“三生空间”视角下西部绿洲城市土地利用功能转型的时空格局演变分析*——以乌鲁木齐市为例

张芊芊，邵战林，林娟，孟玲

(1.新疆农业大学管理学院，乌鲁木齐市，830052；2.新疆自然资源规划研究院，乌鲁木齐市，830001；3.新疆第二测绘院，乌鲁木齐市，830001)

0 引言

随着环境系统协调发展观点的提出，不同用地功能的相关研究开始受到国内学者的关注[1-3]。自此，基于生态保护视角下“三生空间”的相关研究开始显现。目前，国内学者对“三生空间”的研究具有跨多学科领域以及研究尺度广泛的特点，研究内容主要集中在理论架构、“三生空间”划定等方面[4-7]。

随着国外“土地利用/覆被变化”研究萌芽的逐渐显现，国内部分学者将其引入[8-9]。最初国内对其概念认识都是基于对“土地利用/覆被变化”研究而开始[10-14]。学者龙花楼[15-16]针对土地利用转型的内涵进行更为深入的解读，在城市社会和经济发展与更替的催化下，在特定的区域和时期内，某种土地经历人为活动使得土地变为另一种状态的过程。

目前，国内外已有的研究成果为本研究构建“三生”空间土地利用分类体系提供了有益的借鉴和基础，但这些研究成果仍有不足之处[17-19]。一是，大部分有关土地利用变化的研究成果其尺度多以较大的流域以及地区，或较小的县以及镇为例，以大中尺度的城市为研究区域的成果较少[20-22]；二是，大部分研究在对用地功能转型进行分区时，仅以单一的利用类型为主，对用地的多功能性缺乏认识[23-25]；三是，从国内研究成果中选择的区域来看，主要以东部沿海地区城市群、海岸带或中部山区、丘陵区等作为研究区域，以西北地区城市作为研究区域的成果较少[26-29]。因此，本研究基于“三生空间”视角下，以西北部绿洲城市乌鲁木齐市为例，探究其土地利用功能转型的时空演变特征，并提出可供参考的优化建议。

1 研究区概况与数据来源

1.1 研究区概况

乌鲁木齐市位于中国西北部干旱区新疆维吾尔自治区的北部，2018年乌鲁木齐城市人口激增至222.26万人，导致城市用地需求迅速增加，在一定程度上导致中心城区界限不断地向外延伸，建成区面积增至458.36 km2，城市内外土地利用变化程度日益显著。受地形地貌、气候及水资源的限制，2018年乌鲁木齐水资源总量为1.085×109m3，地表水为1.031×109m3，可开采的地下水极其少。另外，人居及工业生产活动加重城市土地压力，2018年城市污水排放量达到2.36×108m3，工业固体废弃物产生量达到9 763.6 kt，加之土壤易受破坏、侵蚀以及土地易受各种因素的影响，导致理化性状发生改变，使得土地的综合生产潜力下降、自然资源环境污染、自然灾害频发、生物多样性下降等矛盾日益显现。此外，局部区域土地荒漠化和生态环境脆弱的状况仍然较为严重，维护土地生态环境的压力日益增大。

1.2 数据来源与处理

研究数据主要来源于2004、2011、2018年的Landsat遥感影像。应用ENVI 5.3在几何校正等数据预处理基础上，采用面向对象解译软件eCognition对影像进行解译，获取其研究区域的土地利用数据，利用ArcGIS 10.5随机选取100个点，通过计算Kappa系数进行精度检验，检验得出结果达到85%以上，符合研究需要。

建立合理的“三生空间”是支撑研究的基础，人类经济活动和土地生态环境相互影响下形成巨大、复杂且多变的系统，其包涵多种功能[30]。由于人们生产生活的需要导致土地利用的方式及强度各有不同，使得土地呈现出“生产—生活—生态”三种功能[31]。基于此，本研究主要以参考2017年《土地利用现状分类》、以乌鲁木齐市的土地利用主导功能以及秦方、戴文远等相关研究为依据，确定其分类体系[32-34]，如表1所示。

表1 基于“三生”功能的乌鲁木齐市土地利用分类体系

2 “三生空间”用地功能时序分析指标

2.1 土地利用转移矩阵模型

在特定的时间段内，该模型主要用来表示分类体系内，各类用地在不同时间段内互换的方向以及数量，利用ArcGIS软件对特定的两个年份采用汇总、空间叠加等技术进行处理，反映出乌鲁木齐市在研究时段内土地利用在空间维度的转换情况，如式(1)所示。

(1)

式中：S——面积；

n——土地利用类型的数量；

i——研究初期的土地利用类型；

j——研究末期的土地利用类型。

2.2 土地利用动态度

2.2.1 单一土地利用动态度

利用该模型用来测算分类体系内，乌鲁木齐市某类功能用地在不同时间段内的转型速度，如式(2)所示。

(2)

式中：K——整个时段内某类功能用地的动态度；

Ua——研究区域初期某类功能用地的面积；

Ub——研究区域末期某类功能用地的面积；

T——研究初期至末期的时段长度。

2.2.2 综合土地利用动态度

利用该模型用来测算乌鲁木齐市某一用地类型在所有时间段内的变化速度，如式(3)所示。

(3)

式中：LC——某一用地类型的综合动态度；

LUij——研究初期i类用地类型转移为后期j类用地类型的面积；

LUi——研究初期i类用地类型面积。

2.3 土地利用开发及耗减度

2.3.1 土地利用开发度

利用该模型测算乌鲁木齐市某一功能用地在不同研究时段实际新开发的程度，如式(4)所示。

(4)

式中：LUD——某一用地类型的开发度；

Dab——研究初期至末期某一功能用地的转入量。

2.3.2 土地利用耗减度

利用该模型测算乌鲁木齐市某一用地类型在不同研究时段被实际耗损的程度，如式(5)所示。

(5)

式中：LUC——某一功能用地的耗减度；

Cab——研究初期至末期某一类功能用地的转出量。

3 结果与分析

3.1 “三生”用地转型时序演变特征分析

3.1.1 “三生空间”各类功能用地转移方向分析

利用ArcGIS软件得到乌鲁木齐市3个时期土地利用主导功能用地转型的方向和数量，对不同时期用地类型的功能转型变化展开分析。

为了深入探析乌鲁木齐市“三生”用地功能转型的特征，基于表2数据构建“三生”用地转移矩阵，如表3所示，乌鲁木齐市生活生产空间增加主要是来自于对生态空间和生产生态空间的占用。在其空间内居住用地对未利用地、耕地、草地、园地的占用面积分别为194.82 km2、131.43 km2、22.68 km2和18.47 km2，且居住用地占用未利用地、耕地、园地面积随时间推移呈现明显上升的趋势，以2011年为节点居住用地占用未利用地(由前期的15.82%增加为后期的17.97%)的面积(东北方向的米东区、部分水磨沟区的未利用地)和耕地(由前期的10.45%增加为后期的18.12%)的面积迅速增加(主要占用范围包括城市的西北方向头屯河区、新市区北部的耕地)。15年间工交用地的增加主要来自于对未利用地、耕地的占用，分别为110.73 km2、33.23 km2。生态生产空间规模的增加主要来自对湿地和工交用地的占用(面积分别为13.33 km2和10.39 km2)，生产生态空间规模增加主要来自对未利用地的占用，面积为113.29 km2。

表2 2004—2018年乌鲁木齐市土地利用基础数据表

表3 2004—2018年乌鲁木齐市土地利用转移矩阵

综上分析，作为西北地区城市化发展迅速的典型城市，15年来乌鲁木齐市“三生”用地功能转型主要表现在三个方面：一是生活生产空间呈持续蔓延的态势，在一定程度上导致生态环境的各项功能不断衰退；二是乌鲁木齐市中心城区的规划以控制城区南部为主，而规划调整为辅；城区北部是城市未来向外扩展的主要方向；城区西部根据发展实际用地需求适度调整；东部为预留空间。头屯河区工业园、新市区和水磨沟区等区域因经济发展以及人口增长的需要，不断开发和建设，促使乌鲁木齐市的“三生”功能转型规模尤为显著；三是“三生”用地功能转型受规划政策驱动影响较大，后期乌鲁木齐市规划建设的米东化工园区、红光山地区等一系列重点项目对生态环境系统的稳定带来极大的挑战。

3.1.2 “三生空间”各类用地转型速度分析

根据上述研究可知，2004—2018年乌鲁木齐市“三生”用地转型变化明显，因此，本研究以2004—2011年，2011—2018年两个研究时段，测算整个时段内的单一土地利用动态度指数。

如表4所示，有林地、居住用地以及工交用地在2004—2011年、2011—2018年这两个时段均为正值，可得证这三类不同用地在2004—2018年均呈现出持续增长的态势。其中工交用地在整个时段的单一动态度最高为7.92%，其次是居住用地的单一动态度为6.39%，表明在2004—2018年内生活生产空间一直处于持续扩张的状态，随着城市发展的步伐逐年加快，乌鲁木齐市逐渐开始完善工交基础设施，建设乌鲁木齐新客站、乌西至乌北联络线等铁路建设项目，并且随着人口的不断增加，居住用地需求不断扩大导致其用地持续增长。有林地在15年间的单一动态度为正值(前期为3.51%，后期为0.13%)，说明有林地在15年间整体呈现出不断增长的状态，后期增速有所放缓。

表4 2004—2018年乌鲁木齐市土地利用动态度

湿地、灌木林地、疏林地以及园地在2004—2018年间均由负转正，可以证得这四类用地由减少转变为增长的趋势。但从整体来看湿地、灌木林地的变化速率很小，所以在整个时段的单一动态度均呈现出负值，在2004—2018年，湿地的单一动态度为-4.03%(前期为-8.14%，后期为1.70%)，灌木林地的单一动态度为-1.69%(前期-6.89%，后期8.30%)，乌鲁木齐市逐渐开始规划和保护林地及湿地资源，并积极扩大林地面积，可在一定程度上缓解生态压力，但规模性林地生期长，致使变化速率不明显。湿地以控制其他用途土地占用为主，并以合理开采水源为前提扩大湖水面积，进而改善湖域周围的生态环境，因此其动态度变化不明显。疏林地和园地的变化速率较大，整体呈现为正值，分别为1.08%、2.42%。

草地、未利用地、盐田、耕地以及养殖水域均在前期为正值，后期为负值，可以证明这五类用地在15年间的下降幅度剧烈，其中养殖水域变动幅度较大，总体来看为正值0.37%(前期为8.88%，后期为-4.79%)；2004—2018年生态空间中草地、未利用地的单一动态度为-2.06%、-0.06%，其中草地变动幅度较大，由前期的2.18%下降至后期的-5.14%；2004—2018年在生产生态空间中耕地单一动态度为-1.11%(前期为2.03%，后期为-3.54%)可以验得耕地面积在15年间下降幅度较大。

为进一步探讨乌鲁木齐市“三生”用地转型变化情况，根据以上公式，计算乌鲁木齐市2004—2011年，2011—2018年两个研究时段的综合土地利用转型速度，如表5所示。

表5 2004—2018年乌鲁木齐市综合土地利用转型速度

15年间乌鲁木齐市的生态空间和生活生产空间中部分用地的转型速度存在不同程度的下降，综合动态度下降明显，可见乌鲁木齐市其空间内各类用地的转型速度随着时间的更迭而逐渐放缓，人居活动对乌鲁木齐市其空间内各类用地功能的影响呈下降趋势。其中，生态空间中的有林地、湿地、灌木林地和疏林地的综合动态度分别为4.84%、4.78%、3.77%、4.77%；生活生产空间中的居住用地和工交用地的综合动态度分别为1.75%、4.96%，这两个空间在2004—2011年、2011—2018年两个时间段内都有不同程度的下降，尤其湿地、灌木林地的下降速度明显，湿地前后期综合动态度分别为4.78%和2.84%，灌木林地前后期综合动态度分别为4.11%和2.86%。总体来看，在2004—2018年期间，乌鲁木齐市生态生产空间以及生产生态空间中的各类用地呈现出不同程度的增长状态，其中生态生产空间中的养殖水域和盐田的增长速度最为显著，综合动态度分别为5.31%和5.75%；另外，未利用地整体处于较为稳定的状态，综合动态度为0.80%。

3.1.3 “三生空间”各类用地开发度及耗减度分析

2004—2018年间乌鲁木齐市有林地开发度明显高于耗减度，前期处于上升状态后期放缓；湿地、灌木林地和疏林地的开发度与耗减度相较，前后呈现出“急剧下降—快速上升”的“V”型变化趋势，前期开发度低于耗减度，后期开发度快速增加而耗减度略微有所下降，整体来看湿地和灌木林地耗减度仍高于开发度，疏林地的开发度与耗减度基本持平；草地的开发度与耗减度相较前后呈现出“缓慢上升—急剧下降”的倒“V”型变化趋势，前期开发度较耗减度缓慢上升，后期开发度骤降，整体来看草地开发度仍略低于耗减度；未利用地的开发度和耗减度一直处于基本持平状态，如表6所示。

表6 乌鲁木齐市生态空间土地利用开发度及耗减度

2004—2018年，乌鲁木齐市养殖水域开发度和耗减度分别为6.04%、5.66%，两者呈现出相反的趋势，开发度前后期呈现出急剧下降的趋势，由于后期耗减度快速上升，从整体来看养殖水域在近15年间基本持平；盐田的开发度和耗减度分别为4.32%、6.13%，变化趋势同养殖水域一致，但从整体来看耗减度较高，如表7所示。

表7 乌鲁木齐市生态生产空间土地利用开发度及耗减度

2004—2018年，耕地的开发度前后期呈现出持续下降的状态，而耗减度与之相反，整体来看其耗减度略微高于开发度，说明该类用地实际被耗减的速率要超过新开发的速率，可得出耕地受生态空间、生活生产空间中部分用地扩张的影响较大；园地的开发度和耗减度一直处于增长的趋势，尤其土地利用开发度急剧上升，但从整体来看园地的开发度占主导作用，说明这一期间该类用地实际更多用于新开发，如表8所示。

表8 乌鲁木齐市生产生态空间土地利用开发度及耗减度

2004—2018年，乌鲁木齐市居住用地的开发度和耗减度分别为8.26%、1.87%，工交用地的开发度和耗减度分别为13.22%、5.30%，总体来看，15年间居住用地和工交用地的开发度远高于耗减度，前后期这两类用地的耗减度均下降，说明生活生产空间内土地利用实际新开发速率逐渐超过被耗减速率，如表9所示。

表9 乌鲁木齐市生活生产空间土地利用开发度及耗减度

3.2 “三生”用地转型空间演变特征分析

3.2.1 “三生空间”用地功能重心转移特征分析

本研究采用ArcGIS的空间分析功能，通过分析各类功能用地分布重心的变化情况，探寻各类用地功能的空间转型特征。经过对比研究初期和末期的各类功能用地的分布重心，从而推出整个时段内乌鲁木齐市土地利用的空间变化规律。因此，基于土地利用重心转移模型测度乌鲁木齐市“三生空间”的变化情况，将大范围的区域分割为小范围的区域，依据不同功能用地类型的布局情况、地形特征设定每一小范围区域几何中心的地理坐标，横纵坐标分别乘以其小范围区域内某一功能用地的面积，之后累加并除以整个研究区域某一功能用地的总面积。模型表示如式(6)所示。

(6)

h——某小范围内区域的平面单元个数；

(Xq，Yq)——第q个单元的地理中心坐标；

Zq——平面单元的某用地功能的面积。

重心移动距离

(7)

式中：Dm——基础年份的重心与另一节点年份重心之间的直线距离。

以乌鲁木齐市小区域图斑为基本单元，利用ArcGIS软件，通过重心转移模型对不同时段的各类功能用地进行分析，计算出不同年份各功能用地的重心。

如图1所示，生态空间内六类用地的重心基本落在乌鲁木齐县东北方向、达坂城区西北方向以及水磨沟东南方向，2004—2018年间有林地、疏林地以及灌木林地重心较为集中，大致向西南方向偏移，在2004—2011年间由于前期人类活动频繁，因此偏移距离较大，后期该区域山脉、森林等自然资源位置的天然固定性起主导作用，加之生态意识以及环境保护措施的不断增强，偏移距离逐渐缩小。2004—2018年间草地的重心逐渐从东部方向偏移到西北方向，受地形影响，主要分布在山地平缓处，后期为西北方向的农业、畜牧业以及城乡可持续发展建立起较为稳定的生态屏障。湿地在前期偏移幅度最大，向达坂城区西北部边缘迅速偏移，前期城市扩张，为满足城市社会经济水平的需要，湿地面积急剧缩小，后期在2011—2018年间，城市已初定规模，为城市未来可持续发展而考虑，生态环境作为城市发展的重要地带，湿地作为生态环境调节的重要因素应重点关注，尤其对乌拉泊湿地、青格达湖湿地、柴窝堡湖湿地以及位于达坂城的白杨河中游等湿地实施保护，湿地后期偏移距离大幅缩小并有向东南方向偏移的趋势。

图1 2004—2018年乌鲁木齐市各功能用地重心动态变化

生态生产空间内养殖水域重心在米东区北部，2004—2011年养殖水域的重心由米东区西部向东北方向偏移，后期开始向东南方向偏移，且偏移距离逐渐变大，主要原因是受南部地形的限制，生活生产空间向北部转移，工交用地逐渐向米东区外围扩张，致使养殖水域逐渐偏向米东区东北部周围。因受盐湖等水域资源的固定性以及开发力度较小等因素的影响，15年间盐田的重心都在达坂城区的西南方向，略微有向西北方向偏移的趋势。

生产生态空间内耕地和园地的重心偏移距离都较小，耕地重心落在沙依巴克区西北部，2004—2011年由西北部边缘逐渐向东南方向偏移，后期逐渐重心轨迹反向偏移，因耕地在前期开发度较高，且后期耗减度大幅提高，导致重心出现反向偏移。园地重心在米东区西北部，后期逐渐向西南方向偏移，根据土地利用动态度变化分析结果可知，后期园地开发度急剧增加，明显开发程度较耗减度增大，因此后期重心偏移轨迹幅度变大。

生活生产空间内居住用地的重心在新市区、沙依巴克区、天山区以及水磨沟区的交汇中心，2004—2018年间偏移距离较小，前期向北部转移，后期略微向南偏移，整体偏移幅度不大，说明居住用地布局较为均匀，并且城市扩张速度有向西北方向蔓延的趋势。工交用地在前后期的重心偏移距离都较小，前期向水磨沟区西北边缘偏移，后期沿周围向新市区与沙依巴克区交汇处的西南方向偏移，从整体来看工交用地较为分散，重心主要偏向居住用地与城市中心附近。

3.2.2 “三生”用地功能空间转型特征分析

将2004年、2011年、2018年三期数据进行叠加分析，不仅可以反映研究时段内各功能用地的数量变化和空间分布及演变过程。结合土地利用变化的空间扩展强度指数，探寻各类功能用地在空间维度上的扩张(收缩)强度，该模型反映在研究时段的某一空间单元内，城市在利用土地的过程中向外扩张的面积及占比，指数越大，表示扩展强度越大，模型表示如式(8)。

(8)

式中：UII——扩展强度指数；

ULAl,t+p、ULAl,t——空间单元l在t+p以及t年时某土地利用类型的面积；

TLAl——空间单元l的总面积。

测算结果如表10所示，2004—2018年，生态空间内的有林地和生活生产空间内的居住用地和工交用地的扩展强度指数均为正值，说明该类用地在15年间均表现为空间持续扩展的趋势；生态空间内的湿地、灌木林地、疏林地和生产生态空间的园地表现为先收缩，后扩展的空间变化趋势；生产生态空间内的耕地、生态生产空间以及生态空间内的草地、未利用地在15年间的空间变化特征呈现为先扩展、后收缩的空间变化趋势。乌鲁木齐市在15年间的空间扩展强度较低，整体都出现缓慢变化的状态。其中，生活生产空间的居住用地的扩展强度最高，前期为0.09%，后期为0.19%；生态空间内的草地收缩强度最大，前期为0.12%，后期为-0.32%。

表10 乌鲁木齐市土地利用空间分异指数

分别提取2004年、2011年、2018年三个时期乌鲁木齐市“三生”用地数据层，在软件平台Arcgis10.5 中形成叠合图，以便反映出2004—2018年间乌鲁木齐市这“三生”用地的空间变化规律。

如图2所示，2004—2018年生态空间布局是以2004年的生态空间的各类用地图像为基底，叠加2011年和2018年两期生态空间的各类用地图像。15年间生态空间在空间维度上变化幅度较小，呈现出由城市中心向外辐射扩散的趋势，占比从2004年的90.52%降低至2018年的88.08%。如图3所示，生态生产空间布局是以2004年的生态生产空间的各类用地图为基底，叠加2011年和2018年两期生态空间的各类用地图像，生态生产空间均表现为零星分布，并无一定规律的收缩和扩张，且变化范围较大，从2004—2018年的扩张速度基本维持不变，占比稳定在0.2%。

图2 2004—2018年乌鲁木齐市生态空间布局

图3 2004—2018年乌鲁木齐市生态生产空间布局

如图4所示，2004—2018年的生产生态空间布局图是以2004年的生产生态空间的各类用地图为基底，叠加2011年和2018年两期生产生态空间的各类用地图像。生产生态空间内耕地和园地从2004—2018年间逐渐趋于集中，面积明显缩小，15年间整体集中在头屯河区、新市区、米东区北部和沙依巴克区的西南部、乌鲁木齐县的东北部，后期在达坂城区零星分布，生产生态空间内耕地的占比由2004年的5.35%降至2018年的4.46%；园地的占比由2004年的0.84%增至2018年的1.14%。

图4 2004—2018年乌鲁木齐市生产生态空间布局

如图5所示，2004—2018年生活生产空间布局是以2004年的生活生产空间的各类用地图为基底，叠加2011年和2018年两期生活生产空间的各类用地图像。生活生产空间逐渐趋于集中，空间占比由2004年的3.34%增加至6.11%，2004—2018年扩张的主要区域分布在西北部(头屯河南部、米东区西南部、乌鲁木齐县北部、水磨沟区西部)，15年间乌鲁木齐市对老城区以实施更新改造为重点，进行城北新区开发建设、以高铁片区、红光山国际会展中心、空港片区、米东片区、头屯河片区为重点开发区域，发展生产性服务业，进行产业用地布局调整，建设工业园区及其他开发区发展用地，并且为了完善城市路网结构，建设高铁新客站，并对国际机场进行扩建等重点项目工程的实施，成为生活生产空间持续扩张的原因之一。

图5 2004—2018年乌鲁木齐市生活生产空间布局

4 结论

基于“三生空间”视角下，以乌鲁木齐市作为研究区域，采用数理统计法和空间统计法，探讨西北干旱区绿洲城市乌鲁木齐市的土地利用功能转型的时空演变特征，系统梳理“三生空间”内各类用地在不同时间和空间维度内的协调与平衡问题，并提出可供参考的建议，主要结论如下：

1)从转型时序变化来看，乌鲁木齐市生态空间在2004—2018年间整体规模持续下降，疏林地和有林地土地利用动态度呈正值，开发度分别为6.17%、7.13%，耗减度分别为5.08%、5.16%，灌木林地、湿地、草地呈负向变化且下降幅度剧烈，耗减度大幅高于开发度，分别为4.03%、5.10%、5.90%，消减方向主要来自于生态空间内部及居住用地；生态生产空间15年间整体呈波动式下降趋势，转型速度较大，养殖水域及盐田的转型速度分别为5.31%、5.75%；生产生态空间在2004—2018年间整体呈下降趋势，面积减少83.73 km2，以2011年为节点，后期园地的开发度急剧上升，耕地耗减度超过开发度达到5.91%，主要被居住用地、未利用地占用；15年间生活生产空间规模急剧上升，转型速度最高且呈现出持续扩张的趋势，居住用地和工交用地的转型速度分别为1.75%、4.96%，前后期的开发度持续超出耗减度，以占用耕地、未利用地和园地为主，表明研究期间，城市出现了将耕地转为城镇建设用地的“蔓延式”扩张现象，为未来乌鲁木齐市的耕地保护提出了新的挑战。

2)从转型空间格局变化来看，生态空间内各类用地的重心轨迹转移变化较大，因地形以及自然资源的特性影响，主要在乌鲁木齐县东北方向、达坂城区西北方向以及水磨沟东南方向；生态生产空间呈零星状分散布局，主要落在米东区北部以及达坂城区西南部，因地形以及城市扩张的影响，分别向米东区东南部和达坂城区西北部偏移；生产生态空间在各区均有分布，耕地重心主要落在沙依巴克区西北部和米东区西北部，后期耕地重心出现反向偏移；生活生产空间分布最为集中，且呈现出逐年持续扩张的趋势，空间内的居住用地和工交用地的重心都在城市中心，且偏移轨迹距离最小。

3)从转移驱动因素来看，一方面受前期人为开发建设以及自然资源恢复时限长的特性，后期环境保护措施增强的影响，因此生态空间持续下降，但幅度逐渐放缓。因老城改造和新城开发建设，交通设施和路网结构不断完善，以及重大项目开发建设等因素，导致生活生产空间在15年间持续向外蔓延。

4)乌鲁木齐市作为西北干旱地区快速城镇化的典型区域，未来应考虑城市生态底线和调整城市内部各功能对人居环境的影响，优化推进“三生空间”的最佳布局；优先规划重点生态空间、一般生态空间以及生态容纳空间，重点保护其空间内的林地、草地以及湿地等重点调节生态用地，为城市的可持续发展提供最佳的保护屏障；协调各类建设用地与耕地保护空间关系，充分发挥城市的生产、生态、景观间隔和环境保护的综合功能；高效集约利用生活、生产功能用地，提高土地的社会效益、经济效益以及生态效益。

综上，本研究通过构建“三生空间”用地功能分类体系，阐明西部绿洲城市乌鲁木齐市土地利用功能转型的方向、速度、开发度及耗减度等时序演变特征，结合土地利用重心转移模型以及空间叠加分析，探析“三生空间”用地功能的重心轨迹偏移方向和空间变化特征及规律，并分析导致其变化的因素并提出优化建议，能够在一定程度上为西北部城市协调可持续发展提供有意义的实证参考。由于土地利用功能转型存在一定的规律，如何更好的把握这一发展规律，并运用更精确的分析方法进行有效分析，并且对于西北部地区其他具有代表性的城市的用地结构进行，提高用地效率，在未来研究中亟待深入探讨。