基于三生空间的汪清县城市国土空间开发建设适宜性分析

黄梦佳，齐 鲁，李淑杰，杜婉婷，曹竞文

(吉林大学 地球科学学院，吉林 长春 130061)

0 引言

经济社会的迅速发展，促使城市空间建设不断推进。随着我国国土开发建设格局的剧烈变化，自然空间逐年减少，生态、生产及生活空间内部矛盾难以协调，国土空间开发适宜性评价的重要性逐渐凸显[1]。城市国土空间开发建设适宜性是指在一定技术条件下，国土资源作为建设用地利用的适宜程度，也即将其他功能的国土空间转化为城市生产、生活等空间的适宜程度[2]，其受地形地貌、人类活动以及经济社会等诸多因素影响。近年来因城市化进程的不断加快，建设用地逐年增加，城市空间结构失衡，三生空间也即生态、生产和生活空间相互挤占，导致土地利用率较低，浪费严重[3]，虽然我国积极开展土地整治等措施，力图在开发建设中减少空间矛盾，但效果并不理想。因此，为解决上述矛盾，优化国土开发格局，促进经济社会持续发展，结合国土空间用途综合分析其开发适宜性十分重要。

国内外对于建设用地开发适宜性的评价由来已久，国内学者研究工作起步较晚，但从农用地到非农用地的研究也取得了一些成果，涉及适宜性评价指标、评价方法以及适宜性评价实际应用等方面[4-10]。总体来看，国内学者较倾向利用GIS平台从复合视角对研究区域进行适宜性综合评价，功能用地则偏向于农村居民点以及城镇建设用地，且大多通过构建一套适宜性指标对现实情况做出分析，但不同地类空间在研究时受到的限制、评价指标的选取往往存在差异，对不同功能用地进行更多更具体的分析是目前研究的深化拓展方向。国土空间按功能用途可分为生态、生产以及生活空间，关于三生空间划分的探索有着不同的方式[11-14]，我国主要分为2种：一种是根据研究实际建立不同评价体系，利用权重计算划分，确定生态、生产以及生活空间；另一种是以土地利用功能为基础，进行归并分类，该方法实现了土地功能与土地利用的衔接，为城市国土开发建设适宜性评价提供了一个新的思路。

汪清县城市三生用地结构失衡，研究其城市国土空间开发建设适宜性较为重要。因此，本文通过土地利用分类体系，以吉林省汪清县为研究对象，在守住耕地保护和生态保护等红线范围的基础上，从生态、生产和生活功能出发，划分出三生空间，并根据不同功能确定各类空间开发建设适宜程度。通过对研究区开发建设适宜程度的分析，优化国土空间开发格局，为城市国土空间开发秩序提供参考依据，以促进人口、资源与环境的协调发展。

1 研究区概况与数据来源

1.1 研究区概况

汪清县地处吉林省东部，延边朝鲜族自治州东北部，东经129°51′～130°56′、北纬43°06′～44°03′，东接珲春市，西同敦化市毗邻，南连图们、延吉市，北与黑龙江省宁安、穆棱、东宁县接壤，地处长白山东麓，紧靠东北亚经济贸易区。汪清县属北半球西风带中温带季风气候区，东长夏短，四季分明，具有春季和暖风大，夏季短促多雨，秋季凉爽晴朗，冬季漫长寒冷的特点。

汪清县区域面积9016 km2，是吉林省县级区域面积第二大县，少数民族较多，属多民族聚居区域。汪清县人民政府驻汪清镇，下辖8个镇、1个乡：汪清镇、大兴沟镇、天桥岭镇、罗子沟镇、百草沟镇、春阳镇、复兴镇、东光镇、鸡冠乡。林地面积分布广泛，资源丰富，占汪清县总面积的80%以上，河流水系发达，地下水丰沛，素有“木业之都”、“鱼米之乡”的美称。

1.2 资料收集及数据整理

本研究涉及到土地地类数据、基本农田矢量数据、生态红线矢量数据以及坡度地形数据等。其中地类数据来源于2017年汪清县土地调查数据库；基本农田以及生态红线数据来源于汪清县土地整治数据库；坡度地形数据来源于汪清县DEM。通过对所需数据进行初步筛选、归类整理，以保证研究的持续进行。

2 研究方法与过程

2.1 三生空间分类体系

在汪清县土地利用现状的基础上，按照生态功能、生产功能以及生活功能划分三生空间。在三生空间划分时，同一地类可能存在多种功能，本文以各地类最主要的功能为划分依据，结合相关研究成果[12，15]，具体地类的分类体系见表1，三生空间划分结果见图1。

本文将生态空间划分为生态调节空间及生态容纳空间。生态调节空间中在生态红线保护范围内的不可开发建设的区域，开发建设适宜性较低，生态红线范围以外的其余地类空间，在国土空间开发建设时无生态方面的限制，但需考虑开发建设可行性等；生态容纳空间在开发建设时可行性较强，几乎不受生态保护限制，此处包括盐碱地、沼泽、沙地、裸地。生产空间按照生产功能划分为工业生产空间与农业生产空间。农业生产空间中用于生产的地类主要为耕地，包括水田、水浇地、旱地，涉及基本农田、永久基本农田等范畴，在开发建设时受耕地保护等限制，其适宜性略微不同；工业生产空间主要包括采矿用地，用于第二产业的生产。生活空间是为人们提供居住、休闲、娱乐等的场所，根据城乡建设差距将其分为城市生活空间与农村生活空间。

表1 三生空间分类体系

图1 汪清县三生空间分布图

2.2 三生空间开发建设转移梯度

生态、生活和生产空间在进行开发建设适宜性评价时，受到的限制各有不同，在三生空间划分的基础上，结合吴燕娟等[17]的相关研究，构建不同用地开发建设转移梯度，初步确定汪清县国土空间开发建设适宜性。为使适宜性具有可比性，本文在科学合理的前提下结合上述研究将开发建设适宜程度划分为4个等级，即比较适宜、一般适宜、临界适宜和不适宜。比较适宜指适宜程度较高，开发建设时一般没有限制的区域；一般适宜指适宜程度一般，开发建设时仅需稍加改善即可利用的区域；临界适宜指建设开发程度低，利用相对困难的区域；不适宜指开发建设适宜程度极低，不适合开发利用的区域。参考相关研究成果，结合汪清县实际，通过确定不同地类转移梯度初步明确研究区开发建设适宜性，具体来看，城市国土空间开发建设受土地功能差异、保护政策及建设难易程度等因素限制，在用地转移时梯度各不相同，用地转移梯度的0、1、2、3分别表示比较适宜、一般适宜、临界适宜和不适宜。例如耕地等转换为城市国土空间开发建设用地，其包括功能变换及基本农田限制，可将其划分为2～3个梯度，村庄等作为建设用地在转换为城市建设用地时，可看做转移1个梯度。划分结果见表2。

2.3 三生空间开发建设适宜性

2.3.1 生态空间开发建设适宜性 生态空间开发建设适宜性主要从生态保护底线方面考虑，生态功能越强则开发建设适宜性越弱，生态保护底线是国土空间开发建设的一个重要限制因素，生态保护底线数据来源于《延边朝鲜族自治州土地利用总体规划(2006～2020年)》数据库，包括风景名胜区、生态环境安全控制区和自然与文化遗产保护区。汪清县主要涉及生态休闲度假旅游区，部分重要水源保护区、滨海防患区和河湖及蓄滞洪区，以及各种地质和森林公园、自然保护区的核心区等。

表2 基于三生空间的国土空间开发建设适宜性划分表

将汪清县生态空间与生态保护红线矢量数据相叠加，在生态保护底线范围内的属于不适宜开发建设部分；生态调节空间中除去在生态保护红线范围内的部分，综合考虑其转移为建设用地的难易程度将其划分为临界适宜；生态容纳空间生态功能较弱，开发建设可能性相对较强，其转移为建设用地可视为1个梯度，其为一般适宜；由于汪清县是“木业之都”，林地在汪清县具有重要地位，也即生态空间，此处无比较适宜开发建设的空间。

清洁机器人的驱动力是由履带节对驱动链轮的反向作用力提供的。由牛顿第三定律可知作用力和反作用力是大小相等方向相反，所以驱动链轮对履带节的作用力的大小决定了驱动力的大小。驱动链轮对履带的作用力由驱动电动机提供。公式表示为：

2.3.2 生产空间开发建设适宜性 生产空间主要以土地资源为生产对象，本文分为农业生产空间和工业生产空间。生产功能最基本的限制是地形地质因素，将生产空间与地形矢量图层叠加，由于坡度小于15°为可用于建设的区域，15°～25°为可经过改造的建设区域，本文依据坡度级别简单将其划分为4个适宜性等级，划分方式见表3。在将地形因素与生产空间叠加的基础上，考虑不同地类转移梯度，结合地类转移梯度结果，综合确定生产空间开发建设适宜性程度。在考虑转移梯度时，工业生产空间涉及地类作为城市建设用地的一种，其转移梯度视为0，为比较适宜开发建设区域。农业生产空间包括耕地、园地、林地等，其主要限制为基本农田，基本农田中的永久基本农田作为不可开发建设的区域，其为不适宜开发建设区域；永久基本农田外的基本农田开发建设适宜性较弱，为临界适宜；基本农田以外的耕地等开发建设适宜性较强，为一般适宜。

2.3.3 生活空间开发建设适宜性 汪清县地处吉林省东部山区，开发建设适宜性评价应考虑到地形地貌、水资源、交通便捷度等影响，查阅相关文献，根据研究区实际情况构建开发建设适宜性评价体系，同时利用主客观相结合的方式确定各指标权重(表4)，最终通过计算划分适宜性等级。

表3 生产空间开发建设适宜性划分方式

表4 生活空间开发建设适宜性评价体系

坡度：将汪清县坡度数据划分为4个等级，<5°(100分)、5°～15°(80分)、15°～25°(60分)、>25°(40分)。

海拔：海拔较高，不利于人类生活，低海拔(100分)、中海拔(80分)、高海拔(60分)、超高海拔(40分)。

活动断层：根据《建筑抗震设计规范》的规定，将距离重大断层>900 m设为100分，700～900 m为80分，500～700 m为60分，<500 m为40分。

交通通达度：交通对人类居住活动有着较大影响，交通便捷的地区往往更适合开发建设。利用汪清县道路矢量数据制作缓冲区，按照距离道路中心的远近赋予相应分值，<500 m设为100分，500～1500 m为80分，1500～3000 m为60分，>3000 m为40分。

地下水规模：汪清县地下水资源丰富，且水质良好，因此仅选用地下水规模这一指标来反映地下水环境情况，利用自然断点法划分出4个等级，从高到低依次为100分、80分、60分、40分。

3 结果与分析

3.1 国土空间开发建设适宜性总体分析

通过上述三生空间开发建设适宜性评价，确定出汪清县国土空间开发建设适宜程度(表5)。根据上述开发建设适宜性等级确定方式得到汪清县国土空间开发适宜性分布图(图2)。

表5 汪清县国土空间开发建设适宜性统计表 hm2

2017年汪清县生态、生产和生活空间面积分别为792848.98、74457.29和8384.05 hm2。可以看出三类空间总面积差别较大，生态空间面积最大，生活空间面积最小。从空间上看，汪清县生态空间各乡镇均有分布，且面积较广；生产空间主要分布在西部地区以及苇子沟镇；生活空间主要集中在各乡镇中心地区。汪清县不适宜开发建设的区域较多，面积为794725.35 hm2，以生态保护空间和永久基本农田为主；比较适宜的区域面积为4294.65 hm2，主要是已作为建设用地的区域；一般适宜区域面积为4615.24 hm2，以农村生活空间和部分农业生产空间为主；临界适宜区域面积为72055.08 hm2，主要为生态调节空间中生态保护红线外的区域。

汪清县生态空间中不适宜开发建设区域面积为785296.09 hm2，占生态空间总面积的99.05%，由于汪清县是木业之都，以生态空间为重，不适宜开发建设区域比重较大；而比较适宜开发建设区域面积为0.00 hm2，一般适宜面积254.79 hm2，临界适宜面积7298.09 hm2，所占面积比例均不高。

生产空间开发建设适宜性中临界适宜的空间面积比重较大，总面积为64756.98 hm2，占生产空间面积的86.97%，而比较适宜、一般适宜以及不适宜空间的面积分别为954.34、177.83和8568.14 hm2，分别占生产空间面积的1.28%、0.24%和11.51%。

生活空间开发建设区域中除临界适宜外，其余适宜等级分布较均匀，其中临界适宜面积为0.00 hm2，比较适宜、一般适宜以及不适宜面积分别为340.31、4182.62和861.12 hm2，分别占生活空间面积的39.84%、49.89%和10.27%。

图2 汪清县国土空间开发建设适宜性分布图

3.2 国土空间开发建设适宜性乡镇分析

2017年汪清县各乡镇开发建设适宜等级面积统计见表6，从乡镇角度来看，汪清县各乡镇适宜性有较大差别，但总体上不适宜开发建设区域在各乡镇所占比例较多；从临界适宜区域看，罗子沟和大兴沟镇所占比例较高；而比较适宜与一般适宜面积差距不大，在各乡镇均匀分布。

各乡镇中心地区及附近空间地域适宜性较好，各乡镇比较适宜、一般适宜以及临界适宜空间经不同程度改造后，可用于开发建设的区域空间面积较多的有罗子沟镇和大兴沟镇，分别为20361.83和17776.35 hm2，而占所属乡镇总面积的百分比较高的为汪清镇、大兴沟镇以及罗子沟镇，所占比例分别为19.60%、17.61%以及14.76%，其余乡镇所占面积和占比均较低。可以看出，汪清县作为“木业之都”，其生态价值较高，未来开发建设时应着重考虑其生态价值，避免盲目开发建设，造成土地资源浪费，根据其生态导向综合考虑，促进汪清县国土资源优化利用，进一步调整国土空间格局。

表6 汪清县各乡镇适宜性统计表 hm2

4 讨论与结论

汪清县各乡镇经适当改造后可用于国土空间开发建设的区域较少，在一定程度上可以看出其生态功能较为重要。国土空间适宜性评价是国土空间开发建设的重要环节，本文在参照相关研究成果的基础上，将汪清县划分为生态、生产、生活三类空间，各类空间根据其所受到的不同限制进行考量，同时结合开发建设适宜转移矩阵，得到汪清县开发建设适宜性分布结果，整体上看，此方法结合地类功能、政策限制以及自然条件，具有较大可行性；但同时由于数据获取的难易程度，在进行建设用地适宜性评价时，选取的限制因素考虑不够全面，在未来开发建设时可在此基础上适当增加限制因素加以考虑。

本文将三生空间应用于国土空间开发建设适宜性评价，以汪清县为研究对象，利用三种空间不同功能用途确定限制条件，从而对研究区域进行适宜性分析，确定其适宜程度及空间分布格局，结果表明：

(1)汪清县生态空间面积为792848.98 hm2，在各乡镇均有大面积分布，一般适宜、临界适宜与不适宜分别为254.79、7298.09和785296.09 hm2；生产空间面积为74457.29 hm2，集中分布在汪清县东部地区，比较适宜、一般适宜、临界适宜和不适宜分别为954.34、177.83、64756.98和8568.14 hm2；生活空间为8384.05 hm2，主要分布在各乡镇中心地区，比较适宜、一般适宜与不适宜分别为3340.31、4182.62和861.12hm2。

(2)汪清县不适宜开发建设的区域居多，面积达794725.35 hm2，占汪清县国土面积的90.75%，生态空间、生产空间和生活空间分别占89.68%、0.98%和0.10%，生态空间面积较大；临界适宜区域为72055.08 hm2，占比为8.23%，生态空间、生产空间和生活空间分别占0.83%、7.39%和0.00%，以生产空间为主；比较适宜区域面积为4294.65 hm2，占比为0.49%，生态空间、生产空间和生活空间分别占0.00%、0.11%和0.38%，以生活空间为主；一般适宜区域面积为4615.24 hm2，占比为0.53%，生态空间、生产空间和生活空间分别占0.03%、0.02%和0.48%，也以生活空间为主。

(3)总体来看，汪清县各乡镇不同适宜等级土地经相应改造后可用于国土空间开发建设的区域较少，其中占比较高的有汪清镇、大兴沟镇以及罗子沟镇，但占比均不到20%，其余乡镇比例更低。未来发展应注重其生态价值，在开发建设时进行合理规划，提高土地利用效率。