资源型城市空间冲突测度及其空间响应研究_郑洋.pdf

资源型城市空间冲突测度及其空间响应研究郑洋，程琳琳*，王义方，王俊奇(中国矿业大学(北京)地球科学与测绘工程学院，北京 100083)摘 要：科学诊断资源型城市空间冲突等级，厘清空间冲突变化与土地利用间的复杂关系，对城市转型发展、区域资源合理利用具有重要意义。论文基于山东省新泰市资源型城市特征，以生态系统服务价值和土地利用为视角，从空间压力、空间暴露性和空间风险响应维度构建空间冲突测度模型，并运用地理加权回归模型探讨了空间冲突的变化与土地利用调整间的关系。结果表明：20092020年，新泰市空间冲突指数保持稳定，变化量仅为0.0018，且不同冲突等级的变化趋势不同；空间冲突格局呈圈层分布，由中心向四周等级逐渐减弱。20092020年，新泰市平均土地利用动态度为23.14%，空间布局差异性显著，土地利用特征以耕地林化、土地整治、建设用地及生态用地扩张为主。地理加权回归模型分析显示，土地利用动态度与空间冲突指数变化呈显著相关(P0.01，R2=0.8517)，平均系数值为0.1381，且以正相关为主，表明新泰市土地利用调整对空间冲突的抑制产生了积极影响。研究可为区域土地合理利用、空间冲突治理及空间结构优化提供科学依据。关 键 词：空间冲突；土地利用；动态变化；资源型城市；新泰市资源型城市是以资源产品生产和输出为主要职能的城市，在中国发展历程中作出了巨大贡献1-2，但矿产开采等人类活动严重干扰着区域生态环境的结构和功能，导致空间利用经济效益与生态效益矛盾突出。空间冲突是人、地相互作用过程中对立的客观地理现象，是基于空间资源的稀缺性、功能的外溢性，引起的空间资源竞争和博弈的过程，其实质是以土地利用为主的各种利益矛盾和目标重叠的演变3-4。面对资源型城市生态环境保护、产业发展转型等需求，不同利益主体对空间资源的抢夺更加激烈，空间冲突愈发显著，探究其空间冲突格局、演化规律及其空间响应特征，是支撑城市转型发展、合理利用空间资源的基础。近年来，国外学者从多要素视角探讨空间冲突溢出效应及不同要素所造成的社会、经济及生态冲突等问题5-8。国内，有学者基于地理学视角揭示了空间冲突的含义、成因、特征及影响机制等内容3,9，还有学者从生态学视角切入，利用景观生态学、生态系统服务价值等理论，探讨了空间冲突水平、空间开发利用与区域生态环境保护关系等问题10-14。研究尺度多集中在城市群等宏观尺度15-16，对中小尺度的研究相对较少。在工业化、城镇化进程中，生产、生活空间不断扩张，挤压着生态空间，“三生”空间利用冲突不断增强，受到了众多学者的关注17-20，如赵旭等21基于CLUE-S模型模拟河北省昌黎县2025年“三生”空间格局，并借助空间冲突测度模型测算了20052025年空间冲突指数，分析冲突格局演变特征。已有研究结果表明，空间冲突对区域发展、空间资源利用等具有重要影响，但现有研究在构建空间冲突测度模型时多采用景观格局指数，而对外部环境因素形成的空间利用压力研究和空间冲突响应研究相对不足。收稿日期：2022-06-29；修订日期：2022-08-30。基金项目：国家重点研发计划项目(2018YFD1100803)。Foundation:The National Key Research and Development Program ofChina,No.2018YFD1100803.第一作者简介：郑洋(1994)，女，内蒙古乌兰察布人，博士生，研究方向为矿区土地利用和国土空间规划。E-mail:.*通信作者简介：程琳琳(1977)，女，山东泰安人，教授，主要研究方向为矿区土地利用和国土空间规划。E-mail:引用格式：郑洋,程琳琳,王义方,等.资源型城市空间冲突测度及其空间响应研究 J.地理科学进展,2023,42(2):275-286.Zheng Yang,Cheng Linlin,Wang Yifang,et al.Spatial conflict measurement in resource-based cities and spatial responses.Progress in Geography,2023,42(2):275-286.DOI:10.18306/dlkxjz.2023.02.006275-286页第42卷 第2期2023年2月地 理 科 学 进 展Progress in GeographyVol.42,No.2Feb.2023地理科学进展第42卷长期采掘业的发展，导致资源型城市存在大量的矿业废弃地、采煤塌陷地，土地浪费严重，而随着城市建设发展，对土地资源的需求量也日益增长，使得土地利用压力增加，空间利用矛盾显现22。以往研究中多认为土地利用是空间冲突的重要体现，学者们从用地角度对空间冲突进行了积极探索6,23-28。空间冲突与土地利用是双向作用的，空间冲突等级影响着土地利用调整的方向，而合理的用地模式能够有效治理空间冲突。可实际应用中，空间冲突与土地利用调整并不是简单的对应关系，厘清区域土地利用动态变化与空间冲突的复杂关系，是有效治理空间冲突、优化土地资源配置、协调区域空间利用目标的基础。新泰市是典型的资源型城市，自20世纪80年代起，矿产资源开采就成为其经济支柱。长期的资源开发使得新泰市地表塌陷、植被损毁等一系列土地浪费及生态问题频发，空间冲突凸显。在城市转型发展需求下，科学识别空间冲突格局对合理利用空间资源、优化空间结构具有重要意义。因此，本文以新泰市为例，借鉴“风险源风险受体风险响应”的生态风险评价模型，从空间外部压力、空间暴露性和空间风险响应维度出发，基于生态系统服务价值系数构建空间冲突测度指数模型，并利用地理加权回归模型探究土地利用动态变化与空间冲突间的复杂关系，以期为区域土地资源配置、空间结构优化提供科学依据。1 理论分析框架空间冲突是由多要素构成的复杂系统，包含着土地利用、生态环境及社会经济等多个方面。在土地利用视角下，空间冲突是利益主体基于不同需求而造成的土地利用的方式、数量等的不和谐，以及各种土地利用方式与环境保护间的矛盾29。在生态服务视角下，空间冲突是空间开发利用过程中对生态系统服务的权衡引起的各种矛盾的集中体现，具体表现为城市建设与生态环境保护在空间资源利用方面的博弈4。资源型城市发展过度追求经济增长，忽视了城市生态环境质量，导致城市生产和生态空间竞争日趋激烈，空间利用矛盾突出30。面对绿色转型的需求，资源型城市的产业发展与环境保护对空间资源的抢夺更加强烈，空间冲突凸显。基于此，本文以生态系统服务价值和土地利用视角切入，参考相对生态风险评价模型“风险源风险受体风险效应”，从空间外部压力、空间暴露性和空间风险响应维度选取指标，构建空间冲突指数分析框架(图1)。空间外部压力是空间冲突形成的基础条件。资源型城市人口集聚地与矿产资源分布有着高度的重合性，是生活居住与产业发展的核心地区。随着该区域的产业发展、各项公共基础服务设施建设逐步完善，人口流动有序集中，城镇建设用地呈扩张趋势，挤压着农业和生态空间，空间利用的外部压力不断增加，使得在相对有限的空间中，各利益主体对空间资源的抢夺愈发强烈，空间冲突逐渐形成。空间暴露性是空间冲突演化的根本原因。资源型城市的建设多沿交通干线、资源产地、河流和主城区边缘等发展30，该范围内农业、生活和生态空间交叉重叠，空间利用的多功能性突出。相对优越的区位条件，使得空间利用易受人类活动干扰，不同利用主体对空间资源竞争更加激烈，空间利用转换相对频繁，空间冲突进一步凸显。空间风险响应是空间冲突的直观表现。长期的传统发展模式，使得资源型城市生态环境问题突出。为推动城市绿色转型发展，协调生态环境保护与产业建设是必要内容。在空间利用上，表现为生产、生活空间与生态空间的博弈，而生态系统服务价值的变化是空间风险响应的突出表现，空间冲突越强，对生态系统造成的负面影响越大，生态系统服务价值越低。土地作为空间的载体，是空间冲突形成及演化的基础要素。资源型城市的土地历史遗留问题严重，如采煤塌陷地、工矿废弃地及地表裂缝等，造成了严重的土地资源浪费。在长期不合理的土地利用方式下，资源型城市生产空间利用粗放、生活空间扩张无序、生态空间严重缩减，加剧了空间冲突矛盾。面向多目标的空间利用需求，空间资源竞争逐步激化，土地利用需求进一步增加，为治理空间冲突，合理调整土地利用结构、转变土地利用类型、优化空间布局是主要的途径。基于此，探究土地利用对空间冲突治理的影响程度，对化解空间冲突、优化土地资源配置，协调空间利用目标具有重要意义。2 研究区概况与方法2.1 研究区概况新泰市位于山东省中部(35373607N、1171611800E)，总面积为1946 km2，辖3个街道、276第2期郑洋 等：资源型城市空间冲突测度及其空间响应研究16个镇、1个乡(图2)。地形以丘陵地为主，境内矿产资源丰富，已探明矿种32类。第七次全国人口普查数据显示，常住人口约为127万人。长期的矿产开采导致新泰市矿区及其周边出现地表塌陷、农田损毁、房屋裂缝等现象，生态环境遭到破坏，工矿废弃地分布广泛。自2011年新泰市被列为第三批资源枯竭型城市以来，转型发展需求迫切，而土地利用历史遗留问题严重，与当前可持续发展目标相矛盾，使得空间冲突显著。近年来新泰市积极开展废弃工矿地整治、采煤塌陷区治理及生态修复等一系列工程，该地区生态环境有所好转，先后被评为全国绿化模范城市、国家园林城市。2.2 数据来源研究数据主要涉及2009、2020年新泰市人口密度、粮食产量及土地利用数据等。其中，人口密度数据来源于中国科学院资源环境科学与数据中心31(https:/)，空间分辨率为 1 km1 km。主要道路、河流、矿区、城镇建设用地及驻镇地等土地利用数据来源于新泰市2009、2020年土地利用调查数据。粮食产量等社会经济数据来源于新泰市统计年鉴和农业农村局统计数据。2.3 空间冲突测度指数测算在剖析空间冲突的机制上，根据空间资源稀缺性、空间开发适宜性、空间利用动态性及多宜性等特征，从空间外部压力、空间暴露性和空间响应3个维度，结合资源型城市特征选取指标构建空间冲突测度指数。空间外部压力从空间开发利用维度出发，选取图1 资源型城市空间冲突分析框架Fig.1 Aframework of spatial conflict analysis for resource-based cities图2 新泰市位置示意图Fig.2 Location of Xintai City277地理科学进展第42卷人口密度、城镇建设用地占比和采矿用地占比3个指标测算，人口密度越大、城乡建设用地占比越高、采矿面积越大的区域对空间资源竞争愈发激烈，空间冲突强度越高，两者呈正相关。其中，城镇建设用地占比和采矿用地面积占比以1 km1 km的网格为单元，计算单位面积内建设用地和采矿用地的占比。空间暴露性以空间开发利用适宜性体现，具体以与主要交通道路、矿区、河流和驻镇地的相对位置表示，距离公路、河流、矿区和驻镇地越近的区域在受到外部压力时，空间冲突发生可能性相对较高。距离分析采用ArcGIS 10.4中欧氏距离分析得出。空间风险响应研究参照吴蒙等4的方法，以生态系统服务价值表示，空间冲突强度越高，对生态空间影响越大，生态系统服务价值越弱，两者呈负相关。综合考虑研究区数据可获取性、可视化效果及计算结果的精度，研究选取1 km1 km网格作为评价单元测度空间冲突指数，相关指标见图3(以2020年为例)。由于指标数据量级不同，利用Arc-GIS 10.4 中模糊隶属度工具(fuzzy membership)对指标进行归一化处理。生态系统服务价值评估参照谢高地等32的研究方法，利用生态系统服务价值评估模型和中国陆地生态系统服务价值当量表进行测算，以新泰市20092020年主要粮食作物年平均产量的市场价值确定当量因子32。根据新泰市实际情况，将生态系统划分为7类，参照相关研究成果对各生态系统单位面积生态系统服务价值当量进行修正，其中，耕地、林地、草地分别与农田、森林和草地生态系统相对应；园地