贵州省“三生空间”时空演变研究

马淑亮，郜红娟

(1.贵州理工学院建筑与城市规划学院，贵州 贵阳 550003； 2.贵州师范学院地理与资源学院，贵州 贵阳 550018))

0 引言

自改革开放以来，我国工业化、城镇化进程快速推进，城镇化率已经从1978年的17.9%上升到了2017 年的58.5%[1]。然而，在城镇化快速发展过程中，其生产、生活、生态空间用地矛盾亦愈发严峻[2-3]。面对发展困境，十八大提出要构建“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”。结合土地利用现状分类国家标准，构建的三大土地利用空间体系对保护生态环境及优化国土空间开发具有重要意义。因此，“三生空间”的相关研究成为土地资源管理领域的研究热点[4-5]。

目前，学者们对“三生空间”的研究主要集中于“三生空间”的功能分类、“三生空间”的布局优化、不同尺度“三生空间”研究等方面。从功能分类来看，现有研究侧重于主体功能区[6-8]、生态系统理论[9-10]及土地利用[11-12]的“三生空间”分类。如张红旗等[7]以土地的主体功能为出发点，构建了中国“三生用地”的分类体系，并对其空间格局进行了分析；念沛豪等[9]运用生态位理论的功能评价模型，为湖南省国土空间进行功能分类并建立评价指标体系。另外，学者从各行政区划尺度(国家、省、市、县、乡镇)[13-16]及典型区域[17-18]研究了“三生空间”。如郇璐琳等[15]以海阳市为例，探索了“三生空间”的空间分异特征及演变趋势；柳冬青等[17]构建了“生产、生活适宜性和生态重要性”三生功能空间评价体系，揭示了1990-2014 年甘肃白龙江流域三生功能空间格局及其变化特征。此外，部分学者基于适宜性评价、“多规合一”等开展了“三生空间”的布局优化研究[19-21]。如胡兴定等[20]分析了影响“三生空间”布局的因素，并研究了关于优化采矿复垦区人居环境的理论体系。目前，“三生空间”的相关研究多采用ArcGIS法和模型法。如崔家兴等[22]在ArcGIS支持下，采用格网分析、空间自相关分析和三角图分析法研究“三生空间”分布格局和演化特征；朱媛媛等[23]采用生态评估模型(NPP)提出湖北省五峰县“三生空间”优化策略。然而当前研究多集中于我国中东部地区和西北地区，鲜有学者关注西南地区。贵州作为近几年发展较快的省份，快速的经济发展势必对生产、生活、生态空间产生压力。同时，贵州省作为长江和珠江上游重要生态保护区，其“三生空间”变化对两江生态安全至关重要。鉴于此，以贵州省为例，分析“三生空间”时空演变特征，以期为土地利用优化布局、生态文明建设提供科学依据。

1 材料和方法

1.1 研究区概况

贵州省地处我国西南腹地，东与湖南、西与云南、南与广西、北与四川和重庆接壤，全省总面积为17.6万km2，辖9个市(州)，88个县(市区)。全境位于云贵高原东部，高原山地居多，地势东高西低，平均海拔1 100 m左右。气候类型属亚热带湿润季风气候，气温变化小，冬暖夏凉，气候宜人。年平均气温15℃左右。年降水量1 100～1 300 mm。近年来，贵州省经济迅猛发展，建设用地占用耕地现象屡见不鲜，人类活动对区域生态环境干扰强烈。

1.2 数据来源与处理

该研究土地利用数据来源于地理国情监测云平台，数据包括1995、2005和2015 年3期分辨率为30 m的贵州省土地利用数据，该数据是中科院基于Landsat遥感影像采用人机交互目视解译的方式获得，精度大于85%，可以满足研究需要。运用ArcGIS软件将土地利用类型划分为耕地、林地、草地、城乡及工矿用地、水域未利用地6个一级类和有林地、灌木林地、疏林地、其他林地等27个二级类。

1.3 研究方法

1.3.1 “三生空间”分类

借鉴国土空间“三生”功能理论[24]，并结合前人的研究成果，以土地的生态、生产、生活功能为主导，与土地利用现状地类相衔接，结合主体功能区分类，对《土地利用现状分类》标准中的27个二级地类进行“三生功能”的归并，构建“三生用地”分类体系，如表1所示。

表1 贵州省“三生空间”分类

1.3.2 “三生空间”转移矩阵

“三生空间”转移矩阵是指根据一个地区不同时期土地覆被状况的相互转换关系而得到的一个二维矩阵，它反映了在一段时间内一种用地类型向其他各种用地类型转换的数量和方向[25-26]。

2 结果与分析

2.1 贵州省“三生空间”时空转型研究

1995-2005年间贵州省生产空间面积显著增加，生活空间面积相对保持稳定，生态空间面积显著减少；2005-2015年生产空间面积减少，生活空间面积增加，生态空间面积相对保持稳定；1995-2015年生产空间及生活空间面积增加，而生态空间面积显著减少，这主要是因为受到改革开放以来贵州省经济的快速发展、城镇化进程的加快、退耕还林工程的实施、产业开发的影响，如表2所示。

表2 1995-2015年“三生空间”面积及其变化km2

1995-2005年间贵州省生产空间与生态空间之间的转换较显著，其中生态空间转换为生产空间的面积最多为2 037 km2，生活空间转换为生产空间和生态空间的面积相同为7 km2。2005-2015年各空间的转换较1995-2005年显著增加，其中生产空间转换为生态空间的面积最多为4 319 km2。1995-2015年整体上各空间的转换相对频繁，特别是生产空间与生态空间之间的转换尤为显著，如表3所示。

表3 1995-2015年“三生空间”转移矩阵km2

2.2 贵州省“三生空间”格局变化特征

1995-2005年，贵州省大部分地区的生产空间呈扩张趋势，仅有西北部个别地区、中部个别地区及西南部个别地区呈缩小趋势，其中东北部个别地区、中部个别地区、东南部个别地区、西部零星地区及南部个别地区扩张趋势明显。贵州省绝大部分地区的生活空间呈扩张趋势，仅有东部个别地区、中部个别地区、南部个别地区及西北部零星地区呈缩小趋势。贵州省绝大部分地区的生态空间呈缩小趋势，仅有西北部个别地区、中部个别地区及西南部个别地区呈扩张趋势，其中中部零星地区缩小趋势明显，如图1所示。

2005-2015年，贵州省绝大部分地区的生产空间呈缩小趋势，仅有东部个别地区、中部个别地区及西南部个别地区呈扩张趋势，其中中部零星地区缩小趋势明显。贵州省绝大部分地区的生活空间呈缩小趋势，仅有西部个别地区及中部个别地区呈扩张趋势，其中东南部个别地区缩小趋势明显。贵州省部分地区的生态空间呈扩张趋势，而东部部分地区、中部部分地区及西部部分地区呈缩小趋势，其中中部零星地区扩张趋势明显，如图1所示。

1995-2015年，贵州省大部分地区的生产空间呈扩张趋势，仅有西北部个别地区、中部个别地区、东部零星地区及西部个别地区呈缩小趋势，其中中部及南部零星地区扩张趋势明显。贵州省全部地区的生活空间呈扩张趋势，其中西部个别地区及中部零星地区扩张趋势明显。贵州省绝大部分地区的生态空间呈缩小趋势，仅有北部个别地区、中部个别地区、东部零星地区及西南部个别地区呈扩张趋势，其中中部零星地区缩小趋势明显，如图1所示。

2.3 贵州省“三生空间”在地形起伏度上的变化特征

1995-2005年间贵州省生产空间在各地形起伏度上均呈小幅上升趋势(Ⅲ>Ⅰ=Ⅱ>Ⅳ>Ⅴ)，生活空间在起伏度Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ上呈上升趋势，而在Ⅳ、Ⅴ上呈下降趋势，生态空间在各地形起伏度上均呈小幅下降趋势(Ⅰ>Ⅱ>Ⅲ>Ⅳ>Ⅴ)；2005-2015年间生产空间在各地形起伏度上均呈小幅下降趋势(Ⅴ>Ⅳ>Ⅲ>Ⅰ>Ⅱ)，生活空间在各地形起伏度上均呈上升趋势(Ⅰ>Ⅱ>Ⅲ>Ⅴ>Ⅳ)，生态空间在起伏度Ⅰ上呈下降趋势，在Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ上逐渐呈缓慢上升趋势；1995-2015年间生产空间在各地形起伏度上均呈小幅上升趋势(Ⅱ>Ⅰ>Ⅲ>Ⅳ>Ⅴ)，生活空间在起伏度Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ上呈上升趋势，而在Ⅳ、Ⅴ上呈下降趋势，生态空间在各地形起伏度上均呈小幅下降趋势，如图2所示。

图1 贵州省“三生空间”格局变化

图2 “三生空间”在地形起伏度上的变化

3 讨论

“三生空间”时空演变是长期人与土地资源之间相互作用的结果，它是一个动态的发展演变过程。本研究结果发现，1995-2015年间贵州省生产空间及生活空间的面积增加，主要是因为经济的快速发展、城镇化进程的加快和人口的大量增加。近年来，随着气候变化和人类活动的不断加剧，引发了一系列问题，如资源开发强度过大、土地资源利用低效浪费、环境污染日益加剧等导致生态用地不断被支离和占用，破碎化加剧。此外，贵州省“三生空间”分布格局区域差异较为显著，生活空间与生产空间分布格局具有相似性，这与李明薇等[14]、郇璐琳等[15]研究结果较为相似。然而，本研究的生产空间分布较为分散，生活空间分布较为集中，这与崔家兴等[22]对湖北省的三生空间演化格局的研究结果存在一定差异。贵州省各空间的转换较为频繁，特别是生产空间与生态空间的转换尤为显著，这在曾小洁等[27]研究结果中有所显示。然而，值得注意的是，生活空间受地形起伏度的影响较大，不同区域可以针对其变化规律提出应对策略。

4 结语

1995-2015年间贵州省生产空间及生活空间的面积增加，生态空间的面积显著减少。各空间的转换较频繁，其中生产空间与生态空间的转换尤为显著。从空间格局来看，贵州省大部分地区的生产空间呈扩张趋势，全部地区的生活空间亦呈扩张趋势，而绝大部分地区的生态空间呈缩小趋势。从地形起伏度上来看，生产空间在各地形起伏度上均呈小幅上升趋势，生活空间在起伏度Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ上呈上升趋势，而在Ⅳ、Ⅴ上呈下降趋势，生态空间在各地形起伏度上均呈小幅下降趋势。