農(nóng)村居民點空間布局及優(yōu)化分析
——以重慶市合川區(qū)獅灘鎮(zhèn)聶家村為例

曾遠(yuǎn)文， 丁 憶， 胡 艷， 陳 靜， 段松江

(重慶市地理信息中心,重慶 401121)

0 引言

農(nóng)村居民點是農(nóng)業(yè)勞動者居住和生產(chǎn)生活的主要場所，是鄉(xiāng)村地域空間的人口聚居點，其形成與發(fā)展、演變受到社會、經(jīng)濟、文化等因素的深刻影響[1-3]，農(nóng)村居民點規(guī)劃選址是土地利用規(guī)劃中的一個重要環(huán)節(jié)。但是由于自然條件、生活習(xí)俗等原因，農(nóng)村居民點的布局和擴張長期處于自發(fā)選擇狀態(tài)，隨著經(jīng)濟社會的發(fā)展和城鎮(zhèn)化進(jìn)程的加速，目前我國農(nóng)村居民點布局無序、散亂、規(guī)模小等土地低效粗放利用現(xiàn)象已經(jīng)不能滿足集約節(jié)約利用的要求[4-6]，亟需對其空間布局進(jìn)行優(yōu)化。

農(nóng)村居民點空間布局作為農(nóng)村土地利用問題研究的重點[7]，國內(nèi)學(xué)者已對其布局優(yōu)化進(jìn)行了廣泛研究，主要在省域、區(qū)縣、鄉(xiāng)鎮(zhèn)等不同尺度，對農(nóng)村居民點的空間分布[8-10]、適宜性[11]、空間發(fā)展變化的驅(qū)動力[12-14]等進(jìn)行了定量描述，探討了農(nóng)村居民點間的相互影響[15-17]。近年來，在建設(shè)社會主義新農(nóng)村和農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化戰(zhàn)略的推動下，農(nóng)村居民點的研究越來越受到重視，但整體上國內(nèi)對農(nóng)村居民點的研究較城市研究相對滯后，靜態(tài)分析多、動態(tài)分析少，與區(qū)域特色結(jié)合不夠緊密[18]。國外學(xué)者[19-21]從自然、社會、經(jīng)濟角度對居民點選址進(jìn)行了較深入的探討，研究表明農(nóng)村居民點選址是一項系統(tǒng)工程。

目前農(nóng)村居民點選址優(yōu)化的基本研究區(qū)域仍以區(qū)縣和鄉(xiāng)鎮(zhèn)等宏觀尺度為主，以村域為對象的研究仍然較欠缺。特別是隨著“規(guī)劃全覆蓋”提出以及中辦、國辦印發(fā)的《深化農(nóng)村改革綜合性實施方案》提出要“盡快修訂完善縣域鄉(xiāng)村建設(shè)規(guī)劃和鎮(zhèn)、鄉(xiāng)、村莊規(guī)劃” 的要求，以村域為對象的規(guī)劃研究的重要性及迫切性日益凸顯，同時農(nóng)村居民點用地布局規(guī)劃作為村規(guī)劃的重要組成部分，也應(yīng)得到重視。本文在前人的研究基礎(chǔ)上，以村域為研究對象分析農(nóng)村居民點空間布局現(xiàn)狀，探索影響其空間分布的因素，研究布局優(yōu)化方案，以期為村建設(shè)規(guī)劃、新一輪土地利用總體規(guī)劃及農(nóng)村土地綜合整治提供切實可行的依據(jù)。

1 研究區(qū)及數(shù)據(jù)源概況

1.1 研究區(qū)概況

聶家村位于重慶市合川區(qū)獅灘鎮(zhèn)南部，東臨白銀村，南接雙鳳鎮(zhèn)保合村、雙鳳鎮(zhèn)塘灣村，西抵宗圣村，北達(dá)五通村、新屋村，村域面積7.22 km2，對外公路交通主要有省道合瀘路(S208)，村委會所在地距離獅灘鎮(zhèn)人民政府路程約3.6 km，距合川區(qū)政府約40 km。聶家村地理位置如圖1所示。

圖1 研究區(qū)示意圖Fig.1 Sketch map of study area

聶家村屬亞熱帶濕潤氣候，四季分明，年平均氣溫19 ℃，最高氣溫40 ℃，極端最低氣溫-2 ℃，平均降雨量1 000～1 200 mm，主導(dǎo)風(fēng)向為東南風(fēng)； 村內(nèi)海拔介于234～564 m之間，最低點位于村北部河流岸邊，最高點位于村南部山頂處。

截至2016年7月底，村內(nèi)共有戶籍人口2 796人，戶數(shù)1 069戶，戶均2.62人，戶籍人口男女比例為103: 100，常住人口1 560人，村內(nèi)人口常年呈凈流出狀態(tài)，凈流出人口為1 236人，約占戶籍人口的44%。

2015年村民人均年收入約為10 000元，收入來源以打工、農(nóng)業(yè)種植和養(yǎng)殖業(yè)為主。村內(nèi)主要有糧食、蔬菜、生豬、雞鴨、水產(chǎn)等農(nóng)產(chǎn)品。其中，糧食主要品種為水稻、玉米，種植面積2 000畝*1畝=666.67 m2。，年產(chǎn)值約198萬元； 蔬菜品種主要包括豇豆、絲瓜等，種植面積約30畝； 飼養(yǎng)生豬約250頭，年產(chǎn)值約4.5萬元，均為農(nóng)戶散養(yǎng)； 飼養(yǎng)雞鴨約3 000只，產(chǎn)值約22.5萬元； 水產(chǎn)主要有白鰱、鯽魚和草魚，年產(chǎn)量約10 t，產(chǎn)值約10萬元； 水果品種為柑橘、李子、桃子等，種植面積約15畝，產(chǎn)值約1.8萬元； 村內(nèi)種植油菜200畝，年產(chǎn)值約18萬元； 林木種類以松樹和桬樹為主，種植面積約2 000畝，除此之外還有村外人員在村域南部流轉(zhuǎn)150畝土地進(jìn)行茶葉種植?？傮w來看聶家村經(jīng)濟以農(nóng)業(yè)為主。

1.2 數(shù)據(jù)來源及處理

柵格資料是重慶市1: 5 000數(shù)字高程模型(digital elevation model,DEM)經(jīng)ArcGIS分析處理而來； 矢量資料主要自于合川區(qū)2015年土地利用變更調(diào)查成果和重慶市第一次地理國情普查成果； 社會經(jīng)濟資料來自于村域現(xiàn)狀調(diào)查成果和查閱相關(guān)統(tǒng)計資料。所有數(shù)據(jù)都經(jīng)過了坐標(biāo)轉(zhuǎn)換、研究區(qū)域裁切、重分類等一系列預(yù)處理工作。

2 技術(shù)流程

以聶家村村域范圍為研究區(qū)域，從土地利用現(xiàn)狀數(shù)據(jù)中提取耕地和居民點用地，從地理國情普查數(shù)據(jù)中提取道路和水域，以一定距離梯度為標(biāo)準(zhǔn)分別對耕地、水域和道路進(jìn)行緩沖區(qū)分析； 以1: 5 000 DEM為基礎(chǔ)制作坡度圖，并按一定的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行重分類。采用景觀生態(tài)學(xué)中的斑塊個數(shù)、斑塊總面積、距離指數(shù)、面積指數(shù)和居民點分散度來刻畫聶家村在水域、耕地、道路各個緩沖區(qū)及各坡度等級中的農(nóng)村居民點空間布局特征，對影響居民點空間分布的各個因素進(jìn)行疊加分析，并在充分考慮集中布局、不占用耕地、方便生產(chǎn)與生活、避開管制要素區(qū)及盡量利用現(xiàn)有居民點用地的原則之后，最終確定聶家村農(nóng)村居民點選址方案。研究技術(shù)路線如圖2所示。

圖2 技術(shù)路線Fig.2 Technology sketch

3 居民點現(xiàn)狀分析

聶家村居民點用地圖斑共有141個，居民點總面積35.42 hm2，占村域面積的4.91%，整體分布較為分散，戶籍人口人均居民點用地面積126.68。為更好地描述聶家村居民點分布特征，本文引用景觀生態(tài)學(xué)中描述某種景觀斑塊分布狀況的指標(biāo)——景觀分散度Fi[22]，來分析其分布特征，即

Fi=Di/Si,

(1)

表1 村域居民點景觀指數(shù)分析Tab.1 Landscape index analysis of settlements

從表1中可以看出，聶家村農(nóng)村居民點分布較為分散，分散度達(dá)4.5，多呈點狀分布，單個居民點規(guī)模較??； 人均居民點用地面積較大，集約節(jié)約程度較低； 現(xiàn)狀調(diào)查中還發(fā)現(xiàn)部分居民點閑置，造成了土地資源的浪費。

3.1 農(nóng)村居民點與坡度的關(guān)系分析

根據(jù)實際生產(chǎn)生活經(jīng)驗可知，坡度越小越適宜進(jìn)行居住和農(nóng)業(yè)耕種，為分析坡度和農(nóng)村居民點分布之間的關(guān)系，將坡度數(shù)據(jù)按照[0°，5°)，[5°，10°)，[10°，15°)和[15°，25°]進(jìn)行重分類，并分別定義為一、二、三、四等級(其他區(qū)域賦“nodate”，下同)，與現(xiàn)狀居民點疊加分析，結(jié)果如圖3所示，并對每個等級內(nèi)的居民點進(jìn)行景觀指數(shù)分析結(jié)果如表2所示。

等級A/hm2n/個Ai/hm2DiSiFi一108.47367.330.288 10.067 64.26二41.46193.530.338 50.085 03.98三139.3857120.319 70.086 13.71四214.31198.30.148 90.038 73.84

從圖表中可以看出，分布在第三等級中的居民點面積最大、個數(shù)最多； 其次是第四等級，該等級分布的居民點圖斑面積較其他等級的要大的多； 面積最小的是第二等級。

從居民點分散度上來分析，第一等級中居民點分散度最大，其次是第二等級,分散度最小的是第三等級，總體來看各個等級分散度差異不是很明顯。

現(xiàn)狀居民點多分布在坡度大于10°的區(qū)域，地形稍微平坦的區(qū)域反而分布較少，這不符合居民點布設(shè)的原則，同時也會增加基礎(chǔ)設(shè)施和公共服務(wù)設(shè)施建設(shè)的成本，不利于村內(nèi)今后的發(fā)展。

3.2 農(nóng)村居民點與道路的關(guān)系分析

道路是影響人們生產(chǎn)生活的重要因素，同時也對農(nóng)村居民點的分布形態(tài)有著很大的影響，距離道路的遠(yuǎn)近直接決定了人們出行成本的高低，因此農(nóng)村居民點越來越多的分布在道路交通可達(dá)性高的地區(qū)。本文以[0，100) m，[100，200) m，[200，300) m，[300，400] m建立村內(nèi)主要道路的環(huán)狀緩沖區(qū)，并將上述緩沖區(qū)分別定義為第一、二、三、四等級，與現(xiàn)狀居民點疊加分析并計算景觀指數(shù)，結(jié)果如圖4和表3所示。

圖4 不同道路緩沖區(qū)等級居民點的分布Fig.4 Distribution of settlements in different road buffer grades表3 不同道路緩沖區(qū)等級居民點景觀指數(shù)分析Tab.3 Landscape index analysis of settlements in different road buffer grades

等級A/hm2n/個Ai/hm2DiSiFi一225.358719.730.310 70.087 53.55二176.79256.780.188 00.038 34.91三128.72152.770.170 70.021 57.94四84.5531.800.094 20.021 34.42

居民點分布個數(shù)隨著離道路的距離的增加而不斷減少。從面積上看也同樣符合隨離道路的距離增大而不斷減少的規(guī)律，從分散度上來看也是第一等級中的農(nóng)村居民點分散度最小。由此可見道路因素是人們自發(fā)選址居民點時，比較重視和最容易想到的因素之一，分布現(xiàn)狀符合社會經(jīng)濟發(fā)展的需要。

3.3 農(nóng)村居民點與耕作距離的關(guān)系分析

耕地是村民進(jìn)行農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的主要場所之一，耕作距離是滿足農(nóng)民居住宜居性的一個重要因素，其對農(nóng)村居民點的空間布局也有一定的影響。根據(jù)潘娟等人[23]對重慶農(nóng)村地區(qū)關(guān)于農(nóng)村居民點宜居性的調(diào)查研究，農(nóng)戶可接受的耕作半徑平均值為613 m，為保證規(guī)劃居民點與耕地距離符合農(nóng)戶可接受半徑，因此，本文以耕地為中心，作緩沖區(qū)分析，向外延伸劃分4個等級： [0，150)m為第一等級； [150，300)m為第二等級； [300，450)m為第三等級； [450，613]m為第四等級，分析結(jié)果如圖5和表4所示。

圖5 不同耕作距離緩沖區(qū)等級居民點的分布Fig.5 Distribution of settlements in different farming distance表4 不同耕作距離緩沖區(qū)等級居民點景觀指數(shù)分析Tab.4 Landscape index analysis of settlements in different farming distance

等級A/hm2n/個Ai/hm2DiSiFi一199.2914135.420.420 60.177 72.37二61.8800———三38.1700———四15.7700———

村域內(nèi)所有141個居民點圖斑均在第一等級中，居民點離最近耕地的距離均小于150 m，由此可見耕作距離也是人們自發(fā)居民點選址過程中比較重視的一個因素。

3.4 農(nóng)村居民點與水域的關(guān)系分析

水是生命之源，與人們的生產(chǎn)和生活息息相關(guān)，距離水域的距離也是影響居民點空間分布形態(tài)的一個重要因素，本文以村域內(nèi)主要河流、坑塘等水域為中心，分別以100 m，200 m，300 m和400 m為半徑進(jìn)行緩沖區(qū)分析，并分別將[0，100) m，[100，200) m，[200，300)m和[300，400] m定義為第一、二、三、四等級，與現(xiàn)狀居民點疊加分析并計算景觀指數(shù)，結(jié)果如圖6和表5所示。

圖6 不同水域緩沖區(qū)等級居民點的分布Fig.6 Distribution of settlements in different waters buffer grades表5 不同水域緩沖區(qū)等級居民點景觀指數(shù)分析Tab.5 Landscape index analysis of settlements in different waters buffer grades

等級A/hm2n/個Ai/hm2DiSiFi一239.947019.010.270 10.079 23.41二205.214010.190.220 70.049 64.45三121.32265.270.231 50.043 45.33四45.5630.950.128 30.020 96.14

農(nóng)村居民點個數(shù)隨著離水域距離的不斷增加而呈遞減規(guī)律，居民點面積同樣也呈現(xiàn)出了上述規(guī)律。居民點布局分散度也隨著距離的增大而不斷增大。

由此可見，村民選址居民點時傾向于往距離水域較近的區(qū)域聚集。

4 居民點布局優(yōu)化研究

4.1 農(nóng)村居民點適建區(qū)域提取

通過上述分析可以看出，聶家村農(nóng)村居民點已有一定的聚集性，但聚集程度不是很高，土地集約節(jié)約利用程度不夠。在本文考慮的影響居民點空間分布形態(tài)的耕作距離、道路、水域、坡度4個因素中，耕作距離、道路因素、水域因素較容易得到人們的關(guān)注和重視，但是坡度因素往往不受重視，但從方便生產(chǎn)生活、節(jié)約基礎(chǔ)建設(shè)成本上考慮，坡度卻是在農(nóng)村居民點規(guī)劃選址方面不容忽視的重要因素。

本文將上述4種因素影響等級分類結(jié)果按照影響程度的大小賦予不同的值，將第一等級賦值為1，第二等級賦值為2，以此類推，將賦好值的成果在進(jìn)行疊加分析，并重新進(jìn)行分類，1～4定義為第一等級； 5～8定義為第二等級，以此類推，最后就形成了村域內(nèi)適建區(qū)域等級圖?？紤]到村內(nèi)涉及到的基本農(nóng)田保護區(qū)、林地保護區(qū)、高壓電力走廊、地質(zhì)災(zāi)害隱患點等管制要素(圖7)以及耕地保護的原則，因此在適建區(qū)域等級圖中扣除上述區(qū)域，得到最終的適建區(qū)域等級圖，如圖8和表6所示。

圖7 研究區(qū)主要管制要素圖Fig.7 Main control factor of study area

圖8農(nóng)村居民點適建等級圖Fig.8 Construction suitability grades of rural settlements表6 不同適建等級居民點景觀指數(shù)分析Tab.6 Landscape index analysis of settlements in different construction suitability grades

等級A/hm2n/個Ai/hm2DiSiFi一38.858518.500.739 60.476 21.55二56.81347.480.386 80.131 62.94三66.4093.590.184 10.054 03.41四10.3200———

分析可知，聶家村大部分村域不在本文定義的適建區(qū)域內(nèi)。全村有128個居民點處于適建區(qū)域，其中第一等級有85個，第二等級34個，第三等級9個，第四等級沒有居民點分布。有29.57 hm2的農(nóng)村居民點用地分布在適建區(qū)域內(nèi)，占居民點圖斑總面積的83.48%，其中第一等級有18.50 hm2，第二等級有7.48 hm2，第三等級有3.59 hm2。

4.2 農(nóng)村居民點選址方案確定

農(nóng)村居民點空間格局優(yōu)化是統(tǒng)籌城鄉(xiāng)發(fā)展、加快新農(nóng)村建設(shè)和鄉(xiāng)村城鎮(zhèn)化的重要內(nèi)容，其布局是否合理，關(guān)系到城鄉(xiāng)社會經(jīng)濟協(xié)調(diào)發(fā)展的順利實現(xiàn)。聶家村的農(nóng)民居民點布局將盡量布置在適建等級相對較高的區(qū)域，并充分考慮整理、搬遷工程量，避免資源浪費，在滿足其他因素的前提下，盡可能選取現(xiàn)有的居民點加以改造或擴建。通過定量、定性相結(jié)合的分析方法，得到聶家村農(nóng)村居民點布局優(yōu)化方案，如圖9所示。

圖9 農(nóng)村居民點空間布局優(yōu)化結(jié)果Fig.9 Spatial distribution optimization result of rural settlements

優(yōu)化選址之后農(nóng)村居民點圖斑數(shù)由原來的141個下降到現(xiàn)在的21個，圖斑總面積為35.36 hm2，與原來相差不大，但是居民點分散度從原來的4.5下降到1.74，大大增加了居民點聚集程度，且居民點都位于適建等級較高的區(qū)域，避讓了基本農(nóng)田保護區(qū)、林地保護區(qū)等管制要素，方便了人們的生產(chǎn)生活，也有助于降低今后基礎(chǔ)設(shè)施及公共服務(wù)設(shè)施建造成本，有利于村域社會經(jīng)濟的發(fā)展。

5 結(jié)論與討論

本文以聶家村村域內(nèi)農(nóng)村居民點為研究對象，分析了其現(xiàn)狀分布格局及與耕作距離、水域、坡度、道路之間的關(guān)系，在此基礎(chǔ)之上提取出村域內(nèi)適建區(qū)域，并劃分等級。在充分考慮了村內(nèi)管制要素和社會經(jīng)濟因素之后通過定量和定性分析相結(jié)合的方法，提出了村內(nèi)農(nóng)村居民點優(yōu)化方案，結(jié)論如下：

1)研究區(qū)內(nèi)農(nóng)村居民點總體呈現(xiàn)布局零散集聚度低的分布格局； 單個居民點規(guī)模較小； 人均居民點用地面積較大，節(jié)約集約程度較低； 部分居民點閑置，造成土地資源的浪費。

2)在居民點選址時，耕地、水域、道路、坡度4個因素中，前3個因素是人們比較重視和容易考慮到的，距離這3個因素越近的區(qū)域居民點分布越多，聚集度越高; 坡度往往是容易被忽略的因素，村域內(nèi)還有不少居民點分布在坡度大于10°的區(qū)域內(nèi)。

3)綜合分析上述4個因素，并考慮到村內(nèi)管制要素，最終篩選出村域內(nèi)適建區(qū)域，并分等定級，結(jié)果表明村內(nèi)只有接近1/4的區(qū)域?qū)儆谶m建區(qū)域，絕大部分現(xiàn)有居民點不在適建區(qū)域內(nèi)。

4)通過定量與定性相結(jié)合的方法，對農(nóng)村居民點布局進(jìn)行優(yōu)化，優(yōu)化之后居民點個數(shù)下降到21個，分散度下降到1.74。

研究所討論的農(nóng)村居民點空間優(yōu)化是從農(nóng)村居民點用地整理的空間布局角度提出的，是與新一輪土地利用總規(guī)劃、新農(nóng)村建設(shè)、村規(guī)劃相關(guān)的。本文基于聶家村統(tǒng)計數(shù)據(jù)仍然具有區(qū)域特殊性，對于不同區(qū)域的農(nóng)村居民點要因地制宜的進(jìn)行規(guī)劃選址，選取合適的影響因素； 另外，目前經(jīng)濟社會數(shù)據(jù)大多是基于鎮(zhèn)鄉(xiāng)及以上層面的，對于行政村的社會經(jīng)濟統(tǒng)計數(shù)據(jù)比較缺乏，所以在對村域發(fā)展預(yù)測等方面缺乏強有力佐證，因此，后續(xù)研究應(yīng)該加強村域尺度下社會經(jīng)濟數(shù)據(jù)的搜集與統(tǒng)計，為村級規(guī)劃工作做好鋪墊。