焦 歡,肖 禾*,丁 憶,段松江,高 麗
(1.重慶市地理信息和遙感應(yīng)用中心,重慶 401147; 2.重慶工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院,重慶 402260)
“三農(nóng)”一直以來都是國家關(guān)注的重點領(lǐng)域,脫貧攻堅取得勝利后,國家進一步推動鄉(xiāng)村振興工作。優(yōu)化國土空間格局提升土地資源保護利用水平,是鄉(xiāng)村振興工作有力實施的重要保障。加強國土空間規(guī)劃和用途管控,科學(xué)編制國土空間規(guī)劃,實施建設(shè)用地減量化行動,統(tǒng)籌控制總量、優(yōu)化增量、盤活存量,是節(jié)約集約農(nóng)村用地的重要途徑。農(nóng)村居民點的合理布局則是農(nóng)村土地用地優(yōu)化的重要基石。國內(nèi)外學(xué)者對于農(nóng)村居民點的研究和探討一直在深化,節(jié)約集約化用地,優(yōu)化生活空間一直是其研究的重點[1-3]。
“生態(tài)、生活、生產(chǎn)”空間規(guī)劃工作實質(zhì)上是城市規(guī)劃更加全面、協(xié)調(diào)的一種表現(xiàn)形式。“三生空間”的研究傾向于大尺度區(qū)域,隨著研究的深入,縣區(qū)、鎮(zhèn)村也逐漸成為了研究的熱點[4-6]。目前,研究內(nèi)容主要集中于“三生空間”的內(nèi)涵、分類、演變、模擬等領(lǐng)域[7-11],研究方法逐漸趨于量化,如鄭洋等[7]基于MCR模型對村域“三生空間”的劃分、董建紅等[8]在“三生”空間視角下土地利用轉(zhuǎn)型的生態(tài)環(huán)境效應(yīng)及驅(qū)動力分析等。最小累積阻力模型(Minimal cumulative resistance,MCR)能夠反映各要素的空間轉(zhuǎn)移趨勢,目前廣泛應(yīng)用于農(nóng)村居民點布局適宜性分區(qū)、生態(tài)安全格局的構(gòu)建及優(yōu)化及土地適宜性評價等方面[12-16],如史鐵丑等[14]基于MCR模型的農(nóng)村居民點空間布局優(yōu)化研究、趙良飛等[16]基于MCR模型的礦區(qū)生態(tài)安全格局構(gòu)建等??傮w來看,基于“三生空間”研究縣域生態(tài)功能顯著區(qū)域的農(nóng)村居民點布局優(yōu)化成果則相對較少。
長壽區(qū)是重慶市重要經(jīng)濟區(qū),同時也屬于三峽庫區(qū)腹地,長江經(jīng)濟帶重要工業(yè)、生態(tài)城市?;凇叭臻g”,采用MCR模型從實踐上分析研究長壽區(qū)土地資源優(yōu)化配置和農(nóng)村居民點空間布局優(yōu)化,對于庫區(qū)生態(tài)功能區(qū)、長江經(jīng)濟帶、低山丘陵區(qū)的空間規(guī)劃布局有著重要借鑒意義,以期為長江經(jīng)濟帶的城鄉(xiāng)融合發(fā)展和土地資源集約化提供參考。
長壽區(qū),地處重慶市腹心,于重慶市主城區(qū)東北隅,屬于三峽庫區(qū)生態(tài)經(jīng)濟區(qū)、長江經(jīng)濟帶上重要化工業(yè)基地,區(qū)位顯著,幅員面積1 424 km2,轄7個街道、12個鎮(zhèn)[17],根據(jù)第七次人口普查數(shù)據(jù),截至2020年11月1日零時,長壽區(qū)常住人口692 960人[18]。同時,長壽區(qū)地處交通要道,距重慶江北國際機場和重慶北站60 km,萬噸級船隊常年可通江達海,渝懷、渝利、渝萬鐵路和渝宜、長涪、三環(huán)高速交織交匯,是重慶水陸交通的重要樞紐[17]。
長壽區(qū)屬典型的低山丘陵區(qū),地勢綿延起伏,東側(cè)有黃草山,中偏西側(cè)有明月山,西部邊緣位于銅鑼山,南端有五堡山,截止2019年底,存在地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險點約200個[17]。長壽區(qū)江河縱橫、水網(wǎng)密布;有一江、二湖、三河、十三溪,黃金水道長江穿流南部,流經(jīng)20.9 km。全區(qū)森林資源豐富,面積達到64 232.1 hm2,森林覆蓋率達到45.1%[17]。
本研究數(shù)據(jù)主要包括:一是2020年度研究區(qū)土地利用現(xiàn)狀數(shù)據(jù),本文采用“高分二號”遙感影像解譯成果,采用八大類分類體系,將交通運輸用地算入建設(shè)用地;二是DEM數(shù)據(jù),采用地理空間數(shù)據(jù)云30 m×30 m的DEM數(shù)據(jù);三是NDVI數(shù)據(jù),采用中國科學(xué)院計算機網(wǎng)絡(luò)信息中心國際科學(xué)數(shù)據(jù)鏡像網(wǎng)站(http://www.gscloud.cn)的2020年度MODIS月合成產(chǎn)品;四是人口數(shù)據(jù),采用重慶市統(tǒng)計局公布的各區(qū)縣第七次全國人口普查數(shù)據(jù)[18]。
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等[19]所提出,最小累積阻力模型其本質(zhì)在于由源點抵達目標(biāo)所在地所需克服的阻力的最小值,體現(xiàn)的是一種可達性[12]。最小累積阻力模型可以確定起始源和目標(biāo)源之間的最短路徑,表示生態(tài)流從一個生態(tài)源地到另一個生態(tài)源地克服生態(tài)阻力面的最小累積距離[13]。國內(nèi)學(xué)者修正后多用于農(nóng)村居民點布局適宜性[14-15]及生態(tài)安全格局構(gòu)建等[16]研究中,計算公式為:
(1)
通過計算生產(chǎn)擴張最小累積阻力與生態(tài)擴張最小累積阻力的差值,確定閾值劃分空間適宜區(qū),進而優(yōu)化“三生空間”布局[20]。
MCR差值=MCR生態(tài)-MCR生產(chǎn)
(2)
式中:MCR差值為生態(tài)擴張最小累積阻力與生產(chǎn)擴張最小累積阻力的差值;MCR生態(tài)為生態(tài)擴張最小累積阻力值;MCR生活為生產(chǎn)擴張最小累積阻力值。當(dāng)MCR差值<0,表示生產(chǎn)用地較生態(tài)用地更易擴張,該范圍內(nèi)用于生產(chǎn)空間適宜性較好;當(dāng)MCR差值>0,表示生態(tài)用地較建設(shè)用地更易擴張,該范圍內(nèi)用于生態(tài)空間適宜性較好;當(dāng)MCR差值=0時,表示生產(chǎn)與生態(tài)適宜性相當(dāng),即生態(tài)與生產(chǎn)的分界線。對生產(chǎn)用地擴張最小累計阻力面與生態(tài)用地擴張最小累計阻力面作差,計算結(jié)果按自然斷點分類的方式進行空間適宜性分區(qū)劃定,分別為生態(tài)保護區(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)。
2.2.2 源的選取
MCR模型中的“源”具有內(nèi)部均一性和外部擴張能力相似性、要素吸引能力突出性、相對目標(biāo)重要性等特征,是模型應(yīng)用的關(guān)鍵[20]。研究擬通過生產(chǎn)擴張和生態(tài)擴張來計算最小累計阻力值,因此需建立生產(chǎn)擴張“源”和生態(tài)擴張“源”。由于研究區(qū)地處三峽庫區(qū)生態(tài)功能區(qū)、是長江經(jīng)濟帶重要節(jié)點,同時也是重慶市重要的經(jīng)濟開發(fā)區(qū),還擁有大洪湖和長壽湖兩大重要生態(tài)水體。依據(jù)研究區(qū)典型特點,選取城區(qū)、建制鎮(zhèn)、集中連片居民點為生產(chǎn)空間擴張源;重要水源保護地、林區(qū)為生態(tài)空間擴展源,“源”地分布情況如圖1所示。
注:該圖基于審圖號為渝S(2021)004號的標(biāo)準(zhǔn)地圖制作,底圖無修改。圖1 “源”地分布圖Fig.1 “Source”distribution map
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)用地之間存在著競爭關(guān)系[7],這種競爭關(guān)系呈現(xiàn)相互抑制、此消彼長的態(tài)勢。不同要素對生活與生態(tài)用地擴張阻力不同,構(gòu)建同一阻力評價體系并對2個擴張過程賦予相反分值,可以強化生活與生態(tài)用地擴張阻力間的銜接性。本研究從生產(chǎn)空間、生活空間、生態(tài)空間3個類型上選取13個阻力因子,參照相關(guān)資料文獻[21-27]確定各阻力因子的分級及分值,并采用層次分析法確定權(quán)重,詳見表1。
情緒化的地域書寫,具有濃烈的即時性、個人化或個性化色彩,究竟能有多少可信度,令人生疑,但實際上,在陸游筆下,不同地域的景致本身的“巨細丑妍”是客觀不變的,變化的只是他自己的情緒而已,所以我們盡可以相信其地域書寫的真實可靠性,也被他揮灑于其中變化萬端的各種情緒而感染。
表1 阻力因子的分級表Tab.1 Classification table of resistance factor
續(xù)表1
運用ArcGIS柵格計算器計算得到生產(chǎn)與生態(tài)的最小累積阻力面,見圖2和圖3。
基于MCR模型對長壽區(qū)用地適宜性評價分區(qū)結(jié)果如表2和圖4所示,其中限制開發(fā)區(qū)面積最大,為672.84 km2,占全區(qū)面積的47.59 %;禁止開發(fā)區(qū)面積次之,為324.38 km2,占全區(qū)面積的22.94%;適宜開發(fā)區(qū)面積居中,為269.27 km2,占全區(qū)面積的19.04 %;生態(tài)優(yōu)化區(qū)面積較小,為110.79 km2,占全區(qū)面積的7.84%;生態(tài)保護區(qū)面積最小,僅為36.63 km2,占全區(qū)面積的2.59%。
表2 長壽區(qū)用地適宜性分區(qū)表Tab.2 Land suitability zoning table for Changshou District
注:該圖基于審圖號為渝S(2021)004號的標(biāo)準(zhǔn)地圖制作,底圖無修改。圖4 長壽區(qū)用地適宜性評價分區(qū)圖Fig.4 Land suitability evaluation zoning map of Changshou District
從空間分布上看,生態(tài)保護區(qū)主要集中分布在長壽區(qū)東部,其中云集鎮(zhèn)為16.47 km2、長壽湖鎮(zhèn)為12.21 km2,占全區(qū)生態(tài)保護區(qū)的78.34%;生態(tài)優(yōu)化區(qū)主要分布在云集鎮(zhèn)、江南街道、長壽湖鎮(zhèn),分別為37.49 km2、14.31 km2、13.2 km2;禁止開發(fā)區(qū)主要分布在長壽湖鎮(zhèn)、洪湖鎮(zhèn)、云集鎮(zhèn)、石堰鎮(zhèn),分別為36.12 km2、31.51 km2、31.23 km2、30.66 km2;限制開發(fā)區(qū)和適宜開發(fā)區(qū)主要分布在長壽區(qū)中部的城區(qū)、主要交通廊道附近,其中鳳城街道、菩提街道、晏家街道、渡舟街道的分布比例較高。
為進一步分析長壽區(qū)“三生空間”現(xiàn)狀居民點分布情況,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)合適宜性分區(qū)統(tǒng)計,如表3所示,對長壽區(qū)“三生空間”進行劃分。其中,耕地分布占比中,適宜性開發(fā)區(qū)和限制開發(fā)區(qū)占比較大,分別為44.17%、41.80%,生態(tài)保護區(qū)、生態(tài)優(yōu)化區(qū)、禁止開發(fā)區(qū)均占比較小,分別為22.1%、21.75%、26.02%;林地分布占比存在明顯差異,其中生態(tài)保護區(qū)、生態(tài)優(yōu)化區(qū)、禁止開發(fā)區(qū)占比較大,分別為57.34%、59.16%、49.66%,限制開發(fā)區(qū)占比居中為30.69%,適宜性開發(fā)區(qū)最小,僅為5.03%;建設(shè)用地占比表現(xiàn)為明顯的三級分化,生態(tài)保護區(qū)、生態(tài)優(yōu)化區(qū)、禁止開發(fā)區(qū)占比分別為3.53%、3.86%、4.72%,限制開發(fā)區(qū)占比稍高為10.13%,適宜開發(fā)區(qū)占比最大為33.81%;園地、草地、水域、其他土地的分布占比差異較小,較為平均。
表3 長壽區(qū)適宜性分區(qū)土地利用現(xiàn)狀占比統(tǒng)計表(%)Tab.3 Statisitcs of land use strtus in suitability distribution of Changshou District(%)
依據(jù)適宜性評價分區(qū)成果和土地利用現(xiàn)狀分布特征,由于生態(tài)保護區(qū)、生態(tài)優(yōu)化區(qū)、禁止開發(fā)區(qū)林地占比較高,耕地、建設(shè)用地分布占比較低,區(qū)域生態(tài)涵養(yǎng)作用明顯,故劃分為生態(tài)空間;限制開發(fā)區(qū)的耕地、林地、建設(shè)用地占比均處于中間水平,存在一定的生產(chǎn)建設(shè)行為,但總體活動開展受限,因此宜劃入生產(chǎn)空間;適宜開發(fā)區(qū)林地占比較小,耕地、建設(shè)用地占比均較大,生活建設(shè)行為明顯,各類基礎(chǔ)設(shè)施良好,是生活主要集聚地,建設(shè)適宜性強,故劃入生活空間。
將“三生空間”劃定成果與現(xiàn)狀居民點疊加,結(jié)果如表4所示。長壽區(qū)現(xiàn)狀居民點位于生產(chǎn)空間面積面積最大,為31.62 km2,占全區(qū)居民點面積的49.05%;位于生活空間面積次之,為21.66 km2,占全區(qū)居民點面積的33.6%;位于生態(tài)空間的面積最小,為11.18 km2,占全區(qū)居民點面積的17.35%??傮w上,長壽區(qū)的現(xiàn)狀居民點的用地適宜性匹配度較高,規(guī)劃較為合理。
表4 長壽區(qū)現(xiàn)狀居民點分布表Tab.4 Distribution table of present residential areas in Changshou District
由表5可知,長壽區(qū)各鄉(xiāng)鎮(zhèn)居民點分區(qū)分布特征較為顯著,總體上表現(xiàn)為生產(chǎn)空間、生活空間分布比例較大,生態(tài)空間分布比例較小。長壽區(qū)全區(qū)19個鄉(xiāng)鎮(zhèn)(街道)中,居民點分布在生態(tài)空間比例最大的數(shù)量最少,僅有2個,分別為云集和江南街道,位于長壽區(qū)最東部和最西部,占比均大于50%,均屬于植被覆蓋較好,地形坡度起伏較大,生態(tài)園地集中分布的區(qū)域;居民點分布在生活空間比例最大的鄉(xiāng)鎮(zhèn)(街道)有4個,分別為八顆街道、海棠鎮(zhèn)、葛蘭鎮(zhèn)、新市街道,分布在長壽區(qū)中部地區(qū)和最北部,該區(qū)域地勢平坦,交通便利,水資源豐富,人居環(huán)境適宜性高;其余鄉(xiāng)鎮(zhèn)(街道)的居民點分布在生產(chǎn)空間比例最大,共計13個,主要分布在長壽區(qū)城區(qū)腹心周邊地區(qū),其中鳳城街道和晏家街道占比最高,分別為67.93%、67.89%,這兩個街道分別為長壽區(qū)城市中心地區(qū)和工業(yè)園區(qū)。
表5 長壽區(qū)各鄉(xiāng)鎮(zhèn)現(xiàn)狀居民點分區(qū)分布表Tab.5 Regional distribution table of current residential areas in Changshou District
依據(jù)長壽區(qū)居民點適宜性評價和現(xiàn)狀居民點分布特點,結(jié)合鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略,不搞大拆大建,切實保護好生態(tài)環(huán)境,堅定城鄉(xiāng)融合發(fā)展之路的政策,本文將農(nóng)村居民點用地劃分為集中建設(shè)型、控制發(fā)展型和遷移優(yōu)化型3種布局優(yōu)化方式。
1)集中建設(shè)型。該區(qū)域的農(nóng)村居民點用位于生活空間,人居環(huán)境適宜,其用地優(yōu)化方式為集中建設(shè)。此類型農(nóng)村居民點占全區(qū)農(nóng)村居民點規(guī)模的33.6%,面積為21.66 km2,這些區(qū)域地勢平坦、農(nóng)業(yè)種植基礎(chǔ)條件較好、交通便利、水資源豐富,離城鎮(zhèn)中心距離適中,適合人類的生活生產(chǎn)活動,因而可作為農(nóng)村居民點布局的重點建設(shè)區(qū)域。該區(qū)域可豐富基礎(chǔ)公共服務(wù)設(shè)施,充分發(fā)揮節(jié)約集約用地優(yōu)勢,提升人居環(huán)境適宜度,提升人民生活幸福指數(shù),推動農(nóng)村人口城鎮(zhèn)化。
2)控制發(fā)展型。該區(qū)域的農(nóng)村居民點位于生產(chǎn)空間,生產(chǎn)建設(shè)行為較為明顯,其中還存在大型工業(yè)園區(qū)等,其用地優(yōu)化方向為控制發(fā)展型。此類型農(nóng)村居民點占全區(qū)農(nóng)村居民點的49.05%,面積為31.62 km2,主要集中在城區(qū)腹心周邊區(qū)域,這些區(qū)域人居活動頻繁,多條高速公路、鐵路穿越,存在一定的環(huán)境污染問題。這類農(nóng)村居民點建議控制其發(fā)展規(guī)模,需要提升生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),保護生態(tài)環(huán)境,控制其向外擴展趨勢。
3)遷移優(yōu)化型。該區(qū)域的農(nóng)村居民點位于生態(tài)空間,此類型農(nóng)村居民點此類型農(nóng)村居民點占全區(qū)農(nóng)村居民點的17.34%,面積為11.18 km2,主要分布在地勢陡峭、林區(qū)范圍較大的區(qū)域,該區(qū)域生態(tài)環(huán)境較好,人居活動較少,但是地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生頻率較高,遠離城鎮(zhèn)中心、公共服務(wù)設(shè)施區(qū)域,交通較為不便。該區(qū)域人居環(huán)境較差,生活不太便利,建議通過遷移優(yōu)化等方式,集中于交通便利、人居環(huán)境較好的生活空間,同時通過集中優(yōu)化農(nóng)村居民點的方式,也更有利于生態(tài)環(huán)境保護。
本文基于“三生空間”采用MCR模型對長壽區(qū)農(nóng)村居民點適宜性評價,并依據(jù)評價結(jié)果提出布局優(yōu)化建議,以期對生態(tài)功能區(qū)農(nóng)村居民點因地制宜的發(fā)展和優(yōu)化提供理論依據(jù)和實踐價值。其主要結(jié)論如下:
1)本文從生產(chǎn)空間、生活空間、生態(tài)空間3方面建立評價體系,共計選取13個阻力因子,通過MCR模型的評價方法對長壽區(qū)農(nóng)村居民點適宜性評價,結(jié)果表明長壽區(qū)的現(xiàn)狀居民點的用地適宜性匹配度較高,規(guī)劃較為合理。
2)長壽區(qū)“三生空間”農(nóng)村居民點主要呈現(xiàn)如下特征:生活空間的居民點主要集中在區(qū)域地勢平坦、農(nóng)業(yè)種植基礎(chǔ)條件較好、交通便利、水資源豐富,離城鎮(zhèn)中心距離適中;生產(chǎn)空間的居民點主要集中在城區(qū)腹心周邊區(qū)域,這些區(qū)域人居活動頻繁,多條高速公路、鐵路穿越,工業(yè)生產(chǎn)設(shè)施較為集中的區(qū)域;生態(tài)空間的居民點主要分布在生態(tài)環(huán)境較好,人居活動較少,但是地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生頻率較高,遠離城鎮(zhèn)中心、公共服務(wù)設(shè)施區(qū)域,交通較為不便的地區(qū)。
3)結(jié)合地區(qū)特色和鄉(xiāng)村振興等政策,將長壽區(qū)優(yōu)化方式歸結(jié)于集中建設(shè)型、控制發(fā)展型和遷移優(yōu)化型3種類型。其中集中建設(shè)型以豐富基礎(chǔ)公共服務(wù)設(shè)施,充分發(fā)揮節(jié)約集約用地優(yōu)勢,提升城鎮(zhèn)化率為主;控制發(fā)展型以控制其發(fā)展規(guī)模,需要提升生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),保護生態(tài)環(huán)境,控制其向外擴展趨勢為主;遷移優(yōu)化型以通過移居方式為主,集中于交通便利、人居環(huán)境較好的生活空間居住。
本文基于“三生空間”采用MCR模型,在前人的研究基礎(chǔ)上擴充了阻力因子,評價結(jié)果貼切實際情況,對于生態(tài)功能區(qū)農(nóng)村居民點因地制宜的發(fā)展和優(yōu)化發(fā)展有一定的參考意義。然而,一方面本研究選取的阻力因子較為普遍,缺乏一些體現(xiàn)農(nóng)村居民點獨特的影響因子;另一方面本研究只采用了一年期數(shù)據(jù)進行了分析,對于現(xiàn)狀居民點的變遷考慮不足。豐富評價方法體系、優(yōu)化影響因子、增加研究本底數(shù)據(jù),應(yīng)是未來農(nóng)村居民點空間布局優(yōu)化理論研究及實際應(yīng)用的主要發(fā)展方向。