“三生空間”視角下西部綠洲城市土地利用功能轉型的時空格局演變分析*
——以烏魯木齊市為例

張芊芊，邵戰林，林娟，孟玲

(1.新疆農業大學管理學院，烏魯木齊市，830052；2.新疆自然資源規劃研究院，烏魯木齊市，830001；3.新疆第二測繪院，烏魯木齊市，830001)

0 引言

隨著環境系統協調發展觀點的提出，不同用地功能的相關研究開始受到國內學者的關注[1-3]。自此，基于生態保護視角下“三生空間”的相關研究開始顯現。目前，國內學者對“三生空間”的研究具有跨多學科領域以及研究尺度廣泛的特點，研究內容主要集中在理論架構、“三生空間”劃定等方面[4-7]。

隨著國外“土地利用/覆被變化”研究萌芽的逐漸顯現，國內部分學者將其引入[8-9]。最初國內對其概念認識都是基于對“土地利用/覆被變化”研究而開始[10-14]。學者龍花樓[15-16]針對土地利用轉型的內涵進行更為深入的解讀，在城市社會和經濟發展與更替的催化下，在特定的區域和時期內，某種土地經歷人為活動使得土地變為另一種狀態的過程。

目前，國內外已有的研究成果為本研究構建“三生”空間土地利用分類體系提供了有益的借鑒和基礎，但這些研究成果仍有不足之處[17-19]。一是，大部分有關土地利用變化的研究成果其尺度多以較大的流域以及地區，或較小的縣以及鎮為例，以大中尺度的城市為研究區域的成果較少[20-22]；二是，大部分研究在對用地功能轉型進行分區時，僅以單一的利用類型為主，對用地的多功能性缺乏認識[23-25]；三是，從國內研究成果中選擇的區域來看，主要以東部沿海地區城市群、海岸帶或中部山區、丘陵區等作為研究區域，以西北地區城市作為研究區域的成果較少[26-29]。因此，本研究基于“三生空間”視角下，以西北部綠洲城市烏魯木齊市為例，探究其土地利用功能轉型的時空演變特征，并提出可供參考的優化建議。

1 研究區概況與數據來源

1.1 研究區概況

烏魯木齊市位于中國西北部干旱區新疆維吾爾自治區的北部，2018年烏魯木齊城市人口激增至222.26萬人，導致城市用地需求迅速增加，在一定程度上導致中心城區界限不斷地向外延伸，建成區面積增至458.36 km2，城市內外土地利用變化程度日益顯著。受地形地貌、氣候及水資源的限制，2018年烏魯木齊水資源總量為1.085×109m3，地表水為1.031×109m3，可開采的地下水極其少。另外，人居及工業生產活動加重城市土地壓力，2018年城市污水排放量達到2.36×108m3，工業固體廢棄物產生量達到9 763.6 kt，加之土壤易受破壞、侵蝕以及土地易受各種因素的影響，導致理化性狀發生改變，使得土地的綜合生產潛力下降、自然資源環境污染、自然災害頻發、生物多樣性下降等矛盾日益顯現。此外，局部區域土地荒漠化和生態環境脆弱的狀況仍然較為嚴重，維護土地生態環境的壓力日益增大。

1.2 數據來源與處理

研究數據主要來源于2004、2011、2018年的Landsat遙感影像。應用ENVI 5.3在幾何校正等數據預處理基礎上，采用面向對象解譯軟件eCognition對影像進行解譯，獲取其研究區域的土地利用數據，利用ArcGIS 10.5隨機選取100個點，通過計算Kappa系數進行精度檢驗，檢驗得出結果達到85%以上，符合研究需要。

建立合理的“三生空間”是支撐研究的基礎，人類經濟活動和土地生態環境相互影響下形成巨大、復雜且多變的系統，其包涵多種功能[30]。由于人們生產生活的需要導致土地利用的方式及強度各有不同，使得土地呈現出“生產—生活—生態”三種功能[31]。基于此，本研究主要以參考2017年《土地利用現狀分類》、以烏魯木齊市的土地利用主導功能以及秦方、戴文遠等相關研究為依據，確定其分類體系[32-34]，如表1所示。

表1 基于“三生”功能的烏魯木齊市土地利用分類體系

2 “三生空間”用地功能時序分析指標

2.1 土地利用轉移矩陣模型

在特定的時間段內，該模型主要用來表示分類體系內，各類用地在不同時間段內互換的方向以及數量，利用ArcGIS軟件對特定的兩個年份采用匯總、空間疊加等技術進行處理，反映出烏魯木齊市在研究時段內土地利用在空間維度的轉換情況，如式(1)所示。

(1)

式中：S——面積；

n——土地利用類型的數量；

i——研究初期的土地利用類型；

j——研究末期的土地利用類型。

2.2 土地利用動態度

2.2.1 單一土地利用動態度

利用該模型用來測算分類體系內，烏魯木齊市某類功能用地在不同時間段內的轉型速度，如式(2)所示。

(2)

式中：K——整個時段內某類功能用地的動態度；

Ua——研究區域初期某類功能用地的面積；

Ub——研究區域末期某類功能用地的面積；

T——研究初期至末期的時段長度。

2.2.2 綜合土地利用動態度

利用該模型用來測算烏魯木齊市某一用地類型在所有時間段內的變化速度，如式(3)所示。

(3)

式中：LC——某一用地類型的綜合動態度；

LUij——研究初期i類用地類型轉移為后期j類用地類型的面積；

LUi——研究初期i類用地類型面積。

2.3 土地利用開發及耗減度

2.3.1 土地利用開發度

利用該模型測算烏魯木齊市某一功能用地在不同研究時段實際新開發的程度，如式(4)所示。

(4)

式中：LUD——某一用地類型的開發度；

Dab——研究初期至末期某一功能用地的轉入量。

2.3.2 土地利用耗減度

利用該模型測算烏魯木齊市某一用地類型在不同研究時段被實際耗損的程度，如式(5)所示。

(5)

式中：LUC——某一功能用地的耗減度；

Cab——研究初期至末期某一類功能用地的轉出量。

3 結果與分析

3.1 “三生”用地轉型時序演變特征分析

3.1.1 “三生空間”各類功能用地轉移方向分析

利用ArcGIS軟件得到烏魯木齊市3個時期土地利用主導功能用地轉型的方向和數量，對不同時期用地類型的功能轉型變化展開分析。

為了深入探析烏魯木齊市“三生”用地功能轉型的特征，基于表2數據構建“三生”用地轉移矩陣，如表3所示，烏魯木齊市生活生產空間增加主要是來自于對生態空間和生產生態空間的占用。在其空間內居住用地對未利用地、耕地、草地、園地的占用面積分別為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、園地面積隨時間推移呈現明顯上升的趨勢，以2011年為節點居住用地占用未利用地(由前期的15.82%增加為后期的17.97%)的面積(東北方向的米東區、部分水磨溝區的未利用地)和耕地(由前期的10.45%增加為后期的18.12%)的面積迅速增加(主要占用范圍包括城市的西北方向頭屯河區、新市區北部的耕地)。15年間工交用地的增加主要來自于對未利用地、耕地的占用，分別為110.73 km2、33.23 km2。生態生產空間規模的增加主要來自對濕地和工交用地的占用(面積分別為13.33 km2和10.39 km2)，生產生態空間規模增加主要來自對未利用地的占用，面積為113.29 km2。

表2 2004—2018年烏魯木齊市土地利用基礎數據表

表3 2004—2018年烏魯木齊市土地利用轉移矩陣

綜上分析，作為西北地區城市化發展迅速的典型城市，15年來烏魯木齊市“三生”用地功能轉型主要表現在三個方面：一是生活生產空間呈持續蔓延的態勢，在一定程度上導致生態環境的各項功能不斷衰退；二是烏魯木齊市中心城區的規劃以控制城區南部為主，而規劃調整為輔；城區北部是城市未來向外擴展的主要方向；城區西部根據發展實際用地需求適度調整；東部為預留空間。頭屯河區工業園、新市區和水磨溝區等區域因經濟發展以及人口增長的需要，不斷開發和建設，促使烏魯木齊市的“三生”功能轉型規模尤為顯著；三是“三生”用地功能轉型受規劃政策驅動影響較大，后期烏魯木齊市規劃建設的米東化工園區、紅光山地區等一系列重點項目對生態環境系統的穩定帶來極大的挑戰。

3.1.2 “三生空間”各類用地轉型速度分析

根據上述研究可知，2004—2018年烏魯木齊市“三生”用地轉型變化明顯，因此，本研究以2004—2011年，2011—2018年兩個研究時段，測算整個時段內的單一土地利用動態度指數。

如表4所示，有林地、居住用地以及工交用地在2004—2011年、2011—2018年這兩個時段均為正值，可得證這三類不同用地在2004—2018年均呈現出持續增長的態勢。其中工交用地在整個時段的單一動態度最高為7.92%，其次是居住用地的單一動態度為6.39%，表明在2004—2018年內生活生產空間一直處于持續擴張的狀態，隨著城市發展的步伐逐年加快，烏魯木齊市逐漸開始完善工交基礎設施，建設烏魯木齊新客站、烏西至烏北聯絡線等鐵路建設項目，并且隨著人口的不斷增加，居住用地需求不斷擴大導致其用地持續增長。有林地在15年間的單一動態度為正值(前期為3.51%，后期為0.13%)，說明有林地在15年間整體呈現出不斷增長的狀態，后期增速有所放緩。

表4 2004—2018年烏魯木齊市土地利用動態度

濕地、灌木林地、疏林地以及園地在2004—2018年間均由負轉正，可以證得這四類用地由減少轉變為增長的趨勢。但從整體來看濕地、灌木林地的變化速率很小，所以在整個時段的單一動態度均呈現出負值，在2004—2018年，濕地的單一動態度為-4.03%(前期為-8.14%，后期為1.70%)，灌木林地的單一動態度為-1.69%(前期-6.89%，后期8.30%)，烏魯木齊市逐漸開始規劃和保護林地及濕地資源，并積極擴大林地面積，可在一定程度上緩解生態壓力，但規模性林地生期長，致使變化速率不明顯。濕地以控制其他用途土地占用為主，并以合理開采水源為前提擴大湖水面積，進而改善湖域周圍的生態環境，因此其動態度變化不明顯。疏林地和園地的變化速率較大，整體呈現為正值，分別為1.08%、2.42%。

草地、未利用地、鹽田、耕地以及養殖水域均在前期為正值，后期為負值，可以證明這五類用地在15年間的下降幅度劇烈，其中養殖水域變動幅度較大，總體來看為正值0.37%(前期為8.88%，后期為-4.79%)；2004—2018年生態空間中草地、未利用地的單一動態度為-2.06%、-0.06%，其中草地變動幅度較大，由前期的2.18%下降至后期的-5.14%；2004—2018年在生產生態空間中耕地單一動態度為-1.11%(前期為2.03%，后期為-3.54%)可以驗得耕地面積在15年間下降幅度較大。

為進一步探討烏魯木齊市“三生”用地轉型變化情況，根據以上公式，計算烏魯木齊市2004—2011年，2011—2018年兩個研究時段的綜合土地利用轉型速度，如表5所示。

表5 2004—2018年烏魯木齊市綜合土地利用轉型速度

15年間烏魯木齊市的生態空間和生活生產空間中部分用地的轉型速度存在不同程度的下降，綜合動態度下降明顯，可見烏魯木齊市其空間內各類用地的轉型速度隨著時間的更迭而逐漸放緩，人居活動對烏魯木齊市其空間內各類用地功能的影響呈下降趨勢。其中，生態空間中的有林地、濕地、灌木林地和疏林地的綜合動態度分別為4.84%、4.78%、3.77%、4.77%；生活生產空間中的居住用地和工交用地的綜合動態度分別為1.75%、4.96%，這兩個空間在2004—2011年、2011—2018年兩個時間段內都有不同程度的下降，尤其濕地、灌木林地的下降速度明顯，濕地前后期綜合動態度分別為4.78%和2.84%，灌木林地前后期綜合動態度分別為4.11%和2.86%。總體來看，在2004—2018年期間，烏魯木齊市生態生產空間以及生產生態空間中的各類用地呈現出不同程度的增長狀態，其中生態生產空間中的養殖水域和鹽田的增長速度最為顯著，綜合動態度分別為5.31%和5.75%；另外，未利用地整體處于較為穩定的狀態，綜合動態度為0.80%。

3.1.3 “三生空間”各類用地開發度及耗減度分析

2004—2018年間烏魯木齊市有林地開發度明顯高于耗減度，前期處于上升狀態后期放緩；濕地、灌木林地和疏林地的開發度與耗減度相較，前后呈現出“急劇下降—快速上升”的“V”型變化趨勢，前期開發度低于耗減度，后期開發度快速增加而耗減度略微有所下降，整體來看濕地和灌木林地耗減度仍高于開發度，疏林地的開發度與耗減度基本持平；草地的開發度與耗減度相較前后呈現出“緩慢上升—急劇下降”的倒“V”型變化趨勢，前期開發度較耗減度緩慢上升，后期開發度驟降，整體來看草地開發度仍略低于耗減度；未利用地的開發度和耗減度一直處于基本持平狀態，如表6所示。

表6 烏魯木齊市生態空間土地利用開發度及耗減度

2004—2018年，烏魯木齊市養殖水域開發度和耗減度分別為6.04%、5.66%，兩者呈現出相反的趨勢，開發度前后期呈現出急劇下降的趨勢，由于后期耗減度快速上升，從整體來看養殖水域在近15年間基本持平；鹽田的開發度和耗減度分別為4.32%、6.13%，變化趨勢同養殖水域一致，但從整體來看耗減度較高，如表7所示。

表7 烏魯木齊市生態生產空間土地利用開發度及耗減度

2004—2018年，耕地的開發度前后期呈現出持續下降的狀態，而耗減度與之相反，整體來看其耗減度略微高于開發度，說明該類用地實際被耗減的速率要超過新開發的速率，可得出耕地受生態空間、生活生產空間中部分用地擴張的影響較大；園地的開發度和耗減度一直處于增長的趨勢，尤其土地利用開發度急劇上升，但從整體來看園地的開發度占主導作用，說明這一期間該類用地實際更多用于新開發，如表8所示。

表8 烏魯木齊市生產生態空間土地利用開發度及耗減度

2004—2018年，烏魯木齊市居住用地的開發度和耗減度分別為8.26%、1.87%，工交用地的開發度和耗減度分別為13.22%、5.30%，總體來看，15年間居住用地和工交用地的開發度遠高于耗減度，前后期這兩類用地的耗減度均下降，說明生活生產空間內土地利用實際新開發速率逐漸超過被耗減速率，如表9所示。

表9 烏魯木齊市生活生產空間土地利用開發度及耗減度

3.2 “三生”用地轉型空間演變特征分析

3.2.1 “三生空間”用地功能重心轉移特征分析

本研究采用ArcGIS的空間分析功能，通過分析各類功能用地分布重心的變化情況，探尋各類用地功能的空間轉型特征。經過對比研究初期和末期的各類功能用地的分布重心，從而推出整個時段內烏魯木齊市土地利用的空間變化規律。因此，基于土地利用重心轉移模型測度烏魯木齊市“三生空間”的變化情況，將大范圍的區域分割為小范圍的區域，依據不同功能用地類型的布局情況、地形特征設定每一小范圍區域幾何中心的地理坐標，橫縱坐標分別乘以其小范圍區域內某一功能用地的面積，之后累加并除以整個研究區域某一功能用地的總面積。模型表示如式(6)所示。

(6)

h——某小范圍內區域的平面單元個數；

(Xq，Yq)——第q個單元的地理中心坐標；

Zq——平面單元的某用地功能的面積。

重心移動距離

(7)

式中：Dm——基礎年份的重心與另一節點年份重心之間的直線距離。

以烏魯木齊市小區域圖斑為基本單元，利用ArcGIS軟件，通過重心轉移模型對不同時段的各類功能用地進行分析，計算出不同年份各功能用地的重心。

如圖1所示，生態空間內六類用地的重心基本落在烏魯木齊縣東北方向、達坂城區西北方向以及水磨溝東南方向，2004—2018年間有林地、疏林地以及灌木林地重心較為集中，大致向西南方向偏移，在2004—2011年間由于前期人類活動頻繁，因此偏移距離較大，后期該區域山脈、森林等自然資源位置的天然固定性起主導作用，加之生態意識以及環境保護措施的不斷增強，偏移距離逐漸縮小。2004—2018年間草地的重心逐漸從東部方向偏移到西北方向，受地形影響，主要分布在山地平緩處，后期為西北方向的農業、畜牧業以及城鄉可持續發展建立起較為穩定的生態屏障。濕地在前期偏移幅度最大，向達坂城區西北部邊緣迅速偏移，前期城市擴張，為滿足城市社會經濟水平的需要，濕地面積急劇縮小，后期在2011—2018年間，城市已初定規模，為城市未來可持續發展而考慮，生態環境作為城市發展的重要地帶，濕地作為生態環境調節的重要因素應重點關注，尤其對烏拉泊濕地、青格達湖濕地、柴窩堡湖濕地以及位于達坂城的白楊河中游等濕地實施保護，濕地后期偏移距離大幅縮小并有向東南方向偏移的趨勢。

圖1 2004—2018年烏魯木齊市各功能用地重心動態變化

生態生產空間內養殖水域重心在米東區北部，2004—2011年養殖水域的重心由米東區西部向東北方向偏移，后期開始向東南方向偏移，且偏移距離逐漸變大，主要原因是受南部地形的限制，生活生產空間向北部轉移，工交用地逐漸向米東區外圍擴張，致使養殖水域逐漸偏向米東區東北部周圍。因受鹽湖等水域資源的固定性以及開發力度較小等因素的影響，15年間鹽田的重心都在達坂城區的西南方向，略微有向西北方向偏移的趨勢。

生產生態空間內耕地和園地的重心偏移距離都較小，耕地重心落在沙依巴克區西北部，2004—2011年由西北部邊緣逐漸向東南方向偏移，后期逐漸重心軌跡反向偏移，因耕地在前期開發度較高，且后期耗減度大幅提高，導致重心出現反向偏移。園地重心在米東區西北部，后期逐漸向西南方向偏移，根據土地利用動態度變化分析結果可知，后期園地開發度急劇增加，明顯開發程度較耗減度增大，因此后期重心偏移軌跡幅度變大。

生活生產空間內居住用地的重心在新市區、沙依巴克區、天山區以及水磨溝區的交匯中心，2004—2018年間偏移距離較小，前期向北部轉移，后期略微向南偏移，整體偏移幅度不大，說明居住用地布局較為均勻，并且城市擴張速度有向西北方向蔓延的趨勢。工交用地在前后期的重心偏移距離都較小，前期向水磨溝區西北邊緣偏移，后期沿周圍向新市區與沙依巴克區交匯處的西南方向偏移，從整體來看工交用地較為分散，重心主要偏向居住用地與城市中心附近。

3.2.2 “三生”用地功能空間轉型特征分析

將2004年、2011年、2018年三期數據進行疊加分析，不僅可以反映研究時段內各功能用地的數量變化和空間分布及演變過程。結合土地利用變化的空間擴展強度指數，探尋各類功能用地在空間維度上的擴張(收縮)強度，該模型反映在研究時段的某一空間單元內，城市在利用土地的過程中向外擴張的面積及占比，指數越大，表示擴展強度越大，模型表示如式(8)。

(8)

式中：UII——擴展強度指數；

ULAl,t+p、ULAl,t——空間單元l在t+p以及t年時某土地利用類型的面積；

TLAl——空間單元l的總面積。

測算結果如表10所示，2004—2018年，生態空間內的有林地和生活生產空間內的居住用地和工交用地的擴展強度指數均為正值，說明該類用地在15年間均表現為空間持續擴展的趨勢；生態空間內的濕地、灌木林地、疏林地和生產生態空間的園地表現為先收縮，后擴展的空間變化趨勢；生產生態空間內的耕地、生態生產空間以及生態空間內的草地、未利用地在15年間的空間變化特征呈現為先擴展、后收縮的空間變化趨勢。烏魯木齊市在15年間的空間擴展強度較低，整體都出現緩慢變化的狀態。其中，生活生產空間的居住用地的擴展強度最高，前期為0.09%，后期為0.19%；生態空間內的草地收縮強度最大，前期為0.12%，后期為-0.32%。

表10 烏魯木齊市土地利用空間分異指數

分別提取2004年、2011年、2018年三個時期烏魯木齊市“三生”用地數據層，在軟件平臺Arcgis10.5 中形成疊合圖，以便反映出2004—2018年間烏魯木齊市這“三生”用地的空間變化規律。

如圖2所示，2004—2018年生態空間布局是以2004年的生態空間的各類用地圖像為基底，疊加2011年和2018年兩期生態空間的各類用地圖像。15年間生態空間在空間維度上變化幅度較小，呈現出由城市中心向外輻射擴散的趨勢，占比從2004年的90.52%降低至2018年的88.08%。如圖3所示，生態生產空間布局是以2004年的生態生產空間的各類用地圖為基底，疊加2011年和2018年兩期生態空間的各類用地圖像，生態生產空間均表現為零星分布，并無一定規律的收縮和擴張，且變化范圍較大，從2004—2018年的擴張速度基本維持不變，占比穩定在0.2%。

圖2 2004—2018年烏魯木齊市生態空間布局

圖3 2004—2018年烏魯木齊市生態生產空間布局

如圖4所示，2004—2018年的生產生態空間布局圖是以2004年的生產生態空間的各類用地圖為基底，疊加2011年和2018年兩期生產生態空間的各類用地圖像。生產生態空間內耕地和園地從2004—2018年間逐漸趨于集中，面積明顯縮小，15年間整體集中在頭屯河區、新市區、米東區北部和沙依巴克區的西南部、烏魯木齊縣的東北部，后期在達坂城區零星分布，生產生態空間內耕地的占比由2004年的5.35%降至2018年的4.46%；園地的占比由2004年的0.84%增至2018年的1.14%。

圖4 2004—2018年烏魯木齊市生產生態空間布局

如圖5所示，2004—2018年生活生產空間布局是以2004年的生活生產空間的各類用地圖為基底，疊加2011年和2018年兩期生活生產空間的各類用地圖像。生活生產空間逐漸趨于集中，空間占比由2004年的3.34%增加至6.11%，2004—2018年擴張的主要區域分布在西北部(頭屯河南部、米東區西南部、烏魯木齊縣北部、水磨溝區西部)，15年間烏魯木齊市對老城區以實施更新改造為重點，進行城北新區開發建設、以高鐵片區、紅光山國際會展中心、空港片區、米東片區、頭屯河片區為重點開發區域，發展生產性服務業，進行產業用地布局調整，建設工業園區及其他開發區發展用地，并且為了完善城市路網結構，建設高鐵新客站，并對國際機場進行擴建等重點項目工程的實施，成為生活生產空間持續擴張的原因之一。

圖5 2004—2018年烏魯木齊市生活生產空間布局

4 結論

基于“三生空間”視角下，以烏魯木齊市作為研究區域，采用數理統計法和空間統計法，探討西北干旱區綠洲城市烏魯木齊市的土地利用功能轉型的時空演變特征，系統梳理“三生空間”內各類用地在不同時間和空間維度內的協調與平衡問題，并提出可供參考的建議，主要結論如下：

1)從轉型時序變化來看，烏魯木齊市生態空間在2004—2018年間整體規模持續下降，疏林地和有林地土地利用動態度呈正值，開發度分別為6.17%、7.13%，耗減度分別為5.08%、5.16%，灌木林地、濕地、草地呈負向變化且下降幅度劇烈，耗減度大幅高于開發度，分別為4.03%、5.10%、5.90%，消減方向主要來自于生態空間內部及居住用地；生態生產空間15年間整體呈波動式下降趨勢，轉型速度較大，養殖水域及鹽田的轉型速度分別為5.31%、5.75%；生產生態空間在2004—2018年間整體呈下降趨勢，面積減少83.73 km2，以2011年為節點，后期園地的開發度急劇上升，耕地耗減度超過開發度達到5.91%，主要被居住用地、未利用地占用；15年間生活生產空間規模急劇上升，轉型速度最高且呈現出持續擴張的趨勢，居住用地和工交用地的轉型速度分別為1.75%、4.96%，前后期的開發度持續超出耗減度，以占用耕地、未利用地和園地為主，表明研究期間，城市出現了將耕地轉為城鎮建設用地的“蔓延式”擴張現象，為未來烏魯木齊市的耕地保護提出了新的挑戰。

2)從轉型空間格局變化來看，生態空間內各類用地的重心軌跡轉移變化較大，因地形以及自然資源的特性影響，主要在烏魯木齊縣東北方向、達坂城區西北方向以及水磨溝東南方向；生態生產空間呈零星狀分散布局，主要落在米東區北部以及達坂城區西南部，因地形以及城市擴張的影響，分別向米東區東南部和達坂城區西北部偏移；生產生態空間在各區均有分布，耕地重心主要落在沙依巴克區西北部和米東區西北部，后期耕地重心出現反向偏移；生活生產空間分布最為集中，且呈現出逐年持續擴張的趨勢，空間內的居住用地和工交用地的重心都在城市中心，且偏移軌跡距離最小。

3)從轉移驅動因素來看，一方面受前期人為開發建設以及自然資源恢復時限長的特性，后期環境保護措施增強的影響，因此生態空間持續下降，但幅度逐漸放緩。因老城改造和新城開發建設，交通設施和路網結構不斷完善，以及重大項目開發建設等因素，導致生活生產空間在15年間持續向外蔓延。

4)烏魯木齊市作為西北干旱地區快速城鎮化的典型區域，未來應考慮城市生態底線和調整城市內部各功能對人居環境的影響，優化推進“三生空間”的最佳布局；優先規劃重點生態空間、一般生態空間以及生態容納空間，重點保護其空間內的林地、草地以及濕地等重點調節生態用地，為城市的可持續發展提供最佳的保護屏障；協調各類建設用地與耕地保護空間關系，充分發揮城市的生產、生態、景觀間隔和環境保護的綜合功能；高效集約利用生活、生產功能用地，提高土地的社會效益、經濟效益以及生態效益。

綜上，本研究通過構建“三生空間”用地功能分類體系，闡明西部綠洲城市烏魯木齊市土地利用功能轉型的方向、速度、開發度及耗減度等時序演變特征，結合土地利用重心轉移模型以及空間疊加分析，探析“三生空間”用地功能的重心軌跡偏移方向和空間變化特征及規律，并分析導致其變化的因素并提出優化建議，能夠在一定程度上為西北部城市協調可持續發展提供有意義的實證參考。由于土地利用功能轉型存在一定的規律，如何更好的把握這一發展規律，并運用更精確的分析方法進行有效分析，并且對于西北部地區其他具有代表性的城市的用地結構進行，提高用地效率，在未來研究中亟待深入探討。