珠海市“三生”空间格局演变及其驱动因素研究

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　　摘 要：“三生”空间的协调发展是当前国土空间规划中探讨的热点话题之一。通过构建“生产-生活-生态”的空间分类体系，以粤港澳大湾区的节点城市珠海为研究对象，采用地理空间信息分析、土地利用动态转移、“三生”空间重心迁移等方法，对珠海市1980—2015年35年间“三生”空间的时空格局及其驱动因素进行了分析。结果表明：（1）从面积变化上来看，生活空间面积变化较为显著;生产空间持续减少，大量的转出面积流入了生态空间;生态空间面积变化情况最小。（2）从重心迁移的角度上来看，“三生”空间重心相对集中，均分布在斗门区和香洲区，仅生产空间在2015年重心逐步向东南方向迁移。（3）“三生”空间的格局演变与顶层政策和区域的经济发展、人口增长密切相关。
　　关键词：“三生”空间;重心迁移;格局演变;驱动因素
　　中图分类号 F301.2 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2020）15-0102-07
　　Abstract： The coordinated development of “Production–Living–Ecological” spatial is one of the hot topics discussed in the current National Spatial Planning. In this article， through building the classification system of “Production –Living–Ecological”， choosing Zhuhai city， an important note city in Guangdong-Hong Kong-Macao Greater Bay Arear， as the research area， using the geographical spatial information analysis， the transfer of land use dynamic， migration of “Production –Living –Ecological”， to analyse its spatial pattern and driving factors. The results show that： （1）From the perspective of area change， the living space area changes significantly; The production space continues to decrease， and a large amount of off-site area flows into the ecological space. The ecological space area changes the least.（2）From the perspective of center of gravity migration， the center of gravity of “Production –Living –Ecological” space is relatively concentrated， all of which are distributed in Doumen District and Xiangzhou District. Only in 2015， the center of gravity of production space gradually shifted to the southeast direction.（3）The spatial pattern evolution of “Production –Living –Ecological” is closely related to top-level policies， regional economic development and population growth.
　　Key words： “Production –Living –Ecological” Spatial; Migration; Pattern evolution; Driving factor
　　近些年来，随着社会经济的蓬勃发展，城镇化、工业化的加速推进，引发人地关系紧张、生态环境恶化、空间结构失衡等问题，我国国土空间规划出现布局重复混乱、结构配比不均、集约利用程度低等负面现象[1，2]。在城市发展过程中，过于注重土地的生活功能和生产功能，对土地生产、生活的利用开发度大，而疏忽了对生态功能的保护[3]，导致生产生活用地不断扩张，生态用地遭到挤占，加剧了不同土地利用类型间的冲突与争夺，最终造成国土空间规划紊乱。识别与划分“三生”空间是优化国土空间的基础[4]，实现“三生”空间的高效利用，既能稳步推进社会经济的可持续发展，又能协调土地资源的合理分配，是当前我国关注的热点话题，也是世界各国发展急需解决的重大课题。
　　“三生”空间体现了人类社会经济活动对土地利用与开发的影响，基于对“三生”空间的时空格局及其演变规律分析，为土地利用规划和可持续发展规划提供参考依据。随着经济的迅猛发展、人口激增，人地关系日趋紧张，优化“三生”空间格局有利于保护自然生态系统，提高土地利用效率、改善人居環境。
　　19世纪末期，国外学者首先提出了“带形城市”“田园城市”“有机疏散”等经典规划理论[5-9]，但这些理论大部分是应用于城市规划中。2013年以来，我国规划师们逐步认识到生态文明建设是新时期国土空间规划的核心思想，“三生”空间、“三生功能”等概念相继出现在一些政府报告与政策文件当中。“三生”识别与分类成为当今学术界探讨的热门话题。我国学者主要从不同尺度对“三生”空间的分类、识别方法、空间演变及驱动因素进行了分析与讨论。纵观相关研究，现阶段我国“三生”空间的研究仍处于起步阶段。为此，本研究主要围绕“三生”空间划分、演变趋势、重心迁移等内容展开分析，为国土空间规划的编制、空间资源的保护与可持续开发提供。 　　1 研究数据与方法
　　1.1 研究区域概况 珠海市地处珠江三角洲腹地，位于广东省南部的珠江口西岸，位于113° 03'～114°19' E、21°48'～22°27' N之间，北接中山市，东倚江门市，濒临南海，与澳门半岛相连，是珠江三角洲中心城市之一，是粤港澳大湾区重要节点城市（图1）。自改革开放以来，珠海市土地利用结构与方式发生了显著变化。而随着粤港澳大湾区发展，珠海作为节点城市之一，在面对巨大发展机遇的同时，也面临着有限国土空间资源规划的挑战。因此，分析珠海市“三生”空间的时空格局演变及其驱动因素，不仅可以为珠海市编制土地利用规划提供依据，也为粤港澳大湾区涵括城市的国土空间布局优化与可持续发展规划建设提供指导。
　　2015年，珠海市地区生产总值为2024.98亿元，同比增长10.0%。其中，第一产业增加值46.63亿元，增长3.0%，对GDP增长的贡献率为0.6%;第二产业增加值1006.01亿元，增长10.2%，对GDP增长的贡献率为54.8%;第三产业增加值972.34亿元，增长10.0%，对GDP增长的贡献率为44.6%。三次产业的比例为2.3∶49.7∶48.0。在服务业中，现代服务业增加值562.86亿元，增长10.1%，占GDP的 27.8%。在第三产业中，批发和零售业增长6.3%，住宿和餐饮业增长9.1%，金融业增长14.8%，房地产业增长 10.8%。民营经济增加值685.20亿元，增长7.8%，占GDP 的33.8%。2015年，珠海市人均GDP达12.47万元，按平均汇率折算为2.0万美元，同比增长8.5%。分区域看，香洲、金湾和斗门3个行政区分别实现地区生产总值1329.02亿元、420.10亿元和275.86亿元，分别增长9.3%、12.5%和 9.1%。全年居民消费价格总水平上涨1.7%。
　　1.2 数据来源与处理 土地利用类型数据来源于中国科学院资源环境科学数据中心（http：//www.resdc.cn/），空间分辨率为30m×30m。由于研究期时间跨度较大，出现参考标准在不同时期不一致的情况，均以2015年为基准。最终得到珠海市1980、2000和2015年3年期的土地利用现状图和基础空间数据库。社会经济数据从以下途径：国家数据统计局（http：//data.stats.gov.cn/）、广东省人民政府（http：//www.gd.gov.cn/zwgk/szfgb/index.html）、中国珠海政府（http：//www.zhuhai.gov.cn/sj/）等途径，获取《广东统计年鉴》《珠海统计年鉴》以及珠海市国民经济和社会发展统计公报等有关资料。本文中广东省行政区划界线图、珠海市行政区划界线图等矢量数据从城市数据派（https：//www.udparty.com//）下载获取。部分公式、参数来源于其他学者的参考文献资料。
　　1.3 珠海市“三生”空间分类体系构建 对于“三生”空间的划分原则，本文主要遵循主导功能性和单一性原则、生态空间优先原则、系统性原则，将“三生”空间分类与土地利用分类相衔接，构建基于地类的“三生”空间分类指标体系。由于目前暂无统一的评价标准体系，在梳理相关文献后，本文将参考刘继来、刘彦随[10]等的研究成果，根据研究数据中珠海市的土地利用类型，对20个二级地类进行评分。采用1、3、5级赋分制，功能缺失为0分，最低功能得1分，最高功能得5分，构建珠海市土地利用”三生“空间分类体系（见表1）。由表1可知，珠海市生产空间包括水田、旱地、河渠、其他建设用地;生活空间为城镇用地、农村居民点;其余用地均划为生态空间。基于“三生”空间分类体系，通过Arc GIS软件对珠海市土地地类进行重分类，绘制出1980年、2000年和2015年珠海市“三生”空间现状图（见图2）。
　　1.4 三生”空间格局测度分析方法
　　1.4.1 土地利用转移矩阵 土地利用转移矩阵是马尔可夫模型在土地利用变化方面的应用，可用于研究土地利用类型的变化方向。采用矩阵的形式，将土地利用变化所产生的面积转移进行表达，能直观展示出研究区域“三生”空间类型变化，其表达式为[11]：
　　利用ArcGIS软件分别对1990年和2015年珠海市“三生”空间按栅格数据进行交叉空间分析，并结合栅格计算工具，建立各期土地类型转移矩阵和转移强度空间分布图。使用 Excel 数据透视表对分析数据加以处理，导出珠海市“三生”用地转移矩阵。
　　1.4.2 土地利用动态度（LU） LU分为综合土地利用动态度和单一土地利用动态度，通过计算土地利用动态度可分析出在某一时间段内土地空间类型总体或单一土地空间类型发生转变的速度，计算数值越大，表明变化速度越快，程度越剧烈，其表达式为[12]：
　　式中：LC为综合土地利用动态度，△LUi-j 表示在T时期内i土地利用类型面积转为j土地利用类型面积的绝对值，LUi 为研究初期第 i 类土地利用类型的面积，T 为研究时段，L表示单一土地利用类型的动态度，Ua表示研究初期和Ub 表示研究末期土地利用类型的面积。
　　1.5 “三生”空间重心迁移分析 重心迁移用于研究一定区域内，相对平衡点发生变化的迁移轨迹。本研究运用重心迁移模型，分析在不同时间内人口重心迁移情况，结合土地利用数据，绘制出“三生”空间重心迁移轨迹图，研究分析人口重心迁移与各空间类型分布间的内在联系。
　　其定量表达式为[13]：
　　式中：[Xt]表示第[t]年“三生”空间重心的经度坐标，[Yt]表示纬度坐标。Cti為第[i]个斑块该种“三生”空间类型的面积，[Xi]、[Yi]分别为第[i]个斑块重心的经纬度坐标。
　　2 结果与分析
　　2.1 “三生”空间格局演变
　　2.1.1 数量分析 1980—2015年，珠海市“三生”空间转移面积变化为516.06km2，占土地总面积的35.29%。其中，生活空间的转出面积和转入面积分别为27.18km2、148.63km2，相差121.45km2，转出为生产空间、生态空间各占比为42%、58%，由生产空间和生态空间转入均约为50%;生产空间、生态空间的转出面积分别为259.05km2、229.83km2，转入面积分别为148.63km2、200.59km2，2类空间均有较大占比的面积转为生活空间（表2）。 　　运用综合土地利用变化动态度（LC）公式计算1980—2015年珠海市“三生”空间综合动态度为0.50%。分时段计算LC值，得出1980—2000年珠海市“三生”空间LC值为0.42%，2000—2015年珠海市“三生”空間LC值为0.91%。从LC值的计算可以分析出自2000年来珠海市“三生”空间类型演变速度愈加剧烈。
　　1980—2015年，珠海市生产空间减少较为明显，面积由685.99km2减至573.48km2，动态度为-0.47%;生活空间扩张快速，面积变化更为显著，动态度达5.25%，面积增加128.47km2;生态空间由706.24km2减少至690.28km2，动态度为-0.06%，面积相对保持稳定（见表3～表5）。
　　2.1.2 空间转移 根据1980—2015年3期的土地利用分类数据，结合表1中的“三生”空间分类体系结果，进一步探讨珠海市“三生”空间的格局演变特征。为更直观了解珠海市“三生”空间在不同时期的分布变化，利用ArcGIS 10.2对1980年和2015年两个时期的生产、生活、生态空间进行空间叠加分析，导出1980—2015年珠海市“三生”空间演变分布图，分析各空间类型在不同年份的增加或减少情况（见图3）。“三生”空间演变分布中，蓝色图例表示该空间类型在1980年存在，而在2015年发生减少，转化为非原空间类型;红色图例表示在2015年该空间类型面积新增。总体来看，生活空间面积变化方向以增加为主，生产空间和生态空间面积变化相对较均衡地进行减少与新增交替。从不同类型空间变化的动态图斑来看，生产空间图斑出现较为完整大面积的从中部减少往东南部增加，同时在斗门区北部呈现碎片化空间类型增加减少变换;生活空间面积增加图斑以片状成集聚型为主，其中，增加图斑集聚度最明显的为香洲区主体部分，以中部为核心向南北靠东边延伸。在斗门区生活空间面积增加图斑从中部呈带状南下向西延伸。金湾区生活空间增加区域主要分布在东南面两端，有小部分分布在西北面与斗门区相接;生态空间演变图斑显示出在东南部呈较大面积片状减少，东北部零碎较为分散减少，同时，在中部往东北方向生态空间呈现出从片状至碎片化均匀分布状增加，而香洲区西部分散地块生态空间面积以增加为主。
　　2.2 “三生”空间重心迁移分析 基于重心迁移模型计算公式，利用ArcGIS软件的空间分析工具和几何计算器工具，分别计算得出1980年、2000年和 2015 年珠海市“三生”空间重心坐标（见表6）。
　　珠海市“三生”空间重心位置，在不同时间的迁移方向和迁移距离都存在不同程度的差异。总的来看，1980—2015年期间，珠海市生产空间重心与生活空间重心分别在斗门区与香洲区内迁移，生态空间重心在1980年和2000年在斗门区与金湾区交接附近，2015年则较为明显迁移至斗门区内。对不同类型空间重心迁移而言，生产空间重心在1980—2000年间在往西南迁移一小段距离，而在2015年，生产重心明显往东南迁移较远距离;研究期间生活空间重心先向东南方向迁移再向西方向迁移，生活空间重心呈现不断向南迁移的态势，主要由于在1980—2015间，生活空间集中在香洲区出现较大片区的增加;生态空间重心迁移距离最小，同时呈现整体细微向北迁移的状况，说明珠海市生态空间在研究期间增长或者减少较为均匀（见图4）。
　　通过土地利用变化动态度（单一、综合）、转移矩阵、空间叠加分析、重心迁移模型等研究方法，对珠海市“三生”空间格局时空演变进行分析可知：
　　（1）从时间推移变化分析结果看，1980—2015年，珠海市“三生”空间发生变化面积为516.06km2，占土地总面积的35.29%。且自2000年以来珠海市“三生”空间类型的演变速度明显加快。生活空间的扩张快速，面积变化最为显著，生产空间面积持续减少，生态空间面积变化最小。生产空间转出面积占比最大，其转出转入均已生态空间为主。生活空间面积转入转出差异最大，空间类型转入由生产、生态空间各占比50%。
　　（2）从空间转换变化分析结果看，1980—2015年，珠海市生产空间呈片状在中部减少在东南部增加，呈现碎片式在西北部增减交替，其重心在3时期均落在斗门区，但在2015年出现较长距离从中南部往东南方向迁移;生活空间面积增加在各区以片状集聚型为主，增加量与集聚度最为明显位于香洲区主体部分，其重心在3时期均落在香洲区;生态空间在东南部较大面积片状减少，在西北部呈片区或碎片化增加。
　　2.3 “三生”空间格局演变驱动因素
　　2.3.1 公共政策因素 国家政策文件的顶层设计对国土空间布局优化具有宏观调控作用。近年来，“‘三生’空间”成为热点词，相关概念或以其为理念的国土空间布局优化设计频频在政府相关工作报告或政策文件中出现（见表7）。
　　一系列国家政策文件都对土地利用的变化、城市开发（增长）边界的明确以及“三生”空间的划定和布局起着决定性的影响[14]。同时，珠海市在《广东省珠海市土地利用总体规划（2006—2020年）》确立“生态优先、保障发展、节约集约、区域协调”的土地利用战略;《珠海市生态文明建设“十三五”规划》《珠海市城市总体规划（2001—2020年）》等对珠海市的土地开发利用与布局优化具有指导作用，影响着“三生”空间类型演变。
　　2.3.2 人口增长因素 人口是城市发展的重要驱动力之一，其数量增长、分布、素质以及迁移都会对土地利用的变化产生影响[15]，人口增长必然导致生活空间扩张。根据珠海市1980—2015年年末，常住人口及生活空间变化情况（图5）可知，珠海市的年末常住人口在1980—2000年快速增加，从36.53万人增长至123.65万人，年均增长4.36万人。2000—2015年年末，常住人口保持相对稳定的持续增长，从123.65万人增长至163.41万人，年均增长2.65万人。1980—2000年间，人口迅猛增长，生活空间也加速扩大，从69.98km2扩增至168.61km2，年均扩增面积4.93km2。2000—2015年间，人口增长放缓，生活空间扩张步伐也放慢，从168.61km2扩增至198.45km2，年均扩增面积1.99km2。从《珠海市城市总体规划（2001—2020 年）》可知，到2020年珠海市全市人口预计将达 245万人，而市区建设用地规模也将扩张至210km2。人口快速增长形成巨大住房需求，推动生活空间不断地扩张，同时不可避免地占用生产或者生态空间，最后驱动“三生”空间格局的演变。 　　2.3.3 经济发展因素 在人口大幅度增长的同时，珠海市的经济也在快速发展，成为珠海市“三生”空间类型变化的另一重要驱动因素。通过查找翻阅珠海市历年统计年鉴绘制出其地区生产总值以及第一、二、三产业产值变化图（见图6）。由圖6可知，珠海市地区生产总值在1990年开始逐步增长，在2000年后呈现出直线上升的状态，产业结构以第二、第三产业为主，两者贡献率高于90%。在经济新常态的形势下，珠海市生产空间愈发注重集约高效，斗门区与金湾区部分片区更多向生产空间转型，部分区域生产性增强，宏观上表现出越来越多的产业园区、工业园区、商业综合题等参与进城市空间布局与建设。生产空间在斗门区和香洲区高效集约，香洲区的生活功能和生态功能增强，致使珠海市空间格局发生变化。
　　3 结论
　　本研究选取我国最早的经济开放城市之一，粤港澳大湾区重要的节点城市——珠海市为研究对象，提取珠海市1980年、2000年、2015年三期的遥感影像解译图，基于地类构建“三生”空间的分类指标体系并进行评分，利用GIS空间分析、重心迁移等方法，对珠海市1980—2015年的“三生”空间格局演变进行分析，并对演变的驱动机制进行了系统梳理，主要结论如下：
　　（1）由时间推移变化分析可知：1980—2015年，珠海市“三生”空间发生变化面积为516.06km2，占土地总面积的 35.29%。且自2000年以来珠海市“三生”空间类型演变速度明显加快。生活空间扩张快速，面积变化最为显著，生产空间面积持续减少，生态空间面积相对保持稳定。生产空间转出面积最多，其转出转入均以生态空间为主。生活空间面积转入转出差异最大，空间类型转入由生产、生态空间各占比50%。
　　（2）由空间转换变化分析可知：1980—2015年，珠海市生产空间呈片状在中部减少在东南部增加，呈现碎片式在西北部增减交替，其重心在3时期均落在斗门区，但在2015年出现较长距离从中南部往东南方向迁移;生活空间面积增加在各区以片状集聚型为主，增加量与集聚度最为明显位于香洲区主体部分，其重心在3时期均落在香洲区;生态空间在东南部较大面积片状减少，在西北部呈片区或碎片化增加。
　　（3）国家政策文件的顶层设计对国土空间布局优化具有宏观调控作用，地方政府依据国家顶层设计制定符合城市发展要求的规划部署，因而顶层设计与地方规划共同推动“三生”空间格局的演变发展。
　　（4）人口增长、经济发展与“三生”空间格局演变具有密切关系。人口快速增长形成巨大的住房需求，推动生活空间不断地扩张，而人类群居习性也会使生活空间呈现片状扩张;珠海市经济发展迅猛，同时在城市规划方面注重高效集约，因而生产空间成片状向城市外围圈发展。生活空间、生产空间的发展，也势必会造成生态空间的挤占。
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　　（责编：张宏民）
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