魯南經(jīng)濟(jì)帶國土空間格局演變特征與驅(qū)動力分析

張德玉，劉兆德，于蘭軍，余 靜，陳有川

（1.山東建筑大學(xué) 建筑城規(guī)學(xué)院，山東 濟(jì)南 250101；2.山東省城鄉(xiāng)規(guī)劃設(shè)計研究院有限公司，山東 濟(jì)南 250013；3.煙臺市蓬萊區(qū)自然資源和規(guī)劃局，山東 煙臺 265600）

0 引言

國土空間是資源和建設(shè)活動的基本載體，而占有必要的國土空間才是資源存在和開發(fā)建設(shè)活動進(jìn)行的物質(zhì)基礎(chǔ)［1］。自改革開放以來，中國社會經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，大量農(nóng)村剩余勞動力向城鎮(zhèn)轉(zhuǎn)移，城鎮(zhèn)化步入了高速增長時期，全國城鎮(zhèn)化率由1978 年的17.9%提高至2022 年的65.22%，卻也造成了部分城鎮(zhèn)化地區(qū)資源、生態(tài)和環(huán)境狀況的嚴(yán)重惡化［2］，城鎮(zhèn)建設(shè)用地?zé)o序擴(kuò)張侵占了大量林地、耕地等用地空間。2019 年5 月，《中共中央 國務(wù)院關(guān)于建立國土空間規(guī)劃體系并監(jiān)督實施的若干意見》中強(qiáng)調(diào)，科學(xué)布局生產(chǎn)空間、生活空間、生態(tài)空間，是加快形成綠色生產(chǎn)方式和生活方式、推進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)、建設(shè)美麗中國的關(guān)鍵舉措。黨的二十大報告中指出“中國式現(xiàn)代化是人與自然和諧共生的現(xiàn)代化”。因此，合理劃分國土空間類型，探究國土空間格局演變特征及其驅(qū)動機(jī)制對于實現(xiàn)區(qū)域健康發(fā)展起到關(guān)鍵作用，也是實現(xiàn)人與自然和諧共生的“中國式現(xiàn)代化”目標(biāo)的必然要求。

國土空間格局是指實現(xiàn)在生態(tài)環(huán)境保護(hù)、糧食安全、經(jīng)濟(jì)發(fā)展、社會保障等多目標(biāo)協(xié)調(diào)下的地區(qū)國土、海域等空間的整體構(gòu)成和布局［3］。近年來，許多學(xué)者圍繞國土空間格局演變已經(jīng)開展了大量研究。在研究對象的選擇方面，學(xué)者們選取省份［4-6］、城市群［7-9］、地市［10，11］、區(qū)縣［12］以及特殊地理特征地域［13-15］作為研究對象，對國土空間演變特征進(jìn)行了具體分析；在國土空間演變特征研究方面，學(xué)者基于土地利用數(shù)據(jù)進(jìn)行重分類得到國土空間類型數(shù)據(jù)，而后通過ArcGIS平臺對特定年份國土空間數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)量統(tǒng)計及融合相交處理，在此基礎(chǔ)上通過運(yùn)用轉(zhuǎn)移矩陣［10-14］、動態(tài)度模型［15，16］、地學(xué)信息圖譜［5，17］、重心遷移模型［11，17］、景觀格局指數(shù)［18，19］、空間自相關(guān)［5，6］等方法對各層級研究單元展開了深入研究；對于國土空間格局演變驅(qū)動因素的研究，相關(guān)學(xué)者主要運(yùn)用地理探測器［5，17，18］、多元線性回歸［7］、FLUS模型［12］、RDA 分析［19］等方法展開探究，主要涉及到自然、人口以及經(jīng)濟(jì)發(fā)展等方面的指標(biāo)。基于以上背景，本文以魯南經(jīng)濟(jì)帶作為研究對象，參考相關(guān)研究對2000—2020 年土地利用二級類數(shù)據(jù)進(jìn)行重分類，得到6 種國土空間類型數(shù)據(jù)，圍繞時空演變、空間格局兩個角度展開對研究區(qū)國土空間格局演變特征的具體分析，并采用地理探測器對魯南經(jīng)濟(jì)帶國土空間變化的驅(qū)動因素進(jìn)行探測與分析，以期為魯南經(jīng)濟(jì)帶國土空間規(guī)劃與健康協(xié)調(diào)發(fā)展提供科學(xué)依據(jù)和信息支持。

1 研究區(qū)域與數(shù)據(jù)來源

1.1 研究區(qū)域概況

魯南經(jīng)濟(jì)帶（34°22'—36°13'N，114°45'—119°39'E）位于山東省南部，包括菏澤、濟(jì)寧、棗莊、臨沂、日照共5 個設(shè)區(qū)市的42 個區(qū)，總面積50 433km2。2020 年，常住人口與GDP 分別為3 499.6萬人和16 522.44 億元，占山東全省的比重分別為34.47%和22.59%。魯南經(jīng)濟(jì)帶在區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展中具有承南接北的作用，可以同時接受長三角和京津冀城市群的輻射，承接周邊地區(qū)的產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移［21］。但從社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展現(xiàn)狀來看，該地區(qū)相對周邊其他地區(qū)而言，經(jīng)濟(jì)發(fā)展相對滯后，城鎮(zhèn)體系尚未完善，因此，探究該區(qū)域國土空間格局演變特征及其驅(qū)動因素，對實現(xiàn)區(qū)域協(xié)調(diào)及國土空間高質(zhì)量發(fā)展具有重要意義。

1.2 數(shù)據(jù)來源

土地利用數(shù)據(jù)獲取自中科院資源環(huán)境科學(xué)與數(shù)據(jù)中心平臺（http：/ /www.resdc.cn），包括2000、2005、2010、2015、2020 年五期數(shù)據(jù)，空間分辨率為30m×30m；基于中科院LUCC 分類體系，參照相關(guān)研究成果［22］對研究區(qū)三生空間進(jìn)行詳細(xì)分類，劃分為綠被生態(tài)、水域生態(tài)、城鎮(zhèn)生活、鄉(xiāng)村生活、工礦生產(chǎn)和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)空間6 類（表1）。DEM 數(shù)字高程數(shù)據(jù)獲取自地理空間數(shù)據(jù)云平臺（http：/ /www.gscloud.cn），空間分辨率為30m ×30m。社會經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計數(shù)據(jù)來自《中國縣域統(tǒng)計年鑒》《山東省統(tǒng)計年鑒》、各地市統(tǒng)計年鑒及歷年統(tǒng)計公報，個別年份缺失數(shù)據(jù)采用插值法等方法計算得出。降水、氣溫數(shù)據(jù)獲取自國家地球系統(tǒng)科學(xué)數(shù)據(jù)中心網(wǎng)站（http：/ /loess.geodata.cn）。

表1 國土空間類型劃分與土地利用轉(zhuǎn)換關(guān)系Table 1 Relationship between the spatial classification of the country and land use conversion

2 研究方法

2.1 時空演變特征分析

動態(tài)度模型。動態(tài)度模型可以反映一段時期內(nèi)研究區(qū)各類用地空間類型的變化速度和幅度，是探究國土空間格局演變特征的重要方法，包括單一動態(tài)度和綜合動態(tài)度［25］。單一動態(tài)度旨在計算某一類用地空間在研究期內(nèi)的面積變化情況，依托該方法可以探究各用地空間類型的時空演變規(guī)律；綜合動態(tài)度旨在計算研究期內(nèi)全部類型用地空間的整體變化情況，通過該方法能夠客觀地反映空間格局演變的劇烈程度。

弦圖可視化模型。弦圖是一種使用圓形坐標(biāo)系對大量復(fù)雜數(shù)據(jù)之間相互關(guān)系進(jìn)行表達(dá)的可視化形式。弦圖可以將復(fù)雜的用地轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)進(jìn)行直觀的繪圖表達(dá)，因此，本研究運(yùn)用弦圖來反映研究期內(nèi)國土空間用地類型間變化的數(shù)量和流向關(guān)系。

地學(xué)信息圖譜。地學(xué)信息圖譜可以對空間變化過程及分布特征進(jìn)行直觀地表達(dá)。國土空間格局的演變是不同國土空間類型之間彼此轉(zhuǎn)化的過程，本文首先對研究期內(nèi)各類型國土空間變化斑塊的空間分布特征進(jìn)行圖譜表達(dá)：將綠被生態(tài)、水域生態(tài)、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、鄉(xiāng)村生活、城鎮(zhèn)生活和工礦生產(chǎn)空間依次編碼為1，2，3，4，5，6，以此來表征各類型空間的轉(zhuǎn)化特征；而后通過繪制漲勢、落勢圖譜來反映國土空間的轉(zhuǎn)入與轉(zhuǎn)出情況。

2.2 空間格局演變特征分析

單變量空間自相關(guān)。單變量空間自相關(guān)包括全局自相關(guān)和局部自相關(guān)，可用來探究某單一地理要素在空間上有無集聚性。其數(shù)學(xué)表達(dá)式分別為：

單變量全局莫蘭指數(shù)：

式中：n為單元個數(shù)；代表空間權(quán)重矩陣關(guān)系；xi、xj則表示第i 個和第j 個單元的國土空間變化值代表國土空間變化值的均值。Moran's I 的結(jié)果大于0，反映變化值的空間分布呈正相關(guān)關(guān)系；結(jié)果小于0，則呈負(fù)相關(guān)關(guān)系。

雙變量空間自相關(guān)。雙變量空間自相關(guān)包括全局和局部自相關(guān)兩部分，可用來表達(dá)兩類地理要素之間的增減關(guān)系，數(shù)學(xué)表達(dá)式分別為：

雙變量全局莫蘭指數(shù)：

雙變量局部莫蘭指數(shù)：

2.3 驅(qū)動機(jī)制分析

地理探測器在土地利用變化驅(qū)動力分析方面得到了廣泛應(yīng)用［5，17，18］。地理探測器有因子探測、生態(tài)探測、交互探測及風(fēng)險區(qū)探測4 個組成部分，本研究中主要運(yùn)用因子探測和交互探測對魯南經(jīng)濟(jì)帶國土空間變化的驅(qū)動機(jī)制進(jìn)行分析。其中，因子探測器可以對變量的空間分異程度進(jìn)行探測，其探測結(jié)果以q值大小進(jìn)行度量，q 值的大小反映了某因子對因變量國土空間變化的影響力大小。交互探測器用于不同自變量之間交互作用的測度，估算兩因子發(fā)生交互作用時對因變量解釋力的影響［26］。交互作用的結(jié)果有非線性減弱、單因子非線性減弱、相互獨(dú)立、非線性增強(qiáng)、雙因子增強(qiáng)5 種情形。

3 結(jié)果及分析

3.1 國土空間類型時空演變特征

3.1.1 規(guī)模變化特征

通過ArcGIS10.6 平臺對土地利用類型數(shù)據(jù)進(jìn)行重分類得到魯南經(jīng)濟(jì)帶國土空間柵格數(shù)據(jù)，進(jìn)而得到2000、2005、2010、3015 和2020 年五期各類型國土空間面積和占比情況（圖1）。

圖1 2000—2020 年魯南經(jīng)濟(jì)帶各時期國土空間類型分布Figure 1 Distribution of spatial types of land by period in the Lunan Economic Zone，2000 -2020

魯南經(jīng)濟(jì)帶國土空間類型以農(nóng)業(yè)生產(chǎn)空間為主，占比在65%以上。研究期內(nèi)，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)空間規(guī)模呈持續(xù)減少態(tài)勢，約減少744.04km2，所占比重由68.42%降低至66.93%，仍是魯南經(jīng)濟(jì)帶國土空間中占比最高的空間類型；綠被生態(tài)空間所占比重降幅 最 大，由 14.63% 降 至 10.43%，共 減 少2 116.40km2；城鎮(zhèn)生活空間呈持續(xù)擴(kuò)張態(tài)勢，規(guī)模由933.04km2持續(xù)增加至2 723.29km2，所占比重由1.85%增加至5.40%，其中，在2005—2010 年間規(guī)模增長最為明顯；工礦生產(chǎn)空間面積增長迅速，由127.11km2增加至449.29km2；水域生態(tài)和鄉(xiāng)村生活空間規(guī)模雖呈增長態(tài)勢，但相對較為穩(wěn)定，變化范圍皆在1%之內(nèi)。

3.1.2 動態(tài)變化特征

單一動態(tài)度方面。魯南經(jīng)濟(jì)帶2000—2005 年、2005—2010 年、2010—2015 年、2015—2020 年 及2000—2020 年5 個時段單一動態(tài)度值如表2 所示。5 個時段綠被生態(tài)空間的單一動態(tài)度皆為負(fù)值，表明該類空間規(guī)模不斷縮減，在2005—2010 年動態(tài)度出現(xiàn)最低值，為-5.62%，期間綠被生態(tài)空間共減少2 063.37km2。水域生態(tài)空間動態(tài)度變化較為穩(wěn)定，最高值（1.38%）出現(xiàn)在2015—2020 年，期間水域生態(tài)空間共增加170.37km2。城鎮(zhèn)生活空間動態(tài)度變化較為明顯，2000—2020 年動態(tài)度達(dá)9.59%，表明城鎮(zhèn)生活空間呈不斷擴(kuò)張態(tài)勢，其中2005—2010年間增長速度最快。鄉(xiāng)村生活空間動態(tài)度變化最為穩(wěn)定，2000—2020 年動態(tài)度僅為0.41%。2000—2020 年工礦生產(chǎn)空間動態(tài)度最高，達(dá)12.67%，共增加322.18km2，動態(tài)度在2005—2010 年出現(xiàn)最高值，為23.30%。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)空間動態(tài)度雖在2005—2010 年間略有增長，但2000—2020 年間呈現(xiàn)減少態(tài)勢，共減少744.04km2。

表2 2000—2020 年魯南經(jīng)濟(jì)帶國土空間類型面積變化及動態(tài)度Table 2 Changes and dynamics of land space type in Lunan Economic Zone，2000 -2020

綜合動態(tài)度。魯南經(jīng)濟(jì)帶綜合動態(tài)度時空變化格局如圖2 所示。2000—2020 年綜合動態(tài)度總體呈由沿海向內(nèi)陸逐漸降低的趨勢。2000—2005 年，綜合動態(tài)度的“高值區(qū)”集中在魯南經(jīng)濟(jì)帶中部，棗莊市西部和濟(jì)寧市東部的綜合動態(tài)度整體較高；2005—2010 年，綜合動態(tài)度的空間分布相對2000—2005年發(fā)生了較大改變，“高值區(qū)”由過去的中部區(qū)縣轉(zhuǎn)移到東部區(qū)縣，其中，臨沂市蘭山區(qū)和莒南縣的動態(tài)度最高；2010—2015 年，西部區(qū)縣綜合動態(tài)度出現(xiàn)了明顯提升，東部沿海區(qū)縣動態(tài)度依舊較高，中部出現(xiàn)了動態(tài)度的“低值區(qū)”；2015—2020 年，中部區(qū)縣綜合動態(tài)度略有提升，除東北部區(qū)縣動態(tài)度較低外，其他區(qū)縣動態(tài)度空間分布較為均衡。

圖2 2000—2020 年國土空間面積變化綜合動態(tài)度Figure 2 Comprehensive dynamics of changes in the spatial area of the national territory，2000 -2020

3.1.3 結(jié)構(gòu)變化特征

魯南經(jīng)濟(jì)帶2000—2005 年、2005—2010 年、2010—2015 年及2015—2020 年4 個時段國土空間轉(zhuǎn)移弦圖如圖3 所示。國土空間變化主要表現(xiàn)為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和綠被生態(tài)空間規(guī)模的縮減以及城鎮(zhèn)生活空間規(guī)模的擴(kuò)展。

圖3 2000—2020 年魯南經(jīng)濟(jì)帶國土空間流量與流向關(guān)系Figure 3 Relationship between spatial flow and flow direction of land in the Lunan Economic Zone，2000 -2020

生態(tài)空間轉(zhuǎn)移。綠被生態(tài)空間規(guī)模呈持續(xù)減少態(tài)勢。2000—2005 年轉(zhuǎn)出總面積為77.97km2，主要轉(zhuǎn)出方向為水域生態(tài)與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)空間；2005—2010年轉(zhuǎn)出總面積達(dá)2 222.70km2，主要轉(zhuǎn)向農(nóng)業(yè)生產(chǎn)空間，所占比重達(dá)85.67%；2010—2015、2015—2020 年轉(zhuǎn)出面積降低不明顯，僅為36.37km2和57.17km2，主要轉(zhuǎn)出方向為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)空間。水域生態(tài)空間的主要轉(zhuǎn)出方向為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)空間，4 個時段轉(zhuǎn)出所占比重均在80%以上；從水域生態(tài)空間的轉(zhuǎn)入方向來看，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)空間是其面積增長的主要來源，4 個時段轉(zhuǎn)入所占比重均在75%以上。

生活空間轉(zhuǎn)移。城鎮(zhèn)生活空間轉(zhuǎn)移方面，該類型用地呈持續(xù)擴(kuò)張趨勢。2000—2005 年轉(zhuǎn)入面積為238.09km2，其中，74.17%來自農(nóng)業(yè)生產(chǎn)空間，20.46%來自鄉(xiāng)村生活空間；2005—2010 年轉(zhuǎn)入面積最高，為1 471.70km2，其中，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和鄉(xiāng)村生活空間轉(zhuǎn)入所占比重分別為65.92%和26.96%；2010—2015 年、2015—2020 年轉(zhuǎn)入面積分別為156.71km2、88.31km2，主要來自農(nóng)業(yè)生產(chǎn)空間，所占比重分別達(dá)98.29%、86.44%。鄉(xiāng)村生活空間轉(zhuǎn)移方面，僅在2005—2010 年轉(zhuǎn)出面積較高，為1 797.10km2，主要轉(zhuǎn)出方向為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和城鎮(zhèn)生活空間，所占比重分別為74.35%和22.08%；從轉(zhuǎn)入來源看，鄉(xiāng)村生活空間增長的來源主要為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)空間，所占比重保持在85%以上。

生產(chǎn)空間轉(zhuǎn)移。工礦生產(chǎn)空間轉(zhuǎn)移方面，2000—2005 年轉(zhuǎn)出總面積為8.56km2，其中，51.03%轉(zhuǎn)變?yōu)槌擎?zhèn)生活空間，轉(zhuǎn)變?yōu)猷l(xiāng)村生活和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)空間的比重分別為19.52%、18.82%；2005—2010 年轉(zhuǎn)出總面積為107.89km2，主要轉(zhuǎn)變?yōu)槌擎?zhèn)生活空間，其次分別轉(zhuǎn)向水域生態(tài)和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)空間；2010—2015 年轉(zhuǎn)出總規(guī)模僅4.06km2，其中75.15%轉(zhuǎn)向農(nóng)業(yè)生產(chǎn)空間；2015—2020 年轉(zhuǎn)出總規(guī)模為80.06km2，其中79.89%轉(zhuǎn)向農(nóng)業(yè)生產(chǎn)空間。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)空間轉(zhuǎn)移方面，2000—2005 年轉(zhuǎn)出規(guī)模為551.21km2，其中，32.04%轉(zhuǎn)變?yōu)槌擎?zhèn)生活空間，28.55%流向鄉(xiāng)村生活空間，25.47%流向水域生態(tài)空 間；2005—2010 年，轉(zhuǎn) 出 面 積 最 高 達(dá)3 268.23km2，52.58%轉(zhuǎn)變?yōu)猷l(xiāng)村生活空間，29.69%轉(zhuǎn)變?yōu)槌擎?zhèn)生活空間；農(nóng)業(yè)生產(chǎn)空間在2010—2015 年轉(zhuǎn)出面積較上一時段大幅降低，僅為438.41km2，主要流向類型按面積大小排序依次為：城鎮(zhèn)生活、工礦生產(chǎn)和鄉(xiāng)村生活空間；2015—2020年轉(zhuǎn)出總面積為485.96km2，轉(zhuǎn)為鄉(xiāng)村生活和水域生態(tài)空間的比重分別為31.62%和30.46%。

3.1.4 類型轉(zhuǎn)化空間圖譜

基本變化圖譜。魯南經(jīng)濟(jì)帶國土空間變化斑塊的空間分布情況如圖4 所示。2000—2005 年，發(fā)生變化的主要集中于城市建成區(qū)周邊地域，其中，市轄區(qū)建成范圍周邊用地變化相對縣市區(qū)域更為頻繁；從用地功能變化來看，該時期主要表現(xiàn)為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)空間轉(zhuǎn)變?yōu)槌擎?zhèn)生活空間以及綠被生態(tài)空間轉(zhuǎn)變?yōu)檗r(nóng)業(yè)生產(chǎn)空間。2005—2010 年，國土空間變化較上一階段明顯增強(qiáng)，各地類之間轉(zhuǎn)換頻繁，城市建成區(qū)擴(kuò)張明顯，建成區(qū)用地擴(kuò)張主要源于鄉(xiāng)村生活和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)空間；這一時期，中東部地區(qū)綠被生態(tài)空間被其他類型國土空間侵占嚴(yán)重，大量綠被生態(tài)空間轉(zhuǎn)變?yōu)檗r(nóng)業(yè)生產(chǎn)與鄉(xiāng)村生活空間，同時，微山湖周邊的水域生態(tài)空間向農(nóng)業(yè)生產(chǎn)空間等轉(zhuǎn)變。2010—2015年，用地功能變化主要表現(xiàn)為大量農(nóng)業(yè)生產(chǎn)空間轉(zhuǎn)變?yōu)槌擎?zhèn)、鄉(xiāng)村生活以及工礦生產(chǎn)空間；該地類變化主要集中于西部菏澤、濟(jì)寧兩個地市。2015—2020年，國土空間類型轉(zhuǎn)換較過去幾個時段更為均衡，生態(tài)空間與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)空間保護(hù)取得了一定成效，鄉(xiāng)村生活、工礦生產(chǎn)和綠被生態(tài)空間等轉(zhuǎn)變?yōu)檗r(nóng)業(yè)生產(chǎn)空間，退耕還林等措施的實施使得綠被生態(tài)空間得到了有效保護(hù)。整體來看，2000—2020 年魯南經(jīng)濟(jì)帶國土空間類型變化的空間分布較為均衡。其中，2005—2010 年各類空間變化程度明顯高于其他階段。同時，空間類型變化主要表現(xiàn)為城鎮(zhèn)生活空間的擴(kuò)張、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與綠被生態(tài)空間的縮減。

圖4 2000—2020 年魯南經(jīng)濟(jì)帶國土空間變化斑塊的空間分布情況Figure 4 Spatial distribution of land spatial change patches in the Lunan Economic Zone，2000 -2020

漲勢與落勢圖譜。魯南經(jīng)濟(jì)帶國土空間漲勢圖譜如圖5a所示。2000—2020 年間國土空間類型變化較為劇烈。其中，增長面積較大的有城鎮(zhèn)、鄉(xiāng)村生活以及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)空間。伴隨著城鎮(zhèn)化水平的提高，人口不斷向城鎮(zhèn)地區(qū)集聚，導(dǎo)致城鎮(zhèn)生活空間快速擴(kuò)張；新增城鎮(zhèn)生活空間多圍繞既有城鎮(zhèn)生活空間向四周進(jìn)行擴(kuò)展式增長。雖然大量農(nóng)村人口向城鎮(zhèn)轉(zhuǎn)移，但因缺乏宅基地退出機(jī)制，導(dǎo)致鄉(xiāng)村生活空間大量閑置，另外，由于人口增長及家庭結(jié)構(gòu)的改變，致使鄉(xiāng)村生活空間明顯增加，新增鄉(xiāng)村生活空間多集中在東部區(qū)縣。魯南經(jīng)濟(jì)帶在全國糧食供應(yīng)鏈條中發(fā)揮著重要作用，隨著農(nóng)產(chǎn)品需求的增長、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)的進(jìn)步及物流倉儲產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，進(jìn)一步推動了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)空間的增長；新增農(nóng)業(yè)生產(chǎn)空間主要分布在中東部區(qū)縣。

圖5 2000—2020 年魯南經(jīng)濟(jì)帶國土空間漲、落勢圖譜Figure 5 Mapping of the spatial rise and fall of the land in the Lunan Economic Zone，2000 -2020

圖6 國土空間規(guī)模變化單變量局部Moran's I指數(shù)空間分布Figure 6 Spatial distribution of univariate localized Moran's I for spatial scale changes in the national territory

魯南經(jīng)濟(jì)帶國土空間落勢圖譜如圖5b 所示。其中，減少面積較大的為綠被生態(tài)與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)空間。減少的綠被生態(tài)空間多分布在中東部區(qū)縣，主要受農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求的影響，大量綠被生態(tài)空間轉(zhuǎn)變?yōu)檗r(nóng)業(yè)生產(chǎn)空間；減少的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)空間主要位于既有建成區(qū)周邊，城鎮(zhèn)建成區(qū)外圍多為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)空間，隨著城鎮(zhèn)化進(jìn)程的不斷推進(jìn)，城鎮(zhèn)生活空間不斷向四周擴(kuò)展，使得大量農(nóng)業(yè)生產(chǎn)空間轉(zhuǎn)變?yōu)槌擎?zhèn)生活空間。

3.2 空間格局演變特征

2010 年、2010—2020 年生態(tài)、生活和生產(chǎn)空間的面積變化量進(jìn)行空間自相關(guān)分析。

為探究魯南經(jīng)濟(jì)帶各國土空間類型變化量的集聚與空間分異特征及各類型空間之間的協(xié)同關(guān)系，以研究區(qū)685 個鄉(xiāng)鎮(zhèn)（街道）為研究單元對2000—

3.2.1 單變量空間相關(guān)性

各類國土空間面積變化量的顯著性檢驗結(jié)果如表3 所示，魯南經(jīng)濟(jì)帶各國土空間類型面積變化量的全局Moran's I指數(shù)均大于0，說明各類型國土空間面積變化量整體呈現(xiàn)正向的空間集聚現(xiàn)象，2010—2020 年的Moran's I指數(shù)相對2000—2010 年大幅降低，說明隨時間推移魯南經(jīng)濟(jì)帶國土空間變化空間分布逐漸趨向均衡。

生產(chǎn)、生活和生態(tài)空間的集聚特征差異較大。2000—2010 年與2010—2020 年生產(chǎn)空間集聚特征差異明顯，高高（HH）集聚單元數(shù)量由43 個減為36個，空間分布由中東部向西部轉(zhuǎn)移；高低（HL）集聚單元共增加28 個，由城市中心單元逐漸向城市外圍地域轉(zhuǎn)移；低高（LH）集聚單元數(shù)量由6 個減為0；低低（LL）集聚單元數(shù)量大幅減少，由58 個減為32個，空間分布由以東部轄區(qū)單元為主向西部轄區(qū)單元轉(zhuǎn)移。生活空間高低集聚與低高集聚單元數(shù)量變化較為穩(wěn)定，其中，低高集聚單元空間分布由中東部向西北部發(fā)生遷移；高高集聚單元數(shù)量由44 個減為37 個，空間分布由日照市、臨沂市的轄區(qū)單元變化為濟(jì)寧市、菏澤市和日照市轄區(qū)集聚；低低集聚單元數(shù)量減少較多，空間分布由集中在省域邊界地區(qū)變?yōu)榱闵⒎植荚谘芯繀^(qū)域。兩時段生態(tài)空間集聚類型數(shù)量與空間分布均較為穩(wěn)定，未發(fā)生較大變化。

3.2.2 雙變量空間相關(guān)性

雙變量空間自相關(guān)分析結(jié)果如表4 所示。研究期內(nèi)，生產(chǎn)空間與生活空間面積變化量由正相關(guān)轉(zhuǎn)變?yōu)樨?fù)相關(guān)，且相關(guān)性絕對值減小，2000—2010 年，兩類空間呈現(xiàn)同增同減的關(guān)系，且以高高集聚與低低集聚類型為主，高高集聚單元主要集中于臨沂市東部和西部，低低集聚單元主要分布于臨沂市、日照市和濟(jì)寧市的轄區(qū)單元；2010—2020 年，兩類空間變化量呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，且絕對值相對較小，空間分布趨于分散。生產(chǎn)空間與生態(tài)空間面積變化量相關(guān)系數(shù)始終為負(fù)值，兩類空間呈現(xiàn)此增彼減的特征，2000—2010 年，兩類空間的集聚類型以低高和高低集聚為主，低高集聚單元主要位于濟(jì)寧市中部，高低集聚單元則主要分布在臨沂市東部和西部；2010—2020 年空間分布趨向分散，高高集聚單元分布于臨沂市中部與棗莊市中南部，高低集聚單元主要集中于濟(jì)寧市東南部。生態(tài)空間與生活空間面積變化量關(guān)系為負(fù)相關(guān)，且兩者相關(guān)系數(shù)絕對值始終較低，2000—2010 年以高低集聚類型為主，主要集中于菏澤市南部與棗莊市南部；2010—2020 年主要為低高和低低集聚單元，低高集聚單元主要分布在濟(jì)寧市東南部，低低集聚單元主要為棗莊市東部和臨沂市中部單元。總體來看，2000—2010 年國土空間類型間的關(guān)系主要表現(xiàn)為生產(chǎn)與生活空間對生態(tài)空間的占用，在這一時期生態(tài)安全問題較為嚴(yán)重；2010—2020 年，國土空間類型間主要為負(fù)相關(guān)，但相關(guān)系數(shù)絕對值普遍較低，說明各類型國土空間發(fā)展變化逐漸趨向于均衡協(xié)調(diào)發(fā)展。關(guān)性。

表4 國土空間面積變化量相關(guān)系數(shù)Table 4 Correlation coefficient of land space area change

3.3 國土空間演變驅(qū)動因素

3.3.1 驅(qū)動指標(biāo)選取

考慮魯南經(jīng)濟(jì)帶相關(guān)指標(biāo)數(shù)據(jù)的可獲得性與完整性，選取42 個區(qū)縣單元的自然環(huán)境、社會經(jīng)濟(jì)等方面13 項因子（表5）。在將各項指標(biāo)作為自變量X輸入地理探測器進(jìn)行處理前，通過ArcGIS10.6 平臺的自然間斷點方法對其進(jìn)行離散處理，而后構(gòu)建3 142 個4km×4km漁網(wǎng)，提取各漁網(wǎng)中心點所對應(yīng)的值作為自變量X、各類型國土空間面積變化率作為因變量Y。由此得到研究期內(nèi)各因子對各類型國土空間面積變化的影響程度（表6）及交互作用的探測結(jié)果（圖7）。

圖7 國土空間規(guī)模變化雙變量局部Moran's I指數(shù)空間分布Figure 7 Spatial distribution of bivariate localized Moran's I for spatial scale changes in the national territory

表5 國土空間變化驅(qū)動因素評價指標(biāo)體系Table 5 Indicator system for evaluating the drivers of territorial spatial change

表6 2000—2010、2010—2020 年魯南經(jīng)濟(jì)帶國土空間變化驅(qū)動因子解釋力Table 6 Explanatory forces of the driving factors of territorial spatial changes in the Lunan Economic Zone，2000 -2010 and 2010 -2020

3.3.2 單因子探測

通過計算得出研究期內(nèi)各因子對國土空間變化的解釋度（表6）。整體來看，研究期內(nèi)魯南經(jīng)濟(jì)帶國土空間變化受自然和社會經(jīng)濟(jì)等因子的共同作用，但不同類型國土空間面積變化的主要驅(qū)動因子和受影響程度存在較大差異。

從生產(chǎn)空間來看，2000—2010 年該類國土空間面積變化率空間分異的主要影響因素為常住人口變化率（0.516）、人均GDP 變化率（0.381）和公共預(yù)算支出變化率（0.315），常住人口數(shù)量的增加可以為區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供充足的勞動力，推動生產(chǎn)空間的擴(kuò)展；同時人均GDP 的高低與產(chǎn)業(yè)發(fā)展高度相關(guān)，而公共預(yù)算支出在一定程度上反映了政府對產(chǎn)業(yè)發(fā)展的支撐力度，兩者對生產(chǎn)空間變化的空間分異具有重要影響。2010—2020 年，常住人口變化率仍然保持在第1 位，城鄉(xiāng)居民儲蓄余額變化率較上一時段上升1 位，而人均GDP變化率由第2 位降至第10 位，這表明常住人口數(shù)量始終是生產(chǎn)空間變化的主要影響因素，在這一時段內(nèi)魯南經(jīng)濟(jì)帶整體發(fā)展更加趨向均衡，區(qū)域內(nèi)不同單元間人均GDP變化率趨同。

從生活空間來看，2000—2010 年影響其變化率空間分異的前三位影響因素分別為糧食總產(chǎn)量變化率（0.372）、人均社會消費(fèi)品零售額變化率（0.365）和年平均降水變化率（0.362），這一時期，山東省政府頒布了一系列政策、意見以推動魯南經(jīng)濟(jì)帶農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展在提高農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量和生產(chǎn)效率的同時，也對生活空間的擴(kuò)展發(fā)揮了重要的推動作用；同時，消費(fèi)活動的繁榮與生活空間的變化具有較高相關(guān)性；魯南經(jīng)濟(jì)帶東臨黃海，西屬華北平原，東西向狹長，東部沿海與西部內(nèi)陸地區(qū)氣候差異對生活空間的空間分異同樣具有重要影響。2010—2020年，常住人口變化率（0.633）、城鄉(xiāng)居民儲蓄存款余額變化率（0.499）成為影響生活空間變化率空間分異的最主要因素，糧食總產(chǎn)量變化率（0.278）仍維持第3 位。隨著魯南經(jīng)濟(jì)帶城鎮(zhèn)化進(jìn)程的快速推進(jìn)，人口與經(jīng)濟(jì)因素對生活空間變化的影響作用更加凸顯。一方面，常住人口數(shù)量增加推動生活空間的規(guī)模擴(kuò)展；另一方面，隨著城鄉(xiāng)居民儲蓄存款余額與生活水平的提高，促進(jìn)了魯南經(jīng)濟(jì)帶房地產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，對生活空間的規(guī)模變化同樣發(fā)揮著重要的推動作用。

從生態(tài)空間來看，2000—2010 年影響其面積變化率空間分異的主要因素分別為人口密度變化率（0.268）、固定資產(chǎn)投資額變化率（0.253）和年平均降水變化率（0.243）。人口密度的提升反映了生活空間集約化利用程度的提高，一定程度上減少了對生態(tài)空間的侵占；固定資產(chǎn)投資額變化率反映了區(qū)域城鎮(zhèn)建設(shè)情況，而城鎮(zhèn)建設(shè)活動對生態(tài)空間的保持具有重要影響；降水條件是生態(tài)保育的基礎(chǔ)，魯南經(jīng)濟(jì)帶沿海向內(nèi)陸遞減的降水變化趨勢與生態(tài)空間的空間分異高度相關(guān)。2010—2020 年，人口密度變化率（0.467）解釋力仍居于所有因子中的第1 位，城鄉(xiāng)居民儲蓄存款余額變化率（0.286）由第10 位提高至第2 位，人均GDP變化率（0.275）由第12 位躍升至第3 位，這一時期山東省政府更加重視區(qū)域生態(tài)環(huán)境保護(hù)并制定了明確的生態(tài)保護(hù)目標(biāo)，魯南經(jīng)濟(jì)帶生態(tài)旅游產(chǎn)業(yè)得到了快速發(fā)展，因此經(jīng)濟(jì)因素成為該階段生態(tài)空間變化的重要影響因素。

3.3.3 交互作用探測

魯南經(jīng)濟(jì)帶各類國土空間面積變化驅(qū)動因子的交互探測結(jié)果如圖8 所示。13 個驅(qū)動因子的單獨(dú)作用均弱于雙因子的交互作用，因子交互作用呈現(xiàn)出非線性增強(qiáng)或雙因子增強(qiáng)的特征，說明國土空間面積變化率空間分異是自然、人口、經(jīng)濟(jì)等因素共同作用的結(jié)果。國土空間類型變化中各因子與常住人口變化率交互作用普遍較強(qiáng)，表明常住人口變化對各種國土空間類型面積變化率的空間分異具有較強(qiáng)的解釋力。

圖8 魯南經(jīng)濟(jì)帶國土空間變化驅(qū)動因子交互探測結(jié)果Figure 8 Interaction detection results of spatial change drivers in the Lunan Economic Zone

生產(chǎn)空間變化方面。2000—2010 年，年平均氣溫變化率與常住人口變化率的交互作用結(jié)果最大，為0.849，其次分別為常住人口變化率與公共預(yù)算支出變化率、糧食總產(chǎn)量變化率；2010—2020 年，交互作用結(jié)果最大（0.961）的因子為常住人口變化率與固定資產(chǎn)投資額變化率，其次為年平均氣溫變化率與常住人口變化率、公共預(yù)算支出變化率。由此可見，研究期內(nèi)生產(chǎn)空間變化主要受到人口、氣候與政策的共同作用。

生活空間變化方面。2000—2010 年，常住人口變化率與年平均氣溫變化率的交互作用q 值最高，為0.866，其次分別為常住人口變化率與出口總額變化率、年平均降水變化率與第三產(chǎn)業(yè)增加值占比變化率；2010—2020 年，交互作用q 值前三位分別為常住人口變化率與公共預(yù)算支出變化率、年平均降水變化率、出口總額變化率。總體來看，研究期內(nèi)生活空間的變化主要受到常住人口變化的影響。

生態(tài)空間變化方面。2000—2010 年，年平均氣溫變化率與公共預(yù)算支出變化率交互作用q 值最高，為0.787，第三產(chǎn)業(yè)增加值占比變化率單因子解釋力僅為0.192，但與其他因子交互后的解釋力顯著提高；2010—2020 年，公共預(yù)算支出變化率與人均社會消費(fèi)品零售額變化率交互作用q 值最高，為0.861，其次分別為城鄉(xiāng)居民儲蓄存款余額變化率與年平均降水變化率、人均社會消費(fèi)品零售額變化率，q值分別為0.853、0.852。綜合來看，生態(tài)空間變化受到氣候、政策以及經(jīng)濟(jì)等多重因素的共同作用。

4 國土空間格局優(yōu)化與高質(zhì)量發(fā)展策略

基于對魯南經(jīng)濟(jì)帶2000—2020 年國土空間格局時空演變特征的分析發(fā)現(xiàn)，研究區(qū)過去城市空間擴(kuò)展多依托對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和綠被生態(tài)空間的侵占實現(xiàn)，由此帶來的生產(chǎn)資源緊張、生態(tài)環(huán)境惡化等問題愈發(fā)凸顯。在國土空間規(guī)劃實施的背景下，生態(tài)、生產(chǎn)與生活的管控逐漸由粗放向精細(xì)轉(zhuǎn)變，探討國土空間格局優(yōu)化與高質(zhì)量發(fā)展對于實現(xiàn)地區(qū)和諧發(fā)展具有重要意義。

具體策略如下：①推進(jìn)生態(tài)空間保護(hù)修復(fù)工作，依托生態(tài)資源發(fā)展特色產(chǎn)業(yè)。魯南經(jīng)濟(jì)帶自然資源本底條件優(yōu)越，在區(qū)域整體發(fā)展中發(fā)揮著重要的生態(tài)保育作用，亟需推進(jìn)地區(qū)生態(tài)空間保護(hù)與修復(fù)；在實施分級管控的同時，加快推進(jìn)退耕還林還草等工程；依托地區(qū)優(yōu)越的自然風(fēng)光、濃厚的紅色資源以及深厚的歷史文化，完善基礎(chǔ)設(shè)施與公共服務(wù)設(shè)施配套，在保護(hù)生態(tài)環(huán)境的前提下發(fā)展特色生態(tài)產(chǎn)業(yè)。②加強(qiáng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)空間管控力度，積極推動傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)優(yōu)化升級。該地區(qū)在區(qū)域乃至全國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮著較為重要的作用，未來需加大對該地區(qū)耕地、園地、尤其是永久基本農(nóng)田的保護(hù)力度，嚴(yán)格貫徹耕地占補(bǔ)平衡機(jī)制，實現(xiàn)耕地面積不減少，鼓勵并推動閑置宅基地復(fù)耕。在產(chǎn)業(yè)發(fā)展方面，該地區(qū)應(yīng)積極推動高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)，推動農(nóng)業(yè)的規(guī)模化生產(chǎn)及農(nóng)產(chǎn)品的品牌化經(jīng)營，提升產(chǎn)品附加值；加快推動棕地修復(fù)，積極探索傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的優(yōu)化升級，構(gòu)建綠色、高效產(chǎn)業(yè)體系。③嚴(yán)控生活空間開發(fā)建設(shè)邊界，提高用地節(jié)約集約利用水平。在對城市增長邊界進(jìn)行科學(xué)劃定的基礎(chǔ)上，嚴(yán)格管控城鎮(zhèn)生活空間，避免城鎮(zhèn)建設(shè)空間無序蔓延；區(qū)域內(nèi)主城區(qū)與縣市城區(qū)建設(shè)空間實施差異化管控，主城區(qū)以內(nèi)涵提升式更新為主，縣市城區(qū)則在節(jié)約集約的前提下保障新增建設(shè)用地的需求。魯南經(jīng)濟(jì)帶鄉(xiāng)村人口向城鎮(zhèn)轉(zhuǎn)移現(xiàn)象顯著，但鄉(xiāng)村生活空間反而增加，表明鄉(xiāng)村建設(shè)用地粗放利用問題嚴(yán)重，應(yīng)加強(qiáng)對閑置宅基地的管控，并積極推動閑置住宅的多業(yè)態(tài)利用，提高鄉(xiāng)村生活空間的利用效率。

5 結(jié)論與討論

本文在對土地利用數(shù)據(jù)進(jìn)行重分類的基礎(chǔ)上，得到2000—2020 年魯南經(jīng)濟(jì)帶國土空間類型數(shù)據(jù)，對各類型數(shù)據(jù)的時空演變特征展開了具體分析，運(yùn)用地理探測器對魯南經(jīng)濟(jì)帶國土空間變化的驅(qū)動因素進(jìn)行了探測。主要結(jié)論如下：①魯南經(jīng)濟(jì)帶不同國土空間類型間動態(tài)變化存在明顯差異，單一動態(tài)度較高的類型為工礦生產(chǎn)和城鎮(zhèn)生活空間；綠被生態(tài)和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)空間動態(tài)度為負(fù)值，空間規(guī)模分別縮減2 116.40km2、744.04km2；水域生態(tài)和鄉(xiāng)村生活空間則較為穩(wěn)定。從綜合動態(tài)度空間分布演變來看，研究期內(nèi)魯南經(jīng)濟(jì)帶逐漸由東西失衡向全域均衡轉(zhuǎn)變。②魯南經(jīng)濟(jì)帶各國土空間類型之間轉(zhuǎn)換頻繁，轉(zhuǎn)換結(jié)果主要表現(xiàn)為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和綠被生態(tài)空間規(guī)模的縮減以及城鎮(zhèn)生活空間規(guī)模的擴(kuò)展；國土空間類型轉(zhuǎn)換在2005—2010 年間相對其他時段更為頻繁；從變化斑塊的空間分布來看，國土空間類型變化的空間分布整體較為均衡。③各國土類型面積變化表現(xiàn)出明顯的空間集聚特征，但這一特征在2010—2020 年間相對減弱；從國土空間類型間的變化關(guān)系來看，以負(fù)相關(guān)關(guān)系為主，但相關(guān)系數(shù)絕對值降低態(tài)勢明顯，表明研究區(qū)各類型國土空間變化逐漸趨于協(xié)調(diào)。④魯南經(jīng)濟(jì)帶國土空間變化的空間分異受到自然、經(jīng)濟(jì)、社會等因素的共同作用。2000—2010 年，自然因素與人口因素占據(jù)主導(dǎo)地位，2010—2020 年社會經(jīng)濟(jì)因素對國土空間變化的空間分異解釋力逐漸凸顯。從交互作用結(jié)果來看，常住人口變化率與其他各項因子交互作用普遍較強(qiáng)，表明常住人口變化對各種國土空間類型面積變化率的空間分異具有較強(qiáng)的解釋力。

本研究在一定程度上豐富了國土空間格局演變方面的實證研究，總結(jié)了魯南經(jīng)濟(jì)帶國土空間演變規(guī)律，為魯南經(jīng)濟(jì)帶實現(xiàn)國土空間格局優(yōu)化以及高質(zhì)量發(fā)展提供有益借鑒。相較于周邊其他地域，魯南經(jīng)濟(jì)帶的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)空間、綠被生態(tài)空間具有相對更高的比重，在過去發(fā)展過程中大量農(nóng)業(yè)生產(chǎn)空間和綠被生態(tài)空間轉(zhuǎn)換為其他國土空間類型，如今在國土空間規(guī)劃實施的背景下，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)空間、綠被生態(tài)空間受到了嚴(yán)格的保護(hù)，如何在有限的發(fā)展空間中實現(xiàn)該區(qū)域的高質(zhì)量發(fā)展以及國土空間資源的高效配置，是魯南經(jīng)濟(jì)帶在未來區(qū)域發(fā)展中需要重點考量的問題。