黄河三角洲国土空间演变的时空分异特征与驱动力分析

曲衍波，王世磊，朱伟亚，平宗莉

黄河三角洲国土空间演变的时空分异特征与驱动力分析

曲衍波1，王世磊1，朱伟亚2※，平宗莉2

（1. 山东财经大学公共管理学院，济南 250014；2. 山东省土地调查规划院，济南 250014）

科学有效掌握国土空间时空演变特征及其驱动机制是优化与构建国土空间保护开发格局的基本前提。该研究以黄河三角洲为例，围绕“过程-格局-驱动”的逻辑主线，基于2000、2010和2020年遥感数据构建国土空间分类体系，利用弦图可视化模型和地学信息图谱刻画国土空间演变过程，借助重心偏移模型和空间自相关分析法明晰国土空间演变的时空格局特征，通过地理探测器解析国土空间演变的驱动机制。结果表明：1）2000—2020年黄河三角洲国土空间规模与结构变化日益显著，不同类型之间发生着农业空间内部互换、生态空间与农业空间互换以及城镇空间向生态空间的转移过程。2）2000—2020年黄河三角洲不同类型国土空间重心偏移呈同向连续和异向迂回现象，沿海地区的HH集聚和LL集聚特征显著，并在不同时期表现为农业空间和城镇空间占用生态空间转向城镇空间反哺生态空间和农业空间的特点。3）2000—2020年黄河三角洲前后两个时期国土空间演变的驱动力存在差异，由早期的交通区位和经济发展水平为主控因子逐渐转向后期以政策制度环境为主导的驱动机制。积极开展黄河三角洲资源环境承载能力和国土空间开发适宜性评价，构建合理有序的国土空间保护开发秩序是实现该地区可持续发展的重要支撑。

土地利用；时空分异；驱动力；地学信息图谱；空间自相关；地理探测器；黄河三角洲

0 引 言

国土是支撑人类社会可持续发展与生态文明建设的空间载体，2015年9月，联合国《2030年可持续发展议程》中提出实现粮食安全，建设具有包容性、安全性、复原力和可持续性的城市和人类住区以及保护、恢复和促进对陆地生态系统的可持续利用等17项可持续发展目标[1]。2019年5月，《中共中央国务院关于建立国土空间规划体系并监督实施的若干意见》中指出“……科学有序统筹布局生态、农业、城镇等功能空间，划定生态保护红线、永久基本农田、城镇开发边界等空间管控边界以及各类海域保护线，强化底线约束，为可持续发展预留空间”。因此合理划分国土空间类型，科学识别国土空间时空演变特征与驱动因素是积极响应可持续发展的逻辑前提，也是加快构建国土空间治理能力与治理体系现代化的必然要求。

面向空间识别与优化的“三生空间”是当前国土空间研究的学术前沿[2-3]，“双评价”（资源环境承载能力评价和国土空间开发适宜性评价）实施以来，研究重点逐渐关注“生态-农业-城镇空间”的国土空间格局优化与驱动力研究[4-7]。具体来看，“三生空间”的概念内涵[8-9]、用地分类[10-11]、空间格局[12-15]、生态环境效应[16]等研究备受关注，与之相衔接的“三生功能”耦合协调[17]、分区调控[18]、协同演化机制[19]等研究成为“三生空间”的深入探究和逻辑顺延，并且两者之间建立起较为完善的“要素-结构-功能”系统关联机制[3,20]；围绕“三区三线”划定[21-23]、土地利用优化[24]、主体功能区高质量发展[25]、国土空间格局演变及其驱动因素[7,26]等是“生态-农业-城镇”空间研究的主要内容，为优化国土空间开发保护格局提供有益借鉴，具有鲜明的国家战略导向。其中，在分类体系上，从生产、生活、生态三个方面阐述国土空间的形成机理及其相互关系，是开展国土空间类型识别与结构优化的基础，得到学术界的一致认可[3]，而针对国土空间规划体系下的“生态-农业-城镇空间”类别划分鲜有涉及[7]；在研究尺度上，典型山区、城市群、湖泊、特殊开发区以及行政区划（如县域、省域、全国）等局地或全域空间尺度为主要研究对象，对国土空间及其功能演变进行微观探析和宏观把握，较少对流域和行政区划相结合的中观层面尤其是陆地、河流、海洋交汇的生态脆弱性区域进行深入剖析；对于时空演变分析，土地利用转移矩阵与景观格局指数是刻画国土空间演变特征的重要方法，能够定量化的揭示国土空间演变过程的数量关系及其空间结构特征，然而国土空间演变过程不仅具有数量属性，也涉及速度属性和空间属性，尤其是相邻行政单元之间数量变化关系的集聚或离散程度在空间上的表达状态鲜有报道。

基于此，本研究以区域可持续发展为导向，以保护与开发并重的黄河三角洲高效生态经济区为研究区，基于2000—2020年遥感数据，借鉴并完善已有研究的国土空间分类体系，从过程、格局与驱动因素等多个维度刻画国土空间演变过程，全面揭示黄河三角洲国土空间演变的一般规律，以期为区域国土空间规划和高质量发展提供决策参考。

1 研究区概况与数据来源

1.1 研究区概况

黄河三角洲高效生态经济区（36°25′～38°16′N，116°54′～120°18′E）（以下简称黄河三角洲）（图1）位于山东省北部，毗邻渤海，共涉及6个设区市的19个县（市、区），总面积2.65×104km2，2020年GDP总额为4 304.2亿元，常住人口1 052.65万；截至2020年，黄河三角洲国土空间开发强度为15.76%。该区域作为环渤海经济圈与山东半岛的结合部，社会经济增长动能显著加强，生态空间、农业空间与城镇空间之间的供需矛盾不断加剧，导致社会生态系统失衡，调节区域人地关系和谐与可持续发展迫在眉睫。国务院2009年11月23日正式批复《黄河三角洲高效生态经济区发展规划》，提出“合理划分农业、建设和生态用地，探索土地利用管理新模式”，国土空间保护与开发面临着新的机遇，2010年以来该区域国土空间管控成效如何还有待于进一步实证分析，尤其是在生态文明建设背景下，构建集约高效的国土空间开发保护格局成为重要命题，以此作为案例区开展国土空间演变研究具备重要的典型性和现实意义。

1.2 数据来源与处理

当前国土空间分类主要遵循的是国土空间规划“三区三线”中的“三区”（生态空间、农业空间、城镇空间），而可供作为国土空间分类的土地利用数据来源主要有国土调查数据、国土空间规划数据和遥感影像数据，前两类具有分类详细、斑块清晰等优点，但缺少长时期的连续型数据，并且与国土空间分类的匹配度存在一定差距；而遥感影像数据具有时间连续性强、分类标准统一的优点，适合进行长时间序列的国土空间演变分析。因此，本文选取2000、2010、2020年3期土地利用遥感数据，数据来源于中国科学院资源环境与科学数据中心（http://www.resdc.cn），分辨率为1 km，并通过划分国土空间类型，揭示黄河三角洲高效生态经济区设立前后的国土空间演变差异特征。首先，在ArcGIS10.3中，利用研究区边界对遥感数据按掩膜提取，形成研究区国土空间基础数据库；然后，基于LUCC分类体系和国土空间的对应关系，将国土空间进行三级分类，如表 1所示。

表1 黄河三角洲国土空间分类体系

2 研究方法

国土空间开发保护格局体现了人类活动利益诉求的空间反映[27]，其基本前提在于明晰国土空间演变特征。因此，本文按照“过程-格局-驱动”的研究逻辑主线，从总量变化和类型转化两个方面解析国土空间变化的过程性特征，从重心轨迹和集聚性两个方面刻画国土空间演变的空间异质特征，进而综合自然条件、交通区位、社会经济水平以及政策环境等要素探究国土空间演变的影响因子与驱动机制。

2.1 国土空间演变过程分析方法

2.1.1 弦图可视化模型

弦图主要用于展示多个对象之间的关系，连接圆上任意两点的线段叫做弦，弦（两点之间的连线）就代表着两者之间的关联关系。弦图可以反映国土空间演变过程中不同国土空间之间转换的数量和流向关系并进行可视化表达[28]，弦（连接线）的宽度越宽，表示不同国土空间之间转换的数量越高。本文利用Mul-Charts1.8软件（https://jshare.com.cn/new）将不同国土空间演变过程进行可视化表达。

2.1.2 地学信息图谱

地学信息图谱分析用于反映国土空间数量、类型等方面的变化程度，是人类社会经济活动在国土空间的基本体现[29]。国土空间演变过程体现了一种国土空间类型转化为另一种国土空间类型的变化关系，包括转入和转出两个转化方向，前者关注转入国土空间类型的增量，后者关注该国土空间类型的减量。本文利用ArcGIS10.3平台的栅格计算器对2000—2020年两个时期的国土空间类型进行叠加运算（公式1），得到黄河三角洲不同时段国土空间变化图谱，进一步从中提取国土空间类型的新增规模和萎缩规模，得到涨势图谱和落势图谱。

=×10+（1）

式中表示新生成的图谱编码，、分别表示研究初期和末期的土地利用图谱单元编码（二级分类编码）。例如：=12的含义是指由绿被生态空间转换为水域生态空间的地学信息图谱。

2.2 国土空间演变格局分析方法

2.2.1 重心偏移模型

国土空间变化重心迁移模型体现了不同国土空间变化轨迹，是不同时间段国土空间演变过程空间表达的直观反映，计算方法如公式（2）、（3）。

式中和分别表示特定时期内国土空间类型的重心坐标；S和分别表示第个斑块的面积（km2）和斑块数量；M和N分别表示第个斑块的重心坐标。

2.2.2 空间自相关分析

空间自相关分析包括全局自相关和局部自相关分析，在此基础上各自又划分为单变量和双变量分析，单变量分析用于识别单一地理要素之间的聚集或离散特征，而双变量分析用于识别两个变量之间增减关系的空间表达[30]。本文通过计算2000—2020年两个时期不同国土空间类型的规模变化量，借助GeoDa和Stata 15软件，分别测度国土空间单变量局部Moran’s指数、双变量相关系数以及全局Moran’s指数，探析黄河三角洲不同国土空间类型变化的空间格局特征。计算公式如（4）、（5）所示：

单变量空间自相关表达公式为

双变量空间自相关表达公式为

2.3 国土空间演变驱动分析方法

地理探测器是解释空间分异特征、探测解释因子的数理统计方法，具有操作便捷、受样本约束小等优点[31]，计算方法如公式（7）。考虑驱动因素数据可获取性，本文以黄河三角洲县（市、区）为基本单元，以2000—2010年和2010—2020年两个时期生态、农业和城镇3类国土空间的变化率为地理探测器指标，借助GeoDetector工具进行国土空间变化的驱动因素探析。

表2 国土空间演变驱动因素指标

3 结果与分析

3.1 国土空间演变整体特征分析

整体来看（表3），黄河三角洲国土空间类型以农业空间和生态空间为主，符合区域资源禀赋条件。在2000—2020年，全域农业空间面积占比均在60%以上，生态空间面积占比在17%~23%之间，城镇空间面积占比介于7%~11%。同时，在2000—2010年、2010—2020年和2000—2020年3个时间段，全域国土空间综合变化速率分别为0.39%、2.1%和1.07%，变化幅度随着时间的推移明显加快，说明国土空间结构变化日益显著，受人类活动干扰愈加强烈。

表3 2000—2020年黄河三角洲国土空间变化统计表

不同国土空间类型来看（表3），生态、农业和城镇空间面积均有所增加，但动态度有所差异。其中，生态空间规模先减少后增加，主要是2010—2020期间以沿海滩涂、湿地为主的水域生态空间面积急剧增加，但绿被生态空间面积却持续萎缩且幅度逐渐增强，主要是人类开发建设活动占用了大量的绿被生态空间。农业空间规模则先增加后减少，乡村生活空间面积变化较小，主要是受耕地变化影响较大，随着土地用途管制的趋严，耕地保护力度加大，生态脆弱区内早期增加的耕地逐渐退出。城镇空间规模也是先增加后减少，主要与工矿生产空间变化有关，前期受资源禀赋条件影响大规模开采石油导致工矿生产空间上升，而后期受生态保护需求以及矿山修复工程使得工矿生产空间下降；但受社会经济发展和城镇化持续推进的影响，城镇生活空间规模持续扩大，在一定程度上也满足了市民基本生活的建设用地需求。

3.2 国土空间演变过程分析

3.2.1 规模特征分析

从分阶段来看（图2a、图2b），2000—2010年黄河三角洲国土空间演变特征表现为生态空间转换为农业空间、城镇空间占用生态空间和农业空间以及生态空间内部互换。其中，绿被生态空间主要转化为农业生产空间、工矿生产空间和水域生态空间，转出面积为6 475、3 705和1 905km2；水域生态空间主要转化为工矿生产空间、农业生产空间和绿被生态空间，转出面积203、59和53 km2；农业生产空间的主要转入来源为绿被生态空间和水域生态空间，转入面积分别为647 km2和59 km2；工矿生产空间主要转入来源为绿被生态空间、水域生态空间和农业生产空间，转入面积分别为370、203和89 km2。2010—2020年国土空间演变表现为农业空间和城镇空间补偿生态空间、农业空间内部互换。其中，工矿生产空间主要转出为水域生态空间，转出面积为1 750 km2；农业生产空间主要转化为乡村生活空间和水域生态空间，转出面积分别为1 587 km2和1 083km2；乡村生活空间主要转化为农业生产空间，转出面积为1 578 km2，同时乡村生活空间主要转入来源是农业生产空间，转入面积为1 587 km2；水域生态空间主要来源于工矿生产空间和农业生产空间，转入面积分别为1 750 km2和1 083 km2。

从全时段来看（图2c），2000—2020年黄河三角洲国土空间变化主要表现为农业空间内部互换、生态空间与农业空间互换以及城镇空间向生态空间转移。其中，农业生产空间转入乡村生活空间面积为1 587 km2，乡村生活空间转入农业生产空间面积为1 576 km2；绿被生态空间主要转化为水域生态空间和农业生产空间，转入面积分别为1 568 km2和1 432 km2，农业生产空间转入水域生态空间面积为850 km2；工矿生产空间转入水域生态空间面积为1 214 km2。

3.2.2 空间图谱特征分析

1）基本变化图谱

从分阶段来看，2000—2010年黄河三角洲国土空间变化图谱共生成31类图谱单元，共有25类图谱单元发生了变化（图3a）。其中，“绿被生态空间→农业生产空间”（编码13）图谱类型最为明显，主要分布在垦利区和河口区，大量沿海滩涂被开垦为耕地；“绿被生态空间→工矿生产空间”（编码16）和“水域生态空间→工矿生产空间”（编码26），空间分布向河口区北部扩张，进一步侵占沿海滩涂和滩地；“绿被生态空间→水域生态空间”（编码12），主要分布在东营市沿海地区，为缓解生态系统脆弱性，大量林地和草地转化为湿地。2010—2020年黄河三角洲国土空间变化图谱共生成35类图谱单元，共有29类图谱单元发生了变化（图3b），空间聚集程度较上一阶段显著加强，且沿海地区高于内陆地区。其中，最为显著的是“工矿生产空间→水域生态空间”（编码62），主要分布在莱州湾南岸和研究区北部，主要原因是《黄河三角洲发展规划》管控下的发展理论转变，更加注重生态环境保护，使得盐场与水产养殖基地大幅度减少；“农业生产空间→乡村生活空间”（编码34），主要分布在内陆大部分地区；“乡村生活空间→农业生产空间”（编码43），离散分布在研究区内部，为保障粮食安全和响应国家耕地占补平衡政策，土地整治和复垦等一系列工程措施使废弃宅基地转变为耕地，进而使农业生产空间规模扩大。

从全时段来看，2000—2020年黄河三角洲国土空间变化图谱共生成35类图谱单元，共有29类图谱单元发生了变化（图3c）。其中，“农业生产空间→乡村生活空间”（编码34）和“乡村生活空间→农业生产空间”（编码43），较为均匀的分布在黄河三角洲地区，空间离散程度明显；“绿被生态空间→水域生态空间”（编码12）和“绿被生态空间→农业生产空间”（编码13）主要分布在东北部陆海交汇地区，“农业生产空间→水域生态空间”（编码32）主要分布在莱州湾西部；“工矿生产空间→水域生态空间”（编码62）主要分布在黄河三角洲北部和莱州湾南岸。

2）涨势与落势变化图谱

从涨势图谱来看（图4），2000—2020年黄河三角洲增长的国土空间类型比较明显且相对复杂。其中，2000—2010年黄河三角洲国土空间整体处于相对稳定状态，未发生变化面积占90%以上，发生变化的国土空间以新增工矿生产和农业生产为主，主要分布在近海区域。产业发展是该时期黄河三角洲开发的主流，依托海洋资源建设了港口和大量盐田，通过盐碱地治理增加了许多农业用地。到2010—2020年黄河三角洲国土空间整体变化比较剧烈，发生变化区域占到了40%以上，以水域生态空间、农业生产空间和城镇生活空间为主，其中新增的水域生态空间集中分布在沿海地区，新增的农业生产空间在沿黄河两岸和入海口处分布较多，新增的城镇生活空间主要分布在现有城区和镇区周围，该时期黄河三角洲建立并大力开展生态保护，原有过度开采和建设的工矿用地以及污染严重的化工企业逐渐退出，由生产空间转变为生态空间；国家级农业高新技术产业示范区的成立，为生态农业和循环农业发展提供了支撑，土壤改良带动棉花、蔬菜、林木等耐盐作物种植推广，促使农业生产空间明显增加；而在产业转型发展的带动下，黄河三角洲地区的人口城镇化进程快速，城镇建设空间也随之增加。

从落势图谱来看（图5），整体变化与涨势空间有所相似。其中，2000—2010年水域和绿被生态空间萎缩明显，空间分布范围由沿海向内陆扩张，主要是大量内陆滩涂被开发为盐田。到2010—2020年间受政策影响，国土空间用途管控趋严，生态保护进一步加强，不合理的农业开发和高强度开采的盐田等工矿用地恢复为自然状态，以人为活动为主导的农业生产和城镇建设空间明显缩减。

3.3 国土空间演变时空格局分析

3.3.1 国土空间演变轨迹

由图6可知，黄河三角洲各类国土空间重心迁移路径呈现同向连续和反向迂回的特点。其中，生态空间重心在2000—2020年持续向东南方向偏移，整体偏移距离为23.903 km，该过程主要受绿被生态空间变化影响显著，其持续向东南方向偏移了21.308 km。农业空间重心在2000—2020年的变化轨迹先向东偏移1.227 km再向西北方向偏移2.841 km，呈现迂回式变化过程，但整体移动距离不远，其中2000—2010年变化轨迹受农业生产空间重心向东南偏移和乡村生活空间重心向东北偏移的综合影响，到2010—2020年则主要受乡村生活空间重心偏移影响显著。城镇空间重心在2000—2020年的变化轨迹先向西南偏移5.737 km再向东南方向偏移9.264 km，也呈迂回式变化过程，但整体移动距离相对较远，其中2000—2010年变化轨迹受城镇生活空间重心向西南偏移和工矿生产空间重心向西北偏移的综合影响，到2010—2020年则主要受城镇生活空间重心向东南偏移影响显著。

3.3.2 空间自相关分析

从单变量空间相关性来看（图7），2000—2020年黄河三角洲生态空间、农业空间和城镇空间变化量Moran’s指数均大于0，均呈现空间正相集聚现象，且沿海地区集聚特征高于内陆。在生态空间上，2000—2020变化总量介于-347.48～375.68 km2之间，高高集聚（HH）行政单元由14个减少至5个，集聚区域从西南部移至西北部；低低集聚（LL）行政单元由11个减少至6个，空间分布变化不大；HL集聚和LH集聚行政单元由3个增至4个，空间分布有所扩散。在农业空间上，2000—2020变化总量介于-201.42～190.6 km2之间，两时段高高集聚（HH）行政单元均为9个，但其空间分布由黄河入海口移至研究区西部；低低集聚（LL）行政单元由24个降至9个，空间分布由邹平县、广饶县和滨城区移至垦利区和东营区；HL集聚和LH集聚行政单元的数量和空间变化不明显。在城镇空间上，2000—2020变化总量介于-203.46～69.71 km2之间，高高集聚（HH）行政单元由5个增至11个，空间分布由无棣县、沾化区、河口区和利津县北部移至研究区中部；低低集聚（LL）行政单元由17个降至14个，空间上由西南部移至北部和莱州湾南岸；HL集聚和LH集聚行政单元在数量和空间上没有显著变化。

从双变量空间相关性来看（图8），不同国土空间变化量之间增减关系的空间异质特征显著，整体上沿海高于内陆、西部高于东部。一方面，生态空间与农业空间变化量由负相关变为正相关，且绝对值逐渐减小，其中2000—2010年两者关系此增彼减，HL集聚分布在黄河三角洲，LH集聚位于滨城区、邹平县；2010—2020年则以同增同减关系为主，主要分布在垦利区、东营区和无棣县。另一方面，生态空间与城镇空间变化量相关系数均为负相关，两者关系持续保持着此增彼减的互换关系，其中2000—2010年空间分布趋于聚集，HL集聚分布于无棣县、沾化区和河口区，LH集聚较为分散，到2010—2020年趋向了分散。再者，农业空间与城镇空间变化量相关系数由正相关变为负相关，但绝对值均比较小，其中2000—2010年两者关系同增同减，以HH集聚为主，集中于黄河入海口北部，此增彼减关系主要分布在黄河入海口；2010—2020年则以此增彼减关系为主，其中HL集聚分布在东营区和广饶县。

综合来看，2000—2010年国土空间关系表现农业空间和城镇空间占用生态空间，生态安全面临严重威胁；2010—2020年，国土空间关系表现为城镇空间反哺生态空间和农业空间，经济社会发展与资源环境协调关系得到一定程度改善。

表5 国土空间变化量相关系数

注：***为解释变量在< 0.01下具有统计显著性。

Note: ***, explanatory variables were statistically significant at< 0.01

3.4 国土空间演变驱动分析

3.4.1 驱动因素分析

综合来看（表6），2000—2020年黄河三角洲国土空间变化率的空间分异特征受到自然、区位、社会、经济和政策因素共同作用，但不同时期的各类国土空间变化率的驱动因子和作用强度有所差异。

从生态空间来看，导致2000—2010年生态空间变化率空间分异的前3位驱动因子分别是地均农业机械动力变化率（0.352）、距海岸线距离（0.263）和城镇化变化率（0.251），农业技术水平的提高加快农业生产效率的同时，也对未利用地开发创造有利条件，同时距海岸线距离远近影响生态空间的总体规模，而城镇化水平影响建设用地侵占生态空间速度，两者也对生态空间变化率的空间分异起到了重要作用。相较于前一阶段而言，地均固定资产投资变化率（0.313）由第10位升至第1位，第三产业比例变化率（0.226）由第9位升至第2位，公共财政支出变化率（0.201）由第5位升至第3位，该时期主要是由于黄河三角洲高效生态经济区设立，通过建立黄河三角洲产业（股权）投资基金恢复和改善生态系统完整性，生态旅游也得到快速发展，因此政策制度环境和经济发展水平是导致生态空间变化率空间分异的主导因素。

表6 国土空间变化率驱动因子探测

从农业空间来看，导致2000—2010年农业空间变化率空间分异的前3位驱动因子分别是距海岸线距离（0.411）、地均农业机械动力变化率（0.328）、年平均降水量变化率（0.254），相对于内陆，黄河入海口由于受泥沙沉积影响形成大量新增土地，形成了农业空间补充的主要来源，经济发展水平的提高带动了农业技术进步，加速了其他空间向农业空间转化，而且由沿海向内陆递减的降水量变化趋势为农业空间演变的空间分异特征发挥重要作用。相较于前一时期，地均固定资产投资变化率（0.481）由第9位升至第1位，地均农业机械动力变化率（0.393）仍保持第2位，人均社会消费品销售额变化率（0.291）由第5位升至第3位，《黄河三角洲高效生态经济区发展规划》确立了建立高效生态农业示范区的战略布局，并进一步划分了优质粮棉区、生态渔业区、生态畜牧区和绿色果蔬区，针对不同区域的发展特色与资金需求给予差异化的政策扶持和资金投入，进而形成了农业空间变化率的空间分异主导因素。

从城镇空间来看，导致2000—2010年城镇空间演变速率空间分异的前3位驱动因子分别是距海岸线距离（0.472）、地均固定资产投资变化率（0.383）和城镇化变化率（0.376），黄河三角洲沿海地区拥有丰富的石油、盐业资源，固定资产投资额巨大，同时由于石油化工产业的发展导致大量人口集聚，这种传统资源型产业的空间差异性是形成城镇空间变化率空间分异的主导因素。相较于前一时期，城镇化变化率（0.486）由第4位升至第1位，地均固定资产投资变化率（0.442）仍为第二位，道路密度变化率（0.401）由第5位升至第3位，伴随着城镇化进程加快，依托产业、交通等优势，以东营区为核心的黄河三角洲城镇发展核心逐渐形成，同时黄河三角洲产业投资基金为经济技术开发区、特色工业园区提供有力资金支持，是该阶段城镇空间变化率空间分异的主导因素。

3.4.2 驱动机制分析

针对两个时段黄河三角洲国土空间变化影响因子的差异性，分别选取作用强度前三位的驱动因子，着重进行黄河三角洲高效生态经济区设立前后的驱动机制对比分析（图9）。

首先，在黄河三角洲高效生态经济区设立之前，受大规模的土地开发与高强度利用影响，以经济生产为主导的国土空间格局逐渐形成。一方面，黄河三角洲未利用地规模较大，加之降水量比较充沛，能够满足农业生产所需的灌溉水源，加之土壤改良技术的不断发展，大量沿海滩涂得以开发利用，新增农业空间规模较大；另一方面，持续推进的工业化和城镇化进程，加快了城市建设区和工业园区的扩展，城镇工矿用地面积不断扩张；而随着海洋经济的发展，港口建设也不断加强，黄河入海口和北部地区的开发利用强度逐渐加大。然后，随着黄河三角洲高效生态经济区的设立以及《黄河三角洲高效生态经济区发展规划》编制与实施，确立了高效生态经济的发展理念，国土空间格局发生显著转变。一方面，受降水量增加影响，加快了区域碳水循环，使得沿海地区生态空间规模增加；另一方面，随着铁路、高速公路等交通基础设施的建设，便利了地区之间生产要素的互联互通，产业结构更趋合理，城镇化建设由增量扩张转向存量盘活，城镇空间规模有所下降；同时，大量专项资金的投入和科技的进步，也加快了现代高效农业发展和新旧动能转换，带动黄河三角洲国土空间集约利用水平显著增强。

4 结论与讨论

本文基于“过程-格局-驱动”的逻辑主线开展黄河三角洲国土空间演变分析，以期为构建合理有序的国土空间开发保护格局提供有益参考，主要结论如下：

1）2000—2020年黄河三角洲国土空间整体以农业空间为主，不同国土空间类型的演变过程差异显著。其中，生态空间规模先减少后增加，水域生态空间面积急剧增加，绿被生态空间面积持续萎缩；农业空间城镇空间规模均为先增加后减少，前者受农业生产空间影响较大，后者主要与工矿生产空间变化有关。不同国土空间类型之间表现为农业空间内部互换、生态空间与农业空间互换以及城镇空间向生态空间转移，且在沿海地区较为密集，在内陆地区较为分散。

2）2000—2020年黄河三角洲国土空间格局呈明显的规律性演变。其中，国土空间重心偏移路径表现为生态空间向东南方向持续偏移、农业空间和城镇空间则分别向北、向南迂回偏移。国土空间集聚特征表现为沿海地区单类型空间HH集聚和LL集聚，不同类型之间则由农业空间和城镇空间占用生态空间转向城镇空间反哺生态空间和农业空间的转变。

3）2000—2020年黄河三角洲国土空间演变过程受到自然、区位、社会、经济和政策因素共同作用，但不同时期的影响因子与作用强度存在差异。在2010年黄河三角洲高效生态经济区设立之前，交通区位条件和经济发展水平为主控因子，农业和城镇空间大规模开发利用，以经济生产为主导的国土空间格局逐渐形成；自2010年黄河三角洲高效生态经济区设立以来，受政策制度环境主导，黄河三角洲发展理念转向生态保护与高质量同步，生态修复治理逐渐加强，国土空间格局发生显著转变。

本研究在一定程度上丰富和发展了土地利用/覆被变化的实证研究，揭示了黄河三角洲国土空间时空演变的发展过程、空间格局与驱动因素，为国土空间格局优化提供有益参考。相较于内陆地区，黄河三角洲沿海一侧的生态系统更加脆弱，但其国土空间变化特征更为明显，并随时间推移呈现增强趋势，这种高频率的国土空间转化关系极易造成区域发展的不稳定性，不利于长期的可持续发展，因此，积极开展区域性资源环境承载力评价和国土空间适宜性评价并编制《黄河三角洲高效生态经济区国土空间规划》，明确区域发展的承载规模和适宜性等级是构建合理有序的国土空间保护与开发格局的研究重点和主要方向。

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Spatial-temporal differentiation characteristics and driving force of territorial space evolution in the Yellow River Delta

Qu Yanbo1, Wang Shilei1, Zhu Weiya2※, Ping Zongli2

(1.,,250014,; 2.,250014,)

Territorial space is an essential carrier to support the sustainable development of ecological civilization in the human community. It is necessary to accurately identify the types of territorial space, and thereby to determine the temporal and spatial evolution characteristics and driving factors. Taking the High-Efficiency Eco-economic Zone of the Yellow River Delta as the research area,this study aims to optimize the pattern of land and space under the guideline of “process-pattern-drive”.Firstly, a territorial space classification system was constructed using the remote sensing data from 2000 to 2020. Secondly, a chord diagram model in visualization data and Geo-information Tupu were selected to describe the evolution of territorial space. A gravity-center shift model and spatial autocorrelation were used to clarify the spatial and temporal pattern in territorial space evolution.Finally, a geographic detector was used to analyze the driving mechanism of territorial space evolution.The results showed that: 1) The change rates of territorial space in the Yellow River Delta were 0.39% and 2.1% in 2000-2010 and 2010-2020, respectively. There was an increasingly significant change in the territorial space structure.The territorial space evolution included the internal exchange of agricultural space, the exchange of ecological space and agricultural space, as well as the transfer of urban space to ecological space.2) The gravity-center of ecological space shifted 23.903 km to the southeast in the Yellow River Delta, indicating the longest migration path from 2000 to 2020. Nevertheless, the gravity center of agricultural space shifted 3.241 km to the northwest with the shortest migration path. In addition, the spatial agglomeration of territorial space change was mainly concentrated in the coastal areas. The agricultural and urban space occupied the ecological space from 2000 to 2010, whereas, the urban space fed back ecological and agricultural space from 2010 to 2020.3) There were different driving factors for the spatial differentiation in the spatial change rate in various periods. Specifically, the policy and institutional environment dominated the study area after the construction of the high efficiency eco-economic zone, whereas, the traffic location and the level of economic development dominated before that. A reasonable and orderly pattern of land protection was also established to evaluate regional resources, environment carrying capacity, and territorial space suitability (“double assessment”), thereby clarifying the carrying scale and suitability level of regional development for the decision-making on the territorial space strategies.

land use; spatial-temporal differentiation; driving force; Geo-information Tupu; spatial autocorrelation; geographic detector; the Yellow River Delta

曲衍波，王世磊，朱伟亚，等. 黄河三角洲国土空间演变的时空分异特征与驱动力分析[J]. 农业工程学报，2021，37(6)：252-263.doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2021.06.031 http://www.tcsae.org

Qu Yanbo, Wang Shilei, Zhu Weiya, et al. Spatial-temporal differentiation characteristics and driving force of territorial space evolution in the Yellow River Delta[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2021, 37(6): 252-263. (in Chinese with English abstract) doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2021.06.031 http://www.tcsae.org

2020-12-24

2021-03-12

国家自然科学基金项目（42077434，41771560）

曲衍波，博士，教授，博士生导师，研究方向为国土空间利用、评价与规划。Email：yanboqu2009@126.com

朱伟亚，研究员，副院长，研究方向为国土空间利用、规划与管理。Email：zhangyongjeff@163.com

10.11975/j.issn.1002-6819.2021.06.031

K909

A

1002-6819(2021)-06-0252-12