近10年长江经济带上游地区...间”时空演化特征及机制分析_魏伟.pdf

第32卷第2期2023年2月长江流域资源与环境esources and Environment in the Yangtze BasinVol32 No2Feb 2023近 10 年长江经济带上游地区“三区空间”时空演化特征及机制分析魏伟1，2，王宁1，尹力1(1 武汉大学城市设计学院，湖北 武汉 430072;2 武汉大学中国发展战略与规划研究院，湖北 武汉 430072)摘要:在国土空间规划体系构建与生态文明建设的战略交汇期，现有研究对地形复杂、生态脆弱且经济高速发展的长江经济带上游地区的国土空间格局演化缺乏关注。分析长江经济带上游地区 329 个县区级行政单元在 20102019 年土地利用结构和“三区空间”的时空演化特征，从人地关系视角探究演化的驱动机制，为优化国土空间格局、统筹生态保护和经济发展，实现高效可持续发展提供经验参考。结果表明:(1)近 10 年，长江经济带上游地区城镇空间持续扩张，分别占用 2 191.25 km2农 业 空 间 和 413.19 km2生 态 空 间，4 223.89 km2农业空间转为生态空间。(2)20102015 年，以农业空间转城镇空间为主导，主要分布在成渝、黔中和滇中城市群地区;20152019 年，以农业空间转生态空间为主导，主要分布在云贵高原东侧山区。(3)“三区空间”交叉转换受到客观承载环境(地)、人类发展活动(人)以及两者的交互影响，体现为人类社会发展的空间需求，受土地使用的价值观与社会客观运行规律约束，在自然环境现状承载与发展适宜性格局的基础上，驱动“三区空间”演化。关键词:长江经济带上游地区;三区空间;时空演化;驱动机制;人地关系理论中图分类号:F327文献标识码:A文章编号:1004-8227(2023)02-0297-14DOI:10.11870/cjlyzyyhj202302006收稿日期:2021-12-17;修回日期:2022-02-18基金项目:国家发展改革委员会重大事项委托项目“十四五 时期空间战略格局和空间结构优化方向研究”(201708)作者简介:魏伟(1976)，男，教授，主要研究方向为国土空间规划 E-mail:长江经济带横跨我国东中西三大区域，人口和生产总值均超过全国的 40%，在全球大河经济带中具有独特优势和巨大发展潜力。十四五规划将“全面推动长江经济带发展”作为区域重大战略，提出“坚持生态优先、绿色发展和共抓大保护、不搞大开发”的战略方针，统筹生态保护和经济发展。战略层面，长江经济带上游地区(以下简称上游地区)是长江经济带和西部大开发的战略交汇区，承载生态保护、经济发展和城市群建设等多重目标，统筹协调、高效、绿色发展势在必行。空间层面，衔接国土空间规划体系，系统优化国土空间格局，是落实上游地区生态优先与全面发展战略的重要手段。上游地区生态本底脆弱且灾害频发，是滑坡和泥石流重灾区1，受人类活动影响生态退化严重，水土流失、石漠化问题加剧2;同时肩负水源涵养、水土保持、石漠化防治等生态功能，是全流域的重要生态屏障2。2010 年后，上游地区的城镇化速度明显高于中下游，正处在工业化和城镇化加速发展的中期阶段，是全国和全域的发展短板3。此外，上游地 区 资 源 环 境 承 载 力 不 足4、局 部 生 态 恶化5、城市群发育较弱6、土地利用效率7 和土地城镇化水平低下8，社会发展诉求持续增大资源环境压力，低效、失衡的国土空间利用格局限制该地区的全面发展。在空间管控体系重构期，基于国土空间规划中“生态空间、农业空间、城镇空间”(以下简称“三区空间”)视角9，10，梳理该地区“三区空间”演化过程、总结演化特征、探究驱动机制，是在新时期统筹落实生态保护和经济发展，实现人地协调、优化国土空间格局的重要课题。在国土空间规划语境下，“三区空间”作为国土空间开发与保护的基础格局，是衔接宏观发展战略与微观土地利用的重要抓手。“三区空间”统筹顶层发展战略意图、主体功能区规划和“双评价”结果11，基于国土空间分类体系12 和管控传导机制13，可兼顾空间降尺度传导与规划多层级落实，从总量、布局等层面实现对国土空间的精准、高效优化与管控。此外，学术界关于长江经济带的研究成果丰硕，对上游地区土地利用和空间演化的研究可概括为 3 个方面:(1)基于土地利用视角，分析土地开发均衡度和最大限度14，探究土地利用效率时空演化特征15 及驱动机制7;(2)基于城镇空间视角，分析城市群发育格局与主要问题6，探究城镇空间时空演化特征的驱动机制16 与生态响应17、城镇生态承载力时空格局演化18，分析土地、人口和产业城镇化协调发展的时空演化格局8，19;(3)基于生态空间和农业空间视角，分析生态系统格局、土地生态安全演化及驱动机制20，21、土地转型生态环境效应演化5、资源环境承载力和开发适宜性格局4、多尺度耕地时空演化特征22。借鉴土地利用转型的驱动机制研究成果，自然、经济、政策、技术和文化等要素均影响土地利用转型23，可归结为人地系统相互作用主导土地利用转型24。基于人地关系理论探究空间演化的内在动因，人地关系是人类活动与自然环境间的交互作用25，作为地理学研究核心，涵盖人地关系地域系统要素组成、人地相互作用与反馈机制，人地系统耦合度评价和人地系统脆弱性评价等内容26。现有研究为基于人地交互视角分析“三区空间”演化机制，协调人地关系实现国土空间格局优化奠定坚实理论基础。整体来看，在国土空间语境下对长江经济带国土空间的研究还存在以下问题:(1)研究区主要为全域 11 省市，对亟需优化国土空间格局的上游地区需要加强;(2)以土地、城镇化、生态安全等单一角度为主，在规划体制改革背景下，统筹分析“三区空间”格局演化需要强化;(3)驱动机制分析局限于转型规模、利用效率和生态安全，系统分析空间演化内在驱动机制有待提升。在以国土空间为核心的现代空间治理体系构建期，对长江经济带上游地区这一生态环境脆弱且关乎流域生态安全，自 2010 年后经济与城镇化均高速发展且承载多重发展战略的重要地区，有必要从“三区空间”视角分析上游地区近 10 年的空间演化特征及内在机制:通过“三区空间”的规模统筹控制和空间系统管制优势，平衡“生态优先”与“经济发展”的空间需求，探索综合效益最优的空间方案;通过“三区空间”衔接国土空间规划土地分类体系与规划层级的基本特质，可进行空间降尺度传导实现微观土地利用管控、实现规划多层级指标分解落实宏观战略;基于人地关系视角探究“三区空间”演化动因，重塑生态文明时代土地空间价值观，探索国土空间格局优化路径。基于此，本文以“三区空间”视角，系统梳理上游地区 20102019 年的土地利用格局和转型特征、“三区空间”的演化过程和转换特征、并基于人地关系视角探究空间演化驱动机制，弥补长江经济带上游地区土地资源要素研究在国土空间语境下的缺失，构建基于人地关系的“三区空间”驱动分析机制，为上游地区统筹“生态优先”和“全面发展”、优化国土空间格局提供理论与数据参考。1研究区域与数据来源1.1研究区域在长江经济带上游四省市内，以长江干流流域为基础，涵盖成渝、黔中、滇中等城市群，兼顾自然地理、发展历史、行政区划的完整性，划定 329 个县区级行政单元为研究范围(图 1a)。该区域国土面积 80.04 万 km2，是国家生态文明建设的重点地区，是长江经济带上游主要城市群、经济区和流域的交集。研究区的主体功能区主要为 3 类(图 1c):(1)青藏高原南缘横断山脉、云贵高原、大巴山、武夷山片区等国家和省级重点生态功能区;(2)四川盆地中低丘陵地区、川南地区、攀枝花安宁河流域、重庆平行岭谷、遵义毕节片区等国家农产品主产区;(3)由“成渝”、“黔中”、“滇中”、“川西”等城市群构成的国家重点开发区。1.2数据来源统一使用 2020 年行政单元数据，基础数据主要包括土地利用、自然条件、区位交通和经济与社会发展等:(1)土地利用数据来源于 300 m 空间分辨率 CCI-LC 遥感数据27;(2)自然基础与交通数据包括数字高程、主要河流、省市县三级政府驻地、主要铁路和公路等数据，来源于中国科学院资源环境科学数据中心(http:/wwwresdccn/);(3)气候数据主要包括温度、降水和日照时数，来源于国家气象科学数据中心(http:/datacmacn/);(4)经济与社会发展数据包括各县区常住人口、GDP、产业结构等社会经济数据，来892长江流域资源与环境第 32 卷图 1研究区自然条件与城镇现状图Fig.1Distribution map of natural conditions and town status in study area992第 2 期魏伟，等:近 10 年长江经济带上游地区“三区空间”时空演化特征及机制分析源于各省统计年鉴(2011、2016 和 2020 年)。2研究方法本文基于“三区空间”视角，衔接现代空间治理体系，突破传统土地利用转型研究成果无法嵌入土地资源管控体系、难以实现政策发力的困境。按照“格局演化规律探究空间优化”的逻辑探究长江经济带上游地区的国土空间优化路径:通过演化规模、空间分布、交叉转换分析，梳理空间格局演化过程与特征;基于人地关系理论探究“三区空间”演化的内在动力，总结驱动规律;从人地关系入手，在国土空间规划语境下，引导、约束人类发展活动，探索国土空间优化方案。2.1“三区空间”分类体系及时空演化特征2.1.1“三区空间”分类体系面向国土空间规划“三线”(生态保护红线、永久基本农田保护红线和城镇发展边界线)的规划与管理要求，基于地表覆盖数据进行“三区空间”分类。生态空间肩负生态安全战略要求，包括森林、灌丛带、草地、湿地、水体、冻原和未利用地;农业空间保障粮食安全，主要为耕地;城镇空间主要承载城镇化发展，以人造地表为主。2.1.2“三区空间”时空演化特征分析方法研究区地形复杂、范围较大，为精确刻画“三区空间”时空演化特征，将近 10 年研究期划分为前期(2010 2015 年)和后期(2015 2019年)进 行 分 析，具 体 方 法 为:(1)基 于 2010、2015 和 2019 年 3 期土地利用数据，运用 ArcGIS重分类、裁剪、统计等工具，分析土地利用转型特征，作为“三区空间”时空演化分析的基础研究。(2)基于“三区空间”分类体系和 3 期土地利用数据，运用 ArcGIS 重分类工具得到各时间节点“三区空间”数据，分析“三区空间”时空演化特征:先统计各节点“三区空间”的规模数据，分析演化的规模和位置特征;然后通过 ArcGIS 叠加 3期“三区空间”数据获取交叉转换数据，从方向、位置、规模和速度等演化维度探究“三区空间”的交叉转换特征。定义扩张烈度(M)表达各转换类型年均扩张剧烈程度。公式为:M=SToij/ToSIj100%(1)式中:SToij为在第 o 期，i 类转换在 j 研究单元的扩张面积;To为第 o 期时间跨度;SIj为 j研究单元的总面积。2.2“三区空间”演化驱动机制分析2.2.1分析维度及驱动要素选取现有土地利用转型驱动机制研究集中在要素分析层面23，缺乏对复杂人地交互作用的分析。国土空间不仅作为土地资源和规划核心要素，还是人类发展活动与自然环境交互作用的塑造结果，其驱动机制具有多层次、复杂性特征。选取分析维度需要:(1)兼顾自然环境、人类活动、人与地的相互作用;(2)数据易获取，可描述、能量化演化过程;(3)对接国土空间规划体系，结论助力调和人地矛盾、优化空间格局。本文基于人地关系理论，运用地理探测器工具，分析地的承载约束、人的发展活动、人地的交互作用 3个维度，衔接方向、位置、规模和速度等演化维度，构建量化分体系。基于已有研究28，选取 7个自然因子和 17 个人为因子作为驱动要素，运用“分异及因子探测器”量化分析自然与人为要素影响作用，运用“交互探测器”探究人地交互作用的驱动机制。(1)地是人类活动的承载基础和空间规划的核心要素。选取高程平均值(X1)、地形起伏度(X2)、坡度平均值(X3)、到 5 级以上河流平均距离(X4)、气温变化量(X5)、降水变化量(X6)、日照时数变化量(X7)等代表自然地理的要素，探究地对空间演化驱动作用。(2)人是认识、利用、改造和保护地的主观能动力量25 和空间规划的服务对象。选取距离省(直辖市)行政中心平均距离(W1)、距离市(州)行政中心平均距离(W2)、到铁路平均距离(W3)、到主要公路平均距离(W4);常住人口(W5)、城镇化率(W6)、人口密度(W7)、地区生产总值(W8)、粮食总产量(W9)、一产增加值(W10)、二产增加值(W11)、三产增加值(W12)、全社会固定资产投资总额(W13)、公共财政支出(W14)、主体功能区规划(W15)、生态功能区规划(W16)、城市群规划(W17)等代表人类发展活动的指标，探究人对空间演化的驱动作用。(3)人地交互作用是人类活动和自然环境的相互影响和反馈作用，综合主导“三区空间”的时空演化。通过“交互探测器”识别出各要素的交互作用，找出共同作用显著驱动空间演化的人地要素组合，进而探究人地交互作用对空间演化的驱003长江流域资源与环境第 32 卷动机制。2.2.2驱动要素数据处理运用地理探测器进行驱动机制量化分析，数据处理以符合探测要求为标准。基于各驱动要素的原始数据，总体运用 Excel、ArcGIS、人工判别和赋值等方法，完成数据的量化和空间化。地形、水文、区位、交通和政策要素使用恒量;气 候 和 人 口 经 济 要 素 使 用 变 化 量。在ArcGIS 中处理地形、水文、区位和交通数据，先计算象元距离数据，再分县区统计、导出。在 Excel 中处理气候和人口经济要素数据，计算各县区的变化量。主体功能区基于各县区主导功能进行赋值，根据生态保护规划各类功能区分布对所覆盖县区赋值;结合城市群规划定位、城市等级和县区发展基础，对各县区进行人工判别和分级赋值。城市群规划颁行时间在 2015年前后，通过实施前后对比探究该规划驱动作用。剔除由于研究期间行政区划变动难以收集经济人口数据的县区，最终以 326 个县区为对象进行驱动机制分析。2.2.3地理探测器地理探测器是探测地理现象空间分异性及揭示其驱动作用的方法29，本研究使用“分异及因子探测器”和“交互作用探测器”两个模块，其中:(1)分异及因子探测器:探测各驱动要素对某类转换空间分异性的解释程度，选取 q 作为度量值。其计算公式为:q=1 Lh=1Nh2h/N2h(2)式中:q 为驱动因子的影响力指标，q 的值域为 0，1，q 值越大，表明该驱动要素对某类转换的影响力越强;h=1，;L 为驱动要素分类数;Nh和 N 分别为第 h 类型的县区单元数和研究范围内县区单元总数;2h和 2分别是 h 类型县区和研究范围所有县区的指标方差。(2)交互作用探测器:探测识别不同驱动要素之间的交互作用，即评估任意两个不同的驱动要素共同作用时对因变量的解释程度变化，具体作用类型如表 1。表 1交互作用类型及解释Tab.1Types and expressions of interaction交互作用类型解释非线性减弱q(X1X2)Min(q(X1)，q(X2)单因子非线性减弱Min(q(X1)，q(X2)q(X1X2)Max(q(X1)，q(X2)双因子增强q(X1X2)Max(q(X1)，q(X2)独立q(X1X2)=q(X1)+q(X2)非线性增强q(X1X2)q(X1)+q(X2)3空间演化过程及分析3.1土地利用结构时空演化分析 20102019 年研究区 9 种土地利用类型分布(图 2)和规模变化，近 10 年区域内土地利用转型的规模为 11 050.93 km2。耕地、灌丛带、草地 3 类用地总规模减少，耕地减少规模最大;森林、建设用地、水体、湿地、未利用地的规模均在增加，森林与建设用地的增长规模较大。整体来看，土地利用转型主要发生在省会城市周边。上游地区土地利用近 10 年演化特征包括:(1)耕地规模不断减少，在四川盆地等集中连片图 22010、2015 和 2019 年研究区土地利用分类图Fig.2Land use classification maps of study area in 2010，2015 and 2019103第 2 期魏伟，等:近 10 年长江经济带上游地区“三区空间”时空演化特征及机制分析区尤为突出。(2)建设用地增幅最大，增长主要分布在成渝、滇中、黔中等城市群，以核心城市为主，沿建成区向外片块式扩张。(3)森林总面积最大，规模先减少后增加，填补原分布缺口，且用地完整性提高。(4)灌丛带主要位于森林与草地或耕地的交接地带，规模不断减少。(5)草地在横断山脉地区集中连片分布，规模先增加后减少，总规模略有减少。(6)湿地主要分布在横断山脉内季节性积水等地区，规模持续缓慢增长。(7)水体主要包括长江等河流、滇池等湖泊水库，规模略微增长。(8)冻原均在横断山脉的高海拔雪山周围，规模没有变化。(9)未利用地主要包括沙地、盐碱地、裸地和裸岩等，主要分布在冻原附近，规模略有增长。3.2“三区空间”时空演化特征20102019 年，研究区“三区空间”转换以城镇空间和生态空间不断侵占农业空间为主(图 3和表 2)，整体转换剧烈程度不高，但速度逐步加快，具体演化特征为:(1)农业空间规模不断减少;生态空间规模先减少后增加，总规模增加;城镇空间规模持续增加。(2)生态空间在城市周边减少，但在云贵高原东部大规模扩张，总规模共 增 长 4 223.89 km2;城 镇 空 间 共 增 长2 604.44 km2，主要集中在成渝、黔中和滇中等城市群核心城市;农业空间持续收缩，共减少6 828.33 km2，主要在城市周边、云贵高原东侧等地退化。(3)对比前期(2010 2015)和后期(2015 2019)发 现:农 业 空 间 前 期 年 均 减 少222.13 km2，后期年均减少 1 429.42 km2，被侵占规模显著增大、速度明显加快;生态空间前 期 减 少 262.66 km2，后 期 则 大 幅 度 增 加4 486.65 km2;城镇空间年均增长 300 km2左右，后期年均增长规模高于前期，城镇化仍在加快。3.3“三区空间”时空交叉转换特征运用 ArcGIS 分析研究区在近 10 年的交叉转换分布(图 4)和规模(表 3)，研究“三区空间”交叉转换的方向、位置、规模和速度等特征:(1)研究区仅存在 4 种转换方向，包括“EA、EU、AE 和 AU”(“A、E、U”分别代表“农业、生态和城镇空间”，“AU”代表“农业空间转化为城镇空间”，以此类推)。(2)不同转换类图 32010、2015 和 2019 年研究区“三区空间”转换图Fig.3“Three-zone space”transformation map of study area in 2010，2015 and 2019表 22010、2015 和 2019 年研究区“三区空间”转换数据Tab.2“Three-zone space”transformation data of study area in 2010，2015 and 2019年份编号用地类型2010 年用地面积(km2)占总用地面积比重(%)2015 年用地面积(km2)占总用地面积比重(%)2019 年用地面积(km2)占总用地面积比重(%)20102019 年用地总量变化值(km2)20102019 年用地总量增减幅度(%)1农业空间268 038663349%266 928003335%261 210323263%6 82833255%2生态空间527 870946595%527 608286592%532 094836648%4 22389080%3城镇空间4 52681057%5 90013074%7 13126089%2 604445753%合计800 43641800 43641800 43641203长江流域资源与环境第 32 卷图 420102019 年研究区“三区空间”交叉转换图Fig.4“Three-zone space”cross-conversion map in study area from 2010 to 2019表 32010 年2019 年研究区“三区空间”交叉转换数据Tab.3“Three-zone space”cross-conversion data in study area from 2010 to 2019转换类型20102015 年转换面积(km2)占同期转换总面积比例(%)20152019 年转换面积(km2)占同期转换总面积比例(%)20102019 年转换面积(km2)占同期转换总面积比例(%)生态空间转农业空间2802914781151618839428491农业空间转生态空间2431912824 7893378065 031356266农业空间转城镇空间1 1477560511 0435117012 191252729生态空间转城镇空间2255611891876330641319515总计1 89679100006 13563100008 0300710000型在空间分布位置不同:“AU”集中在四川盆地各城市和昆明附近;“AE”集中在大娄山、巫山和大凉山等山区;“EA 和 EU”转换整体较弱，前者在岷山、邛崃山、大雪山等低海拔地区分布，后者则集中在 4 个省会城市。(3)交叉转换总规模为 8 030.07 km2，以“AE 和 AU”为主。前期交叉转换总规模为 1 896.79 km2，以“AU”为主，占同期转换总面积的 60.51%;后期交叉转换总规模为 6 135.63 km2，以“AE”和“AU”为 主，前 者 占 78.06%，后 者 占17.01%。分析各类交叉演化的扩张烈度(图 5)，总结演化特征:(1)前期各类转换扩张烈度整体不高，仅 AU 在成都和重庆转换剧烈，EU 在成都核心区转换明显;后期各类转换扩张烈度整体提升，AE 在云贵高原东部剧烈转换，AU 转换速度略有提升。(2)城镇化重心转移:成都城镇化速度明显放缓，贵阳和昆明核心区城镇化速度显著加快，重庆城镇化重心由西南向北转移;(3)生态空间退化减缓、扩张显著提速，贵阳、遵义、铜仁和黔东南等地生态空间迅速扩张;(4)农业空间增长基本停滞，退化为城镇或生态空间的速度显著提升。4演化驱动机制分析基于人地关系理论，运用地理探测器工具，定量探测各影响因子对近 10 年研究区“三区空间”交叉转换的贡献率(图 6)，并进一步研究人地交互作用的驱动力(表 4)。研究区自然环境和经济社会发展水平差异较大，不同因子对“三区空间”交叉转换的驱动作用差异显著。4.1自然要素驱动作用分析自然环境是“三区空间”分布及转换的基础，承载、约束或推动“三区空间”格局演化。自然要素对不同转换类型的影响作用差异显著(图 6)，且动态变化。(1)地形要素对生态空间扩张作用显著，前期地形平均 q 值为 0.16，后期达到 0.27，303第 2 期魏伟，等:近 10 年长江经济带上游地区“三区空间”时空演化特征及机制分析图 520102019 年研究区“三区空间”交叉转换扩张烈度空间分布图Fig.5Spatial distribution of expansion intensity map of“three-zone space”cross-conversion in study area from 2010 to 2019平均高程驱动力最显著。在空间分布上，前期生态空间扩张集中在横断山脉、大巴山和巫山等中高海拔 大 起 伏 山 地，平 均 高 程 和 坡 度 分 别 为2 680 m、21;在生态脆弱和环境恶劣地区农业空间退耕还林为生态空间，规模相对较小;后期生态空间在四川盆地南部、赤水河流域、鸭池河乌江流域等中低海拔中起伏山地大规模扩张，平均高程和坡度均分别下降为 1 052 m 和 17;地形复杂、气候恶劣耕地有序退还为生态空间。(2)自然要素对农业空间扩张作用较小，后期地形条件驱动作用增强，平均 q 值为 0.15。农业空间扩张前期聚集于黔东南州东南地区，后期集中于四川盆地西北两侧山地向平原过渡区，扩张地区平均高程由前期的 1 455 m 变为 2 378 m、平均坡度由前期的 18变为 23;农业空间在粮食安全和生态保护双重压力下向地形不适宜的偏远地区扩张。(3)前期自然要素对城镇空间扩张驱动作用显著，后期地形因素作用下降。人类发展活动是城镇空间扩张根本原因，地形条件影响微观扩张位置。从分布来看，前期城镇化聚集于成都和重庆等平坦地区，城镇空间在低海拔丘陵地区扩张;后期城镇化集中于重庆、滇中和黔中城市群，城镇 空 间 扩 张 地 区 的 坡 度 和 海 拔 均 有 所提升。4.2人为要素驱动作用分析4.2.1区位与交通要素驱动作用区位与交通条件综合人口资源分布、地形和开发适宜性，代表地区的发展基础，对“三区空403长江流域资源与环境第 32 卷图 6研究区“三区空间”转换规模的影响因子贡献率Fig.6Contribution rate of influencing factors of spatial transformation scale of“three-zone space”in study area表 4研究区“三区空间”转换规模的自然与人为要素交互作用贡献率Tab.4Contribution rate of interaction between human and natural factors of spatial transformation scale of“three-zone space”in study area20102015EAAEAUEU20152019EAAEAUEU(096)X6W1(060)X3W6(063)X6W11(055)X1W1(042)X6W14(053)X1W1(068)X4W8(079)X7W4(095)X6W2(058)X6W1(061)X3W11(054)X1W17(041)X1W14(053)X1W10(066)X7W8(079)X6W11(065)X5W7(057)X6W2(057)X1W11(054)X6W17(041)X1W2(052)X1W13(063)X4W12(079)X6W7(064)X1W7(052)X1W4(054)X3W12(052)X6W1(041)X2W6(051)X2W9(059)X7W12(078)X5W7(064)X3W2(051)X2W2(053)X6W12(051)X3W1(041)X7W4(051)X1W6(058)X7W13(078)X5W11间”转换的方向、位置和规模有较强影响，对城镇空间扩张作用尤为明显(图 6)。(1)前期区位交通条件对生态空间扩张影响较大，平均 q 值为0.27，在远离主要城市和交通线路的不适宜开发区，生态空间逐步恢复;后期驱动作用明显下降。(2)前期农业空间扩张集中于黔东南一地，量化分析不显著;后期农业空间扩张集中于环四川盆地西、北两侧的区位交通条件稍好地区，区位交通要素驱动作用增强，平均 q 值为 0.10;成渝城市群城镇化发展大量侵占农业空间，在各地耕地规模保护约束下农业空间只能在城市群附近的适宜耕作区寻求拓展。(3)前期区位交通条件对城镇空间影响作用整体较强，平均 q 值达到0.19;后期对生态空间转为城镇空间驱动作用下降。基于集聚效应，城镇空间扩张集中于发展基础较好的城市周边，4 个省会城市尤为显著;为降低成本、提升速度，城镇空间一般沿铁路和主要公路扩张。后期城镇化重心向黔中和滇中城市503第 2 期魏伟，等:近 10 年长江经济带上游地区“三区空间”时空演化特征及机制分析群转移，昆明和贵阳发展基础相对薄弱、建成区周边生态空间分布广泛，在城镇化快速推进过程中，城镇空间会占据交通条件相对较差的生态空间，表现区位交通条件对此类转换影响力的下降。4.2.2人口与经济要素驱动作用人类发展活动是基于自然环境和当前发展格局驱动“三区空间”转换的内在动力。人口与经济要素对不同类型转换的驱动作用差异显著，对生态和城镇空间扩张作用相对明显(图 6)。(1)生态空间扩张受人口经济要素驱动在后期明显增强，其中经济要素作用增强较为突出。前期在人口和经济增长缓慢且农业效益低下的横断山脉等山区，耕作条件较差农田转为生态空间;后期在粮食安全压力不大、三产迅速发展的云贵高原东部地区，农业效益低且生态产品需求增大共同推动该地区农业空间大规模转为生态空间。(2)经济与人口主要通过粮食安全与各地农田规模约束驱动农业空间扩张，且影响作用在后期增强，平均 q 值达到 0.17，其中一产作用增强最为显著。前期农业空间扩张局限于黔东南地区，这与该地区粮食产量和一产产值显著下降密切相关;后期农业空间扩张环绕成渝城市群西北两侧分布，成渝城市群由于经济与城镇化发展，农业空间退化且城镇人口增长，粮食需求与农田保护规模约束驱动农业空间扩张。(3)人口与经济要素对农业空间转为城镇空间驱动作用相对较强，前期平均q 值为 0.18，后期达到 0.23;而对生态空间转为城镇空间的驱动作用相对较弱，前期平均 q 值为0.11，后期为 0.06。人口、经济要素空间集聚与城镇空间扩张均集中于成渝、黔中和滇中 3 个城市群，在成都、重庆、贵阳和昆明 4 个核心城市尤为集中;3 个城市群常住总人口、城镇常住人口、GDP、二产、三产和固定资产投资等主要人口经济指标增长均达到研究区增长总规模的90%、城镇空间扩张规模达到研究区总规模扩张的 95%左右;4 个核心城市的主要人口经济指标增长、空间扩张规模均约占研究区的 60%。前期二产、GDP、三产和固定资产投资等经济要素驱动农业 空 间 转 为 城 镇 空 间 的 作 用 明 显，后 期GDP、三产、常住人口和人口密度等经济与人口要素影响力明显提升。生态空间转为城镇空间前期集中于成渝城市群等城镇化向成熟期转型地区，经济与人口要素驱动作用相对显著;后期集中于滇中城市群等城镇化快速发展区，且转换规模较小，驱动作用不明显。经济要素驱动城镇空间扩张作用最显著，表明研究区城镇化的主引擎为经济发展而非人口转移;随着经济结构与城镇化转型，后期人口与三产要素驱动作用增强。4.2.3政策要素驱动作用分析政策与规划是人类活动的发展方向和目标，引导“三区空间”的格局演化(图 6)。(1)城市群规划基于城镇发展基础和潜力制定，对城镇空间侵占农业空间扩张的驱动作用较为明显。由于对地形要求相似，农田往往环绕城市分布，城镇扩张时优先侵占农业空间，这是城市群规划驱动农业空间转为城镇空间的主要原因。(2)生态功能区规划的显著性整体较低，分析较显著的驱动关系发现:生态功能区规划可在水土保持功能区内限制生态空间退化。(3)本文采用主体功能区规划数据以县级行政区划为基本单元，同一县区可能涵盖多种类型主体功能区，与研究区“三区空间”复杂的时空演化特征匹配程度较低，在量化分析中未通过显著性检验。4.3人地交互作用驱动机制“三区空间”的时空转换是多种因素共同作用而非单因子作用的结果，进一步分析“地”这一客观承载环境与“人”这一主观能动力量的交互作用对空间演化的影响(表 4，本文仅列出影响力最大的前 5 个人地交互 q 值)，发现交互作用以增强为主，非线性增强尤为突出。人地交互作用对“三区空间”时空演化的驱动作用十分显著，交互前 5 的 q 值集中在 0.50.8 之间，对不同转换类型的驱动机制差异明显。(1)前期，地形、区位交通和城镇化水平等要素共同作用驱动生态空间扩张:在横断山脉和重庆东北部等交通不便的高海拔山区，不适宜农业生产、粮食需求小且农业效益低，通过退耕还林将农业空间转为生态空间。后期，区位、一产产值、粮食产量与城镇化水平等人为要素与地形条件等自然要素，交互作用影响生态空间格局演化:在距离城市群较远的云贵高原东部山地，农业生产条件不佳且效益不高，在四川与贵州两省在 2015 年颁行的退耕还林还草方案指引下，有序推进生态空间大规模扩张。(2)农业空间前期受气候、地形和人口等要素综合驱动:黔东南地区受气候变化影响粮食产量下降，人口增长导致粮食供给压力增大，驱动农业空间在地形适宜地区扩张以增大粮食产量。603长江流域资源与环境第 32 卷后期，地形与气候、区位交通与城镇化发展综合驱动农业空间扩张:成渝城市群在四川盆地侵占农业空间快速发展，受各级耕地保护政策和粮食安全约束需增补农田，驱动农业空间在城市群周边的地形、气候适宜区扩张。(3)基于城镇空间扩展来源不同，人地交互驱动机制差异显著。水文与地形、经济发展与固定资产投资等要素综合影响城镇空间侵占农业空间:在成渝、黔中和滇中 3 个高速发展城市群，基于聚集效应和发展效率，以经济发展为主要引擎的城镇化优先在大城市周边沿交通干线扩张，人类发展主导扩张的区位和规模，地形和水文条件影响微观区位并约束扩张规模。随着城镇化重心转移，城镇空间扩张主阵地的经济社会发展水平与自然环境改变，地形与气候、发展基础、经济与人口等要素综合驱动生态空间转为城镇空间的机制也发生变化:前期集中于成渝城市群，在地形平缓的盆地，经济发展与人口增长驱动城镇空间在建成区周边沿交通干线扩张;后期集中于黔中城市群，在气候变化明显、地形起伏较大地区，经济与人口、交通与气候条件的交互驱动作用更明显。5讨论与结论5.1讨论(1)在研究区内，城镇空间在近 10 年持续扩张，前期城镇空间扩张剧烈区聚集于成都，后期则更集中于重庆和昆明，表明该地区城镇化重心转移;生态空间近 5 年在云贵高原东部大规模扩张，虽总量提升但生态脆弱区与生态功能区优化不足;农业空间在发展与环境保护的双重压力下持续收缩，近 5 规模急剧减少，不利于区域可持续发展。(2)单个驱动要素对农业空间扩张的作用整体显著性较差，而人地交互作用显著性较强，农业生产受自然条件约束而农田规模受人类支配，是人地综合驱动农业空间格局演化的内在原因。在城镇化进程中，城镇化率这一核心要素驱动城镇空间扩张作用不明显与该地区城镇化过程有关:城镇空间扩张集中在城镇化水平高且迅速发展的成都、重庆、贵阳和昆明周边，扩张规模较大而城镇化率增长不明显;而城镇化率增长较快地区，由于城镇人口基数小而扩张规模不大;扩张规模与城镇化水平的空间不匹配是城镇化率驱动作用不明显的内在原因。(3)人地综合作用驱动空间演化:工业化与城镇化发展驱动城镇空间扩张并确定规模与速度，集聚效应和发展效率等客观规律确定扩张区位与方向 在大城市周边沿交通干线扩张;地形水文条件影响微观区位、资源承载力约束扩张规模。在研究前期，农业空间与生态空间互相转换主要受效益驱使，不适宜耕作且效益低则退耕还林、粮食不足则选相对适宜地区开垦农田。研究后期，生态文明战略重塑人的土地价值观，基于生态安全需求，有序推动资源环境过载地区生态恢复;农业空间受粮食安全约束较大，在粮食减产与耕地减少的城市群地区，迫于管控压力在自然条件适宜耕作的地区进行开垦，但受环境约束可开垦规模不大。总体来看，人类发展需求、社会运行规律与发展价值观念主导转换的方向、规模与分布;自然环境发展适宜性与承载力影响人类发展政策、约束转换规模、主导微观位置。5.2结论研究近 10 年长江经济带上游地区土地利用与“三区空间”演化的过程和特征，并探究转换的驱动机制，得出如下结论:(1)耕地减少规模最大，森林增长规模最大，建设用地增长幅度最大，用地主要在这三类用地间流转。城镇空间持续侵占农业空间和生态空间扩张，但以农业空间为主，城镇化速度稳步加快;2015 年后，农业空间大规模转为生态空间。(2)近 10 年，研究区仅存在 EA、AE、AU 和 EU 四类空间转换，AU 和 AE 规模均较大。前期以 AU 为主，集中分布在在成渝、黔中和滇中 3 个城市群;后期以 AE 为主，集中在云贵高原东侧中低海拔中起伏山地。EA和 EU 的规模均较小，前者集中在四川盆地西北两侧山区，后者集中分布在 3 个城市群。(3)“三区空间”的转换受到客观承载环境、人类发展活动以及两者的交互