Spatial Coordination

Study on the evaluation of the spatial function and coordination relationship of the territorial "production-living-ecological" spaces at the township-street scale

  • ZHANG Zhen-long ,
  • HOU Yan-zhen ,
  • SUN Hong-hu ,
  • GUO Song
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  • School of Architecture and Urban Planning, Suzhou University of Science and Technology, Suzhou 215011, Jiangsu, China

Received date: 2021-11-01

  Revised date: 2022-02-07

  Online published: 2023-01-28

Abstract

The research on the evaluation of territorial "production-living-ecological" spatial functions and the coordination relationship at the township-street scale is more oriented towards humanistic demand and grassroots refined governance support in the process of territorial spatial optimization. This study proposeed a whole set of thinking framework of "fractal dimension function evaluation-coordination level measure-action direction judgment". Among them, the dual attributes of space membership and space quality were considered to construct a comprehensive evaluation index system for the "production-living-ecological" spatial functions. The study then used the coupling coordination model and the bivariate spatial autocorrelation model to explore the level of coordination between functions and their respective directions for overall coordination, by taking Suzhou as an example. The results showed that: (1) The constructed theoretical framework, index system and technical method path have good scientificity and universality, and can effectively identify the spatial function distribution pattern and spatial coordination relationship of the "production-living-ecological" spaces at the township-street level. (2) Under the constraints of the higher standards of township-street scale, the "production-living-ecological" spatial functions in Suzhou had significant urban-rural differences and regional differences, and the overall level of coordination of the "production-living-ecological" spatial functions was low, showing a distribution pattern of "large dispersion and small agglomeration". Besides, the overall coordination level was mainly affected by the co-direction effect of production and living space functions, and the lack of synergy of ecological space functions showed a reverse-direction effect. (3) Promoting the comprehensive function of "production-living-ecological" spaces from different spatial types such as urban areas, townships and ecological units, improving the refined governance of grassroots territorial spaces, and realizing the overall coordination of "production-living-ecological" spaces at a larger scale can build a territorial spatial pattern with multiple functions, appropriate landscapes and coordinated progress.

Cite this article

ZHANG Zhen-long , HOU Yan-zhen , SUN Hong-hu , GUO Song . Study on the evaluation of the spatial function and coordination relationship of the territorial "production-living-ecological" spaces at the township-street scale[J]. JOURNAL OF NATURAL RESOURCES, 2022 , 37(11) : 2898 -2814 . DOI: 10.31497/zrzyxb.20221110

国土空间是人类活动参与下,空间域沿时间轴发展形成的动态、多维、复杂的人地关系时空巨系统[1]。改革开放以来,以提高经济生产规模为导向的工业化、城镇化迅速发展,但城市发展取得巨大成就的同时也出现了生产用地利用低效、生活设施配置不足、生态环境恶化等国土空间失序的问题。在国土空间高质量开发与保护的背景下,以生产、生活、生态为主的“三生”空间优化势在必行。党的“十八大”报告中明确提出“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”的总体要求[2]。随后,在“十八届三中全会”和中央城镇化、城市工作会议上都强调了生产、生活、生态空间的统筹布局。2019年,《关于建立国土空间规划体系并监督实施的若干意见》提出“综合考虑人口分布、经济布局、国土利用、生态环境保护等因素,科学布局生产空间、生活空间、生态空间”的规划要求。由此标志着国土空间开发方式由生产空间为主导转向“三生”空间的科学配置及功能优化,并致力于促进空间功能整合,以维持国土空间的系统性和可持续性[3,4]。如何进行“三生”空间的精细化识别及功能评价,明确空间功能间协调水平及对整体协调的作用方向,对“三生”空间的优化配置做出有序调整,不仅能提高空间品质、改善空间冲突,有效发挥国土空间功能的协调效应,也对优化生态文明空间布局和满足人民对美好生活向往具有重要意义[5]
“三生”空间涵盖了地上生产活动、居民的物质及精神生活保障、物质能量流动及生态环境调节等功能,是由土地、经济、能源、生态等系统要素耦合的多功能性产物[6]。三者既相互独立,又相互关联,具有共生融合与制约效应[7]。已有研究主要围绕“三生”空间的分类识别[8-10]、功能质量评价[4,11,12]、耦合协调[13-15]等领域。在“三生”空间分类识别方面,早期存在基于土地功能属性的绝对空间隶属关系进行空间划分,而同一国土空间功能交叉混合的实际情况导致这类空间识别存在误差和排他性,继而又出现了基于土地功能属性相对空间隶属程度的国土“三生”空间分类方法,一定程度上反映了“三生空间”本质上是人地关系地域系统演进和分异的实际结果[16];基于居民行为活动构建与土地利用类型的对应关系进行“三生”空间的识别进一步考虑了人群对地理空间需求的异质性,体现以人为本的空间规划思想[9,17];也有通过POI(兴趣点)数据进行中心城区的“三生”空间识别,进一步提高了识别精度[10]。在功能质量评价方面,研究方法主要有指标构建法[18]。研究多采用统计数据构建评价指标,以空间的经济、社会、生态效益为出发点,反映以行政区为单元的空间利用绩效,不能直接体现实体空间质量的差异,难以在国土空间规划实施中实现空间要素科学配置。在空间协调方面,主要有运用耦合协调度模型[12]、空间自相关分析法[14]进行“三生”空间协调水平的测算,反映空间功能的相互关系,但缺乏单一空间功能对整体协调水平的作用方向的探讨;力学平衡模型从数量趋同角度测算空间协调程度,并在此基础上判别空间单元的主导功能[15],但忽视“三生”空间功能权重的差异。在研究尺度上,评价空间单元多为市县及以上较宏观尺度,服务于国土空间开发与保护的宏观决策,对国土空间基层治理指导不足。总之,囿于数据精度不足、方法体系不全,难以满足国土空间优化过程中对人本民生需求、基层精细化治理支撑。
基于此,本文依据“三生”空间概念,构建涵盖空间隶属(分类识别)、空间质量(功能质量)于一体的“三生”空间功能的评价体系,在微观分类评价的基础上,为确保“三生”空间功能综合评价与功能协调关系空间分析尺度的一致性和精细化,以乡镇街道尺度为空间研究的基本单元,精细识别“三生”空间的功能水平分布格局,揭示“三生”空间功能整体协调程度,并定量说明生产、生活、生态三类空间的功能水平对“三生”空间功能整体协调程度的内部作用方向,为国土空间的优化提供科学依据,并以苏州市为研究区域,采用数据量大、具有空间实体属性的POI数据和高精度土地利用数据进行了具体实证分析。

1 研究方法与数据来源

1.1 研究区概况

苏州市位于江苏省南部,西抱太湖,北依长江,是国家历史文化名城,长三角重要的中心城市之一。全市地势低平,低山丘陵零星散布,水网纵横,湖荡广布。苏州市下辖5个市辖区、代管4个县级市,总面积8657.32 km2。根据七普人口统计数据,截至2020年,苏州市常住人口1275万人,城镇化率达到81.72%。在经济高速发展的背景下,其内部经济发展与生态保护相互的国土空间开发秩序矛盾突出。同时,苏州市适逢长江经济带、“一带一路”“长三角区域一体化发展”、苏州自贸片区等国家战略叠加发展机遇,对其国土空间的高效集约利用、空间功能分区协调发展提出更高要求。

1.2 数据来源

(1)土地利用数据
根据高分二号遥感卫星图像,解译苏州市域土地利用数据。遥感图像全色段空间分辨率1 m,获取时间为2018年5月。土地利用分类参照《第三次全国国土调查技术规程》精确到二级类,整体分类精度高于85%。
(2)POI数据
通过高德电子地图获取苏州市域2020年POI数据,共计129.25万条具有名称、地址、经纬度、类别属性的数据,包含了城市内部大量的生产、生活空间实体信息,其数据量大、精度高、覆盖广,能够精细地刻画空间利用发展程度。根据国土空间功能特性,按照POI源数据小类进行筛选与归类,并进行数据清洗,最终得到数据共计20.89万条数据,分为10大类、32小类,运用ArcGIS 10.7对其进行坐标转换、投影变换和数据分析。

1.3 研究方法

1.3.1 研究思路

“三生”空间因其各自服务对象不同而表现出不同的特征,在城市发展中承担着不同的功能[19]。“三生”空间功能在区域发展中产生博弈、协同的情形,会导致国土空间的失序或协调。以构建可持续发展的国土空间战略格局为目标,本文以“分维功能评价—协调水平测算—作用方向判别”的思路进行“三生”空间功能的评价及协调关系的探究,基于国土“三生”空间的固有属性,考虑空间供给的内生秩序,以空间共生逻辑将空间隶属和空间质量作为评价“三生”空间功能的分维指标[20]。在此基础上为确保国土空间规划最小空间治理单元能够有效指引国土空间管控的实施,开展乡镇街道尺度下“三生”空间功能评价。着眼于改善空间冲突失序,提升人地耦合效益,测算“三生”空间功能协调的整体发展水平。同时,为了明确国土空间功能在高质量协调发展进程中的优化路径,进一步揭示各维空间对“三生”空间整体协调的作用方向(图1)。
图1 研究思路

Fig. 1 Research framework

1.3.2 研究方法

本文主要通过构建评价指标,运用变异系数法赋权,获得“三生”空间功能格局,并运用耦合协调模型分析空间功能协调水平,进一步采用双变量空间自相关定量说明各空间功能对协调水平的内部作用方向。在结果分析中,采用自然断点分级法将空间功能值及协调水平由高到低划分为五个等级,一是为了突出空间单元的内部相似性与外部差异性,二是由于乡镇街道尺度带来的高标准要求,相比较于绝对协调等级阈值区间,协调发展相对水平间的对比分析更有意义。
(1)“三生”空间功能评价方法
① 评价指标构建
国土“三生”空间功能是在人类需求驱使下,生产、生活、生态空间不同的土地利用方式提供的产品与服务[21]。其国土空间类型在隶属、质量上存在根本差异与复合交叉,因此需要从空间隶属、空间质量进行“三生”空间功能指标构建(表1)。
表1 “三生”空间功能评价方法及指标
一级指标 二级指标 具体指标内容
生产空间功能 生产空间隶属 生产用地、半生产用地、弱生产用地、非生产用地
生产空间质量 农业、工业、服务业
生活空间功能 生活空间隶属 生活用地、半生活用地、弱生活用地、非生活用地
生活空间质量 购物、饮食、医疗、教育、休闲娱乐、居住、出行
生态空间功能 生态空间隶属 生态用地、半生态用地、弱生态用地、非生态用地
生态空间质量 生态要素流动阻力强弱

Table 1 "Production-living-ecological" space function evaluation methods and indexes

“三生”空间隶属是国土“三生”空间功能类别及作用程度的属性特征,是承载国土空间功能的基底。本文基于土地利用数据,从土地生产—生活—生态多功能复合的复杂性视角[16],结合人群对土地利用类型的需求,综合用地的复合功能及功能的主次强弱,采取分级赋分对土地利用类型所能提供的功能进行赋值(表2[22],得到“三生”空间的隶属格局。
表2 基于土地利用类型的“三生”空间隶属程度及赋值

Table 2 Spatial membership degree and assignment of "production-living-ecological" space based on land use type

一级类 二级类 用地类型值 一级类 二级类 用地类型值
编码 名称 编码 名称 生产用地 生活用地 生态用地 编码 名称 编码 名称 生产用地 生活用地 生态用地
00 湿地 1106 内陆滩涂 0 0 5 08 810 公园与绿地 1 3 3
01 耕地 101 水田 3 0 3 09 特殊
用地
3 3 0
102 水浇地 3 0 3 10 交通运输用地 1001 铁路用地 3 3 0
103 旱地 3 0 3 1002 轨道交通用地 3 3 0
02 种植园
用地
201 果园 3 0 3 1003 公路用地 3 3 0
202 茶园 3 0 3 1004 城镇村道路
用地
3 3 0
204 其他园地 3 0 3 1005 交通服务场站用地 3 3 0
03 林地 301 乔木林地 1 0 5 1006 农村道路 3 3 0
302 竹林地 1 0 5 1007 机场用地 3 1 0
305 灌木林地 1 0 5 1008 港口码头用地 5 0 0
307 其他林地 1 0 5 1009 管道运输用地 5 0 0
04 草地 404 其他草地 0 0 5 11 水域及水利设施用地 1101 河流水面 1 0 5
05 商业
服务业
用地
05H1 商业服务业设施用地 5 1 0 1102 湖泊水面 1 0 5
508 物流仓储
用地
5 0 0 1103 水库水面 1 0 5
06 工矿
用地
601 工业用地 5 1 0 1104 坑塘水面 1 0 1
602 采矿用地 5 1 0 1107 沟渠 1 0 1
07 住宅
用地
701 城镇住宅
用地
3 5 0 1109 水工建筑用地 5 0 0
702 农村宅基地 3 5 0 12 其他
土地
1201 空闲地 0 0 5
08 公共管理与公共服务用地 08H1 机关团体新闻出版用地 3 3 0 1202 设施农用地 1 0 1
08H2 科教文卫
用地
3 3 0 1203 田坎 3 0 3

注:赋值标准参考刘继来等[8],分别采用5、3、1、0四级赋分制。

“三生”空间质量是指一定阶段内人与国土空间各类资源要素相互作用后的“三生”空间功能质量表现[23]。生产、生活空间质量主要依赖于人群活动对土地的利用与塑造,依据区域产业结构、人群衣食住行的物质及精神需求,建立POI与生产、生活空间的映射关系[10],按照典型代表、等级区分的原则,筛选了能够体现生活、生产的POI类型数据(表3表4)。在生态空间质量表征方面,由于POI数据是点状矢量数据,且绝大多数源于人群生产、生活的实体业态,难以准确描述生态要素与实体。为能够呈现生态系统完整性及生态安全格局,通过生态要素流动阻力强弱表征生态空间质量[24]。一般阻力值越小,所反映的生态空间质量越好。本文选取物种丰富、生态敏感的森林公园、湿地公园、风景名胜区等作为生态源地,根据不同土地利用类型和人为干扰程度确定生态阻力值[25,26]表5),并进行生态要素流动能力测度。
表3 基于POI的生产空间质量评价指标

Table 3 Production space quality evaluation indexes based on POI

空间质量 大类 小类 空间质量 大类 小类
生产空间质量 农业
农场、林场、花卉苗圃基地、
水果基地、蔬菜基地
生产空间质量 工业 矿产公司
服务业 物流速递
家禽养殖基地、渔场、牧场 银行
工业 冶金化工 政府机构
建筑公司 事务所
机械电子 商业贸易
表4 基于POI的生活空间质量评价指标

Table 4 Living space quality evaluation indexes based on POI

空间质量 大类 小类 空间质量 大类 小类 空间质量 大类 小类
生活空
间质量
购物 商场 生活空
间质量
专科医院 生活空
间质量
娱乐场所
便利店 诊所 居住 别墅
超级市场 教育 幼儿园 宿舍
饮食 中餐厅 小学 住宅小区
西餐厅 中学 出行 地铁站
快餐厅 休闲娱乐 公园广场 公交车站
医疗 综合医院 运动休闲 停车场
表5 基于土地利用类型的生态要素流动阻力赋值

Table 5 Flow resistance assignments of ecological elements based on land use type

土地利用类型 阻力值 土地利用类型 阻力值
湿地 3 沟渠、坑塘 100
林地 5 水库 300
草地 30 养殖坑塘 500
园地 30 城镇建设用地 1000
农田 水田 30 村庄用地 800
旱地 50 交通用地 500
水域 河流、湖泊 600 其他 700

注:赋值标准参考尹海伟等[25]、吴晶晶等[26],阻力值取值范围为1~1000。

② 评价指标赋权
针对不同类型、等级数量的空间实体数据,其分布特征、影响力不同,为避免人为主观性,采用变异系数法进行空间质量、空间功能指标权重系数的计算。变异系数是统计中常用的衡量数据差异的统计指标,该方法根据各个指标在所有被评价对象上观测值的变异程度大小来对其赋权,即数据分布越均衡,权重越小,优先改善的迫切性越低,反之越高[27]。该方法能够体现资源环境的等级差异,反映国土空间优化的底线思维和短板思维。以苏州市为例进行实证分析得到各指标权重(表6),一级指标中权重结果反映出生态空间比生产、生活空间分布更均衡,二级指标权重反映了生产、生活空间质量比空间隶属分布更加不均衡,而生态空间质量分布均衡性远高于空间隶属。
表6 “三生”空间功能评价指标权重
一级指标 权重 二级指标 权重
“三生”空间综合功能 生产空间功能 0.329 生产空间隶属 0.374
生产空间质量 0.626
生活空间功能 0.504 生活空间隶属 0.311
生活空间质量 0.689
生态空间功能 0.167 生态空间隶属 0.803
生态空间质量 0.197

Table 6 "Production-living-ecological" space function evaluation indexes' weight values

(2)“三生”空间协调关系模型
① 协调关系的整体发展水平
耦合协调模型能够描述开发过程中两个或多个系统高低水平上相互促进或制约的关系,反映了各系统间协调发展的程度[28],是区域整体均衡协调发展的有效评价工具[29]。本文运用耦合协调度模型测度“三生”空间协调发展水平及相互关系,基于n个系统应用的耦合协调模型构建“三生”空间的耦合协调计算公式[30]
C = U p × U l × U e U p + U l + U e 3 3 1 3
T = α p U p + α l U l + α e U e
D = C × T 2
式中:C为三生空间的耦合度值;T为综合评价得分;D为“三生”空间的耦合协调度值,取值 [0, 1]; U p U l U e分别为生产、生活、生态空间功能的标准化值; α p α l α e分别为生产、生活、生态空间功能在计算体系中的权重。当设定各子系统的重要性及权重一致时,将会降低该模型的使用效度[30],本文沿用上文赋予“生产—生活—生态”空间功能的权重(表6),从而保证耦合协调模型结果的准确性。
② 协调关系的内部作用方向
双变量空间自相关能够较准确地描述两个地理要素在空间上的关联和依赖特征。本文借助双变量空间自相关模型分析生产、生活、生态各空间功能对“三生”空间功能协调水平的内部作用方向,定量化说明前者对后者的作用关系,将生产、生活、生态空间功能作为自变量,“三生”空间功能协调水平作为因变量,得到国土空间功能对空间协调水平的空间关联结果。通过GeoDa进行双变量全局空间自相关分析,以Rook邻近原则确定空间权重,获得Moran's I指数,取值范围为 [-1, 1]。[-1, 0] 反映某一维度空间功能与其他维度空间功能缺乏耦合协调而对“三生”空间整体协调水平起到反向作用;[01] 反映某一维度空间功能与其他维度空间功能能够耦合协调而对“三生”空间整体协调水平起到同向作用;指数绝对值越大表明空间功能与协调水平的作用关系越强。基于Z值检验,采用双变量局部空间自相关揭示关系作用的空间分布特征,“高—高”集聚、“低—低”集聚为局部空间作用关系的同向集聚,“高—低”集聚、“低—高”集聚为局部空间作用关系的反向集聚,不显著则为独立关系。

2 结果分析

2.1 “三生”空间功能评价

2.1.1 生产空间功能水平

生产功能是城市发展的内生动力之一,为其他城市功能提供物质基础。本文将生产空间隶属(图2a)和生产空间质量(图2b)进行叠加分析,得到生产空间功能评价结果(图2c),具体分析如下:(1)生产空间功能指数介于0~0.90之间,高值区、较高值区共占31.96%,中值区占比35.05%,低值区、较低值区共占比32.99%,数量分布较均衡。(2)空间上呈现“一核四点,圈层递减”的空间分布格局,以中心城区为高值核心,以4个县级市城区形成较高中心,并向外辐射圈层递减;中值区即因高值中心扩散效应围绕在其外围;较低值区分布在长江、太湖等河流水体空间并在太湖水域形成低值核心。(3)究其原因,企业、劳动力等生产资源在中心城区街道的汇集提高了其生产服务价值,而经济产业发展的滞后降低了边缘乡镇的生产空间功能。
图2 生产空间功能水平

Fig. 2 Level of production space function

2.1.2 生活空间功能水平

通过对生活空间隶属(图3a)和生活空间质量(图3b)进行叠加,得到市域范围内的生活空间功能评价结果(图3c),具体分析如下:(1)整体生活空间功能指数介于0~0.99之间,平均值为0.21。以市域乡镇街道数量分类统计,高值区、较高值区共占比27%、中值区占比20.62%,低值区、较低值区共占比52.58%,生活空间功能水平差异明显。(2)空间上呈现出“一主四次,城乡分异”的格局特征,与生产空间功能分布相似但更为紧凑,以中心城区核心区为主要核心,以县级市城区为次要核心;中值区则主要是具有扩展过渡发展特征的城乡接合部,较低值区主要是分布在市域边缘的乡镇,低值区散落其间,城乡差异显著。(3)可能的主要原因是人口稠密、公共服务设施的丰富集聚促进中心城区生活服务价值的提升,而城乡间发展水平的不同,以及生活配套设施和生活空间类型的单一,导致城乡之间的生活功能差异明显。
图3 生活空间功能水平

Fig. 3 Level of living space function

2.1.3 生态空间功能水平

苏州市自然山水要素丰富,生态禀赋较好,本文将生态空间隶属(图4a)和生态空间质量(图4b)进行叠加分析得到整体生态空间功能评价结果(图4c),具体分析如下:(1)苏州市生态空间功能值介于0.03~0.99,平均值为0.51。生态空间功能高、较高值区共占比25.77%,中值区占比42.27%,低值区、较低值区共占比31.96%,数量呈现正态分布,整体生态服务价值较高。(2)空间分布上表现出“一核多片”的特征,以太湖区域为高值核心区,以长江沿江地区等湖荡地区形成多片的次高值集聚区,中值区在市域范围内广泛分布,主要体现了乡村地区较好的生态格局,而建设成熟的市域各中心城区主要以较低区为主,且与生产、生活空间主功能区部分重叠,反映了土地利用景观的复合特征,其中,中心城区核心区为低谷核心,生态空间受到非生态空间的较严重挤压。(3)生态空间功能水平的格局分布,受地区自然生态格局和城镇化进程的综合塑造,但主要表现出较显著的城乡差异,需要加强城区内部生态空间功能的提升或对周边生态空间资源的利用能力。
图4 生态空间功能水平

Fig. 4 Level of ecological space function

2.1.4 “三生”空间综合功能水平

将生产、生活、生态空间功能进行叠加,进一步分析评价苏州市乡镇街道国土空间利用的综合水平,从分析结果(图5)得出:(1)苏州市“三生”空间综合功能值介于0.17~0.81,平均值为0.30;高值区、较高值区共占比21.65%,中值区占比24.74%,低值区、较低值区共占比53.61%,整体空间功能价值较低。(2)呈现出“一核三点,环城铺展,依水成团”的空间格局,高值区、较高值区与生产、生活空间功能高值集聚区重叠,因中心城区核心区空间要素多样丰富,土地多功能利用,其综合功能水平最高;较高值区在三个县级市城区集聚形成点;中值区因中心城区的辐射带动,呈现环绕铺展之势;较低值区与生活空间功能较低值区趋向一致;低值区国土空间功能相对单一、土地利用率较低,与湖荡区域具有高度的空间重合性。(3)中心城区良好的资源禀赋以及要素吸引,主要面向经济—社会过程,促进其空间主体功能的生产化和生活化,并融入了部分服务于生产和生活的生态空间,整体综合功能水平较高,而生态主导的空间功能,缺乏生产、生活要素的融入,综合功能水平则相对较低。
图5 “三生”空间综合功能水平

Fig. 5 Level of "production-living-ecological" spaces comprehensive function

2.2 “三生”空间功能协调关系

2.2.1 “三生”空间功能协调关系的整体发展水平

苏州市“三生”空间功能协调水平值介于0~0.31,平均值为0.08(图6)。“三生”空间功能协调水平的分级空间单元数量呈现逐级增多的趋势,在人群日常活动空间范围内,对国土空间服务要素多元化的高标准需求下,市域整体空间结构离散。空间上呈现出“一主四次,大分散、小集聚”分布格局,具体特征如下:(1)高水平、较高水平协调区域的空间结构稳定、相互关系协调,占比22.68%,在中心城区形成集聚,并以中心城区核心区为高值单核心,以四个县级市的城区为次核心。(2)中值区占比22.68%,受高水平地区辐射带动作用,生活、生产空间功能得以提升,同时加强了与生态空间的融合度,在高值区外开放式环绕,并促使中心城区间空间功能协调水平趋同。(3)低值区、较低值区共占比54.64%,主要是空间功能相对分散的乡镇地区,源于经济、生活空间实体分布相对稀疏且体量较小,受到大型水体、丘陵、农林等自然生态要素的影响,在太湖区域形成低值核心,长江沿线形成低值带。
图6 “三生”空间功能协调水平

Fig. 6 "Production-living-ecological" space functions synergistic level

2.2.2 “三生”空间功能协调水平的内部作用方向

为了寻求影响空间功能协调的主导原因,进一步鉴别生产、生活、生态各空间功能对“三生”空间功能协调水平的内部作用关系,为空间单元功能协调发展提供路径。运用GeoDa软件,建立空间权重矩阵,进行双变量空间全局自相关的分析。
由表(7)可知,生产、生活、生态各空间功能与“三生”空间功能协调水平的p值均为0.001,z值>2.58,结果具有99.9%的可信度,同时各空间功能与“三生”空间功能协调水平具有显著的空间相关关系。其中,生态空间功能与其他两者空间功能未能有机耦合,而对“三生”空间功能协调水平起到反向作用(图7),生活、生产空间功能则与“三生”空间功能协调水平呈现同向关系,既有山水格局的自然原因,也存在城镇化发展侵占生态空间的社会经济原因。
表7 “生产—生活—生态”空间功能作用方向指数
Moran's I z p
生产空间功能—“三生”空间功能协调水平 0.660 11.456 0.001
生活空间功能—“三生”空间功能协调水平 0.697 11.778 0.001
生态空间功能—“三生”空间功能协调水平 -0.569 -10.268 0.001

Table 7 "Production-living-ecological" space functions action direction index

图7 生产、生活、生态各空间功能对“三生”空间功能协调的全局空间作用方向

Fig. 7 The overall spatial action direction of production, living and ecological space function to the "production-living-ecological" space functions coordination

进一步分析各空间功能与“三生”空间功能协调水平支撑方向的局部空间分布特征(图8)。生产、生活空间功能对“三生”空间功能协调水平的作用在空间上表现出为“高—高”“低—低”的同向集聚,生产、生活空间功能在自然和社会经济发展作用下,两者空间集聚特征相似,局部空间支撑方向呈现一致性;而生活空间功能对“三生”空间功能协调水平具有主导作用,完善城乡生活圈,提升生活品质,从而促进空间协调。“高—高”值集聚在苏州市中心城区,其内部人流、物流快速交叉流通,功能丰富多样,生产、生活空间功能相对较高并发挥了明显的协同效应。“低—低”值区域与生态空间功能主导的区域一致,生产、生活空间功能建设发展受到生态基底的限制,在空间单元内小面积、分散分布,其功能效应薄弱,导致“三生”空间功能结构的失衡。如何在保护生态空间功能的同时,兼顾生产、生活要素的建设提升是促进“三生”空间功能耦合协调的关键。而不显著的区域空间单元缺乏集聚性,主要是地区产业结构、生活活动的不同,生产、生活要素在空间上差异化分布,缺乏主导空间功能所致。
图8 生产、生活、生态各空间功能对“三生”空间功能协调的局部空间作用方向

Fig. 8 The local spatial action direction of production, living and ecological space function to "production-living-ecological" space functions coordination

生态空间功能对“三生”空间功能协调水平的作用关系主要为“高—低”“低—高”反向关系。“高—高”“低—低”值的同向集聚区域数量少且零散分布,“高—高”值区域源于城市发展过程中对生态本底空间的合理保护,与生产、生活空间形成良好的融合关系,在“三生”空间协调水平中表现出协调促进作用;“低—低”值区域因生态空间受到过度开发,而与生产、生活空间未能有机耦合,在“三生”空间协调水平中表现出隔离反向作用。“高—低”值主要分布在水体广布、丘陵集中的太湖区域以及长江中段,受到生态红线管控,导致生活、生产空间功能的建设发展受到限制,注重生态保育的同时适度植入或者链接生产、生活要素能够进一步发挥生态空间功能在“三生”空间功能协调水平中支撑协调作用;“低—高”值以苏州市中心城区集聚为核心,该区域存在生活、生产空间功能胁迫生态空间功能的现象,削弱了生态空间功能,应避免城市建设发展破坏生态承载底线,加强城区生态空间培育。此外,生态空间功能与“三生”空间耦合协调度之间的局部空间自相关还存在大量不显著区域,主要由于生态要素的分散布局,同时,“三生”空间功能也处于协调的发展拟合阶段,前者对后者的作用关系难以凸显。

3 结论与讨论

乡镇街道尺度国土“三生”空间功能评价及协调关系探究对基层国土空间优化具有重要理论与实践意义。本文整合空间隶属及空间质量两个维度构建了“三生”空间功能评价指标体系,在此基础上尝试进一步分析“三生”空间的协调水平与方向。并以苏州市为研究区,依托POI、土地利用等多源数据进行较为精细化实证分析,主要结论与讨论如下:
(1)依据“三生”空间固有属性构建了集基本认知、分析思路与政策应对于一体的思路框架。基于量和质的空间内生秩序,选取数量大、精度高、细颗粒的地理空间数据,客观细致地揭示了“三生”空间功能分布特征,体现了国土空间开发与保护格局;秉承新时代以人为本和基层治理的约束理念,聚焦国土空间基层治理,进一步测度“三生”空间协调水平及内部作用方向,反映了国土空间开发与保护的发展阶段。通过“三生”空间的功能评价与协调关系分析,为国土空间高质量发展提供一定指引与启示。
(2)苏州市域“三生”空间功能呈现出“一核三点,环城铺展,依水成团”的空间格局,区域及城乡之间差异明显;生产、生活空间功能集聚且具有相似性;生态空间功能依托于水网地区良好的生态格局,整体水平较高。然而,苏州市“三生”空间功能协调值较低,呈现“一主四次,大分散、小集聚”的分布格局,生产、生活空间功能对空间功能的协调水平具有同向关系,生态空间功能由于与生产、生活空间功能未达到融合协调关系,表现出对空间功能协调水平的反向关系。空间主导功能对“三生”空间功能的协调水平具有直接影响,区域功能结构的稳定、生态要素保护与开发利用的平衡是促进“三生”空间耦合协调的重要因素。
(3)面向高质量国土空间发展目标,通过促进“三生”空间区域动态统筹与单元自适应能力提升空间综合功能及其协调水平。在提升“三生”功能质量充足性和均衡性方面,城区注重产城融合、存量更新,引导生产、生活空间控量提效,宜业宜居;乡镇地区注重缩小城乡间生产、生活空间差异,积极嵌入区域产业链,引导城乡生产、生活要素互动流通,加速城乡融合;生态空间在满足太湖、长江等主体生态要素生态保育的基础上,强化不同生态空间单元的联系,形成以水网为基底、蓝绿交织的全域生态空间格局。在改善“三生”空间协调方面,城区应主要着眼于嵌入生产、生活的生态修复,促进城市生态空间扩量提质;乡镇地区根据其定位发展特色产业,提升生产及生活服务功能,推进乡村振兴,强化三产融合;生态主体功能区,在严格保障生态空间安全的基础上,通过增加生产、生活、生态之间的连通性,发挥更大的生态服务价值,在更大尺度上实现“三生”空间整体协调,构建功能复合、风貌相宜、协调共进的国土空间格局。
“三生”空间作为一个开放复杂的巨系统,其内部资源要素形成的子系统相互间交互、组合,其内在作用机制的模型构建及研究还有待细化。此外,“三生”空间功能及协调是地区内生产、生活、生态要素多维综合作用的结果,需要实现国土空间综合功能的整体可持续发展,同时应注重基层国土空间治理的精细化以及在更大尺度上跨区域的整体协同,实现国土空间集约高效、宜居适度、山清水秀的目标。
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