浙江省山区县乡村“三生”功能耦合协调时空格局变化特征分析

徐知渊，柯福艳，喻佳节，杨良山

（浙江省农业科学院 农村发展研究所，浙江 杭州 310021）

乡村空间是由生产、生活、生态空间所构成的多功能复合统一体［1］，乡村“三生”功能是乡村“三生”空间提供的产品或服务形成的区域主导功能［2］，乡村“三生”功能变化是乡村“三生”空间内部及其与外部系统间进行物质、能量、信息交换的表征或结果［3］。当前，我国乡村地域系统正发生深刻变革［4］，一方面，生产功能呈现出主体错配、功能转型、环境衰退、系统脆弱等特征［5-6］；另一方面随着非农化进程的推进和乡村三产的蓬勃发展，乡村生活、生态功能的重要性日益凸显［7］，并逐步由生产空间为主导转向生产、生活、生态空间相协调的“三生”空间模式［8］。在此过程中，乡村“三生”空间功能之间相互促进、相互胁迫的复杂关系对乡村空间的发展、演化产生重要影响［9］。在乡村转型进程中，探讨乡村“三生”功能变化特征，揭示“三生”功能协同演化中的相互关系，对优化乡村地域系统功能格局及实施乡村振兴战略具有重要价值。

“三生”功能研究是党的十八大提出“生产空间集约高效、生活空间宜居适度、生态空间山清水秀”的新目标后，因应国家“三生”空间发展要求和战略导向的重要研究领域。国内学者主要聚焦国土空间领域，针对“三生”功能在理论框架、用地分类、功能识别、空间演化、优化重构等方面做了大量的研究，取得了诸多重要的研究成果［10-13］。近年来，随着乡村振兴战略的实施和乡村转型的深入推进，乡村要素、结构、功能亟待优化［14-15］，“三生”功能研究由国土空间领域向乡村延伸［16-20］，主要包括乡村“三生”功能的演化、测度、动力、重构等方面［1,21-24］。从研究尺度上看，主要从村域、市域、省域尺度开展［25-26］，基于山区、平原等典型地理环境的县域研究相对较少。地形是制约土地利用和资源配置的重要因素，尤其是山区，由于具有较强的地貌分异性和生态脆弱性［27］，且在我国境内分布广泛，应将其作为乡村“三生”功能研究的重要视角；从研究方法上看，主要包括土地利用类型识别和指标体系评价2类［28-29］，其中指标体系主要采用统计指标，基于多源数据的研究相对较少。

基于此，本文以浙江省山区县为研究区（山区县的界定与《中国县域统计年鉴》保持一致），应用多源数据，构建县域乡村“三生”功能评价指标体系，计算2010、2020年浙江省山区县的“三生”功能发展水平，测算各山区县“三生”功能的耦合协调度并分析其时空演化特征。研究结论可为浙江省及其他省（市）乡村“三生”发展的政策制定提供科学依据。

1 研究区域与数据来源

1.1 研究区概况

浙江省位于中国东部沿海，长江下游，地势自西南向东北呈阶梯状倾斜，形成山地、丘陵、平原等地貌类型，面积10.55万km2，下辖11个地级市、90个县（含县级市、市辖区），其中列入《中国县域统计年鉴》山区县（市、区）名单的共27个（图1）。2021年末，浙江省全省常住人口6540万人，常住人口城镇化率72.66%，农村常住居民人均可支配收入35247元，连续37年稳居省区第一，城乡居民收入比1.94，连续9年持续缩小。作为“绿水青山就是金山银山”理念的发源地，浙江省近年来深入实施乡村振兴战略，持续推进山区县跨越式高质量发展，在农业增效、乡村建设、农民增收等方面集中发力，统筹推进城乡融合、山海协作，打造全国山区共同富裕的样板。与此同时，在城镇化发展进程中，“三生”空间的矛盾在人多地少的浙江山区县尤为明显，如何在山区县乡村发展的过程中促进生产、生活、生态功能的耦合协调，对浙江省进一步实现城乡融合和区域协调发展具有重要意义。

图1 研究区概况

1.2 数据来源

本文采用数据主要为栅格数据和统计数据。2010、2020年浙江省土地利用数据来源于中国科学院资源环境科学数据中心中国多时期土地利用/土地覆盖遥感监测数据库(CNLUCC)，数据空间分辨率为30 m，其中，该数据库耕地面积包括耕地、园地及耕地中的沟林路渠面积总和。地表PM2.5数据来自华盛顿大学圣路易斯分校大气成分分析组(Atmospheric Composition Analysis Group)。县 级 社会经济统计数据来自各年《浙江省统计年鉴》《浙江省农业农村统计资料》与各县（市、区）统计年鉴和公报。

2 研究方法

2.1 县域乡村“三生”功能评价指标体系构建

乡村是一个多维复杂综合系统，规范有序的乡村功能是乡村振兴的核心所在［30］。参考相关研究［19］，将乡村功能分为生产、生活和生态功能。其中，乡村生产功能包括农业保障和农业质效2个方面：农业保障主要为粮食安全保障，采用乡村人均粮食产量、乡村人均油料产量等指标衡量；农业质效主要为农业生产质量和效率水平，采用乡村人均耕地面积、农业机械化水平、人均农林牧渔业总产值等指标衡量。乡村生活功能包括生活水平和社会保障2个方面：生活水平主要为乡村居民收入水平和消费结构，采用农村居民人均可支配收入、农村居民人均用电量、农村居民恩格尔系数等指标衡量；社会保障主要为居民居住情况和公共服务水平，采用农村居民人均住房面积和每万人拥有病床数等指标衡量。乡村生态功能包括环境质量和绿色发展2个方面：其中环境质量为空气、水、森林等资源条件，采用森林水域覆盖率、PM2.5年平均浓度等指标衡量；绿色发展为乡村发展对生态的影响，采用化肥施用强度、农药施用强度等指标衡量。据此，基于科学性、系统性、适用性、可得性、可比性原则，构建了包含3个维度14项指标的县域“三生”功能评价指标体系（表1）。

表1 县域乡村“三生”功能评价指标体系

2.2 熵值法

以县域乡村三生功能评价指标体系为基础，采用极值标准化法对14个指标的面板数据进行标准化处理，采用熵值法确定指标权重，测算浙江省山区县乡村“三生”功能的发展水平，公式如下：

式（1）～式（4）中，Xij为山区县j的第i个指标，X'ij为极值标准化后的指标值，pij为各项指标标准化后的值占总数的比例，Hi为信息熵，Wi为各指标权重，Zj(p,l,e)为第j个山区县乡村生产、生活、生态功能评价的得分值，p、l、e分别表示生产、生活、生态方向，n为面板数据行数。

2.3 乡村三生功能耦合协调模型

耦合协调模型主要用于测度2个或以上系统之间相互作用程度及其相互协调配合情况，主要用于经济学、生态学、农业、地理学等研究领域［31］。耦合度指系统之间的相互作用，反映系统之间的相互依赖与相互制约程度，协调度指耦合相互作用关系中良性耦合程度的大小，用于衡量系统之间在不同水平下达成相互和谐、相互促进的属性。乡村“三生”功能形成、变化是乡村经济、社会和生态等多元化发展需求权衡结果，实质是稀缺土地资源数量与空间再分配的结果［8］，因此乡村“三生”功能存在耦合互动关系。本文应用耦合协调模型，探讨“三生”功能的相互作用并对耦合度协调度做定量测度。模型计算公式为：

式（5）～式（6）中，Cj为第j个山区县的“三生”功能耦合度，Cj(p,l)、Cj(p,e)、Cj(l,e)分别表示生产—生活、生产—生态、生活—生态3组功能两两之间的耦合作用，C取值范围为［0,1］，其值越大，耦合度越高，为1时表示最佳耦合。Zpj、Zlj、Zej分别为第j个山区县的生产、生活、生态功能评价的得分值，Dj为耦合协调度，α、β、δ为待定系数，系数值均为1/3，并确定生产—生活、生产—生态、生活—生态两两功能的待定系数均为0.5［32］。根据耦合协调度模型相关研究成果［33-34］，结合本研究实际，采用表2中取值区间确定各县级单元三生功能耦合度和耦合协调度的类型划分。

表2 “三生”功能耦合协调类型划分

3 结果与分析

3.1 浙江省山区县乡村“三生”功能变化特征分析

3.1.1 浙江省山区县乡村“三生”功能发展水平变化特征分析 总体来看，浙江省27个山区县“三生”功能发展水平均值由2010年的0.88升至2020年的1.34，提高了0.46，增长的贡献值由高到低依次为生活（46.21%）、生态（43.47%）、生产（10.31%）。从空间分布上看，浙江省乡村“三生”功能呈现“西北高东南低”的态势，2010年共有13个山区县乡村“三生”功能发展水平高于0.9，到2020年则所有山区县均高于0.9，其中6个山区县乡村“三生”功能发展水平高于1.5，其中富阳区达2.32，远高于其他县（市、区）（图2）。

图2 2010—2020年浙江省山区县乡村“三生”功能发展水平时空特征

3.1.2 浙江省山区县乡村“三生”功能子系统变化特征分析 参考已有研究［16,32］，将浙江省山区县乡村生产功能发展水平、生活功能发展水平、生态功能发展水平分为低水平、中水平、高水平3个类型（图3）。

图3 2010—2020年浙江省山区县乡村“三生”功能子系统发展水平时空特征

在生产功能方面，从变动趋势上看，浙江省山区县生产功能发展水平均值由0.27小幅提升至0.32，从低水平进入中水平阶段。从构成上看，2010年浙江省山区县生产功能中农业保障和农业质效的比值为53.80:46.20，至2020年调整为41.96:58.04，农业质效占比提升。从空间上看，浙江省山区县生产功能呈现“西北高东南低”的态势，2020年乡村生产功能发展水平最高的3个山区县分别为富阳区（0.77）、建德市（0.64）、桐庐县（0.51），均位于浙江省西北部；2010至2020年生产功能发展水平增长幅度最大的山区县为富阳区（0.30），淳安县、安吉县、仙居县、青田县、缙云县、松阳县、庆元县均为负值，主要原因为乡村人均粮食产量下降。

在生活功能方面，从变动趋势看，浙江省山区县生活功能发展水平均值由0.09提升至0.31，从低水平进入中水平阶段，增幅较大。从构成上看，2010年浙江省山区县生活功能中生活水平和社会保障的比值为47.90∶52.10，至2020年调整为66.85∶33.15，乡村居民生活水平有所提升。从空间上看，浙江省山区县生活功能呈现“北高南低”的态势，2020年乡村生活功能发展水平最高的3个山区县为富阳区（0.96）、临安区（0.51）、桐庐县（0.46），且远高于其他山区县。2010至2020年，所有山区县均实现生活功能发展水平正增长，生活功能发展水平增长幅度最大的山区县为富阳区（0.63）。

在生态功能方面，从变动趋势看，浙江省山区县生态功能发展水平均值由0.51提升至0.71，由中水平进入高水平阶段。从构成上看，2010年浙江省山区县生态功能中环境质量和绿色发展的比值为66.72∶33.28，至2020年调整为72.73∶27.27，山区县环境质量进一步优化。从空间上看，浙江省山区县生态功能空间分布较为均衡，2020年乡村生态功能指标最高的3个山区县为云和县（0.92）、青田县（0.88）和景宁县（0.88），均位于丽水市。2010至2020年，所有山区县均实现生态功能发展水平正增长，生态功能发展水平增长幅度最大的山区县为建德市（0.31）。

3.2 浙江省山区县乡村“三生”功能耦合协调特征分析

3.2.1 浙江省山区县乡村“三生”功能耦合度时空特征分析 从总体来看，2010—2020年浙江省山区县乡村“三生”耦合度均值由0.74提升至0.87，平均水平从磨合时期进入高耦合时期。从两两组合来看，浙江省山区县生产—生活耦合度由0.82升至0.97，持续处于高耦合时期；生产—生态耦合度均值由0.91降至0.88，虽然仍处于高耦合时期，但表明浙江省应加强生产功能和生态功能间的协同互动作用；生活—生态耦合度均值由0.68升至0.89，从磨合时期进入高耦合时期。在空间分布上，乡村“三生”耦合度逐渐呈现“西北高东南低”的态势（图4），2010年共有12个山区县处于高耦合时期，12个山区县处于磨合时期。截至2020年，处于高耦合时期的山区县增至20个，占74.07%。

图4 2010—2020年浙江省山区县乡村“三生”功能耦合度时空特征

将浙江省乡村“三生”功能子系统发展水平结合“三生”功能耦合度大小进行划分，得到“低低低”“低低中”“低低高”“低中中”等12种组合类型（表2）。在拮抗时期，主要为“低低高”发展类型，即生产、生活功能均不完善，生态功能优良，主要分布在2010年丽水市部分山区县。在磨合时期，主要有“低低中”“低低高”“低中高”“中低中”“中低高”等组合类型。2010年，“低低中”山区县占比为14.81%，“低低高”也为14.81%，到2020年“低低中”已清零，“低低高”组合占22.22%，为最主要的组合类型，即这部分山区县生态功能有所提升，但是生产、生活功能尚未同步升级。在高耦合时期，主要有“低低低”“低低中”“低低高”“低中中”“中低低”“中低中”“中低高”“中中中”“中中高”“高中中”“高高中”等组合类型，其中2020年“中低高”组合占25.93%，即生活功能还是突出短板。富阳区是浙江省首个实现“高高中”组合的山区县，即有2项功能达到了高水平阶段的山区县，接近最佳耦合状态。

表3 2010年浙江省乡村“三生”功能子系统发展水平、耦合度组合类型占比 %

3.2.2 浙江省山区县乡村“三生”功能耦合协调度时空特征分析 总体而言，浙江省山区县乡村“三生”功能耦合协调度均值由0.46提升至0.62，由基本协调进入中度协调时期。浙江省山区县乡村“三生”功能耦合协调度变化时空特征与耦合度变化具有一定关联性，两者高值区基本吻合，也呈现西北高东南低的态势（图5）。2010年，各山区县耦合协调度差异较小，无严重失调和高度协调的山区县，仅有5个山区县处于中度协调时期。2020年，各山区县耦合协调度呈现集聚态势，23个县处于中度协调时期，占85.19%，杭州市富阳区成为首个“三生”功能高度协调的山区县。

图5 2010—2020年浙江省山区县乡村“三生”功能耦合协调度变化时空特征

从两两组合来看，耦合协调度提升幅度从大到小依次是生活—生态、生产—生活、生产—生态。其中，浙江省山区县生产—生活耦合协调度均值由0.38升至0.54，由中度失调进入中度协调时期，跨越2个阶段。生产、生活功能相互作用、关系紧密，特别是近年来浙江省推进一二三产业深度融合，乡村生产功能得到完善，农村居民收入水平持续增长，加之农村公共服务覆盖率大幅提升，有助于改善农村生活功能；生产—生态耦合协调度均值由0.59升至0.67，持续处于中度协调时期。浙江省作为国家农业绿色发展试点先行区，近年来首创“肥药两制”改革，有效推进了农业农村污染治理体系和治理能力现代化建设，协调了乡村生产空间和生态空间的融合；生活—生态耦合协调度均值由0.44升至0.67，上升幅度最大，从基本协调时期进入中度协调时期。浙江省把全省农村作为一个大花园、大景区来打造，将美丽乡村建设走在全国前列，为生活和生态空间的耦合协调奠定了坚实的基础。

4 结论与讨论

本文基于“三生”功能理论，应用多源数据构建了包含3个维度14项指标的县域乡村“三生”功能评价指标体系，选取浙江省27个山区县为研究区，测算了2010、2020年浙江省山区县乡村“三生”功能发展水平、“三生”功能耦合度与耦合协调度，并分析其时空演化特征，主要结论如下：

（1）浙江省山区县乡村“三生”功能发展水平大幅提升，并呈现一定的空间分异性。生产、生活、生态功能子系统发展水平均值由“低低中”进入“中中高”阶段，生产功能呈现“西北高东南低”的态势，生活功能呈现“北高南低”的态势，生态功能空间分布较为均衡。

（2）浙江省山区县乡村“三生”功能耦合度均值由磨合时期进入高耦合时期。乡村“三生”耦合度逐渐呈现“西北高东南低”的态势，隶属于杭州市的富阳区是浙江省首个“三生”功能中有2项达到高水平阶段的山区县。

（3）浙江省山区县乡村“三生”功能耦合协调度由基本协调进入中度协调时期。生产—生活耦合协调度由中度失调进入中度协调时期，生产—生态耦合协调度持续处于中度协调时期，生活—生态耦合协调度从基本协调时期进入中度协调时期。

山区县作为明显有别于市郊县、平原县的空间实体［35］，受地形地貌、交通条件、区位等因素的限制较大，是经济社会发展不平衡、不充分的重点区域［36］，也是我国实施乡村振兴战略和实现农民农村共同富裕的难点之一。作为“两山”理念的发源地，浙江省历届省委省政府都十分重视山区的发展，先后提出了“山上浙江”“山海协作”等战略，实施了美丽乡村建设、“千万工程”等举措，并于2015年正式给26个欠发达县（其中17个为山区县）“摘帽”并且不再考核GDP总量，使山区县乡村的“三生”发展有了政策保障。从本文的测评结果看，2010—2020年，浙江省山区县乡村“三生”功能发展水平、“三生”耦合度、“三生”耦合协调度均有较大幅度提升，这得益于浙江省近年来对山区县发展的重视。同时，浙江省山区县乡村“三生”功能发展水平仍存在一定的区域差异，浙东南山区县相对薄弱，未来应着力破解浙东南山区县的生产、生活、生态发展水平“低低高”的困境，推进乡村高质量发展，实现全面乡村振兴。

本文主要探讨了浙江省山区县乡村“三生”功能耦合协调时空格局变化特征，可为浙江省山区县乡村“三生”功能耦合协调发展提供政策参考，也可为我国其他省（市）山区县乡村“三生”耦合协调提供借鉴。后续将进一步加强各种地域类型之间“三生”功能对比、乡村“三生”功能优化等方面的深入研究。