洞庭湖区乡村人居环境质量动态评价及障碍因子诊断

2023-10-08 07:19周雅萍赵先超
农业工程学报 2023年13期
关键词:洞庭湖区生活空间环境质量

周雅萍,赵先超

(湖南工业大学城市与环境学院,株洲 412007)

0 引言

乡村人居环境是指农村居民聚居生活的主要地域空间,由社会文化环境、生产生活环境和自然生态环境等共同组成的物质和非物质的有机结合体,它是一个动态的复杂巨系统[1-2]。改革开放以来,随着工业化和城镇化进程的推进,中国社会经济发展取得了举世瞩目的巨大成就,但长期城乡二元发展格局和粗放而无序的发展模式使得农业农村发展出现衰退问题,乡村基础设施建设薄弱、土地资源利用低效、生态环境遭到破坏、聚落空心化问题加剧等一系列乡村人居环境“负效应”凸显,并成为中国乡村人地关系危机的真实缩影[3]。党的二十大报告明确提出了“改善农村人居环境,建设宜居宜业和美乡村,是实施乡村振兴战略的一项重要任务”。因此,如何科学评价并揭示区域乡村人居环境质量的动态变化,找寻并识别影响乡村人居环境质量提升的障碍因子,已成为当前推进乡村振兴发展的重要现实需求。

人居环境科学始于希腊学者DOXIADIS 提出的“人类聚居学”理论,强调将乡村、城镇、城市等所有人类聚居空间应作为一个整体来研究,国外学者对人居环境的研究视角首先聚焦于城市,之后又逐渐转向乡村[4]。近年来,学界主要聚焦于从单一村落的微观尺度[5]或住房条件[6]、空气质量[7]和景观设施[8]等乡村人居环境的某一方面开展研究。相比之下,国内学者关于乡村人居环境的研究则相对较晚,近年来随着乡村地域内社会经济形态和空间结构的变革,乡村人居环境的研究逐渐增多,研究内容围绕乡村人居环境质量评价体系构建[9]、综合评价与优化策略[10]、乡村人居环境时空演变与影响因素[4]、乡村空间转型与重构[11]等方面。在乡村人居环境质量评价领域的研究中,主要涉及了自然灾害[12]、生态环境[13]、社会经济[14]和土地利用[15]等单一系统的质量研究以及人类与环境复合系统的质量研究。在研究方法上,多采用GIS 空间分析、BP 神经网络[16]、情景模拟[17]、数理统计分析模型[18]等以量化为主的多方法综合研究,形成了涵盖沿海发达城市、湖泊河流、干旱地区、贫困山区等多种典型地区的省[19]、市[20]、县[10]、乡镇[18]等多尺度的研究。综合来看,上述研究成果对当前乡村人居环境研究具有重要的参考价值,但也存在一些不足,研究大多偏重于乡村人居环境质量的静态格局分析,而关于不同时期乡村人居环境质量的动态格局演化规律的研究较少;针对乡村人居环境质量研究的评价指标数据来源多从统计数据入手,随着研究尺度缩小,指标获取难度加大,刻画相关乡村发展的指标难免不足。现代大数据相较于传统数据具有海量性、持续性等特点,能够有效弥补中、微观尺度上统计数据不全的缺陷,在城镇体系与区域联系、城市空间结构与功能分区、公共服务设施布局等国土空间规划方面已有着广泛应用[21]。但现有成果对于运用综合反映空间及社会经济属性的多源数据开展乡村人居环境质量评价的深入研究比较缺乏。据此,借助多源大数据构建乡村人居环境质量评价体系,将有助于丰富中、微观尺度乡村人居环境的深化研究。

快速城市化进程中,洞庭湖周边工农业活动日益频繁,生态环境的承载压力逐渐增大,社会经济发展与生态环境不协调程度加剧,其乡村人居环境正在发生着显著的变化。因此,本文以洞庭湖区为研究实例,尝试结合多源大数据从生产空间、生活空间、生态空间3 个维度构建洞庭湖区乡村人居环境质量评价指标体系,以县域作为研究尺度,运用熵值法、综合指数法、GIS 空间分析、障碍度模型等方法测度2010—2020 年研究区乡村人居环境质量的演变规律,识别影响乡村人居环境质量提升的障碍因子,找寻提升洞庭湖区乡村人居环境发展的着力点和发力点,以期为提升区域乡村人居环境质量提供一定的理论与数据参考。

1 理论框架及指标体系构建

1.1 基于“三生”空间的乡村人居环境质量评价理论框架

乡村人居环境作为动态的复杂人地关系地域系统,是与乡村居民活动和用地发展密切相关的地域空间。国土是乡村人居环境的空间承载,有关学者对国土空间依据不同土地利用功能划定为生产空间、生活空间和生态空间(简称“三生”空间)3 个基本类型,每种类型空间分别对应着生产功能、生活功能和生态功能[22],物质、能量、信息等要素不断在乡村人居环境系统中进行流动与交换,与“三生”空间功能的充分利用和有机整合相契合,乡村人居环境相应也可以划定为生产空间、生活空间、生态空间3 个子系统[20,23-24]。随着改革深入与“四化”推进,一定程度上驱动了乡村生产、生活、生态空间的发展,“三生”空间之间相互作用、相互影响的互动关系对乡村人居环境的发展与演化有着重要的影响。在一定空间尺度上,生产空间为乡村人居环境可持续发展提供基础服务,是乡村居民开展生产活动、获取产品、增加社会财富、促进产业发展的空间场所。生活空间是推动乡村人居环境可持续发展的主要驱动力,为乡村居民提供居住、消费和休闲等日常生活活动需求的空间聚合体,凸显乡村居住条件的适宜和社会福利保障的完善[25]。生态空间作为承载乡村生产空间和生活空间的物质基础平台,为乡村居民提供生存和发展的自然条件和自然基础,具有一定的生态维持、承载和修护能力。在此基础上,本研究从系统论的视角综合生产空间、生活空间、生态空间对乡村人居环境质量开展评价,并采用障碍度模型识别影响其发展的主要障碍因素,以改善乡村人居环境、促进乡村人居环境系统的科学有序发展(图1)。

1.2 乡村人居环境质量指标体系构建

参考现有研究乡村人居环境质量指标体系成果[9-11,23],并结合对“三生”空间特征的认知,在充分考虑洞庭湖区乡村人居环境情况的基础上,遵循系统性、区域性和动态性原则,从生产空间、生活空间、生态空间3 个维度构建乡村人居环境质量评价指标体系,并借助熵值法确定各项指标权重(表1)[26]。1)生产空间维度。乡村生产空间与产业有关,是指为乡村居民提供农业生产或非农生产活动的地域[3],根据《中共中央国务院关于全面推进乡村振兴加快农业农村现代化的意见》,未来将重点强化农业农村产业的现代化经营体系建设以及现代科技与物质装备支撑,以提升农业农村产业生产效率、促进乡村经济增长和产业发展,因此从生产水平、农村经济和产业发展三方面来表征乡村生产空间质量[27]。选取农业机械化水平、粮食生产率、有效灌溉率、复种指数表征生产水平;选取人均农林牧渔业产值、城乡居民人均可支配收入比、乡村经济活动强度表征乡村经济增长情况;选取乡村从业人员率、乡村经济多样性表征乡村产业发展情况。2)生活空间维度。结合文献 [22]以及《乡村建设行动实施方案》可知,生活的宜居适度是乡村生活空间发展的首要目标,涉及空间承载、生活保障和福利保障等子功能。空间承载通过城镇化水平和农村家庭规模表征,可有效反映乡村聚落空间形态变化的总体趋势;生活保障主要反映人们的物质生活条件和精神生活条件,前者体现在乡村居民的居住质量、消费水平等物质资料方面,所以选取乡村电力设施水平、农村居民消费水平表征,后者体现在生活中为愉悦身心、满足精神需要的文化、娱乐、旅游等方面的配套设施和服务的供给,以乡村休闲设施密度表征[10];福利保障是乡村生活活动有序开展的基础,体现在教育、医疗等社会福利保障项目,以师生比、医疗情况、距医院便捷程度、人均财政支出表征。3)生态空间维度。生态空间即涉及自然环境直接的生态供给又涵盖人为因素对生态破坏和环境污染状况的维护,故从生态维持、生态承载和生态保护三方面表征。选取植被指数(normalized difference vegetation index,NDVI)、水文指数(hydrology index,HI)、温湿指数(temperature and humidity index,THI)、地形起伏度(relief degree of land surface,RDLS)表征生态维持现状;选取生物丰富度指数(biological richness index,BRI)表征区域生态承载能力,选取生活污水处理率、生活垃圾无害化处理率、农业面源污染指数、空气质量表征生态保护水平。

表1 乡村人居环境质量评价指标体系Table 1 Evaluation index system of rural human settlements quality

2 研究方法与数据

2.1 研究区概况

洞庭湖区位于湖北省与湖南省交界地带(27°98′N~30°66′N,110°49′E~114°09′E),是中国重要的湿地生态屏障和农产品生产基地,下辖湖北省荆州市,湖南省岳阳、常德、益阳及长沙市望城区等4 市1 区,共33 个县域单元(市辖区、县级市及县),总面积约6.05 万km2(图2)。

图2 研究区行政区划及地形图Fig.2 Administrative division and topographic map of the study area

2020 年末,湖区常住人口2030 万人,其中乡村人口1 075 万人,占总人口的52.96%。城镇居民、农村居民人均可支配收入分别为35 084、20 162 元,城乡发展存在较大差距。近年来,湖区城镇化和工业化进程快速推进,在经济快速发展的同时,自然资源约束趋紧,湖泊萎缩、湖水污染、湿地生态功能减弱、生物多样性面临威胁等一系列生态问题随之产生。区域内社会经济发展的差异性和生态环境的复杂性导致人居环境的多样性,各地区的乡村人居环境质量存在明显的地域分异,亟待乡村人居环境科学领域的系统求解。

2.2 数据来源与研究方法

研究数据主要涉及2010—2020 年遥感影像数据、行政区划数据、兴趣点(point of interest,POI)数据和统计数据等。1)遥感影像数据:包括数字高程模型(digital elevation model,DEM)、夜间灯光数据、MODIS(moderate resolution imaging spectroradiometer,MODIS)数据、土地覆盖数据、气象数据、空气质量数据等;2)行政区划数据:包括洞庭湖区县域以及乡镇区划矢量底图,为避免行政区划调整的影响,统一采用2021 版行政区划图;3)POI 数据:基于高德开放地图端口爬取研究期间各年份11 月餐饮、住宿、购物、休闲娱乐、生活服务、综合医院和金融保险服务等7 类业态数据(依据高德开放地图POI 分类标准进行业态分类匹配),并对抓取的原始数据通过清洗、合并和火星坐标转换整理后获得所需POI 数据。详细说明如表2 所示。

表2 数据来源及描述Table 2 Data source and description

1)Shannon-Wiener 多样性指数

香农多样性指数可以同时考虑要素的均匀度和丰富度[28]。一般地,多样性指数越高,说明该地域范围内商业设施在种类和数量上相对较优,计算式为

式中pt为给定地域范围内第t类商业设施比重;nt为第t类商业设施的数量;N为总设施数。这里的给定地域范围为各县域乡镇区划空间尺度;参考文献[29],商业设施POI 数据选取餐饮、住宿、购物、休闲娱乐、生活服务和金融保险等6 类业态。

2)遥感影像处理

研究使用的植被指数采用 MOD13Q1 数据2010—2020 年逐年1—12 月份726 景的影像,利用MRT(Modis Reprojection Tool)软件对影像做镶嵌、投影、转换格式等预处理,再使用ENVI 5.3 软件对每年22 期影像进行去负、并采用最大值合成法处理,以降低噪声,消除云、大气、太阳高度角的干扰,使得NDVI 更接近地表植被覆盖状况[30]。

本文采用夜间灯光影像提取乡村经济活动强度指标。以洞庭湖区各县域乡镇行政边界矢量数据为掩膜来裁剪影像,并借助分区统计工具计算各县域乡镇范围内夜间灯光总量,由于总量值会受到区域面积干扰,故用总量值除以像元总数的比值得到平均夜间灯光强度来衡量乡村经济活动强度。

利用ArcGIS 的窗口分析法、建立渔网法、重分类法、栅格计算等方法对遥感影像数据进行处理,获取地形起伏度、水文指数、温湿指数、生物丰富度指数等指标。

地形起伏度R是对区域高程和地表切割程度的综合描述,计算式为

式中M为某一10 km×10 km 网格窗口内的平均海拔高度,m;max(H)和min(H)分别为窗口内的最高和最低高度,m;500 m 作为中国基准山体的高度;P(A)为窗口内的平地面积,km2,本文将坡度小于5°的区域定义为平地;A为窗口面积,100 km2[31]。

水文指数H是反应区域自然水资源有效储备的重要指标,计算式为

式中K为归一化降雨量;Wa为归一化水域面积比重;α为R的权重,取0.2;β为Wa的权重,取0.8[32]。

温湿指数T可直接反映不同气候条件下人类居住环境的体感舒适程度,计算式为[33]

式中t'为月平均气温,℃,f为相对湿度,%。

生物丰富度指数B是反映物种丰贫的程度,指数值越大,表示生物物种越丰富,生态调节能力越好,计算式为

式中Abio为生境质量指数的归一化系数,依据《生态环境状况评价技术规范》(HJ192-2015),参考值为511.264;Sv、Sg、Su、Sc、Scon、Sq、Sr分别为林地、草地、水域、耕地、建设用地、未利用地以及区域土地总面积,km2[9]。

3)综合指数计算

对指标数据进行无量纲处理,根据熵值法确定的指标权重,分别计算生产空间质量指数、生活空间质量指数、生态空间质量指数以及乡村人居环境质量综合指数,计算式如下:

式中Fi为第i个研究单元的乡村人居环境质量综合指数;Pi、Li、Ei分别为第i个研究单元的生产、生活、生态空间质量指数;i为第i个研究单元;j为第j项评价指标;Xij为指标的标准化值;Wj为第j项指标的权重。

4)障碍度模型

通过障碍度模型分析阻碍当前洞庭湖区乡村人居环境质量提升的主要障碍因子,计算式为

式中Ij为第j项指标的偏离度,Zj为通过极差标准化得到的各项指标的标准化值;Oj为单项指标对乡村人居环境质量总体水平的障碍度,障碍度值越大,表明该指标因子对乡村人居环境质量提升的制约作用越大,阻碍发展的程度越强;Vj为各子系统层对乡村人居环境质量的障碍度。

3 结果与分析

3.1 乡村人居环境质量总体趋势分析

通过构建的乡村人居环境质量评价指标体系测度2010—2020 年洞庭湖区乡村人居环境质量综合指数(图3)。由图3 可知,2010 年以来洞庭湖区乡村人居环境建设整体成效明显,乡村人居环境质量综合指数从2010 年的0.225 上升到2020 年的0.354,近10 a 乡村人居环境质量综合指数提升57.54 %。具体来看,各地市乡村人居环境得到较大改善,乡村人居环境质量综合指数呈现出不同水平、不同速率的上升趋势。其中,长沙市望城区乡村人居环境综合质量指数从2010 年的0.270 增加到2020 年的0.492,乡村人居环境质量综合指数增速最高,提升82.15%;而常德、荆州、岳阳和益阳乡村人居环境质量综合指数分别增长63.34%、55.74%、54.42%和51.01%。

图3 2010—2020 年洞庭湖区各地市乡村人居环境质量时间演变趋势Fig.3 Time evolution trend of rural human settlements quality in Dongting Lake area from 2010 to 2020

为进一步探析洞庭湖区乡村人居环境质量在空间上的分布规律与变化趋势,利用ArcGIS 10.8 软件的统计分析中趋势分析工具,绘制2010—2020 年洞庭湖区乡村人居环境质量三维趋势分析图(图4)。

图4 2010—2020 年洞庭湖区乡村人居环境质量空间变化趋势Fig.4 Spatial change trend of rural human settlements quality in Dongting Lake area from 2010 to 2020

由图4 可以看出,研究期间洞庭湖区乡村人居环境质量综合指数空间发展均衡程度逐渐提升,但区域之间差异较为明显,在东西方向上,呈现由西部略高于东部、整体呈向下凹陷的“U”型空间趋势特征逐渐向东西部基本持平的“I”型空间趋势特征演变。即研究区中部乡村人居环境质量综合指数快速提升,乡村人居环境系统内部互动强度中部逐渐增强;在南北方向上,呈现南高北低、曲率逐渐减小的空间趋势特征演变,表明洞庭湖区北部乡村人居环境质量逐步改善,南北向之间乡村人居环境系统内部互动强度差距逐渐缩小。总体来看,洞庭湖区乡村人居环境质量综合指数呈现西南部相对下降,东北部逐渐上升的演变趋势。

3.2 乡村人居环境子系统质量趋势分析

结合表1 测算洞庭湖区各县域2010—2020 年乡村人居环境子系统质量指数,采用平均值分区法将研究区域内乡村人居环境质量划分为“低、较低、较高、高”4个等级[2](表3),并绘制洞庭湖区乡村人居环境子系统质量时空分异图(图5)。

图5 2010—2020 年洞庭湖区各县域乡村人居环境生产空间、生活空间、生态空间质量发展水平空间差异Fig.5 Spatial difference of the quality development level of production space,living space and ecological space of rural human settlements in Dongting Lake area from 2010 to 2020

1)乡村人居环境生产空间质量(图5a):时间维度上看,2010—2020 年,洞庭湖区乡村人居环境生产空间质量指数呈现稳定上升的态势,生产空间质量指数平均值从0.074 上升到0.105。2010 年,78.79%的县域乡村人居环境生产空间质量处于低质量等级和较低质量等级,较高及以上质量等级主要出现在洞庭湖区南部的武陵、赫山、望城、汨罗、资阳、湘阴以及北部的沙市等地区。2015 年,生产空间质量较2010 年有所缓解,但质量指数提升缓慢,低质量等级的县域仅下降了3 个,主要出现在湖区北部荆州市的公安县、监利县以及常德市的鼎城区。2020 年,生产空间质量指数进一步提升,低质量等级的县域下降至2 个,48.48%的县域处于较高和高质量等级,较高及以上质量等级县域主要集中出现在湖区东部岳阳市的部分县域及周边区域。空间上看,研究期间洞庭湖区生产空间质量空间分布具有明显的差异,且空间格局发生较大改变,乡村人居环境质量等级较高及以上等级县域的分布已从湖区南部转变为东部。这一时期,随着2016 年国务院批复《促进中部地区崛起“十三五”规划》,支持岳阳建设区域性中心城市的重大战略决策指引下,有力推动了湖区东部的经济发展、农业现代化建设、城乡一体化进程,形成了洞庭湖区县域尺度乡村人居环境生产空间质量指数高值区。

2)乡村人居环境生活空间质量(图5b):时间维度上看,2010—2020 年,洞庭湖区乡村人居环境生活空间质量指数明显提升,研究期间生活空间质量指数平均值从0.060 上升到0.158,增长高达161.87%。2010 年,洞庭湖区乡村人居环境生活空间质量指数整体较低,只有1 个处于较高质量等级,其余县域均处于较低或低质量等级,乡村人居生活环境有待改善。2015 年,生活空间质量指数较2010 年有所提升,低质量等级县域减至1 个,48.48%的县域处于较高及以上质量等级,主要出现在常德、荆州、益阳的中心城区附近以及岳阳市的岳阳楼区和云溪区等区域。2020 年,生活空间质量得到较大程度的改善,较低及以下质量等级县域消失,在增长极地区“溢出效应”的影响下,各地市主城区毗邻县域生活空间质量指数表现出明显的上升趋势,这也是洞庭湖区乡村人居环境质量得到提升的根本原因。空间上看,研究期间洞庭湖区生活空间高质量等级区沿市辖区向外逐渐扩张,呈现由“散点状”向“西高东低”的演变发展特征,这些地区作为区域的增长极,在地方政府财政的共同支持下,乡村医疗、教育、公共基础设施等社会保障项目与国家强农富农惠农政策紧密结合,使得农村居民的生活居住条件得到了较大程度的改善,形成了县域尺度乡村人居环境生活空间质量指数高值区。

3)乡村人居环境生态空间质量(图5c):时间维度上看,2010—2020 年,生态空间质量指数得到小幅提升,生态空间质量指数平均值从0.089 上升到0.090。2010 年,60.61%的县域乡村人居环境生态空间质量处于低质量等级或较低质量等级,较高及以上质量等级的县域有13 个,主要呈带状集聚在洞庭湖区东、西部边缘的武陵山脉和幕连九山脉所处的区域。2015 年、2020 年生态空间质量与2010 年基本持平,较低和低质量等级的县域数量未发生改变,主要出现在湖区中部荆州、常德的部分县域。空间上看,洞庭湖区乡村人居环境生态空间质量分布差异同样明显,乡村人居环境生态空间质量的顺序整体呈现为西部地区、东部地区、中部地区梯度递减的分布特征。究其原因,东西部地区山地丘陵较多、植被繁茂,生态调节能力较好,形成了县域尺度乡村人居环境生态空间质量指数高值区;中部地区地势平坦,土地开发建设程度较高,耕地、水域面积紧张、加之农业种植不可避免地需要大量施用农药化肥,区域内农业面源污染、水资源短缺综合治理困难等多重原因导致乡村人居生态环境发展滞缓,一直处于相对恶劣的级别,更需要加大对环境污染的治理和保护等相关方面的整治力度。

3.3 乡村人居环境质量障碍度诊断

根据现有的数据,利用式(10)~(12)计算2010—2020 年各子系统和各项指标对洞庭湖区乡村人居环境质量演化的障碍程度,基于障碍度排序,展开深度的诊断分析。为了研究便利,根据各指标障碍度大小,筛选出各年份障碍度排在前6 的障碍因子并展开分析。

3.3.1 子系统层障碍因子

从图6 来看,3 个子系统对洞庭湖区乡村人居环境质量的障碍度变化有所差异。2010—2020 年生产空间子系统的障碍度持续增加,增长幅度为8.31%;生活空间子系统的障碍度表现出逐渐下降的趋势,下降幅度为15.52%;生态空间子系统的障碍度则呈较明显的增加趋势,增长幅度为19.54%。从具体数值来看,洞庭湖区乡村人居环境子系统层障碍度由大到小排序为生产空间、生活空间、生态空间,障碍度均值分别为42.73%、39.38%和17.89%,表明乡村人居环境生产空间和生活空间子系统是制约洞庭湖区乡村人居环境质量提升的关键因素。由此可见,实施乡村振兴战略,改善农村人居环境,应重点聚焦生产、生活空间质量,进一步提高农业农村产业的专业化、组织化、社会化程度,提升农村民生保障水平。值得注意的是,生态空间子系统障碍度近年来呈快速上升的发展态势,说明乡村人居生态环境所面临的压力正在逐步增加,生态问题依旧不容忽视,在城市的后续发展中针对乡村地区生态环境的保护与修复需要采取更多得当的措施,促进区域乡村人居环境质量整体提升。

3.3.2 指标层障碍因子

从表4 来看,各指标障碍度大小排名前6 的因子为:乡村经济活动强度(P7)、生物丰富度指数(E5)、乡村休闲设施密度(L4)、农业机械化水平(P1)、乡村电力设施水平(L5)、医疗情况(L7)和水文指数(E2),是改善洞庭湖区乡村人居环境质量的首要调控对象。

表4 2010—2020 年洞庭湖区乡村人居环境质量主要障碍因子Table 4 Main obstacle factors of rural human settlements quality in Dongting Lake area from 2010 to 2020

乡村经济活动强度(P7)为生产空间指标,是2010—2020 年影响乡村人居环境质量的首要障碍因素,近年来洞庭湖区乡村经济活动强度仍保持快速上升,表明乡村地区的经济发展活力在提升,为培育乡村新产业新业态有稳健积极的影响,推动洞庭湖区农业农村产业提质转型是一项亟待实施的任务;生物丰富度指数(E5)为生态空间指标,从2015 年开始跃居成为第二大障碍因子,作为国家重要的湿地生态屏障,重视自然基底和生态条件的自我维持与调节能力是有效提升洞庭湖区乡村人居生态环境承载能力的方法;乡村休闲设施密度(L4)为生活空间指标,在2010—2014 年严重阻碍了洞庭湖区乡村人居环境质量的提高,2015 年后下降为第三位,随着新农村建设的快速推进,农村基础服务设施建设力度持续提升,休闲设施密度一定程度上代表着农村居民对美好生活需要的提高程度,对生活质量的重视程度。农业机械化水平(P1)为生产空间指标,作为以农业生产为优势主导的地区,农业机械化程度直接左右着洞庭湖区农业经济发展水平;乡村电力设施水平(L5)、医疗情况(L7)为生活空间指标,长期重城轻乡的历史发展路径造成农村人居环境欠账较多,着手改善乡村居民生活水平、提高医疗服务系统等社会公益性事业,是提升乡村人居环境质量的重要出路;水文指数(E2)为生态空间指标,是2018—2020 年首次出现在第六位的障碍因素,原因在于,随着区域城镇化快速发展,建设用地需求不断增加,大量蚕食湿地湖泊面积,致使水资源短缺情况日益加剧,自然对乡村人居环境质量的提升产生了一定的负面影响,因此,推进洞庭湖区社会经济发展的过程中,需注重同生态环境的和谐可持续发展,进而提升生态空间子系统对洞庭湖区乡村人居环境质量的贡献度。

4 讨论

提升乡村人居环境质量是新时代推进城乡一体化建设与实施乡村振兴战略背景下的重要任务,近10 a 来,洞庭湖区乡村人居环境质量发展态势良好,但各地区之间仍存在较大差异,质量发展不平衡。乡村人居环境系统的生产和生活空间子系统是制约乡村人居环境质量提升的主要内部障碍,生态空间子系统障碍度日渐上升,促进乡村生产、生活、生态空间3 个子系统发展的空间还很大。对此,针对目前存在的问题,本文尝试从“生产-生活-生态”空间不同维度上提出洞庭湖区乡村人居环境质量提升的对策建议:

1)乡村生产空间质量提升。立足洞庭湖区地域资源特色和农业生产条件,在稳步提高粮食产能的基础上,优化农业产业结构,通过统筹调整粮经饲种植结构,培育优势特色农产品,推动农业生产产业集群,壮大乡村产业吸纳就业能力;同时,建议加快农村产业链延伸和整合,发挥农村三产融合发展的乘数效应,如依靠特色产业发展特色小镇,依靠水乡风光和湘楚文化资源特色重点发展乡村生态文化旅游、康养旅游等。

2)乡村生活空间质量提升。以县域为单位做好村镇体系规划,加大对乡村地区的教育、医疗等社会福利保障投入力度,进一步加强乡村道路、供电、供气、卫生厕所等基础设施硬件环境的建设;同时,对于生活空间质量较好的各市辖区及临近县域的乡镇要结合旧城改造和新区建设规划,集中连片开发,不断完善休闲娱乐、购物消费等公共服务设施建设,更好的保障更多乡村居民享受城乡均等化的优质生活配套设施和服务。

3)乡村生态空间质量提升。加大对洞庭湖区湿地水域资源的保护,在经济快速发展的同时,也应兼顾生态基底的保护与修复。建议实施严格的化肥农药监管,从根源上减轻洞庭湖区尤其是湖区北部等乡村生态环境较为恶劣县域的农业面源污染和水体污染等问题;同时,培养农民健康环保意识,引导村民将人居环境整治纳入村民自治和乡村民约的范畴,从源头治理影响乡村人居生态环境的不良行为,推动村民环保行动常态化、长效化发展,持续提升洞庭湖区乡村生态空间质量。

5 结论

1)结合多源大数据从“三生”空间视角构建洞庭湖区乡村人居环境质量评价指标体系,采用熵值法、综合指数法、GIS 空间分析对2010—2020 年洞庭湖区乡村人居环境质量开展动态评价。研究表明,2010 年以来洞庭湖区乡村人居环境质量综合指数整体提升明显,但区域之间差异较大,空间上呈现出西南部相对下降,东北部逐渐上升的演变发展趋势。

2)从乡村人居环境系统内部来看,2010—2020 年,生产空间质量指数总体稳定上升,较高及以上质量等级县域的分布已从湖区南部转向东部地区,空间格局发生较大变化;生活空间质量指数明显提升,较差质量等级区域消失,高质量等级区呈现由各地市中心城区逐渐向外扩张的空间演变规律;生态空间质量指数基本保持不变,空间上呈现出以西部地区、东部地区、中部地区为顺序梯度递减的分布特征。

3)运用障碍度模型识别影响2010—2020 年洞庭湖区乡村人居环境质量提升的障碍因子。结果表明,生产、生活空间子系统是制约洞庭湖区乡村人居环境质量提升的主要子系统,但随着经济的快速发展,资源约束不断凸显,生态空间子系统障碍度逐年增加。其中以乡村经济发展活力、生物丰富度指数、乡村休闲设施密度、农业机械化水平、乡村电力设施水平、医疗情况和水文指数等因子的障碍度最为突出,为今后的首要调控对象。

本文借助多源大数据针对长时序、县级尺度的乡村人居环境质量开展了实证研究,避免了单一数据源带来的偏向性,为更精细化的描述乡村人居环境质量演变规律提供数据支撑,一定程度上丰富了乡村人居环境的内涵,弥补了区域尺度研究的不足。但由于技术限制及统计数据资料的获取受限较大,本文的指标体系有待进一步完善,如自然灾害、厕所革命以及政策因素等暂未纳入指标体系。在实施乡村振兴战略和农村人居环境整治提升五年行动背景下,未来可将相关指标列入乡村人居环境质量评价体系,以更加具体地反映地区乡村人居环境质量整治水平,为推进洞庭湖区域以及全国同类乡村的人居环境质量提升和乡村振兴状态监测提供决策参考。

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基于GIS的洞庭湖区水土流失变化监测
年年有鱼
环境质量
洞庭湖区荸荠高产优质栽培技术