江南丘陵区农村居民点多功能空间特征与分区优化_蒲金芳.pdf
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1、 271 国家社会科学基金青年项目(19CGL037)资助 收稿日期:20220323;修回日期:20220416 北京大学学报(自然科学版)第 59 卷 第 2 期 2023 年 3 月 Acta Scientiarum Naturalium Universitatis Pekinensis,Vol.59,No.2(Mar.2023)doi:10.13209/j.0479-8023.2023.011 江南丘陵区农村居民点多功能空间特征与分区优化 蒲金芳1,2 刘沙沙2 温良友2 高阳2 王数2,3,1.中国人民大学公共管理学院,北京 100872;2.中国农业大学土地科学与技术学院,北京 1
2、00193;3.自然资源部农用地质量与监控重点实验室,北京 100193;通信作者,E-mail: 摘要 以江西省万年县为研究区,通过构建农村居民点多功能评价指标体系,运用全排列多边形综合图示法、Spearman 相关分析、空间自相关分析和显示性比较优势权重指数等方法,分析农村居民点多功能空间特征,并开展综合功能分区,得到如下结论:1)万年县呈现“生活功能和生产功能为主,生态功能次之”的特征,在空间上具有异质性;2)农村居民点多功能之间存在复杂的相互作用关系,生活功能与生产功能之间的协同作用关系尤为显著;3)基于“分区+修正”的方法,在协同发展、功能主导和绿色振兴的不同目标导向下将万年县划分为
3、、和类区域。在农村居民点主导功能的基础上,根据功能之间的相互作用关系,划定综合功能区是优化乡村的有效路径,对乡村可持续发展具有重要意义。关键词 农村居民点;多功能;权衡/协同;功能分区;万年县 Spatial Characteristics and Zoning Optimization of Rural Residential Muti-functions in Hilly Areas of South Yangtze Basin PU Jinfang1,2,LIU Shasha2,WEN Liangyou2,GAO Yang2,WANG Shu2,3,1.School of Public
4、Administration and Policy,Renmin University of China,Beijing 100872;2.College of Land Science and Technology,China Agricultural University,Beijing 100193;3.Key Laboratory for Agricultural Land Quality,Monitoring and Control,Ministry of Natural Resources,Beijing 100193;Corresponding author,E-mail: Ab
5、stract Taking Wannian County of Jiangxi Province as the research area,constructing the evaluation index system of rural residential multi-functions,using the methods of full arrangement polygon comprehensive graphic method,Spearman correlation analysis,spatial autocorrelation analysis and explicit c
6、omparative advantage weight index,this paper analyzes the spatial characteristics of rural residential multi-functions and carries out com-prehensive functional zoning.The results show that 1)Wannian County presents the characteristics of“living function and production function are the main,followed
7、 by ecological function”,which is spatially heterogeneous.2)There is a complex interaction between the multi-functions of rural residential areas,especially the synergistic relationship between living function and production function.3)Based on the method of“zoning+revision”,Wannian County is divide
8、d into I,II,III,IV and V regions under the different goal orientations of coordinated development,function leading and green revitalization.Considering the interaction between functions based on the leading functions of rural residential areas,the delimitation of comprehensive functional areas is an
9、 effective way to optimize rural areas,which is of great significance to rural sustainable development.Key words rural residential area;multi-functions;trade-off/synergy;functional zoning;Wannian County 随着城镇化的不断推进,乡村衰退已成为全球面临的挑战1。在中国,“城进村衰”、农村空心化和“乡村病”问题凸出2,其中农村土地资源和人口快速下降与农村居民点用地持续增加的矛盾显著,严重地阻碍了乡村转
10、型发展以及城乡统筹协调34。乡村振兴战略规划(20182022 年)明确指出,北京大学学报(自然科学版)第 59 卷 第 2 期 2023 年 3 月 272“坚持人口资源环境相均衡、经济社会生态效益相统一,优化乡村生产生活生态空间”5。如何有效优化农村居民点空间,实现效益最大化,是当前乡村振兴战略实施中面临的重要问题。农村居民点作为乡村地域人地关系相互作用最强烈的表现和呈现形 式6,对人类需求表现为多样性和灵活性,具备多功能的属性7,在生活条件、农业生产和社会交往中发挥着重要作用3。随着农村居民点内部用地形态逐渐由均质同构转向异质多样,其功能形式也由单一的生活居住功能向多功能综合的趋势转变8
11、9,农村居民点功能之间的作用关系趋向综合化和复杂 化10。农村居民点各项功能间呈现复杂的相互作用关系1112,对因地制宜地制定农村居民点优化策略带来挑战。同时,以数量为目标的集约利用农村居民点用地而忽视农村居民点内部用地类型及其功能承载多样性的改造模式已无法满足乡村发展的现实需求,更无法支撑乡村振兴战略的实施。在政策导向与现实需求的双重驱动下,聚焦农村居民点功能特征开展分区研究,对乡村振兴和城乡融合发展具有重要意义。围绕农村居民点分区优化已开展大量研究,涉及地理学、社会学和生态学等多学科13。在优化视角下以生活、生产和多功能为主,生产视角下强调耕作便利度14和交通可达性15等目标,生活视角下提
12、倡“以人为本”的模式,聚焦日常生活行为与多元社会感知16、社会交往17和预防灾害风险18等,生态视角下将构建生态安全格局19和生态敏感性评价20等作为重要约束条件,全面和客观地为农村居民点优化布局提供指导,功能视角下以协调发展各项功能以实现效益最大化为目标11,21。在优化模式上,一是科学地确定农村居民点体系,统筹不同等级农村居民点的空间关系,优化农村居民点规模分布2223;二是从资源条件24、区位交通25和农户意愿26等方面,通过构建农村居民点评价指标体系,依据农村居民点的适宜性结果分级分区,从而制定差异化调控策略27;三是基于多维度的综合优化模式,因地制宜地解构农村居民点优化目标,识别不同
13、维度的时空异质性,从而构建差异化优化路径,以便有效引导宜居乡村建设26,28。在优化尺度上,由于实践导向的差异,农村居民点的优化单元包括行政区29、格网30和地块尺度31。上述研究结果为本文提供了理论基础和实践支撑,但基于功能视角的研究很少考虑各项功能间复杂的非线性关系。这些关系通常以权衡或协同的形式表现出来,“权衡”是指一种功能的增加会导致另一种功能的减少,“协同”则是同时增加的趋势。如何将多功能权衡的理念融入农村居民点多功能分区中,更好地指导农村居民点优化,仍需开展综合性研究。江西省万年县地处长江中下游平原,是典型的低山丘陵区,是贫困和生态脆弱交织的区域,正经历着中国乡村转型过程中普遍存在
14、的“乡村病”32。万年县在江西省“一群两带三区”的发展格局中偏离主轴,三产融合发展缺乏持续动力,进一步加剧乡村要素的外流,农村居民点内部结构和外部环境均发生剧烈变化。因此,本文立足于村域尺度,以万年县为例,分析农村居民点多功能空间格局特征,确定农村居民点主导功能分区,通过识别各项功能间的权衡与协同关系,探讨农村居民点各项功能之间的相互作用关系,进一步修正功能分区,以期为农村居民点优化和乡村可持续发展提供决策依据。1 研究区概况与数据来源 1.1 研究区概况 万年县位于江西省东北部、鄱阳湖东南岸,隶属上饶市,总面积为 1140.76 km2。地处怀玉山余脉与鄱阳湖平原的过渡地带,地势东南高、西北
15、低,地貌可划分低山、丘陵和平原,是典型的山地丘陵区。受复杂地形地貌影响,区域内农村居民点分布较为零散,集聚程度较低。全县共辖 6 个乡、6 个镇,考虑到部分地域的特殊性与数据的有限性,最终对县域内 128 个行政村开展农村居民点多功能研究,研究区概况如图 1 所示。1.2 数据来源 研究数据包括两部分。1)地理空间数据:2018年万年县土地利用变更调查数据和行政村边界等来源于万年县自然资源局;30m 分辨率 DEM 数据来自地理空间数据云平台(http:/ 个乡镇政府、当地村委会和居民座谈,通过收集资料和填写调查问卷整理得到的村级数据。2 研究方法 2.1 农村居民点多功能评价模型 2.1.1
16、 农村居民点多功能评价指标体系 农村居民点由多要素组成,是由不同结构形成 蒲金芳等 江南丘陵区农村居民点多功能空间特征与分区优化 273 图 1 研究区概况 Fig.1 Location of Wannian County in Jiangxi Province 的具有多功能性的复合社会生态系统33,受内部功能与外部环境的综合影响。已有学者从生产、生活和生态“三生”功能的角度,将农村居民点多功能识别为生产功能、生活功能和生态功能,开展农村居民点多功能评价研究11,26,对开展农村居民点功能之间的关系研究具有较好的适用性。基于此,本文构建万年县农村居民点多功能指标体系(表 1)。1)生活功能为农
17、户吃穿住行等方面提供服务,主要考虑生活居住和生活保障情况。从农户居住水平的角度,选取居住用地面积比例、三层楼以上房屋数比例和户均宅基地面积,综合表征农户的居住条件;从生活便利程度和生活水平的角度,选取硬化路面占比、商家数量和中等家庭年收入,综合表征生活保障情况。2)生产功能为农户进行农业生产和非农生产提供场所,也为促进乡村经济发展、拓展农户生计来源提供服务,主要从农业生产和非农生产两方面考虑。鉴于研究区是以农耕生产为主的传统农区,且耕地流转率较高,从农户生计的角度,选取亩均耕地毛收入、耕地流转率和农业机械化率来表征农业生产水平,以便综合表征农户获得农业收入来源的能力。从非农生产要素及其产值角度
18、,选取非农人口比例、非农生产用地面积和二、三产业收入水平来综合表征非农生产水平。3)生态功能为建设美丽农村人居环境服务,主要考虑农村居民点外部生态功能的适宜性,分别从农村居民点外部生态功能的正、负影响方面进行表征。在生态功能的负向影响方面,选取地质灾害和 表 1 农村居民点多功能评价指标体系 Table 1 Evaluation index system of rural residential functions 目标层 准则层 指标层 指标计算方法与说明 单位 属性生活功能 生活居住 居住用地面积比例 居住用地面积/行政村总面积%+三层楼以上房屋数比例 三层楼以上房屋数量/房屋总数量%+户
19、均宅基地面积 宅基地面积/总户数 m2+生活保障 硬化路面占比 硬化道路长度/道路总长度%+中等家庭户均年收入 以中等收入家庭的年收入求平均值 元+商家数量 为本村提供便利服务的商家数量 个+生产功能 农业生产 亩均耕地毛收入 耕地毛收入包括耕种、流转等方式获得收入 元+耕地流转率 流转耕地面积/耕地总面积%+农业机械化率 机耕面积/耕地总面积%+非农生产 非农人口比例 非农业人口/总人口%+非农生产用地面积 非农生产用地面积/行政村总面积 m2+二、三产业收入 第二产业产值+第三产业产值 元+生态功能 环境桎梏 地质灾害 按照地质灾害风险等级划分为低度、中度和高度,其对应的值为 1,0.5
20、和 0 坡度 通过 30 m DEM 数据,在 ArcGIS 中计算得出 生态保育 人均绿地面积 绿地面积/总人口数 m2+地均生态系统服务价值 生态系统服务总量/行政村总面积 元/hm2+说明:“+”表示指标属性为正向指标,“”表示指标属性为负向指标。北京大学学报(自然科学版)第 59 卷 第 2 期 2023 年 3 月 274 坡度进行综合表征。地质灾害风险等级反映对农村居民点生态功能的潜在威胁,坡度越大表明农村居民点生态功能越弱。在生态功能的正向影响方面,考虑到绿地是评价外部生态功能适宜性的重要因素,选取人均绿地面积和地均生态系统服务价值进行综合表征。2.1.2 农村居民点多功能测度
21、由于全排列多边形综合图示法在评价过程中不涉及确定权重问题,有效地避免了评价中存在主观性的问题,评价结果能够更真实地反映评价对象的水平,在区域综合评价中运用的越来越广泛,也可用于综合指数的测度34。正向指标的计算公式为 ()()(),22iiiiiiiiiiiiiiiULxTSULT xU TLTU L-=+-+-(1)负向指标的计算公式为 ()()(),22iiiiiiiiiiiiiiiULTxSULT xU TLTU L-=+-+-(2)其中,Ui,Li 和 Ti 分别为 xi 的最大值、最小值和阈值,结合本文指标特性和研究对象,采用各个指标的平均值作为阈值。综合指数测度公式如下:,1(1)
22、(1),2(1)niji j iSSSn n+=-(3)其中,iS和jS为第 i 和 j 个指标的标准化值,S 为农村居民点功能的测度值,(0,1)S。2.2 权衡/协同分析 作为一种非参数检验方法,Spearman 相关分析广泛应用于生态系统服务或土地利用多功能的权衡与协同关系研究中35。本文采用 Spearman 相关分析分析功能之间的权衡与协同关系。二元局部 Morans I 通过给定空间单元中一个变量的观测值与相邻空间单位中另一个变量的观测值的比较来揭示两个变量之间的空间相关性。本文采用双变量 Morans I 来量化农村居民点多功能权衡与协同的空间异质性,计算方法如下:2(),iii
23、iijijZIZyyn|=-|w(4)其中,iiiZxx x=-和iy分别为行政村 i 和 j 的不同功能价值量;x和 y 为所有行政村不同功能价值量的均值;n 为所有研究区行政村的总数量;wij 为研究范围内行政村 i 与 j 之间的空间相邻权重矩阵。2.3 优势功能测度 显示性比较优势权重指数(weighted revealed comparative advantage,WRCA)在国际贸易研究等方面应用广泛36,本文借鉴 WRCA 模型来识别农村居民点多功能的优势功能:s1swwww/1WRCA,/kkNkiiiiikkkXXXXNXXXX=|(5)其中,kiX表示 i 单元 k 功能
24、的值,Xi 表示 i 单元功能的总值,wkX表示研究区 k 功能的总值,Xw 表示研究区功能总值,Ns 表示参与比较的功能数量。本文中,1Ns3,1i128,k,Ns,iN。2.4 农村居民点多功能分区方法 虽然在地理学或景观生态学领域已经开展广泛的功能分区研究,但大多以主导功能进行功能区划,较少考虑功能之间的复杂关系37。在已有的主导功能分区研究基础上,进一步深入解析农村居民点各项功能间复杂、综合的关系,是把控分区单元多功能特征的有效路径。因此,本文借助权衡/协同的理念,梳理各项功能之间的关系,修正基于主导功能分区结果,以便更好指导农村居民点优化方向。本文遵循一致性和相似性的原则,提出“分区
25、+修正”的综合分区思路,建立一套系统的分区方法划分功能区域(图 2),不同功能类型区的内涵如表 2 所示。1)基于主导功能的初步分区。系统地评估农村居民点各项功能的状态,识别各区域的比较优势功能。将农村居民点多功能的评价结果为作为分区指标,通过式(5)识别各评价单元的比较优势功能,进行主导功能分区,作为农村居民点功能分区的 基础。2)基于各项功能间权衡与协同关系的分区修正。在初步分区的基础上,通过量化农村居民点各功能间权衡与协同的空间关系,明晰不同评价单元内各项功能之间的相互作用关系类型。按照修正准则,对初步分区结果进行修正,得到综合功能分区结果。3 结果分析 3.1 农村居民点多功能空间特征
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