鄉(xiāng)村振興背景下秦巴山區(qū)農(nóng)村居民點(diǎn)整理潛力與分區(qū)研究
——以陜西省山陽縣為例

孔敏婕，李同昇,楊 華,王 昭,武 鵬

(1.西北大學(xué) 城市與環(huán)境學(xué)院, 陜西 西安 710127;2.廣東省城鄉(xiāng)規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院,廣東 廣州 510200)

我國(guó)人口眾多,農(nóng)村底子薄、農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)差、城鄉(xiāng)差距大[1]。鄉(xiāng)村發(fā)展滯后一直是制約中國(guó)實(shí)現(xiàn)全面小康的短板。從2011年提出的“整村推進(jìn)”,到2013年“精準(zhǔn)扶貧”理念的提出,我國(guó)農(nóng)村扶貧工作已經(jīng)進(jìn)入攻堅(jiān)克難的沖刺階段[2-3]。在中共十九大報(bào)告中,又進(jìn)一步提出了“鄉(xiāng)村振興”戰(zhàn)略,其核心是著力破解城鄉(xiāng)發(fā)展不平衡、農(nóng)村發(fā)展不充分等突出問題,彌補(bǔ)全面建成小康社會(huì)的鄉(xiāng)村短板[4]。鄉(xiāng)村振興是系統(tǒng)內(nèi)部多種要素的協(xié)調(diào)耦合和共生共榮[5],居民點(diǎn)作為鄉(xiāng)村地域系統(tǒng)的有機(jī)組成部分,其空間布局與調(diào)整對(duì)于鄉(xiāng)村振興有著重大意義。農(nóng)村居民點(diǎn)是農(nóng)業(yè)勞動(dòng)者生產(chǎn)生活的主要空間載體,長(zhǎng)期以來農(nóng)村居民點(diǎn)的建設(shè)處于自發(fā)選擇的狀態(tài),造成了布局無序、規(guī)模小且零散分布等現(xiàn)象。鄉(xiāng)村振興視角下的居民點(diǎn)整理不僅僅是居住環(huán)境與公服設(shè)施層面,更表現(xiàn)在能夠使鄉(xiāng)村地域系統(tǒng)協(xié)調(diào)有序發(fā)展。通過對(duì)農(nóng)村居民點(diǎn)布局的整理和優(yōu)化,促進(jìn)土地資源的高效集約利用,改善農(nóng)村生產(chǎn)生活條件,提高農(nóng)戶生活質(zhì)量,從而實(shí)現(xiàn)鄉(xiāng)村的全面復(fù)興。

國(guó)外學(xué)者大多基于鄉(xiāng)村聚落的土地整理[6]、等級(jí)結(jié)構(gòu)[7]、景觀格局[8]等方面進(jìn)行研究。國(guó)內(nèi)針對(duì)農(nóng)村居民點(diǎn)的研究較多,主要集中在居民點(diǎn)的空間演化機(jī)制、空間布局及優(yōu)化、居民點(diǎn)整理潛力評(píng)價(jià)、整理分區(qū)及策略等方面。在空間演化機(jī)制方面,學(xué)者們運(yùn)用GIS空間分析及景觀指數(shù)的方法,研究了居民點(diǎn)發(fā)展變化與環(huán)境之間的關(guān)系[9],空間格局的演變特征[10-11];并以網(wǎng)格為研究單元對(duì)居民點(diǎn)的空間演變驅(qū)動(dòng)力進(jìn)行探究[12-13]。在空間布局及優(yōu)化方面,李珊珊等采用平均最臨近指數(shù)、核密度估計(jì)、空間熱點(diǎn)探測(cè)等方法研究農(nóng)村居民點(diǎn)的空間分布特征[14];張俊峰等構(gòu)建生態(tài)位適宜度模型對(duì)居民點(diǎn)的空間分布進(jìn)行優(yōu)化[15];也有學(xué)者運(yùn)用Voronoi圖對(duì)農(nóng)村居民點(diǎn)空間分布及優(yōu)化進(jìn)行探究[16-18]。在居民點(diǎn)整理潛力評(píng)價(jià)方面,學(xué)者們多從省域和縣域尺度出發(fā),運(yùn)用人均用地指標(biāo)法[19]、多因素綜合評(píng)價(jià)法[20-23]等測(cè)算居民點(diǎn)的整理潛力。在整理分區(qū)及策略方面,學(xué)者們往往根據(jù)一定原則從不同尺度對(duì)居民點(diǎn)進(jìn)行整理分區(qū),根據(jù)不同區(qū)域的特征因地制宜的提出發(fā)展策略[24-26]。

縱觀已有研究,在整理潛力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系構(gòu)建中,指標(biāo)權(quán)值大多采用主觀方法進(jìn)行賦值,缺乏嚴(yán)謹(jǐn)性和公正性;在進(jìn)行整理分區(qū)時(shí)也多以省域和縣域?yàn)橹?缺少以村為單元進(jìn)行分區(qū)。面對(duì)現(xiàn)階段“鄉(xiāng)村振興”的新形勢(shì),對(duì)于自然和社會(huì)經(jīng)濟(jì)條件復(fù)雜的貧困山區(qū)農(nóng)村居民點(diǎn)的整理潛力與分區(qū),亟需探尋科學(xué)的方法?；诖?本文以秦巴山區(qū)陜西山陽縣為例,以行政村為研究單元,建立農(nóng)村居民點(diǎn)整理潛力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系,運(yùn)用粒子群優(yōu)化的BP模型對(duì)農(nóng)村居民點(diǎn)的整理潛力進(jìn)行定量分析,進(jìn)而劃定了農(nóng)村居民點(diǎn)的整理分區(qū),以期為貧困山區(qū)居民點(diǎn)整理及實(shí)現(xiàn)鄉(xiāng)村振興提供決策依據(jù)。

1 研究區(qū)域與數(shù)據(jù)來源

1.1 研究區(qū)域

陜西省山陽縣地處秦嶺南麓、商洛市南部,位于109°32′E-110°29′E，33°09′N-33°42′N(圖1)。山陽縣不僅是連接絲綢之路經(jīng)濟(jì)帶和長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶、關(guān)中平原城市群和長(zhǎng)江中游城市群的重要節(jié)點(diǎn)城市,也是國(guó)家扶貧開發(fā)重點(diǎn)縣和革命老區(qū)縣。全縣總面積3 535km2,下轄2個(gè)街道辦事處、16個(gè)鎮(zhèn)、239個(gè)行政村(社區(qū))。境內(nèi)以北亞熱帶向暖溫帶過渡的季風(fēng)性半濕潤(rùn)山地氣候?yàn)橹?“三山夾兩川”的地貌格局顯著,地勢(shì)中北部高東西南三面低,海拔257m～2 002m,地形起伏變化大,自然災(zāi)害頻發(fā)。根據(jù)山陽縣2015年國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展統(tǒng)計(jì)公報(bào),全縣總?cè)丝?6.54萬人,其中農(nóng)業(yè)人口21.96萬人(占比47.19%)。根據(jù)山陽縣第二次全國(guó)土地調(diào)查數(shù)據(jù),全縣農(nóng)村居民點(diǎn)面積6 469.57hm2,占全縣土地面積的1.83%,人均居民點(diǎn)用地面積139.01m2/人。從鄉(xiāng)村振興的視角出發(fā),以居民點(diǎn)整理為切入點(diǎn),促進(jìn)當(dāng)?shù)厣a(chǎn)生活空間重構(gòu),推動(dòng)貧困山區(qū)的可持續(xù)振興。

圖1 研究區(qū)示意圖Fig.1 The location of the study case

1.2 數(shù)據(jù)來源與處理

數(shù)據(jù)來源:本研究以山陽縣238個(gè)行政村(社區(qū))為研究對(duì)象,由于城關(guān)街道東關(guān)社區(qū)數(shù)據(jù)缺失,不納入研究范圍。基礎(chǔ)數(shù)據(jù)主要包括自然屬性數(shù)據(jù)、土地利用數(shù)據(jù)、社會(huì)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)。自然屬性數(shù)據(jù)中,30m分辨率的數(shù)字高程模型(DEM)數(shù)據(jù)來源于地理空間數(shù)據(jù)云網(wǎng)站(http://www.gscloud.cn)。河流數(shù)據(jù)來源于山陽縣國(guó)土資源局。山陽縣及周圍區(qū)域2010—2015年年降水量數(shù)據(jù),來源于中國(guó)科學(xué)院資源環(huán)境數(shù)據(jù)云平臺(tái)(http://www.resdc.cn)。地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)程度數(shù)據(jù),來源于山陽縣地質(zhì)災(zāi)害防治十三五規(guī)劃。土地利用數(shù)據(jù)主要來源于山陽縣國(guó)土資源局,包括行政區(qū)矢量地圖、耕地面積、居民點(diǎn)面積、居民點(diǎn)斑塊數(shù)量以及河流道路等。社會(huì)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)包括山陽縣各行政村(社區(qū))2015年人口密度、農(nóng)民人均可支配收入、農(nóng)村勞動(dòng)力轉(zhuǎn)移變化率(外出務(wù)工人數(shù)比例)、農(nóng)民專業(yè)合作社入社戶數(shù)、危房數(shù)量、貧困人口與總?cè)丝诘?均來自《2015年山陽縣統(tǒng)計(jì)年鑒》和山陽縣“十三五”脫貧攻堅(jiān)規(guī)劃。

數(shù)據(jù)處理:參考相關(guān)文獻(xiàn)[24],本研究在縣域尺度研究居民點(diǎn)的整理潛力,因此以行政村作為評(píng)價(jià)單元。利用ArcGIS經(jīng)密度分析得到各行政村水網(wǎng)路網(wǎng)密度,經(jīng)鄰域分析獲取各行政村質(zhì)心到縣鎮(zhèn)中心、公路、水系的最近距離,同時(shí)提取坡度、高程數(shù)據(jù),并計(jì)算地形起伏度。

2 研究方法

2.1 指標(biāo)體系構(gòu)建

農(nóng)村居民點(diǎn)整理是解決我國(guó)城鄉(xiāng)發(fā)展進(jìn)程中用地矛盾,優(yōu)化土地空間配置,實(shí)現(xiàn)土地資源有效利用的重要手段。農(nóng)村居民點(diǎn)整理受自然條件與環(huán)境、土地利用、區(qū)位布局、社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展等因素的影響,是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程。農(nóng)村居民點(diǎn)整理潛力是通過對(duì)現(xiàn)有農(nóng)村居民點(diǎn)改造、遷村并點(diǎn)等,增加有效耕地及其他用地面積,改善生活環(huán)境。整理潛力評(píng)價(jià)則是通過科學(xué)的測(cè)算方法確定整理潛力的大小。指標(biāo)體系的構(gòu)建為整理潛力評(píng)價(jià)提供科學(xué)依據(jù)及保障。遵循以人為本、科學(xué)性、層次性、可操作性以及數(shù)據(jù)可獲取性等原則,根據(jù)農(nóng)村居民點(diǎn)構(gòu)成要素及其發(fā)展特征,結(jié)合山陽縣地處秦巴山區(qū)地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜、自然災(zāi)害相對(duì)頻發(fā)等現(xiàn)實(shí)情況,參考現(xiàn)有居民點(diǎn)整理相關(guān)文獻(xiàn)的指標(biāo)體系[26],從自然資源條件、土地區(qū)位條件、社會(huì)經(jīng)濟(jì)水平三個(gè)維度選取20個(gè)指標(biāo)建立農(nóng)村居民點(diǎn)整理潛力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系(表1),對(duì)山陽縣農(nóng)村各行政村居民點(diǎn)的現(xiàn)狀條件及未來的發(fā)展?jié)摿M(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。

表1 農(nóng)村居民點(diǎn)整理潛力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系Tab.1 Potential evaluation index system for comprehensive consolidation of rural residential land

自然資源是縣域社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)和空間載體[27]。具體來說,自然資源條件在一定程度上反映了農(nóng)村居民點(diǎn)整理的可行性,進(jìn)而影響農(nóng)村居民點(diǎn)用地的整理成本以及未來的發(fā)展方向。自然本底條件、生態(tài)環(huán)境條件等是農(nóng)戶生產(chǎn)生活的基本條件,并且研究區(qū)位于秦巴山區(qū),居民點(diǎn)的整理潛力受地形因素影響較大,因此選取海拔、坡度、地形起伏度、年降雨量、水網(wǎng)密度以及地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)程度指標(biāo)來描述自然資源條件。

土地利用中居民點(diǎn)斑塊面積以及斑塊密度能夠反映居民點(diǎn)自身的規(guī)模和聚集程度。人均耕地面積越多,農(nóng)戶開展整理的動(dòng)力就越小,不利于潛力的釋放[23]。區(qū)位反映某一事物與其他事物的外部空間聯(lián)系[17]。居民點(diǎn)的區(qū)位條件會(huì)直接影響居民點(diǎn)的利用方式和整理潛力。主要從距城鎮(zhèn)、交通干道、水體的最近距離等這些外部條件來考慮,以此來反映農(nóng)戶的生產(chǎn)生活是否便捷、居民點(diǎn)的空間布局是否適宜。道路交通密度能夠反映居民點(diǎn)斑塊之間的協(xié)作聯(lián)系程度。對(duì)土地區(qū)位條件的分析能夠?yàn)榫用顸c(diǎn)未來的規(guī)劃選址、資源配置以及路徑選擇提供有利依據(jù)。

社會(huì)經(jīng)濟(jì)水平是農(nóng)村居民點(diǎn)整理的動(dòng)力與基礎(chǔ),是指地方政府和農(nóng)戶進(jìn)行居民點(diǎn)整理的一種能力,能夠反映農(nóng)村居民點(diǎn)整理潛力實(shí)現(xiàn)的經(jīng)濟(jì)可行性[28]。選取人口密度、農(nóng)民人均可支配收入、農(nóng)村勞動(dòng)力轉(zhuǎn)移變化率、農(nóng)民專業(yè)合作社入社比例、危房比例以及貧困發(fā)生率表征村域的社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平。

2.2 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)

農(nóng)村居民點(diǎn)整理潛力測(cè)算的傳統(tǒng)方法主要有人均建設(shè)用地標(biāo)準(zhǔn)法、戶均建設(shè)用地標(biāo)準(zhǔn)法、閑置土地抽樣調(diào)查法、建筑容積率法、城鎮(zhèn)體系規(guī)劃法等[29]。這些傳統(tǒng)的測(cè)算方法均未考慮自然、區(qū)位、社會(huì)、經(jīng)濟(jì)等因素對(duì)居民點(diǎn)整理的影響,為了克服傳統(tǒng)測(cè)算方法的弊端,近年來一些學(xué)者提出了多因素綜合潛力測(cè)算法。將區(qū)域的自然、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、生態(tài)安全等條件相結(jié)合,構(gòu)建指標(biāo)體系來測(cè)算居民點(diǎn)的整理潛力。基于現(xiàn)有研究方法,本文認(rèn)為農(nóng)村居民點(diǎn)是由自然資源、土地區(qū)位、社會(huì)經(jīng)濟(jì)等多尺度多因素交互作用下產(chǎn)生的一種復(fù)雜地域空間,在各因素的相互作用影響下,呈現(xiàn)出一種不確定的非線性復(fù)雜關(guān)系。而在處理非線性地理模式識(shí)別、地理過程模擬與預(yù)測(cè)、復(fù)雜地理系統(tǒng)的優(yōu)化計(jì)算等問題時(shí),人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型具有其獨(dú)特的優(yōu)越性[30]。

人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中的BP(back propagation)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是基于誤差反向傳播的監(jiān)督性網(wǎng)絡(luò)類型,通過對(duì)輸入信息、輸出信息、誤差的計(jì)算和反饋,可以修改BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中各層神經(jīng)元的權(quán)值,從而得到最小誤差信號(hào)并形成最終的網(wǎng)絡(luò)模型[31]。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)過程主要是權(quán)值的更新過程。然而,傳統(tǒng)的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在使用的過程中存在學(xué)習(xí)效率低、收斂速度緩慢、易陷入局部最小值等問題,因此參考相關(guān)研究[32],本文采取粒子群(particles swarm optimization,PSO)算法對(duì)BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行優(yōu)化,建立PSO-BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型,對(duì)貧困山區(qū)農(nóng)村居民點(diǎn)整理潛力進(jìn)行研究。粒子群算法主要是粒子(神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)各層的連接權(quán)值及閾值)不同維度上的速度和位置的更新,根據(jù)輸入層、隱含層、輸出層節(jié)點(diǎn)數(shù)計(jì)算出粒子的維數(shù),同時(shí)粒子的活動(dòng)范圍和速度根據(jù)各指標(biāo)變量的可能取值范圍設(shè)定。該算法能夠在復(fù)雜、不可微、多峰值的大矢量空間中有效并且迅速地尋找到全局最優(yōu)解。再用最優(yōu)解來優(yōu)化人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),從而彌補(bǔ)了傳統(tǒng)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在學(xué)習(xí)訓(xùn)練中的不足。

1)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的確定。典型的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)由輸入層節(jié)點(diǎn)、隱含層節(jié)點(diǎn)和輸出層節(jié)點(diǎn)組成,各層之間實(shí)現(xiàn)全連接(圖2)。Robert Hecht Nielson證明了對(duì)于任何在閉區(qū)間內(nèi)的連續(xù)函數(shù),都可以利用一個(gè)包含隱含層的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來逼近[33]。因此本研究構(gòu)建只含有1層隱含層的BP評(píng)價(jià)模型。其算法的基本流程為,給定一組輸入信息,輸入層將信息傳送至隱含層進(jìn)行處理,再傳送到輸出層,而下一層的神經(jīng)元只受到前一層的影響,這一過程為正向傳播。如果輸出結(jié)果沒有達(dá)到期望值,則進(jìn)行反向傳播,將誤差沿原路徑返回,通過對(duì)各層神經(jīng)元的權(quán)值進(jìn)行修改使誤差信號(hào)逐漸減小,直到輸出結(jié)果與期待值的誤差減小到一定范圍內(nèi),便停止學(xué)習(xí)。

圖2 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖Fig.2 Topology diagram of BP neural network

2)學(xué)習(xí)樣本及網(wǎng)絡(luò)參數(shù)。將山陽縣238個(gè)村莊作為樣本,并從中隨機(jī)抽取20%作為測(cè)試樣本,其余80%為訓(xùn)練樣本。基于前述構(gòu)建的指標(biāo)體系,從自然資源、土地區(qū)位、社會(huì)經(jīng)濟(jì)三個(gè)維度選取6個(gè)、8個(gè)、6個(gè)指標(biāo)值,對(duì)指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行極差標(biāo)準(zhǔn)化處理后分別作為PSO-BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的輸入層神經(jīng)元。輸出層對(duì)應(yīng)為自然資源指數(shù)(natural resources index,NRI)、土地區(qū)位指數(shù)(land-location,index,LLI)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)指數(shù)(socio-economic index,SEI),從而構(gòu)建農(nóng)村居民點(diǎn)整理潛力指數(shù)(rural residential consolidation potential index,RRCPI)的PSO-BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型,其計(jì)算公式為

RRCPI=NRI+LLI+SEI

(1)

潛力指數(shù)越大,則農(nóng)村居民點(diǎn)的整理潛力越大,反之,則整理潛力越小。采用交叉驗(yàn)證的方式確定自然資源指數(shù)、土地區(qū)位指數(shù)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)指數(shù)的訓(xùn)練網(wǎng)絡(luò)隱含層節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)均為50個(gè)。模型的隱含層傳遞函數(shù)為tansig函數(shù),輸出層傳遞函數(shù)為purelin函數(shù),訓(xùn)練函數(shù)為trainlm函數(shù),學(xué)習(xí)速率為0.1,最大迭代次數(shù)1 000。粒子群算法的參數(shù)選取:適應(yīng)度函數(shù)為Ackley函數(shù),適應(yīng)度值為函數(shù)值,粒子種群規(guī)模為30,每個(gè)粒子維度為2,粒子空間維數(shù)為2,最大迭代次數(shù)5次,粒子搜索范圍0.147,最大速度為1。訓(xùn)練批次設(shè)定為1 000次,其他參數(shù)均采用系統(tǒng)默認(rèn)值。

3)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練。模型學(xué)習(xí)效果的衡量標(biāo)準(zhǔn)是均方誤差最小。結(jié)果表明,網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行分別經(jīng)過11次、9次、9次迭代,在第5次、第3次、第3次時(shí)訓(xùn)練性能達(dá)到最佳(圖3),得到自然資源、土地區(qū)位、社會(huì)經(jīng)濟(jì)的評(píng)價(jià)結(jié)果。

圖3 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練曲線Fig.3 BP neural network training curve

2.3 層次聚類法

在進(jìn)行農(nóng)村居民點(diǎn)整理分區(qū)時(shí),需要綜合考慮各影響因素。而層次聚類分析的實(shí)質(zhì)是建立一種分類方法,根據(jù)個(gè)案或變量之間的親疏程度,將最相似的對(duì)象聚集在一起[34],是定量研究地理分區(qū)的重要方法。借助SPSS 20.0,運(yùn)用層次聚類法對(duì)農(nóng)村居民點(diǎn)進(jìn)行整理分區(qū)。對(duì)層次聚類分析的多種方法進(jìn)行對(duì)比分析,選擇歐氏距離對(duì)山陽縣各村之間的相似性進(jìn)行計(jì)算,并采用組間平均法進(jìn)行聚類[35],這樣得到的結(jié)果與實(shí)際發(fā)展情況更為相符。其相似性計(jì)算公式如下[36]:

(2)

3 結(jié)果分析

3.1 農(nóng)村居民點(diǎn)整理潛力指數(shù)

將已有的山陽縣238個(gè)村的數(shù)據(jù)輸入到訓(xùn)練好的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型中模擬預(yù)測(cè)自然資源指數(shù)、土地區(qū)位指數(shù)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)指數(shù),再利用公式(1)計(jì)算居民點(diǎn)整理潛力指數(shù)。通過ArcGIS 10.2對(duì)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行空間可視化操作,得到居民點(diǎn)整理潛力指數(shù)及其三個(gè)分維度值的空間格局(圖4)。

圖4 山陽縣農(nóng)村居民點(diǎn)整理潛力指數(shù)及其單維度指數(shù)空間分布圖Fig.4 Spatial distribution of rural residential consolidation potential index and its single dimension index in Shanyang

自然資源指數(shù)的高值區(qū)集中在北部的小河口鎮(zhèn)、十里鋪街道、兩嶺鎮(zhèn),以及西南部的楊地鎮(zhèn)、南部的法官鎮(zhèn)、東部的王閻鎮(zhèn)等。這些地區(qū)地勢(shì)相對(duì)平坦、地形起伏變化平緩,地質(zhì)災(zāi)害不易發(fā)生。土地區(qū)位指數(shù)的高值區(qū)主要包括中部的高壩店鎮(zhèn)、南部的楊地鎮(zhèn)等,人均居民點(diǎn)用地面積大、路網(wǎng)密集交通便利且距離縣中心較近。社會(huì)經(jīng)濟(jì)指數(shù)的高值區(qū)分布在中南部的板巖鎮(zhèn)、南寬坪鎮(zhèn)、天柱山鎮(zhèn)、漫川關(guān)鎮(zhèn)等,這些鎮(zhèn)區(qū)在社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展方面具有較大優(yōu)勢(shì)。

基于三個(gè)維度,計(jì)算山陽縣農(nóng)村居民點(diǎn)整理潛力指數(shù)。潛力指數(shù)的最大分值為57.29,最小分值為8.80,平均分值為31.95。整理潛力指數(shù)超過平均分值的村莊數(shù)為122個(gè),占總數(shù)的51.26%;小于平均分值的有116個(gè),占總數(shù)的48.74%。通過ArcGIS中Nature breaks分級(jí)方法,將農(nóng)村居民點(diǎn)整理潛力分成5個(gè)等級(jí),分別介于8.80～20.55,20.56～28.06,28.07～3.56,34.57～42.04,42.05～57.29。

3.2 農(nóng)村居民點(diǎn)整理分區(qū)與整理策略

將自然資源指數(shù)、土地區(qū)位指數(shù)、社會(huì)經(jīng)濟(jì)指數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化值進(jìn)行層次聚類分析,經(jīng)過相似性計(jì)算,將具有相同特征的區(qū)域劃分到同一整理分區(qū)內(nèi),便于整理策略的實(shí)施。在聚類結(jié)果的基礎(chǔ)上,綜合考慮村莊之間的聯(lián)系與影響,參考相關(guān)文獻(xiàn)[37-38],同時(shí)考慮山陽縣土地利用規(guī)劃以及土地整治規(guī)劃的要求,為避免某一類別的數(shù)量過多或者過少影響后期整理措施的實(shí)施,將全縣劃分為5個(gè)整理區(qū)(圖5),分別是:城鎮(zhèn)發(fā)展區(qū)、優(yōu)先整理區(qū)、重點(diǎn)整理區(qū)、適度整理區(qū)、控制調(diào)整區(qū)。

圖5 山陽縣農(nóng)村居民點(diǎn)整理分區(qū)Fig.5 Zoning of rural residential land consolidation in Sanyang

1)城鎮(zhèn)發(fā)展區(qū)。包括唐坪村、法官廟村、陸家灣村等51個(gè)行政村,主要分布在城關(guān)街道、法官鎮(zhèn)、色河鋪鎮(zhèn)等區(qū)域。居民點(diǎn)面積為1 579.85hm2,占總居民點(diǎn)面積的24.57%。該區(qū)主要位于中心城鎮(zhèn)周圍以及社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平較高的城鎮(zhèn)附近。地勢(shì)平坦、交通便利,區(qū)位優(yōu)勢(shì)明顯,受城鎮(zhèn)輻射帶動(dòng)作用較強(qiáng),居民點(diǎn)布局呈集中連片狀。山陽縣是國(guó)家精準(zhǔn)扶貧新型城鎮(zhèn)化的綜合試點(diǎn),該區(qū)的居民點(diǎn)在整理時(shí)應(yīng)以此為依托,加快推進(jìn)城鎮(zhèn)化進(jìn)程,強(qiáng)化重點(diǎn)城鎮(zhèn)輻射帶動(dòng)能力,增強(qiáng)區(qū)域發(fā)展活力,完善區(qū)域內(nèi)部各項(xiàng)基礎(chǔ)設(shè)施和公共服務(wù)建設(shè)。堅(jiān)持以城帶鄉(xiāng)、產(chǎn)城融合。在空間布局方面,盤活農(nóng)村低效建設(shè)用地,引導(dǎo)人口和產(chǎn)業(yè)向城鎮(zhèn)及中心村集聚,統(tǒng)籌土地整治規(guī)劃與鄉(xiāng)村振興規(guī)劃,提高土地利用效率,因地制宜地推行城鎮(zhèn)建設(shè)用地增加與農(nóng)村居民點(diǎn)減少相掛鉤[39]。

2)優(yōu)先整理區(qū)。包括西坪村、太陽關(guān)村、北溝寺村等49個(gè)行政村,主要分布在戶家塬鎮(zhèn)、西照川鎮(zhèn)、板巖鎮(zhèn)等區(qū)域。居民點(diǎn)面積為1 257.48hm2,占總居民點(diǎn)面積的19.56%。該區(qū)集中位于山陽縣的西部和東南部,地理環(huán)境優(yōu)越,經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)良好,對(duì)外交通便利,居民點(diǎn)多集聚分布在道路、水系周邊。具有適宜農(nóng)戶生產(chǎn)生活的基礎(chǔ)設(shè)施。依據(jù)山陽縣城鎮(zhèn)體系規(guī)劃、各鎮(zhèn)發(fā)展現(xiàn)狀以及國(guó)家特色小鎮(zhèn)選取標(biāo)準(zhǔn),該區(qū)以便捷的區(qū)位條件、宜居的地理環(huán)境、完善的設(shè)施服務(wù)等優(yōu)勢(shì),可以重點(diǎn)培育特色小鎮(zhèn)建設(shè),同時(shí)加強(qiáng)中心村建設(shè),激發(fā)內(nèi)生發(fā)展動(dòng)力。合理布局、節(jié)約用地。整合布局散亂、違規(guī)建造的居民點(diǎn),保留具有歷史韻味的古村落格局,并對(duì)古建筑進(jìn)行修復(fù),整治鎮(zhèn)容村貌,挖掘地方特色。在產(chǎn)業(yè)發(fā)展方面,強(qiáng)化產(chǎn)業(yè)體系建設(shè),加強(qiáng)與現(xiàn)代農(nóng)業(yè)、體驗(yàn)農(nóng)業(yè)、民宿經(jīng)營(yíng)和旅游觀光等鄉(xiāng)村多元業(yè)態(tài)的有機(jī)融合,促進(jìn)鄉(xiāng)村人口非農(nóng)轉(zhuǎn)移和土地利用方式轉(zhuǎn)變[40]。

3)重點(diǎn)整理區(qū)。包括安家門村、三官殿村、上坪村等83個(gè)行政村,主要分布在南寬坪鎮(zhèn)、天竺山鎮(zhèn)、兩嶺鎮(zhèn)等區(qū)域。居民點(diǎn)面積為2 241.89hm2,占總居民點(diǎn)面積的34.87%,是5個(gè)分區(qū)中居民點(diǎn)面積最大的區(qū)域。距離中心城鎮(zhèn)較近,在一定程度上能夠受到中心城鎮(zhèn)的輻射帶動(dòng)作用,有一定的經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ),配套設(shè)施較為完善。該區(qū)居民點(diǎn)的整理應(yīng)對(duì)現(xiàn)有居民點(diǎn)進(jìn)行合理規(guī)劃,適當(dāng)調(diào)整結(jié)構(gòu)布局,注重延續(xù)村落肌理,提升鄉(xiāng)村的地域生態(tài)以及文化功能。嚴(yán)格控制新建宅基地,控制村莊發(fā)展規(guī)模,解決“人口空心化”與粗放低效土地利用之間的矛盾,改善人居環(huán)境。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件較好的地區(qū),通過對(duì)居民點(diǎn)的整理,增加耕地面積,促進(jìn)農(nóng)業(yè)規(guī)?；?jīng)營(yíng),吸引資金和勞動(dòng)力,帶動(dòng)村莊經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

4)適度整理區(qū)。包括大坪村、寺北溝村、回龍寺村等13個(gè)行政村,主要分布在王閻鎮(zhèn)、銀花鎮(zhèn)、中村鎮(zhèn)等區(qū)域。居民點(diǎn)面積為899.13hm2,占總居民點(diǎn)面積的13.99%。該區(qū)大多位于城鎮(zhèn)的邊緣區(qū),經(jīng)濟(jì)發(fā)展滯后,生活條件較差,在資源配置基礎(chǔ)設(shè)施等方面都存在很大不足。因此該區(qū)的居民點(diǎn)整理采取內(nèi)部挖潛模式,本著因地制宜的原則,對(duì)各鄉(xiāng)鎮(zhèn)采取不同的措施,先易后難逐個(gè)整理。對(duì)自然條件允許的村落,可保留布局合理且建筑符合規(guī)范的居民點(diǎn)。對(duì)閑置廢棄居民點(diǎn)進(jìn)行復(fù)墾,保障農(nóng)業(yè)發(fā)展。盤活廢棄宅基地,使分散的自然村逐漸集聚,人口集中安置,更新居民住宅。合理有效的配置現(xiàn)有資源,加強(qiáng)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),逐步改善農(nóng)戶的居住生活環(huán)境,提高土地集約化利用水平。

5)控制調(diào)整區(qū)。包括白馬村、猛柱山村、青坪村等42個(gè)行政村,主要分布在楊地鎮(zhèn)、漫川關(guān)鎮(zhèn)、延坪鎮(zhèn)等區(qū)域。居民點(diǎn)面積為450.51hm2,占總居民點(diǎn)面積的7.01%。山陽縣地處陜南秦巴山區(qū),山地占總面積的82%,該區(qū)主要集中在海拔較高的山地,生態(tài)相對(duì)脆弱,屬于生態(tài)敏感性強(qiáng)、地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)區(qū)。距中心城鎮(zhèn)較遠(yuǎn),經(jīng)濟(jì)發(fā)展落后于其他區(qū)域,交通不便,基礎(chǔ)設(shè)施欠缺。受地形因素影響,居民點(diǎn)空間分布零散,斑塊面積小,且空置閑置居民點(diǎn)較多,就地大規(guī)模整理難度比較大。從可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略以及農(nóng)戶安全的角度出發(fā),對(duì)該區(qū)的居民點(diǎn)整理應(yīng)該通過“散村歸并、危房改造、扶貧搬遷、生態(tài)移民”等不同途徑[37],注重規(guī)?？刂?逐漸將居民搬遷到自然環(huán)境較好,土地區(qū)位環(huán)境較為優(yōu)越的區(qū)域。整理出的土地要復(fù)墾還林,提高森林覆蓋率,促進(jìn)生態(tài)系統(tǒng)良性循環(huán)。還可以對(duì)該區(qū)域的生態(tài)旅游資源進(jìn)行保護(hù),積極發(fā)展旅游業(yè),構(gòu)建農(nóng)村綠色生態(tài)空間。

4 結(jié)論與討論

4.1 結(jié) 論

1)鄉(xiāng)村振興是面對(duì)鄉(xiāng)村越發(fā)嚴(yán)重的“空心化”、“老弱化”而提出的重大戰(zhàn)略決策,通過對(duì)鄉(xiāng)村人口、土地、產(chǎn)業(yè)等要素進(jìn)行優(yōu)化重組,進(jìn)一步推動(dòng)鄉(xiāng)村地域經(jīng)濟(jì)社會(huì)生態(tài)的全面發(fā)展。本文以農(nóng)村居民點(diǎn)整理為切入點(diǎn),通過對(duì)農(nóng)村居民點(diǎn)布局的整理和優(yōu)化,促進(jìn)土地資源的高效集約利用,改善農(nóng)村生產(chǎn)生活條件,逐步提高農(nóng)戶生活質(zhì)量,使鄉(xiāng)村土地產(chǎn)業(yè)人口等要素相互融合,從而實(shí)現(xiàn)鄉(xiāng)村振興。

2)以地處秦巴山區(qū)的陜西山陽縣為典型案例,從自然資源、土地區(qū)位、社會(huì)經(jīng)濟(jì)三個(gè)維度出發(fā)構(gòu)建農(nóng)村居民點(diǎn)整理潛力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系,并借助粒子群優(yōu)化的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型,以行政村為評(píng)價(jià)單元,對(duì)居民點(diǎn)整理潛力進(jìn)行測(cè)算,得到各個(gè)村的整理潛力值介于8.80～57.29。并運(yùn)用ArcGIS軟件,對(duì)PSO-BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型測(cè)算的自然資源指數(shù)、土地區(qū)位指數(shù)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)指數(shù)進(jìn)行空間可視化表達(dá),整理潛力高值區(qū)大多集中在地勢(shì)平坦、地形起伏度低、靠近道路和水系、距離中心城鎮(zhèn)較近,并且經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)良好的區(qū)域。運(yùn)用PSO-BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型能更準(zhǔn)確的確定指標(biāo)權(quán)值,使測(cè)算結(jié)果更具客觀性和公正性。

3)論文采用層次聚類法,結(jié)合各行政村的發(fā)展現(xiàn)狀將研究區(qū)居民點(diǎn)劃分為城鎮(zhèn)發(fā)展區(qū)、優(yōu)先整理區(qū)、重點(diǎn)整理區(qū)、適度整理區(qū)、控制調(diào)整區(qū)。其中,城鎮(zhèn)發(fā)展區(qū)主要分布在城關(guān)街道、法官鎮(zhèn)、色河鋪鎮(zhèn)等區(qū)域,居民點(diǎn)面積為1 579.85hm2,該區(qū)受城鎮(zhèn)輻射帶動(dòng)作用較強(qiáng),因此整理過程中應(yīng)推進(jìn)城鎮(zhèn)化進(jìn)程。優(yōu)先整理區(qū)主要分布在戶家塬鎮(zhèn)、西照川鎮(zhèn)、板巖鎮(zhèn)等區(qū)域,居民點(diǎn)面積為1 257.48 hm2,該區(qū)地理環(huán)境優(yōu)越,經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)良好,在整理過程中阻力因素小,應(yīng)作為優(yōu)先整理區(qū)。重點(diǎn)整理區(qū)主要分布在南寬坪鎮(zhèn)、天竺山鎮(zhèn)、兩嶺鎮(zhèn)等區(qū)域,居民點(diǎn)面積為2 241.89 hm2,該區(qū)居民點(diǎn)面積最大,其整理成效對(duì)整村的經(jīng)濟(jì)發(fā)展起著重要推動(dòng)作用,應(yīng)將其作為重點(diǎn)整理區(qū)。適度整理區(qū)主要分布在王閻鎮(zhèn)、銀花鎮(zhèn)、中村鎮(zhèn)等區(qū)域,居民點(diǎn)面積為899.13 hm2,該區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展滯后,大多位于城鎮(zhèn)邊緣區(qū),應(yīng)因地制宜的對(duì)各個(gè)村鎮(zhèn)進(jìn)行整理,逐個(gè)改善農(nóng)戶生活環(huán)境?？刂普{(diào)整區(qū)主要分布在延坪鎮(zhèn)、楊地鎮(zhèn)、漫川關(guān)鎮(zhèn)等區(qū)域,居民點(diǎn)面積為450.51 hm2,該區(qū)處于地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā)地,在整理過程中以移民搬遷為主,并對(duì)整理出的土地復(fù)墾還林,加強(qiáng)生態(tài)資源的保護(hù)。

4.2 討 論

農(nóng)村居民點(diǎn)布局的整理和優(yōu)化是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程和社會(huì)工程,涉及自然資源、土地利用、區(qū)位分布、經(jīng)濟(jì)發(fā)展以及農(nóng)民的意愿選擇。根據(jù)不同村域類型,如特色村、中心村、空心村、貧困村等,應(yīng)以現(xiàn)實(shí)問題為導(dǎo)向,探究鄉(xiāng)村地域系統(tǒng)優(yōu)化重構(gòu)的途徑,結(jié)合鄉(xiāng)村振興制定發(fā)展戰(zhàn)略,提出整理方向。不僅要自上而下的為農(nóng)村居民點(diǎn)整理提供頂層設(shè)計(jì)、理論指導(dǎo)、政策支持,還要注重自下而上的農(nóng)戶意愿。本文注重研究影響居民點(diǎn)整理和優(yōu)化的內(nèi)在機(jī)理,對(duì)于“人”的意愿需求將在后續(xù)的研究中進(jìn)一步探討。在縣域尺度上,以村為評(píng)價(jià)單元進(jìn)行了整理分區(qū),在后續(xù)研究中,需對(duì)每個(gè)村的居民點(diǎn)斑塊進(jìn)行深層次的研究,以期能夠提出切實(shí)可行的整理路徑。