黄土丘陵沟壑区农村居民点发展类型识别——以吴起县为例_李嘉会.pdf

第46卷第3期2023年3月ARIDLANDGEOGRAPHYVol.46No.3Mar.2023doi：10.12118/j.issn.10006060.2022.333黄土丘陵沟壑区农村居民点发展类型识别以吴起县为例李嘉会，吴金华，王祯，白雨霞（长安大学土地工程学院，陕西 西安710065）摘要：利用最小累积阻力（Minimal cumulative resistance，MCR）模型，从生态和建设2个角度出发，确定居民点布局适宜性，辅以社会网络分析法研究居民点空间网络关系，从居民点整体适宜性和个体重要性出发，识别陕西省延安市吴起县的居民点发展类型。结果表明：（1）地形和交通条件为决定黄土丘陵沟壑区居民点空间布局的关键约束力，居民点集聚程度整体不高，以带状分布为主，散中有聚。（2）适宜性分区结果表现出“整体集聚、部分分散”的特征，位于适宜建设区内的农村居民点占62.83%，部分居民点分布影响区域生态稳定性。（3）现有居民点网络结构不均匀，需培育发展潜力较大的村庄节点，促进村镇地区均衡发展。（4）基于适宜性及网络分析结果，划分“直接城镇类”“优先发展类”“有条件发展类”“限制扩张类”4种类型并提出相应的发展重点。研究结果可为黄土丘陵沟壑区农村居民点合理规划和发展提供参考。关 键 词：农村居民点；黄土丘陵沟壑区；适宜性分区；社会网络分析；居民点发展类型文章编号：10006060（2023）03039710（03970406）农村居民点作为城乡建设用地的重要组成部分，承载农村生产、生活等综合功能1，其空间结构和发展趋势是乡村空间合理布局的关键。然而我国农村在经济发展路径、城镇化、土地制度等因素驱动下2，不同村庄规模形态、空间结构产生巨大差异3，普遍面临宅基地荒废、布局散乱、基础设施缺失、环境污染等问题4，影响乡村发展的稳定性和可持续性，亟需把握乡村异质性，挖掘自身发展潜力，促进农村土地高效利用。在乡村振兴背景下，从微观角度把握不同居民点发展类型5，并以此为导向探索乡村地区发展路径，是推进乡村地区健康长远发展的必然选择。国外研究起步较早，主要聚焦在农村居民点选址与布局理论6 以及针对特殊情况的居民点优化7-8。国内学者依据我国特点，提出新农村建设、空心村、乡村空间重构等理论9-11。实证研究方面，集中在居民点空间分布现状及影响因素12、演变及驱动机制13、布局优化、空间重构及类型识别方面4，从适宜性14、农户意愿15、耕作半径16视角出发，引入地理信息系统（GIS）空间分析17、最小累积阻力（Minimal cumulative resistance，MCR）模型14、引力模型和加权Voronoi图18等方法探索居民点优化路径。总体而言，现有研究中，研究理论丰富，研究方法多样。但对特殊地貌形态下的居民点研究稍显滞后，多集聚在脆弱区19、传统农区20。本文以吴起县为例，采用MCR模型确定居民点布局适宜性，辅以社会网络分析法，分析居民点的网络特征，筛选重要节点；最终根据适宜性及节点重要性，划分不同农村居民点发展类型，并提出相应发展路径，以期为村庄发展提供可借鉴的理论和实践经验。收稿日期：2022-07-01；修订日期：2022-10-03基金项目：国家自然科学基金项目（41571346）资助作者简介：李嘉会（1997-），女，硕士研究生，主要从事土地利用与乡村地理研究.E-mail:通讯作者：吴金华（1965-），女，博士，教授，主要从事土地信息系统与土地利用规划研究.E-mail:46卷1研究区概况吴起县（10738571083249E，363333372427N）位于陕西省延安市西北部，与甘肃省华池县接壤，下辖 8 镇 1 街道，总面积 3.79109m2，整体海拔12261795 m，地形起伏大，坡度变化复杂，属于典型黄土丘陵沟壑区（图 1）。2019 年末，吴起县人均居民点面积为 162.74 m2。作为曾经水土流水最严重的县区之一，吴起率先实施退耕还林，成为我国退耕还林第一县。随着封山禁牧、乡村振兴战略影响，生态环境明显改善，基础设施逐步完善，但居民点存在斑块松散、区域差异明显等问题。亟需基于生态角度，改善农村居民点发展条件，促进乡村地区良性发展。图1 研究区示意图Fig.1 Schematic diagram of the study area2数据与方法2.1 数据来源与预处理基础数据包括：（1）数字高程（DEM）数据，来源于地理空间数据云（https:/ 2019年，2000国家大地坐标系，30 m空间分辨率。2.2 居民点空间特征分析方法引入GIS空间分析及分布指数，分析居民点空间布局主要影响因素及分布特征17；引入核密度分析居民点空间集聚效应21。P=(Sie/Si)(Se/S)（1）式中：P 为分布指数；Sie为区域 e 内居民点 i 面积（m2）；Si为农村居民点总面积（m2）；Se为区域e总面积（m2）；S为土地总面积（m2）。2.3 适宜性分区方法MCR模型其实质是分析和寻找人或其他生物从源到终点过程中克服最小累积要素阻力通道22，其计算公式如下：MCR=fmin()j=ni=1DijRi（2）式中：MCR为最小累积阻力值；Dij为源i到单元j的距离（m）；Ri为源i扩张的阻力系数。模拟居民点“源”和生态“源”扩张过程。计算两者差值（MCR差值），确定居民点布局适宜性，其计算公式如下：3983期李嘉会等：黄土丘陵沟壑区农村居民点发展类型识别以吴起县为例MCR差值=MCR居民点-MCR生态（3）式中：MCR居民点、MCR生态分别为居民点扩张及生态扩张阻力。MCR差值27N水域区域0.7其他土地5147315502027SE、SW3000.0林地、水域4140014731420E、W3008000.50.7草地313211400814NE、NW80012000.30.5耕地、园地21226132108S12000.00.3建设用地1权重0.120.180.130.160.230.18-2.3.2 阻力体系构建及权重确定居民点和生态扩张在一定程度上存在竞争关系26。在相同体系下，比较两者阻力大小，强化两者间衔接性。地形、区位、土地利用和经济因素相互关联，决定了居民点的数量和空间布局12。研究区内，居民点更有可能在缓坡、低高程、阳坡、离水中等、靠近道路和城镇、经济较好地区集聚。因此，从地形、区位、土地利用、经济阻力角度，选取8个阻力因子，并参考文献，利用 yaahp 构建判断矩阵，确定各因子权重（表2）。2.3.3差值分区方法MCR 模型模拟的是“源”向外移动过程，在空间上表示为不同区间差异28。因此，采用统计学方法，分析类别和数量差异，需求突变点，确定分区边界。2.4 居民点网络分析方法居民点之间存在密切空间联系18。将各行政村中心简化为节点，节点间用连接线表示，引入引力模型建立居民点网络，见式（4）。将节点与其他节点联系强度平均值设为门槛，删除无效连接。Qij=KijAiAjdbij（4）式中：Qij为行政村i、j的联系强度；Ai、Aj为行政村i、j的居民点面积（m2）；dij为行政村i、j间的道路距离（m）；Kij=AiAi+Aj，反映不同规模居民点间的引力；b值取2。39946卷以网络中度中心性、点出度、点入度，来反映节点在居民点网络中的重要程度5。（1）度中心性。表示节点总联系强度，体现控制力和影响力，利用自然断点法，将其划分为中心节点、次中心节点、一般节点3种类型。（2）点出度表示节点对其他节点影响程度，点入度表示节点接受其他节点影响程度。点出度大于点入度，节点在资源流动中处于“辐射地位”，对其他节点具有带动能力，为输出型特征；反之，为输入型。2.5 村庄类型识别方法借助二维矩阵，显示适宜性及网络分析间的空间错位情况4。以适宜性为x轴，网络分析结果为y轴，适宜建设区、中心节点赋值为“高”，缓冲区、次中心节点为“中”，生态保护区、一般节点为“低”。其中，高-高为领先地位居民点，为直接城镇类；高-中、中-高组合发展前景较大，为优先发展类；低-高、中-中、高-低组合存在明显短板，为有条件发展类；低-低、中-低、低-中组合发展潜力较小，为限制扩张类。3结果与分析3.1 居民点空间特征分析居民点空间分布特征。农村居民点空间分布与地形及道路之间具有明显关联性。高于1550 m区间内居民点分布指数均大于 1，表明高程 12261550 m区域为居民点分布优势区；坡度上，分布指数值在 06、615、1520区间分别为 4.22、2.47、1.18，说明 020是农村居民点分布的优势坡度；此外，在 0300 m 道路内，分布指数为最大2.46，表明交通是研究区居民点布局的优先考虑因素。随着道路距离增加，居民点面积减少，其中0200 m为急剧递减区间；200500 m区间，距离每增加 100 m，面积平均减少 3.25105m2；大于 500 m，居民点面积稳定在3.00105m2，因此研究区道路对居民点的空间服务范围在500 m左右。居民点集聚分布特征。吴起县居民点分布均衡，变化趋势相似，以带状为主，散中有聚（图 2）。核密度值在 10 以下居民点占比最大，最高值为表2 居民点扩张与生态扩张阻力体系指标Tab.2 Indicators of resistance system of residential expansion and ecological expansion阻力因子居民点“源”生态“源”坡向坡度/()高程/m镇距离/m道路距离/m水系距离/m用地类型灯光总值阻力等级15S06122613215001200建设用地1717824SE、SW6151321140050010003005009001200林地、园地、草地102001717833E、W15201400147310001500500800600900耕地40131020042NE、NW202514731550150020008001000300600其他土地1200401351N2515501756200010000300水域、特殊用地01200权重-0.060.120.130.120.190.100.200.08文献-2724241425242514图2 吴起县核密度分布Fig.2 Nuclear density distribution of Wuqi County4003期李嘉会等：黄土丘陵沟壑区农村居民点发展类型识别以吴起县为例12.42，位于最北端长城镇。城镇的辐射效应不明显，农村居民点主要沿交通要道分布。3.2 适宜性分区3.2.1扩张“源”选取结果居民点扩张“源”选取结果。12261550 m 高程，020坡度，0300 m 道路距离为居民点布局优势区。从生产生活角度，1550 m 以下属于河谷平面区，农业生产和种植运输条件有利，生产要素集聚；超过 1550 m，生产生活成本增加，且土地破碎增加，不利于集约和产业布局。06坡度居民点分布优势最大，但6以下区域较少，梯田和果园集中在715。此外，黄土易受水侵蚀，居民点多位于1520的山丘位置，超过20，建造成本和难度增加，土壤侵蚀加剧27。居民点在道路服务半径内，同周边进行密切联系和经济往来29。TNL小于200的区域，经济和常住人口情况都相对落后，基础设施不完善。因此，最终选取高程 1550 m 以下、坡度 20以下、道路距离 500 m内、TNL 大于 200 的农村居民点作为扩张“源”（图3b）。生态扩张“源”选取结果。利用自然断点法，将敏感性评价结果划分为高、中、低3类，提取“高”类别斑块，叠加核心斑块，获得生态斑块（图 3a），65.04%的图斑小于2.00104m2，碎片化特征明显。参考梁发超等30的做法，提取生态扩张“源”，共选取了80块生态“源”地，占生态斑块面积的74.09%，能够维持区域生态稳定（图3b）。图3 生态斑块及扩张“源”选取结果Fig.3 Ecological plaque and result of expanding source selection3.2.2阻力面差值分区利用标准差（1/2间隔）分类方法28，进行分区，见表3。3.2.3 适宜性分区适宜建设区面积为1.46109m2，占比为38.83%，其中铁边城、吴仓堡、吴起、周湾等镇的建设适宜性较为突出，地形相对平坦，发展成本和难度较小，区位条件优越，发展便利性高，适宜进行各种开发建设活动；生态保护区面积为 1.43109m2，占比为 37.64%，集中分布在东北和西南地区，该区域为大面积生态重要斑块及核心斑块，需要加以保护，应当限制居民点建设及扩张行为；缓冲区介于两者之间，面积为 8.89108m2，均匀分布在各乡镇，建设和生态的优势皆不明显，是居民点建设与生态扩张的过渡缓冲地带（图 4）。将居民点与分区结果叠加统计，2019 年位于适宜建设区内的居民点有6503个，面积为1.08107m2，占比为62.83%，集中分布在地势平坦地区，道路通达，发展表3 适宜性分区面积占比Tab.3 Area proportion of suitability subareas分区类型适宜建设区缓冲区生态保护区MCR差值-31054,-1264）-1264,2879）2879,36917）面积/m21.461098.891081.43109占比/%38.8323.5337.64注：MCR差值为农村居民点扩张与生态扩张阻力的差值。40146卷条件好；处于缓冲区的居民点有2565个，占图斑总量的 22.96%，面积为 3.86106m2，占比为 22.41%；仍有 14.75%的农村居民点位于生态保护区内，该类居民点有2105个，基础条件差且分布散乱，影响区域生态稳定性。3.3 居民点网络分析结果结合图5可以发现，中心节点与其他节点的空间连接最多，在局部网络中也占据较为重要位置，能够带动周围其他节点的发展；次中心节点能较好地从其他村庄获取资源，对其他村庄也产生一定的“辐射”作用，但发展条件略次于中心节点；一般节点的空间连接线最少，在网络结构中处于劣势地位，获取资源能力也较弱。另外，输出型村庄与其他型村庄相比，空间连接线数量较多，其影响力和控制力也越强。因此，输出型特征的村庄大多在局部网络体系中扮演重要角色，往往具备成为中心节点的潜力，可以根据村庄类型和空间连接线的多少判断村庄的重要程度。但一些节点并不具备“输出型”村庄特征，但在区位上存在有利条件，接受和吸收其他村庄资源的能力较强，也能成为区域的中心节点。从整体来看，各乡镇都包括至少1个中心节点，城镇、主城区周围节点的空间连接最多，其发展条件也最优越，而远离城镇的村庄，多为一般节点，表明城镇辐射范围有限，现有网络结构无法带动周围节点的发展，应当培育发展潜力较大的节点，促进村镇地区均衡发展。3.4 村庄类型识别直接城镇类（重品质）：此类居民点自身条件较为优越，地势相对平坦，居民点集聚程度高，生态敏感性低、吸引力强，有利于生活、生产和交通运输，具备带动区域发展的潜力，涉及 15个行政村。因此，在未来发展中应当充分发挥中心节点集聚效应，在巩固自身优势的基础上，提升居民生活品质。从居民日常生产、生活及出行需求，健全村镇级基础设施建设，打造农村居民“基本生活服务圈”，提高居民点生活便捷度，维持和扩大中心节点竞争力和带动力，就地实现城镇化，以此带动周围村庄发展。最终实现以点带面，直接促进区域城镇化进程。优先发展类（拔短板）：优先发展村属于缓冲区的中心节点，或是位于适宜建设区，但节点的影响力未得到充分发挥，涉及 16个行政村。此类村庄在整个居民点网络体系中承担着城镇一体化的重任，需要分担中心节点建设用地不断扩张的压力，应当摆在优先发展地位。因此，在未来发展中应把握村庄发展短板和优势，提高可持续发展潜力，加强资源集约高效利用。在缓冲区内，建立政策激励机制，鼓励宜林则林、宜农则农、宜牧则牧的发展方式，以林养土、以土肥田、以田养人，促进农林人和谐发展；在适宜建设区内寻求突破，尝试将农业与图4 吴起县适宜性分区Fig.4 Suitability subareas of Wuqi County图5 吴起县居民点网络Fig.5 Rural residence network in Wuqi County4023期李嘉会等：黄土丘陵沟壑区农村居民点发展类型识别以吴起县为例黄土农耕文化结合，挖掘适宜当地的农业产业结构，改善发展短板，强调自身发展活力，保持与周围中心节点的联系，保证乡村发展的延续性和可持续性。有条件发展类（顺自然）：此类居民点本身在适宜性和空间联系之间只占据一方面的优势，受生态环境或自身掣肘，与其他中心节点或次中心节点的竞争中处于弱势地位，涉及32个行政村。因此，居民点发展应在尊重和顺应自然基础上进行。在适宜建设区域内，居民点发展条件略次于优先发展类，应当以提升居民点内外连通度为主，内部挖潜为辅。一方面争取更为通达的城镇村道路网络，为村民出行和生产提供更加便捷通畅的环境；另一方面，通过居民点内部挖潜，整理破坏村庄风貌居民点，使其布局趋于合理，改善人居环境。对于非建设区适宜区，以“田、林、路、渠”配套实施，“梁、峁、塬、坡、沟”综合治理为突破口，限制农村建设用地规模，巩固生态优势，改善生产条件，发展集约化现代化农业，努力提升为更高等级的居民点。限制扩张类（重生态）：此类居民点位于生态保护区或缓冲区内，涉及 28个行政村。地表支离破碎，属于生态敏感性斑块较多区域，且远离中心城镇，村庄自身的辐射和被辐射能力不足，难以吸引到优质资源，农业生产以及生活受到多重限制。因此，村庄未来发展应当强调区域生态功能，严格限制居民点随意扩张。针对成片林地，坚持保护优先、因地制宜、封育结合；针对居民生活圈，将生态治理和发展特色产业相结合。种植具有生态和经济价值的苹果、牡丹、月季等，承担相应生态服务价值的同时，依托自身生态优势，提升环境服务功能，开展乡村旅游业，探索“产”“村”“人”协调发展，“居”“业”“游”共进的绿色发展格局。4讨 论本文综合 MCR 模型及社会网络分析法，从整体适宜性和个体重要性出发，识别不同的居民点发展类型，可以弥补单一评价方法的不足。在居民点适宜性评价中，研究者往往以村为研究单元，构建相应的指标体系评价村庄适宜性，以此来划分居民点类型4,14。本研究选取具有当地特色的扩张“源”，从生态和建设两方面衡量居民点布局适宜性，符合生态优先绿色发展共识。在引入引力模型反映村庄之间空间联系过程中，相关研究中直接引用引力模型反映村庄间的引力关系18。本文考虑居民出行以及不同规模居民点的贡献，修正引力模型，从而筛选出重要节点。此外，实际居民点类型识别工作涉及因素众多，本研究忽略了乡风民俗、周边城市辐射等因素，今后需进一步探究。5结 论（1）从居民点空间特征来看，吴起县农村居民点呈现以带状分布为主、散中有聚分布特征。相较于城镇辐射效应，地形和交通条件为决定黄土丘陵沟壑区居民点空间布局的关键约束力，且居民点集聚程度整体不高，规模普遍较小，平均规模为1500 m2。（2）借助MCR模型进行适宜性分区，考虑生态环境限制下，土地作为农村居民点的适宜性问题。分区结果显示：适宜建设区、缓冲区和生态保护区表现为“整体集聚、部分分散”的特征，有62.83%的农村居民点位于适宜建设区内，整体布局较为合理，但部分居民点布局影响区域生态稳定性。（3）从网络分析结果来看，吴起县各乡镇都包括至少1个中心节点，但部分乡镇现有网络结构不均匀，已有结构无法带动周围节点的发展，应当培育发展潜力较大的村庄节点，促进村镇地区均衡发展。（4）基于农村居民点整体适宜性和个体重要性，识别直接城镇类、优先发展类、有条件发展及限制扩张 4种农村居民点类型。直接城镇类以重质为主的发展路线进行引导；优先发展类以调整短板为发展思路；有条件发展类以顺应自然为重点，提升居民点等级；限制扩张类强调生态保护与服务。参考文献（References）1冀正欣,许月卿,卢龙辉,等.乡村聚落空间优化研究进展与展望J.中国土地科学,2021,35(6):95-104.Ji Zhengxin,Xu Yue-qing,Lu Longhui,et al.Research progress and prospects for spatial optimization of rural settlementsJ.China Land 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