面向国土空间规划的省级主体功能区调整优化研究——以陕西省为例

李炬霖，杨 华，高旭鹏，任婉颖，姜小雨，李同昇

(1.西北大学 城市与环境学院,陕西 西安 710127;2.陕西省情研究院,陕西 西安 710127)

为落实国土空间精细化管控要求,加强规划体制机制改革,2019年国务院发布了《关于建立国土空间规划体系并监督实施的若干意见》。《意见》指出:“建立国土空间规划体系并监督实施,将主体功能区规划、土地利用规划、城乡规划等空间规划融合为统一的国土空间规划,实现‘多规合一’,强化国土空间规划对各专项规划的指导约束作用”[1]。十年来的应用实践表明,主体功能区战略和制度提升了国土空间开发保护功能的管控能力和格局优化的政策地位,落实主体功能区战略和制度已成为国土空间规划的主题和主线[2]。在国土空间规划中,主体功能区是“三区三线”划定的基础,也是系统整合不同层级、不同部门各类空间规划的实用平台[3],坚持主体功能区战略和制度引领将是保障国土空间规划顺利实施的重要遵循和基本抓手。

目前,国内对主体功能区战略和制度研究在理论、方法、实践等方面进行了一系列的探索。理论基础方面,主要涉及到科学发展观、可持续发展理论、人地关系地域系统理论、地域功能理论等[4-6],特别是地域功能理论已经成为主体功能区划和建设的重要思想基础[5];区划单元方面,多以市域[7]、县域[8]或乡镇[9]为基本单元,或者综合应用两种尺度单元[10],也有学者尝试着以村域或栅格为划分单元[11-12],但在具体操作上面临很大困难;功能类型方面,实践中主要划分为优化开发区、重点开发区、限制开发区和禁止开发区4类[13],但理论研究中主体功能类型更加丰富和具体,如有学者提出将其细分为城市化核心区、农业生产核心区、生态功能核心区、城市农业过渡区、城市生态过渡区、农业城市过渡区和生态城市过渡区[14];区划方法方面,通过运用主成分分析法、系统聚类法[15]、矩阵分类法[16]、三维魔方图[11]、空间自相关[9]、综合指数法、景观格局法[17]、多源数据法[18]、基于规则的分类模型[19]等,结合GIS等软件平台对国家级[20]、省级[21]、市域[22]、县域[23]、流域[24]等不同尺度和类型的地域主体功能区划进行研究;空间结构解析与优化方面,聚焦于全国主体功能区中城市化格局、农业发展格局、生态安区格局和自然岸线格局的研究,如有学者不仅分析了“四大格局”在国土空间开发适宜性评价、资源环境承载状态评价等多指标维度的空间特征[25],而且又引入点轴系统结构、核心边缘结构,分析城市化地区、农业发展地区、生态安全地区的空间结构,并进一步提出优化建议[26-28];政策制度配套方面,集中于对不同主体功能区的差别化税收政策、生态补偿优先次序以及意愿等的研究[29-31],如在生态补偿优先次序上,有学者以湖北省为例,在测算生态系统服务价值的基础上,界定生态受偿与补偿支付主体,确定生态受偿与补偿支付等级与次序[30];监测预警与评估方面,包括主体功能区规划实施成效监管和评估指标体系设计、国土空间开发利用效率评估以及资源环境承载能力预警研究等,如有学者以县级行政区为评价单元,按照超载预警和过程预警的思路,通过基础评价和专项评价,确定不同类型主体功能区资源环境承载能力的超载类型和预警等级[32-33]。

总体而言,已有研究围绕主体功能区的基础理论、区划单元、功能类型、区划方法、空间结构、政策制度配套、监测预警与评估等方面形成了相对完善的成果,但是对现有主体功能区划定位进行调整优化的研究却鲜有见到。由于主体功能定位随着战略地位、地理环境、人类需求等影响,表现出一定的动态变化特征[26],而且，主体功能定位又是国土空间规划中“三区三线”划定、指标任务分解等的重要参数。因此,面向国土空间规划重大需求,适时调整和优化主体功能区就显得十分必要。鉴于此,本文尝试提出面向国土空间规划的省级主体功能区调整优化思路与方法,并以陕西省为例进行实证研究,以期为我国省级主体功能区调整优化提供参考依据,并助力省级国土空间规划的编制和实施。

1 省级主体功能区调整优化思路与方法

1.1 省级主体功能区划分思路的继承与创新

为适应国土空间规划需要,在传承原省级主体功能区划思路基础之上,改变分区类型和命名方式、衔接资源环境承载能力和国土空间开发适宜性(下文简称“双评价”)评价结果是省级主体功能区调整优化研究的基本思路。在主体功能区分类和命名上,传统以“开发”方式进行分类和命名在一定程度上容易弱化国土空间的“保护”地位。本次采取以功能类型命名的方式,将其划分为两级三类,即城市化发展区(国家级、省级)、农产品主产区、重点生态功能区(国家级、省级)[34]。原有主体功能区划主要是从宏观层面以县域为基本单元，利用多种方法集成识别出国土空间开发类型,而“双评价”则是从微观层面，以斑块为基础对国土空间资源的摸底调查及其开发适宜性的预判,可以作为主体功能区划的基础数据,也是校验区划方案的重要参考[35]。本次调整优化力图将宏观研究与微观评价相结合,不仅能验证主体功能区划的准确性并提高应用能力,也可以更好地服务国土空间规划。

1.2 省级主体功能区调整优化的基本思路

经过综合研判,提出面向国土空间规划的省级主体功能区调整优化的基本思路(见图1),具体步骤和方法如下:

图1 省级主体功能区调整优化的基本思路Fig.1 The basic ideas of adjustment and optimization of provincial MFOZ

1)综合评估近10年来原省级主体功能区方案实施成效与存在的问题。

2)构建“9+1”的地域功能识别指标体系,提出基于地域功能识别指标体系的主体功能区划分方案。首先,构建由可利用土地资源、可利用水资源、环境容量、自然灾害危险性、生态系统重要性、生态系统脆弱性、人口集聚度、经济发展水平、交通优势度和战略选择组成的“9+1”的地域功能识别指标体系;然后,对地域功能识别指标进行单项评价,同时基于单项评价结果开展综合评价,形成不同方法下的主体功能区划备选方案;最后,根据多方案综合集成规则,将区划备选方案进行综合集成,提出基于地域功能识别指标体系的划分方案。

3)利用资源环境承载能力和国土空间开发适宜性评价结果,通过“双评价”集成函数与规则判别各县域单元的主体功能,形成基于“双评价”分析的主体功能分区方案。

4)通过耦合分析,得到省级主体功能区调整优化方案。耦合分析包括方案耦合和战略耦合。方案耦合主要是将基于地域功能识别指标体系的划分方案与基于“双评价”分析的分区方案进行耦合。若对于某县域单元而言,两者主体功能定位相同,则耦合；反之，则不耦合。对于不耦合的地域单元,结合其战略目标、发展趋势以及生态环境保护要求等判定其主体功能定位;对于地理环境差异明显等导致主体功能定位难以明确的研究单元,则进一步利用“双评价”结果,以乡镇为基本单元,运用“双评价”集成函数与规则判断其主体功能定位。战略耦合主要是与国家、省级等区域重大战略、规划进行衔接,并综合协调相关部门意见,反复校验主体功能定位,最终形成省级主体功能区调整优化方案。

1.3 集成函数与集成规则

1)多方案综合集成规则。以县域为基本单元,分别采用指数评价法、判别评价法和主导因素法对省域国土空间开发适宜性进行综合评价,得到3种国土空间开发适宜性备选方案。将3种备选方案综合集成为省级主体功能区划调整方案,设定集成规则如下:对某一县域而言,当3种方案的地域功能类型均相同时,则以该地域功能类型为其主体功能;当只有两种方案的功能类型相同时,则以两种相同方案下的地域功能类型为其主体功能;当3种方案下地域功能类型均不相同时,按照邻近性原则和集中连片原则,判断其主体功能定位(即以其相邻县域单元，或者邻近同类型且集中连片县域单元的地域功能类型为其主体功能定位);同时,考虑战略选择情况以及自然灾害、环境容量等要素对国土开发的约束作用,对县域主体功能定位进行微调,如图2所示。

图2 省级主体功能区划中多方案综合集成规则Fig.2 Rules of multi scheme integration of provincial MFOZ

2)“双评价”集成函数与规则。通过参考王亚飞等学者对格网单元的地域功能优化的研究[35],提出适用于省级主体功能调整优化的 “双评价”集成函数与规则。由于城镇、农业、生态的空间比例关系一般符合主体功能定位的相对关系,所以根据不同功能空间比例情况可以判定主体功能定位。假设某地域i中城镇建设、农业生产和生态保护适宜性中最高等级的面积比例分别为Ri、Ai、Ei,则地域i的功能组合可能存在4种组合情况,判定其主体功能定位的函数可以表示为

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2 陕西省主体功能区调整优化实践

2.1 研究区概况与数据来源

1)研究区概况

陕西省位于我国内陆中心腹地,下辖10个地级市、107个县,总面积约20.56万km2。全省地域狭长,地势南北高、中间低,形成了三大典型的地貌单元,自北向南为黄土高原、关中平原和秦巴山地。黄土高原地区能矿资源富集、工业基础良好,产业发展与环境生态矛盾一直较为突出;关中地区地势平坦开阔、土壤质地优沃,历来都是全省人口经济和粮食生产集中区;而作为全国重要生态安全屏障的秦巴山区林木繁盛、水源丰富,但区内崇山峻岭,地质环境复杂,滑坡、泥石流等灾害频发。2019年,全省常住人口约3 876万人,城镇化水平为59.43%,分别比2010年增长了3.8%、13.73%;实现生产总值24 438.32亿元,经济总量位居全国第14位,相比2010年增长了2.5倍,位序上升3位(见表1)。

表1 陕西省经济社会主要统计指标情况Tab.1 The main economic and social statistical indicators of Shaanxi Province

2)数据来源

本文以《省级主体功能区划分技术规程》[13]和《资源环境承载能力和国土空间开发适宜性评价指南(试行)》[36]为指引,收集相关空间数据和基础数据,建立起陕西省主体功能区调整优化空间数据库。其中,行政边界类空间数据主要来源于中科院资源环境科学与数据中心,部分则通过矢量化得到；土地利用现状、DEM、遥感影像等空间类数据采用陕西省各相关职能部门提供的权威数据;人口与社会经济等基础数据来源于陕西统计年鉴,并以各地市统计年鉴和统计公报等为补充。数据基期一般为2018年,人口经济等部分数据更新到2019年。

2.2 陕西省主体功能区调整优化过程

2.2.1 陕西省主体功能区方案实施评估 为加快推进生态文明建设,科学合理高效利用国土空间,陕西省组织编制了《陕西省主体功能区规划》。从2013年方案实施以来,相继出台了《陕西省国家重点生态功能区产业准入负面清单》《陕西省完善主体功能区战略和制度的实施方案》《陕西省国家重点生态功能区县域生态环境质量监测评价与考核暂行办法》《陕西省秦岭生态环境保护总体规划》等规划和政策文件,使得全省主体功能区建设体制机制更加完善。

①地域功能识别指标体系中可利用土地资源、可利用水资源、环境容量、自然灾害危险性、人口集聚度、经济发展水平、交通优势度单项指标计算方法参照《主体功能省级主体功能区划分技术规程》(2008)。由于部分数据缺失,生态系统脆弱性和生态重要性直接参考《陕西省生态环境承载能力与生态空间格局研究(含生态红线划定)》的研究成果。其中,战略选择是评估不同地区政策和战略指向的差异性和影响程度,为全局调控性指标,不涉及指标算法问题,其他为可计量性指标。

近10年来,随着城市经济集聚能力的增强和基础设施环境的改善,全省城镇空间结构不断优化,“一极四核两轴”的城市化战略格局基本形成;耕地保有量已超过预期目标,达到3.9万km2,粮食安全与农产品供给也得到有效保障,“五区十八基地”的农业战略格局整体稳定;森林覆盖率逐渐提高,森林蓄积量超额完成,生态质量得到明显好转,“两屏三带”生态安全战略格局更加稳固。虽然全省国土空间开发保护总体格局日益清晰,但是，局部地区主体功能定位问题也逐渐凸显。一方面,受城市经济辐射效应的影响、交通体系的完善以及撤县设市设区等政策导向作用,部分限制开发地区经济和区位优势越加明显,战略地位也得以提升,导致其发展定位和方向与原主体功能定位适应性不足；另一方面,地理环境内部差异较大的县域经济发展和生态保护矛盾较为突出,特别是对秦巴山区和黄土高原南北过渡地区而言,亟需以乡镇为基本单元细化其主体功能定位。

2.2.2 基于原有区划技术规程的方案调整 遵循原省级主体功能区划技术规程进行调整，可以保证区划方案的延续性和可比性。首先,根据《省级主体功能区划分技术规程》(2008)构建了由可利用土地资源、可利用水资源、环境容量、生态系统脆弱性、生态重要性、自然灾害危险性、人口集聚度、经济发展水平、交通优势度、战略选择组成的“9+1”地域功能识别指标体系。其次,通过单项评价和综合评价对国土空间开发适宜性进行评价[20]。前者主要是对可利用土地资源、可利用水资源等进行评价①,探索各指标要素的空间格局特征及其相互之间的分布关系；后者以单项评价为基础,统筹考虑未来国土空间开发和保护格局、人口经济分布趋势等。结合定量和定性方法,综合分析地域功能适宜性指向及其主体功能类型,形成不同方法下的省级主体功能区划备选方案。最后,通过多方案集成规则,将各个备选方案进行综合集成，得到基于地域功能识别指标体系的陕西省主体功能区划分方案(见图3)。

图3 基于地域功能识别指标体系的分区方案Fig.3 The partition plan of MFOZ based on the regional function identification index system in Shaanxi Province

从图3可以看出, 国家级城市化发展区主要以关中平原和陕北长城沿线风沙区为核心, 各区域性中心城市及其周边地区则属于省级城市化发展的重点地区; 农产品主产区多集中连片布局于黄土高原与关中平原的过渡区域, 包括大荔、 合阳、 澄城等陕西省传统农业生产基地; 作为全国重要生态安全屏障的秦巴山区和黄土高原地区是陕西省国家级和省级重点生态功能区的集中分布区。

2.2.3 基于“双评价”结果的分区方案 “双评价”可以全面认知国土空间开发保护的冲突与矛盾,是国土空间规划的基础前提,也是支撑主体功能区战略精准落地的手段和工具[37]。“双评价”给出了基于斑块单元的城镇建设、农业生产、生态保护等功能指向的适宜性等级和承载能力。由于不同类型主体功能区中城镇、农业和生态空间的比例具有一定的位序关系,因此，根据地域内不同功能适宜性的空间比例关系可以确定其主体功能类型。鉴于此, 合理利用“双评价”结果, 并通过“双评价”集成函数与规则设定,可以得到基于 “双评价”分析的陕西省主体功能分区方案(见图4)。从图4中可以发现，基于“双评价”结果的城市化发展区集中分布于关中平原、宝塔靖边和榆阳神木一带;农产品主产区主要嵌套于关中平原城市化发展区周边,数量相对较少;秦巴山区和陕北黄土高原大部分地区的生态重要性高,适宜作为陕西省重点生态功能区。

图4 基于“双评价”结果的分区方案Fig.4 The partition plan based on the result of "double evaluation"

2.2.4 耦合分析 耦合分析是陕西省主体功能区调整优化的关键环节。一方面,将基于地域功能识别指标体系的分区方案与基于“双评价”结果的分区方案进行耦合分析,以摸清和筛查功能定位不一致的县域单元,并作为后续主体功能定位及其结构调整的参考依据。耦合后发现，在107个县域单元中,有80个县域单元的主体功能定位相同,耦合度为 74.77%,有27个县域单元的主体功能定位不一致,大多分布于地理环境差异明显的黄土高原南北地貌过渡区，以及秦巴山区内峡谷盆地之间。考虑到县域单元区位条件、发展基础以及政策导向等因素的作用,判别其主体功能定位。对于蓝田县、靖边县、定边县等地理环境差异较大导致主体功能定位难以明确的县域单元,则进一步利用“双评价”结果,以乡镇为基本单元,根据集成函数与规则细分其主体功能定位。另一方面,在方案耦合基础之上开展战略耦合分析,主要与黄河流域生态保护与高质量发展战略、“一带一路”、新一轮西部大开发战略、重点开发轴线(带)、关中平原城市群、呼包鄂榆城市群等重大战略规划相衔接,并积极与陕西省相关主管部门和地方政府沟通协调,反复核验和优化主体功能定位,最终形成陕西省主体功能区调整优化方案(见图5)。

图5 陕西省主体功能区调整优化方案Fig.5 The plan of adjustment and optimization of MFOZ in Shaanxi Province

2.3 陕西省主体功能区调整优化方案

从图5中可以发现:作为全国重要经济增长极的关中平原城市群，和全国重要能源化工基地的榆林北部地区是国家级城市化发展区的核心,而各区域性中心城市是省级城市化发展区的重点选择;农产品主产区主要集中连片布局在关中平原城市群北部区域,包括关中粮食主产区和渭北粮果农牧区,涉及到乾县、礼泉、大荔、合阳等传统农业生产基地;陕南秦巴山区和陕北白于山区黄河西岸一带的生态重要性和生态系统脆弱性较高,且对于维护我国生态安全格局具有重要作用,因此，该地区基本定位为国家级重点生态功能区,黄土高原的黄龙山、子午岭片区以及陕北长城沿线风沙区则大多属于省级重点生态功能区的集中分布区。

总体来说:① 经过调整优化后的陕西省主体功能区划方案约束在资源环境承载能力范围之内,农产品主产区面积为1.45万km2,占全省农业生产最大承载规模的23.85%;城市化发展区面积为5.06万km2,低于城镇建设最大承载规模约4.41万km2。② 城市化发展区、农产品主产区、重点生态功能区的面积占全省国土面积的比重分别为24.61%、7.03%和68.37%,面积比例关系接近于3∶1∶9。其中,国家层面的城市化发展区和重点生态功能区的国土面积比重为18.64%、46.26%。③ 与2013年公布的《陕西省主体功能区规划》相比,在本次方案中除农产品主产区面积比重缩减之外,城市化发展区和重点生态功能区面积比重均增加,变化比例分别为8.17%、4.41%、3.77%。④ 整体上,全省国土空间开发保护总体格局变化较小,涉及到调整优化的县区34个,乡镇210个,调整优化面积占全省国土面积的比例为17.69%。

3 结语与讨论

主体功能区在国土空间规划中具有基础作用和战略价值, 调整和优化原有主体功能区方案是省级国土空间规划中面临的主要任务之一。 鉴于此, 本文提出了省级主体功能区调整优化思路, 并以陕西省为例开展实证研究。 首先， 综合考量和评估主体功能区战略实施10年来的成效和问题, 基于原有的省级主体功能区划技术流程与规则, 得到基于地域功能识别指标体系的划分方案;其次， 利用“双评价”成果， 通过一定集成函数与规则, 形成基于“双评价”分析的分区方案;最后, 将两个方案进行耦合分析, 最终形成面向国土空间规划的陕西省主体功能区调整优化方案。 研究发现:基于“双评价”分析的主体功能分区方案与基于地域功能识别指标体系的划分方案的耦合度较高, 达到70%以上; 利用“双评价”成果能够很好地识别地理环境内部差异性较大的县域单元, 可为以乡镇为单元的主体功能区细化提供有力支撑。

本研究在传承原有省级主体功能区划基本思路地基础上,充分考虑近10年来陕西省国土空间开发和保护的变化趋势,紧密结合国土空间规划的科技需求,利用“双评价”结果对主体功能区划方案进行修正和校验,是省级主体功能区调整优化研究的一种新思路和新方法。但是,由于微观尺度向宏观尺度的数据转换机制较为复杂,通过汇总统计和不同功能最高适宜等级面积占比等情况，将微观尺度的“双评价”结果集成为宏观尺度的主体功能分区方案,具有一定的科学性,总体结果也比较符合客观现实。但对集成方法和过程研究还不够深入,未来还需要加强对“双评价”集成函数与规则、耦合分析等关键过程与方法的进一步深化和细化。另外,由于生态系统脆弱性指标中相关数据的缺失,本次研究采用生态环境敏感性指标代替生态系统脆弱性指标,也可能对省级主体功能区划分结果的准确性产生一定的影响,今后需要进一步完善空间监测站点布局,持续对相关基础数据进行监测、调查和采集,以增强成果数据的空间匹配性和时间衔接性[34]。