浙江省山區(qū)縣鄉(xiāng)村“三生”功能耦合協(xié)調時空格局變化特征分析

徐知淵，柯福艷，喻佳節(jié)，楊良山

（浙江省農業(yè)科學院 農村發(fā)展研究所，浙江 杭州 310021）

鄉(xiāng)村空間是由生產、生活、生態(tài)空間所構成的多功能復合統(tǒng)一體［1］，鄉(xiāng)村“三生”功能是鄉(xiāng)村“三生”空間提供的產品或服務形成的區(qū)域主導功能［2］，鄉(xiāng)村“三生”功能變化是鄉(xiāng)村“三生”空間內部及其與外部系統(tǒng)間進行物質、能量、信息交換的表征或結果［3］。當前，我國鄉(xiāng)村地域系統(tǒng)正發(fā)生深刻變革［4］，一方面，生產功能呈現出主體錯配、功能轉型、環(huán)境衰退、系統(tǒng)脆弱等特征［5-6］；另一方面隨著非農化進程的推進和鄉(xiāng)村三產的蓬勃發(fā)展，鄉(xiāng)村生活、生態(tài)功能的重要性日益凸顯［7］，并逐步由生產空間為主導轉向生產、生活、生態(tài)空間相協(xié)調的“三生”空間模式［8］。在此過程中，鄉(xiāng)村“三生”空間功能之間相互促進、相互脅迫的復雜關系對鄉(xiāng)村空間的發(fā)展、演化產生重要影響［9］。在鄉(xiāng)村轉型進程中，探討鄉(xiāng)村“三生”功能變化特征，揭示“三生”功能協(xié)同演化中的相互關系，對優(yōu)化鄉(xiāng)村地域系統(tǒng)功能格局及實施鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略具有重要價值。

“三生”功能研究是黨的十八大提出“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”的新目標后，因應國家“三生”空間發(fā)展要求和戰(zhàn)略導向的重要研究領域。國內學者主要聚焦國土空間領域，針對“三生”功能在理論框架、用地分類、功能識別、空間演化、優(yōu)化重構等方面做了大量的研究，取得了諸多重要的研究成果［10-13］。近年來，隨著鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略的實施和鄉(xiāng)村轉型的深入推進，鄉(xiāng)村要素、結構、功能亟待優(yōu)化［14-15］，“三生”功能研究由國土空間領域向鄉(xiāng)村延伸［16-20］，主要包括鄉(xiāng)村“三生”功能的演化、測度、動力、重構等方面［1,21-24］。從研究尺度上看，主要從村域、市域、省域尺度開展［25-26］，基于山區(qū)、平原等典型地理環(huán)境的縣域研究相對較少。地形是制約土地利用和資源配置的重要因素，尤其是山區(qū)，由于具有較強的地貌分異性和生態(tài)脆弱性［27］，且在我國境內分布廣泛，應將其作為鄉(xiāng)村“三生”功能研究的重要視角；從研究方法上看，主要包括土地利用類型識別和指標體系評價2類［28-29］，其中指標體系主要采用統(tǒng)計指標，基于多源數據的研究相對較少。

基于此，本文以浙江省山區(qū)縣為研究區(qū)（山區(qū)縣的界定與《中國縣域統(tǒng)計年鑒》保持一致），應用多源數據，構建縣域鄉(xiāng)村“三生”功能評價指標體系，計算2010、2020年浙江省山區(qū)縣的“三生”功能發(fā)展水平，測算各山區(qū)縣“三生”功能的耦合協(xié)調度并分析其時空演化特征。研究結論可為浙江省及其他?。ㄊ校┼l(xiāng)村“三生”發(fā)展的政策制定提供科學依據。

1 研究區(qū)域與數據來源

1.1 研究區(qū)概況

浙江省位于中國東部沿海，長江下游，地勢自西南向東北呈階梯狀傾斜，形成山地、丘陵、平原等地貌類型，面積10.55萬km2，下轄11個地級市、90個縣（含縣級市、市轄區(qū)），其中列入《中國縣域統(tǒng)計年鑒》山區(qū)縣（市、區(qū)）名單的共27個（圖1）。2021年末，浙江省全省常住人口6540萬人，常住人口城鎮(zhèn)化率72.66%，農村常住居民人均可支配收入35247元，連續(xù)37年穩(wěn)居省區(qū)第一，城鄉(xiāng)居民收入比1.94，連續(xù)9年持續(xù)縮小。作為“綠水青山就是金山銀山”理念的發(fā)源地，浙江省近年來深入實施鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略，持續(xù)推進山區(qū)縣跨越式高質量發(fā)展，在農業(yè)增效、鄉(xiāng)村建設、農民增收等方面集中發(fā)力，統(tǒng)籌推進城鄉(xiāng)融合、山海協(xié)作，打造全國山區(qū)共同富裕的樣板。與此同時，在城鎮(zhèn)化發(fā)展進程中，“三生”空間的矛盾在人多地少的浙江山區(qū)縣尤為明顯，如何在山區(qū)縣鄉(xiāng)村發(fā)展的過程中促進生產、生活、生態(tài)功能的耦合協(xié)調，對浙江省進一步實現城鄉(xiāng)融合和區(qū)域協(xié)調發(fā)展具有重要意義。

圖1 研究區(qū)概況

1.2 數據來源

本文采用數據主要為柵格數據和統(tǒng)計數據。2010、2020年浙江省土地利用數據來源于中國科學院資源環(huán)境科學數據中心中國多時期土地利用/土地覆蓋遙感監(jiān)測數據庫(CNLUCC)，數據空間分辨率為30 m，其中，該數據庫耕地面積包括耕地、園地及耕地中的溝林路渠面積總和。地表PM2.5數據來自華盛頓大學圣路易斯分校大氣成分分析組(Atmospheric Composition Analysis Group)?？h 級 社會經濟統(tǒng)計數據來自各年《浙江省統(tǒng)計年鑒》《浙江省農業(yè)農村統(tǒng)計資料》與各縣（市、區(qū)）統(tǒng)計年鑒和公報。

2 研究方法

2.1 縣域鄉(xiāng)村“三生”功能評價指標體系構建

鄉(xiāng)村是一個多維復雜綜合系統(tǒng)，規(guī)范有序的鄉(xiāng)村功能是鄉(xiāng)村振興的核心所在［30］。參考相關研究［19］，將鄉(xiāng)村功能分為生產、生活和生態(tài)功能。其中，鄉(xiāng)村生產功能包括農業(yè)保障和農業(yè)質效2個方面：農業(yè)保障主要為糧食安全保障，采用鄉(xiāng)村人均糧食產量、鄉(xiāng)村人均油料產量等指標衡量；農業(yè)質效主要為農業(yè)生產質量和效率水平，采用鄉(xiāng)村人均耕地面積、農業(yè)機械化水平、人均農林牧漁業(yè)總產值等指標衡量。鄉(xiāng)村生活功能包括生活水平和社會保障2個方面：生活水平主要為鄉(xiāng)村居民收入水平和消費結構，采用農村居民人均可支配收入、農村居民人均用電量、農村居民恩格爾系數等指標衡量；社會保障主要為居民居住情況和公共服務水平，采用農村居民人均住房面積和每萬人擁有病床數等指標衡量。鄉(xiāng)村生態(tài)功能包括環(huán)境質量和綠色發(fā)展2個方面：其中環(huán)境質量為空氣、水、森林等資源條件，采用森林水域覆蓋率、PM2.5年平均濃度等指標衡量；綠色發(fā)展為鄉(xiāng)村發(fā)展對生態(tài)的影響，采用化肥施用強度、農藥施用強度等指標衡量。據此，基于科學性、系統(tǒng)性、適用性、可得性、可比性原則，構建了包含3個維度14項指標的縣域“三生”功能評價指標體系（表1）。

表1 縣域鄉(xiāng)村“三生”功能評價指標體系

2.2 熵值法

以縣域鄉(xiāng)村三生功能評價指標體系為基礎，采用極值標準化法對14個指標的面板數據進行標準化處理，采用熵值法確定指標權重，測算浙江省山區(qū)縣鄉(xiāng)村“三生”功能的發(fā)展水平，公式如下：

式（1）～式（4）中，Xij為山區(qū)縣j的第i個指標，X'ij為極值標準化后的指標值，pij為各項指標標準化后的值占總數的比例，Hi為信息熵，Wi為各指標權重，Zj(p,l,e)為第j個山區(qū)縣鄉(xiāng)村生產、生活、生態(tài)功能評價的得分值，p、l、e分別表示生產、生活、生態(tài)方向，n為面板數據行數。

2.3 鄉(xiāng)村三生功能耦合協(xié)調模型

耦合協(xié)調模型主要用于測度2個或以上系統(tǒng)之間相互作用程度及其相互協(xié)調配合情況，主要用于經濟學、生態(tài)學、農業(yè)、地理學等研究領域［31］。耦合度指系統(tǒng)之間的相互作用，反映系統(tǒng)之間的相互依賴與相互制約程度，協(xié)調度指耦合相互作用關系中良性耦合程度的大小，用于衡量系統(tǒng)之間在不同水平下達成相互和諧、相互促進的屬性。鄉(xiāng)村“三生”功能形成、變化是鄉(xiāng)村經濟、社會和生態(tài)等多元化發(fā)展需求權衡結果，實質是稀缺土地資源數量與空間再分配的結果［8］，因此鄉(xiāng)村“三生”功能存在耦合互動關系。本文應用耦合協(xié)調模型，探討“三生”功能的相互作用并對耦合度協(xié)調度做定量測度。模型計算公式為：

式（5）～式（6）中，Cj為第j個山區(qū)縣的“三生”功能耦合度，Cj(p,l)、Cj(p,e)、Cj(l,e)分別表示生產—生活、生產—生態(tài)、生活—生態(tài)3組功能兩兩之間的耦合作用，C取值范圍為［0,1］，其值越大，耦合度越高，為1時表示最佳耦合。Zpj、Zlj、Zej分別為第j個山區(qū)縣的生產、生活、生態(tài)功能評價的得分值，Dj為耦合協(xié)調度，α、β、δ為待定系數，系數值均為1/3，并確定生產—生活、生產—生態(tài)、生活—生態(tài)兩兩功能的待定系數均為0.5［32］。根據耦合協(xié)調度模型相關研究成果［33-34］，結合本研究實際，采用表2中取值區(qū)間確定各縣級單元三生功能耦合度和耦合協(xié)調度的類型劃分。

表2 “三生”功能耦合協(xié)調類型劃分

3 結果與分析

3.1 浙江省山區(qū)縣鄉(xiāng)村“三生”功能變化特征分析

3.1.1 浙江省山區(qū)縣鄉(xiāng)村“三生”功能發(fā)展水平變化特征分析 總體來看，浙江省27個山區(qū)縣“三生”功能發(fā)展水平均值由2010年的0.88升至2020年的1.34，提高了0.46，增長的貢獻值由高到低依次為生活（46.21%）、生態(tài)（43.47%）、生產（10.31%）。從空間分布上看，浙江省鄉(xiāng)村“三生”功能呈現“西北高東南低”的態(tài)勢，2010年共有13個山區(qū)縣鄉(xiāng)村“三生”功能發(fā)展水平高于0.9，到2020年則所有山區(qū)縣均高于0.9，其中6個山區(qū)縣鄉(xiāng)村“三生”功能發(fā)展水平高于1.5，其中富陽區(qū)達2.32，遠高于其他縣（市、區(qū)）（圖2）。

圖2 2010—2020年浙江省山區(qū)縣鄉(xiāng)村“三生”功能發(fā)展水平時空特征

3.1.2 浙江省山區(qū)縣鄉(xiāng)村“三生”功能子系統(tǒng)變化特征分析 參考已有研究［16,32］，將浙江省山區(qū)縣鄉(xiāng)村生產功能發(fā)展水平、生活功能發(fā)展水平、生態(tài)功能發(fā)展水平分為低水平、中水平、高水平3個類型（圖3）。

圖3 2010—2020年浙江省山區(qū)縣鄉(xiāng)村“三生”功能子系統(tǒng)發(fā)展水平時空特征

在生產功能方面，從變動趨勢上看，浙江省山區(qū)縣生產功能發(fā)展水平均值由0.27小幅提升至0.32，從低水平進入中水平階段。從構成上看，2010年浙江省山區(qū)縣生產功能中農業(yè)保障和農業(yè)質效的比值為53.80:46.20，至2020年調整為41.96:58.04，農業(yè)質效占比提升。從空間上看，浙江省山區(qū)縣生產功能呈現“西北高東南低”的態(tài)勢，2020年鄉(xiāng)村生產功能發(fā)展水平最高的3個山區(qū)縣分別為富陽區(qū)（0.77）、建德市（0.64）、桐廬縣（0.51），均位于浙江省西北部；2010至2020年生產功能發(fā)展水平增長幅度最大的山區(qū)縣為富陽區(qū)（0.30），淳安縣、安吉縣、仙居縣、青田縣、縉云縣、松陽縣、慶元縣均為負值，主要原因為鄉(xiāng)村人均糧食產量下降。

在生活功能方面，從變動趨勢看，浙江省山區(qū)縣生活功能發(fā)展水平均值由0.09提升至0.31，從低水平進入中水平階段，增幅較大。從構成上看，2010年浙江省山區(qū)縣生活功能中生活水平和社會保障的比值為47.90∶52.10，至2020年調整為66.85∶33.15，鄉(xiāng)村居民生活水平有所提升。從空間上看，浙江省山區(qū)縣生活功能呈現“北高南低”的態(tài)勢，2020年鄉(xiāng)村生活功能發(fā)展水平最高的3個山區(qū)縣為富陽區(qū)（0.96）、臨安區(qū)（0.51）、桐廬縣（0.46），且遠高于其他山區(qū)縣。2010至2020年，所有山區(qū)縣均實現生活功能發(fā)展水平正增長，生活功能發(fā)展水平增長幅度最大的山區(qū)縣為富陽區(qū)（0.63）。

在生態(tài)功能方面，從變動趨勢看，浙江省山區(qū)縣生態(tài)功能發(fā)展水平均值由0.51提升至0.71，由中水平進入高水平階段。從構成上看，2010年浙江省山區(qū)縣生態(tài)功能中環(huán)境質量和綠色發(fā)展的比值為66.72∶33.28，至2020年調整為72.73∶27.27，山區(qū)縣環(huán)境質量進一步優(yōu)化。從空間上看，浙江省山區(qū)縣生態(tài)功能空間分布較為均衡，2020年鄉(xiāng)村生態(tài)功能指標最高的3個山區(qū)縣為云和縣（0.92）、青田縣（0.88）和景寧縣（0.88），均位于麗水市。2010至2020年，所有山區(qū)縣均實現生態(tài)功能發(fā)展水平正增長，生態(tài)功能發(fā)展水平增長幅度最大的山區(qū)縣為建德市（0.31）。

3.2 浙江省山區(qū)縣鄉(xiāng)村“三生”功能耦合協(xié)調特征分析

3.2.1 浙江省山區(qū)縣鄉(xiāng)村“三生”功能耦合度時空特征分析 從總體來看，2010—2020年浙江省山區(qū)縣鄉(xiāng)村“三生”耦合度均值由0.74提升至0.87，平均水平從磨合時期進入高耦合時期。從兩兩組合來看，浙江省山區(qū)縣生產—生活耦合度由0.82升至0.97，持續(xù)處于高耦合時期；生產—生態(tài)耦合度均值由0.91降至0.88，雖然仍處于高耦合時期，但表明浙江省應加強生產功能和生態(tài)功能間的協(xié)同互動作用；生活—生態(tài)耦合度均值由0.68升至0.89，從磨合時期進入高耦合時期。在空間分布上，鄉(xiāng)村“三生”耦合度逐漸呈現“西北高東南低”的態(tài)勢（圖4），2010年共有12個山區(qū)縣處于高耦合時期，12個山區(qū)縣處于磨合時期。截至2020年，處于高耦合時期的山區(qū)縣增至20個，占74.07%。

圖4 2010—2020年浙江省山區(qū)縣鄉(xiāng)村“三生”功能耦合度時空特征

將浙江省鄉(xiāng)村“三生”功能子系統(tǒng)發(fā)展水平結合“三生”功能耦合度大小進行劃分，得到“低低低”“低低中”“低低高”“低中中”等12種組合類型（表2）。在拮抗時期，主要為“低低高”發(fā)展類型，即生產、生活功能均不完善，生態(tài)功能優(yōu)良，主要分布在2010年麗水市部分山區(qū)縣。在磨合時期，主要有“低低中”“低低高”“低中高”“中低中”“中低高”等組合類型。2010年，“低低中”山區(qū)縣占比為14.81%，“低低高”也為14.81%，到2020年“低低中”已清零，“低低高”組合占22.22%，為最主要的組合類型，即這部分山區(qū)縣生態(tài)功能有所提升，但是生產、生活功能尚未同步升級。在高耦合時期，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”等組合類型，其中2020年“中低高”組合占25.93%，即生活功能還是突出短板。富陽區(qū)是浙江省首個實現“高高中”組合的山區(qū)縣，即有2項功能達到了高水平階段的山區(qū)縣，接近最佳耦合狀態(tài)。

表3 2010年浙江省鄉(xiāng)村“三生”功能子系統(tǒng)發(fā)展水平、耦合度組合類型占比 %

3.2.2 浙江省山區(qū)縣鄉(xiāng)村“三生”功能耦合協(xié)調度時空特征分析 總體而言，浙江省山區(qū)縣鄉(xiāng)村“三生”功能耦合協(xié)調度均值由0.46提升至0.62，由基本協(xié)調進入中度協(xié)調時期。浙江省山區(qū)縣鄉(xiāng)村“三生”功能耦合協(xié)調度變化時空特征與耦合度變化具有一定關聯性，兩者高值區(qū)基本吻合，也呈現西北高東南低的態(tài)勢（圖5）。2010年，各山區(qū)縣耦合協(xié)調度差異較小，無嚴重失調和高度協(xié)調的山區(qū)縣，僅有5個山區(qū)縣處于中度協(xié)調時期。2020年，各山區(qū)縣耦合協(xié)調度呈現集聚態(tài)勢，23個縣處于中度協(xié)調時期，占85.19%，杭州市富陽區(qū)成為首個“三生”功能高度協(xié)調的山區(qū)縣。

圖5 2010—2020年浙江省山區(qū)縣鄉(xiāng)村“三生”功能耦合協(xié)調度變化時空特征

從兩兩組合來看，耦合協(xié)調度提升幅度從大到小依次是生活—生態(tài)、生產—生活、生產—生態(tài)。其中，浙江省山區(qū)縣生產—生活耦合協(xié)調度均值由0.38升至0.54，由中度失調進入中度協(xié)調時期，跨越2個階段。生產、生活功能相互作用、關系緊密，特別是近年來浙江省推進一二三產業(yè)深度融合，鄉(xiāng)村生產功能得到完善，農村居民收入水平持續(xù)增長，加之農村公共服務覆蓋率大幅提升，有助于改善農村生活功能；生產—生態(tài)耦合協(xié)調度均值由0.59升至0.67，持續(xù)處于中度協(xié)調時期。浙江省作為國家農業(yè)綠色發(fā)展試點先行區(qū)，近年來首創(chuàng)“肥藥兩制”改革，有效推進了農業(yè)農村污染治理體系和治理能力現代化建設，協(xié)調了鄉(xiāng)村生產空間和生態(tài)空間的融合；生活—生態(tài)耦合協(xié)調度均值由0.44升至0.67，上升幅度最大，從基本協(xié)調時期進入中度協(xié)調時期。浙江省把全省農村作為一個大花園、大景區(qū)來打造，將美麗鄉(xiāng)村建設走在全國前列，為生活和生態(tài)空間的耦合協(xié)調奠定了堅實的基礎。

4 結論與討論

本文基于“三生”功能理論，應用多源數據構建了包含3個維度14項指標的縣域鄉(xiāng)村“三生”功能評價指標體系，選取浙江省27個山區(qū)縣為研究區(qū)，測算了2010、2020年浙江省山區(qū)縣鄉(xiāng)村“三生”功能發(fā)展水平、“三生”功能耦合度與耦合協(xié)調度，并分析其時空演化特征，主要結論如下：

（1）浙江省山區(qū)縣鄉(xiāng)村“三生”功能發(fā)展水平大幅提升，并呈現一定的空間分異性。生產、生活、生態(tài)功能子系統(tǒng)發(fā)展水平均值由“低低中”進入“中中高”階段，生產功能呈現“西北高東南低”的態(tài)勢，生活功能呈現“北高南低”的態(tài)勢，生態(tài)功能空間分布較為均衡。

（2）浙江省山區(qū)縣鄉(xiāng)村“三生”功能耦合度均值由磨合時期進入高耦合時期。鄉(xiāng)村“三生”耦合度逐漸呈現“西北高東南低”的態(tài)勢，隸屬于杭州市的富陽區(qū)是浙江省首個“三生”功能中有2項達到高水平階段的山區(qū)縣。

（3）浙江省山區(qū)縣鄉(xiāng)村“三生”功能耦合協(xié)調度由基本協(xié)調進入中度協(xié)調時期。生產—生活耦合協(xié)調度由中度失調進入中度協(xié)調時期，生產—生態(tài)耦合協(xié)調度持續(xù)處于中度協(xié)調時期，生活—生態(tài)耦合協(xié)調度從基本協(xié)調時期進入中度協(xié)調時期。

山區(qū)縣作為明顯有別于市郊縣、平原縣的空間實體［35］，受地形地貌、交通條件、區(qū)位等因素的限制較大，是經濟社會發(fā)展不平衡、不充分的重點區(qū)域［36］，也是我國實施鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略和實現農民農村共同富裕的難點之一。作為“兩山”理念的發(fā)源地，浙江省歷屆省委省政府都十分重視山區(qū)的發(fā)展，先后提出了“山上浙江”“山海協(xié)作”等戰(zhàn)略，實施了美麗鄉(xiāng)村建設、“千萬工程”等舉措，并于2015年正式給26個欠發(fā)達縣（其中17個為山區(qū)縣）“摘帽”并且不再考核GDP總量，使山區(qū)縣鄉(xiāng)村的“三生”發(fā)展有了政策保障。從本文的測評結果看，2010—2020年，浙江省山區(qū)縣鄉(xiāng)村“三生”功能發(fā)展水平、“三生”耦合度、“三生”耦合協(xié)調度均有較大幅度提升，這得益于浙江省近年來對山區(qū)縣發(fā)展的重視。同時，浙江省山區(qū)縣鄉(xiāng)村“三生”功能發(fā)展水平仍存在一定的區(qū)域差異，浙東南山區(qū)縣相對薄弱，未來應著力破解浙東南山區(qū)縣的生產、生活、生態(tài)發(fā)展水平“低低高”的困境，推進鄉(xiāng)村高質量發(fā)展，實現全面鄉(xiāng)村振興。

本文主要探討了浙江省山區(qū)縣鄉(xiāng)村“三生”功能耦合協(xié)調時空格局變化特征，可為浙江省山區(qū)縣鄉(xiāng)村“三生”功能耦合協(xié)調發(fā)展提供政策參考，也可為我國其他?。ㄊ校┥絽^(qū)縣鄉(xiāng)村“三生”耦合協(xié)調提供借鑒。后續(xù)將進一步加強各種地域類型之間“三生”功能對比、鄉(xiāng)村“三生”功能優(yōu)化等方面的深入研究。