基于“三生”空间的城乡建设用地开发适宜性及空间格局匹配评价——以江西省乐平市为例

冯晓菁，罗志军*，许 巾，李 芳

(1.江西农业大学国土资源与环境学院，江西 南昌 330045；2.江西省鄱阳湖流域农业资源与生态重点实验室，江西 南昌 330045；3.赣州市城乡规划设计研究院，江西 赣州 341000)

【研究意义】近年来，城镇化进程随着经济的发展日益加快。然而，在快速城镇化进程中，城乡建设用地不断侵占周边农田和生态用地，导致“三生”空间相互挤压，使得农业用地、城乡建设用地和生态用地结构失衡。在生态文明新时代背景下,要求对国土空间布局进行科学合理优化，这对缓解用地结构矛盾、平衡“三生”空间具有重要意义。【前人研究进展】不少学者从不同角度开展了建设用地适宜性评价研究[1-15]，如喻忠磊等从可持续视角出发，区域建设空间布局的合理性与可持续性是以空间冲突面积占总建设用地面积比例来刻画的[2]；孟霖等在供求理论基础上，从土地的供给与需求视角来构建城镇建设用地适宜性评价理论框架，为土地市场供求提供参考[3]；纪学鹏等通过陆海统筹的复合视角进行国土空间开发建设适宜性评价，注重陆地与海洋之间的联动交互作用[4]；姜晓丽等为提高建设用地使用合理性，分析了建设用地适宜拓展方向[5]。这些研究都从适宜性评价角度为城乡建设用地合理布局和结构优化提供了理论依据和方法基础。但基于适宜性评价的结果对城乡建设用地承载力进行评价的研究还较少，同时缺乏分析城乡建设用地承载力和现状开发状态之间的空间匹配关系内容，使研究结果无法有效解决实际问题。在城乡建设用地开发适宜性和承载力评价的基础上探讨城乡建设用地的优化配置和合理利用，有助于国土空间布局的优化和区域可持续发展的实现。【本研究切入点】本文将江西省乐平市作为研究区域，首先在“三生”空间划定基础上对城乡建设用地开发适宜性进行评价，然后测算城乡建设用地承载力和可承载城乡建设用地丰度，进而分析城乡建设用地承载力和现状开发状态之间的空间匹配关系。【拟解决的关键问题】此结果以期为乐平市城乡建设用地优化配置和合理利用提供参考。

1 材料与方法

1.1 供试材料

1.1.1 研究区概况 乐平市位于赣东北部，属于景德镇管辖的县级市，土地总面积1980.17 km2。境内以丘陵岗埠地貌为主，山丘、平原相间，地势东高西低，属亚热带季风气候，四季分明，雨量充足，年平均气温18 ℃，年平均降水量1670 mm。乐平市农业生产发达，农作物以水稻、蔬菜为主，是江西最大的蔬菜农产品基地，以“江南菜乡”闻名，由于矿产资源丰富，工业也十分发达。2018年，全市GDP达308.11亿元，总人口94.52万，其中城镇人口36.16万，全市辖18个乡镇(街道)和2个园区。

1.1.2 数据来源 本研究数据主要包括：①土地总体规划及利用变更调查数据库、生态保护红线和永久基本农田划定成果、地面塌陷分布图、地质灾害调查评价图、矿产资源分布图等矢量数据，来源于乐平市自然资源和规划局；② 30 m空间分辨率的DEM数据从地理空间数据云(http://www.gscloud.cn/)取得。将所有数据统一坐标系，并划分为30 m×30 m作评价单元，以ArcGIS10.2为分析平台进行数据分析。

1.2 研究方法

1.2.1 研究思路 根据国土空间规划和“双评价”的相关要求，通过“三生”空间的划定，对乐平市城乡建设用地开发适宜性进行评价，并在此基础上测算乐平可承载城乡建设用地丰度及城乡建设用地承载力，进而对城乡建设用地承载力和现状开发状态之间的空间匹配关系进行分析。

(1)“三生”空间的识别与划定。结合乐平市土地利用现状，采用“一票否决”的方法，识别“三生”空间；以土地主导功能为基础，参照前辈学者对“三生”空间的分类研究进而划定乐平市“三生”空间。

(2)选定评价因子及量化处理。从生态安全、粮食安全、地质环境和区位条件等方面出发，选取12个评价因子构建评价指标体系。其中，生态红线、永久基本农田区、地面塌陷区和矿产资源开发保护区作为强制性指标，河湖岸线保护区、高程、坡度、用地现状、地质灾害、与国道、省道、县道距离等因子作为较强限制性指标，而后对这些因子赋值，进行量化处理。

(3)适宜性等级划分。以ArcGIS 10.2作为技术处理平台，对城乡建设用地进行开发适宜性评价，并通过自然断点分级法划分适宜性等级。

(4)计算城乡建设用地承载力。利用ArcGIS 10.2对适宜性等级和城乡建设用地进行叠加分析，进而核算城乡建设用地可承载临界值和可承载城乡建设用地丰度。

(5)空间格局匹配度及相关分析。首先测算城乡建设用地空间格局匹配度，而后将城乡建设用地可承载临界值、可承载城乡建设用地丰度和空间匹配度进行相关分析得到研究结果。

1.2.2 “三生”空间划定 “三生”空间是一个复杂的多功能综合体，本文以守住永久基本农田红线和生态红线为首要原则，参照刘继来等[12]的识别和分类方法，在乐平市现有土地利用分类的基础上，以土地主导功能为准则，将国土空间分为生产空间、生活空间和生态空间(表1)。

1.2.3 城乡建设用地开发适宜性评价 根据“双评价”的技术指南要求，结合数据可获得性，从生态安全、粮食安全、自然条件和区位条件等角度出发，选取12个评价因子构建评价指标体系，并按照其对建设用地约束程度分为强限制性指标和较强限制性指标两大类(表2)。

表1 “三生”空间划定

在评价因子选取时，基于“三生”空间协调优化的原则，按生态优先原则将生态红线作为强限制性指标；为了保证粮食安全和农业生产空间，严格保护耕地，选定永久基本农田作为强限制性指标；同时，乐平市矿产资源丰富，采矿业发达，矿产资源开发保护区和矿产开采后的地面塌陷区都不宜进行开发建设，为确保生活空间和生产空间的安全，将矿产资源开发保护区和地面塌陷区最为强限制性指标处理。此外，结合相关研究，以现状用地为基础，高程、坡度等自然条件一定程度上限制着建设用地的发展，地质灾害更是直接威胁人们的生命财产安全，与干线公路的距离与建设用地的发展息息相关，因此，在进行适宜性评价时将这些因子作为较强限制性指标。

对强限制性因子的处理，对指标采用0和1赋值，即极限条件法；在前辈学者研究的基础上，利用特尔斐法对较强限制性指标进行打分(0～100量化处理)，并采用层次分析法和专家打分法确定各指标因子权重(表2)。

采用限制系数评价模型，计算各评价单元的城乡建设用地开发适宜性分值。

(1)

式中：E即综合适宜性分值；i是强限制性指标的序号；j是较强限制性指标的序号；Fi是第i个强限制指标的适宜性分值；fj是第j个较强限制性指标的适宜性分值；wj是第j个较强限制性指标的权重；m是强限制性指标的个数；n是较强限制性指标的个数。

表2 乐平市建设用地开发适宜性评价指标及划分标准

续表2 Continued table 2

1.2.4 城乡建设用地承载力 计算区域内土地资源所能承载的人类各项活动的最大规模和强度即城乡建设用地可承载临界值。在城乡建设用地开发适宜性评价结果的基础上，将适宜开发建设区、较适宜开发建设区、一般适宜开发建设区、较不适宜开发建设区和不适宜开发建设区分别视为适宜承载区、较适宜承载区、一般适宜承载区、较不适宜承载区和不适宜承载区。结合现状用地情况，测算城乡建设用地可承载临界值。

(2)

式中：LDI是城乡建设用地的可承载临界值，E1为适宜承载区面积，E2为较适宜承载区面积，E3为一般适宜承载区面积，C为现状城乡建设用地面积，U为研究区总面积。

城乡建设用地现状开发强度表示现状建设用地总量占研究区域总面积的比例。

DI=C/UT

(3)

1.2.5 可承载城乡建设用地丰度计算 可承载城乡建设用地丰度(A)反映的是研究区内可承载建设用地的丰富程度的量化指标，主要从数量和空间分布情况考虑：数量方面(A1)，以各乡镇(街道)可承载城乡建设用地面积(E1+E2+E3)占区域总面积(UT)的比例表示；空间方面(A2)，以研究区域可承载城乡建设用地面积(E1+E2+E3)占各乡镇(街道)可承载城乡建设用地面积(US)的比例表示。数据标准化处理后求和得到研究区可承载城乡建设用地丰度。

(4)

研究区域的丰度差异可利用自然断点法划分为1、2和3级。其中，A>1为1级，属于丰富；0.4

1.2.6 城乡建设用地空间匹配度分析 城乡建设用地空间匹配度即现状城乡建设用地与可承载城乡建设用地的空间匹配情况。将适宜承载区与现状城乡建设用地进行空间叠加，可得现状城乡建设用地的可承载适宜性情况。

M=(C1+C2+C3)/C

(5)

式中，M为城乡建设用地的空间匹配度，C1、C2和C3分别为现状城乡建设用地处在适宜承载区、较适宜承载区、一般适宜承载区的面积，C为现状城乡建设用地总面积。

2 结果与分析

2.1 “三生”空间划定

利用ArcGIS 10.2对现状图斑进行分析，得到乐平市“三生”空间的分布结果。乐平市生产空间、生活空间面积分别为650.15、170.29 km2和生态空间面积达1159.73 km2。其中生态空间面积最大，占研究区总面积的58.57%，生产空间和生活空间分别占研究区域的32.83% 和8.6%。由图2可知，乐平市生产空间主要沿河流和交通干道呈线状分布，并在地势平坦地区聚集分布；生活空间主要以城镇为中心聚集分布；生态空间在区域内分布广泛，北部和南部相对集中。

2.2 城乡建设用地适宜性评价

乐平市城乡建设用地开发适宜性等级情况及基于“三生”空间的适宜性等级分布情况(图3～4)可利用ArcGIS 10.2对各指标因子图进行空间分析得出。其中，适宜区42.28 km2、较适宜区230.52 km2、一般适宜区149.48 km2、较不适宜82.62 km2和不适宜区1475.27 km2，适宜区、较适宜区和一般适宜区占研究区域总面积的21.33%，不适宜区研究区总面积的74.50%(表3)。

此外，在生产空间中，适宜区5.55 km2、较适宜区31.49 km2、一般适宜区20.97 km2、较不适宜区9.84 km2、不适宜区面积为82.29 km2；在生活空间中，适宜区31.40 km2、较适宜区19.03 km2、一般适宜区2.65 km2、较不适宜区1.12 km2、不适宜区面积为116.08 km2；在生态空间中，适宜区5.32 km2、较适宜区180.00 km2、一般适宜区125.86 km2、较不适宜区71.66km2、不适宜区159.73 km2。其中，生产空间和生态空间中适宜区面积最小，不适宜区面积最大，生活空间中较不适宜区面积最小，不适宜区面积最大(表4)。

由图3可以看出，乐平市城乡建设用地适宜区主要分布于生活空间和生产空间范围内，在已建成城镇中心附近，沿主要道路块状分布，如后港镇、众埠镇和名口镇，这些区域由于开发难度小且交通便利，经济社会开发需求较高，且位于生态保护红线和永久基本农田保护红线之外，适宜进行建设用地开发。较适宜区和一般适宜区分布在适宜区周边，如塔前镇、涌山镇和镇桥镇，这些区域同样依托相对便利的区位条件和政策优势，能够进行建设用地开发，但开发过程中要注意不能侵占生态调节空间，对生态容纳空间不能过度开发，注重适度留白。由于乐平市开发保护区面积较大，且随着生态红线和永久基本农田红线的进一步划定，不适宜开发区在各适宜性等级种中面积最大，各个城镇均有分布，以乐港镇、双田镇和高家镇最为集中。

此外，在生产空间中，适宜区、较适宜区和一般适宜区沿主要道路呈离散状分布，便利的交通条件是生产的重要优势，较不适宜区主要分布在地质灾害易发区，不适宜区分布在生态红线，永久基本农田等政策保护地以内(图4-a)。生活空间的适宜区、较适宜区和一般适宜区主要为现状建设用地，沿主要道路分布，且在城镇中心集聚，不适宜区主要分布在河湖岸线保护区内(图4-b)。生态空间中的适宜区、较适宜区和一般适宜区主要是生态容纳空间中的自然保留地，其开发利用难度较低，较不适宜和不适宜区主要是生态调节空间中的水域和湿地，具有重要的生态保护价值(图4-c)。

表3 乐平市城乡建设用地开发适宜性等级划分和面积占比

表4 基于“三生”空间的乐平市城乡建设用地开发适宜性等级划分

2.3 城乡建设用地承载力分析

2.3.1 城乡建设用地开发强度分析 在建设用地开发强度中，极限开发强度为城乡建设用地可承载临界值，现状开发强度为现状建设用地面积与研究区域总面积之比，剩余开发强度为极限开发强度与现状开发强度的差值，计算结果表5所示 。

乐平市城乡建设用地极限开发强度为21.33%，各乡镇(街道)的极限开发强度介于0.21%～52.70%之间，差异较大。由于乐平市地面塌陷区和地质灾害高易发区面积较大，且大多分布在洎阳街道、塔山街道、乐港镇、接渡镇和双田镇等乡镇(街道)，对建设用地开发约束性明显，这些乡镇(街道)极限开发强度小于10%；高家镇、涌山镇、临港镇、农业高新园区、礼林镇、众埠镇、鸬鹚镇、洪岩镇和十里岗镇等乡镇(街道)行政区域虽面积较大但地质灾害易发区和地面塌陷区在行政区范围内集中连片分布，极限开发强度介于10%～30%之间；后港镇位于中心城区附近，区位条件优越，塔前镇、镇桥镇和名口镇行政区分为内地面塌陷区和地质灾害高易发区面积相对较小，极限开发强度大于30%，适宜进行建设用地开发。

乐平市城乡建设用地现状开发强度为9.65%，受经济条件和地质灾害影响，各乡镇(街道)现状开发强度介于3.28%～69.26%，差异显著。例如名口镇、十里岗镇、鸬鹚镇、高家镇、礼林镇和临港镇等位于东部和西南的乡镇(街道)由于位于市域边缘，离中心城区较远，交通相对落后，生活空间和工业生产空间面积较小，现状开发强度小于7.6%，东部的洪岩镇由于洪岩仙境景区属于生态调节空间，所占面积比重大，生态保护区面积大，所以现状开发仅为3.28%。中西部各乡镇(街道)开发强度适宜，例如镇桥镇，区域里有县道、省道经过，交通便利，现状开发强度为11.05%，后港镇因靠近城区生活空间和生产空间面积大，具有相对明显的地理优势，现状开发强度为17.44%。农业高新园区属于受政策扶持的农业生产空间，现状开发强度达21.84%，塔山街道和洎阳街道位于城区，受中心城区辐射带动作用强，现状开发强度分别为34.69%、69.26%。

乐平市城乡建设用地剩余开发强度为11.67%，受2016年划定的地质灾害高易发区和地面塌陷区影响，部分乡镇(街道)建设用地已经出现过载现象。洎阳街道、塔山街道和农业高新园区，受城区辐射带动作用明显，生活空间和生产空间所占面积比重大，现状开发强度已经达到较高水平，但由于位于地质灾害高易发区和地面塌陷区，生活空间与生产空间面积受限，极限开发强度相对较小，导致剩余开发强度为负，同时，接渡镇、双田镇和乐港镇同样因地质环境影响作用明显而导致剩余开发强度为负。高家镇、涌山镇和临港镇除了受地质环境影响外，区域内还包含有较大面积的矿产资源保护区，极限开发强度相对较小，导致开发潜力较小。后港镇现状开发强度与剩余开发强度基本达到平衡。剩余乡镇(街道)多位于市域周边，受地形和交通条件限制，现状开发强度不高而剩余开发潜力较大，介于19%～48.8%之间，后期建设用地指标可考虑优先划分。

2.3.2 可承载城乡建设用地丰度分析 乐平市可承载城乡建设用地丰度在0.005～1.89之间，乡镇(街道)之间差异较大。洎阳街道丰度最小，名口镇最大。丰度为1级(即“丰富”)的有名口镇、众埠镇、镇桥镇、塔前镇、后港镇和礼林镇；丰度为2级(即“中等”)的有洪岩镇、十里岗镇、鸬鹚乡、涌山镇和临港镇；丰度为3级(即“贫乏”)的有洎阳街道、塔山街道、浯口镇、接渡镇、双田镇、乐港镇、高家镇和农业高新园区(图5)。

2.3.3 城乡建设用地空间匹配度分析 乐平市极限开发强度为21.33%，现状开发强度为9.65%，剩余开发强度达11.67%，可见其还有较大的开发潜力。研究区现状城乡建设用地可承载适宜性情况(图6)可由乐平市现状建设用地与适宜性评价结果进行叠加得出。其中，乐平市位于适宜区、较适宜区、一般适宜区、较不适宜区和不适宜区的城乡现状建设用地面积分别为33.17、20.51、3.12、1.23和133.07 km2，且分别占现状城乡建设用地的17.36%、10.73%、1.63%、0.64%和69.63%。通过各乡镇(街道)现状城乡建设用地位于适宜区、较适宜区和一般适宜区的面积占研究区域总面积的比例，计算研究区域内的空间匹配度，得到各乡镇(街道)空间匹配度在0.21%～52.70%之间，差异较大，各乡镇(街道)的空间匹配度有待提高。受地质环境影响明显，洎阳街道、接渡镇、浯口镇、塔山街道、双田镇等乡镇(街道)空间匹配度小于10%。涌山镇、礼林镇、鸬鹚乡等乡镇(街道)受地理位置及生态制约，空间匹配度相对较低。洪岩镇、十里岗镇、镇桥镇等乡镇(街道)面积大而现状开发强度不高，故而空间匹配度不高。名口镇因镇域面积较大且现状用地大部分适宜建设用地开发而空间匹配度相对较高，为52.70%。乐平市整体空间匹配度为45.27%，可以看出研究区现状城乡建设用地承载适宜性不理想，后续城乡建设用地亟需加强合理开发。

表5 乐平市城乡建设用地开发强度情况

剩余开发强度、可承载城乡建设用地丰度和空间匹配度呈正相关关系(表7)由乐平市各乡镇(街道)的剩余开发强度、可承载城乡建设用地丰度和空间匹配度进行相关性分析得出。一定程度上反映了乐平市现状开发状态与合理开发状态的差异，可为两者的空间匹配程度提供一些参考。

3 讨 论

面对经济快速发展和城镇化进程加快推进的现状，为了解决土地不合理利用问题，要求严格底线约束，落实最严格的生态环境保护制度、耕地保护制度和节约用地制度。土地利用类型中城乡建设用地是重要组成部分，它的利用合理与否对国土空间开发至关重要。本研究从微观层面出发，在“三生”空间基础上进行乐平市城乡建设用地适宜性评价，并分析城乡建设用地承载能力及空间格局匹配情况，为优化城乡建设用地布局和促进合理有序开发提供参考。

表6 剩余开发强度、可承载城乡建设用地丰度和空间匹配度的相关系数

在“三生”空间划定中，参照周娜娜等的研究，将“三生”空间视为单宜性空间，得到乐平市“三生”空间的分布情况，与乐平市实际情况相符[20]。而国土空间实际上是一个复杂的综合性体系，“三生”空间也不是完全的单宜性空间，缺乏对复合空间的研究。在适宜性评价中，从生态安全、粮食安全、地质环境和区位条件方面选取指标，指标选取方面较为全面，同时，利用层次分析法和专家打分法确定指标权重，具有一定主观性。从整体而言，乐平市整体可承载城乡建设用地丰度和空间格局匹配度情况良好，但受数据可获得性限制，地质灾害易发区和地面塌陷区面积较大，导致部分乡镇(街道)可开发临界值较小，出现过载现象。对于受地面塌陷影响而过载的洎阳街道、塔山街道、浯口镇等乡镇(街道)，尽量减少重要工程设施布局，同时采用灌浆、加固等工程措施减少塌陷风险。

通过对城乡建设用地可承载临界值与现状城乡建设用地可承载适宜性情况匹配分析可得，对空间匹配度较高的乡镇(街道)应继续继续保持，加大集约节约用地力度；对空间格局匹配度较低的乡镇(街道)，结合实际情况，优先提供建设用地指标。

4 结 论

本研究以江西省乐平市为例，基于“三生”空间协调优化的视角，划定“三生”空间，进而对城乡建设用地开发适宜性进行评价，并根据适宜性评价结果，测算可承载建设用地临界值和可承载城乡建设用地丰度，最后与现状城乡建设用地进行空间匹配度分析。

(1)在“三生”空间的划定中，生产空间650.15 km2，生活空间170.29 km2生态空间1159.73 km2，分别占研究区总面积的58.57%、32.83% 和8.6%。

(2)在城乡建设用地开发适宜性评级结果中，乐平市较不适宜区和不适宜区面积达1157.89 km2，占研究区总面积的78.67%，主要为生态调节空间，主要分布在地质灾害高易发区和地面塌陷区。适宜区、较适宜区和一般适宜区总面积为422.28 km2，主要为生活空间和工业生产空间，占总面积的21.33%，分布在城镇中心和交通要道附近。

(3)乐平市城乡建设用地可承载临界值为21.33%；各乡镇(街道)的极限开发强度介于0.21%～52.70%之间，可承载城乡建设用地丰度在0.005～1.89之间，差异较大。究其原因，主要是由于最新统计的地质灾害高易发区和地面塌陷区面积广阔，占研究区总面积比例大，对各乡镇(街道)影响显著。相关部门应采取适当的工程措施对地质灾害和地面塌陷等造成的问题加以修复和防范，以减少损失。

(4)乐平市现状开发强度为9.65%，剩余开发强度达11.67%，还有较大的开发潜力。各乡镇(街道)空间匹配度在0.21%～52.70%之间，差距较大。今后的发展中应控制建设用地总规模，优化建设用地结构和布局，平衡好“三生”空间，做到合理开发，避免进一步过载。