基于MSS模型的“三生空间”识别与优化

赵强　李家会　李小云

摘   要：为科学研究生产、生活和生态三者之间的关系，助力市级国土空间规划编制，以衡阳市为研究对象，借助遥感和GIS等技术，采用多源数据并构建MSS模型对衡阳市三生空间进行识别与优化，结果表明：（1）整体而言，衡阳市中部地区比周边地区生态重要性低，南岳山区与中心城区农业适宜性相对更低，中部地区比周边地区建设适宜性高;（2）衡阳市三生空间整体呈现“中心-外围”扩散分布格局，生活空间集中分布于中心地区，农业空间主要分布于中部地区，生态空间主要分布于外围特别是北部地区。本研究可为相关国土空间规划管理与政府决策提供一定参考建议。

关键词：国土空间规划;三生空间;MSS模型;识别与优化;衡阳市

中图分类号： F127            文献标识码 ：A         文章编号：1672-5603（2022）03-70-06

Spatial Identification and Optimization of Production， Living and Ecological Space on MSS Model

—Take Hengyang Profecture as an Example

Zhao Qiang Li Jiahui Li Xiaoyun

（1. The Third Surveying And Mapping Institute of Hunan Province，Changsha Hunan 410001; 2. Hunan key Lab of Land & Resources Evaluation & Utilization， Changsha Hunan 410007; 3. Hengyang Bureau of Natural Resources and planning， Hengyang Hunan 421001）

Abstract： In order to improve the land and space planning of Hengyang Perfecture， coordinating the relationship among life， production and ecology. With the help of technologies such as remote sensing and GIS， multi-source data are used and an MSS model is built to identify and optimize the Production， Living and Ecological Space in Hengyang prefcture， and finally the following main conclusions are drawn： （1） Generally speaking， the central region is less ecologically important than the surrounding regions. The Nanyue Mountain and the central urban area have relatively lower agricultural suitability， and the central area is more suitable for construction than the surrounding areas; （2）Production， Living and Ecological Space， production and ecolodyoverall presents a "center-periphery" diffusion pattern， with concentrated living spaces.In the central area， the agricultural space is mainly distributed in the central region， and the ecological space is mainly distributed in the periphery， especially the northern region. Through this research， it provides certain reference suggestions for related land use planning management and government decision-making.

Keywords： territorial and spatial planning; production， living and ecological space; MSS model; identification and optimization; Hengyang profecture

隨着我国城镇化日益发展，资源、环境和人口之间的矛盾不断凸显，生产空间、生态空间与生活空间三者的协调布局则显得尤为必要。

近年来，我国不少学者针对国土空间开发“三生空间”（生产-生活-生态）空间进行了相关研究。其中，朱媛媛（2015年）[1]等人主要利用NPP生态空间评估模型对 “三生”空间区划指标体系进行了构建，李广东（2016年）[2]从土地利用的功能、景观功能综合以及生态系统服务的多视角出发来研究城市内部生态、生产、生活空间功能关系，刘继来、刘彦随等人（2017年）[3]从宏观尺度上揭示了1990-2010年间中国“三生空间”格局及其变化特征，王成（2018年）[4]利用耦合模型探究了乡村“三生空间”功能，李家会（2018年）[5]采用土地利用转换指数对广州市大都市区“三生空间”进行了时空特征分异研究，崔家兴（2018年）[6]运用格网分析、空间自相关分析和三角图分析法剖析了湖北省“三生空间”分布格局和演化特征，李晓青（2019年）[7]针对村域“三生空间”进行了相关实证研究，曾毅（2019）[8]以湖南省为例来研究生态重要性、生态敏感性、建设开发适宜性、农业开发适宜性的划分。

本研究利用最大空间适宜性MSS（Maximum Spatial Suitability）模型对衡阳市“三生空间”进行识别与优化研究，一定程度上可以拓展“三生空间”研究的技术手段与思路，为衡阳市乃至其它地区“三生空间”识别与优化提供一定参考与建议。

1 MSS模型构建

1.1 MSS模型

首先，根据自然资源评价情况，初步识别生态重要性、生态敏感性、建设开发适宜性、农业开发适宜性;通过模型识别计算城镇空间、农业空间、生态空间适宜性分值;

F_城镇空间=2*[建设开发适宜性]-[农业开发适宜性]-MAX（[生态重要性]，[生态敏感性]）（1）

F_农业空间=2*[农业开发适宜性]-[建设开发适宜性]-MAX（[生态重要性]，[生态敏感性]）（2）

F_生态空间=2*MAX（[生态重要性]，[生态敏感性]）-[建设开发适宜性]-[农业开发适宜性]（3）

最后，识别城镇空间、生态空间、农业空间。

MSST = MAX（[F_城镇空间]，[F_农业空间]，[F_生态空间]）（4）

式中，表示T类最大空间适宜性得分，T表示“三生空间”类型。

1.2 MSS模型完善与调整

当[F城镇空间]、[F农业空间]、[F生态空间]存在兩两相等时，则对比生态重要性、生态敏感性、建设开发适宜性与农业开发适宜性指标，按照“生态优先”原则进行划分。

根据土地资源、水资源、生态环境、地质环境承载能力评价结果，并结合第三次国土调查成果，调整优化城镇空间、生态空间与农业空间布局。建设用地承载力临界或超载的区域需要严格控制新增建设用地;耕地承载能力超载的区域需要适当增加耕地面积，调整农业开发高适宜区为耕地;水资源承载能力临界或超载的区域，需要严格控制农业开发，适当控制建设开发;生态环境承载能力临界或超载的区域，需要严格控制建设开发和农业开发;地质环境承载能力超载的区域，城镇空间布局时要适当避开。

根据现状对城镇空间、生态空间和农业空间进行微调，优化“三区”布局结构。城镇空间、农业空间与生态空间布局位置以适当集中为原则做优化。

1.3 基于MSS模型技术路线

通过对自然资源本底数据进行分析，初步得到“三生空间”适宜性评价结果，以此为基础构建MSS模型对评价结果进行优化调整，得到优化后的适宜性评价结果，详细技术路线见图1。

2 实例分析研究

2.1 研究区基本情况

衡阳市，东经111°32′16″ ～113°16′32″，

北纬26°07′05″ ～27°28′24″，下辖5区、5县及2县级市。位于湖南省中南部，是湖南省副中心城市和长江中下游的重要城市。地形复杂，以山地、丘陵、岗地为主，属于典型 “六山半水三分田，半分道路和庄园”空间格局。

2.2 多源数据来源

为了对衡阳市“三生空间”进行全面综合、科学合理识别与优化，本研究主要使用基础底图土地资源、水资源、生态环境以及自然灾害等多源数据，资料内容和来源如表1所示。

2.3 “三生空间”识别

2.3.1 生态重要性

生态斑块集中度可以从一定程度上反映出生态重要和敏感区域以及识别三类空间的分异特征。通过对生态斑块集中度、生态保护等级的分析可以初步判定识别区域的生态保护重要性等级，并将邻近或生态保护等级相同（Ⅴ级、Ⅳ级、Ⅲ级、Ⅱ级、Ⅰ级）零碎的图斑集聚成为相对集中连片图斑（集聚距离建议以一个评价单元为参考），通过集聚后面积判断生态斑块集中度等级，初步划分生态保护重要性等级，等级判别见表2和表3。

根据生态廊道重要性以及现状情况来修正生态保护重要性等级。参考生态廊道重要程度、地表特征及其生态服务功能的重要程度等影响因素，结合植被覆盖、山体所构成的生态廊道、水域以及重要湿地节点所构成的廊道，将所识别出来的生态廊道等级调整为高度重要，见图2。

通过分析，可得衡阳市生态空间分布较广，极重要与高度重要区域面积为781 850.07 hm²，占全域51.08%，大部分位于以南岳风景名胜区山体为主导的天然生态屏障范围内，在生态核心区依然存在部分人为活动，因此在重点核心生态区域应严格控制人类活动，加强管理力度，严格控制非农建设和渔猎活动，提高生物多样性，维持区域生态平衡，除保护需要的相关的建筑外，禁止其他各类开发利用和建设等破坏生态资源的活动。

2.3.2 农业发展适宜性

参照《农用地质量分等规程》（GB/T 28407-2012）分级评价标准赋予适宜性分值，划分为高适宜、较高适宜、中适宜、低适宜和不适宜五类。

衡阳市农业开发适应性评价结果显示不适宜农业开发区域面积约为705 879.54 hm²，占衡阳市域总面积46.14%，主要分布于中部岗地平原地区与南岳山地区，包括中心城区、南岳区等中部区域，适宜农业开发区域主要分布在西南部、中北山地岗平原地区。

农业开发适宜区，多位于坡度较小，土壤基础条件佳区域。主要为衡阳市西南部山地岗平原、中北部丘岗和东北部丘岗地区，且该地区耕地相对集中连片，破碎度较小，非耕地区开垦为耕地潜力更加巨大;高适宜与中适宜区位于地质灾害低易发区，地质条件优越，更适宜人类进行农业生产和农业开发。

不适宜农业开发区多处于生态环境较为脆弱的区域，地形以山地为主且植被覆盖度高，大多坡度普遍较高，农业开发难度较大，不适宜做农业开发。

2.3.3 建设开发适宜性

参考《资源环境承载能力和国土空间开发适宜性评价技术指南（试行）》评价因子，将适宜性等别划分为不适宜、低适宜、中适宜、高适宜四类。

衡阳市建设开发适应性等级为中适宜与高适宜的土地面积为690 624.32 hm²，占市域总面积45.12%。建设适应性高的区域普遍位于坡度较小的低山谷地和平原区域，平原地区地质结构相对稳定且交通相对方便、开发难度相对容易。

衡阳市建设开发不适宜及低适宜的土地面积为839 108.19 hm²，占比54.88%，多为生态高度重要或敏感的区域，主要分布在山地坡度大、地质灾害风险较强，生态相对脆弱的区域，缺乏建设所需的地质和区位条件，开发成本较高、风险较大。主要位于耒阳、常宁南部、衡山县西部、南岳区、祁东县北部的山林，包括南岳风景名胜区、衡东锡岩洞—洣水省级风景名胜区等区域，但可以采用格构护坡工程、挡土墙工程等建筑技术对其加固后进行适当的建设开发，以提高人民生活质量的保障生活水平。

2.4 “三生空间”优化

通过模型识别分析并对结果进行优化，生态空间主要集中在湿地、林地、草地、水域以及其他未利用地等类型。农业空间则识别为主要为农业生产、农村生活为主的功能空间，包括基本农田、一般耕地、园地、牧草地、零散农村居民点以及其他以从事农业生产为主的农业空间。城镇空间主要是城镇经济、社会、政治、文化等活动的空间载体，包括其他服务于人类生活功能区域。通过MSS模型与一系列优化调整，最终得到衡阳市“三生空间”识别与优化，见图3。

生态空间是以改善生态环境质量为核心，以保障和维护生态和生产功能为主的区域。包括具有重要生态价值的山地、森林、林地、河流、湖泊、水源保护区等具有生态功能的用地和自然保护地、风景名胜区、国家森林公园、湿地公园等法定保护空间，以及其他未建设但具有生态功能的生态用地

农业空间主要指以从事农业生产活动、承载农村人口生活為主的功能空间，农业空间可划分为永久基本农田保护区与一般农业空间，包括基本农田、一般农田、园地、牧草地、零散历史文化保护村落、零散农村居民点以及其他农业空间。

城镇空间作为承载城镇化发展的空间，其土地利用要求紧凑集约，城镇开发建设应优先利用现有低效用地、空心房、闲置地和未利用地等，提高土地利用效率，体现城市生态性和人文性。

3 结束语

“三生空间”的合理划定承载着人们对未来美好生活向往的美好愿景，在国家大政策生态文明建设的大战略背景下，以及“主体功能区”到“国土空间规划”重大规划思路的调整，再到研究“三生空间”布局如何运用到实际生活中，诸多问题尚待明晰。通过构建MSS模型识别“三生空间”，研究结果表明：衡阳市生态重要性、农业适宜性以及建设适宜性存在空间分布差异。其中，建设适宜性与农业适宜性较高区域集中分布于中部地区，生态适宜性高的区域主要集中于外围区域。生活空间呈现“一核多心”模式即中心城区为一核、各城镇区为多心，农业空间围绕生活空间呈环形分布格局，生态空间处于最外层，形成天然生态屏障。

参考文献/References

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