王居午, 雷國平, 馬鑫鵬, 鄭志志, 樂容潮
(東北農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院,黑龍江哈爾濱 150030)
農(nóng)村居民點空間分布結(jié)構(gòu)體現(xiàn)了鄉(xiāng)村聚落的風俗文化和生產(chǎn)方式,其結(jié)構(gòu)優(yōu)化是當前城鄉(xiāng)一體化建設(shè)及鄉(xiāng)村土地整理的重要環(huán)節(jié)[1]。
中國土地面積廣泛,自然地理環(huán)境、風俗習慣存在明顯的差異,農(nóng)村居民點對土地的利用也各不相同。長期以來由于自然條件、歷史淵源、生活習俗、社會經(jīng)濟因素以及缺少必要的規(guī)劃引導(dǎo)與增長控制,造成中國農(nóng)村居民點普遍存在形態(tài)、布局、用地散亂,用途與功能配置不合理,生產(chǎn)、生活功能配套缺失等問題,這極大地阻礙了城鄉(xiāng)一體化的推進[2-4]。農(nóng)村居民點合理布局是中國新農(nóng)村建設(shè)的關(guān)鍵內(nèi)容之一,為眾多學(xué)者所關(guān)注[5-8]。當前國內(nèi)學(xué)者有關(guān)農(nóng)村居民點布局的研究很多,如運用版塊密度、版塊形狀指數(shù)、聚集度等景觀指數(shù)[9-11],空間引力測算[12-13]、Voronoi圖[14-15]等地理信息系統(tǒng)(geographic information system,簡稱GIS)空間分析方法,定量測算農(nóng)村居民點的區(qū)位、形態(tài)以及空間聚集等特征,進而根據(jù)特征聚類方法劃分出農(nóng)村居民點類型[16-17]??偟脕碚f,當前農(nóng)村居民點布局類型的研究多側(cè)重于對外在形狀的定性描述,同時類型劃分多依據(jù)區(qū)位、規(guī)模等單一的信息,不能顯示農(nóng)村居民點布局各種維度的差異與特征,也無法提供農(nóng)村居民點布局調(diào)整所需的多維度信息,不利于在實際工作中的應(yīng)用。
華北平原是我國開發(fā)較早、人為活動影響較大的地區(qū)。河北省邯鄲市肥鄉(xiāng)縣地處華北平原南部,城鄉(xiāng)居民點和道路用地較多,人口密集。在當前我國城鎮(zhèn)化快速發(fā)展的進程中,對區(qū)域環(huán)境綜合影響下的農(nóng)村居民點空間分布特征進行分析研究,有利于認識和掌握農(nóng)村居民點的分布特點和用地情況,對改善人居環(huán)境和優(yōu)化農(nóng)村居民點布局具有重要的實踐指導(dǎo)意義[18]。
本研究以肥鄉(xiāng)縣為研究區(qū),綜合運用GIS空間分析技術(shù)、景觀生態(tài)學(xué)等方法,研究肥鄉(xiāng)縣農(nóng)村居民點規(guī)模、形態(tài)、區(qū)位等方面的特征,建立多維度特征評價指標體系,借助組合矩陣方法劃分多維度布局類型,進而探討農(nóng)村居民點布局特征及其空間分布規(guī)律,以期為農(nóng)村空間布局優(yōu)化提供直接的可行性參考。
河北省邯鄲市肥鄉(xiāng)縣地處河北省南部,位于晉、冀、魯、豫4省之間,屬華北平原腹地,地理坐標為114°37′~115°01′E,36°29′~36°40′N??偯娣e約503.22 km2,轄2鎮(zhèn)7鄉(xiāng),263個行政村(圖1)。全縣境內(nèi)地形呈西南略高,東北略低之勢;境內(nèi)四季分明,屬溫帶季風氣候,地下水豐富,水利條件好,土壤肥沃。境內(nèi)交通有公路和鐵路,縣內(nèi)東西方向的G22青蘭高速、邯鄲繞城高速、G309國道、省道S234線為骨架與縣道及鄉(xiāng)道形成四通八達的交通網(wǎng)。2014年全縣總?cè)丝?5.65萬人,其中建制鎮(zhèn)人口8.64萬人,農(nóng)業(yè)人口27.01萬人。全縣生產(chǎn)總值86.95億元,農(nóng)民人均可支配收入達到1.11萬元,處于快速經(jīng)濟發(fā)展和城鎮(zhèn)化階段。全區(qū)共有2 047個農(nóng)村居民點版塊,用地6 833.78 hm2,占土地總面積的13.58%,人均農(nóng)村居民點面積191.69 m2,大大超過了國家《村鎮(zhèn)規(guī)劃標準》中規(guī)定的150 m2的標準,具有很大的整理潛力。受區(qū)域自然環(huán)境、社會經(jīng)濟發(fā)展等眾多因素的影響,區(qū)域農(nóng)村居民點布局呈現(xiàn)多種不同的類型。
本研究數(shù)據(jù)主要包括空間數(shù)據(jù)和社會經(jīng)濟數(shù)據(jù),其中空間數(shù)據(jù)包括來自肥鄉(xiāng)縣2015年土地利用變更調(diào)查數(shù)據(jù),可以提取農(nóng)村居民點、城鎮(zhèn)、道路、水系等信息;從肥鄉(xiāng)縣政府獲取的肥鄉(xiāng)縣2015年行政區(qū)劃圖;從肥鄉(xiāng)縣交通局獲取的肥鄉(xiāng)縣2015年交通圖。社會經(jīng)濟數(shù)據(jù)由相應(yīng)年份的肥鄉(xiāng)縣統(tǒng)計年鑒整理而得。
對空間數(shù)據(jù)的預(yù)處理包括:(1)將所有空間數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一投影,使用WGS 1984進行空間配準。(2)利用ArcGIS 10.2軟件從土地利用現(xiàn)狀數(shù)據(jù)中提取2015年肥鄉(xiāng)縣農(nóng)村和城鎮(zhèn)居民點用地信息,并將2015年居民點用地圖轉(zhuǎn)化為ESRIGRID格式,使其能夠在Fragstats 4.2軟件中計算各種景觀指數(shù)。(3)通過Excel對數(shù)據(jù)指標進行標準化,使不同維度的指標指數(shù)在0~1之間。由于高速公路和鐵路均對農(nóng)村居民點的交通便利性沒有明顯的影響,所以不計算農(nóng)村居民點版塊中心到高速公路和鐵路的距離。
考慮到平原區(qū)農(nóng)村居民點規(guī)模較大的特點,為消除行政村邊界對研究結(jié)果的影響,將分屬不同行政村但緊密相連的居民點合并為1個斑塊,總共2 047個斑塊,其中得到204個主要的居民點斑塊區(qū),包含9個鄉(xiāng)鎮(zhèn)居民點斑塊和195個農(nóng)村居民點斑塊。
2.1.1農(nóng)村居民點布局指標體系運用景觀生態(tài)學(xué)及空間分析的理論方法,從規(guī)模、形態(tài)、區(qū)位等3個維度選擇指標,構(gòu)建肥鄉(xiāng)縣農(nóng)村居民點多維度特征布局評價指標體系(表1)[19]。
表1 農(nóng)村居民點布局多維度特征評價指標體系
2.1.2農(nóng)村居民點布局特征指數(shù)對各維度特征指標進行Min-max極值標準化處理,然后運用幾何平均法計算不同維度特征指數(shù)Fk(Xi),公式如下:
式中:Xi表示不同維度特征指標歸一化值,i=1,2,3,...,n;k表示不同維度特征要素,k=1,2,3;Fk(Xi)表示不同維度特征指數(shù),F(xiàn)k(Xi)∈[0,1]。
為了全面揭示農(nóng)村居民點布局的客觀規(guī)律,辨識和揭示農(nóng)村居民點布局特征與類型之間的有機聯(lián)系,將多維度特征加以組合比對,充分體現(xiàn)多維度的特征。
為了保證農(nóng)村居民點布局類型容易區(qū)分和比較,本研究用自然斷裂法將規(guī)模特征指數(shù)分成小、中、大(a1、a2、a3)3級,形態(tài)特征指數(shù)分為規(guī)整、中等規(guī)整、不規(guī)整(s1、s2、s3)3級,區(qū)位特征指數(shù)分成優(yōu)勢區(qū)位、劣勢區(qū)位(l1、l2)2級,構(gòu)成“3-3-2”組合矩陣,這樣理論上可以形成3×3×2=18種組合類型。
3.1.1規(guī)模特征肥鄉(xiāng)縣農(nóng)村居民點用地規(guī)模特征差異性很大,最大的農(nóng)村居民點面積為152.15 hm2,最小的農(nóng)村居民點面積為2.74 hm2,平均值為33.93 hm2。按照各鄉(xiāng)鎮(zhèn)統(tǒng)計不同規(guī)模特征的農(nóng)村居民點數(shù)量比例可知,肥鄉(xiāng)鎮(zhèn)的農(nóng)村居民點在數(shù)量和規(guī)模上遠遠大于其他鄉(xiāng)鎮(zhèn),其次是天臺山鎮(zhèn)、毛演堡鄉(xiāng),最后是元固鄉(xiāng),肥鄉(xiāng)西部地區(qū)的農(nóng)村居民點在數(shù)量和規(guī)模上整體大于肥鄉(xiāng)東部地區(qū),10~30 hm2的農(nóng)村居民點數(shù)量約占全縣的75%;平均版塊面積較大的居民點普遍存在于縣城周圍,同時舊店鄉(xiāng)西北部的居民點平均版塊面積也比較大,平均版塊面積比較小的居民點幾乎都沿著主要交通干線分布。
規(guī)模特征指數(shù)結(jié)果(圖2)顯示,指數(shù)介于0.300 1~0.614 6 之間的農(nóng)村居民點,平均規(guī)模為76.96 hm2,主要位于肥鄉(xiāng)鎮(zhèn)靠近縣城的村莊及位于辛安鎮(zhèn)鄉(xiāng)、元固鄉(xiāng)沿著國道和縣道的村莊等,這些區(qū)域緊鄰縣城和交通要道,交通條件優(yōu)越,工業(yè)企業(yè)單位多,經(jīng)濟發(fā)展水平高,便于形成大規(guī)模的農(nóng)村居民點。而指數(shù)在0.152 7~0.300 0之間的農(nóng)村居民點,平均規(guī)模達38.26 hm2,規(guī)模中等,數(shù)量約占全區(qū)的38%,分布比較廣泛。另外,指數(shù)低于0.152 7的村莊,平均規(guī)模為18.36 hm2,數(shù)量約占全區(qū)的48%,多位于肥鄉(xiāng)北部的毛演堡鄉(xiāng)和東漳堡鄉(xiāng),主要是受高速公路和耕地資源匱乏等多重因素的限制,區(qū)域農(nóng)村居民點比較狹小且緊密。
3.1.2形態(tài)特征總體來看,全區(qū)版塊形狀指數(shù)介于1.32~6.38之間,其中版塊形狀指數(shù)大于3的村莊占36%,說明村莊空間形態(tài)特征差異比較大,部分村莊成帶狀,且邊界十分曲折,復(fù)雜程度較高。從分維數(shù)結(jié)果來看,全區(qū)分維數(shù)介于1.05~1.29之間,分維數(shù)在1.2以下的居民點數(shù)量占全區(qū)的87%,表明該部分的居民點形狀接近正方形,空間邊界比較規(guī)整且空間發(fā)展態(tài)勢比較穩(wěn)定。同時,平均最鄰近指數(shù)介于0.10~2.24之間,其中數(shù)值大于1.20的農(nóng)村居民點數(shù)量占全區(qū)的50%,說明這一部分的農(nóng)村居民點空間分布比較分散,缺乏有效的空間聚集性。
形態(tài)特征指數(shù)分級結(jié)果(圖3)顯示,介于0.471 6~0.812 8 之間的居民點,主要分布在國道沿線和道路交叉地帶,版塊之間距離較大,同時分布著較大的工廠企業(yè),居民點主體邊緣空間分布比較分散。而指數(shù)介于0.255 4~0.471 5之間的農(nóng)村居民點,形態(tài)規(guī)整程度一般,全區(qū)分布廣泛,其中毛演堡鄉(xiāng)和天臺山鎮(zhèn)分布最多。一方面,這些村莊農(nóng)用地面積比較大,三大主體溝渠以及高速公路、鐵路經(jīng)過村域,空間上缺乏有效的聚集,居民點邊界比較規(guī)整;另一方面,這些居民點經(jīng)濟發(fā)展一般,鄉(xiāng)村經(jīng)濟受到鄰近優(yōu)勢居民點工業(yè)企業(yè)的影響,進一步制約了該區(qū)域居民點的空間發(fā)展變化。另外,形態(tài)特征指數(shù)小于0.255 4的居民點,空間形態(tài)較為規(guī)整,多為團塊狀,全區(qū)分布較少,主要分布在鄉(xiāng)界邊緣,區(qū)域內(nèi)居民點分布比較集中。
3.1.3區(qū)位特征全區(qū)主要交通干道覆蓋面較為廣泛,75%的居民點都在距離主要交通干道1 000 m以內(nèi),整體的交通通達性良好。同時,靠近主要道路的居民點版塊多趨向道路沿線分布。此外,一半以上的農(nóng)村居民點位于距離城鎮(zhèn) 10 000 m 范圍以內(nèi),距離在10 000 m左右的居民點約占25%,且分布較密。城鎮(zhèn)邊緣的居民點分布較稀疏,但居民點面積較大。
區(qū)位特征指數(shù)分級結(jié)果(圖4)顯示,指數(shù)大于0.264 4的農(nóng)村居民點,多數(shù)受經(jīng)濟發(fā)展水平的影響,空間發(fā)育比較緩慢,周圍的農(nóng)村居民點受到的吸引弱,整體區(qū)位處于劣勢,多位于全區(qū)邊緣,遠離主要交通干道,少數(shù)居民點在主要干道之間分布;另外,指數(shù)小于0.264 5的農(nóng)村居民點,交通便利,區(qū)位優(yōu)勢明顯,數(shù)量約占全區(qū)的63%, 多數(shù)靠近縣城的邊緣,部分沿著主要道路分布。
以肥鄉(xiāng)縣203個主要的農(nóng)村居民點斑塊區(qū)為對象,基于各維度特征指數(shù)的分級結(jié)果,采用組合矩陣的方法對其進行分類,共得到12種布局的組合類型(圖5、表2)。
表2 肥鄉(xiāng)縣農(nóng)村居民點布局組合類型
3.2.1農(nóng)村居民點布局類型分布從圖5可以看出,肥鄉(xiāng)縣北部和西南地區(qū)農(nóng)村居民點的布局類型多為小、中規(guī)模與其他特征的組合(小規(guī)模-形態(tài)一般規(guī)整-優(yōu)勢區(qū)位、小規(guī)模-形態(tài)一般規(guī)整-劣勢區(qū)位、小規(guī)模-形態(tài)不規(guī)整-優(yōu)勢區(qū)位、中規(guī)模-形態(tài)一般規(guī)整-優(yōu)勢區(qū)位、中規(guī)模-形態(tài)一般規(guī)整-劣勢區(qū)位、中規(guī)模-形態(tài)不規(guī)整-優(yōu)勢區(qū)位),而中南部地區(qū)(靠近309國道和肥廣線)多為中、大規(guī)模與其他特征組合(中規(guī)模-形態(tài)一般規(guī)整-優(yōu)勢區(qū)位、中規(guī)模-形態(tài)不規(guī)整-優(yōu)勢區(qū)位、中規(guī)模-形態(tài)不規(guī)整-劣勢區(qū)位、大規(guī)模-形態(tài)不規(guī)整-優(yōu)勢區(qū)位)。
鄉(xiāng)鎮(zhèn)政府所在地和高等級交通要道對大規(guī)模的居民點的形成起著一定的推動作用;在鄉(xiāng)鎮(zhèn)政府所在地的居民點,基礎(chǔ)設(shè)施相對來說比較優(yōu)越,往往存在大規(guī)模的工廠、中小學(xué)、商店等,人口比較多且集聚,便于形成較大規(guī)模的居民點;而在居民點分布密集的地區(qū),由于人均農(nóng)用地資源很少,導(dǎo)致適于擴展的居民點土地不足,加上交通條件的制約,農(nóng)村居民點的規(guī)模普遍不大。
同時,肥鄉(xiāng)縣309國道所在的中部地區(qū)和一些主要干道交叉點地區(qū)居民點表現(xiàn)出較強的道路趨向性, 往往形成條帶型或隨機型;縣城附近的居民點表現(xiàn)出城鎮(zhèn)趨向性,空間形態(tài)一般不規(guī)整;而不緊鄰主要道路的村莊,空間規(guī)模小,受到交通條件的影響也比較小,空間形態(tài)往往比較規(guī)整。由此可以看出,城鎮(zhèn)的輻射和交通等基礎(chǔ)設(shè)施的通達性對農(nóng)村居民點的空間發(fā)展形態(tài)具有一定的影響。
總體來看,全區(qū)有41%的農(nóng)村居民點布局類型存在形態(tài)不規(guī)整的特點,53%的農(nóng)村居民點布局類型存在形態(tài)一般規(guī)整的特點,這些地區(qū)往往交通等基礎(chǔ)設(shè)施相對良好,經(jīng)濟快速發(fā)展,第二、第三產(chǎn)業(yè)發(fā)展有一定的潛力,但往往伴隨著宅基地、工廠、商服用地等隨意占用農(nóng)用地并造成農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用地破碎化等問題。會給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和經(jīng)濟發(fā)展帶來一定的負面影響。
3.2.2農(nóng)村居民點的優(yōu)化方向大規(guī)模-形態(tài)不規(guī)整-優(yōu)勢區(qū)位、大規(guī)模-形態(tài)一般規(guī)整-優(yōu)勢區(qū)位、中規(guī)模-形態(tài)一般規(guī)整-優(yōu)勢區(qū)位、中規(guī)模-形態(tài)不規(guī)整-優(yōu)勢區(qū)位等4種類型的居民點,規(guī)模分別占全區(qū)的18.68%、6.74%、14.06%、8.99%,主要分布在肥鄉(xiāng)西部地區(qū)的辛安鎮(zhèn)和肥鄉(xiāng)鎮(zhèn),東部地區(qū)的舊店鄉(xiāng)北部地區(qū)及屯莊營村、東漳堡村、元固村、天臺山等村莊周圍。這4類居民點多呈現(xiàn)出大規(guī)模和中等規(guī)模的集聚分布,區(qū)位優(yōu)勢比較明顯,受到城鎮(zhèn)及交通干道的吸引強,居民點之間的連接程度高、分布程度較密。但是在經(jīng)濟的快速發(fā)展下,特別是近年來邯鄲市經(jīng)濟發(fā)展東移的影響下,這些區(qū)域周邊建設(shè)活動頻繁,加上缺乏有效的土地利用規(guī)劃,空間的邊界不規(guī)則。尤其是在肥鄉(xiāng)縣城邊界地區(qū)的居民點,社會經(jīng)濟活動更加活躍,形態(tài)也變得不穩(wěn)定。未來對這些地區(qū)要加強管理,通過制定合理的土地利用規(guī)劃,引導(dǎo)區(qū)域土地有效利用,對這些地區(qū)進行合理的整治,對新增建設(shè)用地予以嚴格的規(guī)劃管控,引導(dǎo)其空間朝著規(guī)整的方向發(fā)展。
大規(guī)模-形態(tài)一般規(guī)整-劣勢區(qū)位、中規(guī)模-形態(tài)一般規(guī)整-劣勢區(qū)位、中規(guī)模-形態(tài)不規(guī)整-劣勢區(qū)位等3種類型的居民點,規(guī)模分別占全區(qū)的4.76%、13.07%、6.91%,主要分布在大西韓鄉(xiāng)和屯莊營鄉(xiāng)等一些遠離交通干線的地區(qū),普遍遠離縣城,局部范圍小而集中,多數(shù)布局不規(guī)則,空間形態(tài)破碎化嚴重,給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生活帶來了很多不便。未來應(yīng)根據(jù)村莊的發(fā)展趨勢,加強村莊對外界交通等基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè),注重村莊的集中布局,整合利用低效分散的居民點,完善村莊內(nèi)部的基礎(chǔ)設(shè)施,實現(xiàn)居民點的合理布局。
小規(guī)模-形態(tài)規(guī)整-優(yōu)勢區(qū)位、小規(guī)模-形態(tài)一般規(guī)整-優(yōu)勢區(qū)位2種類型的居民點,規(guī)模分別占全區(qū)的0.93%、11.57%,主要分布在毛演堡鄉(xiāng)、大西韓鄉(xiāng)的東北部,空間整體區(qū)位條件好,形態(tài)比較規(guī)整。未來可以通過規(guī)劃等措施增加人口,進而適當發(fā)展空間規(guī)模,逐步實現(xiàn)空間的規(guī)模優(yōu)化布局。
小規(guī)模-形態(tài)規(guī)整-劣勢區(qū)位、小規(guī)模-形態(tài)一般規(guī)整-劣勢區(qū)位、小規(guī)模-形態(tài)不規(guī)整-優(yōu)勢區(qū)位等3種類型的居民點,規(guī)模分別占全區(qū)的1.50%、7.85%、4.94%,這些類型在全區(qū)分布零散,主要分布在毛演堡鄉(xiāng)和東漳堡鄉(xiāng),居民點規(guī)模小、分布散,給規(guī)模化的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來了不便。未來要結(jié)合空間演化趨勢,加強交通等生產(chǎn)設(shè)施建設(shè),對規(guī)模特別小而分散的村落,可采取措施使其與周圍的居民點合并或?qū)⑵湔w搬遷,實現(xiàn)空間的優(yōu)化布局。
本研究以肥鄉(xiāng)縣為例,從規(guī)模、形態(tài)、區(qū)位等3個維度綜合評價了農(nóng)村居民點的布局特征,通過組合矩陣法劃分了農(nóng)村居民點的布局類型,可以綜合反映農(nóng)村居民點的布局特征信息。組合矩陣法則避免了采用綜合評價法綜合評價結(jié)果,掩蓋布局特征的不足,是劃分農(nóng)村居民點布局類型的有效方法,可為農(nóng)村居民點整理和布局優(yōu)化工作提供直接信息。
肥鄉(xiāng)縣農(nóng)村居民點布局各維度特征存在明顯的差異,在規(guī)模上表現(xiàn)為西部地區(qū)大于東部地區(qū),北部地區(qū)農(nóng)村居民點多是小規(guī)模高密度分布。在空間形態(tài)上,東部地區(qū)和毛演堡鄉(xiāng)多數(shù)農(nóng)村居民點表現(xiàn)為分散和不穩(wěn)定。在區(qū)位維度上,全縣一半以上的居民點表現(xiàn)為近道路、近城鎮(zhèn)趨向。全區(qū)農(nóng)村居民點共區(qū)分為12種布局類型,以大規(guī)模-形態(tài)不規(guī)整-優(yōu)勢區(qū)位、中規(guī)模-形態(tài)一般規(guī)整-優(yōu)勢區(qū)位、中規(guī)模-形態(tài)一般規(guī)整-劣勢區(qū)位、小規(guī)模-形態(tài)一般規(guī)整-優(yōu)勢區(qū)位等4種類型為主。
研究區(qū)農(nóng)村居民點間多集中分布,甚至相鄰的居民點已連接在一起,如屯莊營鄉(xiāng)的申營村和賀營村,已經(jīng)分辨不出兩者之間的邊界。本研究以版塊為研究單元,將緊密連接的居民點合并為1個居民點,消除了村級行政邊界對研究結(jié)果的影響。
本研究在前人的研究基礎(chǔ)上明確了農(nóng)村居民點的具體研究單元,使研究結(jié)果更具有實踐性和操作性。農(nóng)村居民點的空間布局是自然、經(jīng)濟、社會等多種因素相互作用的結(jié)果,科學(xué)地對農(nóng)村居民點的空間布局進行表示是開展村莊整治和優(yōu)化布局的首要步驟。本研究僅對村域尺度農(nóng)村居民點空間分布特征進行了類型劃分,未來將根據(jù)村莊的發(fā)展趨勢和城鎮(zhèn)化對村莊的要求進行進一步研究,對農(nóng)村居民點進行優(yōu)化布局。
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