漢中市三生空間結構演變分析
——以2000—2018年為例

曹錦雪

(中陜高標準農田建設集團有限公司，陜西 楊凌 712100)

改革開放以來，我國城鎮化率2018年已經上升到了59.58%，這樣大規模的城市擴張使得優質耕地受到嚴重擠占，生態空間與生活生產空間之間的矛盾也愈發嚴重。漢中市位于陜西南部，目前正處于經濟發展階段，城市人口聚集態勢也在逐步加強，隨著人類活動愈發強烈導致漢中市土地利用的過程中存在農業內部結構不合理、城市周圍優質農田持續大量流失、居住空間擁擠以及區域性的發展不均衡等諸多問題。在此背景下，對漢中市各區縣國土資源進行合理分配、優化國土空間結構十分重要，同時可為其他市區的功能定位與優化發展方向提供參考。

國外研究三生空間大多從農業多功能研究開始，逐步引入土地利用多功能性，進而深入分析土地利用空間特征，更加側重于土地利用功能、空間格局規劃和土地生態安全等方面。在土地利用功能方面，Rodenburg于2003年提出把多種社會和經濟功能在相鄰區域進行集中顯示，從提高交通運輸可達性的角度出發，結合距離對利用主體的影響來準確界定其土地利用的功能和多樣性[1]。Chuviec基于GIS對土地利用適宜性進行評價，并根據評價結果對研究區進行空間布局規劃。后續英國、荷蘭、日本和德國等國家和地區也開展了許多輪國土空間規劃的研究[2]。Rogers認為，生態安全主要是在不具備損害人類自然生態環境的巨大潛力的條件和前提下，生態系統才能夠滿足于人類經濟社會活動的長期持續性生存與發展[3]。

張紅旗等首次將我國土地分為生活生產用地、生態生產用地、生產生態用地、生態用地4大類，更加凸顯了土地利用過程中的重要性和功能交叉特征[4]。劉繼來等基于土地利用功能等理論，構建了一套切實適用于全國的完整三生空間結構劃分體系，并由此深入揭示了1990—2010年20a間整個中國三生空間的發展歷史和整體時空發展格局[5]。崔家興等以湖北省土地利用數據為基礎，采用格網分析、空間自相關分析和三角分析法分析三生空間分布格局及演變特征[6]。

1 研究區概況與數據來源

1.1 研究區概況

漢中市是我國陜西省的一個地級市，與寶雞市等周邊地區相鄰接壤，西南分別與甘肅省隴南市和四川省廣元市等地相鄰；由漢臺區和南鄭區、城固、洋縣、勉縣、西鄉、略陽、鎮巴、寧強、留壩、佛坪2個區9個縣組成；由于漢中地理區位優越，漢中也被作為試點建設區域和生態文明示范重點工程建設項目[8]。漢中市境北部屬于秦嶺山脈，地勢優越而地形又如一道屏障，地貌景觀種類多樣，但以低矮山區和平原丘陵地貌為主，占全市總規模以上土地利用面積的75.2%。漢中地區氣候屬于北亞熱帶季風氣候，北方秦嶺、南方大巴秦嶺山脈2大峽谷支流和高山屏障，區內平均氣溫具體根據地理位置及其氣候分布，主要原因在于其高山地形；由于漢中地處西部北半球的中部高緯度，月平均年降雨量871.8mm[9]。

1.2 三生空間的劃分

由于目前國內外學者對三生空間的分類并沒有形成一套標準體系，因此本文借鑒前人學者的研究，根據國內外三生空間分類研究現狀，參考2017年由國土資源部組織修訂的國家標準《土地利用現狀分類》[10]和已有的分類方法和思想[4,5,11]。結合漢中市實際情況，建立漢中市三生空間分類體系。

1.3 數據來源與處理

本研究所用基礎數據主要包含漢中市2000年、2010年、2018年3期的各種類型土地利用覆被數據，來源于中國科學院資源環境科學數據中心(http：//www.resdc.cn/)的中國多時期土地利用土地覆被遙感監測數據集(CNLUCC)，空間分辨率為30m，綜合精度在87%以上[12]。本研究的時間跨度相對較大，對于可能出現的參考指標在不同階段時間內不一致的情況，均以2018年為計算基準。對于柵格和矢量數據的處理，主要運用Arcgis 10.5軟件對獲取的數據進行基礎處理，包括裁剪、統一坐標系，最終得到漢中市包括6個一級類和20個二級類的土地利用數據。

1.4 研究方法

1.4.1 國土空間動態度

國土空間的動態程度是指某個研究地區不同時期的特定國土空間類型的個別數量變化情況，反映了各個空間的整體使用狀況的動態程度[13]。動態性指數大致可以劃分為單一動態度指數與綜合動態度指數。

綜合動態度指數是指在一定時期內不同功能空間結構變化的綜合影響。

1.4.2 轉移矩陣

將各類空間類型變化的轉移面積按矩陣形式排列，通過這一矩陣可以分析各類空間面積結構變化以及變化方向，任意2期土地利用轉移矩陣的面積對比可以直觀發現土地利用變化的結構特征與用地功能類型。

2 結果分析

2.1 漢中市三生空間面積變化分析

從漢中市3期土地利用現狀數據，提取二級類國土空間面積，并綜合計算各類空間面積在漢中市所占比例，其數據結果如表1所示；在2000—2018年期間漢中市三生空間面積占比中，農業生產用地、草地生態用地和林地生態用地面積占比皆超過了90%，但是總體上呈現逐年下降的趨勢。農業生產空間面積2000—2010年減少24.613km2，2010—2018年減少151.384km2，說明農業生產空間面積轉為其他空間的面積在逐年增加，因此對于農業耕地的保護也要逐漸加大力度。城鎮生活空間是人類發展和賴以生存的空間，工礦生產空間2000—2018年增加面積達到37.7451km2，城鎮農村生活空間2000—2018年增加面積達到63.2628km2。這說明近20a的時間，漢中市城鎮化發展推動了城市建設用地規模擴大。

表1 2000—2018年漢中市國土空間面積及比例變化

根據前文三生空間的用地分類體系表格，利用ArcGIS重分類工具，將3期國土空間利用現狀數據按照生產用地、生活用地和生態用地進行歸納合并，得到圖1。

由此可以看出，漢中市的生產用地分布除佛坪、留壩偏遠一點的山地連片區以外基本都有分布，漢臺、南鄭、城固分布就較為集中。生活用地主要集中在漢中市的中心城區，且范圍逐年擴大的十分明顯。生態用地則主要集中在佛坪、留壩和洋縣。

2.2 國土空間變化速率分析

國土空間變化率是指研究期間各土地空間在利用過程中的面積變化率，反映了國土空間結構的變化強度。2000—2018年漢中市國土空間動態度結果如表2所示。

表2 2000—2018年漢中市國土空間動態度

由表2可以看出，2000—2010年漢中市國土空間單一動態度最大的是工礦生產空間，為34.48%；其他生態空間排第2，為9.79%；城鎮生活空間的單一動態度為4.72%，農村生活空間的為2.13%；而農業生產空間和草地生態空間分別為-0.03%和-0.15%。2010—2018年漢中市國土空間單一動態度最大的依然是工礦生產空間，為18.79%，而農業生產空間、農村生活空間、林地生態空間都為負值，分別為-0.26%、-0.01%、-0.09%。從2000—2018年來看，工礦生產空間的單一動態度最高，為50.14%；其他生態空間為22.14%，農業生產空間和林地、草地生態空間值都較低。由表2可知，2000—2010年綜合動態度為0.07%，總變化面積為382.9698km2，而2010—2018年綜合動態度為0.10%，總變化面積為419.2666km2，2000—2018年綜合動態度0.04%，總變化面積為351.9936km2。

2.3 漢中市國土空間轉移特征分析

從三生功能角度出發，利用Arcgis軟件將漢中市2000年、2010年和2018年3期土地利用數據進行疊加和整合處理，得到漢中市2000—2010年、2010—2018年2個時間段的國土空間轉移矩陣，結果如表3、表4所示。

表3 2000—2010年漢中市國土空間轉移矩陣

表4 2010—2018年漢中市國土空間轉移矩陣

從表3可以看出，農業生產空間是生產空間的主要轉出源，共有1568.55km2的農業生產空間轉出。2010—2018年間，漢中市由生產空間轉出的面積共有786.66km2，轉為生態空間的面積為827.30km2，轉為生活空間的面積為43.06km2。

從生活空間的轉移特征來看，生活空間主要是轉入面積比較多，轉出面積很少。在轉入上，2000—2010年期間漢中市共有24.802km2的城鎮生活空間轉入，90.7403km2的農村生活空間轉入，農村生活空間是生活空間的主要轉入對象，城鎮生活空間主要轉出為農業生產空間。2010—2018年，漢中市生活空間共轉出面積43.0637km2。

從生態空間轉移特征來看，2000—2010年，漢中市總轉入的面積為1136.9949km2，其中轉為生產空間的面積達563.4572km2，轉為生活空間的面積為12.7138km2。其中，林地生態空間是草地生態空間、農業生產空間增加的主要來源，分別為546.8086km2和941.2483km2。

3 結論與討論

在2000—2018年期間漢中市三生空間中，農業生產用地、草地生態用地和林地生態用地占比皆超過了90%，但是總體上呈現逐年下降的趨勢。從動態度變化來看，2000—2018年期間，單一動態度最大的為工礦生產，這表明漢中市近20a來工業化和城市化發展迅速。從2000—2018年漢中市18a國土空間轉移特征來看，農業生產空間的變化比較明顯，主要是耕地、旱地的大幅度減少，說明退耕還林還草政策成果已經顯現，工礦生產空間變化較小；從生活空間的轉移特征來看，生活空間主要是轉入面積比較多，轉出面積很少；從生態空間來看，農業生產空間面積增加主要靠林地生態空間、草地生態空間的轉入。

基于“三生空間”功能視角是一個較新的視角，對于主體功能區戰略的國土空間功能區劃尚處于探索階段，這不僅是對“三生空間”應用理論和發展理論的豐富，同時還在空間規劃中起著指導的作用，根據各區縣的重點問題和區域特征提出針對性的建議，同時也為政府相關部門制定高效的可持續的國土空間開發模式提供了理論支持。