于各乡镇的生态资源本底,其与生产和生活功能则存在着一定的负相关关系,这与各乡镇的功能定位有关,强调生态保护的乡镇一般会加强对于建设用地边界的限制与管控,而强调经济发展的乡镇,工业则处于重要地位,园区、企业以及基础设施的建设使得森林覆盖率下降,压缩了原有的生态用地空间,生态功能因而降低。

表3 2006、2016年溧水区各乡镇土地多功能及其变化

3.2 “三生”空间适宜性

溧水区2016年“三生”空间适宜性评价结果见图2。

生产空间适宜性最低值为0.065 5,最高值为0.726 9,在3类适宜性评价结果中变化幅度最大。由图可见,适宜性高值区集中分布在石湫镇全域和东屏镇的西北,应用ArcGIS10.3的区域统计功能进行统计,石湫镇和东屏镇的适宜性均值分别为0.434 1和0.415 4,居于全区前两位。这2个镇的土壤条件较为优越,且地形变化不大,农村居民点分布广泛,拥有较好的农业生产基础,其中石湫镇更是南京“菜篮子”工程的重要基地之一。适宜性低值区主要分布在和凤镇和永阳镇西南地区,其适宜性均值分别为0.281 4和0.304 5,由于生产空间适宜性评价主要考虑的是耕作条件,而和凤镇47.4%的面积为石臼湖,适合渔业而无法进行耕作,因此影响了其生产空间适宜性;永阳镇则因为城市化水平较高,建设用地扩张导致耕地数量减少,加之较为稀疏的水域分布,故而生产空间适宜性较低。总体来看,由于与耕地相关的土壤有机质含量在评价中占有较高的权重,所以生产空间适宜性值呈现由耕地向周边递减的分布态势。

生活空间适宜性最低值为0.132 0,最高值为0.618 3,在3类适宜性评价结果中变化幅度最小,但其均值为3类空间最高。适宜性高值区主要集中在开发区和永阳镇中部,其适宜性均值分别为0.544 0和0.521 9。开发区经济基础优越,公共服务设施数量较多且规模较大,故而生活空间适宜性略高于其他乡镇;永阳镇是区政府所在地,境内路网发达,高速路密度全国领先,常合高速、宁杭高速等在镇区交会,使其生活空间适应性处于较高水平。适宜性低值区分布在和凤镇中部、白马镇南侧和洪蓝镇南侧。和凤镇由于石臼湖区生态保护政策限制,交通通达度较低,城市化速度较慢,故而生活适宜性总体较低,适宜性均值仅为0.373 2,处于研究区末位;白马镇南侧属于低山丘陵地形,分布着珠山、回峰山等山地自然景观,地形起伏较大,故不太适宜生活;而洪蓝镇南侧分布着大量耕地与生产设施,公共服务设施建设较为滞后,城镇化水平不高。总体来看,生活空间适宜性在全区呈现较为明显的“环状”与“块状”分布模式,从镇中心向周围圈层式递减。

生态空间适宜性最低值为0.149 3,最高值为0.746 7,其均值略低于生活空间,为0.417 7,但各镇间的均值差异最小,表明适宜性在各镇间较为平均。适宜性高值区集中在和凤镇沿石臼湖的部分地带,该地区有湖泊滩涂和山体等自然景观,属于政府划定的严禁建设区域,生态管控级别较高。适宜性低值区分布在永阳镇北侧和开发区南部,该区域是南京市制造业基地,工业水平较高,生态环境也随之受到了工业的波及,水域面积受到压缩,且存在水土流失的风险。

3.3 “三生”空间划定

溧水区“三生”空间综合评价结果见图3。生产空间综合评价值域为0.071 4~1.266 0,在3类空间综合评价结果中变化幅度最大。其高值区主要集中在开发区和石湫镇,综合评价均值分别为0.908 7和0.626 3,其中开发区综合评价结果相对于适宜性评价结果大幅上涨,石湫镇则有所下降;低值区主要分布在永阳镇外围和和凤镇,这与适宜性评价结果基本一致。生活空间综合评价值域为0.048 9~1.042 2,均值为0.574 6,在3类空间综合评价结果中最高。评价值最高的依然是开发区,其次是石湫镇,其生活空间综合评价均值为0.702 2,有较大的提升,永阳镇均值则有着一定程度的下降;低值区主要分布在东屏镇、和凤镇和晶桥镇,后两者与适宜性评价结果相似,东屏镇则下降幅度较大,均值为0.312 0,由适宜性评价排名第四下降至研究区末位。综合土地多功能评价结果后,各镇内部生活空间评价值变动幅度减小,圈层结构不再明显。生态空间综合评价值域为0.125 6~1.016 2,在3类空间评价结果中变化幅度最小,均值也最低。各乡镇中,晶桥镇生态空间综合评价值提升较大,均值达到0.689 2,处于研究区首位;和凤镇则下降较多,由适宜性评价的排名第一降到了第四。低值区集中分布在开发区与东屏镇。

“三生”空间之间存在着相互促进、相互胁迫的耦合互动关系,对其耦合协调关系的研究可为明确乡村“三生”空间优化协调的方向提供依据[34]。本文参考相关研究并结合研究区实际情况,引入耦合协调模型分析“三生”空间适宜性评价和综合评价结果[35]。逐栅格计算结果表明,研究区“三生”空间适宜性评价结果耦合协调度处于0.028 7到0.435 4之间,耦合协调类型为严重失调和中度失调的区域分别占研究区的31.31%和63.54%。而综合评价的耦合协调度处于0.010 4到0.759 2之间,全区耦合协调类型以中度失调和基本协调为主,严重失调区域减少了23.91%,并出现了18.07%的中度协调与高度协调区,耦合协调程度明显提升。可见“三生”空间适宜性评价未能充分考虑各类空间的相互作用,综合土地多功能与适宜性评价的结果后各类空间耦合协调程度提升,因此,与适宜性评价结果相比,基于土地多功能与适宜性综合评价的结果进行溧水区“三生”空间划定,更能形成空间分布结构合理有序的协调格局。

对比图3的生产、生活和生态空间评价结果,溧水区生活空间高值区主要分布在城镇中心和生产空间高值区的周围,同时在生活空间高值区中存在着部分生态空间低值区,这表明各类空间高值区的兼容度较低,不具有聚集性。据此,本文综合“三生”空间综合评价结果、溧水区土地利用现状和城乡总体规划的要求划定“三生”空间,结果见图4,各乡镇“三生”空间面积和比例见表 4。

划定后的溧水区生产、生活、生态空间面积分别为42 115.11、24 142.21、40 014.04 hm2,占研究区总面积的39.63%、22.72%和37.65%。由图4和表4可知,生产空间在各镇数量分布较为平均,其中白马镇分布面积最广,东屏镇和和凤镇其次。在空间上则集中分布在研究区中部和西北,与以中心城区为集聚区域的生活空间相互交错,体现出一定的协同性,但也由于中心城区周边生活功能的分割导致生产斑块较为细碎且规整程度低;而在中心城区以外,生产空间呈现较为分散的空间分布形态,与生态空间相互交融,同时伴随着细碎的生活空间分布,部分未形成规整斑块的耕地与生态林地、园地等相互交织,形成了生产空间格局。

表4 溧水区各镇“三生”空间数量结构

生活空间在各镇数量分布较为悬殊,永阳镇、开发区、石湫镇较多,晶桥镇、东屏镇、和凤镇则较少,空间上集中分布在研究区中部,即中心城区及其周边地区,在白马镇也有零散分布,该镇以农业生产为主,因此对耕作便利性要求较高,一些零散的农村居民点分布在耕地周围;此外,中心城区周边划定的生活空间对比中心城区用地现状,存在明显的向北扩张的趋势,因为开发区近些年发展速度较快,开始逐渐承担中心城区的部分城市职能,一些人口迁入其中生活,这个趋势也符合溧水区城乡总体规划的发展方向。生态空间在研究区南部分布较广,以和凤镇和晶桥镇所占比例最高,特别是和凤镇的石臼湖区域承担了将近22.55%的生态空间面积。

4 结论与讨论

本研究选取相关指标评价溧水区不同乡镇生产、生活与生态功能并分析其时空变化,以栅格为单元评价其“三生”空间适宜性,基于“三生”空间适宜性、土地多功能及其未来发展趋势,得到“三生”空间综合评价结果,据此设计算法划定研究区“三生”空间,主要结论有:

1)2006年到2016年的10 a间,研究区生产与生活功能均有一定程度的下降,生态功能则得到了提升,各功能高低值所在区域也有一定变化,生产与生活功能水平表现出近似正相关性,而生态与生产功能则有较为明显的负相关关系,“三生”功能的变化与各乡镇的功能定位有关。

2)2016年研究区生产空间适宜性在3类适宜性评价结果中变化幅度最大,与耕地的分布存在高度的关联性;生活空间适宜性在三类适宜性评价结果中变化幅度最小,但其均值最高,分布呈较为明显的“环状”与“块状”,由镇中心向周围递减;生态空间适宜性均值略低于生活空间,但各镇间的均值差异最小,适宜性较为平均。

3)与适宜性评价结果相比,研究区各乡镇“三生”空间综合评价的高低值区有一定变化,但区域“三生”空间耦合协调度提升。基于综合评价结果划定的生产、生活、生态空间在研究区占比分别为39.63%、22.72%、37.65%。生产空间在各镇的数量分布较为平均,空间上集中在研究区中部和西北部;生活空间在各乡镇的数量则差异较大,空间上集中分布在研究区中部;而生态空间主要分布在研究区南部。

土地多功能理论为中国城乡一体化进程、乡村振兴与产业结构重塑等提供了重要的理论支持,可用于指导相关规划的编制。综合考虑“三生”空间适宜性、土地多功能及其未来发展趋势进行溧水区“三生”空间划定,比基于多功能评价结果进行划定更为精细,比基于适宜性评价结果划定的三生空间协调性更高。但本研究仅在区县尺度进行了“三生”空间划定方法的探讨,其在不同尺度“三生”空间划定和规划中的应用需进一步研究。此外,本研究确定的指标体系也有待完善,如生产空间适宜性评价主要考虑了农业生产的需求,而开发区以非农业生产为主,其生产空间的划定主要参考其用地现状,进一步的研究应分别考虑农业和非农业生产的适宜性,为“三生”空间划定提供更准确的指导。

[1] 刘春芳,王奕璇,何瑞东,等. 基于居民行为的三生空间识别与优化分析框架[J]. 自然资源学报,2019,34(10):2113-2122.

Liu Chunfang, Wang Yixuan, He Ruidong, et al. An analysis framework for identifying and optimizing ecological-production-living space based on resident behavior[J]. Journal of Natural Resources, 2019, 34(10): 2113-2122. (in Chinese with English abstract)

[2] Han B, Jin X B, Xiang X M, et al. An integrated evaluation framework for Land-Space ecological restoration planning strategy making in rapidly developing area[J]. Ecological Indicators, 2021, 124: 107374.

[3] 刘继来,刘彦随,李裕瑞. 中国“三生空间”分类评价与时空格局分析[J]. 地理学报,2017,72(7):1290-1304.

Liu Jilai, Liu Yansui, Li Yurui. Classification evaluation and spatial-temporal analysis of “production-living-ecological” spaces in China[J]. Acta Geographica Sinica, 2017, 72(7): 1290-1304. (in Chinese with English abstract)

[4] 习近平. 习近平谈治国理政[M]. 北京:外文出版社,2014.

[5] 孔卫鹏. 资源型城市“三生”空间划定及优化研究[D]. 北京:中国地质大学,2020.

Kong Weipeng, Study on the Spatial Delimitation and Optimization of "Production-Living-Ecological" in Resource-based Cities: Taking Wu'an for example[D]. Beijing: China University of Geosciences, 2020. (in Chinese with English abstract)

[6] 冀正欣,刘超,许月卿,等. 基于土地利用功能测度的“三生”空间识别与优化调控[J]. 农业工程学报,2020,36(18):222-231.

Ji Zhengxin, Liu Chao, Xu Yueqing, et al. Identification and optimal regulation of the production-living-ecological space based on quantitative land use functions[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2020, 36(18): 222-231. (in Chinese with English abstract)

[7] 李晓青,刘旺彤,谢亚文,等. 多规合一背景下村域三生空间划定与实证研究[J]. 经济地理,2019,39(10):146-152.

Li Xiaoqing, Liu Wangtong, Xie Yawen, et al. The delineation and empirical study of production-living-ecological space in village under the background of multiple planning integration[J]. Economic Geography, 2019, 39(10): 146-152. (in Chinese with English abstract)

[8] 李广东,方创琳. 城市生态—生产—生活空间功能定量识别与分析[J]. 地理学报,2016,71(1):49-65.

Li Guangdong, Fang Chuanglin. Quantitative function identification and analysis of urban ecological-production-living spaces[J]. Acta Geographica Sinica, 2016, 71(1): 49-65. (in Chinese with English abstract)

[9] 隋虹均,宋戈,张红梅. 松嫩平原北部粮食主产区克山县三生空间识别[J]. 农业工程学报,2020,36(19):264-271.

Sui Hongjun, Song Ge, Zhang Hongmei. Identification of production-living-ecological space at Keshan County level in main grain producing areas in northern Songnen Plain, China[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2020, 36(19): 264-271. (in Chinese with English abstract)

[10] 李江苏,孙威,余建辉. 黄河流域三生空间的演变与区域差异:基于资源型与非资源型城市的对比[J]. 资源科学,2020,42(12):2285-2299.

Li Jiangsu, Sun Wei, Yu Jianhui. Change and regional differences of production-living-ecological space in the Yellow River Basin: Based on comparative analysis of resource-based and non-resource-based cities[J]. Resources Science, 2020, 42(12): 2285-2299. (in Chinese with English abstract)

[11] 何翔宇. 市域“三生”空间划定与优化调控研究[D]. 北京:中国地质大学,2020.

He Xiangyu. Study on the Delimitation and Optimal Control of Production-Life-Ecology Space in the City Area: A Case Study of Hebi City[D]. Beijing: China University of Geosciences, 2020. (in Chinese with English abstract)

[12] 扈万泰,王力国,舒沐晖. 城乡规划编制中的“三生空间”划定思考[J]. 城市规划,2016,40(5):21-26.

Hu Wantai, Wang Liguo, Shu Muhui. Reflections on delimiting the three basic spaces in the compilation of urban and rural plans[J]. City Planning Review, 2016, 40(5): 21-26. (in Chinese with English abstract)

[13] 邹艳,张绍良,谢译诣,等. 徐州市三生空间分布格局与时空演化特征分析[J]. 测绘科学,2020,45(7):154-162.

Zou Yan, Zhang Shaoliang, Xie Yiyi, et al. Spatial distribution and evolution characters of production-living-ecological spaces in Xuzhou city[J]. Science of Surveying and Mapping, 2020, 45(7): 154-162. (in Chinese with English abstract)

[14] 甄霖,曹淑艳,魏云洁,等. 土地空间多功能利用:理论框架及实证研究[J]. 资源科学,2009,31(4):544-551.

Zhen Lin, Cao Shuyan, Wei Yunjie, et al. Land use functions: Conceptual framework and application for China[J]. Resources Science, 2009, 31(4): 544-551. (in Chinese with English abstract)

[15] 杜国明,孙晓兵,王介勇. 东北地区土地利用多功能性演化的时空格局[J]. 地理科学进展,2016,35(2):232-244.

Du Guoming, Sun Xiaobing, Wang Jieyong. Spatiotemporal patterns of multi-functions of land use in Northeast China[J]. Progress in Geography, 2016, 35(2): 232-244. (in Chinese with English abstract)

[16] 曹根榕,顾朝林,张乔扬. 基于POI数据的中心城区“三生空间”识别及格局分析:以上海市中心城区为例[J]. 城市规划学刊,2019(2):44-53.

Cao Genrong, Gu Chaolin, Zhang Qiaoyang. Recognition of “ecological space, living space, and production space” in the urban central area based on POI data: The case of Shanghai[J]. Urban Planning Forum, 2019(2): 44-53. (in Chinese with English abstract)

[17] 朱媛媛,余斌,曾菊新,等. 国家限制开发区“生产—生活—生态”空间的优化:以湖北省五峰县为例[J]. 经济地理,2015,35(4):26-32.

Zhu Yuanyuan, Yu Bin, Zeng Juxin, et al. Spatial optimization from three spaces of production, living and ecology in national restricted zones: A case study of Wufeng County in Hubei Province[J]. Economic Geography, 2015, 35(4): 26-32. (in Chinese with English abstract)

[18] 郑方钰. 基于生态位适宜度模型的济南市“三生”空间划定与管控措施研究[D]. 北京:中国地质大学,2019.

Zheng Fangyu. Study on the Space Demarcation and Control Measures of Jinan City Based on the Niche Fitness Model[D]. Beijing: China University of Geosciences, 2020. (in Chinese with English abstract)

[19] Sun W, Chen C, Wang L. Spatial function regionalization and governance of coastal zone: A case study in Ningbo City[J]. Journal of Geographical Sciences, 2018, 28(8): 1167-1181.

[20] Wiggering H, Dalchow C, Glemnitz M, et al. Indicators for multifunctional land use: Linking socio-economic requirements with landscape potentials[J]. Ecological Indicators, 2006, 6(1): 238-249.

[21] 黄金川,林浩曦,漆潇潇. 面向国土空间优化的三生空间研究进展[J]. 地理科学进展,2017,36(3):378-391.

Huang Jinchuan, Lin Haoxiao, Qi Xiaoxiao. A literature review on optimization of spatial development pattern based on ecological-production-living space[J]. Progress in Geography, 2017, 36(3): 378-391. (in Chinese with English abstract)

[22] 黄安,许月卿,卢龙辉,等. “生产-生活-生态”空间识别与优化研究进展[J]. 地理科学进展,2020,39(3):503-518.

Huang An, Xu Yueqing, Lu Longhui, et al. Research progress of the identification and optimization of production-living-ecological spaces[J]. Progress in Geography, 2020, 39(3): 503-518. (in Chinese with English abstract)

[23] Liu C, Xu Y Q, Huang A, et al. Spatial identification of land use multifunctionality at grid scale in farming-pastoral area: A case study of Zhangjiakou City, China[J]. Habitat International, 2018, 76: 48-61.

[24] 马晓冬,李鑫,胡睿,等. 基于乡村多功能评价的城市边缘区“三生”空间划分研究[J]. 地理科学进展,2019,38(9):1382-1392.

Ma Xiaodong, Li Xin, Hu Rui, et al. Delineation of “production-living-ecological” space for urban fringe based on rural multifunction evaluation[J]. Progress in Geography, 2019, 38(9): 1382-1392. (in Chinese with English abstract)

[25] 段建南,刘思涵,李萍,等. 土地功能研究进展与方向的思考[J]. 中国土地科学,2020,34(1):8-16.

Duan Jiannan, Liu Sihan, Li Ping, et al. Study on research progress and directions of land functions[J]. China Land Science, 2020, 34(1): 8-16. (in Chinese with English abstract)

[26] 王秋兵. 土地资源学[M]. 北京:中国农业出版社,2003.

[27] 张荣群,王大海,艾东,等. 基于生态位和“反规划”思想的城市土地开发适宜性评价[J]. 农业工程学报,2018,34(3):258-264.

Zhang Rongqun, Wang Dahai, Ai Dong, et al. Suitability evaluation of urban land development based on niche and anti-planning[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2018, 34(3): 258-264. (in Chinese with English abstract)

[28] 程浩然,蒙吉军,朱利凯. 基于多源地理数据融合的黑河中游土地多功能性时空格局与权衡研究[J]. 干旱区地理,2021,44(1):208-220.

Cheng Haoran, Meng Jijun, Zhu Likai. Spatial-temporal pattern and trade-offs of land multi-function in the middle reaches of the Heihe River based on multi-source geographic data fussion[J]. Arid Land Geography, 2021, 44(1): 208-220. (in Chinese with English Abstract)

[29] 张晓平,朱道林,许祖学. 西藏土地利用多功能性评价[J]. 农业工程学报,2014,30(6):185-194.

Zhang Xiaoping, Zhu Daolin, Xu Zuxue. Assessment on multi-functionality of land use in Tibet[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2014, 30(6): 185-194. (in Chinese with English abstract)

[30] 董思宜,杨熙,王秀兰,等. 永定河流域生态环境质量评价[J]. 中国人口·资源与环境,2013,23(S2):348-351.

Dong Siyi, Yang Xi, Wang Xiulan, et al. Assessment of the eco-environmental quality in the Yongding River Basin[J]. China Population, Resources and Environment, 2013, 23(S2): 348-351. (in Chinese with English abstract)

[31] 谢高地,张彩霞,张昌顺,等. 中国生态系统服务的价值[J].资源科学,2015,37(9):1740-1746.

Xie Gaodi, Zhang Caixia, Zhang Changshun, et al. The value of ecosystem services in China[J]. Resources Science, 2015, 37(9): 1740-1746. (in Chinese with English abstract)

[32] 时宇,史明昌. 基于GIS的北京市水土流失生态风险评价[J]. 生态科学,2014,33(6):1100-1105.

Shi Yu, Shi Mingchang. Ecological risk assessment of soil erosion in Beijing based on GIS[J]. Ecological Science, 2014, 33(6): 1100-1105. (in Chinese with English abstract)

[33] 周宇洋,周国富,黄启芬,等. 基于洛伦兹曲线和土地利用转型的喀斯特山区“三生”空间分布研究[J]. 水土保持通报,2020,40(3):297-304,325.

Zhou Yuyang, Zhou Guofu, Huang Qifen, et al. A study of distribution of production, living and ecological space in karst areas based on Lorenz curves and land use transition[J]. Bulletin of Soil and Water Conservation, 2020, 40(3): 297-304, 325. (in Chinese with English abstract)

[34] 刘玉,刘彦随. 乡村地域多功能的研究进展与展望[J]. 中国人口·资源与环境,2012,22(10):164-169.

Liu Yu, Liu Yansui. Progress and prospect in the study of rural region multifunctions[J]. China Population, Resources and Environment, 2012, 22(10): 164-169. (in Chinese with English abstract)

[35] 王成,唐宁. 重庆市乡村三生空间功能耦合协调的时空特征与格局演化[J]. 地理研究,2018,37(6):1100-1114.

Wang Cheng, Tang Ning. Spatio-temporal characteristics and evolution of rural production-living-ecological space function coupling coordination in Chongqing Municipality[J]. Geographical Research, 2018, 37(6): 1100-1114. (in Chinese with English abstract)

Delineation of production-living-ecological space in Lishui District of Nanjing based on land multi-functions and suitability

Xia Min, Feng Xinhui, Xia Junlin, Zou Wei※

(210095)

Accurate delineation of regional production-living-ecological space can contribute to the ecological civilization construction in China, particularly to the territorial spatial planning and management in recent years. A multi-functional framework of land use can also be taken as the guidance of delineation practice. Moreover, the dominant land function can be highlighted to consider the temporal and spatial change, as well as the current land use. Taking Lishui district, Nanjing City, Jiangsu Province as an example, the land-use multi-functions and the suitability of production, living, ecological spaces were evaluated to delineate the production-living-ecological space, considering the suitability, land-use multi-functions, and change trends from 2006 to 2016. The results showed that: 1) The production and living functions decreased in the study area, whereas, the ecological function increased during the past decade.The trend was in line with the overall urban and rural development strategy in the study area. Specifically, the areas with high values of production function were Yongyang town and Dongping town in 2006, but the development zone and Yongyang town in 2016. The areas with high values of living function were the development zone and Yongyang town both in 2006 and 2016. The area with high values of ecological function was Yongyang town in 2006, but Yongyang town and Jingqiao town in 2016. Furthermore, the areas with low function values were also changed from 2006 to 2016. There was a positive correlation between the spatial distribution of the production function and the living function. The towns with higher production functions usually presented higher income levels and living standards, where the infrastructure construction, in turn, promoted the optimization and transformation of production structure. Thespatial distribution of ecological function indicated a negative correlation with the production function and the living function, due mainly to the functional orientation of each town. 2) There was the greatest difference in the values of production space, among the suitability values of production, living, and ecological spaces in the study area, indicating a high correlation with the distribution of cultivated land. There were no significantly different values of living space, but the mean value was the highest. Besides, the values presented an obvious "ring" and "block" distribution patterns in the whole area, particularly decreasing from the center of town to the surroundings. The mean value of ecological space was slightly lower than that of living space and evenly distributed among the towns. 3) The coupling coordination degree of comprehensive evaluation on the production, living, and ecological spaces in each town was higher than that of the suitability evaluation data. As such, the production-living-ecological space was then delineated, according to the comprehensive evaluation. Specifically, three spaces accounted for 39.63%, 22.72%, and 37.65% of the study area, respectively. The production space was concentrated in the middle and northwest of Lishui district, where the space areas were relatively average in the towns. The living space was mainly distributed in the middle, where the space areas varied with different towns. The ecological space was distributed in the south. Consequently, the precision and coordination were higher in the production-living-ecological space in terms of land-use suitability and multi-functions. The findings can provide a sound reference for territorial spatial planning in the study area.

land use; function; suitability; production-living-ecological space; Lishui district

夏敏,冯新惠,夏俊林,等. 综合土地多功能与适宜性的南京市溧水区“三生”空间划定[J]. 农业工程学报,2021,37(16):242-250.doi:10.11975/j.issn.1002-6819.2021.16.030 http://www.tcsae.org

Xia Min, Feng Xinhui, Xia Junlin, et al. Delineation of production-living-ecological space in Lishui District of Nanjing based on land multi-functions and suitability[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2021, 37(16): 242-250. (in Chinese with English abstract) doi:10.11975/j.issn.1002-6819.2021.16.030 http://www.tcsae.org

2021-05-28

2021-06-28

江苏省社会科学基金项目(18GLD009);国家社会科学基金重点项目(18AGL014);江苏省自然资源厅科技项目(KJXM2019021);南京农业大学大学生创新训练计划(202020YX06)

夏敏,博士,副教授,研究方向为土地利用与规划、土地信息技术等。Email:xm@njau.edu.cn

邹伟,博士,教授,博士生导师,研究方向为土地经济与制度、乡村土地利用与管理等。Email:zw@njau.edu.cn

10.11975/j.issn.1002-6819.2021.16.030

F301.2

A

1002-6819(2021)-16-0242-09

猜你喜欢
三生溧水生活空间
心手相连克难关,在溧水台胞台企助力抗疫在行动
南京溧水虎头鞋:“四根针”里有文章
溧水区小麦不同施肥模式效果试验
生活空间与老年人不良健康结局的研究进展
智己AIRO 流动的艺术品
禅意新中式建筑设计初探——以南京溧水2019G15地块示范区为例
浅析初中英语课如何融入“三生”教育
年年有鱼
小学数学课堂教学情境创设“三三”法
浅析“三生”德育有效整合研究