“三生空间”相互作用视域下的南京市溧水区乡村宜居性评价.pdf
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1、“三生空间”相互作用视域下的南京市溧水区乡村宜居性评价夏敏1,2,刘岩1,邹伟1,2(1.南京农业大学公共管理学院,南京210095;2.农村土地资源利用与整治国家地方联合工程研究中心,南京210095)摘要:生产、生活、生态空间是乡村人居环境系统的 3 个子系统,快速城镇化地区乡村“三生空间”的相互作用明显,为探索“三生空间”相互作用对乡村宜居性的影响,该研究以南京市溧水区为例,综合运用熵权法、线性加权法和ArcGIS 空间分析方法,基于土地利用和兴趣点数据构建乡村“三生空间”分类指标体系识别溧水区“三生空间”,考虑“三生空间”功能及其相互作用建立乡村宜居性评价体系,分析 2010 和 20
2、18 年溧水区乡村宜居性水平及其变化。结果表明:1)2010、2018 年溧水区乡村“三生空间”中生产空间面积均占优势,生态空间次之,生活空间面积最小,8a间乡村生活空间面积增加,生产和生态空间面积下降;2)2010 和 2018 年溧水区乡村宜居性水平总体不高,且平均分值 8a 间略有下降。2010 年宜居性高值和低值区分别在和凤镇和白马镇,2018 年则分别在永阳镇和东屏镇。8a 间永阳镇乡村宜居等级上升,东屏镇和石湫镇乡村宜居等级则下降;3)与未考虑“三生空间”相互作用的乡村宜居性评价结果相比,“三生空间”相互作用视域下的评价结果更符合当地实际,各镇应根据自身情况提升其宜居性水平。研究结
3、果能够为溧水区提升乡村人居环境、推进乡村振兴提供参考。关键词:土地利用;功能;三生空间;相互作用;乡村宜居性;溧水区doi:10.11975/j.issn.1002-6819.202305071中图分类号:F299.22文献标志码:A文章编号:1002-6819(2023)-16-0245-11夏敏,刘岩,邹伟.“三生空间”相互作用视域下的南京市溧水区乡村宜居性评价J.农业工程学报,2023,39(16):245-255.doi:10.11975/j.issn.1002-6819.202305071http:/www.tcsae.orgXIAMin,LIUYan,ZOUWei.Evaluati
4、ngrurallivabilityinLishuiDistrictofNanjingundertheinteractionofProduction-Living-EcologicalSpaceJ.TransactionsoftheChineseSocietyofAgriculturalEngineering(TransactionsoftheCSAE),2023,39(16):245-255.(inChinesewithEnglishabstract)doi:10.11975/j.issn.1002-6819.202305071http:/www.tcsae.org0引言改革开放促使中国的城镇
5、化率不断提高,但片面追求经济快速增长的发展模式也使乡村出现产业体系薄弱、人力资本流失、基础设施和社会保障体系不够完善、生态环境遭到破坏等问题1,严重影响着乡村的宜居水平和城乡一体化目标的最终实现。2022 年国务院办公厅印发乡村建设行动实施方案,提出坚持农业农村优先发展,建设宜居宜业美丽乡村的总体要求。党的二十大报告中再次强调了乡村振兴的重要性,将建设宜居宜业和美乡村作为首要战略安排,进一步明晰了乡村建设的内涵与目标。在乡村振兴的紧要关头,科学、定量地研究乡村宜居性对实现乡村人居环境提升、推进乡村和谐发展具有现实意义。对于宜居性的研究最早可追溯到 1954 年希腊学者DOXIADIS 提出“人
6、类聚居学”概念,国内则以吴良镛2引入人居环境研究为基础,早期研究对象国内外均以城市为主。有关乡村宜居性评价的研究国外从 19 世纪开始,在 20 世纪 20 年代之前的研究侧重于乡村自然地理环境和生态环境安全3-4;20 世纪中后期的研究重点逐渐从自然地理环境转移到社会经济层面,如 SMAILES 等5指出乡村宜居发展的主要因素是人口密度;21 世纪,国外乡村宜居性评价偏向系统性综合评价,KISS6从经济状况、生活条件研究匈牙利乡村的宜居性。国内有关乡村宜居性的研究则起步较晚,目前研究仍相对较少。何建华等7从区位条件、生态环境、发展潜力、资源禀赋、人居环境 5 个维度构建乡村宜居性评价指标体系
7、,从宜居乡村与自然生态环境和社会人文环境的关系角度,测定村庄宜居性水平,划分出 5 种村庄发展类型。王晓学等8从土地利用、道路密度、人口、植被 4 个方面的时空变化探讨土地利用与乡村人居环境的逻辑关系。黄安等9从生活承载功能、生活保障功能、精神净化功能三方面基于土地利用多功能性评价乡村生活空间宜居性。以上研究视角多样,但均未考虑乡村“生产、生活、生态”空间与其宜居性之间的关系。国土是人居环境的空间载体,生产、生活、生态空间是构成国土空间的 3 个基本要素,也是乡村人居环境系统的 3 个子系统,乡村空间质量直接影响中国整体人居环境的水平。梁晨等10-11基于“三生空间”视角对农村人居环境质量进行
8、定量分析,但研究仅考虑了“三生空间”内部功能属性。生产、生活、生态空间对自然资源和社会经济的需求存在较大的差别,相邻“三生空间”之间的相互作用不可忽视。随着中国经济社会的高速发展,相邻空间之间的物质、能收稿日期:2023-05-07修订日期:2023-08-09基金项目:国家自然科学基金项目(42071221);江苏省自然资源科技计 划 项目(2022033);南 京 农 业 大 学 大 学 生 创 新 训 练 计 划 项 目(202220XX358)作者简介:夏敏,博士,副教授,研究方向为土地利用与规划、土地信息技术等。Email:通信作者:邹伟,博士,教授,博士生导师,研究方向为土地经济与
9、制度、乡村土地利用与管理等。Email:第39卷第16期农 业 工 程 学 报 Vol.39No.162023年8月TransactionsoftheChineseSocietyofAgriculturalEngineeringAug.2023245量以及信息交流日益紧密12,尤其在快速城镇化地区人口聚集且生产活动频繁的乡村中,“三生空间”相互作用尤为明显。因此,乡村宜居性评价中需要考虑“三生空间”之间的相互作用对乡村宜居性的影响。据此,本研究以南京市溧水区为例,基于土地利用和兴趣点(pointofinterest,POI)数据,构建乡村“三生空间”分类指标体系识别溧水区乡村“三生空间”,进而
10、建立“三生空间”相互作用视域下的乡村宜居性评价指标体系,测算 2010 和 2018 年溧水区乡村宜居性水平并分析其变化,据此提出有效的乡村宜居性优化策略,以期为推动农业、农村、农民高质量发展,实现乡村振兴提供有效途径。1研究区概况与数据来源1.1研究区概况南京市溧水区位于江苏省西南部,地处 3123N3148N,11851E11914E,东邻句容、溧阳,南连高淳,北临江宁,西接安徽省当涂县(图 1)。全区下辖 8 个镇及街道,2018 年年末总人口 443821 人,其中乡村人口 255686 人,总面积 1067.26km2。境内溧水港区经秦淮河、石臼湖可直达长江,水陆交通便利,农业和生态
11、资源丰富。近年来,随着溧水区城镇化的快速发展,乡村周边大量优质农田被占用,生态空间遭到破坏,经济发展与资源供给矛盾突出,乡村宜居性受到挑战。由于人口密集、生产活动频繁,溧水区乡村“三生空间”相互作用显著,客观把握溧水区乡村“三生空间”之间的相互作用及其对乡村宜居性的影响,对提升溧水区乡村宜居水平、推进乡村生态保护与资源开发尤为重要。1.2数据来源与预处理本文使用的研究区数据包括:1)社会经济数据,来源于溧水区政府官网及中国知网 20062009、2011、2017、2018 年溧水年鉴。2)2010、2018 年 POI 数据,通过网络爬虫于高德地图爬取,每条数据包含名称、地址、经纬度、一级类
12、和二级类等属性信息,共 21 个一级类,根据研究需要,本文将其进行筛选、去重及重分类,最终分为科教医疗设施、商业服务业、公益性公共设施、工业、交通设施、风景名胜 6 个一级类;3)2010、2018 年土地利用数据,来源于中科院资源环境数据共享中心 30m30m 栅格土地利用数据集,其中包括水田、旱地、城镇用地、农村居民点等 25 类数据;4)溧水区行政区划图,来源于溧水区规划和自然资源局。010 km510020 kmNa.南京市a.Nanjing Cityb.溧水区b.Lishui District注:基于自然资源部标准地图服务网站宁 S(2016)001 号的标准地图制作,底图边界无修改
13、,下文同。Note:BasedonthestandardmapproducedbytheMinistryofNaturalResourcesstandardmapservicewebsite,NingS(2016)001,withnomodificationstotheboundariesofthebasemap,sameasbelow.图 1研究区地理区位图Fig.1Locationofstudyarea2研究方法2.1乡村“三生空间”划定2.1.1分类指标体系构建现有关于“三生空间”划定的研究中,乡村尺度的研究相对较少;且大多通过归并分类法13或量化测算法14-15进行划定。POI 数据能
14、够弥补归并分类法中土地利用现状数据精度低、滞后性的缺陷及量化测算法中数据庞杂的问题,提高划定精度。本研究基于土地利用和POI 数据,分析生活空间、生产空间和生态空间功能,从而构建乡村“三生空间”分类指标体系。在广大乡村,生活功能是指能够满足居民基本物质生活需要,提供生活保障与便利服务的能力16;生产功能是指从土地上直接或者间接获取产品的能力17;生态功能是指乡村能够维持生态稳定和提供生态服务的能力18,据此,“三生空间”分类指标体系包括 7 项功能共 9 个指标,如表 1所示。表1“三生空间”分类指标体系Table1ClassificationindexesofProduction-Livin
15、g-EcologicalSpace空间类型Spacetypes空间功能Spacefunctions指标层Indexlayers指标含义Indicatormeanings生活空间Livingspace生活保障功能居住用地面积占比识别单元内,居住用地面积与土地利用类型总面积的比值交通设施密集度识别单元内,交通设施数量与土地利用类型总面积的比值生活服务功能公益性公共设施密集度识别单元内,公益性公共设施数量与土地利用类型总面积的比值科教医疗设施密集度识别单元内,科教医疗设施数量与土地利用类型总面积的比值生产空间Productionspace农业生产功能耕地面积占比识别单元内,耕地面积与土地利用类型总面
16、积的比值工业生产功能工业密集度识别单元内,工业数量与土地利用类型总面积的比值商业服务业生产功能商业服务业密集度识别单元内,商业服务业数量与土地利用类型总面积的比值生态空间Ecologicalspace生态平衡功能水库、水面、裸地、林地、草地、滩地等(非公园)用地面积占比识别单元内,水库、水面、裸地、林地、草地、滩地等(非公园)用地面积与土地利用类型总面积的比值生态休闲功能风景名胜区密集度识别单元内,风景名胜区数量与土地利用类型总面积的比值246农业工程学报(http:/www.tcsae.org)2023年2.1.2识别单元确定根据中华人民共和国乡村振兴促进法对乡村概念的界定,本文研究的乡村为
17、溧水区范围内城市建成区以外的区域。基于 ArcGIS10.3 软件,首先从溧水区2010、2018 年土地利用栅格数据中提取城镇用地,去除行政区划图中的城镇用地,得到研究区乡村范围。参考文献 19-21,考虑溧水区乡村空间分布情况,采用 200m200m 的网格作为“三生空间”识别单元,运用 ArcGIS空间分析工具进行指标赋值。2.2乡村宜居性评价指标体系构建2022 年国务院办公厅印发乡村建设行动实施方案(简称方案),方案对乡村建设中生活、生产、生态方面提出了具体的要求。在生活舒适层面,方案指出加强农村基础设施和公共服务体系建设,加快构建便捷高效的农村公路骨干网络,引导鼓励农民开展庭院和村
18、庄绿化美化,建设村庄小微公园和公共绿地。在生产高效层面,方案指出严格保护农业生产空间,牢牢守住 18 亿亩(1.2108hm2)耕地红线,促进农村公路与乡村产业深度融合,完善农村商业体系。在生态健康层面,方案指出严格保护乡村生态空间,促进资源集约节约循环利用,实现乡村建设与自然生态环境有机融合,因地制宜开展荒山荒地荒滩绿化,加强农田(牧场)防护林建设和修复。因此本文从生活舒适、生产高效、生态健康 3 方面选取 13 个指标构建乡村宜居性评价指标体系(见表 2)。其中除人口密集度等 8 个一般性指标外,在生活舒适目标层选取了生态丰富性、生产影响度共2 个空间交互性指标,前者反映生活空间周边生态环
19、境水平,后者则衡量生产空间对相邻生活空间的影响;生产高效目标层选取了生活交互性指标,通过生产空间与最近生活空间的平均距离反映生产便利性;生态健康目标层选取了生产影响度、生活影响度 2 个交互性指标,分别用来衡量生态空间受周边生产、生活空间影响程度。表2乡村宜居性评价指标体系Table2Evaluationindexesofrurallivability目标层Targetlayers指标层Indexlayers指标涵义Indicatormeanings单位Units2010 年权重2010weights2018 年权重2018weights生活舒适Livingcomfortably人口密集度研究
20、单元内人口数量与单元面积的比值人km20.0340.055公共设施密集度研究单元内公共设施数量与单元面积的比值个km20.0710.084道路密集度研究单元内道路数量与单元面积的比值条km20.0780.130生态丰富性研究单元生活空间的自然相邻要素中生态空间的平均个数个0.1290.108生产影响度研究单元生活空间的自然相邻要素中生产空间的平均个数个0.0430.104生产高效Productionefficiency耕地集中度研究单元内符合连片条件的耕地占耕地总面积的比重0.0520.041二、三产业密集度研究单元内二、三产业数量与单元面积的比值个km20.0760.041地区生产总值年增长
21、率研究单元地区生产总值年增长率0.0370.048生活交互性研究单元内生产空间与最近生活空间的平均距离m0.0460.030生态健康Ecologicalhealth林草地覆盖率研究单元内林草地总面积与单元面积的比值0.0590.051水域面积占比研究单元内水域总面积与单元面积的比值0.2300.180生产影响度研究单元内生态空间自然相邻要素中生产空间的平均个数个0.0610.065生活影响度研究单元内生态空间自然相邻要素中生活空间的平均个数个0.0840.063结合研究区现状,本文选择乡镇作为宜居性评价基本单元。指标体系中一般性指标基于 POI 数据、行政区划图、社会经济统计数据、土地利用数据
22、计算。2021年溧水区耕地质量保护与提升项目实施方案中提出耕地相对连片 166667m2的规模标准,考虑乡村实际情况,耕地地块之间空间距离在 20m 以内,认为其具备一定的空间相对相连性22。因此本文将研究区耕地以 20m 为距离进行面聚合,筛除聚合后面积小于 166667m2的图斑,得到符合连片条件的耕地图斑,据此计算各研究单元耕地集中度。地理学第一定律中提出:空间要素之间的相关性与距离有关,且距离越近相关性越大23。因此本文5 个交互性指标中:1)生活交互性通过近邻分析得到;2)生态丰富性、生产影响度、生产影响度、生活影响度指标值根据“三生空间”分类结果,通过焦点统计计算。以生态丰富性为例
23、,统计计算流程如图 2 所示。“三生空间”划定结果生活空间生态空间200 m200 m栅格图层减去各栅格原值生活空间栅格赋值为0生态空间栅格赋值为1将33栅格和赋予中心栅格矢栅转换选择生态丰富性指标值生活空间自然相邻要素中生态空间的个数分区统计(取均值)焦点统计栅格计算器重分类掩膜提取图 2生态丰富性指标值确定流程Fig.2Determinationprocessofecologicalrichnessindicatorvalue第16期夏敏等:“三生空间”相互作用视域下的南京市溧水区乡村宜居性评价2472.3指标权重确定与总分值计算本文采用熵权法确定“三生空间”划定和乡村宜居性评价指标权重,
24、采用线性加权法计算各格网单元三生功能分值及各评价单元乡村宜居性分值24-25。将格网单元最大功能值对应的类别确定为其“三生空间”类型26,并采用随机抽样法对“三生空间”划定结果进行验证;根据各评价单元宜居性分值确定其乡村宜居性等级。采用熵权法确定指标权重计算式如下:xij=xijmin(xij)max(xij)min(xij)(1)xij=xij+0.000 1(2)pij=xijni=1xij(3)ej=1ln(n)ni=1pijln(pij)(4)Wj=1ejmj=11ej(5)xijxij式中 i=1,2,.,n,n 为单元总数,个;j=1,2,.,m,m 为指标总数,个;xij为第 j
25、 项指标下第 i 个单元指标值,为标准化后的指标值,为平移后的指标值,pij为第 j项指标下第 i 个单元所占权重,ej为第 j 项指标的熵值,Wj为各指标权重。采用线性加权法计算各单元综合分值计算式如下:H=mj=1Wjxij(6)式中 H 为单元综合分值。3结果与分析3.1溧水区乡村“三生空间”研究区“三生空间”划定结果如图 3 所示。参考以往研究中学者们依据土地利用主体功能建立的土地利用类型与“三生空间”之间的映射关系27-28,本文将水田、旱地、其他建设用地归类为生产空间;农村居民点、城镇用地归类为生活空间;有林地、灌木地、疏林地、其他林地、高覆盖度草地、河渠、湖泊、水库坑塘、滩地、裸
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