鄭 洋, 郝潤(rùn)梅, 吳曉光, 王 考
(1.內(nèi)蒙古師范大學(xué) 地理科學(xué)學(xué)院, 呼和浩特 010022; 2.內(nèi)蒙古自治區(qū)土地整治中心, 呼和浩特 010020)
集生活、生產(chǎn)、生態(tài)功能于一體的村莊,既是鄉(xiāng)村人地關(guān)系的核心也是鄉(xiāng)村發(fā)展的載體[1],不同的地域風(fēng)情、歷史傳承、風(fēng)俗習(xí)慣及社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展條件,形成了獨(dú)具特色的村莊自然與人文風(fēng)貌。我國(guó)西部多數(shù)傳統(tǒng)的村莊空間布局是依自然環(huán)境特征長(zhǎng)期形成,缺少規(guī)劃引導(dǎo)和約束,規(guī)模小、布局分散,土地利用效率低,人居環(huán)境體驗(yàn)感差,生態(tài)環(huán)境提升空間大[2]。隨著城鄉(xiāng)一體化進(jìn)程的加快,促使傳統(tǒng)村莊空間布局向多元化方向轉(zhuǎn)變[3]。近年來,眾多學(xué)者對(duì)村莊空間格局優(yōu)化進(jìn)行了積極的探索,如從空間布局視角,研究村莊空間格局的影響因素及其相互關(guān)系[4-7],從村莊類型劃分視角,研究村莊內(nèi)部特征的基礎(chǔ)上提出優(yōu)化建議等[8-10]。隨著“三生空間”理念的深入,村域“三生空間”的研究逐漸成為研究的熱點(diǎn),研究方法也更傾向于定量研究[11-13],如多因子分析法[4]、空間分析法[7]、和實(shí)證研究法等[8]。最小累積阻力模型(minimum Cumulative Resistance,簡(jiǎn)稱MCR模型)能夠反映各要素的空間轉(zhuǎn)移趨勢(shì)[14],多應(yīng)用于農(nóng)村居民點(diǎn)布局適宜性分區(qū)[15-16]、生態(tài)安全格局的構(gòu)建及優(yōu)化[17-18]及土地適宜性評(píng)價(jià)等[19]方面。根據(jù)空間適宜性評(píng)價(jià)劃定村莊“三生空間”能夠體現(xiàn)村域空間特征,提升“三生空間”協(xié)調(diào)發(fā)展度[20]??傮w來看,當(dāng)前小尺度、定量化研究村莊“三生空間”成果相對(duì)較少。
本文以內(nèi)蒙古和林格爾縣迭力素村為例,采用GIS軟件空間分析功能和MCR模型分析方法確定村莊的空間適宜性分區(qū),輔以實(shí)地調(diào)研與村民參與等方式最終優(yōu)化確定村域“三生空間”,并結(jié)合內(nèi)外影響因素提出優(yōu)化建議,以期為該村及類似村莊規(guī)劃編制提供可借鑒的理論與實(shí)踐依據(jù)。
迭力素村位于內(nèi)蒙古呼和浩特市和林格爾縣縣境西南端,土地總面積2 129.26 hm2。該村地處土默川平原東南邊緣,地勢(shì)平坦,村域自西北向東南逐漸由平原向丘陵過渡;屬中溫帶半干旱大陸性季風(fēng)氣候。糧食種植是該村的主產(chǎn)業(yè),主要以玉米、土豆及小雜糧等為主,但多風(fēng)少雨的季節(jié)性氣候特征對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成了一定影響。全村戶籍人口801人,集中分布在3個(gè)居民點(diǎn)上,和托公路在村域西北部過境,為該村經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶來一定便利,村莊內(nèi)部公共服務(wù)及基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)較差,宅基地布局雜亂且閑置現(xiàn)象普遍,空閑地多。人居環(huán)境亟待改善,2018年該村被呼和浩特市列為“農(nóng)村人居環(huán)境整治”首批試點(diǎn)村。
據(jù)2018年土地利用現(xiàn)狀調(diào)查統(tǒng)計(jì)結(jié)果,農(nóng)用地占絕對(duì)優(yōu)勢(shì),以耕地和林地為主,其中耕地占土地總面積的48.17%,耕地質(zhì)量狀況良好;林地和草地分布在村域東南丘陵山地上;建設(shè)用地基本以農(nóng)村居民點(diǎn)為主;未利用地相對(duì)較少。
本文采用“高分二號(hào)”遙感影像解譯結(jié)果和地理空間數(shù)據(jù)云30 m×30 m的DEM數(shù)據(jù)綜合獲得研究區(qū)土地利用現(xiàn)狀數(shù)據(jù),采用實(shí)地調(diào)查和鄉(xiāng)、村兩級(jí)年度統(tǒng)計(jì)上報(bào)數(shù)據(jù)獲得研究區(qū)社會(huì)經(jīng)濟(jì)相關(guān)數(shù)據(jù)。
2.2.1 最小累積阻力模型 最小累積阻力模型最初于1992年由荷蘭生態(tài)學(xué)家Knaapen所提出,最小累積阻力模型其本質(zhì)在于由源點(diǎn)抵達(dá)目標(biāo)所在地所需克服的阻力的最小值,體現(xiàn)的是一種可達(dá)性[21]。國(guó)內(nèi)學(xué)者修正后多用于農(nóng)村居民點(diǎn)布局適宜性[15-16]及生態(tài)安全格局構(gòu)建等[17-18]研究中,計(jì)算公式為:
(1)
本文運(yùn)用ArcGIS 10.4提取迭力素生活和生態(tài)源地,借助緩沖區(qū)分析(Buffer)、柵格計(jì)算器(Map Algebra)及重分類(Reclass)等工具得出最小累積阻力面。通過計(jì)算建設(shè)擴(kuò)張最小累積阻力與生態(tài)擴(kuò)張最小累積阻力的差值,確定閾值劃分空間適宜區(qū),進(jìn)而優(yōu)化“三生空間”布局[22]。
MCR差值=MCR生態(tài)-MCR建設(shè)
(2)
式中:MCR差值為生態(tài)擴(kuò)張最小累積阻力與建設(shè)擴(kuò)張最小累積阻力的差值;MCR生態(tài)為生態(tài)擴(kuò)張最小累積阻力值;MCR建設(shè)為建設(shè)擴(kuò)張最小累積阻力值。
當(dāng)MCR差值<0,表示生態(tài)用地較建設(shè)用地更易擴(kuò)張,該范圍內(nèi)劃為生態(tài)空間適宜性較好;當(dāng)MCR差值>0,表示建設(shè)用地較生態(tài)用地地更易擴(kuò)張,該范圍內(nèi)劃為生活空間適宜性較好;當(dāng)MCR差值=0時(shí),表示建設(shè)與生態(tài)適宜性相當(dāng),即生態(tài)與建設(shè)的過渡區(qū)。
2.2.2 “源”的提取 MCR模型中的“源”具有內(nèi)部均一性和外部擴(kuò)張能力相似性、要素吸引能力突出性、相對(duì)目標(biāo)重要性等特征,是模型應(yīng)用的關(guān)鍵[15,23]。根據(jù)模型對(duì)“源”選取的要求和研究區(qū)實(shí)際情況,本文選擇3個(gè)居民點(diǎn)(迭力素、塔克和曹老八窯)作為生活擴(kuò)張“源”,共計(jì)3塊圖斑,總面積為70.51 hm2,占迭力素村土地面積的3.28%。其中,迭力素村作為村委會(huì)所在地,是人口主要聚集地和活動(dòng)中心,對(duì)各要素集聚較其余居民點(diǎn)而言有著較強(qiáng)的吸引力。選取林地、水域作為生態(tài)擴(kuò)張“源”,共計(jì)46塊圖斑,總面積為296.53 hm2,占迭力素村土地面積的12.55%。兩類“源”分布見圖1。
圖1 迭力素村生活源地與生態(tài)源地分布
2.2.3 阻力面的構(gòu)建 從生態(tài)效益角度分析,生活用地與生態(tài)用地之間存在著競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系[21],這種競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系呈現(xiàn)相互抑制、此消彼長(zhǎng)的態(tài)勢(shì)。不同要素對(duì)生活與生態(tài)用地?cái)U(kuò)張阻力不同,構(gòu)建同一阻力評(píng)價(jià)體系并對(duì)兩個(gè)擴(kuò)張過程賦予相反分值,可以強(qiáng)化生活與生態(tài)用地?cái)U(kuò)張阻力間的銜接性。本研究從自然環(huán)境、區(qū)位條件以及土地資源類型等方面選取4個(gè)阻力因子,參照相關(guān)資料文獻(xiàn)[22-23]確定各阻力因子的分級(jí)及分值,并采用層次分析法確定權(quán)重,詳見表1。
表1 迭力素村生活擴(kuò)張阻力因子和生態(tài)擴(kuò)張阻力因子及權(quán)重
運(yùn)用ArcGIS中柵格計(jì)算器(Raster Calculator)獲得1 m×1 m大小柵格單元的生活用地綜合擴(kuò)張阻力面和生態(tài)用地綜合擴(kuò)張阻力面,通過成本距離(Cost Rsster)模塊得出生活與生態(tài)的最小累積阻力面,見圖2。
圖2 迭力素村生活與生態(tài)用地?cái)U(kuò)張最小累積阻力面空間布局
2.2.4 最小累積阻力差值計(jì)算 根據(jù)生活與生態(tài)最小累積阻力表面值的計(jì)算結(jié)果,參照有關(guān)學(xué)者對(duì)空間分區(qū)的研究成果,以生態(tài)、生活擴(kuò)張的最小來累積阻力差值作為空間分區(qū)依據(jù)[22,24]。運(yùn)用ArcGIS中數(shù)學(xué)分析(Map Algebra)模塊計(jì)算得出兩者的差值,即-5 889.85≤生態(tài)與生活最小累積阻力面差值≤4 180.56,其中,MCR差值≤0表明生態(tài)適應(yīng)性較強(qiáng),MCR差值≥0表明建設(shè)適宜程度好。
3.1.1 最小累積阻力面差值分區(qū) 以最小累積阻力面差值計(jì)算結(jié)果為依據(jù),參照相關(guān)文獻(xiàn)空間適宜性分區(qū)情況[22,24]及迭力素村莊發(fā)展定位,將空間適宜性分區(qū)劃分為5類,分別為生態(tài)保護(hù)區(qū)、生態(tài)優(yōu)化區(qū)、禁止開發(fā)區(qū)、限制開發(fā)區(qū)和適宜開發(fā)區(qū)。其中,生態(tài)保護(hù)區(qū)為生態(tài)源地集聚區(qū),建設(shè)阻力最大,村域生態(tài)最佳區(qū);生態(tài)優(yōu)化區(qū)中建設(shè)阻力值較高,生態(tài)服務(wù)價(jià)值潛力大,能夠?yàn)樯鷳B(tài)環(huán)境優(yōu)化提供空間;禁止開發(fā)區(qū)中生態(tài)與建設(shè)擴(kuò)張阻力差值區(qū)間均為負(fù)值,建設(shè)適宜性較差,應(yīng)避免開展建設(shè)活動(dòng);限制開發(fā)區(qū)中建設(shè)阻力值顯著降低,可適當(dāng)開展村莊建設(shè),但為控制村莊建設(shè)用地規(guī)模無序擴(kuò)張,應(yīng)盡量減少占用;適宜開發(fā)區(qū)中建設(shè)阻力最小,是優(yōu)化居民點(diǎn)用地的核心區(qū)。各分區(qū)差值及面積統(tǒng)計(jì)見表2。
表2 迭力素村適宜區(qū)分區(qū)結(jié)果
3.1.2 “三生空間”適宜性分區(qū)結(jié)果與分析 統(tǒng)計(jì)各適宜性分區(qū)面積顯示,生態(tài)保護(hù)區(qū)面積僅占11.83%,生態(tài)最適宜區(qū)偏小,村域生態(tài)穩(wěn)定性易受外界環(huán)境影響。生態(tài)優(yōu)化區(qū)與禁止開發(fā)區(qū)面積占比分別為26.93%和27.17%,共計(jì)54.10%,總體規(guī)模偏大。其中,生態(tài)優(yōu)化區(qū)所處最小累積阻力差值區(qū)間為負(fù)值,說明該范圍內(nèi)生態(tài)適宜性高,生態(tài)質(zhì)量提升空間大。禁止開發(fā)區(qū)面積占比最大且最小累積阻力差值為負(fù)值,生態(tài)適宜性稍好。限制開發(fā)區(qū)占比為20.39%,最小累計(jì)阻力差值區(qū)間涵蓋正、負(fù)值,表明該區(qū)域內(nèi)既適宜建設(shè)開發(fā)又適宜生態(tài)保護(hù),但參照生態(tài)優(yōu)先原則,應(yīng)開展對(duì)生態(tài)環(huán)境有涵養(yǎng)作用的生產(chǎn)作業(yè)活動(dòng);適宜開發(fā)區(qū)面積占比為13.68%,規(guī)模偏小且阻力差值區(qū)間均為正值,建設(shè)適宜性強(qiáng),是村民生活的主要聚集地。
從空間分布上看,詳見圖3,空間適宜性分區(qū)表現(xiàn)為圈層分布,生態(tài)適宜性由四周向中心逐步減弱。生態(tài)保護(hù)區(qū)分布于村域四周,規(guī)模小、分散式分布,南部區(qū)域整體多于北部;生態(tài)優(yōu)化區(qū)毗鄰生態(tài)保護(hù)區(qū),空間分布不均勻,傾向于東南側(cè);禁止開發(fā)區(qū)呈“閉合”布局,南側(cè)區(qū)域稍高于北側(cè);限制開發(fā)區(qū)在東南側(cè)有延伸,且有居民點(diǎn)分布于其中;適宜開發(fā)區(qū)位于迭力素村中心,含兩個(gè)農(nóng)村居民點(diǎn),建設(shè)適宜性強(qiáng)。
圖3 迭力素村“三生空間”適宜性評(píng)價(jià)結(jié)果
按照空間適宜性、功能主導(dǎo)性重要性及生態(tài)敏感性原則,根據(jù)MCR模型模擬結(jié)果,結(jié)合村土地利用現(xiàn)狀及村莊發(fā)展定位,對(duì)迭力素“三生空間”格局進(jìn)行優(yōu)化,優(yōu)化結(jié)果見圖4,“三生空間”土地利用現(xiàn)狀詳見表3。
表3 迭力素村“三生空間”土地利用現(xiàn)狀面積及占比
圖4 迭力素村“三生空間”格局優(yōu)化結(jié)果
將生態(tài)保護(hù)區(qū)確定為生態(tài)空間,由于生態(tài)保護(hù)區(qū)中對(duì)生態(tài)涵養(yǎng)作用較強(qiáng)的林地分布范圍廣、數(shù)量大,約占57.51%,為迭力素村生態(tài)最適宜區(qū),因此,生態(tài)保護(hù)區(qū)直接確定為生態(tài)空間。
將生態(tài)優(yōu)化區(qū)、限制開發(fā)區(qū)及禁止開發(fā)區(qū)確定為生產(chǎn)空間。生態(tài)優(yōu)化區(qū)是功能交叉區(qū)域,生態(tài)優(yōu)化區(qū)中林地與耕地?cái)?shù)量上占比相近,兼具生態(tài)與生產(chǎn)雙重功能,同時(shí),迭力素村主要是以農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)為主,因此,生態(tài)優(yōu)化區(qū)宜劃入生產(chǎn)空間;禁止開發(fā)區(qū)中耕地?cái)?shù)量?jī)?yōu)勢(shì)明顯占56.89%,且擁有耕地?cái)?shù)量為各適宜性分區(qū)中數(shù)量最多,生產(chǎn)功能表現(xiàn)突出,定為生產(chǎn)空間較為合理;限制開發(fā)區(qū)中雖有農(nóng)村居民點(diǎn)分布其中,但耕地?cái)?shù)量比重大為70.90%,建設(shè)活動(dòng)開展受限,生產(chǎn)功能為其主導(dǎo),因此宜劃入生產(chǎn)空間。
將適宜開發(fā)區(qū)確定為生活空間。適宜開發(fā)區(qū)中農(nóng)村居民點(diǎn)集中分布,各配套設(shè)施建設(shè)稍良好,是村民生活主要集聚地。且建設(shè)用地面積大,建設(shè)適宜性強(qiáng),因此,宜劃入生活空間。
迭力素村是典型的傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)型村莊,遠(yuǎn)離中心城區(qū),村莊轉(zhuǎn)型動(dòng)力不足,發(fā)展缺少契機(jī),結(jié)合迭力素村自然、社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、區(qū)位等條件,將“以現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)為主,打造集生產(chǎn)生活生態(tài)于一體的田園村莊”為其村莊發(fā)展定位,空間布局趨于“生態(tài)空間功能化,生產(chǎn)空間規(guī)?;?,生活空間品質(zhì)化”,實(shí)現(xiàn)“生產(chǎn)高效、生活舒適、生態(tài)宜居”的目標(biāo),推動(dòng)鄉(xiāng)村振興目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。
3.3.1 生態(tài)空間重功能 迭力素村生態(tài)適宜區(qū)以“散、小”為特征,為有效保護(hù)現(xiàn)有生態(tài)空間應(yīng)重視生態(tài)用地的保護(hù)。依照生態(tài)保護(hù)區(qū)土地利用現(xiàn)狀特征分析,林地空間布局上或與耕地相毗鄰,或散亂分布于耕地中,易受到外界因素的影響。因此,為防止現(xiàn)有林地規(guī)模的不減少,應(yīng)強(qiáng)化村委會(huì)監(jiān)管職能,保障現(xiàn)有生態(tài)性用地規(guī)模的不下降,并積極開展宣傳教育活動(dòng),強(qiáng)化村民對(duì)生態(tài)重要性的理解,為生態(tài)空間的保護(hù)奠定基礎(chǔ)。
以村域?yàn)檠芯繉?duì)象時(shí),各空間功能交叉性及多樣性更加凸顯。適當(dāng)擴(kuò)張村域生態(tài)用地規(guī)模,提高生態(tài)功能空間占比,一定程度上有助于村域生態(tài)環(huán)境的改善。具體做法為:生態(tài)優(yōu)化區(qū)中可加強(qiáng)集中成片林的保護(hù);禁止開發(fā)區(qū)及限制開發(fā)區(qū)中可增設(shè)農(nóng)田防護(hù)林,穩(wěn)固農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng);適宜開發(fā)區(qū)中可于房前屋后布設(shè)綠植,于道路兩側(cè)增設(shè)林帶,改善村民生活環(huán)境。
3.3.2 生產(chǎn)空間重規(guī)模 經(jīng)實(shí)地調(diào)查結(jié)果顯示,迭力素村人口結(jié)構(gòu)中老齡人口(男性>60歲,女性>55歲)占比高達(dá)34.98%,而主要?jiǎng)趧?dòng)力(18~60歲男性)占比僅為31.88%,表明該村人口老齡化現(xiàn)象嚴(yán)重且勞動(dòng)力不足,對(duì)農(nóng)業(yè)發(fā)展造成限制,耕地未能得到充分利用。因此,生產(chǎn)空間的優(yōu)化應(yīng)以整理為主,開展“一個(gè)統(tǒng)一、兩個(gè)差別”的優(yōu)化路徑。
“一個(gè)統(tǒng)一”指目標(biāo)統(tǒng)一,即耕地質(zhì)量及產(chǎn)能的提升,可依托于政府扶持,開展土地綜合整治工程,打破田塊空間限制,增加有效耕地面積;布設(shè)完善的渠道設(shè)施,為灌溉提供便利;修建網(wǎng)格化的田間道路,為機(jī)械化作業(yè)開展提供條件,整體推動(dòng)向農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化村莊轉(zhuǎn)型?!皟蓚€(gè)差異”指生態(tài)優(yōu)化區(qū)內(nèi)著重注意現(xiàn)有生態(tài)用地規(guī)模的不減少,避免以生態(tài)用地反補(bǔ)耕地現(xiàn)象的發(fā)生;禁止開發(fā)區(qū)與限制開發(fā)區(qū)中應(yīng)以增加耕地產(chǎn)能作為主要目標(biāo),以盡量不占或少占生態(tài)性用地為管控標(biāo)準(zhǔn),最大限度的提升耕地利用效率。
3.3.3 生活空間重品質(zhì) 根據(jù)迭力素村空間適宜性分區(qū)結(jié)果,迭力素和曹老八窯分布于適宜開發(fā)區(qū),建設(shè)適宜性較好,而塔克位于限制開發(fā)區(qū),建設(shè)適宜性稍差。因此,迭力素村生活空間優(yōu)化方向以“歸并和挖潛”為主。首先,為提升塔克村民生活質(zhì)量,應(yīng)開展整村搬遷工程,將塔克村、迭力素和曹老八窯進(jìn)行整合,一方面,較大規(guī)模的農(nóng)村居民點(diǎn)有利于各項(xiàng)資源的集中,更適宜于完善的公共服務(wù)設(shè)施的建設(shè),有利用提升村民生活便利程度。另一方面,單個(gè)居民能夠避免各項(xiàng)配套基礎(chǔ)設(shè)施的重復(fù)建設(shè),加強(qiáng)資源的高效利用。其次,歸并后的農(nóng)村居民點(diǎn)應(yīng)以人居環(huán)境整治為主,優(yōu)化宅基地空間布局,合理新修村內(nèi)道路、擴(kuò)充綠化用地占比;充分利用地上地下空間,地上加強(qiáng)輸電工程建設(shè),地下完善給排水工程建設(shè);充分參考村民意見,加強(qiáng)公共服務(wù)設(shè)施建設(shè),完善村內(nèi)各項(xiàng)配套設(shè)施。
(1) MCR模型模擬結(jié)果顯示,迭力素行政村空間適宜性呈明顯的圈層分布,中心圈建設(shè)適宜性最佳,生態(tài)適宜性自內(nèi)向外逐步增強(qiáng),外層生態(tài)適宜性為村域內(nèi)最佳,空間整體適宜狀況符合迭力素村實(shí)際情況。
(2) 空間適宜性分區(qū)結(jié)果顯示,迭力素村生態(tài)保護(hù)區(qū)生態(tài)狀況最佳但規(guī)模最小且分布零散;生態(tài)優(yōu)化區(qū)與禁止開發(fā)區(qū)生態(tài)適宜性稍好、分布廣泛且集中連片;限制開發(fā)區(qū)介于生態(tài)與建設(shè)適宜性臨界點(diǎn)兩側(cè),整體生態(tài)阻力稍高于建設(shè)阻力;適宜開發(fā)區(qū)位于村域中心,建設(shè)適宜性強(qiáng),是村民居住集聚區(qū)。
(3) 根據(jù)適宜性分區(qū)結(jié)果及其土地利用現(xiàn)狀情況分析,生態(tài)保護(hù)區(qū)中林地為主,生態(tài)功能顯著,宜劃歸為生態(tài)空間。生態(tài)優(yōu)化區(qū)、禁止開發(fā)區(qū)及限制開發(fā)區(qū)分布范圍大且耕地?cái)?shù)量突出、生產(chǎn)功能明顯,宜劃歸為生產(chǎn)空間。適宜開發(fā)區(qū)內(nèi)含村委會(huì)所在地,各公共服務(wù)設(shè)施集中且和托路在其西側(cè)貫穿、對(duì)外溝通便利,宜劃歸為生活空間。
(4) 統(tǒng)籌村域內(nèi)外環(huán)境條件,分析現(xiàn)有“三生空間”特征,提出生態(tài)空間功能化,強(qiáng)調(diào)現(xiàn)有生態(tài)用地保護(hù)的同時(shí)適當(dāng)提升生態(tài)用地整體比重;生產(chǎn)空間規(guī)?;?,以整理為主線,改良生產(chǎn)環(huán)境,推進(jìn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化進(jìn)程;生活空間品質(zhì)化,強(qiáng)化村莊綜合整治,改善村民人居環(huán)境,提升村民生活幸福感。