1980长江经济带主体功能空间演化研究.docx

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1980长江经济带主体功能空间演化研究

提要

目前在国土空间开发保护的研究和实践中存在“主体功能”宏观主导、“三区空间”具体落实、“土地利用”微观利用三个不同的空间尺度，开展三个尺度上“降维传导”“升维检验”的衔接研究具有重要的理论和实践意义。

基于长江经济带1980年、1990年、2000年、2010年和2018年5个年份的中国多时期土地利用土地覆被遥感监测数据集（CNLUCC）土地利用变化数据，分析近40年来“三区空间”的规模、比例演变及相互转换的内在特征，以“主体功能”为标尺，运用K均值聚类方法，以“激进型”“平衡型”“保守型”“无变化型”土地利用模式，衔接主体功能与国土空间格局优化之间的内在逻辑关系，检验近40年来长江经济带各类主体功能区国土空间开发保护行为，关注城镇化时空演进形式、土地利用模式与功能定位差异、行政主体把控作用等重点方向，揭示区域性过度开发、功能性定位差异、战略性省域趋同等核心问题，并提出遏制城镇化地区过度开发、合理引导限制开发县市城镇化需求、重视国土空间规划目标分区管理等建议。

关键词

长江经济带；主体功能区；三区空间；LUCC；国土空间规划

《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》中提出“深入实施区域重大战略、区域协调发展战略、主体功能区战略，健全区域协调发展体制机制，构建高质量发展的区域经济布局和国土空间支撑体系”，进一步明确了“主体功能区战略”与“国土空间布局”之间“战略部署——空间布局”的逻辑关系。

主体功能区具有顶层设计、长期稳定的特征，通过健全国土空间规划体系推动其精准落地（樊杰，等，2019），“三区三线”作为国土空间规划中空间划分及管制的单元，以实际的土地利用方式来体现——这就形成了面向国土空间判别的三个空间尺度：

①“主体功能尺度”，即优化开发区、重点开发区、农产品主产区、生态功能区的宏观“主导尺度”；②“三区空间尺度”，即城镇、农业、生态三类国土空间格局的具体“落实尺度”；③“土地利用尺度”，即国土空间实际用途的微观“利用尺度”。

同时，国土空间格局的优化也必须要在“厘清历史——摸清现实——预判未来”三个时空范畴中理性决策，需要立足于三个时间维度：

①既往空间演化的内在机制，这是现实空间形成的内在动力，可以依据“土地利用尺度”进行判别；②现状空间利用的客观实际，这是规划未来国土空间格局的本底，可以整合“土地利用尺度”为“三区空间尺度”进行描述；③未来空间优化的理性预判，这是所有研究及实践的最终目的，需要落实至“三区空间尺度”上，且符合“主体功能尺度”的战略部署。

分别针对上述三个国土空间尺度的研究是规划、地理、资源环境、农林等学科的研究重点，文献颇丰；但开展三个尺度上的衔接研究，如“降维传导”（主导尺度→落实尺度→利用尺度）或反之的“升维检验”（利用尺度→落实尺度→主导尺度），则具有重要的理论和实践意义，有利于厘清主体功能、国土空间格局、土地利用方式等基本概念的内涵，有利于判别不同尺度下空间数据信息的维度和价值，有利于评价“国家——地方”战略导向下国土空间规划是否“趋向于最佳的文明发展”（吴志强，2020）。

“降维传导”层面包括：

一体化空间规划的构想（韩青，等，2011），探索整合空间规划实施不同主体的行为决策到土地利用模型中（何志超，等，2020），利用主体功能区划的空间管制分区思想构建未来城市空间形态演变的驱动机制（马世发，等，2019），提出以实施主体功能区战略为主线的空间组织途径（樊杰，2019）等。

“升维检验”层面包括：

运用全局空间自相关方法分析长三角城市城乡融合发展的集聚特征（谢守红，等，2020），研究全国土地利用变化的时空特征并校核全国主体功能区规划的调控要求（刘纪远，等，2016），从区域主体功能视角考察我国县域单元城乡建设用地利用效率的空间分异、与主体功能的空间关系、用地效率的影响因素（刘秋蓉，等，2019），基于土地利用对中国的“三生空间”进行分类评价与时空格局分析（刘继来，等，2017）等。

“时空状态检测是国土空间格局优化关注的核心内容之一（匡文慧，2019）”，本文从时空演化的视角，以长江经济带为研究空间对象，将“升维检验”作为主要目的，从“土地利用尺度”的连续性时空数据入手，整合为“三区空间尺度”的演化过程，并在“主体功能尺度”中检验地方及区域国土空间开发保护的实际状况，基于生态文明建设优先的核心价值观（杨保军，等，2019），为编制国土空间规划、搭接空间衔接关系和数据基础提供科学支撑。

1研究区域与方法

1.1研究区域及文献梳理

长江经济带是横跨我国东中西三大地理板块的核心流域地区（图1），是国家空间协调发展的重要战略区域。

当前，做好生态保护与修复、践行绿色发展之路、带动全国高质量发展、畅通国内国际双循环主动脉、实现生态文明战略，是长江经济带协调发展与典型示范的重要目标；从全域层面评价长江经济带国土空间利用的演进状况，探索其空间演化的内在机制，升维检验三个尺度的衔接关系，是该区域发展战略制定、空间格局优化的重要基础。

面向不同空间尺度之间的衔接研究在“升维检验”层面包括通过对长江经济带127个地级市的土地利用转型分析三生空间的变化趋势（苑韶峰，等，2019），研究湖北省长江经济带沿岸地区从土地利用变化到“三区空间”演化的特征及机制（魏伟，等，2020）等。

图1长江经济带自然地理条件与城镇现状图

1.2数据基础与研究方法

为了有效处理、分析大尺度空间下高精度的长江经济带国土空间利用变化，本方法基于“升维检验”基本逻辑，以“空间描述——空间转化——模式识别”三步展开，采用土地覆盖/土地利用变化（LUCC，LandUseandCoverageChange）方法，将县（市、区）行政单元作为基准单元，分析其发展模式的空间特征。

第一步：

空间描述——基于土地利用变化的国土空间格局刻画。

提取中国多时期土地利用土地覆被遥感监测数据集（CNLUCC）（徐新良，等，2018）中长江经济带1980年、1990年、2000年、2010年和2018年5个年份的遥感数据，将长江经济带国土空间划分为205万个公里网格，统计网格中各类用地的面积。

为充分体现各类空间“集中连片”的国土空间基本特征，规避图像扭曲带来的计算误差，取最大比例用地确定该网格的空间类型，并叠合县（区）级行政边界进行精准刻画。

第二步：

空间转化——基于“三区空间”演化的空间转化特征。

通过叠合1980—1990年、1990—2000年、2000—2010年、2010—2018年4个时段的“三区空间”，分别得到城镇、农业、生态、海洋4类空间的12组典型国土空间变化类型，分析空间转化的分布特征。

第三步：

模式识别——基于“Kmeans”（K-meansclusteringalgorithm）的国土空间利用模式。

识别、提取长江经济带每一个县级行政单元“三区空间”变化属性，使用“K均值聚类”算法对主体功能进行分类，判断各地区基于自身禀赋和决策目标选择的国土空间开发保护路径。

2研究过程

2.1长江经济带“三区空间”演化过程及特征

2.1.1“三区空间”总体特征

如图2所示，计算、分析三类空间面积及比例（表1），特征如下。

图2长江经济带“三区空间”分布及演化（1980—2018年）

（1）总量变化：

近40年来长江经济带土地面积增长了1688km²，主要增长来源为沿海滩涂不断扩张，集中在长江、钱塘江、瓯江、灌河入海口处，形成新的生态空间，另有填海或沿海滩涂城镇化开发呈零星分布，主要集中在温州市和连云港市。

（2）生态空间变化较小：

生态空间常年约占总空间的70%，总量增加了840km²，主要集中在江汉平原、川西南与川藏高原及上述入海口等区域；减少主要集中在环鄱阳湖平原、洞庭湖平原-湘浏盆地以及江浙沿海地区。

（3）城镇空间和农业空间变化较大：

城镇空间增长迅速，面积与占比分别增长了3.57倍和4倍，共增长了39343km²，各区域均有不同程度的增长，尤以下游地区增长较多；与此同时，农业空间减少了38495km²，减少面积、空间分布与城镇空间的扩张高度吻合。

2.1.2“三区空间”转化特征

长江经济带“三区空间”转化可分为三个阶段，类型及比例如表2所示。

第一阶段（1980—1990年），以农业空间和生态空间的相互转化为主。

“AE”占47.7%，“E-A”占33.9%，另有13.2%“A-U”。

本阶段处于我国改革开放的起步时期，对生态空间的大规模农业开垦利用、农业劳动力流失带来的农地撂荒等现象并存；另外，城镇化进程拉开序幕，农地转建设用地开始显现。

第二阶段（1990—2010年），以农业空间向城镇空间转化为主，并延续了农业空间和生态空间的相互转化。

1990—2000年间和2000—2010年间：

“A-U”快速提升至43.2%和54.3%，快速城镇化发展需求推动了城市郊区化、乡村城镇化等现象；“A-E”下降为28.5%和20.7%，“E-A”下降为21.6%和12.6%，但总体比例依然较高；另外，伴随着景区开发、城镇扩张等现象，城镇空间占用生态空间的趋势开始显现。

第三阶段（2010—2018年），农业空间和生态空间的相互转化、农业空间向城镇空间转化并存。

“A-E”占23.3%，“E-A”占21.6%。

在我国全面进入生态文明战略、新型城镇化战略、长江经济带战略实施时期，长江经济带在城镇开发持续推进的前提下，也开始兼顾农业与生态空间的大规模结构性调整；另外，虽然“A-U”下降为36.7%，但农业空间转化为城镇空间的趋势依然明显。

2.2长江经济带主体功能空间分布及特征

长江经济带各省市主体功能如图3所示，东部地区整体偏重于城镇化建设，其中上海全部为优化开发区，江苏、浙江以开发为主导功能的面积和个数占50%以上，江苏其它县市均为农产品主产区，浙江其它县市基本为重点生态功能区；中部地区主体功能区分布较为均衡，安徽、江西、湖南、湖北的“重点开发区：

农产品主产区：

重点生态功能区”的比例大致为2∶2∶4；西部地区是处于我国地形第二级阶梯的重要生态地区，重庆重点开发区域面积达到57%，其余均为生态功能区；四川东部以成都为中心、西部以川西高原为屏障，拥有20%的开发区域和65%的生态功能区；云南、贵州作为西部重要的农业生产省份，拥有约40%的农产品主产区。

图3长江经济带主体功能区分布图

2.3主体功能区战略下长江经济带国土空间利用模式

为进一步检验长江经济带各类主体功能区下的国土空间利用模式，使用“k-means”法对四类主体功能区40年来的国土空间利用模式进行聚类分析：

基于上述国土空间转化特征的分析，可见城镇空间是长江经济带国土空间变化的核心动力因素，为此，设置K=4：

①激进型，即其它空间向城镇空间转化比例相对高，城镇开发行为导向为主；②保守型，即其它空间向城镇空间转化比例相对低；③平衡型，介于激进型与保守型之间；④无变化型，国土空间利用方式基本保持不变。

2.3.1优化开发区

优化开发区集中于长江三角洲地区，如表3与表4所示，三类空间U∶A∶E的占比由1980年的2.6∶65.2∶32.2变为2018年的23.4∶45.1∶31.6，城镇空间规模由1980年的1313.0km²增加至2018年的11844.6km²，增长了8倍，城镇空间扩张行为极为明显，尤以“A-U”空间转化类型最为显著。

如图4所示，该类功能区中，从改革开放初期上海大部分区域、苏南中心城市地区、杭州及绍兴城区的城镇化进程率先兴起（如典型的“苏南模式”），之后全面蔓延至整个苏南地区及杭州湾地区，近40年来以城镇空间开发为主导的激进型模式，持续推动着“长三角城市群”这一世界级城市群的形成、发展、壮大。

未来各类土地利用功能之间及内部的“优化开发”，必然成为该区域国土空间利用的主要方向。

图4长江经济带优化开发区“三区空间”变化模式（1980—2018年）

2.3.2重点开发区

重点开发区分布于长江经济带各中心城市及其周边地区，如表5与表6所示，三类空间U∶A∶E的占比由1980年的1.2∶46.2∶52.6变化到2018年的4.7∶42.7∶52.6，城镇空间规模由1980年的5906.8km²增加到了2018年的24017.2km²，增长了3倍，城镇化进程较快，与优化开发区类似，“A-U”空间转化类型最为显著。

如图5所示，典型的城镇开发特征为：

①江苏沿江地区及苏北中心城市地区、安徽沿江地区及淮河流域中心城市地区、成都平原地区从1980年代开始，浙江中部地区、湖北江汉平原地区及武汉地区、重庆地区从1990年代开始，持续推进激进型城镇化模式，但近10年开始转向平衡型利用模式；②浙江沿海地区、江西鄱阳湖水系地区、湖南长株潭地区、贵州各中心城市地区、云南各中心城市地区近20年来推进激进型城镇化模式；③成渝地区城镇空间开发全面趋于平衡和保守。

由此形成长江中游城市群、成渝城市群以及滇黔多个城市圈地区和江浙高度城镇化地区，成渝地区城乡一体化特征逐步成熟。

该类功能区在未来会继续承担人口集聚、产业升级等“重点开发”功能，但土地利用内涵则应更加重视区域范围内的协调分工。

图5长江经济带重点开发区“三区空间”变化模式（1980—2018年）

2.3.3农产品主产区

农产品主产区集中分布于长江经济带各平原地区及水系发达的山区，如表7与表8所示，三类空间U∶A∶E的占比由1980年的0.5∶40.8∶57.3变化到2018年的1.8∶42.2∶57.4，城镇空间规模由1980年的3066.9km²增加到了2018年的11311.6km²，增长了3倍，城镇化进程整体较快但区域差异性大，生态化、农业化进程相伴而行，“A-U”“A-E”“EA”转换占空间转化的比例较为平均。

如图6所示，典型的城镇开发与农业利用特征为：

①淮河流域平原地区前30年大范围持续推动激进型城镇化发展，近10年逐渐趋于均衡型土地利用；②江汉平原、洞庭湖平原历史以来一直是我国重要的粮食主产区，近40年来总体保持了农业空间特征；四川盆地东部经历了一定程度上的城镇化开发过程，近10年趋于保守型土地利用；③汉江流域地区、赣东地区、云贵高原地区土地利用模式变化较大，分片化、不协调现象明显，近10年有较高程度的城镇化开发趋势。

图6长江经济带农产品主产区“三区空间”变化模式（1980—2018年）

2.3.4重点生态功能区

长江经济带重点生态功能区集中分布于我国三级阶梯的过渡地区和生态屏障地区，中东部大面积山区，如表9与表10所示，三类空间U∶A∶E的占比由1980年的0.1∶8.6∶91.3变化到2018年的0.4∶8.3∶91.3，城镇空间规模由1980年的728.0km²增加到了2018年的3183.9km²，增长了3倍，相对也经历了整体较快的城镇化进程，但生态化进程和农业化进程更为明显，“A-E”“E-A”是主要的空间转化类型。

如图7所示，典型的城镇开发与生态保护特征为：

①川西高原地区和大凉山地区在20世纪后20年除个别地区外基本未经历大规模开发行为，21世纪近20年开始有少量开发行为，但生态整体性、区域协调性特征明显；②横断山区、滇南、黔南等地区在近10年中开发行为明显，尤其以大规模景区开发为代表；③大巴山区、武陵山区前30年开发行为活跃，近10年除鄂西地区外整体开发行为趋于保守，生态连贯性、完整性特征明显；④大别山区、幕府山区、黄山地区、浙南山区、罗霄山区保持持续性开发行为，且趋势愈加激进。

图7长江经济带重点生态功能区“三区空间”变化模式（1980—2018年）

3结论与建议

3.1城镇化时空演进中的“过度开发”

1980年以来，长江经济带中各县（市、区）城镇空间的扩张在时空上呈现自东向西、自各省中心城市向边缘地区加速推进的趋势，前期以占用农业空间为主，近些年占用生态空间现象较为普遍。

优化开发区中的大部分地区，重点开发区中的沿海、沿山、沿支流地区，近10年来占用生态空间推进城镇化的行为大幅提升。

“过度开发”式的城镇化模式比较突出，流域粮食安全风险、生态风险普遍趋重。

为保证长江经济带绿色发展，遏制“过度开发”趋势，应加强农业、生态空间的保护和监管力度，转变开发理念，注重用地开发强度的适当和合理（张兵，等，2018），严守耕地红线，合理评估生态空间转为城镇空间的总体效益，提高空间利用的整体水平。

3.2地方发展与主体功能的“定位差异”

在长江经济带下游地区高速城镇化的引领下，中、下游地区的农业、生态功能县（市、区）较之上游地区体现出更激进的土地利用模式，发展模式与主体功能目标存在定位差异；尤其在2010年后，中、下游地区农产品主产区大量农业空间转为城镇空间，浙江、江西、湖北重点生态功能区大量生态空间转为城镇空间，且开发强度与周边重点开发区相近。

为保障区域战略的有效实施，保障粮食安全与流域生态，应在强调主体功能定位的前提下，尊重区域经济与产业发展现实，合理引导限制开发地区的城镇化建设需求，通过跨区域协调手段保证生态、农业空间的总量恒定与格局稳定，推进占补平衡、生态补偿、指标交易等方式，探索以农业、生态为主体功能的新型城镇化路径。

3.3行政主体战略把控体现出的“省域趋同”

在地缘、交通、经济、人口等因素对土地利用模式产生了重要影响之外，各省市行政主体也逐渐表现出对区域土地利用模式的整体把控能力，各地区的开发模式逐渐从“各自为政”转为“省域趋同”特征，2010年后更为明显。

这种自上而下的导向作用对区域空间总体战略的科学制定、及时反馈、有效监测等提出了更高要求。

长江经济带总体开发与保护应进一步重视省级国土空间规划的整体目标和分区管控，打通“省——市——县”三级国土空间规划的定位、接口、通道、反馈等环节的衔接途径，在“整体功能提升”“全面监测”“科学评估”的原则下，合理制定市县功能内涵，实现国土空间规划的切实落地。