黃 安，許月卿，劉 超，郝晉珉，孫丕苓，鄭偉然，盧龍輝

（中國農業(yè)大學土地科學與技術學院，北京 100193, 國土資源部農用地質量與監(jiān)控重點實驗室，北京 100193）

0 引 言

生活空間指人類為了滿足居住、消費、娛樂等各種不同需求，而進行各種活動的場所與地點，是由各種人地關系、人社關系有序組成的復合系統(tǒng)[1]。生活空間宜居性是指在當前土地利用條件下能滿足人類居住、物質及精神文化需求的特性，是生活空間為人類帶來優(yōu)質生活質量的能力體現(xiàn)，具有宜人性、舒適性、方便性和安全性[2]。生活空間宜居適度是“三生空間”協(xié)調發(fā)展的重要紐帶[3]，也是人類獲得幸福感的重要方面，得到國家政府高度重視。2015年12月黨中央明確指出“提高城市發(fā)展宜居性”，并把“建設和諧宜居城市”作為城市發(fā)展的主要目標；國家“十三五”規(guī)劃綱要明文提出建設和諧宜居城市；中共十八大報告中明確指出國土生態(tài)-生產-生活空間的發(fā)展目標—“生產空間集約高效、生活空間宜居適度、生態(tài)空間山清水秀”；十九大報告中提出了“振興鄉(xiāng)村”戰(zhàn)略，要求按照產業(yè)興旺、生態(tài)宜居、鄉(xiāng)風文明、生活富裕的總要求，建立健全城鄉(xiāng)融合發(fā)展體制機制；新近政策導向下，生活空間適度宜居儼然成為土地科學所面臨的重要科學命題。因此，科學、定量評估生活空間宜居性空間格局對提高居民生活質量和人類福祉具有重要指導意義。

目前，已有諸多學者從不同角度對生活空間宜居性進行了詮釋、分析和評價。如在宜居城市構建模式研究方面，有早期的“田園城市”理想模式[4]，有“以人為本”思想為核心、人類需求為中心的宜居城市構建模式[5]，以及以人居環(huán)境系統(tǒng)模型為核心的人居環(huán)境科學理論等[6]。在對生活空間宜居性評價研究上，多選取社會、經濟、生態(tài)環(huán)境、資源、生活和安全、交通以及人為感受等諸多要素[2,7-9]，或通過問卷調查，獲得人們主觀感受等主觀方法，建立評價體系[10]；或采用層次分析法、主成份分析法、BDI決策多智能體模型[2,11]等客觀評價方法對所構架的指標體系進行分析和計算。這些研究為進一步展開生活空間宜居性的空間化、定量化研究奠定了理論和實踐基礎。但仍存在諸多不足，如以往研究區(qū)域多集中在城市，較少關注鄉(xiāng)村生活空間宜居性[12]；多以單個城市的統(tǒng)計數據為基礎進行定性分析，缺乏生活空間適宜性的定量化、落地化研究；生活空間宜居性研究的理論探討較少，評價路徑尚未統(tǒng)一。

生活空間宜居性本質是人們對生活各種需求的滿足感，而土地利用多功能性從土地供給人類所需求的產品和服務的視角出發(fā)，體現(xiàn)著土地利用滿足人類需求的能力[13]，與生活空間宜居性的本質不謀而合，因此，從土地利用多功能性角度定量評判生活空間的宜居性是明晰生活空間與人類福祉內在關聯(lián)的有效途徑。鑒于此，本文立足土地利用供給人類所需求的產品和服務背景，探討土地利用多功能性與生活空間宜居性的理論關系，在此基礎上，構建生活空間宜居性評價指標體系，設計基于GIS和RS技術的指標空間化方案，綜合集成遙感、調查、統(tǒng)計等多源數據，定量、定位評價河北省張北縣的生活空間宜居性，以期為研究區(qū)域生活空間優(yōu)化提供理論和技術支持。

1 土地利用多功能性與生活空間宜居性的邏輯關系

生活空間宜居性是指在當前土地利用條件下能滿足人類生活，如居住、生活服務、精神文化服務等需求的特性。土地利用是生活空間的實體表現(xiàn)形態(tài)和核心主體[14]，具有多功能性；土地利用多功能性是人類根據需求對土地進行改造和利用過程中，土地向人類提供多方面的產品和服務的特性[13]，土地利用多功能性與生活空間宜居性存在重要的內在關聯(lián)，二者理論關系見圖1。人類根據不同層次需求，作用于原始生態(tài)空間，在自然條件、社會經濟條件以及政策條件的導向下，形成不同的土地利用類型，組成不同的土地利用結構，結構決定功能，不同土地利用結構下供給的產品和服務存在較大差異[15]，造就了土地利用多功能性的空間分異，形成了生活、生產、生態(tài)功能[13]；以生活功能為主導的空間構成了主要的生活空間，以滿足人類居住承載、生活服務和精神凈化等需求；根據人類生活的需求，生活空間中應包含主要的土地利用功能有：滿足人類居住需求的生活承載功能、滿足日常生活需求服務的生活保障功能以及滿足人類休閑娛樂和文化教育需求的精神凈化功能[16]3種功能。在不同區(qū)域的生活空間內，由于發(fā)揮這些功能的土地利用配置和區(qū)位存在差異，引起了土地利用功能強弱空間差異性，土地利用功能強，則能更好地滿足人類的需求和提供更為優(yōu)質的服務，其宜居性則越強，反之宜居性弱。生活空間是土地利用多功能性的載體，而土地利用多功能性是生活空間供給需求能力大小的反映，功能的強弱，是評價宜居性強弱的重要標尺，這是土地利用多功能性的理論與方法應用于生活空間宜居性評價研究的理論前提。

圖1 土地利用多功能性與生活空間宜居性的邏輯關系Fig.1 Logical relationship between multiple functions of land use and livability living space

2 生活空間宜居性評價方法體系構建

2.1 指標體系構建

宜居生活空間應包括舒適的居住環(huán)境、便捷的通勤環(huán)境、綠色安全的自然環(huán)境、安全的社會環(huán)境、良好的就業(yè)支持功能、教育環(huán)境、醫(yī)療環(huán)境以及休閑文娛環(huán)境[17-18]。根據需求理論以及土地為人類所提供產品和服務的功能特性，借鑒已有研究成果[2,13-14]，基于土地利用多功能性，遵循主導性、基礎性、典型性原則，構建生活空間宜居性評價指標體系。生活空間宜居性評價指標體系分為生活承載功能、生活保障功能、精神保障功能3個準則層，以表達人類對生活空間不同層次的需求，準則層下進一步細化為居住承載、交通承載、環(huán)境承載、醫(yī)療服務、生活服務、就業(yè)服務、安全服務、教育服務、休閑文娛服務共9個功能要素。

2.2 功能要素空間化方案

借助GIS和RS技術，綜合集成研究區(qū)內的遙感數據、調查數據及統(tǒng)計數據等，設計各功能要素空間化方案，實現(xiàn)各項功能要素層的空間化。

2.2.1 生活承載功能

生活承載功能是指滿足居民最基本的生存和居住承載需求，由居住承載功能、交通承載功能、環(huán)境承載功能3個要素層構成。相關說明和空間化方案如下：

1）居住承載功能是區(qū)域建設用地容納居民的能力，居住承載功能與建設用地面積、容積率有關，但實際中很難量化大范圍內的建設用地容積率。一年期穩(wěn)定夜間燈光數據DMSP/OLS是區(qū)域人口居住集聚程度的間接反映[19]。因此，本文選擇一年期DMSP/OLS夜間穩(wěn)定燈光數據間接替代建設用地容積率，通過柵格單元內建設用地面積比率與一年期平均夜間穩(wěn)定燈光數據的乘積，表征建設用地居住承載功能空間化指標，如式（1）所示。

式中rF表示居住承載功能（正向貢獻要素）；r表示格網內的建設用地面積，m2；A表示格網面積，m2；OLS表示對應格網內的DMSP/OLS平均夜間穩(wěn)定燈光數據。將存在建設用地而OLS為0的柵格單元，賦予0.1，以確保OLS數據有效控制居住承載功能空間化。

2）交通承載功能是土地利用系統(tǒng)所反應的滿足居民出行便捷性需求的功能，其功能越大，生活空間宜居性越高。通常情況下，決定居民出行便捷度的因素主要是交通通達性和保障交通出行的關鍵節(jié)點[20]。其中交通通達性可通過交通道路可通過的規(guī)定時間確定，而保障交通出行的關鍵節(jié)點主要為加油站、車站兩類。車站、加油站用地與交通道路用地組合形成的土地利用空間結構反映了兩者對交通通行的保障功能，為周圍一定范圍內居民提供服務的便捷程度。因此，交通承載功能可由歸一化后的交通通達性和通勤保障設施（車站、加油站可達性時間）空間分布特征等權疊加獲得?？蛇_性分析是對空間內任意點通過交通網絡組合到達關鍵節(jié)點最短時間的測度，廣泛應用于公園、旅游景點、醫(yī)療教育等對周圍居民服務便捷程度的度量[21]。本文選擇重力型兩步搜索法（G2SFCA）進行可達性時間測算[22]，其公式如下：

式中iC表示第 i個像元的時間成本（負向貢獻要素）；g是一個未知的負函數，表示最小累積阻力與時間成本的適應性關系；Zmin表示某服務源單元對不同的源累積阻力最小值；Dij表示從源j到某單元i的空間距離；Ri表示某柵格單元i對運動過程的阻力系數。wj表示源 j所屬等級的相對阻力因子，這一因子表示服務源的等級，等級越高，服務能力越強。加油站和車站均具有同等重要的服務功能，因此，各源等級均為 1。柵格單元內的時間成本參考《中華人民共和國公路工程技術標準（JTGB01—2003）》中對不同道路通行時速的規(guī)定，并遵循保守遵循原則，進行通行速度確定，分別為：高速公路0.03 s/m，國道0.045 s/m，省道0.06 s/m，縣道0.09 s/m，其他道路 0.12 s/m，其他空間按常人步行的速度，賦予0.6 s/m。

3）環(huán)境承載功能是表征生存空間自然環(huán)境的適宜程度，由空氣凈化環(huán)境、水源供給環(huán)境、地質環(huán)境以及表征地形環(huán)境的地形起伏度 4項環(huán)境因子等權疊加獲得?？臻g化方法如下：①空氣凈化功能是指生活空間中能凈化空氣的物質量。植被是空氣凈化過程中最重要的因素[23]，本文采用歸一化植被指數 NDVI表征生活空間中的空氣凈化功能（NDVI提取于2014年8月的Landsat8 OLI影像），并將NDVI<0的柵格單元賦予0值，（正向貢獻要素）。②水源供給功能是自然狀態(tài)下區(qū)域可獲得水源量的度量。張北縣地表徑流稀少，淺層地下水供給4626.43萬m3，占總水量94.10%（張家口市水資源公報2014），說明該縣水源供給主要來源于淺層地下水。因此，本文通過等權疊加歸一化后的常年淺層地下水位空間分布特征（負向貢獻要素）和地表水在柵格單元中的面積比例（正向貢獻要素），從而獲取水源供給環(huán)境的空間分布特征。其中常年淺層地下水位來源于2010年張北縣土壤調查數據集，并通過kriging插值獲得空間分布特征，地表水包括河流水面、湖泊水面、坑塘水面、水庫水面。③地質環(huán)境是影響生活空間宜居性的重要因素，地質環(huán)境隱患引起的地質災害如滑坡災害、泥石流、崩塌等自然災害對生活空間宜居性造成脅迫。結合河北省地質災害危險性評價成果[24]，獲得研究區(qū)地質災害易發(fā)區(qū)、中易發(fā)區(qū)、低易發(fā)區(qū)和不易發(fā)區(qū) 4個分區(qū)，并分別賦予宜居性貢獻分值 0、0.25、0.5、1。④地形環(huán)境嚴重影響著生活空間的宜居性，平坦地區(qū)生活空間宜居性較大，地形崎嶇的山區(qū)，生活空間宜居性較弱。相關研究表明，地形起伏度可表征區(qū)域地形地貌起伏狀況，人居環(huán)境的適宜性與該因子密切相關[25]，地形起伏度越大，人居環(huán)境適應性越差，人口分布越少。本文采用文獻[26]中地形起伏度提取算法，從 DEM 中提取張北縣地形起伏度指數，作為地形對生活空間宜居性評價的重要指標。2.2.2 生活保障功能

生活保障功能是指生活空間內的各類服務性質的土地因其區(qū)位的外部性，為人們供給基本生活保障需求的功能，主要包括醫(yī)療服務功能、生活服務功能、就業(yè)服務功能、安全服務功能 4類服務功能。具有特定服務功能的土地利用在空間上的合理安排為生活空間的居民提供最便捷的服務，即土地區(qū)位優(yōu)越性所帶來的外部性，因此，在服務功能空間化時，本文重點考慮供給特定服務功能的人工或半人工場所為周圍居民供給相應服務的便捷程度，根據生活空間到服務類土地的距離表征服務類土地利用功空間化指標，距離這些場所越近，則生活空間所能享受的服務越便捷，生活空間宜居性越強[27]。具體空間化方案是以服務類場所為關鍵節(jié)點，做歐氏距離分析，作為服務功能的空間化因素，并采用分段賦分法，對 0～1、>1～2、>2～3……>10 km共11個等級依次賦予1、0.9、0.8……0，從而獲得服務功能空間分布特征。

1）醫(yī)療服務功能測算時，根據醫(yī)院性質分為綜合醫(yī)院、?？漆t(yī)院、診所 3種類型，通過歐式距離測算其服務功能，并標準化后根據醫(yī)院服務能力差異，采用專家打分的方法，確定3種類型的貢獻比例為5∶3∶2的權重，并采用綜合指數法疊加綜合醫(yī)院、?？漆t(yī)院、診所生成醫(yī)療服務功能空間分布特征。

2）生活服務功能主要反應滿足居民日常生活消費的需求，選擇超市（商店）、農貿市場兩類關鍵節(jié)點，通過歐式距離法測算服務功能，并標準化后等權疊加生成研究區(qū)生活服務功能空間分布特征。

3）就業(yè)服務功能包括第一產業(yè)、第二產業(yè)和第三產業(yè)的土地利用為不同人群提供的就業(yè)保障。其中，一產就業(yè)保障功能主要考慮耕地對鄉(xiāng)村人口的就業(yè)保障能力，其與農用地的生產能力、人均耕地面積以及與鄉(xiāng)村居民點的距離有關。農用地生產能力可通過 kriging插值[28]耕地質量利用等指數間接替代[29-30]，而農用地與鄉(xiāng)村居民點的距離通過歐式距離獲得。以鄉(xiāng)鎮(zhèn)為控制單元，設計耕地對人口的就業(yè)保障功能測算方法，如式（3）。二產、三產就業(yè)保障主要體現(xiàn)為城鎮(zhèn)化和工業(yè)化為居民所帶來的就業(yè)保障服務，城鎮(zhèn)和工礦用地是為該類就業(yè)提供保障服務的主要場所，且距離城鎮(zhèn)區(qū)域越近，就業(yè)越便捷，就業(yè)服務功能越強，因此，通過城鎮(zhèn)和工礦用地的可達性時間表征該類用地為居民提供的就業(yè)保障。標準化后等權疊加兩類就業(yè)保障服務，進而獲得研究區(qū)就業(yè)服務功能空間特征。

式中Fg表示耕地就業(yè)服務功能，a為各鄉(xiāng)鎮(zhèn)耕地面積667 m2，p為農業(yè)人口數，b為耕地利用等，c為各鄉(xiāng)鎮(zhèn)范圍內耕地與鄉(xiāng)鎮(zhèn)居民點的歐式距離，距離越遠，就業(yè)服務功能越差，cmax、cmin分別表示鄉(xiāng)鎮(zhèn)范圍內耕地歐氏距離的最大值和最小值。

4）安全服務功能是指生活空間中各類犯罪、突發(fā)事件能在最短時間內得到處理的度量。警點、消防點的布局以及及時提供安全服務是生活空間安全保障服務功能的直接體現(xiàn)，因此，通過標準化警點、消防點兩種類型的歐式距離間接表征安全保障服務功能。

2.2.3 精神凈化功能

精神凈化功能是指土地利用過程中，滿足精神需求所提供的服務，主要包括教育服務功能、休閑文娛服務功能。精神凈化功能主要是由具有相應服務功能的土地（如學校、公園、游樂園等）在空間上的區(qū)位安排，能給周圍居民帶來生活服務的外部效應，即居民享受精神凈化服務的便捷程度，因此，2種要素層功能均以相應功能的土地為中心，采用歐式距離進行空間化。具體為：

1）教育服務功能，分別對學前教育、小學教育、中學教育、高職高等教育做服務功能空間化，由于各項教育對于生活空間宜居性具有同等重要作用，因此，通過等權疊加標準化后的學前教育、小學教育、中學教育點、高職高等教育點的歐氏距離測算結果獲得文化教育服務功能空間分布特征。

2）休閑文娛服務功能空間化時，根據土地利用現(xiàn)狀空間分布及百度地圖的空間定位功能，選擇公園、游樂園、休閑山莊、歷史文化遺址、自然風景區(qū)等具有精神文娛服務功能的土地利用類型，并以其中心作為節(jié)點，利用歐式距離分析進行空間化，進而得到休閑娛樂服務功能。

2.3 綜合評價方法

1）數據標準化

為消除要素間量綱影響，通過以下方式將所有空間化要素進行標準化處理。交通可達性要素，采用分段賦分法：0～10、>10～20、>20～30、>30～40、>40～50、>50～60、>60 min 分別賦予 1、0.8、0.6、0.4、0.2、0.1、0；歐式距離法空間化要素為無量綱數據，在空間化時，已標準化；其余功能要素，根據其對宜居性的正向和負向貢獻，采取公式（4）的方法進行標準化處理。

式中F(x)為歸一化后的功能值，x為原始數據任一柵格單元上的功能值，xmin為原始數據的最小值，xmax為原始數據最大值。

2）評價方法

生活空間宜居性評價體系中，各類功能要素均表達了居民對土地系統(tǒng)某一方面功能的需求，但由于不同層次的土地利用功能要素對人類生活空間宜居性的貢獻存在較大差異，而且人們對需求程度不同，因此，本研究采用層次分析法（analytic hierarchy process，AHP）對各土地利用多功能要素進行權重確定。AHP綜合評價法適用于指標權重具有較大不確定性的綜合分析，在各領域得到廣泛應用，具體原理與方法參考文獻[31]，各要素權重計算結果如圖 2所示。最后，通過綜合指數法，疊加各項土地利用功能要素，獲得生活空間宜居性空間分布特征。綜合指數法公式如下：

式中 L為生活空間宜居性，an為權重，xn為土地利用功能要素。各要素層權重如表1所示。

表1 生活空間宜居性評價指標體系及其權重Table 1 Evaluation index system of livability living space and its weight

3 研究區(qū)概況與數據來源

3.1 研究區(qū)概況

河北省張家口市張北縣地處河北省西北部，內蒙古高原南緣的壩上地區(qū)，全縣總面積4 219.35 km2，境域東西109 km，南北67 km，縣境地形呈高原丘陵景觀，大致分為東南壩頭區(qū)、西部丘陵區(qū)和中部平原區(qū)3個類型，海拔在1 201～2 104 m之間，平均海拔1 400 m。全縣轄20個鄉(xiāng)鎮(zhèn)、366個行政村、1 167個自然村，總人口36.5萬人，其中農業(yè)人口29.1萬人。氣候類型為寒溫帶大陸性季風氣候，具有氣溫低，無霜期短，干旱少雨，光照充足，雨熱同季，晝夜溫差大等特點。2014年張北縣城鎮(zhèn)建設用地面積約 22.99 km2，村莊建設用地面積約88.93 km2，耕地面積約1 758.99 km2。村莊面積占所有居住用地的面積79.46%（圖2）。張北縣是張家口市空間發(fā)展軸線上的重要戰(zhàn)略縣，是全市經濟發(fā)展的次中心之一，其生活空間的宜居性對周邊區(qū)域具有較強的輻射帶動作用。

3.2 數據來源

張北縣2014年土地利用數據、2014年耕地質量等別數據和2013年地質災害調查數據，這些數據由張北縣國土資源局提供；2014年張北縣統(tǒng)計年報來源于張北縣統(tǒng)計局；2015年張北縣交通網絡數據來源于張北縣交通局。2013年DMSP/OLS夜間穩(wěn)定平均燈光數據（約900 m分辨率），來源于美國國家地球物理數據中心（NGDC）[32]；2014年landsat8遙感影像（30m分辨率）、DEM數據（30 m分辨率），來源于地理空間數據云平臺（http://www.gscloud.cn/）。其他服務類關鍵節(jié)點汽車站（5個）、加油站（51個）、醫(yī)院（綜合醫(yī)院8個、專科醫(yī)院21個、診所 100個）、學校（高職高等學校 4所、中學13所、小學41所、幼兒園15所、幼兒園61所）、超市（453個）、農貿市場（35個）、休閑文娛點（包括公園、游樂園、休閑山莊、自然風景區(qū)等共 94個）、警點（36個）、消防點（1個），通過相關部門實地調研獲取名稱、數量信息后，通過百度地圖經緯度信息采集—ArcGIS軟件數據導入—控制點建立—幾何校正等步驟，獲得空間分布圖。綜合考慮研究區(qū)尺度及各數據層柵格尺度等，確定本文研究的柵格尺度為90 m×90 m。

圖2 研究區(qū)土地利用類型Fig.2 Land use types in study area

4 結果與分析

4.1 土地利用功能要素空間分布格局

根據各功能要素的測算方法，得到居住承載功能、交通承載功能、環(huán)境承載功能等 9項土地功能要素的空間分布格局如圖 3所示。各土地利用功能要素空間分布差異明顯，其中醫(yī)療服務、生活服務、安全服務、教育服務、休閑文娛服務 5種服務類功能要素在空間分布上呈現(xiàn)以關鍵節(jié)點為中心，向外圍逐漸遞減的趨勢，其高值區(qū)主要集中在張北鎮(zhèn)和沙溝鎮(zhèn)-二臺鎮(zhèn)交界地帶，說明2個區(qū)域的各項服務功能均較強。居住承載功能在張北鎮(zhèn)、二臺鎮(zhèn)-沙溝鎮(zhèn)交界處呈現(xiàn)高亮顯示，說明這2個區(qū)域居住承載功能較高，承載的人口較多。環(huán)境承載功能高值區(qū)主要分布在張北縣北部，呈東西走向帶狀分布，該區(qū)域為地質環(huán)境不易發(fā)區(qū)，地形平坦、水源相對充足，其環(huán)境承載功能高；低值區(qū)主要分布在張北縣南緣一帶，該區(qū)域主要為地形起伏度較大的山區(qū)，滑坡、崩塌、泥石流災害中易發(fā)區(qū)，地質環(huán)境隱患較多，從而造成環(huán)境承載功能較低。就業(yè)服務功能高值區(qū)主要在以張北鎮(zhèn)、二臺-沙溝鎮(zhèn)為中心的區(qū)域，由于就業(yè)服務功能測算過程考慮了城鎮(zhèn)用地可達性要素，因此，功能高值區(qū)有圍繞交通網絡分布的趨勢。

4.2 生活空間宜居性分布格局

將各土地利用功能要素進行綜合疊加得到生活承載功能、生活保障功能、精神凈化功能 3個準則層以及生活空間宜居性目標層的空間分布格局（圖 4）。生活承載功能值域在 0.023～0.359之間，其空間分布特征呈現(xiàn)出以中部高、東西低的分布特征，且以張北縣為中心，以主要交通網絡為高值軸線，向東北部郝家營鄉(xiāng)-二臺鎮(zhèn)-沙溝鎮(zhèn)、西北部饅頭營鄉(xiāng)-公會鎮(zhèn)、南部油簍溝鄉(xiāng)呈現(xiàn)放射狀遞減分布態(tài)勢。生活保障功能值域在 0.015～0.385之間，其空間分布特征呈現(xiàn)出以張北鎮(zhèn)、油簍溝鄉(xiāng)北部和二臺鎮(zhèn)-沙溝鎮(zhèn)2個組團式高值中心，饅頭營鄉(xiāng)、大囫圇鎮(zhèn)等鄉(xiāng)鎮(zhèn)為點狀高值中心分布態(tài)勢，其他區(qū)域生活保障功能均較低。精神凈化功能值域在0～0.2之間，其高值中心主要分布在張北鎮(zhèn)，并沿其西南方向至大河鄉(xiāng)以及二臺-沙溝鎮(zhèn)兩地出現(xiàn)副高值中心。在三者功能強弱空間差異的影響下，張北縣生活空間宜居性呈現(xiàn)出以張北鎮(zhèn)為高值中心，和二臺-沙溝鎮(zhèn)為副高值中心的分布態(tài)勢，并向外圍逐漸降低。同一鄉(xiāng)鎮(zhèn)內部，尤其是有城鎮(zhèn)用地存在鄉(xiāng)鎮(zhèn)，宜居性差異存在較大差異。

利用等間距分類法，將生活承載功能、生活保障功能、精神凈化功能以及生活空間宜居性分為 5個等級，由強到弱依次為強、較強、一般、較弱和弱宜居性，結果如圖5所示，各等級面積及比例統(tǒng)計結果如表2所示。總體上看，3個土地利用功能等級面積占比中，較強等級以上面積比例分別為：生活承載功能0.51%、生活保障功能6.89%、精神凈化功能5.21%。張北縣強宜居性生活空間面積僅占全縣面積的 0.41%，較強宜居性占全縣面積2.01%，即張北縣宜居性較強以上等級的生活空間面積占全區(qū)面積為 2.42%，主要集中在張北鎮(zhèn)以及二臺-沙溝鎮(zhèn)兩地，97.58%的生活空間宜居性處于一般等級以下水平。表明張北縣生活空間宜居性總體偏低，宜居性強的生活空間少，且分布較為集中。張北縣是環(huán)京津平困帶典型的貧困縣，相對較差的自然環(huán)境條件，資源稟賦，社會經濟條件使得大部分區(qū)域的土地利用功能不完善，甚至不具備某些需求層次的土地利用功能，進而造就了生活空間宜居性的總體水平偏低的特征。

4.3 城鄉(xiāng)生活空間宜居性對比分析

城鄉(xiāng)建設用地是生活空間的主要場所，對各鄉(xiāng)鎮(zhèn)城鄉(xiāng)建設用地宜居性面積分布特征進行分析，可探明張北縣各鄉(xiāng)鎮(zhèn)生活空間宜居性強弱分布以及 3種土地利用功能在各鄉(xiāng)鎮(zhèn)中的具體的分布情況。各鄉(xiāng)鎮(zhèn)城鎮(zhèn)區(qū)域和鄉(xiāng)村區(qū)域不同等級的生活空間宜居性及土地利用多功能面積統(tǒng)計結果如圖6所示。3項土地利用功能和生活空間宜居性空間分布特征在各鄉(xiāng)鎮(zhèn)分布差異巨大，尤其是城鄉(xiāng)之間的功能強弱差異較大，具體如下：

圖5 不同需求層次的土地利用功能及生活空間宜居性等級Fig.5 Level of land use function in different demand level and living space suitability

表2 不同需求層次的土地利用功能和生活空間宜居性面積、面積比例Table 2 Area and its ratio of land use function in different demand level and living space suitability

1）土地利用多功能 總體上看，生活承載功能、生活保障功能、精神凈化功能中，較強等級以上的區(qū)域主要集中分布在城鎮(zhèn)區(qū)域。城鎮(zhèn)區(qū)域中，3種功能的面積分別為15.65、18.25、17.63 km2，約占城鎮(zhèn)區(qū)域總面積（22.98 km2）的比例分別為67.71%、79.41%、76.72%，占所有較強等級以上的功能區(qū)面積比例分別為 85.05%、63.63%、67.91%；3種功能較強等級以上的區(qū)域主要分布在張北鎮(zhèn)、油簍溝鄉(xiāng)、沙溝鎮(zhèn)、二臺鎮(zhèn)等。城鎮(zhèn)區(qū)域中，3種功能較弱等級以下的面積分別為68.92、2.69、3.16 km2，占城鎮(zhèn)區(qū)域的面積分別為14.40%、11.70%、13.75%；主要分布在大河鄉(xiāng)、大囫圇鎮(zhèn)、沙溝鎮(zhèn)、二臺鎮(zhèn)、沙溝鎮(zhèn)等。鄉(xiāng)村區(qū)域中，3種功能較弱等級以下的面積分別為68.92、65.24、68.53 km2，占鄉(xiāng)村區(qū)域總面積（88.91 km2）的比例分別為 77.51%、73.37%、77.07%，占較弱等級以下功能區(qū)面積的比例分別為95.41%、96.01%、93.72%；其中，生活承載功能主要分布在海圖流鄉(xiāng)（5.79 km2）、二臺鎮(zhèn)（5.57 km2）、大河鄉(xiāng)（4.62 km2）、單晶河鄉(xiāng)（4.57 km2）等鄉(xiāng)鎮(zhèn)，生活保障功能主要分布在海圖流鄉(xiāng)（6.29 km2）、大河鄉(xiāng)（5.23 km2）、二泉井鄉(xiāng)（5.21 km2）、單晶河鄉(xiāng)（4.58 km2）等鄉(xiāng)鎮(zhèn)，精神凈化功能主要分布在海圖流鄉(xiāng)（6.15 km2）、二臺鎮(zhèn)（5.79 km2）、二泉井鄉(xiāng)（5.19 km2）、兩面井鄉(xiāng)（4.55 km2）、大西灣鄉(xiāng)（415 km2）等鄉(xiāng)鎮(zhèn)，尤其是兩面井鄉(xiāng)和大西灣鄉(xiāng)，所有鄉(xiāng)村區(qū)域精神凈化功能均為弱等級，城鄉(xiāng)極化效應尤為明顯。城鎮(zhèn)區(qū)域相對鄉(xiāng)村區(qū)域人口聚集、交通便利，且具有優(yōu)越的地形條件和地質環(huán)境條件，優(yōu)越的條件造就了城鎮(zhèn)區(qū)域生活承載功能高于鄉(xiāng)村區(qū)域。生活保障功能主要考慮具有相應功能的土地的區(qū)位外部性為周圍居民帶來的服務的便捷程度，指標選取注重基礎性，因此，其較強等級以上的面積大于生活承載功能。城鎮(zhèn)區(qū)域生活保障功能普遍偏高，這主要是由于醫(yī)療、生活服務、醫(yī)療、安全等功能相對完善，鄉(xiāng)村地區(qū)受條件限制，這些基礎的保障功能均較差，因此，廣大鄉(xiāng)村地區(qū)生活保障功能均較低。精神凈化功能的極化效應的出現(xiàn)，與精神凈化功能的特殊性密切相關，該功能在 3種功能中，為人類需求層次最高一級，這些用地在空間安排上更傾向于人口集中、社會經濟相對發(fā)達的城鎮(zhèn)區(qū)域，因此，呈現(xiàn)出在城鎮(zhèn)區(qū)域同樣存在較大面積的較弱等級功能區(qū)域，在偏遠地區(qū)，甚至出現(xiàn)全鄉(xiāng)鎮(zhèn)均為較弱等級功能的極化效應。

圖6 城、鄉(xiāng)土地利用多功能及生活空間宜居性面積分布特征Fig.6 Areas distribution characteristic of land use functions and livability of living space between town and countryside

2）生活空間宜居性 3種功能的空間分異特征共同影響著生活空間宜居性在各鄉(xiāng)鎮(zhèn)中的強弱分布差異。城鎮(zhèn)區(qū)域宜居性等級普遍在一般等級到強等級，其中，較強等級以上較強等級以上的面積約為18.01 km2，占城鎮(zhèn)總面積的78.37%，占所有較強等級以上面積（24.03 km2）的比例約為74.94%，主要分布在張北鎮(zhèn)、沙溝鎮(zhèn)、油婁溝鄉(xiāng)、二臺鎮(zhèn)；城鎮(zhèn)區(qū)域較弱等級以下的面積為3.42 km2，約占城鎮(zhèn)區(qū)域面積的 14.88%，主要分布在大河鄉(xiāng)（1.47 km2）、大囫圇鎮(zhèn)（0.6 km2）、二臺鎮(zhèn)（0.52 km2）等鄉(xiāng)鎮(zhèn)。鄉(xiāng)村區(qū)域生活空間宜居性多為較弱以下等級，較弱等級以下的面積（69.70 km2）占鄉(xiāng)村區(qū)域總面積的78.39%，占較弱等級以下空間面積（73.12 km2）的比例為95.32%，主要分布在海圖流鄉(xiāng)（6.29 km2）、二泉井鄉(xiāng)（5.27 km2）、大河鄉(xiāng)（5.12 km2）、單晶河鄉(xiāng)（4.58 km2）、兩面井鄉(xiāng)（4.50 km2）等鄉(xiāng)鎮(zhèn)，尤其是大西灣和兩面井鄉(xiāng)，其弱等級的空間面積相對較大，分別為3.41 km2、3.09 km2。生活空間中，土地利用所供給的各類功能與具有特定功能的土地利用空間分布密切相關，尤其是具有服務功能（如學校、醫(yī)院、公園等）的土地利用的空間分布，這些土地利用的安排很大程度上受自然條件、社會經濟條件、政策條件等外部環(huán)境影響；當具備土地利用功能存在的外部環(huán)境時，土地有目的的被利用，從而形成特定的土地利用功能，供給人們所需產品和服務；在土地利用功能逐漸完善的過程中，生活空間內部自組織協(xié)調機制越健全，擴散能力逐漸增強，同時，對外界功能弱的生活空間居民吸引力越強，生活空間規(guī)模得到擴展，進一步具備了其他土地利用功能存在的外部環(huán)境，如此循環(huán)，土地利用功能不斷得到完善，生活空間宜居性逐漸加強，生活空間宜居性強弱與土地利用功能具有相互促進的趨向作用。張北鎮(zhèn)、油簍溝鄉(xiāng)以及二臺鎮(zhèn)-沙溝鎮(zhèn)等城鎮(zhèn)區(qū)域，自然環(huán)境、社會經濟條件、政策條件等方面具有得天獨厚的優(yōu)勢，外部環(huán)境的優(yōu)越性足以支撐居民的各類需求，使得 3項土地利用功能相對較高，生活空間宜居性高；而海圖流鄉(xiāng)、二泉井鄉(xiāng)、大河鄉(xiāng)、單晶河鄉(xiāng)、兩面井鄉(xiāng)等鄉(xiāng)鎮(zhèn)，由于生活空間較為分散，自然、社會、經濟、政策等外部環(huán)境差，不具備或難以具備土地利用功能產生或存在的外部環(huán)境，從而使得 3項土地利用功能均較弱，進而導致生活空間宜居性差。

4.4 討 論

1）土地利用功能強弱決定著生活空間宜居性強弱，而土地利用功能的形成和布局受外部環(huán)境的影響，在對生活空間進行優(yōu)化時，可從兩方面著手，一是在具備外部環(huán)境的生活空間內，合理規(guī)劃布局特定功能的土地利用，完善和提高特定土地利用功能；二是在不具備外部環(huán)境的生活空間內，可易地合并生活空間，充分利用宜居性強的生活空間資源的同時，解決宜居性差的生活空間土地利用功能弱的難題。根據張北縣城鄉(xiāng)生活空間宜居性分布特征及各項土地利用功能要素的空間分異，可從以下幾方面對張北縣生活空間宜居性進行優(yōu)化調控：①對城鎮(zhèn)區(qū)域生活空間宜居性優(yōu)化可從城鎮(zhèn)內部和城鎮(zhèn)邊緣著手，對于諸如宜居性等級較弱的大河鄉(xiāng)城鎮(zhèn)區(qū)域，可從完善較弱的土地利用功能著手，提高其生活空間宜居性。對于諸如張北鎮(zhèn)、二臺鎮(zhèn)-沙溝鎮(zhèn)等宜居性較強的城鎮(zhèn)區(qū)域，應重點考慮城鎮(zhèn)邊緣區(qū)域生活空間進行優(yōu)化，在其城鎮(zhèn)規(guī)劃紅線范圍內，推行城鄉(xiāng)新社區(qū)集聚建設，利用多村集中聯(lián)建，科學規(guī)劃用地，從住房、就業(yè)、基礎設施和公共設施等多方面著力，針對性的提高較弱的土地利用功能，提高生活空間的宜居性[33]。②對于鄉(xiāng)村區(qū)域的生活空間宜居性優(yōu)化，張北縣政府可結合目前國家關于鄉(xiāng)村建設的政策、制度，從以下兩方面著手：一方面，對于宜居性弱的村莊建設用地，如海圖流鄉(xiāng)、二泉井鄉(xiāng)、大河鄉(xiāng)、單晶河鄉(xiāng)、兩面井鄉(xiāng)等鄉(xiāng)鎮(zhèn)，科學引導這些鄉(xiāng)鎮(zhèn)中鄉(xiāng)村人口逐步向城鎮(zhèn)或中心村集聚，通過居民點整理，有秩序的拆除宜居性弱的居民點[34]；另一方面，將各鄉(xiāng)鎮(zhèn)的中心村區(qū)域，作為就地優(yōu)化宜居性的重點空間，在遵循上級規(guī)劃約束性指標的前提下，與居民點易地搬遷項目相結合，科學編制村級土地利用規(guī)劃和村莊規(guī)劃，整合各類涉農項目資金，從居住承載、就業(yè)保障、基礎服務設施等多方面提高土地功能，在提高生活承載功能、生活保障功能的同時，鼓勵建設突出地域特征、時代特色、鄉(xiāng)土風情、文化傳承的美麗鄉(xiāng)村，提高其精神凈化功能，提高鄉(xiāng)村區(qū)域的生活空間宜居性。

2）以生活功能為主導的生活空間宜居性強弱取決于土地利用過程能為居民供給產品和服務能力的大小，各項土地利用均較強，則生活空間宜居性越強。城鄉(xiāng)二元制結構導致城鄉(xiāng)差距較大，即使在生活功能相對完善的城鎮(zhèn)地區(qū)也存在部分功能不完整的現(xiàn)象，將城鄉(xiāng)一并納入評價體系，并采用同一指標體系評價，意在同一評價體系下探明城鄉(xiāng)生活空間宜居性的差距，迎合“城鄉(xiāng)融合發(fā)展體制機制”的“鄉(xiāng)村振興”發(fā)展要求。生活空間宜居性優(yōu)化，非一日之功，應循序漸進，在縣域尺度的規(guī)劃方面，更應注重基礎性和優(yōu)化實施落地可能性，因此，研究參照傳統(tǒng)的城鎮(zhèn)宜居性評價體系，并遵循基礎性和代表性構建了評價指標體系，可定量描述鄉(xiāng)村地區(qū)與城鎮(zhèn)地區(qū)在統(tǒng)一評價基礎條件下的宜居性差距。研究采用了功能落地空間化的思路，與前人研究相比[2-3,11]，定量對比分析了城鎮(zhèn)和鄉(xiāng)村兩種不同地域生活空間宜居性空間差異，并定位識別生活空間宜居性強弱分布，明確了目前生活空間中存在的土地利用功能完善問題，可為居民點整理等生活空間宜居性優(yōu)化工程提供決策依據。

3）由于受數據資料的可獲取性及空間化測算方法等方面限制，本文尚存在一些不足，如，在指標體系構建過程中，尚未考慮人類幸福指數、政務服務功能等要素。在對公園、游樂園等具有公共基礎服務性質的土地功能空間化時，重點考慮了這些土地的區(qū)位外部性能為周圍居民所帶來的便捷服務，即土地利用服務社會的效益最大化，因此，本文以這些土地為中心點為中心，借助歐氏距離算法估算了這類用地的服務功能，但這一方法尚未考慮土地面積大小在功能發(fā)揮時所帶來的影響，因此，進一步應重點研究如何優(yōu)化這類服務功能空間化的方案。此外，該文采用了專家判讀性質的層次分析法估算了各準則層功能對宜居性的影響權重，主觀性強，進一步研究可采用較為客觀的權重分析法如神經網絡法，以提高綜合評價的客觀性。

5 結 論

本文從土地利用供給人類所需求的產品和服務的視角，探討了土地利用多功能性與生活空間宜居性的理論邏輯關系，在此基礎上，構建了3個準則層、9個要素層的生活空間宜居性指標體系定量、定位地對張北縣生活空間宜居性進行了評價研究，主要結論如下：

1）張北縣生活承載功能分布特征呈現(xiàn)出以中部高、東西低的分布特征，且以張北縣為中心，以主要交通網絡為高值軸線，向東北部郝家營鄉(xiāng)-二臺鎮(zhèn)-沙溝鎮(zhèn)、西北部饅頭營鄉(xiāng)-公會鎮(zhèn)、南部油簍溝鄉(xiāng)呈現(xiàn)網狀分布態(tài)勢；生活保障功能空間分布特征呈現(xiàn)出以張北鎮(zhèn)、油簍溝鄉(xiāng)北部和二臺鎮(zhèn)-沙溝鎮(zhèn)2個組團式高值中心，饅頭營鄉(xiāng)、大囫圇鎮(zhèn)等鄉(xiāng)鎮(zhèn)為點狀高值中心分布態(tài)勢；精神凈化功能高值中心主要分布在張北鎮(zhèn)，并沿其西南方向至大河鄉(xiāng)以及二臺-沙溝鎮(zhèn)兩地出現(xiàn)副高值中心。受土地利用多功能空間分布差異的影響，張北縣生活空間宜居性分布特征呈現(xiàn)出以張北鎮(zhèn)為高值中心、二臺-沙溝鎮(zhèn)為副中心向外圍逐漸降低的空間分布態(tài)勢，較強以上等級宜居性的生活空間面積僅占全縣面積的2.42%。

2）城鄉(xiāng)生活空間宜居性強弱分布差異較大，城鎮(zhèn)區(qū)域生活空間宜居性等級普遍在一般等級到強等級，其中，較強等級以上的宜居性生活空間占城鎮(zhèn)區(qū)域總面積的比例為78.37%，占所有較強等級以上空間面積的比例約為74.94%，主要分布在張北鎮(zhèn)、沙溝鎮(zhèn)、油婁溝鄉(xiāng)、二臺鎮(zhèn)，較弱等級以下的城鎮(zhèn)空間主要分布在大河鄉(xiāng)、大囫圇鎮(zhèn)等。鄉(xiāng)村區(qū)域生活空間宜居性多為較弱以下等級，且面積占鄉(xiāng)村區(qū)域總面積的78.39%，占所有較弱等級以下空間面積的比例為95.32%，主要分布在海圖流鄉(xiāng)、二泉井鄉(xiāng)、大河鄉(xiāng)、單晶河鄉(xiāng)、兩面井鄉(xiāng)等鄉(xiāng)鎮(zhèn)，這些鄉(xiāng)鎮(zhèn)的鄉(xiāng)村地區(qū)是“振興鄉(xiāng)村”戰(zhàn)略推進過程中首要關注的重點區(qū)域。

3）生活空間是土地利用多功能性的載體，而土地利用多功能性是生活空間供給需求能力大小的反映，功能的強弱，是評價宜居性強弱的重要標尺。實證研究結果表明，土地利用多功能性的理論與方法可定量評價生活空間宜居性空間分布特征，可為農村居民點整理的實施和配套政策制定提供參考。

致謝 真誠感謝河北省張家口市人民政府、張北縣人民政府、以及張北縣國土局、統(tǒng)計局、交通局、林業(yè)局、農牧局等部門相關工作人員對我團隊實地調研工作的大力支持。

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