汤昪,于婧,陈艳红,文宇凤
(1.湖北大学资源环境学院, 湖北 武汉 430062;2.吉首大学土木工程与建筑学院, 湖南 张家界 427000)
党的十九大作出了实施乡村振兴战略的重大决策部署,而以土地利用、居民点布局、人居环境整治为核心的乡村建设成为乡村振兴战略全面落实的短板之一,其中的居民点优化布局问题是亟待解决的基础性问题.农村居民点是社会基本单元的组成部分,而自然条件、区位条件、经济社会条件等因素影响着农村居民点的选址.2019年,湖南省在《湖南省乡村振兴战略规划(2018—2022年)》中为优化乡村发展布局,提出将全省24 000多个村庄分为城郊融合、特色保护、搬迁撤并、集聚提升4大类型,其中搬迁撤并型、集聚提升型是乡村振兴的重点.因此对农村居民点用地进行适宜性评价研究有利于统筹城乡发展空间,进一步加快形成城乡融合、布局科学、协调发展的空间新格局.
近年来,由于生态文明及美丽乡村建设的加快,众多学者对农村居民点布局合理性进行了许多有益的探索与研究.如洪步庭等[1]以都江堰市为研究区域,运用最小累积阻力模型对农村居民点用地适宜性进行了评价;秦天天等[2]从生产条件、生活条件、生态条件构成的复合生态位角度,分析评价了栖霞市的农村居民点布局的适宜性;徐枫等[3]以湖北省房县为研究对象,应用数模结合的随机森林算法对农村居民点的布局适宜性进行了评价.从以往的研究来看,通常采用模糊评价法、综合指数法等来进行评价,评价方法存在单一性,有的学者仅从农村居民点布局的经济条件出发,忽视了农村居民点的生态宜居性,此外对于特定背景视角下的研究也较少.因此不少学者将定量、定性分析相结合,采用了层次分析法[4-5]、多因子加权求和综合分析[6-8]、数模结合[9-11]等方法评价研究区域的用地适宜性.纵观国内外学者在研究居民点布局优化方法与策略方面的研究,已经取得了大量有益的研究结果,为推动农村居民点布局提供了借鉴与参考模式.
本研究选取慈利县为研究区域,从自然条件、区位条件、经济社会条件3个方面共9项指标因子确定评价指标体系,综合利用层次分析法、GIS空间分析、多因子加权求和等方法,对慈利县农村居民点用地适宜性进行评价.旨在进一步优化农村居民点用地选址,为区域内土地资源利用集约化,城乡公共资源合理利用提供理论参考和借鉴.
慈利县是湖南省西北部的一个少数民族地区,位于湖南省西北部澧水中游,张家界市东部,地处武陵山脉东部边缘,是武陵区与洞庭湖平原的过渡带(图1).介于北纬29°04′~29°42′、东经110°32′~111°20′,主要区域性重要交通通道有焦柳铁路、长张高速公路、省道S305、S306,均经慈利向东延伸,因此被称为张家界东部门户.慈利县地形自西北向东南倾斜,慈利县水资源、生物资源、矿产资源及旅游资源等各类资源丰富.河流水系发达,除澧水干流外,长度5 km、流域面积5 km2以上的河流96条,分别隶属于澧水和沅水两大水系.2015年进行行政区划调整后共15个镇,10个乡.全县总户数24.5万户,户籍总人口70.99万人,城镇化水平为40.50%,人口自然增长率3.59%[12].
图1 慈利县行政区划图
2.1 数据来源与处理本研究数据主要有慈利县2018年土地利用现状数据,30 m分辨率的DEM数据、《张家界市2018年统计年鉴》、慈利县行政区划图、慈利县水系分布图等.利用ArcGIS10.2平台,从慈利县2018年土地利用现状图中提取主要交通干道、水系分布等数据,并从中剔除风景名胜区、特殊用地、水域等不可作为建设用地的图斑,从地理空间数据云平台下载的30 m×30 m分辨率的DEM数据,经过分幅裁剪之后,从中提取所需要的高程、坡度、坡向等数据信息.其他数据如居民点用地比重、农民人均纯收入从《张家界市2018年统计年鉴》中获取.
2.2 研究方法本文中以慈利县为研究区域,以30 m×30 m的栅格像元为评价单元,利用层次分析法从自然条件、区位条件、社会经济条件3个方面构建农村居民点布局适宜性指标体系,其中自然条件选取高程、坡度、坡向作为评价指标,区位条件选取道路通达度、距水源距离、距城镇中心距离作为评价指标,社会经济条件选取农村居民点聚集度、农村居民点用地比重、农民人均纯收入作为评价指标,利用Yaaph软件确定影响因子的权重,再使用ArcGIS10.2软件进行多因子加权叠加分析,最终得到农村居民点用地布局适宜性评价结果.
3.1 指标因子权重的确定本研究根据系统化、主导因素原则[13-15],选取高程、坡度、坡向、供水可达性、道路通达度、距中心城镇距离、农村居民点用地比重、农村居民点聚集度、农民人均纯收入共9项指标.研究采用层次分析法来确定农村居民点布局适宜性评价指标权重,构造出各层次中的所有比较矩阵,再层次单排序及一致性检验,其次进行层次总排序及一致性检验,最后根据比较矩阵可得各层次的权重值,研究的权重值通过Yaaph软件输入数据后得出,农村居民点用地适宜性评价要素层次结构有:目标层(A)为农村居民点用地适宜性评价,准则层(B)为自然条件、区位条件、经济社会条件,指标层(C)为高程、坡度、坡向、供水可达性、道路通达度、距中心城镇距离、农村居民点用地比重、农村居民点聚集度、农民人均纯收入;经过计算,权重值如表1所示.
表1 农村居民点用地适宜性评价要素层次结构
3.2 评价指标量化分析
3.2.1 自然条件 从农村居民点的布局来说,高程因素深刻影响农村居民点的区位,高程越高,越不利于农村居民点的选址.本研究运用ArcGIS分析工具,提取出高程属性,分析可知,研究区最低海拔为14 m,最高海拔为1 377 m.根据研究区的海拔特点及有关学者的研究结果[2],将海拔高度分为5个等级,即[0,300 m)、[300 m,600 m)、[600 m,900 m)、[900 m,1 200 m)、[1 200 m,1 500 m).然后对高程因子进行分类赋值,慈利县海拔为0~600 m的土地分布范围最广,占土地总面积的77.6%.一般适宜进行农业生产的坡度是小于或等于15°的土地,因此坡度越缓,越适宜农村居民点的布局和选址.从DEM中提取出的坡度数据得知,研究区坡度范围为0~72°.根据《第三次全国国土调查实施方案》关于坡度的分级,将坡度划分为[0,2°)、[2°,6°)、[6°,15°)、[15°,25°)、[25°,72°);坡向与农业生产活动息息相关,居民点选址一般趋向于采光较好的区域.根据相关文献[2],将坡向分为平面(-1°)、阳坡[157.5°,247.5°)、半阳坡[247.5°,292.5°)或[112.5°,157.5°)、半阴坡[67.5°,112.5°)或[292.5°,337.5°)、阴坡[0°,67.5°)或[337.5°,360°)等5个坡向.慈利县坡向为平面、阳坡、半阳坡的面积占土地总面积的55.3%,坡向适宜性总体分布情况较好.
3.2.2 区位条件 中心城镇拥有比一般乡镇更好的发展政策,教育发展水平与医疗服务水平等基础设施也相对完善.运用ArcGIS软件中的近邻分析计算出各居民点到集镇中心区域的距离并做缓冲区分析,距离分为[0,1 000 m)、[1 000 m,3 000 m)、[3 000 m,5 000 m)、[5 000 m,7 000 m)、[7 000 m,+∞)5个等级,其中距离中心城镇3 000 m以下的面积占慈利县土地总面积的40.3%.水源获取便利的区域,生产生活用水相对充足,利于农村居民点的选址布局,运用ArcGIS软件中的近邻分析计算出各居民点到慈利县主要水系并做缓冲区分析,距离分为[0,1 000 m)、[1 000 m,2 500 m)、[2 500 m,4 000 m)、[4 000 m,6 000 m)、[6 000 m,+∞)5个等级,其中距离主要水系2 500 m以下的面积占慈利县土地总面积的45.7%.随着乡村城镇化的进一步发展,交通干道的建设对农村居民点的布局起着明显吸引作用.运用ArcGIS软件中的近邻分析计算出各居民点到慈利县主要交通干道并做缓冲区分析,距离分为[0,500 m)、[500 m,1 000 m)、[1 000 m,2 000 m)、[2 000 m,3 000 m)、[3 000 m,+∞)5个等级,其中距离主要交通干道2 500 m以下的面积占慈利县土地总面积的22.9%.
3.2.3 经济社会条件 居民点聚集度是描述各个居民点相互临近程度和联系强度的一个重要衡量因子,因此以聚集度为指标来分析居民点布局能更直观地反映居民点分布状况和规模情况.利用ArcGIS软件将面要素的居民点图斑提取质心,通过核密度来分析其分散或集聚状况.根据自然间断点分级将聚集度值分为[0,7)、[7,13)、[13,20)、[20,30)、[30,51)5个等级,其中居民点聚集度值在20以上的面积占慈利县土地总面积的23.3%,该区域内居民点聚集度较高,布局适宜性强;农村居民点用地比重,以每个农村居民点面积本占乡镇总面积的比重来表示不同乡镇农村居民点用地差异,居民点用地比重越高,说明该区域内土地利用集约化高.测算后,居民点用地比重范围为1.5%~4.75%,根据自然间断点分级法将居民点用地比重分为[1.5%,2.1%)、[2.1%,2.7%)、[2.7%,3.3%)、[3.3%,3.9%)、[3.9%,4.75%)5个等级,其中居民点用地比重大于3.3%的面积占土地总面积的44.8%;农民人均纯收入可以表示一个地区的农民的平均收入水平状况,农民人均纯收入越高,说明该区域内经济基础较好,经济发展水平相对较高.根据张家界市2017年年鉴提供的慈利县各个乡镇的农民人均纯收入,根据自然间断点分级法将农民人均纯收入(元)分为[4 489,5 561)、[5 561,6 031)、[6 031,6 873)、[6 873,8 730)、[8 730,9 734)5个等级,其中农民人均纯收入在6 873元以上的面积占土地总面积的42.8%.
通过GIS数据统计及空间分析,得出慈利县农村居民点用地适宜性评价主要指标量化分析图(图2).
图2 慈利县农村居民点用地适宜性评价主要指标量化分析
3.3 布局适宜性综合评价评价单元综合分值是适宜性评价的基本依据,评价单元综合分值具有可比性,通过将每一个影响因子进行量化分析,得出单因子得分分级情况.然后再将各个影响因子与各自所占的权重相乘,最后将值进行累加综合分析,最终得到多因子综合分析的用地适宜性评价图,分值越高,适宜性程度越大.
加权求和模型公式为:
(1)
式中:m为影响因子个数;Ci为第i个影响因子标准化处理后同一量纲值;Wi为第i个影响因子权重.
经过多因子加权求和计算后,得出慈利县居民点用地布局适宜性综合评价结果图(图3)及数据统计表(表2).
图3 慈利县农村居民点用地适宜性综合评价结果
表2 慈利县农村居民点用地适宜性评价情况
慈利县农村居民点用地适宜性综合评价值的范围在1.51~4.62之间,根据测算结果,将慈利县农村居民点用地适宜性分为适宜、比较适宜、一般适宜、不适宜4个等级.
适宜农村居民点用地综合评价值在3.68~4.62之间,其总面积为608.05 km2,占土地总面积比例的17.8%,最大值与最小值相差较大,平均值最大,为21.71 km2,标准差达到64.23 km2.由图3适宜性综合评价图可看出,适宜农村居民点用地基本呈平行状分布,即中部一线以及北部一线,中部一线与水系走向基本一致,北部一线与低海拔区基本吻合,主要分布在零阳镇、江垭镇、阳和土家族乡等区域.
比较适宜农村居民点用地综合评价值在3.12~3.68之间,其总面积为898.68 km2,斑块数为96,占土地总面积的26.3%,标准差为25.09 km2,平均值较小,为9.36 km2.比较适宜农村居民点用地除在南山坪乡北部、高桥镇西北部、零阳镇集中分布以外,其他乡镇都有广泛分布.
一般适宜农村居民点用地综合评价值在2.59~3.12之间,其总面积为1 179.57 km2,占土地总面积比例的34.5%,占比最高;斑块数为108,最大值达到160.29 km2,与最小值2.44 km2相差较大;平均值为10.92 km2,标准差为27.01 km2.一般适宜农村居民点用地主要分布在二坊坪乡、龙潭河镇、三合镇的南部,分布区域最为广泛.
不适宜农村居民点用地综合评价值在1.51~2.59之间,其斑块数为100,总面积为729.05 km2,占土地总面积比例为21.4%;最大值达到199.23 km2,与最小值相差最大;平均值最小,为0.51 km2,标准差达到25.67 km2.不适宜农村居民点用地主要分布在三合镇西北部、南山坪乡南部、高峰土家族乡的西南部,其他区域也零星分布.该区域内交通通达度低,地形坡度较陡,远离中心城镇.
4.1 结果本文中以张家界市慈利县为研究区域,综合选取了9个影响因子对慈利县农村居民点用地适宜性进行了评价,将评价结果分为适宜、比较适宜、一般适宜、不适宜4种类型.经过研究发现,农村居民点主要受自然条件、区位条件、经济社会条件影响,距离中心城镇、交通干道远的区域,因与经济发达的区域联系不紧密,使其布局适宜性不强,不能达到布局要求.在实际进行农村居民点布局时,应该严格保护耕地和基本农田,控制非农业建设用地占用耕地,立足构建良好的生态环境,倡导与生态环境建设相协调的土地利用模式,保障土地资源的可持续利用.
适宜布局的区域,基本呈平行状分布,即中部一线以及北部一线,中部一线与水系走向基本一致,北部一线与低海拔区基本吻合,占土地总面积比例的17.8%,主要分布在零阳镇、江垭镇、阳和土家族乡等区域,该区域用地自然条件优越,交通通达度高,供水条件好,且距离中心城镇距离近,布局优势明显.对于适宜布局的区域,建议积极发挥以零阳镇、江垭镇、阳和土家族乡等核心城镇的辐射功能,积极发展地方经济,继续提高区域适宜性;东南片区以零阳镇为中心,依托县城基础设施优势,规模性和集聚性较好;西北片区以江垭镇为中心,以度假休闲等旅游功能为主,突出城镇建设的生态性、舒适性;西南片以阳和土家族乡为中心,以旅游接待为重点,依托区位优势发展高附加值农业.
比较适宜布局的区域,比较适宜农村居民点用地除在南山坪乡北部、高桥镇西北部、零阳镇集中分布以外,其他乡镇都有广泛分布,占土地总面积的26.3%.对于比较适宜布局的区域主要是积极依靠零阳镇、江垭镇等中心城镇发展,优化城乡公共资源配置和基础设施建设,全面盘活农村土地资源;积极调整农业用地结构和布局,因地制宜安排耕地、园地、林地等各类用地.不断推动土地利用方式由外延扩张向内涵挖潜、由粗放低效向集约高效转变,提高土地利用效率.
一般适宜农村居民点用地所占比例最大,主要分布在二坊坪乡、龙潭河镇、三合镇的南部,占土地总面积比例的34.5%.但其自然条件较差,用地规模不大且集约化程度不高,距离中心城镇距离较远,适宜性程度较前两种类型差.但其旅游资源相对丰富,以保护环境为前提,进行旅游配套设施的选址,协调好建设与环境保护的关系,推动当地经济建设的发展.
不适宜农村居民点用地主要分布在三合镇西北部、南山坪乡南部、高峰土家族乡的西南部,其他区域也零星分布,占土地总面积比例为21.4%.不适宜农村居民点用地区域内交通通达度低,地形坡度较陡,自然灾害较多,并且远离中心城镇,土地效益和用地集约化程度低,导致人口流失严重,不利于农村居民点的布局,在尊重农民意愿的基础上,可以实施异地搬迁.区域内村庄建设应该坚持集中紧凑、合理布局,引导农村住宅适度集中,并加大零星农民住房的撤并力度,加快农村基础设施和公用设施建设,不断提高农村居住环境质量和土地集约利用水平.
4.2 讨论近年来,湖南省出台振兴乡村系列举措,推进美丽乡村建设,通过实施乡村规划编制、基础设施建设、特色民居改造等项目,在乡村振兴战略实施的大背景下,优化农村居民点选址布局,提高其用地适宜度,对国土资源整治开发、城乡公共资源的优化配置具有重要意义.农村居民点适宜性评价的主要任务是解决农村居民点的合理选址以及村镇的规模化发展,营造良好乡村生活环境,因此如何更加合理评价农村居民点的用地适宜性成为亟待解决的问题.本文中除历史文化因素、政策因素、土壤肥力状况等指标未涉及以外,在评价方法上也略显传统.因此在未来的研究中,可以借鉴更为合理全面的评价模型,提高农村居民点适宜性评价的合理性.