都匀市村域“三生空间”结构的时空格局

雷 嫦, 周国富, 黄启芬, 刘纯军, 周宇洋

(1.贵州师范大学 地理与环境科学学院, 贵阳 550025; 2.贵州省都匀市自然资源局, 贵州 都匀 558000)

“三生空间”思想最早可追溯到20世纪80年代台湾省“三生农业”政策的提出[1]，2006年郑百龙等借鉴台湾省“三生农业”的发展经验运用到我国新农村建设中[2]。近年来，生态文明建设在中国上升为国家战略，三生空间协调共生不仅是生态文明的内涵解析，亦成为了生态文明建设的重要内容[3]。三生空间功能结构研究是国土空间优化的基础，是解决国土空间结构失衡、人地矛盾突出等问题的重要保证[4]。进入21世纪，随着城镇化工业化进程的快速推进，生产、生活和生态空间的博弈不断升级，国土空间可持续发展受到严峻挑战和危机[5]，十八大报告明确提出，将“生产空间集约高效、生活空间宜居适度、生态空间山清水秀”，作为三生空间协调发展的总体要求[6]。在此背景下，国内学者基于不同视角和领域，在“三生空间”的概念辨析[7]、功能识别及空间分类体系[8]、冲突与优化调控等[9]方面进行研究，并取得了丰硕的研究成果。目前三生空间功能结构的研究方面，陈仙春等[10]利用定量分析方法，从县、市域多尺度分析了滇中城市群三生空间功能结构的分布格局；吴宇鑫等[11]运用洛伦兹曲线、基尼系数、信息熵等方法模型并以乡镇为单元，对眉县三生用地空间结构进行研究。陈钱钱等[12]运用多时段土地利用数据，从市、县域多尺度分析了江西省三生空间功能结构的时空分布格局；黄娟等[13]从村域尺度定量分析了印江县三生用地结构与分布格局。目前，有关“三生空间”功能结构的研究以城市群、省域、市域等宏观尺度以及县域和乡镇尺度的研究较多，且大多为单一时段的定量研究，而基于村域尺度，探讨典型喀斯特地区村域“三生空间”结构的跨时空研究尚不多见。行政村作为最基础的行政单元，村级土地利用规划是上级土地利用规划的具体化[14]。因此，基于村域尺度的研究对促进岩溶山区村域“三生空间”协调发展，实现县域更精细化土地资源管理具有重要意义。

都匀市为典型的喀斯特地区，是中国经济快速发展的黔中经济圈以及泛珠江三角经济圈的重要组成部分，同时都匀市作为贵州省第一批新型城镇化示范点[15]，经济和城镇化快速发展的同时，耕地减少、国土空间开发混乱等问题日益凸显。基于此，本文以都匀市2008年、2018年土地利用变更调查数据为基础，通过“三生”功能类型划分方案进行重新归类，运用计量地理学方法和GIS空间分析法，从多样化、优势度、信息熵、利用程度和区位度等不同角度，对都匀市109个行政村“三生空间”功能结构的时空分布格局进行分析，旨在为都匀市新一轮国土空间规划提供科学的参考依据，同时对促进喀斯特山区国土空间高效利用，推动乡村振兴发展具有重要意义。

1 研究区概况

都匀市(东经107°7′—107°46，北纬25°51′—26°26′)位于贵州省南部偏东，苗岭山脉以南地区，地处西南岩溶山区，地势西北部高，东部及南部低，土地总面积2 285 km2，山地占总面积的80%以上，国土空间开发限制较大。研究区气候类型属亚热带季风湿润气候，年平均气温16.1℃，年平均降雨量1 431.1 mm。到2018年末，都匀市现辖1个经济开发区、5个办事处、4个乡镇，共109个行政村，总人口50.4万人，城镇人口27.7万人。2018年，全市生产总值完成237亿元，同比增长9.4%。

2 数据来源与研究方法

2.1 数据来源及处理

本文选取都匀市2008年和2018年两期土地利用变更调查矢量数据为基础，行政村边界以都匀市2018年最新行政区划为准，均由都匀市自然资源局提供，利用ArcGIS 10.0根据土地利用主导功能分类方案对各行政村的地类重新归类为8项三生空间二级分类，最终计算各行政村的三生空间功能结构指数。

2.2 研究方法

土地利用类型与三生空间存在密切关系，三生空间是一种功能空间，其概念是着眼于土地利用功能视角提出的[16]，土地利用功能是各种土地利用类型相互作用形成的综合结果，其功能的实现以土地利用类型为基础[17]，因此，基于土地利用类型，建立其与土地利用功能的内在逻辑关系，对构建三生空间分类体系具有科学性，故可以通过土地利用类型来反映三生空间。本文参考陈仙春[10]、陈钱钱[12]、于莉[18]等学者的“三生”主导功能分类方法，按照“生产”、“生活”和“生态”功能构建都匀市“三生空间”分类体系(表1)。为了从多个角度分析研究区“三生空间”功能结构特征，本文选择多样化、优势度、信息熵、利用程度综合指数和区位指数5大指数模型(表2)，以行政村为研究单元分析都匀市“三生空间”功能结构特征。

表1 都匀市“三生空间”分类体系及利用程度分级指数

表2 “三生空间”结构指数模型

3 结果与分析

通过以上5个指数模型对都匀市2008年和2018年三生空间分类现状进行计算，得到都匀市109个行政村“三生空间”功能结构指数，采用ArcGIS中的自然断点法将多样化指数、优势度指数、信息熵指数和利用程度指数划分为高、中高、中低和低4个等级，并生成都匀市各行政村三生空间功能结构格局分布图。

3.1 都匀市“三生空间”功能多样化指数分析

都匀市“三生空间”多样化指数在空间上呈“东北部高，西南部低”的分布格局(图1)。2018年多样化高值区共有20个行政村，占行政村总数的18%，主要集聚于北部城区中心，如西园村和黄莺村等，其他地区农业发展较好的行政村有零散分布，如都匀毛尖产地摆忙村和双堡村、东部甲登村和坝固村等，说明该区域各功能类型较齐全，多样化程度高，与城市和农业布局有关；多样化中高值区分布于高值区周围，共有29个行政村，占比26%；多样化中低值区有33个行政村，占比31%；多样化低值区共有27个行政村，占比25%，主要以西部平浪镇和墨冲镇为代表，呈零散分布，该区域林地比重大，生态环境较好，但三生空间功能结构不协调。

据图1可知，都匀市“三生空间”多样化指数整体呈缓慢上升趋势，平均值由2008年的0.55上升到2018年的0.56，整体处于中等偏上水平。多样化指数呈上升趋势的行政村主要集中在城区东西两侧的城郊地区，共23个行政村，其中附城村、幸福村及绿荫湖村呈显著增长趋势，增长率分别达12%，11%和7%；位于城区中心的剑江村、西园村、黄莺村等6个行政村呈下降趋势，其中黄莺村下降最明显，下降率为9%；保持不变的行政村共有80个，占比73%。受都匀市“一核两翼”的经济发展模式影响，2013年都匀市政府提出要将匀东镇和绿茵湖街道办事处打造成为贵州重要特色轻工业基地工业园区，随后秦汉影视城、绿博园区、建材工业园区等大批产业入驻，大量耕地和林地被建设用地占用，土地利用类型转换“活跃”，导致城郊地区多样化程度显著增强，而土地利用变化与区位条件成正相关关系，西部及南部区位条件较差，变化不明显。

图1 2008年、2018年都匀市村域“三生空间”功能多样化指数空间分布

3.2 都匀市“三生空间”功能优势度指数分析

都匀市“三生空间”优势度指数在空间上总体呈“西南部高，东北部低”的分布格局(图2)，与多样化指数的空间分布相反。2018年优势度高值区共有18个行政村，主要以平浪镇、墨冲镇和小围寨街道办事处为代表，呈零散分布于研究区南部，表明该区域三生空间功能专门化水平较高，受林地生态空间的支配程度大；中高值区有32个行政村，占比29%，主要分布于研究区南部；中低值区有36个行政村，占比33%；低值区有23个行政村，占比21%，集中分布于城区中心，东部经济开发区亦有零散分布。

由图2可知，“三生空间”优势度指数整体处于中等偏下水平且呈下降趋势，平均值由2008年的1.07下降到2018年的1.05。位于城区中心的黄莺村、剑江村、庆云宫村等8个行政村优势度指数呈上升趋势，其中黄莺村增幅最大，从2008年的0.738 3增长到2018年的0.835 6，增长率达13%；呈现下降趋势的有33个行政村，占比30%，其中幸福村、马寨村和绿荫湖村等位于城郊的行政村显著下降，下降率达到16%以上；优势度指数保持不变的有68个行政村，占总行政村的62%。由于城区中心建设用地比重大，城市开发过程中随着建设用地增加，受其支配程度更高；而随着城镇化不断向外扩张，城郊地区大量耕地和林地转化为建设用地，土地功能类型增多，受一种或几种功能类型的支配程度减弱。

图2 2008年、2018年都匀市村域“三生空间”功能优势度指数空间分布

3.3 都匀市“三生空间”功能信息熵指数分析

都匀市“三生空间”信息熵指数的分布呈“东北部高，西南部低”的现状(图3)，与优势度指数的分布格局截然相反。以2018年为例，高熵值区共有18个行政村，与多样化高值区空间重合度较高，由于各类空间功能较多，结构复杂，三生空间功能有序程度低；中高熵值区有35个行政村，占比32%，主要分布于高熵值区周围；中低熵值区有33个行政村，占比30%；低熵值区包括甲壤村、新龙村和朵罗村等23个行政村，占比21%，与优势度高值区的空间分布重合度较高，由于土地功能类型较单一，三生空间功能有序程度高。信息熵指数总体处于中等偏上水平，说明都匀市三生空间功能结构无序程度较高。

图3表明都匀市“三生空间”信息熵指数整体呈上升趋势，平均值由2008年的1 Nat上升到2018年的1.02 Nat，表明都匀市三生空间功能结构整体向无序方向发展。信息熵指数呈上升趋势的行政村有33个，其中，显著增长的行政村多分布于城郊，如幸福村、附城村、文明村和绿荫湖村等，上升率均大于10%；而处于城区中心的黄莺村、西园村、庆云宫村等9个行政村呈下降趋势，与多样化指数下降，优势度指数上升的行政村基本一致；信息熵指数保持不变的有67个行政村，占比61%。随着经济发展，人类对土地利用的干扰增强，土地利用类型复杂，土地功能结构越趋向无序，城区中心受地形条件限制，城市建设以旧城改造为主，土地利用结构已经相对稳定，而城郊地区为城乡过渡地带，土地利用及产业结构异质性强，且处于快速变化状态[25]，无序程度增强。

图3 2008年、2018年都匀市村域“三生空间”功能信息熵指数空间分布

3.4 都匀市“三生空间”利用程度指数分析

都匀市“三生空间”利用程度指数呈“东部高，西部低”的分布格局(图4)。2018年都匀市各行政村三生空间用地利用程度差异明显，最大值为黄莺村(340.96)，最小值为朵罗村(212.04)，从分级来看，利用程度高值区的7个行政村呈团状集聚于城区中心，主要以城镇生活空间为主；中高值区共有31个村，占比28%，主要呈纵向两个条带状分布，一个条带是研究区东部的黄丰村—大坪村—王司村—基场村一线，另一个条带是南部的普林村—良亩村—同心村一带，该区域耕地资源丰富，利用程度相对较高；利用程度中低值区多位于墨冲镇和小围寨街道办，共有46个村，占达42%；利用程度低值区有25个，占比23%，主要分布于远离城镇，林地生态空间比重较大的西部地区。说明都匀市各行政村三生空间用地利用程度差异大，东西部发展不协调。

由图4可知，2008—2018年，三生空间用地利用程度指数平均值由237.77上升到2018年的239.37，总体呈上升趋势，但仍处于中等偏下水平。利用程度指数呈上升趋势的行政村主要集中在沙包堡街道办事处、广惠街道办事处、文峰街道办及匀东镇等经济发展较好的地区，共有28个行政村，其中剑江村、幸福村和附城上升显著，其他81个行政村保持不变，多分布于研究区经济发展较慢的西部及南部地区。表明都匀市三生空间用地利用程度整体增强，但城乡差距仍较大，由于物质流、信息流，能量流的差异，导致城乡之间土地利用变化差异显著，西部及南部地区应加强土地集约化程度，提高土地利用程度的广度和深度。

图4 2008年、2018年都匀市村域“三生空间”利用程度指数空间分布

3.5 都匀市“三生空间”功能区位指数分析

由图5可知，研究区各行政村的功能区位意义差异较大，生态空间区位指数>1的共有41个行政村，占比为37%，主要集中在研究区西部，此外，东南部的归兰乡亦有零散分布，与都匀市林地的主要分布区基本一致。大定村、朵罗村、谷新村等生态空间区位意义最显著，生态用地占比均在70%以上，生态空间区位指数均大于1.2，表明该区域生态价值高，生态功能区位优势明显。2008—2018年，都匀市生态空间区位指数整体呈下降趋势，但变化不明显，具有生态功能区位意义的行政村仅减少2个，呈明显下降趋势的区域主要为西园村、黄莺村、剑江村、大坪村及附城村等城区中心及城郊地区。

图5 2018年都匀市村域“三生空间”功能区位指数空间分布

生活空间功能区位优势突出的行政村主要以城区为核心向东西部村域扩展，呈“核心—边缘”模式。生活空间区位指数>1的共有28个行政村，占比26%，其中黄莺村、剑水村、庆云宫村等行政村生活区位意义最突出，区位指数均大于5，这部分行政村的生活空间比例远高于都匀市平均水平，生活空间区位优势突出。2008—2018年，生活空间区位指数局部上升明显，其增长较快的行政村为绿荫湖村、附城村和大坪村等城郊地区。

生产空间区位意义显著行政村主要集中在东部及东南部地区，与都匀市主要的粮食作物产区基本一致。生产空间区位指数>1的行政村共有59个，占比54%，其中生产区位意义最显著的为坝固村、基场村和鸡贾村等，生产空间区位指数均大于1.5，由于该区域地势较平坦，耕地占比较高，农业发展较好，带动整体生产功能增强。2008—2018年，都匀市生产空间区位意义显著的行政村从2008年的64个减少到2018年的59个，总体呈下降趋势，其中呈明显下降趋势的行政村有西园村、黄莺村、庆云宫村、幸福村等城区中心及城郊区域。

总体而言，各类空间区位优势突出的行政村数量情况为：生产空间区位>生态空间区位>生活空间区位；从2008—2018年，生产空间区位指数和生态空间区位指数均呈下降趋势，显著下降的行政村主要集中在城郊地区，如附城村、大坪村和绿荫湖村等，该部分行政村亦是生活区位指数显著上升地区。由此表明，都匀市以生态和生产空间为主，生活空间较少，但城郊地区生活空间高度胁迫生产和生态空间，未来该区域空间发展要协调三者关系。

4 结论及讨论

(1) 从空间分布来看，都匀市村域“三生空间”功能多样化和信息熵指数呈“东北部高，西南部低”的分布格局，且整体水平较高，优势度指数的分布则相反，整体处于中等偏下水平，利用程度指数东部高，西部低，东西部差异大且整体水平较低，表明都匀市三生空间功能类型较齐全，以林地为主的生态空间和耕地为主的农业生产空间为主导，三生空间用地利用程度较低；研究区各村受自然条件和社会经济发展的辐射影响，三生空间功能结构呈显著空间分异特征，西部地区森林覆盖率高，生态空间区位优势突出，北部中心城区以及城郊区域生活空间区位优势突出，东部及南部地势较平坦，耕地资源丰富，生产区位优势显著。

(2) 从时间变化来看，2008—2018年，都匀市“三生空间”功能多样化和利用程度指数呈上升趋势，优势度指数呈下降趋势，信息熵指数上升，整体向无序方向发展，生态和生产空间区位指数整体下降，生活空间区位指数局部上升明显。三生空间功能结构变化空间差异明显，城郊地区三生空间结构变化激烈，其次是城区中心，西部及南部地区变化不明显，从而表明都匀市生活空间在逐年增加，生产和生态空间逐年减少，三生空间协调面临威胁，城郊地区存在严重不协调现象。

(3) 运用多维计量模型深入地分析了都匀市村域内部三生空间功能结构特征，5个指数具有较强相关性，5个指数相互验证，研究结果与都匀市土地总体规划及城市规划相吻合，说明多维定量模型不仅能反映大中尺度三生空间功能的结构特征，对村域小尺度的研究同样适用。从研究结果来看，都匀市在新一轮的国土空间规划中应继续强化对西部地区生态空间数量和质量的管控，保持其生态屏障功能；东部及南部地区要继续维持农业生产空间在都匀市较为均衡的分布态势，加强基本农田建设与保护，以确保耕地保有量，保证全市粮食安全；由于三生空间结构变化城乡差异较大，西部及南部地区应提升土地利用效率，加强基础设施建设，缩小城乡差距，城郊地区应加强林地和耕地的严格管控，避免城镇建设用地无序扩张，在城市建设的同时要兼顾生态效益。根据都匀市三生空间功能结构变化情况，未来研究可进一步探讨其驱动机制，以期更全面地为都匀市国土空间优化及乡村振兴提供理论支撑与方法指导。