一村一策，确定乡村“三生”功能建设、提升人居环境质量工作重点*

田 超，程琳琳，殷婷婷

（中国矿业大学（北京）地球科学与测绘工程学院，北京 100083）

0 引言

进入新时代，中国城市化已进入快速发展阶段，但乡村地域仍面临着经济发展不充分、空心化、老龄化严重、生产、生活与生态空间相互挤占等问题[1,2]，严重影响着乡村的可持续发展。“三生”空间作为人类生存和发展的载体，在推动乡村社会经济的协调发展和提高人居环境质量方面起着至关重要的作用[3]。随着乡村振兴战略的实施，“农业农村建设”已摆到国家战略层面进行部署，农村的地位愈发重要，如何协调“三生”功能空间关系、扭转乡村落后的发展局面是目前亟待解决的现实问题[4]。因此，科学、定量评估乡村“三生”空间格局对改善乡村人居环境、促进乡村可持续发展具有重要的指导意义。

近年来关于“三生”功能的研究已取得丰富的研究成果，研究内容主要聚焦在“三生”功能的分类与评价[5]、“三生”功能相互联系[6]、功能识别和分区优化[7]等方面，数据来源由传统的统计年鉴、社会经济公报等向土地利用现状数据、遥感等多源数据转变[8]，研究方法主要分为量化识别分类法和功能空间分类法[9]，其中，量化识别法通过选取评价指标构建评价体系，实现“三生”功能的量化识别，但这种方法不利于从空间功能进行多尺度和多数据集成表达，且数据标准化处理相对困难，而功能空间分类法解决了土地利用分类对土地多功能考虑不足等问题，实现了土地功能分类和区域用地分类等的衔接，因此在空间功能权衡、区域人居环境质量测度等领域应用广泛[5,6]。这些研究为进一步开展土地利用现状和“三生”功能空间格局的研究奠定了理论和实践基础[10]。但仍存在诸多不足，如对“三生”空间的研究多侧重“三生”功能的耦合关系和多功能的时序变化[11]，较少关注功能空间结构的组合差异，且在尺度上主要集中在省、市、县域层面，侧重从宏观视角揭示“三生”功能的总体特征[7,10]，缺乏微观视角下“三生”功能水平的量化研究。与此同时，在乡村背景下对区域人居环境质量的相关研究仍不够深入，如何合理的评价人居环境质量仍是需要重视的一个研究领域。游细斌[12]等认为，乡村人居环境是为乡村居民生产、生活等日常需要而提供的活动场所，可用熵值法支持下的TOPSIS模型（Technique for Order Preference by Similarity to An Ideal Solution,TOPSIS）测度乡村人居环境质量。

鉴于此，基于“一村一策”的发展思路，文章以北京市门头沟区为例，综合集成土地利用、实地调研及遥感数据等，基于熵值法支持的TOPSIS模型对各乡村的“三生”功能和人居环境质量进行定量评价，并探究两者的逻辑关系，以此提出不同乡村的规划路径。以期为门头沟区乡村功能建设，实现乡村振兴提供启示和借鉴。

1 研究区概况与数据来源

1.1 研究区域

门 头 沟 区 位 于 北 京 市 西 部，地 跨 东 经115°25"～116°10"，北 纬39°48"～40°10"。全 区 总 面 积 为1 448.92万km2，下辖9个乡镇、4个街道和189个行政村（图1）。山地占全区总面积的98.5%，平均海拔在1 400m以上，地貌类型复杂多样。2020年全区林木绿化率达到56.6%，常住人口为39万人，农村居民可支配收入49.28万元，第二三产业产值为207.21亿元。区内矿产资源丰富，煤矿开采历史悠久。长期以来，门头沟区煤矿开采等资源开发活动占用和破坏土地，导致地表塌陷、裂缝等地质灾害频繁。2004年被定位为北京的“生态涵养发展区”，各类大小矿山相继关闭后产生了大量废弃地，土地资源供需矛盾日益显现，面临着产业转型与环境保护的双重任务[13]。

图1 门头沟区行政区划

1.2 数据来源

（1）土地利用现状数来源于中国资源卫星应用中心（http://data.tpdc.ac.cn）提供的2018年高分二号影像，并对其进行解译；（2）矿区断层和采空塌陷风险根据课题组的《产业演替型城市矿业废弃地优化技术研究与示范研究成果》获得[14]，风险等级由低到高分为1～5级；（3）植被覆盖数据从地理空间数据（http://www.gscloud.cn/）的Landsat影像提取；（4）实地调研数据：人居环境质量数据基于实地调研获得，除农村人均年纯收入外，其余调研选项采用李克特量表，范围为1（非常不满意/不喜欢）～5（非常满意/喜欢）。受新冠疫情影响，调研时间分别为2019年8月和2020年10月，样本采取随机抽样调查法，对研究区1/3数量的乡村进行，以保证每个乡村机会均等。共发放和收回问卷486份，剔除无效问卷31份（重复、漏填等），有效率达96.38%。此外，为保证调研过程的可靠性，对每个村庄的调研结果进行了实地调查。Cronbach"sα的相关系数为0.958，表明调研问卷结果相对可靠。

2 研究方法

2.1 “三生”空间分类体系

“三生”功能分类与评价体系构建的合理与否，直接关系到“三生”空间格局的科学性和客观性[9,10]。基于耕地保护红线、基本农田保护红线和生态保护红线的基本原则，借鉴王津和胡兴定等研究[15,16]，根据门头沟区土地利用分类数据，对不同土地利用类型进行分类和赋值（表1）。根据杨忍等的综合评价法计算各“三生”功能指数[17]，计算公式为：

表1 “三生”功能土地利用分类体系及分值

式（1）中，Zp为第p个单元的“三生”功能评价值，xj为不同类型用地功能评分，W为权重，j为二级土地利用类型。Zp值越大，表明乡村“三生”功能越强，反之则越弱。

2.2 乡村人居环境质量评价

研究表明，乡村人居环境质量与其地域系统的经济、社会、资源等要素密切相关[18,19]。基于研究区实际，结合相关研究成果[20]，构建由基础设施、经济环境、公共服务、社会文化、生态环境5个一级指标和14个二级指标组成的乡村人居环境评价指标体系（表2）。

表2 乡村人居环境质量评价指标体系

引入TOPSIS模型对门头沟乡村人居环境进行计算，TOPSIS模型是根据评价对象与理想方案的相对接近程度，对评价对象进行排序并确定其优劣程度的方法[15,21]。该方法基于熵值法确定权重，能避免主观因素的影响，从而提高计算结果的精度。具体处理步骤参考游细斌等的相关研究[15]。

2.3 标准差椭圆

标准差椭圆（Standard Deviational Ellipse,SDE）是从全局、空间的角度定量分析地理要素空间分布整体特征的方法[22]。通过标准差椭圆的重心、x轴的标准差、y轴的标准差、转角和x轴、y轴标准差的比值等参数在空间上的变化来反映要素在空间上的重心分布、分布范围、变化趋势和形状等，从多种角度揭示地理要素的空间分异程度和相互关联[23]。x轴与y轴标准差的比值越大，则要素分布的方向性越强。

3 结果与分析

3.1 “三生”功能分析

基于ArcGIS的自然断点分级法（Jenks）将“三生”功能指数由强到弱划分为高、较高、一般、较低、低水平5个等级（图2），并统计各乡村“三生”功能等级数量及比例（表3）。

图2 门头沟区生产—生活—生态指数空间分布格局

表3 门头沟区“三生”功能等级数量及比例

（1）生产功能值域为0.444～3.233，生产空间功能相对破碎，不同功能等级空间交错分布。生产功能呈中等偏低水平，一般及以下等级的乡村数量共占68.25%。较高以上等级的乡村主要位于军庄镇、斋堂镇南部和清水镇南部，其乡村数量占全域比重的31.74%，这些地区的耕地资源相对丰富，经济基础设施较好，工矿产业发达，能充分发挥乡村生产功能和辐射带动作用。较低以下等级的乡村多在大台街道、城子街道、龙泉镇和永定镇，并呈零星斑块状分布，这些乡村为发展经济加快了矿产资源的开采，严重破坏了当地的生态环境[24]，加上生产功能高值区的“聚集效应”，导致其生产功能整体偏低。

（2）生活功能值域为0.001～4.122，空间格局分布差异明显，由东部向西部逐渐递减，服从“核心—边缘”模式。生活功能指数等级呈“金字塔”状分布，乡村数量占比分别为23.28%、36.51%、40.21%。较高以上等级的乡村主要分布在永定镇、龙泉镇和军庄镇，空间上与生活功能高值区基本呈反向相关。一般等级的乡村位于清水镇和斋堂镇北部，其他地区的生活功能指数均为较低及以下水平，表明东部乡村经济发达，基础设施相对完善，生活功能指数高。

（3）生态功能值域为0.600～4.998，其空间分布与地形、河网分布关系密切，呈现由东部向西部放射状递增的分布态势，并出现妙峰山镇北部和斋堂镇北部的副高值中心。较高等级以上的乡村分布在清水镇、斋堂镇和雁翅镇内的两大生态区域，数量占比为29.1%。这些地区以山地为主，人类活动干扰少，植被类型丰富，生态环境指数高，生态空间格局相对稳定，构建了周边区域的重要生态屏障。而较低以下等级的区域多集中在永定镇、龙泉镇、军庄镇和清水镇南部的乡村，其主城区和中心村的生态功能高分值格局并未形成，且随着建设用地的扩张，制约了此类地区生态功能的发挥。

（4）“三生”功能呈现东高西低的分布态势，区域“极化效应”明显。72.49%的乡村“三生”功能指数处于一般及以下水平，表明门头沟区“三生”功能整体较低，较强等级以上的乡村空间分布相对聚集，分布在妙峰山镇、永定镇和龙泉镇，低值区集中在王平镇、清水镇和斋堂镇北部。其中，“三生”功能与生活功能空间分布大体一致，但与其他功能的空间格局重合度低，表明门头沟区生产—生活—生态空间发展离散，以生活功能为主导，但生态功能受到生产—生活功能空间的双重挤占。门头沟长年以来对资源和相关产业过度关注，忽略了乡村的规划和引导，导致乡村空间布局相对散乱，建设用地垄断，人地矛盾突出，对乡村环境和发展产生较大影响[25]。

3.2 乡村人居环境质量评价

以自然断点分级法为标准，将各指标类型和生活空间宜居性划分为低、较低、一般、较高、高5个等级（图3、4）。由图4可知，门头沟区乡村人居环境分指标空间分异特征明显，水平差距较大。其中基础设施、经济环境、公共服务和社会文化环境均呈东高西低的分布态势。平均得分分别为：0.135、0.134、0.201、0.188。各分指标较高和高等级的乡村均集中在永定镇、龙泉镇、军庄镇和清水镇、斋堂镇南部。一般等级的乡村主要集中在妙峰山镇、雁翅镇和潭柘寺等，而较低和低等级的乡村主要分布在雁翅镇、清水镇和斋堂镇的北部。生态环境的平均得分为0.198，整体上呈西高东低的分布特征，较高和高等级的乡村主要分布在斋堂镇、清水镇和雁翅镇，一般等级的乡村主要集中在军庄镇和潭柘寺等，而较低和低等级的乡村分布在妙峰山镇、王平镇。

图3 门头沟区乡村人居环境分指标空间分布格局

由图4可知，从数量上看，乡村人居环境质量最高的为龙泉镇东部的三家店村（综合指数为0.292），最低的为清水镇西北部的小龙门村（指数为0.038），平均值为0.112，乡村人居环境质量值不高；变异系数为0.44，属于中等变异，乡村人居环境质量相差较大，存在显著的空间分异。门头沟区人居环境质量主要为一般及以下等级的乡村（74.80%），人居环境质量高的地区空间少，且分布较为集中。门头沟区位于典型的矿业资源型地区，相对较差的自然条件和落后的基础设施使得大部分乡村的生产、生活等功能不完善，进而造就其乡村人居环境质量总体偏低的特征。

图4 门头沟区乡村人居环境质量空间分布

从空间上分布上看，人居环境质量由东部向西部逐渐递减，具有显著的“点轴模式”特征，即人居环境质量空间分布聚集，有围绕交通网络和水网分布的趋势。高值区主要分布在龙泉镇、永定镇、城子街道及军庄镇，并以此为中心向周围人居环境质量较低的乡村过渡。这些乡村与中心城区接壤，地理位置优越，社会经济和城镇化水平较高，随着落后产能煤矿企业的相继关停，各乡村及时调整产业结构，基础设施水平和生活质量相对较高。较低以下等级的乡村广泛分布，集中在清水镇、斋堂镇及王平镇西北部、妙峰山镇北部。这些乡村位于传统农耕区且矿产资源丰富，基础设施薄弱，地表塌陷、污染面积大，乡村的人居环境质量较低[14]。

3.3 “三生”功能与人居环境质量的协调特征

由图5和表4可知，生产、生态、“三生”功能和人居环境质量的标准差椭圆均分布在雁翅镇、妙峰山镇的乡村，其范围分布相差较小，表明门头沟区“三生”功能与人居环境质量水平相对协调。从重心坐标结果看，除生活功能的重心点在永定镇境内的乡村，其余功能指数和人居环境质量的重心点分布在大台街道，其中，生产功能、生态功能和“三生”功能的重心点总体偏西，乡村人居环境质量的重心点总体偏东，这与东部乡村经济发展水平较高密切相关。从分布方向上看，人居环境质量的x轴、y轴长度比生产功能、生态功能和“三生”功能的长度偏小，即人居环境质量向西北—东南部扩散，生活功能趋向东南部延展。从旋转角度来看，“三生”功能与人居环境质量的空间分布基本呈东—西走向，这与门头沟区“东西”走向的外部空间形态相对吻合。此外，标准差椭圆沿x轴与沿y轴的标准差之比均大于2，说明各功能指数和人居环境质量空间分布的方向性显著。总的来说，门头沟区“三生”功能与人居环境质量的椭圆形状相似，各参数结果之间相差不大（表4），表明“三生”功能和人居环境质量在空间上具有较强的关联性。

图5 门头沟区“三生”功能与人居环境质量关联特征

表4 门头沟区“三生”功能与人居环境质量标准差椭圆参数

4 结论与建议

4.1 结论

（1）门头沟区生产功能呈中等偏低水平，空间结构相对破碎，高值区主要位于门头沟区军庄镇、斋堂镇的乡村，低值区主要位于大台街道、龙泉镇、永定镇的乡村，呈零星斑块分布；生活功能水平由东部向西部逐渐递减，并服从“核心—边缘”模式；生态功能空间分布与地形、河网密切相关，呈现由东部向西部放射状递增的态势，并出现妙峰山镇北部和斋堂镇北部乡村的副高值中心。“三生”功能呈现东高西低的分布态势，高值区相对聚集，低值区集中于王平镇、清水镇和斋堂镇北部的乡村，区域“极化效应”明显，“三生”功能整体呈较低水平。“三生”功能空间分布与生活功能分布大体一致，与其他功能的空间重合度较低。

（2）门头沟区乡村人居环境质量总体偏低，存在显著的空间分异，人居环境质量由东部向西部的乡村逐渐递减，具有显著的“点轴模式”特征，空间分布格局相对集聚。高值区主要分布在龙泉镇、军庄镇、城子街道和军庄镇的部分乡村，并向外围逐渐降低。低值区主要分布在清水镇、斋堂镇及王平镇西北部、妙峰山镇北部的乡村。

（3）标准椭圆差结果表明，门头沟区“三生”功能和人居环境质量的空间分布格局相一致，参数结果相差不大，“三生”功能和人居环境质量在空间上具有较强的关联性。其中，人居环境质量重心点相较于“三生”功能向东南部偏移，人居环境质量相较于“三生”功能向西部和北部收缩。乡村“三生”功能和人居环境质量因生产人居环境质量及基础设施建设与自然条件的差异有所偏差。

4.2 建议

（1）“三生”功能和人居环境质量较高的乡村主要位于龙泉镇、永定镇和军庄镇。龙泉镇乡村人居环境质量得分最高，“三生”功能水平高，经济发展和基础设施建设也居于前列，但下一步还需加强新型农村社区建设，在促进乡村人居环境均衡发展的同时，尽可能满足居民的生产生活需求，使农村居民享受到更优质的公共服务。永定镇与中心城区相邻，交通路网发达，基础设施相对完善，人居环境质量较好，但乡村产业发展有待进一步加强，仍需强化各乡村间的社会经济联系。军庄镇公共服务水平和社会文化环境水平较高，但由于农村人口数量多，存在教育、环境卫生和社会保障等公共服务人均水平偏低的现象，今后应加大这类公共服务的投入，避免其发展滞后于人口增长。

（2）“三生”功能和人居环境质量一般的乡村主要位于妙峰山镇、潭柘寺镇和雁翅镇。妙峰山镇公共服务和社会文化水平较高，但社会经济发展速度较慢，基础设施有待完善。下一步应大力发展乡村旅游和生态农业，同时通过政策倾斜为妙峰山镇创造良好的经济环境，缩小与经济发达地区的差距。潭柘寺镇拥有千年的历史古城，耕地面积较大，但“三生”功能和乡村人居质量水平相对一般，农业农村问题突出。今后应进一步改善农业设施条件，提升农业机械化水平和生产便捷程度。同时对乡村的居住环境进行整治，加强乡村公共设施配套普及率、绿化率和交通通达度。雁翅镇生态环境质量较好，但乡村人员流失严重，公共服务设施等无法正常运转。今后应积极转变产业发展模式，大力进行基础设施建设，合并落后村，并进行“空心村”的治理，提升整体乡村人居质量水平。

（3）“三生”功能和人居环境质量较低的乡村主要位于清水镇、斋堂镇和王平镇。清水镇和斋堂镇的生态环境好，但生活功能水平低，基础设施不完善。清水镇和斋堂镇是门头沟区的传统农耕区，传统农业基础较好，但由于传统农业对生态环境的破坏，以及基础设施建设不完善等问题，乡村经济发展缓慢。今后应加大各类公共服务、基础设施以及社会文化等体系的建设，加快传统农业向现代农业转型，从而为乡村人居环境的改善提供保障。王平镇拥有丰富的矿产资源，但“三生”功能和乡村人居环境质量水平不甚理想，存在经济产业结构单一、基础设施薄弱和环境污染等问题。未来应通过完善乡村规划，加快产业结构优化升级，全面推进废旧矿山生态修复，完善生态保护格局。