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。     

黄河流域国土空间开发格局优化研究——基于国土开发强度视角

构建科学适度有序的国土空间格局是实现黄河流域生态保护和高质量发展的根本保证。基于成本-效益理论和空间均衡理论,构建国土开发限度和均衡度评估模型,研究2009—2017年黄河流域国土开发强度。结果表明：① 黄河流域国土空间开发已临近超载,可开发空间用地效益明显偏低。② 黄河流域国土开发空间差异悬殊,与国土利用的经济梯度基本吻合。③ 黄河流域国土开发供给能力总体偏低,水资源保障能力是最大约束。为此,建议：① 引导构筑流域重点保护与整体统筹的国土空间开发新秩序;② 建立流域生态格局、生态空间和一体化治理等长效治理新机制;③ 推进流域、区域以及流域内外竞合空间协同,探索黄河流域高质量发展新路径。     

国土空间开发建设适宜性评价研究进展

国土空间开发建设适宜性是优化国土空间开发格局、合理布局建设空间的依据,包括国土空间开发适宜性和建设用地适宜性两个方面。本文首先探讨二者的概念与内涵,然后从评价目标与视角、评价尺度与单元等多个角度梳理国土空间开发建设适宜性案例研究现状;进而总结归纳国土空间开发建设适宜性的指标体系及评价方法。分析发现：国土空间开发建设适宜性指标体系早期以工程地质条件为主,但目前涉及要素日益多元化,涵盖地质地貌、生态、经济、社会各方面;并已形成多要素叠置综合评价、空间作用及其趋势模拟、基于生态位的适宜性评价及参与式综合评价四种适宜性评价方法。今后应借鉴地理学、社会学、空间经济学、生态学等多学科理论,构建完善的国土空间开发建设适宜性研究体系,加强基础理论研究;推动指标体系规范与统一,完善评估框架与技术方法,研发开放式评价系统;构建可与空间管制政策对接的适宜性分类体系,扩展适宜性评价的案例研究和应用范围;同时应促进宏观空间开发适宜性和微观建设适宜性的统一和整合,响应“多规融合”的实践需求。     

基于建设用地适宜性评价的建设用地空间拓展研究——以晋江市为例

针对晋江市土地资源稀缺、建设开发强度过高、建设用地增长迅速,导致人口、资源与环境之间的矛盾日趋激烈的问题,遵循生态保护优先的原则,运用极限条件法、适宜性指数法和空间分析法,开展建设用地适宜性评价和建设用地拓展空间分析,摸清全市建设用地的最大供给量和建设用地可拓展空间的规模和分布,为进一步优化国土开发空间格局、合理高效配置国土资源,解决城市建设发展与生态保护之间的矛盾提供有效的空间决策依据。结果表明:晋江市土地资源建设用地适宜性水平较高,土地建设开发仍有一定的潜力,全市适宜建设土地、建设用地可拓展空间分别占土地总面积的70.17%、30.42%。但受到土地开发强度偏高、建设用地指标和耕地占补平衡制度的约束,土地资源进一步建设开发的空间十分有限,晋江市未来建设过程中必须转变以消耗资源、外延发展为主的模式,大力推进节约和集约用地,积极盘活城镇低效土地。     

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GIS的城镇、农业、生态空间分区与国土开发风险识别 ——以陕西省南泥湾景区为例

国土空间开发适宜性评价及分区是国土空间规划的基础。针对传统国土空间开发适宜性评价方法缺少空间数据、无法充分体现空间的差异性特征等问题,将“双评价”作为基础工作,充分利用遥感监测成果、基础性地理国情监测成果和GIS空间分析技术,开展陕西省南泥湾景区生态保护重要性、农业生产、城镇建设适宜性的集成评价,并采用“三维魔方”模型将其划分为生态、农业、城镇三类空间。最终通过与土地利用现状矢量数据叠加,揭示南泥湾景区的发展潜力及风险空间。结果表明:①南泥湾景区以生态保护空间为主,面积为1 270. 87 km2;其次为农业生产空间,面积为68. 28 km2;城镇建设空间最少,面积为14. 69 km2;。②南泥湾景区城镇建设开发、农业生产潜力空间分别为9. 42,53. 55 km2,临镇镇东南部有较大的农业拓展开发空间。③南泥湾景区城镇建设对生态破坏可能性较低。农业生产风险空间较大,为92. 79 km2,多位于临镇镇东北部。该区域生态敏感性较强,未来建议提高耕地种植效率,恢复生态空间建设。     

长江流域国土空间开发适宜性综合评价

国土空间开发适宜性评价是国土开发格局优化与区域协调发展的科学基础,开展长江 流域国土空间综合评价,可以加强和深化对流域国土空间合理开发的科学认知,指导流域治 理与可持续发展实践。根据“3步骤4原则”首次界定长江流域覆盖的县级行政区域范围,从 长江流域实际出发,采用Delphi与AHP方法,构建国土空间开发适宜性综合评价指标体系, 建立以724个县级行政区为基本单元的长江流域综合数据库。在此基础上,结合专业知识与 GIS 空间聚类方法进行单因子分级评价,运用动态加权求和法建立测度模型开展综合评价,构 建耦合差系数模型进行人口-经济空间耦合度分析。研究结果表明：全流域开发约束总体水 平较高,高值区 (V~VIII级) 主要分布在上中游地区。开发强度和开发潜力的空间集中度高, 区域发展差异呈继续扩大态势。综合评价分级高值区土地面积比重为22.95%,表明适宜开发 区域仅占少部分流域国土面积;人口-GDP耦合差系数 (D值) 为8.70,流域人口与经济空间 耦合度较低;上中下游开发适宜性存在显著差异,适宜性高值区主要包括长江三角洲、合肥 与皖江沿线地区、武汉城市圈、荆州-宜昌长江沿线地区、襄阳-南阳地区、长株潭城市 群、南昌-九江-新余地区、成渝城市群、贵阳-安顺地区、昆明市及大部分地级城市。     

基于资源效率的国土空间布局及支撑体系框架

形成国土空间开发保护新格局是生态文明建设的首要任务之一,关键在于城镇、农业和生态空间的合理配置,重点是以较小的资源损耗支撑社会经济可持续发展,而深入理解资源效率的作用成效是科学优化国土空间布局的前提。本文框架以城镇利用、农业生产和生态转换效率测算为逻辑起点,构建以上述效率为核心的国土空间开发保护情景方案和评价指标体系,引入体现决策偏好差异模型评价国土空间发展潜力,定量刻画不同情景方案下的国土空间布局蓝图,最后通过综合性分析范式对不同决策导向的国土空间政策工具（布局蓝图）进行模拟和优选。本文通过揭示资源效率对国土空间开发保护的作用成效,提炼国土空间布局蓝图定量刻画的具体规律,构建权衡多方利弊的全局优化策略,为国家生态文明建设和自然资源统筹管理提供理论参考。     

基于生态安全格局的山地河谷地区建设用地空间管制研究——以福建省沙溪重点开发区为例

构建山地河谷地区的生态安全格局对协调生态脆弱区的人地关系,指导建设用地空间管制,推动山区经济社会可持续发展具有重要意义。本文以福建省沙溪重点开发区为例,基于1992年、2000年和2015年三期土地利用数据,分析建设用地变化特点,并通过识别地质灾害防护、乡土文化遗产保护、生物保护和洪水防范等四类生态源地,应用MCR构建区域综合生态安全格局,结合DEM开展建设用地空间管制分区研究。结果表明:23 a间研究区居住用地和工矿用地持续增长,特别是工矿用地增长速度高达264.63%,但受河谷地形制约,建设用地扩张的集聚性极强,主要集中在沙溪干流5 km的缓冲区内,区域人口、资源与环境的矛盾日益突出;研究区综合生态安全格局以中、高安全格局区域为主,分别占研究区总面积的42.43%和41.47%,而低安全格局面积仅占16.10%,生态安全格局与其重点开发区的主体功能定位基本吻合;基于综合生态安全格局和山地河谷地形特点,提出建设用地空间管制分区方案,其中禁止建设区面积1354.66 km~2,占38.94%;限制建设区面积最大,为1408.70 km~2,占40.49%;作为建设用地后备资源的允许建设区受地形制约显著,面积504.10 km~2,占14.49%,且分布离建成区较远。研究结果将为主体功能区的国土空间规划、土地资源利用与生态环境协调发展提供科学依据与参考。     

“生态安全格局”专辑编者按北大核心CSCDCSSCI

20世纪90年代以来,快速城市化的生态环境压力不断加剧,不合理的土地开发利用直接导致了水土流失、植被退化、洪涝灾害等诸多生态安全问题,极大地制约了区域可持续发展,甚至被越来越多地提升到国家安全的高度。未来20年将是我国全面提升城镇化水平、实现生态文明的关键时期,如何妥善处理经济增长与生态保护二者问的矛盾,成为这一时期中国城市化发展战略亟需回应的首要命题。源于景观生态学空间格局与生态过程互馈的理论内核,生态安全格局作为生态文明建设的重要举措,被认为是保障城市生态安全、提升区域生态质量、优化国土开发格局的重要途径。     

基于最小累积阻力模型的土地利用功能分区研究——以广西贺州市为例

土地利用功能分区是国土空间开发保护与利用的重要前提。将最小累积阻力模型引入广西贺州市土地利用功能分区研究中,基于阻力约束视角开展建设用地、生态用地、农业用地扩张阻力评价,通过分析不同用地扩张的适宜性划分土地利用功能区。结果表明：(1)生态用地扩张阻力以各生态保护源为中心向四周扩张,农业用地扩张阻力由贺州市中部向四周递增,建设用地扩张阻力呈中部低、四周高的特点;(2)依据各类用地扩张的适宜性将贺州市划分为生态保护核心区、农业生产核心区、建设开发核心区、生态保护涵养区和生产生态拓展区,其空间分布与贺州市现状用地布局相符且契合相关规划的用途分区及管控要求。与传统适宜性评价相比,基于扩张阻力评价的适宜性分析综合考虑了各用地类型的垂直自然要素和水平扩张作用,为具体的土地利用功能分区提供了更为科学的依据;研究明确了各功能区的分布并提出对应的发展建议,能够为贺州市土地利用结构优化提供依据与指导。     

基于“双评价”与FLUS-UGB的城镇开发边界划定——以长春市为例

运用系统性思维,在综合考虑国土空间全要素、协调空间规划各阶段的前提下,结合资源环境承载能力评价、国土空间开发适宜性评价（“双评价”）与FLUS-UGB模型,提出了城镇开发边界划定的系统流程,包括基于“双评价”识别本底特征、基于功能遴选划分功能适宜区和基于FLUS-UGB模型划定边界3个步骤。以长春市为例,基于2010-2015年土地利用数据进行模型模拟与精度验证,总体精度为0.922 3,Kappa系数为0.844 6,表明模型具有较高精度,进而模拟了2035年长春市城镇发展形态,划定了城镇开发边界,并制定了切实有效的管控手段。这套划定方法以科学评价识别前端本底,以协同共生整合中端功能,以有机生长优化末端布局,为长春市国土空间开发与保护格局的确立迈出了稳健的一步。     

21世纪初中国生态退耕的空间格局及黄土高原典型区退耕的生态位适宜性分析(英文)

自1999年我国开始试行以"退耕还林"工程为主的生态退耕以来,到目前已历时十年。特别是进入21世纪,工程实施强度较大,因此从国家尺度上进行宏观生态退耕格局的分析对于评估生态退耕政策和确定未来政策导向具有重要意义。本研究以TM遥感监测的土地利用变化数据库为基础分析2000-2005年生态退耕的时空格局。在此基础上,以黄土高原典型地区陕西中北部为研究区,采用生态位适宜度评价模型探讨了生态退耕工程实施的合理性。研究结果表明:(1)2000-2005年间,生态退耕主要集中在中国中部地区,尤其是在黄河和长江的中上游地区,生态退耕面积与建设占用面积基本持平。在各生态类型区中,黄土高原土壤侵蚀区生态退耕面积最大,达到了1162.50km~2,主要用于还林;(2)整体看来,研究区内生态退耕的空间格局是合理的,即适宜性越差的耕地退耕比例越大。从退耕区域的适宜性水平来看,有77.35%的地区属于勉强适宜区,其中退为林地的面积为603.32km~2,退为草地的面积为528.94km~2。整个研究区内前者大于后者。然而,退耕地中仍有19.38%属于中度适宜区,原因可能来自于退耕指标分配等管理因素,另外,当地农民外出务工从而将中等适宜度的耕地退耕。结果表明,当前仍有大面积不适宜和勉强适宜的耕地存在,在未来工程实施过程区应该首先考虑该类地区。     

基于GIS的仪征空间开发适宜性分区研究

工业化城市化不断促进经济发展的同时,也带来了无序、过度开发、生态环境破坏等问题.特别是小尺度地域单元,缺乏科学的开发分区引导,陷入了生态保护与开发时序安排的矛盾之中.基于GIS空间分析技术,以生态与经济因素为双导向,探讨打破行政边界的网格评价单元划分、评价指标的选择和处理等技术方法,通过开发约束和开发潜力两方面指标的叠合分析,实现小尺度地域的空间开发适宜性分区.将仪征市划分为优先开发、适度开发、限制开发、适度保护和优先保护等5种类型区,引导开发向生态约束小、发展潜力大、发展基础好的区位发展,并降低生态价值高、建设难度大的区位的开发力度,协调地区健康发展.     

国土空间管控的方法与途径

国土空间管控是对国土空间各类开发保护活动的科学谋划与管理安排,是进行国土空间宏观调控和微观管理的重要政策工具。探讨以地域功能和资源环境承载力为科学基点的国土空间管控体系框架,并以福建省和贵州省六盘水市为例,解析“三区三线”协同划定和国土开发强度并测算两个国土空间管控中技术难点的解决方法,在此基础上,提出以功能管控和参数管控为核心的多尺度、多时序国土空间管控途径。研究发现：① 功能管控以主体功能区划和“三区三线”划定方案为基础,按照四类主体功能定位、三类空间（生态、农业和城镇空间）、六类分区（生态保护红线及一般生态区、永久基本农田及一般农业区、城镇开发边界及城镇预留区）以及N类建设和非建设类用途分层级实施;② 参数管控则以国土开发强度为关键目标参数,实施基于总量-目标和过程-增幅双控的阈值管控,以及基于上限和下限双控的分类型管控途径,旨在实现各类空间内和区域整体的生产、生活、生态“三生”结构均衡协调,促进形成高质量、可持续的国土空间开发保护格局。     

城市绿色空间格局时空演变及其生态系统服务评价的研究进展与展望

科学合理的城市绿色空间格局是城市可持续发展的物质空间保障,对其时空演变和影响因素进行研究,可揭示城市绿色空间在城市化进程中各要素与演变过程的复杂关系,以确保城市生态系统服务功能的正常发挥。在生态文明建设背景下,城市绿色空间将在多尺度国土空间规划中发挥积极作用,然而城市绿色空间规划与国土空间规划如何衔接却有待商榷。因此,论文在梳理城市绿色空间概念界定和发展历程的基础上,一方面讨论城市绿色空间格局的时空评价、驱动因子、情景模拟及优化策略的研究进展;另一方面总结生态系统服务在城市绿色空间格局评价中的应用进展。通过归纳以上研究内容,提出国土空间规划体系中有关城市绿色空间格局的评价及优化框架,以期为新时代背景下的城市绿色空间规划提供参考。     

京津冀地区光伏开发空间适宜性及减排效益评估

京津冀地区作为中国重要的能源消费基地,近年在产业转型与发展中对清洁能源的需求不断增加。光伏发电是中国“十四五”期间加速能源结构转型,早日实现碳中和目标的关键举措与重要抓手。本文以京津冀为研究区,通过构建“地形—气象—成本”光伏开发适宜性综合评价指标体系,计算了光伏开发适宜性指数,刻画出京津冀地区2018年光伏开发适宜性的空间格局特征,进而定量评估不同开发适宜性情景下光伏发电潜力与减排效益。研究表明：① 京津冀地区光伏开发适宜区占到区域总面积的22%,一般适宜区面积最广,“燕山—太行山”一线是适宜区与不适宜区的主要分界线,各类适宜区主要分布在承德、张家口和保定市3个市。 ② 京津冀地区光伏发电发展潜力巨大,开发非常适宜区和较适宜区的年发电潜力是2018年京津冀地区电力消耗的3倍。③ 光伏发电节能减排效果显著。在将非常适宜区和较适宜区全部开发情景下碳减排量为京津冀2018年排放量的47%。④ 土地利用限制、大型输电网络和储能系统是制约光伏发展的主要因素。总体来看,虽然大规模光伏开发仍存在一定的限制条件与技术瓶颈,但在全球气候变化加剧和社会经济发展进入“低碳脱碳”新常态的背景下,京津冀地区的大规模光伏开发仍是助力区域早日实现碳中和目标、优化能源结构和提升人民福祉的重要途径。     

基于改进生态足迹模型与生态重要性识别的最小生态用地优化——黑河中游案例研究

生态用地是生态系统服务的主要供给源,最小生态用地是保障区域生态安全的底线。从生态安全的基本内涵出发,选择西北内陆河黑河中游为研究区,基于生态系统服务的生态足迹模型确定维持社会经济系统正常运行的最小生态用地数量,在此基础上综合生态重要性与土地生态适宜性识别进行生态用地优化。研究表明:(1)黑河中游生态系统服务供需失衡,2014年人均生态足迹为5.567 5,而人均生态容量为4.839 2,人均生态赤字0.728 3,维持研究区生态系统服务供需平衡需要3 010 km~2的林地或9 086 km~2的草地或1 431 km~2的水域。(2)研究区最重要的生态区域主要分布在南部祁连山自然保护区与黑河湿地自然保护区,总面积2 767 km~2,土地覆被以林地与草地为主;次重要生态区域主要分布在甘州区中部、临泽县东南部,总面积964 km~2,土地覆被以耕地为主;重要生态区域主要分布在甘州区、临泽县中部与山丹马场的北部,总面积3 058 km~2,土地覆被以耕地与未利用地为主。(3)基于最小生态用地确定、生态重要性与土地生态适宜性识别结果,研究区生态用地优化需要退耕还林369 km~2、退耕还草191 km~2、生态林建设141 km~2及相应的空间格局优化。研究结果对黑河中游生态建设和生态系统管理具有重要指导意义。     

基于适应性循环模型的重庆市国土空间生态修复分区

明确国土空间生态修复分区是有序实施国土整治与生态修复的前提与基础。重庆市是长江上游生态屏障的最后一道关口,在国家生态安全格局中的战略地位突出。本文以重庆市为例,探讨基于适应性循环模型的国土空间生态修复分区研究框架,构建评价指标体系诊断国土空间系统潜力、连通度和韧性3维属性的时空演变趋势,识别县域单元所处适应性循环阶段,划定国土空间生态修复分区,并明确基于分区的生态修复策略。结果表明：① 2000—2020年重庆市国土空间系统3维属性整体呈现东高西低的空间特征。当前各县域单元大多处于重组阶段、开发阶段和协调开发阶段,少部分处于保护阶段,尚未进入释放阶段。② 重庆市国土空间生态修复分区包含4个大区和9个亚区。总体而言,生态修复区应关注建成区的系统性生态修复工程,加强环境综合改良与治理力度;生态提升区应逐步提高生态保护修复工程的实施标准,优化各类生态要素的协调度,提升综合生态效益;生态控制区应限制国土空间开发强度,降低人类活动干扰的负面影响;生态保育区应优化自然生态系统功能,加强生态保护区管理与生态问题治理。     

基于GIS的山地城镇空间拓展土地适宜性评价——以大埔县为例

本文综合运用GIS和RS技术,针对大埔县山地城镇的特点,选取地形地貌因子、生态敏感性因子、限制性保护因子和交通、城镇区位因子参与土地适宜性评价,利用层次分析法（AHP）获取各评价指标的权重值,然后运用多因子权重叠加分析模型对其城镇拓展空间土地适宜性进行评价,并根据适宜性大小划分出优化建设区、适宜建设区、限制建设区和禁止建设区4个等级。其中优化建设区面积235.75 km2,占总面积的9.51%;适宜建设区352.17 km2,占比14.21%;限制建设区1 643.92 km2,占比66.33%,禁止建设区218.54 km2,占比8.81%,另外还有水域27.99 km2,占比1.12%。