安徽省“三生”功能空間特征及分區調控

楊亞麗，王培俊，林子奇，范勝龍，劉 旗，林曉嵐

（1.福建農林大學公共管理學院，福建 福州 350002；2.中國礦業大學公共管理學院（應急管理學院），江蘇 徐州 221116；3.自然資源部東南生態脆弱區監測修復工程技術創新中心，福建 福州 350002；4.福建農林大學資源與環境學院，福建 福州 350002）

生產、生活、生態（簡稱“三生”）功能空間基本覆蓋人類社會生活的空間活動范圍，是人類社會和經濟發展的基本載體[1]?！叭惫δ芸臻g協調有序開發利用，是實現可持續發展的基礎前提[2]。中國在經歷長期經濟高速發展之后，面臨著城市建設用地無序擴張、擠壓生態用地，生態環境污染等“城市病”和農村建設用地空廢化、耕地荒廢化等“鄉村病”的難題[3]。發展中不平衡、不協調、不可持續的矛盾顯著，其主要原因是 “三生”功能空間供需沖突和失衡所致。明確“三生”功能空間分布特征，明晰“三生”功能之間的差異性，識別高度協調發展的障礙功能，對優化國土空間布局、促進可持續發展具有重要意義。

從國內外已有研究來看，學者圍繞“三生”功能的基礎內涵及分類、空間識別與格局特征演變、相關關系判定、影響因素與分區優化開展。首先在“三生”功能內涵的界定上[4-6]，現有學者普遍根據為人類提供各種產品或者服務進行“三生”功能劃分。二是“三生”功能的分類與識別主要分為歸并分類法[7-9]和量化測算法[10-11]，并且在空間識別的基礎上，分析“三生”功能空間格局特征以及時空演變[12]。三是“三生”功能相互關系判定，學者采用耦合協調度模型[13-14]、系統動力模型[15-16]和生態位寬度模型[17]判定“三生”功能空間相互作用的關系。四是“三生”功能影響因素分析，主要采用地理探測器[18]、障礙度模型[19-20]、主成分分析[21]，以及空間滯后模型和空間誤差模型[22-23]。五是“三生”功能分區和優化調控，分區方法主要采用比較優勢指數[24-25]和聚類算法[26-27]，優化調控主要是根據“三生”功能評價結果，結合區域本身的資源稟賦和經濟社會背景，提出優化的方案，大多以經驗總結和定性分析為主。而將“三生”功能綜合發展水平和“三生”功能耦合度相對一致劃分為一種空間類型，并且對該區域診斷障礙功能提出針對性對策分析較少。

因此，本文以安徽省為研究區，構建安徽省“三生”功能評價體系，運用空間自相關分析安徽省的空間特征，利用耦合度模型量化“三生”功能之間的關系，劃分空間類型，通過障礙度診斷提出“三生”功能調控措施與對策，為安徽省實現高質量協調可持續發展提供科學依據。

1 指標體系構建與數據來源

1.1 “三生”功能評價指標體系構建

“三生”功能是在人類需求下，以不同的土地利用方式提供的產品和服務[6]。其中，生產功能是以土地為勞作對象直接獲取產品或者是以土地為載體進行社會生產與服務[6]，生活功能是為人類的基本生活提供物質和精神保障，生態功能主要是維持生態平衡?！叭惫δ苁窍嗷プ饔玫?，任一功能的惡性發展必然會影響其他功能的發展[21]，只有“三生”功能高質量協調發展才能促進區域的可持續發展。本文借鑒前人相關研究成果[10-11，15，20]，在對“三生”功能內涵解析的基礎上，自上而下構建“三生”功能評價指標體系（表1）。

1.2 數據來源

本研究以2018年為時間節點，經濟社會發展數據來源于《安徽省統計年鑒2019》、安徽省16 個地級市統計年鑒，以及各縣政府統計公報等；土地利用數據來源于哥白尼全球土地服務（https://land.copernicus.eu/global/products/lc）。安徽省各市轄區中存在建成區與郊區的漸變過渡地帶，為了獲取數據的便利性和保證單元的完整性，將安徽省16 個地級市市轄區進行合并，形成77 個評價單元。

2 研究方法

2.1 “三生”功能指數

采用極差標準化將各評價指標量化在[0，1]之間，利用熵值法計算各指標層權重，運用加權求和模型測算生產、生活與生態功能指數和綜合度，并根據ArcGIS 中自然斷點法分為低、中、高三個級別。

式中，Yij為第j個評價單元第i項指標標準化數值，Xij為第j個評價單元第i項指標數值，Xmax、Xmin分別為最大值和最小值。

式中，Pij為第i項指標下第j個評價單元指標比重，Ei為指標的信息熵，Wi為指標權重，n為評價單元總數，m為指標總數。

式中，f為“三生”功能下對應指數，Zj為第j個評價單元“三生”功能指數，Zi為生產功能指數，Zp為生活功能指數，Ze為生態功能指數，Z為“三生”功能綜合指數。

2.2 “三生”功能空間分析方法

2.2.1 空間自相關分析模型

本文采取空間自相關模型分析“三生”功能空間特征，利用Global-Moran’s I 指數測度研究區域“三生”功能的空間聚集情況。利用Getis-Ord Gi*指數識別不同地理空間“三生”功能的熱點區和冷點區。

式中，n是評價單元總數，xi和xj為評價單元i和j的“三生”功能值，（xi-x-）是第i個評價單元“三生”功能值與平均值的偏差，wij是功能值i和j之間的空間權重。

式中，各參數內涵與公式（8）一致。

2.2.2 空間分區方法

根據耦合度模型比較“三生”功能之間的強度關系，針對“三生”功能綜合度和耦合度相互匹配程度[19]，將安徽省劃分為6 種空間類型區，分別為優先改善區、重點改善區、潛在改善區、協同提升區、潛在提升區和適度優化區（表2）。

表2 “三生”功能空間分區

式中，C為“三生”功能耦合度；利用ArcGIS中自然斷點法分為低、中、高三個級別。

2.3 “三生”功能障礙診斷方法

利用障礙診斷模型測算安徽省的指標障礙度，將指標障礙度相加得到因素層障礙度，分別為農業生產、經濟發展、生活承載、生活保障、生態保育和環境維護6 大障礙功能，以各縣障礙功能的均值為標準：分別為7.967%、28.931%、14.463%、23.253%、17.927%、7.448%； 超過標準則判定為該縣存在功能障礙。

式中，Iij表示第j個評價單元第i項指標與最佳理想之間的距離，Iij=1-Yij，Wi表示權重，m為指標總數，Oij表示“三生”功能指標的障礙程度。

3 結果與分析

3.1 安徽省“三生”功能空間特征

3.1.1 “三生”功能空間格局特征

將安徽省“三生”功能可視化，安徽省“三生”功能水平數量結構如表3 所示。

表3 “三生”功能數量結構分布

生產功能指數介于0.0216～0.2505，均值為0.0829，數量結構呈紡錘體等級分布，空間呈現北高南低分布。高值區分布在省會和沿江地區以及皖北；低值區主要分布在皖南南部和皖中西部。

生活功能指數介于0.0285～0.3107，均值為0.0791，數量結構呈金字塔等級分布，空間分布較為分散。高值區分布在經濟發達的市轄區，包括合肥市區、馬鞍山區、蕪湖市區等7 個市轄區；低值區分布在大部分縣市。

生態功能指數介于0.0232～0.1911，均值為0.0810。數量結構呈錐形瓶等級分布，空間分布上呈現北低南高。高值區分布在皖南南部和皖中西部；低值區集中分布在皖北和皖中。

3.1.2 “三生”功能空間聚集特征

對安徽省“三生”功能全局Moran’s I 指數計算如表4 所示?！叭惫δ艿娜諱oran’s I 指數分別為0.4903、0.1254、0.7680，而且“三生”功能均通過0.05 顯著性檢驗，說明安徽省“三生”功能存在顯著的空間正相關性。

表4 “三生”功能全局自相關系數

生產功能冷點區到熱點區在空間上呈現由南到北過渡式的分布格局。其中冷點區和次冷點區以面狀分布在皖南南部和皖中西部。地處山區，農業生產難以規?；?，農業生產效益較低，且工業發展也較弱。安徽省大部分縣市為次熱點區。該區域為平原和丘陵地區，農產品生產效率高，農業產業鏈較為完善，農業生產水平較高。熱點區以團狀分布在省會城市和太和縣、利辛縣。憑借區位優勢和大量耕地發展現代農業，農產品加工較為發達，同時該區域具備發達的煤礦產業與高新技術產業，因而生產功能較高。

生活功能熱點分布在空間上呈現出中間高、四周低的凸字形格局。其中冷點區和次冷點區占比為89.6%；次熱點區和熱點區分布在沿江地區和省會城市。該區域城鎮化水平高，居民收入結構多樣化，基礎設施和公共設施完備，宜居性較強。

生態功能冷點區到熱點區在空間上呈現出由北到南過渡式的分布格局。其中冷點區和次冷點區分布在皖北，該區域為平原地區，土地開發強度大，同時面臨農業面源和工業生產污染嚴重。重生產，輕治理，導致生態功能較弱。次熱點區主要分布皖中和皖南，該區域生態本底較好，且居民生態意識較強，注重生態環境保護和治理。熱點區分布在皖南山區和皖中西部，該區域處于山區，森林覆蓋率高，生態涵養能力強，形成生態功能高值聚集區。

3.2 安徽省“三生”功能空間分區與障礙調控

不同空間分區由于“三生”功能的綜合發展水平和耦合度相互匹配出現空間差異特征。為實現“三生”功能高質量協調發展，診斷不同分區“三生”功能障礙功能，找出短板，促進共同發展。如表5所示，其中障礙均值表征障礙強度，影響率代表同一空間分區發生概率，影響率超過50%判定為該區域主要障礙功能。

表5 不同空間分區功能障礙均值及影響率統計結果 單位：%

（1）優先改善區主要呈點塊狀分布在皖中西部，該區域主要障礙功能是農業生產、經濟發展、生活承載、生活保障、環境維護，多重障礙功能促使該區域呈現顯著區位劣勢、產業劣勢、居住劣勢。因此，一是應加快生態旅游建設，促進生態產業化發展。二是鼓勵農業人口在城市落戶的意愿，增加保障性住房、醫療衛生和教育設施的供給；同時當地政府應靈活設置用地政策，利用土地吸引產業的入駐，創造更多的就業機會。三是注重生態環境保護，大力防止農業生產面源污染。

（2）重點改善區主要呈面狀分布在皖北，該區域主要障礙功能是經濟發展、生活保障、生態保育。該區域一是應利用耕地多、土地平的特征，大力推進優質農產品品牌和特色農產品建設，加快農業現代化發展，促進勞動力向第二、第三產業轉移，調整產業結構，大力發展新興產業。二是，應加強淮河安全建設，實施淮河行蓄洪區移民遷建工程，改善居民生活質量。三是，增加生態用地面積和提高森林覆蓋率。

（3）潛在改善區主要呈面狀分布在皖中，該區域主要障礙功能是生活承載、生活保障、生態保育。該區域主要在市轄區周圍，有一定產業基礎和區位優勢。因此，一是依靠市轄區的輻射帶動，同時加快區域公共設施和交通設施聯通，完善服務設施，提高社會保障水平。二是增加環境治理的財政支持，加大對環境治理的力度。

（4）協同提升區呈斑塊狀分散分布在皖南南部，該區域主要障礙功能是農業生產、經濟發展、生活承載、生活保障。因此，該區域一是應充分發揮生態資源優勢，轉換農業發展方式，因地制宜發展休閑農業和特色生態旅游。二是對農村危房進行修復或易地搬遷，增加配套設施與公共設施，提高居民住房條件。

（5）潛在提升區主要呈條帶狀分布在皖中和皖南，該區域主要障礙功能是農業生產、經濟發展、生活承載、生態保育和環境維護。該區域一是應將傳統產業升級優化，同時加快自主創新發展和加強區域合作，推動產業集聚發展。二是構建現代化基礎設施體系，健全多層次的社會保障體系，提高居民生活品質。三是加快建設沿江流域綠色生態廊道，發展綠色生態可循環經濟，打造生態宜居城市。

（6）適度優化區只有合肥市區，該區域障礙功能是農業生產、生態保育、環境維護，生產和生活功能發展程度較高，但生態功能發展較低，需要進一步調控優化。該區域一是優化土地利用結構，嚴格控制建設用地占用生態用地，增加生態廊道和公園面積。二是充分利用區位優勢，以生產功能不降低為前提，引入高新綠色產業，淘汰高污染的產業，同時促進第三產業的發展。

4 結論與討論

本文以“三生”功能指標體系-空間特征-空間分區-障礙診斷-調控優化為主線，通過構建安徽省“三生”功能評價指標體系，明晰安徽省“三生”功能空間特征和劃分空間類型，識別不同空間分區的障礙功能并提出調控優化的對策。主要結論如下。

（1）安徽省“三生”功能的指數均值分別為0.0829、0.0791、0.0810。數量結構分別呈現紡錘體等級分布、金字塔等級分布和錐形瓶等級分布?！叭惫δ芸臻g分異特征明顯，生產功能空間分布呈北高南低、生活功能空間分布較為分散、生態功能空間分布呈北低南高。

（2）安徽省“三生”功能的空間分布具有正相關性。生產功能冷點區到熱點區在空間上呈現出由南到北過渡式的分布格局；生活功能在空間上呈現出中間高、四周低的凸字形分布格局；生態功能冷點區到熱點區在空間上呈現出由北到南過渡式的分布格局。

（3）根據“三生”功能綜合度和耦合度，將安徽省分為優先改善區、重點改善區、潛在改善區、協同提升區、潛在提升區和適度優化區6種區域，“三生”功能以“雙高”為目標，以找短板、協調發展為調控路徑，提出針對性的調控措施和對策。