陈竹安，冯祥瑞，洪志强，等 | 南昌市土地利用的空间冲突风险评估及分区优化研究——基于“三生空间”视角

摘 要：以土地利用的导向功能为基础，将南昌市1995、2005和2015三期20种土地利用类型划分为生态生产空间、生产生态空间、生态空间和生活生产空间。利用空间复杂性指数、空间脆弱性指数和空间稳定性指数3个因子构建冲突模型，借鉴倒“U”型模型，将空间冲突分为4类：稳定可控、基本可控、基本失控和严重失控，在冲突级别的基础上利用优化产业结构、生态系统修复等措施，建立10个亚功能区，优化土地资源，缓解空间冲突，实现可持续发展。研究结果表明：①1995—2015年中南昌市三生空间格局以生产生态空间为主，其次是生态空间、生态生产空间以及生活生产空间，生活生产空间所占比例在上升，其余均在减少，呈现“一升三降”特点；②1995—2015年南昌市三生空间空间冲突愈演愈烈，严重失控单元持续增长，但2005—2015年的增长速度较1995—2005年稍慢，南昌市三生空间冲突失控态势严峻；③不同空间类型冲突存在较大差异，均以可控级别为主，其中失控级别占比由大到小：生活生产空间˃生产生态空间˃生态生产空间˃生态空间；④利用10个亚功能区优化南昌市70%以上的区域，其中以城镇用地等为主的两个亚功能区，70%以上属于允许建设区，以滩地、湖泊、林地等为主亚功能区65%以上属于禁止建设区，符合土地利用总体规划。

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关键词：三生空间; 空间冲突; 冲突级别; 亚功能区; 南昌市

作者简介：

第一作者：陈竹安（东华理工大学江西省数字国土重点实验室，东华理工大学测绘工程学院），男，副教授，研究方向为测绘技术、土地信息技术、遥感数据处理,E-mail:[e-mail]

通讯作者：冯祥瑞(西安市勘察测绘院)，男，硕士研究生，从事环境与GIS、城市生态建设研究，E-mail:[e-mail]

0 引言

改革开放以来，中国经济蓬勃发展，城镇化和工业化进程不断占用优质土地资源，土地利用冲突和矛盾由此产生_。土地利用冲突的实质是以土地资源为核心的各个土地利用主体在空间和时间上对于资源要素之间的竞争与博弈的过程。空间资源的竞争会引起土地空间压力增大、土地景观生态稳定性减弱和空间扰动性增强等一系列冲突效应。土地利用空间冲突的实质是人地关系的不协调发展，这是经济发展产生的客观地理现象。随着城市化进程的不断加快，同一区位上的“生产-生活-生态”空间格局失调，造成空间资源浪费。空间冲突一旦失控，短时间内难以恢复，会引发空间开发停滞、空间资源浪费、生态系统破碎化以及社会发展失衡等一系列负面问题。如何处理好经济发展和生态环境保护之间的关系，减轻两者之间的矛盾冲突，优化空间资源成为当前学者们的研究重点。

近年来，国内外许多学者从不同专业角度对空间冲突进行分析研究，但是，其研究范围多集中在宏观尺度，对于中小尺度的研究比较少，宏观尺度的研究：周国华以长株潭城市群为例分析空间冲突形成的内涵、原因、演变过程及影响效应；王海鹰利用智能计算模型对广州市生态用地进行空间冲突的情景分析；周德利用空间自相关性分析环杭州湾的土地利用空间冲突的演变特征；贺艳华、彭佳捷和唐凯分别从地理学视角、生态安全视角以及经济学视角对长株潭城市群的空间冲突进行测度。中小尺度的研究：廖李红利用景观指数法构建空间冲突模型从“三生空间”视角对平潭岛的空间冲突进行分析；陈晓利用地理探测器从生态风险角度分析红寺堡的空间冲突；冯宇利用问卷调查方法结合空间冲突模型对矿区进行空间冲突分析。针对城市空间进行土地资源优化研究是解决空间冲突的重要手段，研究方法呈现出由单一学科向交叉学科扩展趋势，解决方案多种多样，例如针对城市空间，可发展旅游产业优化失控区域；针对农牧交错区域，可建立生态农业种植产业来优化矛盾；针对农村用地空间可采用保护生态湿地、保护生态园林和城乡统筹发展相结合的方法来缓解矛盾。针对不同的土地资源和土地利用主体之间的矛盾进行冲突测算，再因地制宜的采取不同分区优化方案来缓解冲突矛盾是本研究关注的重点。

1 研究区概况、基础数据以及研究方法

1.1 研究区概况

南昌市位于江西省中部偏北方向，鄱阳湖西南岸，位于东经115°27'至116°35'、北纬28°10'至 29°11'之间，西北方向以丘陵为主，东南方向以平原为主，水网密集，湖泊滩地众多。南昌市是重要的交通枢纽和广电产业基地，2017年南昌市地区生产总值（GDP）达到5003.19亿元，城镇化率达到73.32%。三生空间包括生产空间、生活空间以及生态空间三种类型，每种空间类型都有相对应的功能，已经成为空间规划的重要风向标。经济和人口的快速增长使得南昌市的“生产-生活-生态”空间冲突显著，需要引起有关部门的重视。本研究从“三生空间”视角对南昌市的土地利用空间格局进行分析研究，并借助空间冲突指数来测度空间冲突水平，并进行分区优化研究，以期为南昌市三生空间协调发展提供借鉴。

1.2 基础数据与处理

1.2.1 基础数据

数据来自南昌市统计年鉴、政府公报，以及南昌市1995、2005和2015年的3期遥感影像数据，其中遥感影像数据来源于全国土地利用数据产品，主要以Landsat TM/ETM/OLI遥感影像为主要数据源，经过影像融合、几何校正、图像增强与拼接等处理后，通过人机交互目视解译的方法，将土地利用类型划分为6个一级类、20个二级类的土地利用数据产品。影像分辨率为30m，经检验其Kappa系数均在85%以上，符合本文研究的精度，最终得到栅格大小为30m×30m土地利用类型图，以2015年南昌市土地利用类型为例，如图1。

1.2.2 三生空间分类体系构建

开展相关研究前需要科学辨识三生空间，由于三生空间具有空间功能的复合性、空间尺度的差异性以及空间用地的异质性等特征，导致其分类工作极其复杂。土地资源是推动经济发展的命脉，是一切生产活动的源泉，同时还是“生产-生活-生态”空间的相互关联和统一的综合体。任何土地利用类型所具有的功能都不是唯一的，如建设用地具有生产和生活两种功能，耕地则具有生态和生产两种功能，由此表现出多功能性，由于空间、时间以及土地利用主体不同，利用方式和导向功能也不尽相同，因此其土地利用类型经常表现出“生产”“生活”和“生态”三种功能上的差异。参考有关研究^［17，27］，以土地利用类型的导向功能为主，并以土地利用类型的多功能为辅，并根据实际情况进行三生空间的分类体系构建，如表1。

1.3 研究方法

1.3.1 土地利用动态度

土地利用类型之间的相互转换情况主要利用土地利用转移矩阵来实现，土地利用类型的动态变化过程主要通过土地利用动态度以及双向动态来表达。

单一动态度（LCDILCDI）指的是区域内的土地利用类型面积变化与研究时间段的比值，主要体现单个土地利用类型在某时段的变化。双向动态度（BLCDIBLCDI）描述的是土地利用类型的变化方向与过程，也可以说是对LCDI的一个补充。公式略。

1.3.2 三生空间冲突测度指数构建

土地利用系统具有动态性、脆弱性以及复杂性，为避免区域空间单元过于破碎化，考虑到研究范围、尺度、空间分辨率、空间斑块状况以及数据类型等多方面因素，参考彭佳捷空间单元的选择方法，考虑南昌市东西最大横距约108千米，南北最大纵距约121千米，选择2500m×2500m的空间格网作为评价单元，共1310个格网单元，其中研究区域边界未充满整个方格的也同样按照一个完整方格来计算，以此作为各景观单元内的空间冲突指数的定量评价标准。参照以往的研究，空间冲突可表示为：

（1）空间复杂性指数（CICI）主要是由于快速城市化过程中导致的土地利用效率低下，引发系统破碎化和复杂化的负面效应。AWMPFDAWMPFD在景观生态学上称为面积加权的平均斑块分维数，其值越高，则反映人类干扰程度越大，反之亦然。

（2）空间脆弱性指数（FIFI）主要是由于土地利用系统在外界压力的干扰下所表现出的脆弱性，其干扰作用会对系统造成巨大破坏。对于时间和空间都在时刻变化的空间格局来说，在维持生态系统稳定、保护生物多样性以及完善系统功能方面有很大差别，也就是说，不同景观要素的对于空间冲突的响应有所差异，这种差异与自然演替过程中所处的阶段有关。在不同阶段，土地利用类型抵抗外界干扰的能力不同，因此，利用景观脆弱性指数来表示。公式略。

（3）空间稳定性指数（SISI）是指区域空间格局在外界压力的干扰下使景观斑块呈现破碎化的现象，点状斑块呈现聚集状态，密度增加，线状斑块则表现出“渔网化”，其分离度增加，造成单位空间单元内的面状斑块比例减少，点状和线状斑块比例增加。空间单元内的土地利用类型越单一，形状越复杂，该单元内的稳定性越差，空间冲突指数越高。因此，本文借鉴景观生态学中的稳定性指数作为三生空间稳定性指数（SISI）。公式略。

2 结果与分析

2.1 三生空间格局分析

根据三生空间格局的分类体系，对南昌市三期土地利用类型进行划分（图2）。生产生态空间分布最为广泛；生态空间主要分布在新建县北部、进贤县西北部以及南昌县北部区域；生态生产空间主要分布在主城区和安义县的西北部方向，以及进贤县东南方向；生活生产空间在主城区聚集度最高。生活生产空间扩张迅速，以侵占周边的生产生态空间资源为主。

对比南昌市三生空间格局比例（表2），生活生产空间所占比例上升，其余三种类型比重减少，但生产生态空间始终占据主导地位，2005—2015年间南昌市实行保护耕地政策，致使该类型下降速度变慢；其生态空间减少最为迅速，生态生产空间虽在减少但速度缓慢。可见，快速城市化进程中主要以侵蚀除生活生产空间外的其余三类空间资源为主。

（1）1995—2005年南昌市三生空间中除生活生产空间在增长（表3），其余三种类型都在减少，生活生产空间转入与转出百分比相差40.04%，生态空间则相差-3.3%，生产生态空间相差-3.14%，生态生产空间相差-1.31%。生活生产空间的单一动态度最大，可见南昌市三生空间变化具有方向性，快速城市化进程中主要以满足生活生产空间的区域扩张为主；双向动态度主要描述对象的动态转换速度，可以看出，城市扩张主要以生活生产空间、生态空间以及生产生态空间的相互转换为主，且生活生产空间的转移面积大于其余两者。

（2）2005—2015年南昌市三生空间转移速度较上阶段变化稍慢（表4），生活生产空间转入与转出之差为15.7%，生态空间为-3.59%，生态生产空间为-1.06%，生产生态空间为-0.76%。生活生产空间单一动态度最高，城市化过程中建设用地增长是主要趋势。生活生产空间和生态生产空间的转移速率相对较高，说明两者之间转换频繁。南昌市“十三五”规划强调“田园城市”规划布局，使得其余三种空间类型向生活生产空间转出受到制约。

2.2 三生空间冲突测算

2.2.1 时间演变特征

根据公式（3）—（7）来计算南昌市三期空间冲突指数并进行可视化表达（图3），1995、2005和2015年的平均冲突水平分别为0.245、0.293和0.338，快速城市化过程中呈现“一降三升”特点，稳定可控级别在下降，但维持在59.69%~69.69%之间，其余均在稳步上升，但可控级别（稳定可控、基本可控）几乎占据研究区域的80%，对南昌市的生态环境的控制与维护起着至关重要的作用。1995—2005年基本可控级别增长了4.05%，基本失控级别增长了2.75%，严重失控级别增长了3.2%。严重冲突范围在逐渐扩大，主要分布在主城区、安义县、南昌县和进贤县等区域。对比三期冲突变化，可以发现，城镇边缘处于严重失控的区域，主要由于边缘地带为城镇用地与其他用地类型的交界处，对资源的竞争造成空间冲突的严重失控；基本失控区域主要聚集在城市内部，由于生活-生态、经济-生态功能相互冲突造成的；在远离城市的区域，以可控级别为主，该类型区域以生态用地为主。从1995年到2005年，再到2015年，在“十一五”和“十三五”规划下，南昌市的经济快速发展，城市交通路网由简单到复杂，医疗公共设施由少到多，建设用地由零散到聚集，快速城市化进程造成三生空间的严重冲突，可控级别在逐渐减少，失控级别在蔓延。

2.2.2 三生空间冲突变化

进一步探讨三生空间类型之间的空间差异性，针对4种空间冲突类型进行测算、统计（图4）。4种空间类型在冲突级别方面存在差异，失控级别逐年增长，但均以可控级别为主。

（1）生态生产空间的空间冲突以可控级别为主，占80%以上，其中基本可控级别逐年下降，稳定可控、严重失控级别逐年上升，基本失控级别在1995—2005年稍有上升，2005—2015年几乎维持在同一水平。表明快速城市化过程对生态生产空间影响较大，生态生产空间主要以有林地、疏林地为主，可见城市化过程中对于周边林地分布范围造成了影响。

（2）生产生态空间变化幅度与生态生产空间相似，可控级别仍位于主要地位，稳定可控级别逐年下降，1995年到2005年下降13.98%，2005年到2015年则下降3.17%；基本可控级别逐年上升；基本失控级别略有波动；严重失控级别由1995年到2005年提升4.53%，2005年到2015年提升0.51%。1995年到2005年城市扩张破坏了大量周围水田，致使稳定可控级别下降迅速。由于“十三五”规划中明确指出要把南昌市发展为“生态都城”的规划目标，致使2005年到2015年四类冲突级别变化稍慢，失控级别得到控制。

（3）生态空间主要以沼泽地和湖泊为主，可控级别占据85%以上，严重失控级别增长较为迅速，1995年到2005年增长约3.07%，2005年到2015年增长0.36%。整体相对稳定，失控级别占比不足10%，但稳定可控与基本可控处于“彼降我涨”态势，同样，1995年到2005年变化要比2005年到2015年变化相对迅速一些，由于2005年到2015年南昌市对于水域等生态空间进行管制，有效的保护了生态环境。

（4）生活生产空间变化相对较大。稳定可控级别变化最为剧烈，1995—2005年下降21.08%，2005—2015年下降11.93%；基本可控级别在大幅上升，1995—2005年上升13.34%，2005—2015年上升10.13%；基本失控级别先升后降；严重失控级别逐年上升。1995年到2005年城市化过程加快，空间单元破碎化严重，稳定可控级别大幅减少，基本可控级别逐年增加，失控级别也在增加。2005年到2015年，政府重视对于土地资源的优化利用，使城市化扩张中的土地利用方面逐渐走向成熟。生活生产空间受人类干扰最为剧烈，其空间脆弱度指数最高，空间冲突水平最高。

整体来看，生活生产空间冲突水平最高，其次是生产生态空间、生态生产空间，最后是生态空间。不同的土地利用类型抗干扰能力有很大差别，一般来说，生态空间的抗干扰能力强、生态服务价值高。生活生产空间的空间扰动性强、人为驱动因素大、经济服务价值高。因此，南昌市三生空间综合生态效益大小排列为：生态空间˃生态生产空间˃生产生态空间˃生活生产空间。

借助Google Earth软件对南昌市2015年的冲突级别进行对比分析（图5），发现：处于快速城市化的区县内的城镇区域基本失控区域较多；城市扩张边缘由于与水田、旱地等交界，其空间冲突处于严重失控区域较多；新建区北部主要以鄱阳湖、水田和有林地等生态用地类型为主，冲突级别处于稳定可控区域较多；进贤县内含有鄱阳湖支流，由于附近有大量生产用地，即耕地，因人为干扰，该区域含有大量基本可控级别空间单元。

2.3 三生空间冲突亚功能区分区及利用方法

2.3.1 亚功能区分区利用方案

根据南昌市三生空间冲突分布格局、土地利用现状等主导因素，确立以优化产业结构、生态系统修复、空间资源开发和城乡统筹为基本优化目标，利用各个区县特点及空间冲突的级别制定南昌市对于三生空间冲突优化方案。以四个冲突级别（稳定可控、基本可控、基本失控、严重失控）为主要的一级分区，根据区域内主导土地利用类型进行功能亚区的划分，下设10个二级亚区，各主要功能亚区的主导土地利用类型、主要问题（优势）等情况见表5。南昌市亚功能区分区优化情况，如图6。

2.3.2 亚功能区有效性分析

参照《南昌市土地利用总体规划（2006—2020）》（南昌市国土资源局：http：//nc.jxgtt.gov.cn/index.html），将南昌市土地利用空间管制分区图层与本文划分的土地利用空间冲突亚功能分区图进行叠加，分析其分区合理性。将10类亚功能区对其进行允许建设区、有条件建设区、限制建设区和禁止建设区的面积比例统计，结果见表6。

城乡优化建设亚区、风景名胜旅游亚区中的允许建设区在南昌市内土地利用总体规划中占70%以上，该区域以城镇用地为主，需要保留原有的建筑面积；生态环境脆弱亚区、湿地廊道保育亚区中的禁止建设区均占据75%以上，限制建设区占据13%以上，该区属于生态调控的重点区域；生态农业后备亚区、生态涵养亚区中禁止建设区均占据71%以上，以生态-农业协调发展为主要目标；林果种植保育亚区、现代农业发展亚区中禁止建设区占65%以上，以保护生态园林，维护生态环境为宗旨；生态农业种植亚区中，以限制建设区为主；城乡发展协调亚区中允许建设区和限制建设区几乎各占一半，主要促进生态和经济双向发展。

3 结论与讨论

3.1 结论

南昌市1995—2015年的空间格局中，生产生态空间比例最高、其次是生态空间、生态生产空间以及生活生产空间，随时间推移，呈现“一增三减”趋势，除生活生产空间外，其余三类均在减少。可见南昌市在城市扩张过程中，以建设用地为主的生活生产空间以侵蚀其余三类空间类型为主，城市化趋势逐渐扩大。

随着时间的推移，其城市化范围和趋势逐渐凸显，严重失控区域也在逐渐蔓延，2015年的严重失控单元数量约为1995年的1.5倍，2005—2015年由于政策出台和城市扩张饱和度等原因，使得失控级别增长速度较上一阶段（1995—2005年）稍有缓和趋势。其空间冲突还有继续发展态势，需要引起注意。

各个空间类型的在冲突级别上的呈现很大差异，失控级别占比大小排列为：生活生产空间˃生产生态空间˃生态生产空间˃生态空间，以城镇用地为主的生活生产空间依旧为失控级别单元数量最高的空间类型，但是各类空间类型均以可控级别为主，随着时间的推移，可控级别逐渐向失控级别转变。

以主要土地利用类型为依据对空间冲突各个等级进行亚功能分区，10个亚功能区具有不同导向功能，对南昌市的生态-生活-生产空间的布局进行分区优化，并进行有效性分析评价。以城镇用地为主的亚功能区70%以上属于允许建设区，以滩地、林地等为主的亚功能区65%以上属于禁止建设区，符合土地利用总体规划。

3.2 讨论

通过遥感解译的土地利用类型为基础，参考其他学者分类标准，进行三生空间类型的分类，以空间格局的复杂性、脆弱性和稳定性作为空间冲突测算的依据，其测度过程过度依赖土地利用现状，致使空间冲突指数存在偏差。事实上，空间冲突还包括社会冲突、文化冲突、生态冲突以及复合冲突，空间冲突的形成机理、影响因素、表现形式都是极为复杂的，如何科学准确地评价空间冲突尚待学者们去发掘。本文仅运用生态系统修复、优化产业结构、空间资源开发和城乡统筹的措施对其进行空间冲突的调节，对于空间冲突亚功能区划分以及分区优化方案上需要进一步研究。

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原文载于《世界地理研究》2021年第3期

引文信息：

陈竹安,冯祥瑞,洪志强,等.南昌市土地利用的空间冲突风险评估及分区优化研究.世界地理研究,2021,30(3):533-545.

［CHEN Zhu'an,FENG Xiangrui,HONG Zhiqiang, et al.Research on spatial conflict calculation and zoning optimization of land use in Nanchang City from the perspective of "three living spaces".World Regional Studies,2021,30(3):533-545.］

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