近40a黄河流域国土空间格局变化特征与形成机理

科学认知黄河流域国土空间格局变化过程与影响因素,是构建可持续国土空间开发保护格局,实现黄河流域高质量发展的迫切需要。本文采用国土空间转移矩阵、标准差椭圆和地理探测器方法,研究1980—2018年黄河流域国土空间格局变化特征与形成机理。研究表明：① 近40a黄河流域国土空间具有明显的水平地域差异和垂直梯度分异特征,生产空间持续减小,生活空间不断扩大,生态空间占绝对主体地位,但呈现波动变化态势。② 黄河流域国土空间格局变化逐渐加快,地区差异性和空间指向性更加明显。农业生产空间减小地区与林地、草地和其他生态空间增加地区具有空间协同关系。③ 年平均气温对生产空间的影响程度显著增强,海拔高度对生活空间和生态空间的约束作用逐渐增强;人口密度和固定资产投资规模对生产空间和生活空间演化影响广泛,城镇化率和生态环境保护政策对生态空间演化影响深刻。④ 黄河流域宏观的自然本底是当前国土空间开发保护格局形成的重要地理基础;城镇化、工业化及生态保护与建设政策是国土空间格局演化的关键动力,加速了黄河流域国土空间格局变化进程;各自然因子与人文因子交互作用对国土空间格局演化具有非线性增强效应和双因子增强效应。     

基于土地利用转移流的国土空间格局演变及其驱动机制研究——以宁夏原州区为例

提出了基于土地利用转移流的溯源分析法,结合社会网络分析方法与核密度分析法,探究了2000—2018年原州区国土空间格局演变及其动力机制。结果表明：（1） 原州区的三生空间向生产空间增效、生活空间扩容、生态空间提质的方向演化,生产、生活和生态用地结构由2000年的44.76%、2.90%、52.34%调整为2018年的41.17%、6.29%、52.54%。（2） 原州区的三生空间变化与现行国土空间优化目标有较高的契合度,生态用地的转入主要发生在不宜耕作或不宜居住的区域,体现“生态空间山清水秀”导向;生产空间通过坡改梯田、提供灌溉条件以提升水土资源集约利用水平,体现“生产空间集约高效”导向;生活空间的扩张主要发生在居住条件更为适宜的河谷区,体现“生活空间宜居”导向。（3） 三生空间格局演变表现出明显的空间集聚性,呈现出六盘山阴湿区为带状高值区、黄土丘陵沟壑区为散点高值区、清水河谷为团块状高值区的特征,且不同地类变化的空间集聚性特征有所不同。（4） 基于土地利用转移流溯源法提出了原州区三生空间演变的“动力-响应-结果”传导性动力机制;生态建设是国土空间格局演变最重要的驱动力,其次是水土资源集约利用,二者为国土空间格局优化作出重要贡献;水土流失是各类用地向未利用地转化的重要动力,今后仍需加大对水土流失的治理。通过探究经济与生态双重制约区国土空间变化特征及其动力机制,为国土空间优化提供决策参考。     

基于FLUS模型粤港澳大湾区“三生空间”多情景模拟预测

运用Future Land Use Simulation model (FLUS)模型,基于2010年、2015年、2020年3期土地利用数据,选取自然和社会经济因素的16个驱动因子,设置生产空间优先、生活空间优先、生态空间优先以及“三生空间”协调4种情景,对2025年和2035年粤港澳大湾区“三生空间”进行模拟预测。结果表明：(1) 2020—2035年粤港澳大湾区生产空间在生产空间优先情景下持续增长,在生态空间优先情景下持续减少,在“三生空间”协调与生活空间优先情景下都呈现先增加后减少的趋势。(2) 2020—2035年粤港澳大湾区生活空间在4种情景下均趋于增长,生产空间优先情景下增长最少,生活空间优先情景下增长最多。(3) 2020—2035年粤港澳大湾区生态空间仅在生态空间优先情景下增长,其余3种情景下均减少。(4)“三生空间”在粤港澳大湾区边缘山区变化较小,中部平原地区变化较明显。     

江苏省土地利用功能变化及其空间格局特征

面对资源约束与生态环境破坏的双重压力以及经济发展与社会稳定的双重需要,优化国土空间开发格局已成为中国经济社会可持续发展的重要任务。土地利用作为国土空间开发的核心载体,研究其利用过程中形成的各项功能效应及其变化特征,有利于摸清国土空间开发中的症结与问题。以江苏省为实证,立足区域国土空间发展目标,构建包含农业生产、城镇生活、生态维护等3项一级功能以及9项二级功能的土地利用功能分类体系,以1 km×1 km空间格网为评价单元,运用经济社会数据空间化方法以及InVEST、RUSLE等模型方法,综合测度2000年和2015年两个时间断面下江苏省各项土地利用功能及其变化,分析土地利用功能变化特征,总结土地利用功能变化模式及成因,并划分功能变化分区。结果表明：① 2000-2015年,江苏省农业生产功能西增东减;南部地区城镇生活功能增强明显高于中北部地区;各项生态维护功能变化特征差异显著。② 江苏省农业生产功能与生态维护功能变化存在协同关系,与城镇生活功能变化存在权衡关系。③ 江苏省土地利用功能变化可划分为西南丘陵综合功能提升区、太湖平原生产功能减弱区、沿江平原生活功能增强区等8个类型区,各分区功能变化主导模式存在差异。     

太行山区国土空间格局演变特征及其驱动力

国土空间是人类活动的基础空间载体,开展山区国土空间格局演变特征和分异特征研究,有利于优化区域发展格局。以太行山区为研究对象,选取1980、1990、1995、2000、2005、2008、2010、2015年8期土地利用数据,将其分为城镇空间、农业空间和生态空间,揭示其时空演变特征,并采用地理探测器方法分析太行山区国土空间演变的驱动力。结果表明:(1)太行山区城镇空间散布在各地级市中心,农业空间主要分布在山麓和盆地,生态空间分布在高海拔山区。35年间城镇空间扩张显著,农业空间和生态空间大幅度减少,县域国土空间面积的变化同主体功能区定位相吻合。(2)太行山区国土空间分异显著。1980—2015年国土空间变化以海拔1000 m和坡度15°为阈值,阈值以下城镇空间随地形上升逐渐减少,农业空间逐渐增加,阈值以上生态空间增幅最显著。与此同时,国土空间类型区面积变化在地貌区上存在较高的分异性,特别是在台地、平原以及中、高起伏山地变幅最大。(3)太行山区国土空间格局的演变是自然条件、交通区位、社会经济、国家政策共同作用的结果,其中,自然条件是基础性决定条件,交通区位是重要驱动力,社会经济是主要驱动力,国家政策是外在驱动力。研究结果可为优化山区国土空间格局,与提升国土空间功能提供参照。     

横断山区植被绿度的时空变化特征及其成因

科学认识植被绿度变化的时空格局及驱动因子是生态系统管理的基础。横断山是我国西南地区的重要生态屏障,对我国中西部地区的气候及生态环境有着深远影响。本文基于MODIS NDVI数据,采用趋势分析法、偏相关分析及复相关分析等方法,系统分析了2001—2016年横断山区植被NDVI的变化特征及其驱动因子。研究结果显示:2001—2016年横断山区NDVI年均值呈增加趋势,年均增长率为4.4×10~(-4) a~(-1)。除夏季NDVI均值表现为降低趋势外,其它季节NDVI均值均为增长趋势,增速冬季春季秋季。海拔4000 m以下植被NDVI年均值介于0.45～0.55,其增速的海拔梯度差异较小(±0.001 a~(-1));海拔4000 m以上随海拔梯度的增加,NDVI年均值降低而其增速升高。横断山区植被NDVI变化受气候因子影响的面积仅为16%,大部分地区NDVI变化受CO_2浓度增加及土地利用变化等人类活动的影响。研究结果为横断山区生态保护和可持续发展提供参考依据。     

基于随机森林模型的“生产-生活-生态”空间识别及时空演变分析——以郑州市为例

基于2007年和2017年郑州市POI数据,采用随机森林模型和样方比例法识别其城市内部的“生产-生活-生态”空间,并利用核密度等方法分析研究区“生产-生活-生态”空间的时空演变格局。结果表明：① 随机森林作为新兴的机器学习算法,能够识别“生产-生活-生态”空间且具有较高的精度。② 郑州市“生产-生活-生态”空间分布格局与城市功能分区相匹配,生产空间集聚分布在产业集聚区,生活空间在城市中心城区内呈面状分布,生态空间整体呈点状分布。③ 随着郑州市城镇化建设和基础设施的完善,10年间郑州市“生产-生活-生态”空间的空间分布格局更加合理,生产空间向产业集聚区集聚,生活空间逐渐分散,生态空间分布更加均衡。基于POI数据,利用随机森林模型对城市“生产-生活-生态”空间的识别方法更加有效,识别结果更加精准,能够在更小的尺度上为国土空间规划提供数据与方法支撑。     

环渤海地区国土空间利用质量时空演化及障碍因子分析

在中国经济转向高质量发展和进行空间重塑的关键时期,深入审视国土空间利用质量及其演进问题,可为构建高质量发展的空间格局提供关键依据,对于扭转高速增长阶段空间利用逻辑、提升区域空间治理水平具有重要意义。文章从承载客体、活动主体和二者相互作用产生的能力视角深化国土空间利用质量内涵,明确提出结构、效率和活力是国土空间利用质量的核心指示要素。以此为基础,运用熵权TOPSIS法、核密度估计、障碍度模型评价2010—2019年环渤海地区国土空间利用质量,揭示其时空分异特征、演化规律和障碍因子。结果表明：(1)环渤海地区国土空间综合利用质量缓慢增长;生产、生活和生态空间利用质量分别表现为高水平均衡演进、各等级平稳提升和“波动式”下降态势。(2)综合利用质量整体呈“三足鼎立”的高值集聚态势;生产空间利用质量在辽宁沿海出现中低值塌陷,生活空间沿北岸一带形成中高值集聚区,生态空间利用质量水平东降西升,高值碎片化明显。(3)区域国土空间综合利用质量主要受制于生产空间,突出表现在生产效率和生产活力,同时生态结构、生态效率和生活活力类因子的障碍度日益增强,地区分异明显。研究为深化国土空间利用质量的理论认知提供了新...     

干旱绿洲农业区土地利用转型生态环境效应及分异机制——基于三生空间主导功能判别视角

干旱绿洲农业区生态环境脆弱,开展土地利用转型生态环境效应研究能为该区国土空间优化和农业农村可持续发展提供参考依据。论文以张掖市甘州区为例,采用转移矩阵、生态环境质量指数、移动窗口法、生态贡献率及地理探测器模型,对干旱绿洲农业区土地利用转型生态环境效应及分异机制进行研究。结果表明：① 1990—2020年生产和生活空间持续扩张、生态空间总体减少,结构从“单一农业空间增加”向“转换类型多元化”转变,功能由“生态转生产为主”向“生产与生活、生态与生产多功能相互转换”演变。② 1990—2020年土地利用转型生态环境效应总体为正,耕地面积占比较大的村镇质量指数相对较高;其他生态空间向林草水生态、农业生产空间转型的生态正效应最大,林草水生态空间向其他生态、农业生产空间转型的生态负效应最大,2010—2020年农业生产空间过度扩张挤压林草水生态空间引起的生态环境负效应正在显现。③ 人口密度、地均GDP和植被覆盖度是生态环境质量分异的关键因子,降水量、土地开发强度、耕地面积占比和地均水资源量是核心因子;因子交互作用使农业生产空间增加和林草水生态空间压缩权衡博弈产生自适应稳态机制,从而形成了总体偏低的生态环境质量格局;村镇在面对干扰冲击时的自组织、适应性和转型能力不同,导致经济发展和土地利用方式不同,进而塑造了村镇分异的生态环境质量格局。     

广西国土空间格局演变特征与形成机理

国土空间格局演化与形成机理是人地系统交互关系研究的科学问题和国土空间规划的关键前提。采用地学图谱、标准差椭圆和空间自相关方法,分析2000—2018年广西国土空间格局演变特征,并运用地理探测器揭示其形成机理。结果表明：① 广西城镇空间加速挤占农业、生态空间形成了“一增双减”的面积变化特征,国土空间动态变化速度加快;② 广西国土空间相互转化频繁,转移轨迹多样性特征明显,农业空间与生态空间加速互换以及生态空间内部结构加快重组;③ 城镇空间与农业空间互竞主导了广西国土空间的迁移路径,城镇、农业空间存在“南高北低”和生态空间存在“北高南低”的集聚特征;④ 广西国土空间格局演变受自然地理与社会经济因素的共同作用影响,自然环境条件的限制作用减弱,社会经济发展水平驱动力增强,政策调控力度驱动作用深远。下一步可通过国土空间规划、调整产业布局和引导生产生活方式优化国土空间格局。     

Spatio-temporal pattern changes of land space in Hengduan Mountains during 1990–2015

Hengduan Mountains offer land space for a variety of ecological services. However, the sustainable development and management of land space has been challenged by increased human activities in recent years. This paper performs the spatial pattern analysis of the quantitative and structural changes of various landscapes at different altitudes, and uses the land use data in 1990, 2000, 2010 and 2015 to reveal how various land patterns have changed. The results show that, within the production-living-ecological space schema, the ecological space dominates Hengduan Mountains, while the production and living space was mainly distributed in south region. During 1990–2015, the production-living-ecological spatial changes had been gradually accelerated and the regional differences had become more prominent. The agricultural production space had continuously decreased by 1132.31 km², and the industrial and mining production space had rapidly increased by 281.4 km² during 1990–2015. The living space had steadily increased, and the ecological space had increased with fluctuations. The land space pattern in Hengduan Mountains was greatly restricted by the terrain, such as altitude and slope. The implementations of China Western Development Strategy and the Returning Farmland to Forest Program had favorably promoted the changes of land spatial pattern in Hengduan Mountains.     

A Functional Land Use Classification for Ecological,Production and Living Spaces in the Taihang Mountains

A combination of rapid industrialization, economic development and urbanization has caused a series of issues such as resource shortages, ecosystem destruction, environmental pollution and tension between human needs and land conservation. In order to promote balanced development of human, resources, ecosystems, the environment, and the economy and society, it is vital to conceptualize ecological spaces, production spaces and living spaces. Previous studies of ecological-production-living spaces focused mainly on urban and rural areas; few studies have examined mountainous areas. The Taihang Mountains, a key area between the North China Plain and Beijing-Tianjin-Hebei area providing ecological shelter and the safeguarding of crucial water sources, suffer from increasing problems of fragile environment, inappropriate land use and tensions in the human-land relationship. However, studies of the ecological, production, and living spaces in the Taihang Mountains are still lacking. Therefore, this study, based on the concept of ecological-production-living spaces and using data from multiple sources, took the Taihang Mountains as the study area to build a functional land classification system for ecological-production-living spaces. After the classification system was in place, spatial distribution maps for ecological, production and living spaces were delineated. This space mapping not only characterized the present land use situation, but also established a foundation for future land use optimization. Results showed that the area of ecological space was 78,440 km², production space 51,861 km² and living space 6,646 km², accounting for 57.28%, 37.87% and 4.85% of the total area, respectively. Ecological space takes up the most area and is composed mainly of forests and grasslands. Additionally, most of the ecological space is located in higher elevation mountainous areas, and plays an important role in regulating and maintaining ecological security. Production space, mostly farmlands sustaining livelihoods inside and outside the region, is largely situated in lower elevation plains and hilly areas, as well as in low-lying mountainous basins. Living space has the smallest area and is concentrated mainly in regions with relatively flat terrain and convenient transportation for human settlements.     

面向国土空间优化的三生空间研究进展

解决经济高速增长、社会快速转型中存在的国土开发秩序混乱和资源环境代价沉重等问题是人文—经济地理学在区域可持续发展领域的重大科学命题。党的十八大报告将优化国土空间开发格局作为生态文明建设的首要举措,并提出“促进生产空间集约高效、生活空间宜居适度、生态空间山清水秀”,由此构成的“三生”空间成为构建空间规划体系、完善国土空间开发保护制度和各类尺度空间落实主体功能区规划的重要基础。本文围绕国土空间优化和区域可持续发展目标,对国内外“三生”空间相关文献进行系统梳理,紧紧围绕“三生”空间的数量配比和空间配置两个科学问题进行综述,按照精度深化和尺度细化的要求,集中在“三生”功能分类、空间识别、空间优化等内容,从而勾勒出三生空间研究的框架体系。今后应重视三生空间动态演化,促进各尺度适宜性评价的统一和整合,响应“多规合一”的实践需求,最终服务于国土空间格局优化。     

论土地整治与乡村空间重构

目前,中国新型工业化、城镇化和农业现代化的推进仍缺乏重要抓手和空间支撑平台,严重影响了城乡一体化发展进程。亟需通过开展农村土地综合整治,重构乡村生产、生活和生态空间,为推进新农村建设和城乡一体化发展搭建新平台。本文在界定了乡村空间重构,即在快速工业化和城镇化进程中,伴随乡村内生发展需求和外源驱动力综合作用下导致的农村地区社会经济结构重新塑造,乡村地域上生产空间、生活空间和生态空间的优化调整乃至根本性变革的过程,及其产业发展集聚、农民居住集中和资源利用集约3 个方面内涵的基础上,分析了工业化和城镇化进程对乡村生产、生活和生态空间的影响;探讨了乡村空间重构的土地整治类型及助推机制;结合农用地整治、"空心村"整治和工矿用地整治提出了乡村生产、生活和生态空间重构的模式与途径,以及依托土地整治的以"自下而上"为主、"自上而下"为辅的乡村空间重构战略。作为城乡一体化发展根基的乡村空间其重要性和基础平台作用应受到足够重视,乡村集约高效的生产空间、宜居适度的生活空间和山清水秀的生态空间的优化重构,有赖于区域农村土地整治工程技术、政策机制与模式的创新。     

南昌市土地利用的空间冲突风险评估及分区优化研究

以土地利用的导向功能为基础,将南昌市1995、2005和2015三期20种土地利用类型划分为生态生产空间、生产生态空间、生态空间和生活生产空间。利用空间复杂性指数、空间脆弱性指数和空间稳定性指数3个因子构建冲突模型,借鉴倒“U”型模型,将空间冲突分为4类：稳定可控、基本可控、基本失控和严重失控,在冲突级别的基础上利用优化产业结构、生态系统修复等措施,建立10个亚功能区,优化土地资源,缓解空间冲突,实现可持续发展。研究结果表明：①1995—2015年中南昌市三生空间格局以生产生态空间为主,其次是生态空间、生态生产空间以及生活生产空间,生活生产空间所占比例在上升,其余均在减少,呈现“一升三降”特点;②1995—2015年南昌市三生空间空间冲突愈演愈烈,严重失控单元持续增长,但2005—2015年的增长速度较1995—2005年稍慢,南昌市三生空间冲突失控态势严峻;③不同空间类型冲突存在较大差异,均以可控级别为主,其中失控级别占比由大到小：生活生产空间?生产生态空间?生态生产空间?生态空间;④利用10个亚功能区优化南昌市70%以上的区域,其中以城镇用地等为主的两个亚功能区,70%以上属于允许建设区,以滩地、湖泊、林地等为主亚功能区65%以上属于禁止建设区,符合土地利用总体规划。     

工业镇“生产-生活-生态”空间演化过程、动因与重构——以河南省曲沟镇为例

以曲沟镇多期高清遥感影像、问卷访谈及大量一手数据为基础,综合运用参与式农村评估（PRA）、GIS空间分析及土地利用转型矩阵等方法,剖析了研究区1991-2017年“三生”空间格局演变及驱动因素,对引导其“三生”空间协调发展有重要的现实意义。结果显示:① 研究期内,以工矿用地为主的建设用地增量显著,总体呈现高速扩展、局部集聚及多样化发展态势;② 生产空间由农业为主转变为农业与工业两强并存,工业生产空间嵌入到农业生产空间中形成“马赛克”式格局;③ 生活空间演变呈现空间扩展与质量提升并存的趋势;④ 生态空间的变化则具备面积缩减与质量下降2个特征;⑤ 工业镇“三生”空间的演变过程,是乡村能人带动、产业结构演变、路径依赖累积、政府宏观调控及综合地理条件约束等内外因素综合作用的结果。     

Land consolidation: An indispensable way of spatial restructuring in rural China1简

The implementation of new type industrialization and urbanization and agricultural modernization strategies lacks of a major hand grip and spatial supporting platform, due to long-term existed ＂dual-track＂ structure of rural-urban development in China as well as un- stable rural development institution and mechanism. It is necessary to restructure rural pro- duction, living and ecological space by carrying out land consolidation, so as to establish a new platform for building new countryside and realizing urban-rural integration development in China. This paper develops the concept and connotation of rural spatial restructuring. Basing on the effects analysis of industrialization and urbanization on rural production, living and ecological space, the mechanism of pushing forward rural spatial restructuring by carry- ing out land consolidation is probed. A conceptualization of the models of rural production, living and ecological spatial restructuring is analyzed combining with agricultural land con- solidation, hollowed villages consolidation and industrial and mining land consolidation. Fi- nally, the author argues that a ＂bottom-up＂ restructuring strategy accompanied by a few ＂top-down＂ elements is helpful for smoothly pushing forward rural spatial restructuring in China. In addition, the optimization and restructuring of rural production, living and ecological space will rely on the innovations of regional engineering technology, policy and mechanism, and mode of rural land consolidation, and more attentions should be paid to rural space, the foundation base and platform for realizing urban-rural integration development.     

基于POI数据的建设用地多功能混合利用空间分异研究

建设用地多功能混合利用对提升区域用地效率、增进国土空间效能具有重要意义。论文构建基于生产—生活—生态空间(即三生空间)的建设用地多功能混合利用分析框架,以济南市为研究区,采用POI数据,利用熵模型、景观格局分析和关联规则挖掘方法,探究土地混合利用的空间分异特征。结果显示,研究区建设用地混合利用以生产空间、生产—生活空间和生活空间为主;核心城区的建设用地混合利用度较高,而生产、生活空间集中连片,生态空间嵌入不足;乡村地区景观的破碎化特征明显,以生产—生活空间引领的建设用地混合利用度较低;产业园区的生活—生态空间在网络中处于边缘位置,加强园区内部规划与周边区域形成互补的生活、生态空间,是实现园区土地可持续利用的关键。关联规则的分析结果表明,科学的生产空间规划是优化混合利用的重要抓手,而合理的生态空间布局对带动区域建设用地混合利用起着关键作用。研究基于POI数据,从行为空间互动理论视角探究建设用地多功能混合规律,丰富了现有土地混合利用理论与方法体系,也为土地利用政策制定及城市空间格局优化提供了科学依据。