地理科学, 2023, 43(2): 301-312 doi: 10.13249/j.cnki.sgs.2023.02.012

比较城市化专栏

基于多功能适宜性的黄河三角洲国土空间潜在冲突特征与优化格局研究

曲衍波,1, 王世磊,1, 李岩2, 朱伟亚3, 王森3

1.山东财经大学公共管理学院,山东 济南 250014

2.济南市土地储备中心,山东 济南 250014

3.山东省国土空间规划院,山东 济南 250014

Characteristics of potential conflicts of territorial space and optimization pattern in the Yellow River Delta based on multi-functional suitability

Qu Yanbo,1, Wang Shilei,1, Li Yan2, Zhu Weiya3, Wang Sen3

1. School of Public Administration and Policy, Shandong University of Finance and Economic, Jinan 250014, Shandnog, China

2. Jinan Land Reserve Center, Jinan 250014, Shandong, China

3. Shandong Territorial and Spatial Planning Institute, Jinan 250014, Shandong, China

通讯作者: 王世磊。E-mail: 17854122347@163.com

收稿日期: 2021-06-25   修回日期: 2021-12-17  

基金资助: 国家自然科学基金项目(42077434)
国家自然科学基金项目(41771560)
山东省高等学校“青年创新团队发展计划”项目(2019RWG016)
山东省国土空间规划院外协项目

Received: 2021-06-25   Revised: 2021-12-17  

Fund supported: National Natural Science Foundation of China(42077434)
National Natural Science Foundation of China(41771560)
Shandong Provincial Colleges and Universities "Youth Innovation Team Development Plan" Projecte(2019RWG016)
Outsourcing Project of Shandong Provincial Land and Space Planning Institute

作者简介 About authors

曲衍波(1982—),男,山东龙口人,教授,博导,主要从事国土空间利用、评价与规划研究E-mail:yanboqu2009@126.com

摘要

以黄河三角洲为例,利用社会生态系统理论构建多功能潜在冲突概念框架,从生态保护、农业生产与城镇建设3个方面开展国土空间多功能适宜性评价,借助多维度潜在冲突识别模型揭示国土空间多功能潜在冲突类型、强度及空间格局,基于潜在冲突调解机制重构国土空间保护与开发格局。结果表明:① 黄河三角洲国土空间多功能适宜性表现出“生态保护重要、农业生产和城镇建设适宜”的特征。② 黄河三角洲农业生产−城镇建设双功能型和生态保护−农业生产−城镇建设多功能型潜在冲突占据主导,冲突面积占比分别为84.12%和85.35%,冲突强度主要为重度和中度。③ 黄河三角洲国土空间多功能潜在冲突的空间分布在地理单元上呈现出显著的陆−河−海梯度分异特征,在行政单元上具有一定的非均衡性。④ 土地利用规划与土地利用现状在潜在冲突调解中发挥刚性约束与弹性引导效应,两者统筹作用下形成的国土空间优化格局是调节区域生态环境脆弱性和规范人类活动合理性的科学指南。

关键词: 国土空间; 多功能适宜性; 潜在冲突; 国土空间格局优化; 黄河三角洲

Abstract

The identification and mediation of multi-functional potential conflicts in territorial space is an important basis for optimizing the pattern of territorial space and realizing high-quality development. In this paper, the Yellow River Delta is taken as the research area, and the social ecosystem theory is selected to establish conceptual framework of potential conflict of multi-function of territorial space. Then the multi-functional suitability evaluation of territorial space is carried out from three aspects of ecological protection, agricultural production and urban construction. The types, intensities and spatial patterns of multi-functional potential conflicts of territorial space in the Yellow River Delta are revealed by means of multi-dimensional potential conflict identification model. With the help of mediation mechanism of potential conflicts, the optimized pattern of territorial space in the Yellow River Delta is reconstructed. It is concluded that: 1) The suitability of ecological protection, agricultural production and urban construction function in the Yellow River Delta are important, suitable, and suitable, respectively; 2) The types of potential conflicts that the dual-functional type of agricultural production-urban construction and the multi-functional type of ecological protection-agricultural production-urban construction area proportion accounted for 84.12% and 85.35%, and their intensity are severe and moderate respectively, dominated potential conflicts types in the Yellow River Delta; 3) The spatial distribution of multi-functional potential conflicts of territorial space in the Yellow River Delta shows a significant land-river-sea gradient differentiation in the geographical unit, and has a certain degree of imbalance in the administrative unit; 4) Land use planning and land use status play a rigid constraint and flexible guiding effect in the mediation of potential conflicts. The optimized pattern of territorial space formed under the coordination of the two is a scientific guide to regulate the ecological environment vulnerability and regulate the rationality of human activities in the Yellow River Delta.

Keywords: territorial space; multi-functional suitability; potential conflicts; territorial space pattern optimization; the Yellow River Delta

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曲衍波, 王世磊, 李岩, 朱伟亚, 王森. 基于多功能适宜性的黄河三角洲国土空间潜在冲突特征与优化格局研究[J]. 地理科学, 2023, 43(2): 301-312 doi:10.13249/j.cnki.sgs.2023.02.012

Qu Yanbo, Wang Shilei, Li Yan, Zhu Weiya, Wang Sen. Characteristics of potential conflicts of territorial space and optimization pattern in the Yellow River Delta based on multi-functional suitability[J]. Scientia Geographica Sinica, 2023, 43(2): 301-312 doi:10.13249/j.cnki.sgs.2023.02.012

黄河流域生态保护和高质量发展为黄河流域产业集聚[1]、居民生活质量提升[2]、空气治理[3]与碳排放[4]等社会经济可持续发展与资源环境可持续利用提供了战略指引。资源环境作为支撑人类福祉提升的重要依托[5],由资源要素多宜性引发的潜在冲突日益突出,科学识别并有效调解潜在冲突对强化国土空间用途管制、缓解用地矛盾、重塑国土空间保护开发格局具有重要意义[6]

一般来讲,空间冲突包括现实冲突和潜在冲突两种类型,前者主要注重冲突的直观性与现实性描述和防治,属于冲突发生后的结果分析;后者则侧重于冲突的隐藏性与潜在性探测和阻止,属于冲突发生前的源头识别与过程调解。当前,已有土地利用或国土空间冲突分析更多的聚焦于人类高强度开发所产生的土地利用问题,对现实冲突的类型识别和治理等内容开展了广泛研究。但是,面对新时期国土空间规划体系的要求,亟需探明不同区域国土空间本底条件和禀赋功能,其本质就是国土空间潜在冲突分析的过程。现有研究中关于潜在冲突内涵与驱动力[7-8]、类型识别[9-11]、强度诊断[12]、空间表达[13-14]、和解策略[15]以及成果应用[16]等内容日趋丰富,基于“概念界定−冲突识别−冲突和解−成果应用”的潜在冲突研究范式逐渐形成。其中,在概念界定方面,从资源环境多宜性入手,揭示潜在冲突来源与形成过程,是开展潜在冲突研究的基本前提,并得到学术界的一致认同[17],但是潜在冲突作为社会生态系统的产物,已有研究缺乏将潜在冲突置于社会生态复合系统框架下解析其概念内涵;在冲突识别方面,现有潜在冲突多围绕土地利用类型开展[18],注重土地利用潜在冲突的系统认识及其向现实冲突转变的可能性分析,而基于多功能适宜性评价架构下的国土空间多功能潜在冲突研究鲜有报道[19];在冲突调解方面,多参照潜在冲突结果制定差异化调控策略,侧重多主体参与[20],未能够针对潜在冲突的不同类型与强度提供一套具有普适性的调解方案,潜在冲突调解作为国土空间用途管制的重要组成部分,刚性与弹性互动已应用于国土空间用途管制[21],然而在潜在冲突调解方面鲜有涉及;在成果应用方面,“三线”划定成为潜在冲突调解的主要应用领域[15],主要原因在于冲突和解消除了规划过程中的不确定性与潜在冲突威胁,为国土空间规划体系建设提供科学依据,然而国土空间保护开发格局作为国土空间规划体系的重要组成部分[22],承担着规范和指导人类开发强度的任务,如何科学识别潜在冲突并进行有效调解,成为国土空间保护与开发格局构建的重要基础。

黄河三角洲作为黄河流域的重要生态保护区、粮食生产区和城镇集中建设区,陆地、河流与海洋交互影响,以土地资源、水资源、环境、气象和生态要素综合形成资源环境多宜性加剧了各类国土空间竞争扩张,诱致形成国土空间多功能潜在冲突。当这种潜在冲突一旦转化为实际冲突,将产生土地利用失控、社会生态系统退化的外部负效应,不利于区域可持续发展,科学识别并有效调节黄河三角洲生态保护、农业生产与城镇建设之间的潜在冲突,是保障黄河流域高质量发展的关键。本文基于社会生态系统理论梳理“生态保护−农业生产−城镇建设”多功能潜在冲突分析框架,明晰国土空间多功能适宜性空间格局,识别多功能潜在冲突类型、强度和空间分布并探索潜在冲突调解路径,以期为实现黄河三角洲国土空间高质量发展提供有益参考。

1 研究区概况与数据来源

1.1 研究区概况

黄河三角洲高效生态经济区(36°25′N~38°16′N,116°54′E~120°18′E)(简称黄河三角洲)位于山东省北部,毗邻渤海,包括德州、滨州、东营、淄博、潍坊和烟台等地的19个县(市、区),总面积2.67万 km2。2020年GDP总量为6618.82亿元,总人口为966.11万;地形以平原为主,属温带大陆性季风气候,年平均气温12.65℃,年平均降水为567.83 mm[23]。自2009年设立黄河三角洲高效生态经济区以来,黄河三角洲社会经济增长动能加强,区域发展潜力旺盛,国土空间规模与结构变化显著,亟待加强国土空间多功能适宜性评价并构建黄河三角洲国土空间保护开发格局,进而为国土空间可持续利用提供科学依据。

1.2 数据来源与处理

本研究涉及土地资源、水资源、环境、气象、灾害和生态等方面数据。其中:① 土地资源数据来源于2019年山东省土地利用变更调查数据库和山东省土地利用总体规划(2006—2020年)数据库(http://dnr.shandong.gov.cn/),数字高程和MODISNDVI数据来源于2019年地理空间数据云(http://gscloud.cn/),分辨率为 30 m;②水资源数据来源于2019年研究区内及邻近地区气象站点长时间序列降水观测资料;③土壤数据来源于2019年研究区内及周边地区土壤污染状况详细调查等成果,通过各点位主要污染物含量空间插值得到土壤污染物含量分布图层;④气候数据来源于2019年研究区气象台站多年日平均气温≥0℃活动积温,并进行空间插值,得到活动积温图层;⑤活动断层、地面沉降等地质灾害数据来源于2019年山东省地理国情普查数据(http://dnr.shandong.gov.cn/)。通过数据矢量化与空间校正,建立30 m×30 m栅格的黄河三角洲“土地−水−环境−气象−灾害−生态”综合信息基础数据库。

2 概念框架

在新时期国土空间规划体系中,生态保护、城镇建设和农业生产是国土空间的3个主要功能,其潜在冲突以规划客体——土地为依托,并受其它资源禀赋的差异性影响,具有明显的系统性特征。社会生态系统作为社会系统和生态系统耦合的复杂系统,恢复力、适应力、转换力是其基本属性[24],它既是系统对内保持要素与结构有效关联、对外缓解人地关系维持系统正常运转的基础,也是多功能潜在冲突形成的重要内源驱动力(图1)。其中,恢复力是系统经受干扰并可维持其功能和控制的能力[25],适宜性越高,恢复力越强,导致多功能之间的相互排斥越激烈,引发多功能潜在冲突的可能越大;适应力是指参与系统的行为者管理恢复力的能力[26],主要表现在以利益相关者为表征的国土空间利用主体多元性,是形成多功能潜在冲突的中介因素;转化力是指当系统无法维持现有状态的情形下,创造新系统的能力[27],国土空间多功能多宜性的存在进一步提升社会生态系统的转化力,加剧多功能潜在冲突的自然驱动。

图1

图1   多功能潜在冲突概念框架

Fig. 1   Conceptual framework of multi-functional potential conflict of land use


借鉴已有研究[28],国土空间多功能潜在冲突可以理解为在一定的区域环境中,资源环境的多宜性使得社会生态系统的生态保护、农业生产与城镇建设功能发生互斥与排挤,导致国土空间类型无序扩张、结构交互影响与功能用途混乱的潜在矛盾,进而形成权益主体利益受损、空间格局失衡等不良形态,阻碍区域高质量发展。其中,社会生态系统是潜在冲突得以存在的发育环境;恢复力、适应力、转化力3个属性是潜在冲突产生的催化剂;资源环境多宜性是潜在冲突的主要来源;潜在冲突既表现为利益格局的冲突,也表现为空间格局的互斥,其最终影响是阻碍区域高质量发展。

3 研究方法

3.1 多功能适宜性评价

3.1.1 评价指标体系

结合已有文献[29],从侧重资源环境本底的土地、水、环境、生态、气象、灾害等方面选取指标进行国土空间多功能适宜性评价。其中,生态保护功能评价(表1)包括生态系统服务功能与生态敏感性2个方面,e1~e4表征生态系统要素、结构运转过程中的正外部性效应,体现生态系统服务功能;e5~e6表征一定区域发生生态问题的可能性和程度,体现生态敏感性。农业生产功能评价(表2)包括土地资源、水资源、气候、环境、灾害、生态条件6个方面,其中a1~a2表征农业生产的土地资源可利用程度;a3~a4表征区域水资源对农业生产的保障能力;a5表征光照、热量等自然气候条件对农业生产的支撑水平;a6表征环境系统对农业发展的支撑能力;a7表征农业生产受到与气象因子有关灾害的影响程度和强度;a8表征蒸发量/降水量、地下水埋藏深度与矿化度、土壤质地等生态因素对农业耕作条件的影响程度。城镇建设功能评价(表3)包括土地资源、水资源、气候、环境和灾害状况5个方面,其中c1~c2表征城镇建设的土地资源可利用程度;c3表征区域水资源对城镇建设的保障能力;c4表征气候条件对人居生活提供的温度与湿度组合特征;c5~c7表征环境系统对城镇建设的支撑能力;c8~c10表征城镇建设及人类生存居住受到地震、地质灾害等影响的大小和可能性。

表1   生态保护功能重要性评价指标体系

Table 1  Evaluation index system of ecological protection function suitability

目标层因素层因子层计算公式层
  注:$ {NPP}_{mean} $为植被净初级生产力,$ {F}_{pre} $为多年平均降雨量、$ {F}_{temp} $为多年平均气温,$ {F}_{ait} $为海拔因子,$ {F}_{sic} $为土壤渗流因子,$ {F}_{slp} $为坡度因子,$ K $为土壤可蚀性因子,$ {F}_{q} $为多年平均气候侵蚀力,$ D $为地表粗糙度因子,$ R $为降雨侵蚀力因子,$ LS $为地形起伏度因子,$ C $为植被覆盖因子,$ I $为干燥度指数,$ W $为冬春季节大于6 m/s的起风沙天数,各因子标准化后的阈值为(0,1)。
生态保护(Fe生态系统服务功能e1生物多样性维护$ {e}_{1} $=$ {NPP}_{mean}\times {F}_{pre}\times {F}_{temp}\times (1-{F}_{ait}) $
e2水源涵养/m3$ {e}_{2} $=$ {NPP}_{mean}\times {F}_{sic}\times {F}_{pre}\times (1-{F}_{slp}) $
e3水土保持/[t/(hm2·a)]$ {e}_{3} $=$ {NPP}_{mean}\times (1-K)\mathrm{ }\times (1-{F}_{slp}) $
e4防风固沙/[t/(hm2·a)]$ {e}_{4} $=$ {NPP}_{mean}\times K\times {F}_{q}\times D $
生态敏感性e5水土流失敏感性$ {e}_{5} $=$ \sqrt[4]{R\times K\times LS\times C} $
e6沙化敏感性$ {e}_{6} $=$ \sqrt[4]{I\times W\times K\times C} $

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表2   农业生产功能适宜性评价指标体系与权重

Table 2  Evaluation index system and weight of agricultural production function suitability

目标层因素层因子层因子分级赋值权重
01357

  注:土壤环境容量分类标准依据《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准(试行)》(GB 15618-2018)(https://www.mee.gov.cn/ywgz/fgbz/bz/bzwb/trhj/201807/W020190626595212456114.pdf);盐渍化敏感性分类标准参考《生态保护红线划定指南(试行)》(https://www.mee.gov.cn/gkml/hbb/bgt/201707/W020170728397753220005.pdf)。





(Fa)
土地资源因素a1坡度/(°)≥2515~256~152~6<20.13
a2粉砂含量/%≥8060~8040~6020~40<200.10
水资源因素a3降水量/mm<200200~400400~800800~1200≥12000.14
a4水资源总量/万m3<33~88~1313~25≥250.12
气候因素a5光热条件/℃<15001500~40004000~58005800~7600≥76000.13
环境因素a6土壤环境容量大于150%风险
管控值
风险管控值
的100%~150%
风险筛选值
70%~100%
大于风险筛选值但小于等于
风险管控值的70%
低于或等于
风险筛选值
0.12
灾害因素a7气象灾害发生频率/%>8060~8040~6020~40≤200.12
生态因素a8盐渍化敏感性1.0~3.03.1~5.05.1~6.06.1~7.0>7.00.14

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表3   城镇建设功能适宜性评价指标体系与权重

Table 3  Evaluation index system and weight of urban construction function suitability

目标层因素层因子层因子分级赋值权重
01357

  注:①舒适度采用温湿指数表征,THI=T−0.55$ \times $(1f)$ \times $(T−58),式中THI为温湿指数,T为月均温度[华氏温度,1摄氏度(摄氏温度)=33.8华氏度(华氏温度)],f是月均空气相对湿度;②CODNH3-N共同表征水环境容量。





(Fc)
土地资源因素c1坡度/(°)>2515~258~153~8≤30.17
c2高程/m>5030~5020~3010~20≤100.13
水资源因素c3水资源总量/(m3/km2)<5万5~10万10~20万20~50万≥50万0.17
气候因素c4舒适度<32或>9032~41或82~9041~51或73~8251~60或65~7360~650.12
环境因素c5大气环境容量指数≤0.20.2~0.40.4~0.60.6~0.8>0.80.09
c6COD容量/( t/km2)
c7NH3-N容量(t/km2
<0.040.04~0.140.14~0.390.39~0.96≥0.960.10
<0.80.8~2.92.9~7.87.8~19.2≥19.6
灾害因素c8距断带距离/m<3030~100100~200200~400>4000.08
c9地震动峰值加速度 /g≥0.300.200.150.10≤0.050.07
c10地面沉降累计沉降量/mm>24001600~2400800~1600200~800<2000.06

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3.1.2 评价方法

由于国土空间多功能类型与评价因子属性的差异,借助不同数据量化与分级赋值方法。生态保护功能重要性借助逐步修正法,将各因子计算结果利用自然断点法分为3级,取生物多样性维护、水源涵养、水土保持、防风固沙、水土流失敏感性、沙化敏感性的最高等级,作为生态保护重要性等级的结果,划分为极重要、重要和一般重要3个等级。

$ Fe=\max(e_{1},e_{2},e_{3},e_{4},e_{5},e_{6}) $

农业生产与城镇建设功能适宜性分值评价采用因子赋值−限制性综合评价法测算。其中,统筹考虑选取指标的复杂性与因子权重的有效性,采用特尔菲法确定因子权重[29],参照《资源环境承载能力和国土空间开发适宜性评价指南(试行)》(http://www.gov.cn/zhengce/zhengceku/2020-01/22/5471523/files/7aa9dd04662b49a69bdff41f071e3d85.pdf)对因子分级赋值。

$ {F}_{i} = \left\{\begin{array}{c}0 ({f}_{ij}=0)\\ \displaystyle\sum _{i=1}^{n}{(w}_{ij}\times {f}_{ij}\left)\right({f}_{ij}\ne 0)\end{array}\right. $

式中,Fi为第i个评价单元农业生产、城镇建设适宜性分值,wij为第i个评价单元j因子指标权重,fiji个评价单元j因子指标分值。当Fi=0时为不适宜;当$ {F}_{i}\ne 0 $时,根据自然断点法分为一般适宜和适宜。

3.2 潜在冲突识别模型

为兼顾评价单元之间的区域差异性与空间格局特征,基于国土空间多功能适宜性评价结果建立多维度潜在冲突识别模型(图2),利用该模型将不同功能之间的潜在冲突划分4种类型:生态保护−农业生产、生态保护−城镇建设、农业生产−城镇建设与生态保护−农业生产−城镇建设潜在冲突,将各功能评价等级叠加得出4种潜在冲突强度,具体识别规则为:对双功能潜在冲突来说,任意两坐标轴上包含的适宜性等级组合为无潜在冲突;任意两坐标轴所围成的正方形中心包含的适宜性等级组合为轻度潜在冲突;与任意两坐标轴垂直的正方形边长中点包含的适宜性等级组合为中度潜在冲突;距离坐标原点最远的任意两坐标轴所围成正方形顶点包含的适宜性等级组合为重度潜在冲突。对于多功能潜在冲突来说,坐标(X,Y,Z)由坐标原点出发,与面①垂直时,面①内部各点与原点包含的适宜性等级组合为无潜在冲突;与面②垂直时,面②内部各点包含的适宜性等级组合为轻度潜在冲突;与面③垂直时,面③内部各点包含的适宜性等级组合为中度潜在冲突;当坐标为(C,C,C)时,潜在冲突强度为重度潜在冲突。

图2

图2   多维度潜在冲突识别模型

平面①、②、③分别表示不同功能评价结果的类型组合

Fig. 2   Multidimensional potential conflict recognition model


3.3 基于潜在冲突调解的国土空间优化格局

基于潜在冲突识别,以规划“三线”管控的刚性约束和现状土地多功能利用的弹性引导作为国土空间潜在冲突调解的重要手段,综合反映社会生态系统恢复力、适应力和转化力的属性特征,以开发保护和弹性发展为主要形式重构国土空间格局,并维持社会生态系统的可持续性与稳定性。具体包括3个步骤(图3

图3

图3   多功能潜在冲突调解机制

Fig. 3   Multi-functional mediation mechanism for potential conflicts


第一步:以刚性约束强化空间管制。“三线”作为土地用途管制的约束底线,通过约束生态空间、农业空间与城镇空间在潜在冲突调解中发挥刚性效应。在坚持生态优先原则下,各个潜在冲突依次在生态保护红线、永久基本农田保护红线、城镇开发边界约束下界定生态保护区、农业开发区与城镇建设区。

第二步:以弹性引导实现地类调整。土地利用现状因其可调整不同地类而在潜在冲突调解中发挥弹性效应。“三线”之外的地类坚持生态优先原则,对无潜在冲突区依照土地利用现状保持现有地类;对轻度与重度潜在冲突区在依照土地利用现状保持现有地类基础上,识别与适宜性等级错配地类并加以调解,其中现状生态用地不予调解;对中度潜在冲突区在尊重土地利用现状的基础上按适宜性最高等级实现生态用地、农业用地与建设用地之间单向或双向转化实现潜在冲突调解。

第三步:以等级划分生态保护与开发建设格局。将上述两步得出的分区结果借助国土空间多功能适宜性评价结果划分为生态优先保护区、生态重要保护区、农业优先开发区、农业一般开发区、城镇优先建设区与城镇一般建设区,其中“三线”均设为相应的优先区。另外考虑未来土地利用的不确定性[30],在识别与适宜性等级错配或不完全适宜地类基础上在无潜在冲突区设置国土空间弹性发展区,其中生态保护弹性区包含农业生产与城镇建设一般适宜及以下的农业用地和建设用地,农业开发弹性区包括城镇建设不适宜且农业生产适宜的非现状农业用地,城镇建设弹性区包括农业生产不适宜且城镇建设适宜的非现状建设用地;同时,将中度潜在冲突区符合生态保护一般重要且农业生产与城镇建设适宜条件的生态用地调整为综合弹性发展区。

4 结果与分析

4.1 国土空间多功能适宜性分析

生态保护功能重要性(图4a)沿河、沿海向内陆梯度分布。生态保护极重要区面积为3 915.2 km2,以面状和带状集中分布在黄河和陆海交汇地带,以湿地公园和自然保护区为主;生态保护重要区面积为3 490.72 km2,空间分布较为分散,多为生态林用地;生态保护一般重要区面积为19 374.39 km2,主要分布于黄河三角洲南部和西部地区,受水土流失与沙化敏感性影响小。

图4

图4   黄河三角洲国土空间多功能适宜性评价结果

Fig. 4   Evaluation results of land use multi-functional suitability in the Yellow River Delta


黄河三角洲农业生产功能适宜性(图4b)整体呈现由内陆向沿海过渡式降低的空间特征。农业生产适宜区面积17 362.93 km2,沿东南−西北走向分布在内陆地区,该区域地势平坦,水土光热组合良好;一般适宜区面积为9 259.53 km2,分布在由海洋向内陆延伸地区,该区域距离海岸线较近,土壤盐渍化等级较高,农业生产条件受限;不适宜区面积为157.85 km2,集聚分布在莱州市东部,地形是影响农业生产的主要障碍。

黄河三角洲城镇建设功能适宜性(图4c)整体表现由内陆向沿海间断式降低的空间特征。城镇建设适宜区面积为15 760.5 km2,呈不规则面状分布在黄河三角洲西南部,该区域地形起伏度低且环境容量较高;一般适宜区面积为6 837.73 km2,主要分布在适宜区与不适宜区的过渡地带,地质灾害对其影响较大;不适宜区面积为4 182.08 km2,分布在黄河三角洲北部,以河口区为主,水资源总量与地质灾害危险性是影响适宜性较低的主要因素。

4.2 国土空间多功能潜在冲突分析

4.2.1 强度特征

黄河三角洲国土空间多功能潜在冲突强度的差异较大(图5),生态保护−农业生产与生态保护−城镇建设潜在冲突主要表现为无潜在冲突,农业生产−城镇建设潜在冲突主要表现为重度潜在冲突,生态保护−农业生产−城镇建设潜在冲突主要表现为中度潜在冲突。其中,生态保护−农业生产潜在冲突面积占27.19%,以中度冲突为主,受农业生产效益与生态效应的相对优势差影响,农业空间侵占生态空间趋势明显;生态保护−城镇建设潜在冲突面积占19.4%,以中度冲突为主,由于建设用地产出率的比较优势,表现为城镇空间向生态空间扩张趋势;农业生产−城镇建设潜在冲突面积占84.12%,以重度冲突为主,受耕地保护的制度约束与新型城镇化建设影响,从潜在冲突转化为实际冲突的可能性将处于权衡状态;生态保护−农业生产−城镇建设潜在冲突面积占85.35%,以中度冲突为主,具有农业空间与生态空间向城镇空间转化的趋势。总体来看,黄河三角洲国土空间多功能潜在冲突转化为现实冲突的概率比较大,表现为以生态空间向农业生产空间转化和农业空间向城镇空间转化为主的单向流动,揭示了不同国土空间演变过程的资源环境本底的内在驱动。

图5

图5   黄河三角州多功能潜在冲突空间格局

Fig. 5   Spatial pattern of potential land use conflicts in the Yellow River Delta


4.2.2 空间特征

从地理单元来看(图5),黄河三角洲国土空间多功能潜在冲突空间分布呈现陆−河−海梯度分异特征,同一潜在冲突强度的空间异质性体现了各功能对于资源环境属性的需求差异性。其中,生态保护−农业生产潜在冲突区主要分布在河流与陆海交汇地区,沿河距离越远潜在冲突强度越低,黄河与海岸带生态系统服务功能显著,同时良好的光热水土组合有助于农业生产发展,进而形成生态保护与农业生产潜在冲突汇集地;生态保护−城镇建设潜在冲突区主要聚集在黄河沿岸地区和潍坊沿海地区,空间分布较为零散,沿河距离越远潜在冲突强度越低,河流、海岸带与山区保护需求旺盛,同时受地形、区位条件影响城镇建设适宜性较高,形成两者之间潜在冲突交汇地;农业生产−城镇建设潜在冲突区分布于黄河三角洲西南部,潜在冲突强度由沿海向内陆递增,良好的地形地质条件、水土资源状况等导致两者之间潜在冲突加剧;生态保护−农业生产−城镇建设潜在冲突区分布于除河口区外的大部分地区,潜在冲突强度由沿海向内陆递增,沿河地区尤为显著,由于资源资源的有限性使多功能发育过程相互排斥,潜在冲突强烈。

从行政单元来看(图5),不同功能之间潜在冲突类型在行政单元上具有一定的非均衡性。其中,生态保护−农业生产潜在冲突在垦利县的规模最大,占比60%以上;生态保护−城镇建设潜在冲突在利津县比较高,占比30%左右;农业生产−城镇建设潜在冲突除河口区外其余县(市、区)潜在冲突区占比均高于50%,以滨城区、信阳县、高青县为主;生态保护−农业生产−城镇建设潜在冲突除河口区外其余县(市、区)潜在冲突区占比均高于70%,同样以滨城区、信阳县、高青县为最高。

4.3 黄河三角洲国土空间优化格局与调控策略

4.3.1 国土空间优化格局

国土空间多功能潜在冲突的本质是区域保护与开发双重压力下的内在表现形式,而基于多功能潜在冲突调解机制重构国土空间优化格局是指导人类认识和改造自然的科学指南。基于多功能潜在冲突调解机制,黄河三角洲国土空间优化格局如图6,按照面积占比从大到小依次为农业优先开发区(53.75%)、城镇优先建设区(14.77%)、生态优先保护区(12.16%)、生态重要保护区(10.38%)、弹性发展区(4.05%)、农业一般开发区(3.16%)、城镇一般建设区(1.73%)。

图6

图6   黄河三角洲国土空间优化格局

Fig. 6   Territorial space optimization pattern of the Yellow River Delta


从地理单元来看,生态保护区主要以条带状沿河、沿海、沿山体分布,空间连通特征显著;农业开发区呈面状分布在黄河三角洲中西部、南部和东部,城镇建设区以东营区为核心呈放射状分布,弹性发展区以点—面状分布,其中生态保护弹性区与综合弹性发展区沿海分布、农业弹性区分布于内陆、城镇建设弹性区主要分布在莱州市;总体上,黄河三角洲国土空间优化格局呈现一定的陆−海−河−山梯度分异特征(图7),保护与开发建设界线由沿海、沿河、山体分别向内陆过渡20.69 km、1.6 km和5.25 km,保护强度逐渐减弱而开发建设强度逐渐增强。

图7

图7   黄河三角洲国土空间优化格局梯度分异特征

Fig. 7   Gradient differentiation characteristics of land spatial optimization pattern in the Yellow River Delta


从行政区来看(图8),不同县(市、区)内生态保护与开发建设格局的差异性体现了社会生态系统趋于协同发展的最优化路径。生态保护区主要分布在河口区、垦利县、无棣县和昌邑县,生态优先保护区整体高于生态重要保护区;农业开发区主要集中在高青县、博兴县、乐陵市与惠民县,农业优先开发区远高于农业一般开发区;城镇建设区主要分布在东营区、滨城区、邹平县,其余各县(市、区)占比不到20%,城镇优先建设区均高于城镇一般建设区;弹性发展区主要分布在寒亭区和沾化区,以生态发展弹性区占比最高、综合弹性发展区次之、农业弹性发展区较低、城镇弹性发展区最低。

图8

图8   黄河三角洲国土空间优化结构占比

Fig. 8   Proportion of territorial space optimization pattern in the Yellow River Delta


4.3.2 国土空间格局调控策略

实现国土空间优化格局稳定性需要制定保障性调控策略,分类治理、集聚提升作为国土空间格局优化路径的理论引导[31],为黄河三角洲国土空间格局优化调控提供了有益借鉴。因此,针对不同优化格局制定差别化的国土空间调控策略,为缓解黄河三角洲生态环境风险和实现国土空间可持续利用提供政策支持。

1)生态保护区调控策略。生态优先保护区内禁止公服设施、城乡建设与工业发展等人类活动,合理有序引导黄河滩区农村居民点迁移;加强湿地公园、森林公园与自然保护区保护力度,通过“点−线−面”式生态廊道便捷野生动物迁徙,强化生态廊道连通性。生态重要保护区通过细化允许、限制、禁止的产业和项目清单,从严确定禁止类产业和项目用地;在不威胁生态系统正常运转的情况下,依托良好生态资源以开放或半开放方式适当发展生态旅游业。

2)农业开发区调控策略。农业优先开发区内确保耕地数量不减少,用途不改变;依托良好的水土光热组合优势发展集约高效新型农业,依托科技创新、技术进步实现传统农业向现代农业转型。农业一般开发区内注重农业生产过程中的障碍性因素,朝向改善灌溉方式与调整农业生产结构方向发展,注重“用养结合”;注重增强农业生产过程中的生态溢出效应,牢固树立集“数量、质量、生态”三位一体的农业开发理念。

3)城镇建设区调控策略。城镇优先建设区内节约集约利用建设用地,促进建设用地“五量”协同发展;合理配置科教文卫体等公共服务用地资源,加快产业转型升级以实现资源主导型产业向技术引领性产业转型;加强区域协同,强化区域物质流、信息流、资金流之间的沟通。城镇一般建设区内新增建设用地应合理选址,在适宜性欠佳区域可适当减小城镇建设强度。

4)弹性发展区调控策略。生态保护弹性区在面对气候变化、环境恶化、生物多样性锐减等生态环境问题时可优先调整为生态保护功能区;农业生产弹性区在面临旱涝灾害等情况下导致粮食减产时可优先调整为农业生产功能区;城镇建设弹性区在应对产业发展、城镇化建设等建设用地紧缺时可优先调整为城镇建设功能区;综合弹性发展区在面对生态脆弱、人口扩张、粮食安全等迫切性现实问题影响下的土地需求,可以通过对弹性发展区土地资源配置加以缓解。

5 结论与讨论

5.1 结论

本研究以社会生态系统耦合视角刻画国土空间多功能潜在冲突,围绕“功能分类−适宜性评价−冲突识别−调解路径”的逻辑主线分析了黄河三角洲国土空间多功能潜在冲突特征与调解路径,并以潜在冲突调解构建了国土空间优化格局,研究表明:① 黄河三角洲国土空间多功能适宜性空间分布和结构差异明显,生态保护功能重要性沿河、沿海、沿山体分布,重要及以上面积为7 405.92 km2,占比为27.67%;农业生产功能适宜性由内陆向沿海过渡式降低,适宜及以上面积为26 622.46 km2,占比为99.41%;城镇建设功能适宜性由内陆向沿海间断式降低,适宜及以上面积为22 598.23 km2,占比为84.38%。② 黄河三角洲农业生产−城镇建设双功能型和生态保护−农业生产−城镇建设多功能型潜在冲突占据主导,冲突面积占比分别为84.12%和85.35%,其余潜在冲突类型强度差异较大。黄河三角洲多功能潜在冲突的空间分布在地理单元上呈现出显著的陆−河−海梯度分异特征,在行政单元上具有非均衡性。③ 黄河三角洲生态保护与开发格局从地理单元来看呈现一定的陆−海−河−山梯度分异特征,保护与开发界线由沿海、沿河、山体分别向内陆过渡20.69 km、1.6 km和5.25 km,保护强度逐渐减弱而开发建设强度逐渐增强;从行政区来看,黄河三角洲生态保护与开发格局在各县(市、区)占比差异较大,体现了社会生态系统趋于协同发展的最优化路径。

5.2 讨论

本研究以黄河三角洲为例,基于社会生态系统理论实现了多功能潜在冲突界定与调解的统一,为潜在冲突研究提供了新范式,揭示了黄河三角洲多功能潜在冲突以及生态保护与开发空间格局的陆−海梯度分异特征,但存在些许不足:① 黄河三角洲作为整个黄河流域生态保护和高质量发展的前沿阵地与关键节点,如何将国土空间多功能潜在冲突与生态保护和高质量发展战略有效衔接,并估算潜在冲突转向现实的发生概率,进而提出具有针对性的对应策略,是后续研究的重要方向;② 本文从栅格尺度实现国土空间多功能潜在冲突的识别与调解,但是国土空间规划作为重要的政策工具,是进行管理与决策等空间治理的重要方式,基于栅格尺度下的国土空间优化格局还不能运用到主体功能区和全域发展战略格局中,建立不同尺度之间从国土空间重构到区域高质量发展的传导机制具有现实性和迫切性,在未来研究中也势在必行。

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