西南地区“三生”空间功能耦...协调发展水平及时空分异特征_尹琴.pdf

第 卷第 期学报.年 月 .，：西南地区“三生”空间功能耦合协调发展水平及时空分异特征尹 琴，黄 娟，陈亚颦，徐丽姣，陈红霞（昆明文理学院 工商管理学院，云南 昆明；黔南民族师范学院 旅游与资源环境学院，贵州 都匀 ）摘 要：三生空间功能耦合协调发展与三生空间功能关系互动是区域协调可持续发展与推进生态文明建设进程中亟需解决的问题。研究基于国土空间规划理论，通过构建三生空间耦合协调发展测度指标，结合耦合协调模型，定量测算、年西南地区 省的三生空间功能及其两两间的耦合度和耦合协调度并进行空间比较和时序分析。结果表明：西南地区“生产”空间功能发展水平相对较高的为云南、四川和重庆，西藏和贵州相对较低。“生活”空间功能西南地区整体上发展水平相对较高，“生态”空间功能区域发展水平均处于增长波动状态。西南地区三生空间耦合度在时序特征上呈现由低耦合向高耦合发展的态势，年，西南地区三生空间耦合协调度由低耦合转向耦合协调发展。关键词：中国西南；三生空间；耦合模型；耦合协调模型中图分类号：文献标志码：文章编号：（）收稿日期：基金项目：国家自然科学基金项目“乡村振兴背景下岩溶山地坡耕地利用转型时空过程与机制”（）作者简介：尹琴（），女，白族，云南大理人，昆明文理学院工商管理学院讲师，研究方向：乡村文化景观。通信作者：黄娟（），女，布依族，贵州独山人，副教授，研究方向：喀斯特区域资源与管理。：。引言改革开放以来，伴随着工业化和城镇化的快速发展，出现城市人口急剧增长，规模迅速扩张，人地关系出现不和谐的特征，表现为生产、生活和生态用地之间博弈不断升级，人地关系地域系统处于拮抗发展状态，主要表现为“三生”空间功能失调。继改革开放以来，党的十八大报告将优化国土空间开发格局作为生态文明建设的首要举措，并提出“促进生产空间集约高效、生活空间宜居适度、生态空间山清水秀”，由此构成的“三生”空间成为构建空间规划体系、完善国土空间开发保护制度和各类尺度空间落实主体功能区规划的重要基础。与此同时党的十九大以来，国家明确提出了促进“三生”空间协调发展的总体要求，通过优化国土空间生态、生产和生活空间功能，有效推进城市生态文明建设和可持续发展。而“三生空间”即生产、生活、生态空间，“三生空间”的耦合协调发展是协调人地关系、促进区域可持续发展内涵的延伸，因此如何探讨三生空间功能耦合协调关系，是区域可持续发展和当今生态文明建设需解决的问题。近年来，不同学者处不同领域并基于不同视角，对三生空间功能进行研究，一部分学者基于两个方向视域，基于三生空间自身的研究出发，研究侧重三生空间的内涵、发展及其相关评价指标与分类；或基于“三生”空间的优化为出发点，研究多侧重三生空间国土空间优化、评价、乡村三生空间整治等。自三生空间提出以来，另一部分学者，基于三生空间功能的识别、分区及其优化进行研究，这部分学者认为，三生空间功能识别研究是三生空间功能内涵研究的基础，三生空间分区研究是进行国土空间规划和优化配置的重要内容。三生空间功能优化与分区优化研究是实现区域均衡和可持续发展的基本要求。综上所述，相关研究在理论格局功能评价等方面研究颇丰，研究尺度多集中单一省市区域、县域，多进行时空格局研究。目前，针对跨省域视域尺度的“三生空间功能”耦合协调研究存在欠缺。西南地区是我国诸多大江大河的源头区和重要水源补给区，生态系统类型多样，承担着国家生态安全屏障的神圣使命，西南地区在“一带一路”建设中发挥着重要的通道作用，其地缘优势对于国家宏观战略具有深远的影响与现实意义，文章基于科学性、客观性、数据可得性等原则，通过构建三生空间耦合协调发展模型，分析西南地区三生空间功能时空发展水平及其测度。研究方法及数据来源 研究区概况“西南”地区的区域概念及其范围的发展自清朝以来存在三种认知：一是认为西南地区是包括云南、贵州、四川及广西 省；二是认为西南地区包括云南、贵州、四川、广西及其他等民族地区；三是认为西南地区是云南、贵州、四川、重庆、西藏。当代 地 理 学 家 以 人 口、经 济、行政、人文、农业等陆地表层系统区划等地理要素和地理区划为基础，进行不同类型的自然区、行政区和文化区等区域划分，无论通过哪种观点的划分，其区域的划分仍然存在相互联系。就西南地区而言，其核心为“三省一市一自治区”，结合自然、历史、人文与国家行政区划，根据国家统计局中国地理分区中国常见分类，本文基于国家统计局官网中国地区常见分类中将西南地区界定为“三省一市一自治区”，即：重庆市、四川省、云南省、贵州省、西藏自治区。西南地区地处、之间，东临中南地区，北依西北地区，本文主要包含重庆直辖市、四川省、贵州省、云南省和西藏自治区（如图）。其地形结构复杂，主要以高原、山地为主，故在自然区地貌、气候、综合自然地理、景观划概念下将西南地区常分为巴蜀盆地、云贵高原、青藏高原南部、两广丘陵西部等地形单元。总面积达 万平方公里，属亚热带季风气候、高原山地气候。图 研究区概况图 数据来源为充分研究中国西南地区“三生”空间功能耦合协调发展水平及时空分异，本文基于耦合协调度模型进行时空分异特征剖析，其中数据分为空间数据和属性数据，由于社会经济部分统计数据的缺失，为保证“三生”空间功能分异特征研究结果的合理性，研究在剔出缺失数据的基础上，将研究属性数据选择于国家统计局官网所统计的指标数据，其主要含“三生”空间功能协调发展的相关测算指标，此类数据除源自国家统计局官方数据（国家统计局官网年度数据）外，其他部分数据源自地方统计局官网、地方国民经济及发展公报以及地方统计年鉴；空间数据主要为包括地方行政区划图、其他矢量数据。研究方法 指标体系筛选与构建“三生”空间是一个复杂的系统，综合考虑选取的指标要能够反映研究区的特点，并针对性地选择反映其各个方面的指标，同时也可以表现出各个之间的相互作用与影响，生产功能指空间提供农产品、工业产业与服务业产品的能力；生活功能指为居民提供居住保障的能力；生态功能指提供生态系统服务与生态防护的能力。在进行“三生”空间功能指标体系构建的过程中，一方面指标体系应综合地考虑系统的协调性，保证其完备性，另一方面需同时保证指标的的不重复，其指标筛选遵循科学性原则、可操作性原则、系统性与层次性原则相结合。并通过文献分析与整理有关“三生”空间功能相关研究的测算指标，本文最终选择 个指标进行分析，主要三级指标为：农林牧渔业产值（亿元）、农作物播种面积（千公顷）、人均粮食产量（吨 人）、工业产值（亿元）、外商投资企业进出口总额（千美元）货运量（万吨）、人均（元 人）、社会消费品零售总额（亿元）、城镇登记失业率、每万人拥有病床位数（张）普通高等学校专任教师数（万人）、客运量（万人）、废水排放总量（万吨）、人均二氧化硫排放量（吨 万人）、化肥施用折纯量（万吨）生活垃圾无害化处理率。指标标准化及其权重确定在综述“三生”空间功能识别和“三生”空间功能内部要素之间关系研究的基础上，由于构建指标间数量关系不一，为使评价指标具有科学性、客观性、综合性和可比性，便于“三生”空间功能指标计算，本文先将原始指标进行标准化，用标准化数据进行计算（为保证标准化数据计算是有意义，本文在标准化数据的基础上加）。在“三生”空间功能指标体系基础上，分别需列出二者原始数据矩阵，即：（，）（，）（）（）（）（为正向指标）（）（）（）（为负向指标）权重确定在进行指标权重确定时，为规避主观意识因素影响，减少人为因素，选择熵值赋权法进行权重确定，熵是一种代表系统无序程度的度量。本文采用熵值赋权法一方面可准确客观地反映出旅游产业与城镇化两大系统各个评价指标所含的信息量，可解决信息量大，难量化等问题，另一方面，可减小主观因素带来的误差，进行熵值赋权法计算各指标权重时，先对各标准化指标进行指标比重变换，进而进行权重确定，具体步骤如下。）标准化指标比重变换：。）计算第 项指标的熵值：。式中 为常数，即波尔茨曼常量，其中 。）计算第 项指标的效用信息值，其效用信息值与指标权重成正相关，通常是效用信息值越大权重就越大。）计算第 项指标的权重：。表 三生空间功能系统指标权重表目标层要素层指标分类评价指标指标权重指标类型“三 生”空间功能系统生产空间生产功能生活空间生活功能生态空间生态功能农林牧渔业产值（亿元）农作物播种面积（千公顷）人均粮食产量（吨 人）工业产值（亿元）外商投资企业进出口总额（千美元）货运量（万吨）人均（元 人）社会消费品零售总额（亿元）城镇登记失业率 每万人拥有病床位数（张）普通高等学校专任教师数（万人）客运量（万人）废水排放总量（万吨）人均二氧化硫排放量（吨 万人）化肥施用折纯量（万吨）生活垃圾无害化处理率 耦合协调度模型“耦合”一词源自物理学研究的基本概念，它是指耦合是指两个或者两个以上的系统或运动在发展过程中相互作用、相互影响的关系。耦合协调度则表征各系统功能之间的高低水平，且表现于相互制约和促进，反映出各个功能之间的相互作用程度与协调发展水平。现将“三生”空间功能作为相互耦合的系统，基于耦合协调度模型，通过一定时间序列的对应指标，测定“三生空间”功能的耦合协调度，具体计算公式如下：）线性加权法测度“三生空间”功能贡献度。其中：表示生产空间功能的发展水平综合指数，表示生活空间功能的发展水平综合指数，表示生活空间功能的发展水平综合指数。表示生产空间功能系统第 项指标的权重，表示生活空间功能系统第 项指标的权重，表示生态空间功能系统第 项指标的权重。）耦合度模型。本文基于耦合协调度模型测算“三生空间”功能耦合度及其耦合协调度，具体计算公式如下：。代表耦合度函数，耦合度可有效判别系统间耦合强度和时序区间，耦合度 值在之间，当 时，耦合度非常小，值越大，说明系统之间接近良性共振耦合，系统向着有序方向发展，本文在相关研究成果的基础上，将三生空间耦合度分为五个类型（如表）。表 “三生”空间功能耦合度类型分级耦合度耦合类型特征低耦合时期当 时，“三生”空间功能处于无关状态，且向无序发展。此阶段三生空间功能之间开始进行博弈，处于较低水平耦合时期。拮抗时期三生空间功能之间相互作用加强，并出现三生空间功能不断增强的现象。磨合时期三生空间功能之间开始相互制衡、配合，呈现出良性耦合特征。耦合协调时期三生空间功能之间良性耦合愈强并逐渐向有序方向发展，处于高水平的协调耦合时期，当 时，乡村三生空间功能实现良性共振耦合且趋向新的有序结构。为“三生”空间功能系统的综合协调指数，反映“三生”空间功能系统的整体协同效应，、待定系数，由于“三生”空间功能系统之间存在相互影响，在基于大量文献研究整合和参照相关专家意见得基础上，取 、。文章参照相关研究成果，将三生空间功能耦合协调度分别分为五个类型（如表）。表 “三生”空间功能耦合协调分类标准协调度类型特征严重失调生产功能占主导地位，“三生”空间功能发展极不协调，处于相互抵抗阶段。轻度失调生活功能有所上升，由其带来一系列生态问题，三者仍不能协调发展。基本协调逐渐转变生产方式，开始重视和修复由生产和生活带来的生态问题。中度协调生态环境质量得到较大改善，以集约型生产方式为主，三者形成良好的协调互动作用。高度协调“三生”空间功能共生融合，生活环境质量较好，城市空间形成有序发展。结果分析“三生”空间功能协调发展水平测度分析“生产”空间功能通常是指乡村空间在发展过程中，提供乡村产品与社会财富的能力。测定其发展水平的指标通常选择乡村生产经济性指标，文章通过文献梳理及相关生产空间功能相关指标分析，结合西南地区数据可得性及其实际情况，对生产空间功能的以下指标：农林牧渔业产值（亿元）、农作物播种面积（千公顷）、人均粮食产量（吨 人）、工业产值（亿元）、外商投资企业进出口总额（千美元）、货运量（万吨 等进行发展水平测度测算分析，其结果表明（如图）：就区域性而言，经测算发现，西南地区整体呈现出增长趋势，“生产”空间功能发展水平相对较高的为云南、四川和重庆，西藏和贵州，相对较低。就发展时段而言，年间，西南地区各省份“生产”空间功能发展水平均呈现上升趋势，其中“生产”空间功能发展水平相对较快为重庆和四川两省，重庆由 发展增加为，四川省由 发展增加为（如图）。图 西南地区“生产”空间功能发展水平测度“生活”空间功能通常是指为居民提供居住保障的能力，其测度指标根据文献分析及其区域实际情况分析，选择以下相关指标进行测度，即：人均（元 人）社会消费品零售总额（亿元）、城镇登记失业率、每万人拥有病床位数（张）、普通高等学校专任教师数（万人）、客运量（万人）等，其测算结果表明：就区域性而言，西南地区“生活”空间功能整体上发展水平相对较高的是重庆和四川，其值达 和 、云南省次之，其发展水平测度值达 ，相对发展水平测度较低则为贵州省与西藏，分别为 和 。就西南地区时序演变特征而言，总体而言除 年外，年间，西南地区“生活”空间功能发展水平均处于增长状态。图 西南地区“生活”空间功能发展水平测度“生态”空间功能通常是指生态系统服务和生态防护的能力，其发展水平测算指标涉及废水排放总量（万吨）、人均二氧化硫排放量（吨 万人）、化肥施用折纯量（万吨）、生活垃圾无害化处理率等指标。经测算，发现其发展水平测度结果为：就区域性而言，西南地区“生态”空间功能整体上发展水平相对较高的是重庆和四川，云南省次之，相对发展水平测度较低则为贵州省与西藏。就西南地区时序演变特征而言，总体而言，除 年发展平稳外，年至 年间，西南地区“生活”空间功能发展水平均处于增长波动状态。图 西南地区“生产”空间功能发展水平测度 西南地区“三生”空间功能耦合度时空演化特征根据“三生”空间功能耦合协调度测算公式，分别测算出西南地区、年五个省份的综合发展水平指数，在综合发展指数基础上，进行西南地区耦合度的测算，分别测算出、年西南地区 个省份的耦合度值（如表）。表 西南地区三生空间耦合度测算重庆 四川 贵州 云南 西藏 通过 将测算值与西南地区矢量空间数据进行空间链接，利用 中自然断点法将链接数据进行层级划分，形成西南地区“三生空间”耦合度分布图（如图）。图 西南地区“三生”空间功能耦合度时空特征分布就西南地区三生空间耦合度时空演化特征而言，其中耦合度相对较高的为西藏、云南两省，相对较低的为贵州、重庆、四川三省。总体而言，西南地区、年其耦合度逐渐由低耦合时期像耦合协调时期发展。就区域特征而言，耦合度发展变化最高的是贵州省与重庆市，其中贵州省由低耦合时期向耦合协调时期发展，其耦合度值由 增长为 ，经历了低耦合拮抗磨合耦合协调四阶段；重庆市也由低耦合时期向耦合协调时期发展，经历低耦合拮抗磨合耦合协调四阶段发展，其耦合度值总的由 增长为 ；四川省“三生”空间功能耦合度总体由拮抗时期向耦合协调时期发展，其耦合度值由 发展为 ；云南省与西藏地区总体均由磨合时期发展为耦合协调时期，西藏地区耦合度值由 发展为，云南省耦合度值由 发展为 。就时序性特征而言，自 年，西南地区“三生”空间耦合度总体在时间维度上呈现由低耦合向高耦合发展的态势。年，西南地区三生空间耦合度存在低耦合拮抗磨合时期三个耦合发展阶段，年西南地区三生空间功能呈现提升状态，该时段西南地区未出现低耦合现象，存在拮抗磨合两种耦合类型。年在 年的基础上，进一步出现增长发展，该时段出现耦合协调现象，且发展为磨合耦合协调发展阶段。年而言，该时段西南地区四川和云南出现降低现象，其耦合度由耦合协调时期转变为磨合时期，西藏、贵州、重庆地区未发生变化。到 年，西南地区区域范围内总体出现耦合协调现象。“三生”空间功能耦合协调发展水平和时空分异根据耦合协调度测算公式分别测算、年西南地区 个省份的耦合协调度值（如表）表 西南地“三生”空间功能耦合协调度测算重庆四川贵州云南西藏 通过 将测算值与西南地区矢量空间数据进行空间链接，利用 中自然断点法将链接数据进行层级划分，形成西南地区“三生空间”耦合协调度分布图（如图）。图 西南地区“三生”空间功能耦合协调度时空分布西南地区“三生”空间耦合协调度与耦合度在空间上存在相关联性，耦合协调度值高的地区其耦合度值偏高。在区域演化特征上，西南地区不同区域耦合协调度呈现区域差异，整体上，西南地区耦合协调度西藏、云南、四川相对较高，重庆和贵州整体平均水平相对较低，究其原因，主要由于重庆与贵州近年经济的快速增长，在其生产空间和生态空间出现拮抗现象。西藏地区去耦合协调发展出现四个阶段，发生由严重失调基本协调中度协调高度协调的发展，四川“三生”空间功能由轻度失调中度协调高度协调的发展，云南则呈现由轻度失调中度协调高度协调的发展，重庆则由严重失调基本协调中度协调高度协调发展，贵州由严重失调轻度失调中度协调高度协调发展，其区域三生空间功能耦合协调度发展水平呈现出一定区域性。在时序演化特征上，西南地区、年间，总体时序上，西南地区三生空间耦合协调度呈现发展逐步转向协调的方向，其中 年，西南地区三生空间存在严重失调和轻度失调，年则由严重失调转变为轻度失调，区域内三生空间功能不再出现严重失调现象，年与 年年间，西南地区三生空间功能整体发展为中度协调。年，西南地区出现区域内三生空间功能高度协调。在时序演化特征中，西南地区三生空间逐渐呈现增强现象。结论与讨论从“三生”空间功能协调发展的视角出发，基于三生空间功能评价和耦合协调模型测算，分析了、年西南地区三生空间耦合度和耦合协调度的区域演化特征和时序变化特征，研究结果表明：）西南地区“三生”空间功能协调发展水平测度中，“生产”空间功能发展水平相对较高的为云南、四川和重庆，西藏和贵州相对较低。就发展时段来看，年间，西南地区各省份“生产”空间功能发展水平均呈现上升趋势，其中“生产”空间功能发展水平相对较快为重庆和四川两省。西南地区“生活”空间功能整体上发展水平相对较高的是重庆和四川，云南省次之，相对发展水平测度较低则为贵州省与西藏，“生活”空间功能除 年外，年间，西南地区“生活”空间功能发展水平均处于增长状态。西南地区“生态”空间功能整体上发展水平相对较高的是重庆和四川，云南省次之，相对发展水平测度较低则为贵州省与西藏。就西南地区“生态”空间功能时序演变特征而言，总体而言出 年发展平稳外，年至 年间，西南地区“生态”空间功能发展水平均处于增长波动状态。）就西南地区“三生”空间功能耦合度时空演化特征而言，其中耦合度相对较高的为西藏、云南两省，相对较低的为贵州、重庆、四川三省。总体而言，西南地区、年其耦合度逐渐由低耦合时期像耦合协调时期发展。就区域特征而言，耦合度发展变化最高的是贵州省与重庆市，其中贵州省由低耦合时期向耦合协调时期发展，重庆市由低耦合时期向耦合协调时期发展，四川省“三生”空间功能耦合度总体由拮抗时期向耦合协调时期发展，云南省与西藏地区总体均由磨合时期发展为耦合协调时期。就时序性特征而言，西南地区“三生”空间耦合度总体在时间维度上呈现由低耦合向高耦合发展的态势。）就“三生”空间功能耦合协调发展水平和时空分异而言，西南地区“三生”空间耦合协调度与耦合度在空间上存在相关联性，耦合协调度值高的地区其耦合度值偏高。在区域演化特征上，西南地区不同区域耦合协调度呈现区域差异，整体上，西南地区耦合协调度西藏、云南、四川相对较高，重庆和贵州整体平均水平相对较低，在时序演化特征上，西南地区、年间，总体时序上，西南地区三生空间耦合协调度呈现发展逐步转向协调的方向。参考文献：党丽娟，徐勇，高雅土地利用功能分类及空间结构评价方法：以燕沟流域为例水土保持研究，（）：，金星星，陆玉麒，林金煌，等闽三角城市群生产生活生态时空格局演化与功能测度生态学报，（）：黄金川，林浩曦，漆潇潇面向国土空间优化的三生空间研究进展地理科学进展，（）：，：，（）：，：，（）：，（）：吴艳娟，杨艳昭，杨玲，等基于“三生空间”的城市国土空间开发建设适宜性评价：以宁波市为例资源科学，（）：乔杰，洪亮平，王莹全面发展视角下的乡村规划城市规划，（）：，冯奔伟，王镜均，王勇新型城乡关系导向下苏南乡村空间转型与规划对策城市发展研究，（）：席建超，王首琨，张瑞英旅游乡村聚落“生产生活生态”空间重构与优化：河北野三坡旅游区苟各庄村的案例实证自然资源学报，（）：张红旗，许尔琪，朱会义中国“三生用地”分类及其空间格局资源科学，（）：金贵，邓祥征，张倩，等武汉城市圈国土空间综合功能分区地理研究，（）：王成，唐宁重庆市乡村三生空间功能耦合协调的时空特征与格局演化地理研究，（）：乔伟峰，戈大专，高金龙，等江苏省乡村地域功能与振兴路径选择研究地理研究，（）：张蕾，刘格格，魏俊青，等“三生用地”转型的生态系统服务价值效应：以营口市为例生态学杂志，（）：张勇“西南”区域地理概念及范围的历史演变中国历史地理论丛，（）：胡焕庸中国人口的分布、区划和展望地理学报，（）：杨吾扬，梁进社中国的十大经济区探讨 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