中国盘锦国土空间“生产-生活-生态”功能时空演变与多情景预测模拟研究

本研究针对国土空间开发失衡与产业布局不合理问题，基于“生产-生活-生态”空间（PLES）理论框架，采用动态态度模型、景观格局指数和RF-Markov-PLUS耦合模型，揭示了盘锦市1990-2020年PLES演变特征，预测了2030年四种发展情景，并通过TOPSIS模型筛选最优方案，为区域可持续发展提供科学依据。

　　

随着社会经济快速发展，国土空间开发失衡与产业布局不合理问题日益凸显，生产空间受限、生活空间过度扩张、生态空间环境恶化等矛盾加剧。中国共产党的十九大明确提出优化国土空间布局、促进“生产-生活-生态”空间（Production-Living-Ecological Spaces, PLES）协调发展。盘锦市作为辽河三角洲核心城市，既是国家粮食安全与生态屏障的重要节点，又面临湿地退化、油田开发与生态保护的博弈，其国土空间演变研究具有典型意义。

沈阳农业大学水利学院的Qian Cheng团队在《Environmental and Sustainability Indicators》发表研究，通过整合动态态度模型、转移矩阵、景观格局指数和RF-Markov-PLUS模型，系统分析了盘锦市1990-2020年PLES时空演变规律，并预测了2030年自然发展（NDS）、耕地保护（FPS）、生态保护（EPS）和经济发展（EDS）四种情景下的空间格局。研究采用地理探测器解析驱动因子，最终通过TOPSIS模型筛选最优发展路径。

关键技术包括：基于随机森林（RF）算法的土地利用转换规则挖掘，结合马尔科夫链预测2030年土地需求；利用PLUS模型的土地扩张分析策略（LEAS）和多类型随机斑块种子机制（CARS）进行空间模拟；通过地理探测器量化12项自然与社会经济因子对PLES演变的驱动作用；采用TOPSIS模型从经济效率、生态安全等四个维度评估预测情景。

3.1 PLES演变特征分析
研究发现，1990-2020年盘锦生产空间占比超55%且持续增长，主要源自生态空间转化（占比达90%）。生活空间连通性高且聚集度增强，而生态空间破碎化严重，景观形状复杂度指数（FRAC_MN）达1.0557，分离度指数（DIVISION）升至0.8101。

3.2 驱动机制解析
GDP作为单因子解释力最强（q=0.469），与人口密度（POD）交互作用显著。距离建成区（DPA）和水域（DTW）是影响空间重组的关键地理要素，印证了人类活动与自然条件的协同驱动。

3.3 多情景预测
2030年模拟显示：生态空间在所有情景下均缩减，但EPS情景降幅最小（7.2162 km²）；FPS情景通过限制耕地转化使生产空间增长72.68 km²；EDS情景下生活空间扩张最显著（+50.37 km²）。

3.6 方案优选
TOPSIS模型评估表明，耕地保护（FPS）与生态保护（EPS）情景综合得分最高（贴近度系数0.62/0.54），其核心优势体现在耕地连片度指数（0.25）和生态用地比例（0.16）的平衡。

该研究创新性地将机器学习与空间模拟相结合，为滨海型城市国土空间优化提供了方法论范式。研究建议盘锦市实施“双保护”战略：严格管控辽河口国家级自然保护区周边生态转化，同时通过耕地质量提升工程巩固农业优势。未来研究需纳入气候情景与人口流动变量，以增强预测模型的动态适应性。