【摘要】：優(yōu)化國土空間開發(fā)格局是實現(xiàn)我國生態(tài)文明建設的重要舉措,是關系到區(qū)域經濟社會可持續(xù)發(fā)展的重大戰(zhàn)略問題。我國正處于工業(yè)化、城鎮(zhèn)化的快速推進時期,而城市群國土空間作為產業(yè)發(fā)展與人口集聚的重要載體,存在空間開發(fā)失衡與無序利用等問題,區(qū)域協(xié)調發(fā)展與生態(tài)安全格局都面臨嚴峻挑戰(zhàn)。因此,在新形勢下,如何實現(xiàn)國土空間格局優(yōu)化、科學安排空間開發(fā)秩序以及促進空間資源的高效利用,就成為區(qū)域經濟社會協(xié)調發(fā)展中備受關注的焦點問題。黨的“十八大”報告明確提出要優(yōu)化國土空間開發(fā)格局,促進生產空間集約高效、生活空間宜居適度、生態(tài)空間山清水秀,“三生”空間的合理布局與開發(fā)是推動區(qū)域國土空間均衡、協(xié)調利用的重要途徑。長江中游城市群地處我國中部地區(qū),是以武漢城市圈、環(huán)長株潭城市群和環(huán)鄱陽湖城市群為主體形成的特大型城市群,不僅是引領中部崛起的重要支撐,還是推進長江經濟帶建設的新興增長極。隨著長江中游城市群工業(yè)化、城鎮(zhèn)化以及城鄉(xiāng)一體化建設的快速發(fā)展,城市群國土空間開發(fā)混亂、生態(tài)環(huán)境惡化等問題也日益突出,如何準確定位城市群不同空間功能、合理構建國土空間開發(fā)模式,也成為長江中游城市群可持續(xù)發(fā)展中亟待解決的問題�；谝陨媳尘�,本文以長江中游城市群國土空間作為研究對象,將生產、生活和生態(tài)功能作為切入點,以國土空間“系統(tǒng)特征-動力機制-結構演變-功能識別-空間優(yōu)化-格局重構”作為全文分析的邏輯主線,逐步展開城市群國土空間的相關研究。首先,在明確三生功能與空間內涵的基礎上,運用系統(tǒng)科學理論探究國土空間三生功能系統(tǒng)的相互作用關系,明晰功能系統(tǒng)演化的動力機制。其次,以三生功能為視角,從數(shù)量結構與景觀結構兩方面,探討長江中游城市群國土空間結構的時空演變規(guī)律;通過評價城市群三生功能水平,從空間異質性與空間相關性兩方面揭示國土空間功能的格局特征;在此基礎上,引入標準顯示性比較優(yōu)勢指數(shù)(NRCA),確定城市群國土空間優(yōu)勢功能分布格局,并運用空間聚類等方法,逐步調整孤立單元,形成長江中游城市群國土空間優(yōu)化方案;為實現(xiàn)國土空間優(yōu)化的目標,從國土空間產業(yè)發(fā)展、城鎮(zhèn)化格局以及生態(tài)安全布局入手,運用空間結構理論,提出長江中游城市群國土空間利用的模式和路徑。論文的主要研究內容及結論如下:(1)利用系統(tǒng)科學理論構建了城市群國土空間三生功能系統(tǒng)相互作用以及運行機理的分析框架,提出自組織機制、競爭與協(xié)同機制及主體需求與能動作用是系統(tǒng)演化的動力。利用系統(tǒng)科學理論剖析了三生功能系統(tǒng)特征以及相互之間的作用關系,認為生產功能是功能系統(tǒng)演變的動力,生活功能是三生功能之間聯(lián)系的紐帶,生態(tài)功能是功能系統(tǒng)能夠穩(wěn)定運行的保障;三生功能系統(tǒng)是具有整體性與開放性、耗散結構以及復雜性和不確定性等特征的自組織系統(tǒng)。在此基礎上,運用自組織及協(xié)同學理論,揭示了自組織機制、競爭與協(xié)同機制、主體需求與能動性共同構成了功能系統(tǒng)演變的驅動機制。(2)長江中游城市群國土空間結構在類型轉換、空間變化及地形梯度分布上具有一定的規(guī)律性;城市群國土空間的景觀集聚水平呈下降趨勢,破碎化程度越來越高。(1)農業(yè)生產空間與林地生態(tài)空間所占國土空間總面積80%以上,空間類型之間相互轉換主要表現(xiàn)為農業(yè)生產空間、林地生態(tài)空間的轉出,工礦生產空間和城鎮(zhèn)生活空間的轉入,林地生態(tài)空間面積減少趨勢明顯,多轉為工礦生產空間和城鎮(zhèn)生活空間。(2)農業(yè)、工礦生產空間、生活空間、水域和其他生態(tài)空間主要分布在低海拔、地形平坦及起伏度較小的低地形梯度上,而林地與草地生態(tài)空間在海拔高、坡度陡和起伏度較大的中高地形梯度上具有分布優(yōu)勢。(3)在斑塊水平上,農業(yè)、生產與農村生活景觀斑塊數(shù)最多,呈逐年遞增趨勢。從景觀尺度上看,農業(yè)生產景觀與林地生態(tài)景觀為城市群主體景觀,景觀均衡化和多樣化水平逐漸增大,集聚和連通水平逐漸降低,非主體景觀對空間的控制水平呈現(xiàn)上升趨勢。(3)針對長江中游城市群三生功能進行評價,分析城市群國土空間功能格局特征:從空間異質性來看,不同功能空間分布呈現(xiàn)一定的級差化;從空間相關性來看,各類型功能在空間上都存在明顯的空間相關性。從空間異質性來看,農業(yè)生產功能高值區(qū)分布于江漢平原、洞庭湖平原及鄱陽湖平原;工業(yè)生產功能水平以武漢市區(qū)和長沙市區(qū)最高,在空間分布上,武漢城市圈與宜昌、襄陽形成連片格局,環(huán)長株潭城市群以核心層市區(qū)單元為核心向外擴展;生活功能高水平單元多為地級市市區(qū)以及縣級市單元,在空間格局中,武漢城市圈與鄂西北城市連接形成帶狀分布,“長株潭”市區(qū)與湘贛交界處的縣區(qū)形成連片發(fā)展;生態(tài)功能高水平單元多位于鄂西山地、幕阜山、懷玉山、洞庭湖、鄱陽湖等區(qū)域,形成帶狀分布。從空間相關性來看,各功能均通過全局自相關與局域自相關檢驗,呈現(xiàn)顯著的空間集聚特征,而不同功能集聚區(qū)的分布格局具有較大差異。(4)利用定量評價與定性調整相結合,確立長江中游城市群國土空間9個一級功能區(qū)和39個二級功能區(qū)的區(qū)劃方案,實現(xiàn)城市群國土空間優(yōu)化。按照城市群比較優(yōu)勢功能評價結果,結合城市群自然基底、空間結構特征、功能分布格局、產業(yè)與城鎮(zhèn)發(fā)展等規(guī)劃,以區(qū)域發(fā)生一致性、共軛性以及形態(tài)類似性等原則,逐步調整優(yōu)勢功能區(qū)孤立單元,形成了9個一級功能區(qū):生態(tài)功能區(qū)、農業(yè)生產功能區(qū)、農業(yè)生產-生態(tài)功能區(qū)、農業(yè)-工業(yè)生產功能區(qū)、生活-生態(tài)功能區(qū)、農業(yè)生產-生活功能區(qū)、工業(yè)生產-生活功能區(qū)、工業(yè)生產-生態(tài)功能區(qū)及農業(yè)、工業(yè)生產-生活功能區(qū)。在此基礎上,又依據(jù)自然隔斷、分區(qū)原則等將一級功能區(qū)分為39個二級功能區(qū),確立了長江中游城市群國土空間優(yōu)化方案。(5)為保障國土空間優(yōu)化方案的實施效果,構建農業(yè)生產基地、工業(yè)產業(yè)集群與發(fā)展軸帶、城鎮(zhèn)組團與發(fā)展走廊、生態(tài)保育區(qū)與生態(tài)廊道等多種開發(fā)模式。(1)農業(yè)生產空間采用農業(yè)生產基地作為開發(fā)模式,按照不同農產品優(yōu)勢劃分為8個農業(yè)生產基地。工業(yè)生產空間采用“產業(yè)集群-軸帶”發(fā)展模式,設計7個產業(yè)集群和5條產業(yè)發(fā)展軸帶,在空間上形成“三縱兩橫”的發(fā)展格局。旅游產業(yè)空間通過構建5個旅游產業(yè)集群和3條旅游產業(yè)發(fā)展軸帶,在空間上形成“一縱兩橫”的發(fā)展格局。(2)生活空間采用“極核-組團-走廊”開發(fā)模式,共劃分為16個城鎮(zhèn)組團,并構建了6條城鎮(zhèn)發(fā)展走廊,在空間上形成“三縱三橫”的開發(fā)格局。(3)生態(tài)空間選擇“生態(tài)保育區(qū)-廊道”作為布局模式,由5個生態(tài)保育區(qū)和10條生態(tài)廊道構成了立體網狀的空間格局。
【學位授予單位】：華中農業(yè)大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：F205
【圖文】：

各子系統(tǒng)還包含更低一級的子系統(tǒng)和要素，如圖2-1。三個子系統(tǒng)之間相互聯(lián)系、相互制約，共同決定國土空間系統(tǒng)的綜合屬性和演變規(guī)律，生產功能、生活功能系統(tǒng)都以人類活動為主體，而生態(tài)功能系統(tǒng)則以自然的自我調節(jié)為主；在一定區(qū)域內國土空間所體現(xiàn)的綜合功能是人類利用空間、改造自然的結果。因此，國土空間的利用具有空間與時間的二維性。圖 2-1 三生功能系統(tǒng)結構圖Fig.2-1 The structure map of ecological-production-living functional system2.2.3.1 生產功能系統(tǒng)生產功能是國土空間結構與功能系統(tǒng)演變的根本動力。生產功能系統(tǒng)是由一定區(qū)域范圍內，各類生產要素相互聯(lián)系、相互作用所構成，體現(xiàn)人類組織生產要素進行資料加工和商品生產的過程，為提供人們日常生存所需消費品和各類服務。生產功能系統(tǒng)內包含農業(yè)生產功能、工業(yè)生產功能和金融貿易等多個生產子系統(tǒng)，是一個與外界環(huán)境隨時進行質能交換的巨型開放系統(tǒng)；通過引入能源、技術等生產要素作為“負熵流”，打破系統(tǒng)自身的平衡狀態(tài)，將系統(tǒng)從平衡態(tài)向遠離平衡態(tài)推進；在外界環(huán)境驅動下實現(xiàn)有規(guī)律的波動和擾動，生產功能系統(tǒng)通過涌現(xiàn)和漲落作用形成新的平衡態(tài)。

生態(tài)景觀也具有較大差異。如以森林為主體的生態(tài)空間則表現(xiàn)出林地景觀，以湖泊等為主體的生態(tài)空間則表現(xiàn)為水系與濕地等景觀。此外，生態(tài)功能系統(tǒng)還一定的自我修復能力，例如，在系統(tǒng)受到污染、人為破壞等侵害時，通過自身和維持功能能夠實現(xiàn)自我調節(jié)，修復生態(tài)功能系統(tǒng)的受損結構，恢復生態(tài)功能子系統(tǒng)之間的平衡狀態(tài)，但是若系統(tǒng)所受破壞超過自身修復能力，生態(tài)功能系化和維持功能將逐漸退化，系統(tǒng)有面臨崩潰的風險。2.3.4 三生功能相互作用特征從系統(tǒng)科學理論視角分析三生功能系統(tǒng)之間的相互作用關系，三生功能系統(tǒng)生產功能、生活功能和生態(tài)功能之間相互聯(lián)系形成的共生系統(tǒng)，隨時與外界環(huán)行著物質、能量和信息的交換，通過自身的耗散結構維持整個系統(tǒng)的正常運行種功能之間相互影響、相互制約，各功能系統(tǒng)都與其他功能系統(tǒng)有著緊密聯(lián)系節(jié)從“生產-生活”，“生產-生態(tài)”及“生活-生態(tài)”三個方面分析國土空間功統(tǒng)之間作用關系，如圖 2-2。

充分考慮社會效益和生態(tài)效益，實現(xiàn)提高生活功能水平和保護生態(tài)空間的；在利用生活空間時，將人的發(fā)展放在核心位置，不斷改善生活方式和條件，生活空間向緊湊、便捷的方向發(fā)展，以提升人的素質作為推動生產力發(fā)展和生境改善的動力；在國土空間優(yōu)化時，要以環(huán)境的承載能力與生態(tài)維持能力為約理安排生產、生活功能空間布局，以區(qū)域協(xié)調與可持續(xù)發(fā)展作為空間開發(fā)準則進生產空間集約高效、生活空間宜居適度和生態(tài)空間山清水秀。.2.4 三生功能系統(tǒng)自組織特征國土空間功能系統(tǒng)作為人類經濟社會活動的綜合體，是由生產、生活和生態(tài)系統(tǒng)相互聯(lián)系和相互制約形成的復雜整體。隨著時間的推移，各類功能之間進互轉換，并與外界環(huán)境相互作用，整個過程中功能系統(tǒng)受到某種自組織規(guī)律的，逐步遠離平衡態(tài)。三生功能系統(tǒng)在物質、能量和信息等要素的共同作用下，生產、生活與生態(tài)功能之間競爭與協(xié)同，實現(xiàn)整個功能系統(tǒng)的突變與漲落，使空間利用的有序度越來越高，是一個具有耗散結構的典型自組織系統(tǒng)，見圖 2

本文編號：2769406