摘要: 国土空间是国民生存的场所和环境，如何调整分散空间用地，探索更加有效的空间优化方法，对国土空间优化配置具有重大意义。本研究以湖南省湘乡市为例，划定全市的农业空间、城镇空间和生态空间这三类空间，从减少国土空间破碎度、提高国土空间适宜性... 展开 国土空间是国民生存的场所和环境，如何调整分散空间用地，探索更加有效的空间优化方法，对国土空间优化配置具有重大意义。本研究以湖南省湘乡市为例，划定全市的农业空间、城镇空间和生态空间这三类空间，从减少国土空间破碎度、提高国土空间适宜性出发，构建湘乡市三类空间多目标规划模型。通过测算优化后的国土空间价值、紧凑度以及适宜性验证本研究方法的有效性和科学性，为决策者提供三类空间优化的方案。研究结论如下： （1）本研究通过梳理现阶段三类空间优化方法、多目标规划模型以及遗传算法的文献，发现三类空间优化这类研究中存在优化方法单一和优化因素不全面等不足之处。本研究运用多目标规划模型进行三类空间优化，基于python遗传算法框架根据湘乡市的现状以及三类空间优化中地类转换具体限制的要求修改遗传算子编码，实现了湘乡市三类空间优化。 （2）为构建多目标规划模型中的国土空间适宜性函数，本研究以200m×200m栅格为研究单元，对湘乡市全境分别进行农用、建设和生态适宜性评价。选用多个学者在三种类型适宜性评价中的高频率指标作为本研究适宜性评价指标，再运用层次分析法确定评价指标体系中指标权重，指标图层叠加运行得到全市农用、建设、生态三个类型的适宜性评价结果，按照适宜程度分为三个适宜性等级分别为高度、中度和不适宜。农业适宜性评价结果中，高度、中度与不适宜区域所占比例分别为45.66%、19.79%、23.82%。另外建设适宜性评价结果中的高度、中度与不适宜的区域所占比例分别为19.73%、34.51%、45.70%，高度适宜区主要为中心城区以及其他坡度较缓的土地。生态适宜性评价结果中，高度适宜区仅占23.82%，中度适宜区和不适宜区分别为37.78%、38.40%。 （3）本研究将农业、建设、生态三类适宜性评价结果与湘乡市三类空间现状进行匹配，从数量和空间布局优化出发，建立空间紧凑度函数和国土空间适宜性函数两个子目标函数并设定总面积、研究单元与土地类型配置关系以及限制区三个约束条件用以构建多目标规划模型，进行三类空间优化研究。多目标规划模型优化结果表明，湘乡市仍是以农业空间为主导，全市农业、城镇、生态空间所占比例分别为58.20%、8.71%、33.09%。超60.00%的乡镇以农业空间为主导，3个街道的城镇空间超半数，泉塘镇的生态空间超总面积的一半。从行政村这个层次来看，紧凑度显著提高，超八成的村庄以农业空间或生态空间为主导。 （4）本研究从空间紧凑度、空间适宜性、空间价值对三类空间的优化结果进行验证。三类空间优化后与现状的紧凑度比值为2.10，各个乡镇以及行政村中各类空间用地紧凑度比值都大于1，空间连片性显著提高；优化结果与适宜性评价结果的匹配分析显示，优化后全市的适宜性整体提升，主要为高适宜区、中度适宜区占比增加与不适宜区占比减少，农业空间占高适宜区比例提高9.18%、中度适宜区提高17.6%、不适宜区减少26.78%，城镇空间在市中心城区进一步往东北方扩张、各个乡镇的城镇空间都有不同幅度的增长，中度适宜区比例提高20.72%、不适宜区减少0.73%，生态空间主要体现在中部和东部地区的不适宜区以及西北部地区中等适宜区的调整，其中高度适宜区比例提高2.03%、中度适宜区提高9.24%、不适宜区减少11.27%；空间价值计算结果显示，研究区总空间价值与现状空间价值的比值为1.94，增幅达到94.00%，其中，农业空间价值减少20.11%；城镇空间价值增长112.24%；生态空间价值增长7.14%。 收起