河南省“三生”功能時空演變特征及影響因素

謝曉彤，李效順

河南省“三生”功能時空演變特征及影響因素

謝曉彤，李效順※

（1. 中國礦業大學中國資源型城市轉型發展與鄉村振興研究中心，徐州 221116；2. 江蘇自然資源智庫中國礦業大學研究基地，徐州 221116）

隨著城鎮化進程快速推進，國土空間功能格局產生劇烈演變，探討國土空間“三生”功能的時空演化特征及影響因素，可為區域協調可持續發展和國土空間優化布局提供科學依據。該研究以河南省縣域單元為例，從生產、生活、生態三個維度構建指標體系，評價區域2000、2006、2012年及2018年“三生”功能的空間格局特征及演化規律，并利用主成分分析法診斷“三生”功能演變的影響因素及作用機制。結果表明：1）2000—2018年河南省各縣域“三生”功能均呈現不同程度的增長態勢，空間上“三生”功能存在地域分異特征，生產功能空間梯度差異顯著，生活功能由市轄區向外逐漸減弱，生態功能呈現“山地丘陵區>平原區>市轄區”的梯度變化；2）2000—2018年河南省“三生”功能發展變化明顯，24.39%的縣域生產功能明顯減弱，86.99%的縣域生活功能水平得到提升，而生態功能平穩發展，減弱區域較少；3）糧食保障、社會保障、生態維持是影響河南省“三生”功能演變的重要因素，經濟發展與生態承載是基礎性影響因素，說明不同影響因子間形成共同推力才能促進“三生”功能的良性發展。研究結果可為促進國土空間規劃及空間可持續利用提供參考與依據。

功能；土地利用；“三生”空間；時空演變；影響因素；主成分分析；河南省

0 引 言

國土空間是人類生產生活和社會經濟活動以及生態文明建設的重要空間載體[1]。改革開放以來，中國城鎮化進程快速推進，進而導致了國土空間格局的劇烈演變[2]。中國在經歷了40多年的高速增長之后，發展中不平衡、不協調、不可持續等問題日益凸顯，對中國國土空間的可持續開發帶來了巨大挑戰。十八大提出要構建“生產空間集約高效、生活空間宜居適度、生態空間山清水秀”的國土“三生”空間[3]，至此以后，關于“三生”空間及“三生”功能的研究愈加增多。同時，隨著建立國土空間規劃體系上升為國家重大戰略，從全國到地市相繼開展了國土空間規劃編制實施工作，開始劃分國土空間不同類型功能區，識別國土空間功能分異特征[4]。在此背景下，分析國土空間“三生”功能演變特征，實現不同功能間的協調發展，成為國土空間規劃中的重點問題[5]。

國土空間功能是空間結構的外在表現，是人類在利用開發國土空間過程中所表現出的承載特性和能力響應。關于國土空間功能，地理學中較早引入了空間功能的解釋，起初是指自然環境可提供的商品與服務[6]，后逐步拓展為具有對人類或自然產生現實與潛在變化的能力[7]。國外關于多功能的概念首先源于農業多功能[8-9]，隨著多功能研究的深入，土地利用領域學者開始將多功能概念引入到土地利用多功能研究中[10-12]，而近年來，國外土地利用多功能不再只關注農業范疇，開始強調土地的生態服務功能和景觀功能[13-14]，關于景觀多功能、生態系統服務功能的研究亦逐漸增多[15-16]，這些都為國土空間功能研究提供了基礎。國內國土空間功能的相關研究是從土地利用功能逐步開展的，目前關于土地利用功能的研究主要集中在土地利用功能識別與分類、土地利用多功能評價、土地利用功能變化等[17-19]。隨著土地利用功能的深入，國內研究重心逐步轉到國土空間功能評價與利用，從主體功能區劃、國土空間功能識別、國土空間功能優化多個方面展開[20-22]，并日趨成熟。“三生”功能作為近些年提出的定義，是目前研究國土空間規劃的前提與基礎，“三生”功能作為國家政策要求的內涵體現，是科學開展國土空間開發與利用的前提，也是實現國土空間格局重塑的基礎依據。目前，國土空間“三生”功能研究主要側重于“三生”功能內涵[23]、評價指標體系、評價方法等方面，關于“三生”功能的評價指標體系，多數學者主要圍繞指標體系的構建及定量識別展開[24-25]，研究方法上，多采用空間加權疊加、BP神經網絡、比較優勢指數（NRCA）、聚類分析等方法測算“三生”功能價值，或確定國土空間“三生”功能優化方案[26-28]。除此之外，許多學者開始以“三生”為視角，研究國土空間格局特征，優化國土空間格局[29-31]，同時，研究尺度上從全國、省域、市域逐漸向縣域和村域等中微觀尺度過渡[32-34]。總體來看，國內外空間功能及“三生”功能的研究內容與研究成果不斷豐富完善，研究視角和研究方法也逐漸多元化。然而以往研究多偏重于國土空間“三生”功能的靜態格局分析，動態演化規律及影響因素特征的研究較為匱乏，難以探究“三生”功能的動態性和影響機制。

河南省作為中央深改組確定的9個省級空間規劃試點之一，開展區域內“三生”功能的時空演化規律及地域分異特征研究，對河南省空間規劃工作的完善及區域內協調優化具有重要的現實意義。據此，為深入診斷河南省“三生”功能時序特征，本文以河南省縣域行政單元為研究對象，將研究時間段定為城市化快速發展的2000—2018年，構建基于“三生”功能的國土空間多功能測度指標體系，并借助綜合評價模型、比較系數、主成分分析等方法，對比分析2000年、2006年、2012年和2018年河南省“三生”功能的時序變化及空間分異特征，進而探析“三生”功能演變的影響因素及作用機制，以期為探索河南省國土空間發展路徑，實現區域全面協調可持續發展提供新思路和參考依據。

1 材料與方法

1.1 研究區概況

河南省界于31°23'～36°22'N，110°21'～116°E，位于中國中部、黃河中下游，土地面積16.7萬km2，地勢西高東低，山地、丘陵、平原、盆地等地貌類型齊全，氣候四季分明，植被類型豐富，國土空間自然稟賦優勢突出。河南省地處全國“兩縱三橫”的交匯處，屬于中國經濟由東向西梯次推進發展的中間地帶和全國綜合交通運輸網絡的重要樞紐。2018年，全省地區生產總值突破4.81萬億元，城鎮化率達到51.71%，以城市群為主體形態，大中小城市與小城鎮協調發展的現代城鎮體系正在加快形成。河南省作為中國的農業、人口和經濟大省，在研究期間實現了城鎮化和工業化的快速推進，但在經濟快速發展的同時，自然資源約束趨緊，經濟發展給生態環境帶來的壓力不斷增大，國土空間格局結構逐漸失衡，區域協調任務艱巨。

1.2 數據來源

數據來源：1）土地利用數據來源于河南省自然資源廳2000年、2006年、2012年及2018年的土地利用變更調查數據；2）社會經濟發展數據來源于相應年份的市級統計年鑒和《河南統計年鑒》、《河南農村統計年鑒》，以及相應年份的國民經濟和社會發展統計公報，部分缺失數據通過插值法補充。2000—2018年間河南省的行政區劃曾進行調整，為保證研究區時間序列的可比性，擬按照河南省2018年的行政區劃為基礎進行調整，另外將各地市的市轄區進行統一合并處理，最終得出123個研究單元。

1.3 研究方法

1.3.1 “三生”功能理論分析框架

十八大以來，中國對生態文明建設重要性的認識不斷深化，開始在國土空間開發利用格局上強調以生產功能、生活功能和生態功能為視角進行國土空間土地利用類型劃定。國土空間作為復雜的社會生態系統，是人類活動與用地發展的空間載體，國土空間自身結構的多樣性決定了其內部功能的復雜性[35]。國土空間由于自然本底、要素組成結構的差異，不同類型空間能夠提供不同的主導功能，目前主要根據不同的功能將國土空間劃分為生產空間、生活空間及生態空間三類，每種類型空間都承載著相應的主導功能[36]。一般情況下，對區域國土空間發展起到決定性作用的功能被稱為主導功能，除主導功能外，特定的國土空間還存在相應的從屬功能。生產空間主要以發揮生產功能為主，同時輔以生活、生態功能；生活空間以發揮生活功能為主，并輔以生產、生態功能；生態空間以生態功能為主導，生產生活功能為輔助。可以看出，國土空間內部會出現主導功能與從屬功能的疊加，以完成空間利益的最大化。

在一定的空間尺度上，生產空間主要提供農業生產、非農業生產和經濟發展功能；生活空間主要提供空間承載、生活保障和社會保障功能；生態空間主要提供生態維持、生態承載和環境維護功能（圖1）。“三生”功能是“三生”空間內涵的具象體現，其中生產功能是推動生活、生態功能變化的根本動力，決定生活、生態空間的質量和狀態；生活功能是生產、生態功能的根本目的，能夠促進生產功能提升和生態功能的改善；生態功能是生產和生活功能發展的重要資源環境保障，對區域的可持續發展有重要作用。三類功能之間是相互作用、相互推動的發展狀態[37]。“三生”功能中，一類功能的有序或惡性發展會直接影響到其他功能的和諧推進，只有“三生”功能間相互協調、共同發展才能促進土地利用綜合效益的最大化（圖1）。

1.3.2 “三生”功能評價指標體系構建

國土空間“三生”功能是指一定區域在整體空間格局的發展與演變過程中所發揮的作用，該作用受整體區域發展、內部相互作用影響而呈現出不斷演變的特征。“三生”功能在國土空間上的分異規律本質上取決于區域的自然資源環境、經濟發展以及生活水平的高低與否。

基于對“三生”功能特征的認知，結合“三生”功能內涵，參考已有研究成果[3,29]，以剖析河南省“三生”功能演化特征為目標，構建綜合生產功能、生活功能、生態功能的多功能評價指標體系（表1）。基于生產功能的內涵，可將生產功能從“農業生產-非農業生產-經濟發展”的角度選取9項指標，以墾殖系數、糧食單產、人均耕地面積、人均糧食產量及人均肉類產量表征區域農業生產情況，以地均國內生產總值、地均二三產業值、地均工業生產總值及地均公共財政收入反映區域的非農業生產情況及經濟發展水平。生活功能從“空間承載-生活保障-社會保障”相結合的角度選取9項指標。以城鎮用地密度、農村居民點密度、人口密度表征空間承載能力，交通用地密度表征區域的交通承載強度；生活保障主要反映人們的物質和精神生活條件，以人均社會消費品零售總額表征；社會保障是生活功能的實現基礎，體現在就業、收入及醫療等方面，以從業人口密度、城鄉人均可支配收入比及醫療床位情況表達。生態功能從“生態維持-生態承載-環境維護”的角度選取7項指標。以濕地占比、森林覆蓋率、水網密度及生物豐度表征區域的生態維持現狀；生態承載體現在生態空間所提供的生態服務價值，以地均生態服務價值表征；以土地退化指數表示區域內生態環境的貧瘠程度；以農用化肥施用量表示環境的維護功能。

注：“+”為正向指標，“-”為負向指標。退化土地面積為鹽堿地、沙地、裸地等面積總和；生物豐度指數=×(0.35×林地+0.21×草地+0.28×水域濕地+0.11×耕地+0.04×建設用地+0.01×未利用地)/區域土地總面積[29]（為生物豐度指數歸一化系數）；生態服務價值總量依據價值當量法計算而出[38]。

Note: “+” is the positive indicator and “-” is a negative indicator. The degraded land area is the sum of saline alkali land, sandy land and bare land; Biological richness index =× (0.35 × Woodland + 0.21 × Grass + 0.28 × Wetland + 0.11 × Cultivated land + 0.04 × Construction land + 0.01 × Unused land) / total area of regional land[29]（is the normalization coefficient of biological richness index）; The total value of ecological services is calculated according to the value equivalent method[38].

1.3.3 “三生”功能指數評價模型

為消除各指標數據間量綱不同所帶來的影響，采用極值法[39]將指標進行歸一化處理，使指標的標準化值在[0,1]之間。評價指標權重的確定采用熵值法[39]，熵值法作為一種客觀賦權方法，它通過計算指標的信息熵，根據指標的相對變化程度對系統整體的影響來決定指標的權重。具體計算方法如公式（1）～（4）

式中X為“三生”功能評價指標的標準化值，P為第項指標下第個單元指標值的比重；e為評價指標的信息熵；為研究單元的數量；h為評價指標的信息效用值；W為評價指標的權重；Z為第個單元“三生”功能指數。利用ArcGIS中的自然斷點法將“三生”功能指數按照得分值劃分為高、較高、中等、較低、低5個等級。

1.3.4 “三生”功能變化時空差異模型

根據縣域單元“三生”功能指數，構建比較系數模型[40]，以基期年和末期年“三生”功能指數的系數變化為標準，分析河南省各縣域單元“三生”功能時空變化的程度及系數水平，具體計算方法如公式（5）

式中C為各單元“三生”功能的變化系數，S和S-1分別為末期和基期年“三生”功能指數，C>0表示該單元“三生”功能增強，反之表示該單元“三生”功能下降。

1.3.5 “三生”功能影響機制分析方法

“三生”功能影響因素眾多，統計學要求所研究和引入的變量其相互間是獨立的、重要的、對研究對象的影響是顯著的，而實際上各變量間存在不同程度的相關關系，為剔除變量間相關性包含的冗余信息，需要對眾多變量進行主成分分析，以降維分析提取出反映原來變量信息的主分量，以清晰反映變量對研究對象的影響[41]。

“三生”功能演變受到區域經濟發展水平、社會生活條件和自然生態本底等多種因素的綜合影響。對于不同區域和不同階段的“三生”功能，其影響因素和作用強度隨時間演變而有所不同。本文借鑒相關研究成果[41-42]，將選取的“三生”功能評價指標整合為8個因素作為影響因子進行分析，8個影響因子涵蓋了國土空間系統中經濟、社會、自然生態各方面要素。其中，糧食保障（1）代表區域農業的發展基礎；經濟發展（2）反映區域的發展現狀與經濟能力；居住承載（3）、社會保障（4）和生活保障（5）用來表征區域的發展前景及生活水平；生態環境是影響區域良好發展的重要因素，擬選取生態維持（6）、生態承載（7）、環境維護（8）來表征。

2 結果與分析

2.1 河南省“三生”功能時空演化分析

2.1.1 “三生”功能時空分異特征

通過構建的“三生”功能指標體系，測度河南省2000年、2006年、2012年及2018年的“三生”功能指數，具體時空分異特征如圖2。

生產功能：時序上看，2000—2018年，生產功能整體呈增長狀態，并存在顯著的集聚態勢和穩定的東西分異格局。其中，中部和北部生產功能提升明顯，開封市、洛陽市、平頂山市、新鄉市等部分市轄區生產功能有所下降，東南部等其他縣區生產功能處于波動升降狀態，階段性變化特征明顯。2012年之后，生產功能中高值區逐漸增多，并以鄭州市、許昌市、新鄉市等為中心向周圍逐步擴展。空間上看，生產功能呈中東高西低分布，空間梯度差異明顯，其中，中高值區零散分布在河南中東部，其交通便利、人口密度大、城鄉聯系緊密，鄉鎮工業或農業發展基礎較好。低值區向西部集中，以欒川縣、魯山縣、盧氏縣等為代表，呈集聚斑塊狀，處于河南西部及南部，多為山區或盆地，經濟發展相對滯后，地區經濟密度及生產能力較低，導致整體生產功能較弱。

生活功能：時序上看，2000—2018年，生活功能總體呈現縮減-增長的演化特征，中部、北部和西南部部分縣區生活功能有所提升，三門峽市、南召縣、淅川縣、商水縣等生活功能階段性下降，整體表現出明顯的波動發展特征。2000—2006年，河南省生活功能整體減弱，高值區減少，低值區增多，2012年之后，生活功能逐步轉好，提升趨勢明顯。空間上看，生活功能由市轄區向外逐漸減小，其中，高值區主要分布在鄭州市、開封市、許昌市等，原因在于基礎設施好、交通便利，生活適宜性較高。低值區集中于黃淮海平原及西南部地區，包括鄢陵縣、南召縣、正陽縣等，其經濟水平相對較低，多為農業發展區及生態保護區。另外，空間上生活功能集聚特征顯著的區域也存在異常，如高值區中仍有少數生活功能偏低的區域，主要與該地區臨近生態保護區有關。

生態功能：時序上看，2000—2018年，生態功能逐步增長，總體呈現平穩變化態勢。2000—2006年間，豫東平原地區生態功能有所提升，但提升幅度相對較小，2006年之后，隨著生態保護意識逐漸增強，區域自然資源稟賦和環境負載能力提升，西南部和西北部生態功能不斷增加，鄭州市、開封市等少數區域生態壓力偏大，生態功能有下降趨勢。空間上看，河南省生態功能空間差異明顯，高值區主要聚集在西北山地、南陽盆地以及豫南山區，主要為西峽縣、淅川縣、商城縣等，該類地區山地丘陵及水網較多，生態涵養能力強。低值區多分布于河南省中東部和北部，水網密度較低，土地開發程度較高，生態功能較弱。生態功能總體呈現“山地丘陵區>平原區>市轄區”的梯度變化。

2.1.2 “三生”功能演化過程分析

測算河南省各縣域“三生”功能的比較系數，以2000年和2018年“三生”功能指數的系數變化水平為標準，揭示各縣域“三生”功能的演化規律及變化程度（圖3）。其中：①生產功能：2000—2018年，河南省75.61%的縣域生產功能逐漸增強，而24.39%的縣域生產功能明顯減弱，減弱地區主要為鄭州市、開封市、洛陽市、禹州市、焦作市等，這些地區大多為城市市轄區，尤其是近年來城鎮化發展水平較快，城市面積的擴張使得一些郊區的耕地面積減少，農業生產水平減弱，進而導致生產功能降低。②生活功能：2000—2018年，河南省生活功能大多處于提升狀態，其中86.99%的縣域生活功能水平得到提升，13.82%的縣域生活功能水平逐漸下降，提升地區主要分布于河南北部、東部大部分縣域以及南部部分縣域，減弱地區主要為三門峽市、盧氏縣及南陽市、信陽市、駐馬店市的部分縣域，這些地區經濟發展水平相對較低，部分區域生態資源稟賦良好，但在生活水平及社會保障能力方面不夠重視，進而致使生活功能相對減弱。

③生態功能：2000—2018年，河南省生態功能平穩發展，減弱地區較少，僅占5.69%，說明河南省的生態保護意識和生態保障能力逐步增強，生態修復工作得到了良好開展。減弱地區主要為鄭州市、中牟縣、開封市、原陽縣等，原因在于城鎮化進程加快與建設用地的擴張不斷侵占耕地、園地和林地等，城鎮開發的過程中忽視了對生態環境的保護，進而導致生態功能壓力未減。

2.2 “三生”功能演變影響因素分析

2.2.1 影響因子重要性（主成分）分析

運用主成分分析，首先對數據進行KMO和Bartlett球形檢驗，其中4期數據的KMO值均大于0.6，Bartlett球形檢驗的顯著性值小于0.05，代表樣本數據效度較高，適合進行因子分析。之后，采用因子分析從8個變量中提取出2個主因子（其中主成分信息一般需要滿足特征值大于1且方差累積貢獻率大于80%），進而對因子成分矩陣進行方差最大法旋轉得到1和2的因子得分系數矩陣，如表2。

依據各原始變量在1、2中因子得分系數（表2）和1、2主分量的貢獻率，可計算得出8個主要影響因子的權重系數（表3），由此可得出2000年、2006年、2012年及2018年各影響因素的重要性排序。從表3可看出，2000年和2006年影響“三生”功能演變的主要因子為糧食保障（1）、社會保障（4）、生態維持（6）等；2012年影響“三生”功能演變的主要因子為生態承載（7）、社會保障（4）、居住承載（3）等；2018年影響“三生”功能演變的主要因子為糧食保障（1）、生態承載（7）、生態維持（6）等。2000—2018年間，糧食保障（1）、社會保障（4）、生態維持（6）均位于前列，其次為生態承載（7）與經濟發展（2）。從時序上來看，生態承載（7）和經濟發展（2）的排序逐漸靠前，影響能力增強，其中生態承載（7）由2000年的0.122提升至2018年的0.186，經濟發展（2）由2000年的0.090增長至2018年的0.097；生活保障（5）、居住承載（3）的影響能力偏弱且排序靠后，說明其對區域“三生”功能演變的影響程度較低，約束性不強。

表2 2000—2018年主成分因子得分系數矩陣

表3 2000—2018年主成分因子影響權重系數

2.2.2 影響因素分析

依據影響河南省“三生”功能的多種因素，剖析“三生”功能時空演化的影響機制及作用關系。

良好的農業基礎條件對“三生”功能的提升具有重要意義。河南省作為全國的糧食生產核心區，糧食生產能力很大程度上影響了區域內多功能的發展。河南省地形平坦、氣候適宜，加之穩定的耕地面積對于保障糧食安全具有重要作用，有利于地區生產功能、生活功能的良好發展；糧食產量、糧食單產以及肉畜產量等能夠促進區域農業生產能力和人民生活水平的提升，尤其是近年來，“綠色”農業、“有機”農業等新型農業模式的出現，促進了糧食生產的提質轉型，使農業由單一的生產功能性向生產、生態功能性轉變，一定程度上促進了“三生”功能的綜合性發展。

社會經濟水平是影響“三生”功能的主要推動力。國內生產總值、地均二三產值與工業產值、公共財政收入、城鎮化水平等能夠反映地區的社會經濟水平。社會經濟的快速發展對“三生”功能的演變產生多方面影響，一方面，截至2018年，河南省GDP增長7.6%，呈現穩中有進的發展態勢，二三產值均有所增長，說明區域內經濟發展態勢良好，對生產功能和生活功能影響顯著；另一方面，近幾年河南省城鎮化進程加快，人口城鎮化率持續提升，加速了土地非農化的速度，并占用部分農業用地與生態用地，一定程度上阻礙了生態功能的提升。

自然生態環境是“三生”功能發展的保障。濕地面積、森林覆蓋率、水網密度以及生物豐度等能夠反映河南省的自然資源稟賦。良好的自然資源環境能夠對區域“三生”功能的演變產生正向影響，尤其是對生態功能影響顯著。土地退化指數及農用化肥施用量在一定程度上對土壤結構及生態環境造成破壞，特別是河南省部分地區生態脆弱性明顯，對生態功能及生活功能發展起著負向影響。隨著生態保護工程及生態修復工作的全面開展，河南省生態環境質量得到明顯改善，黃河流域生態保護和高質量發展示范區亦基本建成，城鎮人居生態環境更加和諧，從整體上推動了生活及生態功能的健康發展。

生活保障能力是促進“三生”功能發展的基礎。人均消費水平、人均可支配收入、就業與醫療水平等對生活功能具有穩健積極的影響。近年來，隨著河南省生活水平的提高，消費結構與消費方式發生明顯變化，對于多數居民而言，優質生活條件、宜居居住環境及良好的就業、醫療、教育等保障資源成為生活水平提升的重要標準，同樣成為影響“三生”功能良好發展的重要因素。

區域發展政策能夠反映決策者對區域經濟發展的目標，進而影響“三生”功能的發展定位。隨著河南省工業化與城鎮化進程加快，致使占用大量耕地和生態用地以滿足區域建設和城市擴張，因此，隨時間演進而制定的適宜政策能夠影響區域“三生”功能的演化和協同提升。例如可按照分類指導原則，針對不同地區的自然本底和社會經濟狀況，引導功能發展方向；抑或采取協調發展策略，加大對生產功能區的投入力度，提升對生活功能區的保障力度以及優化重點生態功能區，從嚴管控生態功能空間轉為生產和生活功能空間，鼓勵符合條件的生產功能空間和生活功能空間轉為生態功能空間。

3 討 論

隨著中國城鎮化發展進程加快，國土空間的功能性逐漸增強，但帶來的資源環境惡化和空間失衡問題也制約著國土空間可持續發展。因此，以整合國土空間各類要素為基礎的國土空間多功能研究逐漸成為當前熱點。空間功能的異質性是地域空間分異規律的客觀反映，其作為國土空間規劃的核心內容，是制定差異化國土空間管理政策的基礎，國土空間一般包括生產、生活和生態三類主要功能，探尋“三生”功能結構及其空間演化特征，是實現區域協同發展的基礎。進一步來看，深入探討國土空間“三生”功能演變的驅動因素對科學制定空間規劃戰略具有重要意義，并可為“三生”功能研究提供更為豐富的研究視角。

開展不同區域“三生”功能演變研究，有助于識別差異化的發展路徑。現階段部分學者通過構建指標體系，分析“三生”功能的空間分異特征，并通過計算比較優勢系數，協調空間功能[3,29,43]，也有部分學者通過計算“三生”功能間的耦合特征，明確國土空間功能優化方向[34,44]，但聚焦區域動態演化規律及影響因素特征的研究相對欠缺。因此，本研究從縣域層面對河南省國土空間“三生”功能進行長時間序列分析，進而探討“三生”功能時空演化特征及其影響因素，研究結果在理論上能夠豐富土地利用多功能利用與國土空間功能演化的研究內容。

在生態安全建設與經濟生活發展矛盾突出的背景下，河南省國土空間功能如何協同發展是目前亟需解決的問題。一方面需要政府部門高度重視河南省內發展和生態的矛盾，制定差異化的區域開發政策；另一方面，需要政策制定者依據省內實際情況，協同發展各類功能空間。本文基于“三生功能”視角研究河南省“三生”功能的演化特征及影響因素，一定程度上能夠對區域內制定更合理的空間規劃政策提供參考。但由于數據獲取以及技術原因，本文僅從生產、生活與生態功能方面構建了指標體系，對土地利用多功能類型的評價有待于細化研究。另外，本文未深入對河南省縣域不同地區功能的影響因素及相互作用關系進行剖析，下一步需要從微觀視角將區域自然稟賦、居民需求認知等納入影響因素，以進一步探究不同縣域“三生”功能發展的作用機理。

4 結 論

1）2000—2018年，河南省“三生”功能地域分異特征明顯，生產功能、生活功能、生態功能在空間上存在不同程度的非均衡分布。時序上看，2000—2018年生產功能、生態功能整體呈現逐步增長態勢，而生活功能呈現縮減-增長的演化特征。空間上看，生產功能空間梯度差異明顯，中高值區零散分布在河南中東部，尤其是鄭州市周邊地區；生活功能由市轄區向外逐漸減弱，中低值區集中分布在黃淮海平原以及西南部地區；生態功能呈現“山地丘陵區>平原區>市轄區”的梯度變化，高值區多依山傍水，低值區一般土地開發程度較高。

2）2000—2018年，河南省“三生”功能的空間演化規律變化特征顯著。2000—2018年，24.39%的縣域生產功能明顯減弱，減弱地區多為市轄區，原因在于近年來城鎮化發展水平較快，城市面積的擴張使得農業生產水平減弱，進而導致生產功能降低；2000—2018年，河南省86.99%的縣域單元生活功能水平得到提升，多分布在河南北部與東部大部分縣域；2000—2018年，河南省生態功能平穩發展，減弱地區較少，僅占5.69%，表明河南省生態保護意識逐漸增強，生態修復工作得到良好開展。

3）2000—2018年間，糧食保障、社會保障、生態維持等因子多位于前列，其次為經濟發展與生態承載。良好的農業發展基礎與社會條件是影響“三生”功能演變的重要因素，社會經濟發展水平與優質的自然生態環境是河南省“三生”功能演變的基礎因素，而適宜的區域發展政策是影響“三生”功能演變的保障。說明“三生”功能發展是受多種因素相互作用的結果，不同影響因子間共同作用才能促進河南省“三生”功能的良性發展。

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Spatio-temporal evolution characteristics and influencing factors of “production-living-ecological” functions in Henan Province, China

Xie Xiaotong, Li Xiaoshun※

(1.-,,221116,;2.,221116,)

Aland surface on Earth is an important space carrier for human survival, social and economic activities, as well as ecological civilization. The function pattern of land space has undergone some dramatic changes, with the rapid development of urbanization in recent years. Therefore, it is necessary to promote the orderly, moderate, and sustainable utilization of land space. Taking the county unit of Henan Province in China as an example, this study aims to explore the spatial-temporal evolution characteristics and influence factors of “production-living-ecological” functions (PLEFs) using the theoretical analysis. A PLEFs index system was also constructed to identify the land space pattern in 2000, 2006, 2012, and 2018 from the perspective of spatial function. A principal component analysis was then made to diagnose the impact factors and mechanism of PLEFs evolution, with an emphasis on the theoretical guidance and scientific basis for the regional sustainable development. The results show that: 1) There were different degrees of growth for the PLEFs in the study area, when the entropy weight and GIS were performed on the spatial pattern characteristics and evolution of PLEFs in 2000, 2006, 2012, and 2018. More importantly, the PLEFs presented the regional differentiation in the land space. There was also a significant spatial gradient difference in production function. The living function was gradually weakened from the municipal area to the outside urban, where the ecological function showed a gradient change of “mountain hilly area > plain area > municipal area”. 2) The evolution of PLEFs in the study area changed significantly from 2000 to 2018. Specifically, 24.39% of the production function was significantly weakened, 86.99% of the living function level was improved, whereas, the ecological function developed steadily, leading to the fewer weakened areas. 3) The principal component analysis indicated that food security, social stability, and ecological maintenance were the important factors affecting the evolution of PLEFs in the study area. The basic factors also included economic development and ecological bearing. As such, the different factors needed to form a common thrust for the healthy development of PLEFs. The major findings were summarized as follows: 1) The PLEFs in the study area presented significant characteristics of spatial differentiation and evolution. There was a synergistic relationship of the production and life function in space, whereas, there was a fewer overlapping in the spatial distribution of production, living and ecological function. The PLEFs can be widely expected to mutually intersect and coexist from the perspective of time and space. 2) There was a different evolution in the production, living and ecological functions for the various counties. A differentiation strategy also needed to address each county, according to the specific functional development, in order to optimize the spatial resources for the highly comprehensive function level. In sum, it is a high demand for the tradeoff between development and ecology for the decision-making on the development policies of differentiated regional function. Meanwhile, the finding can offer a strong reference to formulate the spatial planning for sustainable utilization in the regions.

function; land use; “production-living-ecological” space; spatio-temporal evolution; influencing factors; principal component analysis; Henan Province

謝曉彤，李效順. 河南省“三生”功能時空演變特征及影響因素[J]. 農業工程學報，2021，37(22)：243-252.doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2021.22.028 http://www.tcsae.org

Xie Xiaotong, Li Xiaoshun. Spatio-temporal evolution characteristics and influencing factors of “production-living-ecological” functions in Henan Province, China[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2021, 37(22): 243-252. (in Chinese with English abstract) doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2021.22.028 http://www.tcsae.org

2021-07-05

2021-09-26

國家自然科學基金項目（71874192）

謝曉彤，博士生。研究方向為國土空間規劃與土地利用規劃。Email：xxtong0120@163.com

李效順，博士，教授，博士生導師。研究方向為城鎮化與國土空間規劃。Email：lxsh@cumt.edu.com

10.11975/j.issn.1002-6819.2021.22.028

F301.2

A

1002-6819(2021)-22-0243-10