北京市域鄉(xiāng)村人居林樹冠覆蓋及其區(qū)域差異分析

李 彤,賈寶全,*,王 成,邱爾發(fā),李曉婷

1 中國林業(yè)科學(xué)研究院林業(yè)研究所,北京 100091 2 國家林業(yè)和草原局林木培育重點實驗室,北京 100091 3 國家林業(yè)和草原局城市森林研究中心,北京 100091

鄉(xiāng)村人居林是指農(nóng)村居住區(qū)及其周邊為保障鄉(xiāng)村生產(chǎn)生活安全、提高生活品質(zhì)、豐富鄉(xiāng)村文化內(nèi)涵和發(fā)展農(nóng)村經(jīng)濟而進行建設(shè)種植的林木群落[1],它對于提升居民身心健康、改善生態(tài)環(huán)境具有重要意義,同時也是農(nóng)村生態(tài)文明建設(shè)的基礎(chǔ)依托與核心要素。隨著社會主義新農(nóng)村建設(shè)的推進實施,其作為鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略的核心內(nèi)容被提升到新的高度。以英國、美國、日本、印度為代表的國外地區(qū)較早開展人居林建設(shè),已經(jīng)形成一套適合本國特色的鄉(xiāng)村人居林分類與建設(shè)體系[2]。我國鄉(xiāng)村人居林建設(shè)起步較晚,自2002年十五屆六中全會提出建設(shè)社會主義新農(nóng)村起才正式開啟了對鄉(xiāng)村綠化建設(shè)的深入思考。目前我國對鄉(xiāng)村人居林的研究主要集中在鄉(xiāng)村人居林建設(shè)內(nèi)涵、結(jié)構(gòu)特征與構(gòu)建技術(shù)研究[3]、植物組成、質(zhì)量評價方法[4- 5]、景觀風(fēng)貌研究與優(yōu)化[6]、空間格局動態(tài)變化研究[7]等方面。然而,在鄉(xiāng)村人居林建設(shè)過程中一直未能形成用于測度鄉(xiāng)村人居林現(xiàn)狀與建設(shè)成效的統(tǒng)一指標。目前對鄉(xiāng)村人居林木的量化統(tǒng)計分析大多還是以部門之間的相關(guān)指標為紐帶進行,如綠地率、林木綠化率和四旁綠化等,而在最新的《美麗鄉(xiāng)村建設(shè)指南GB/T 32000—2015》中對農(nóng)村居住區(qū)的生態(tài)資源劃分則完全照搬城市綠地建設(shè)標準,不能確切刻畫出鄉(xiāng)村人居林的特有內(nèi)涵和外延。

城市是現(xiàn)代社會最重要的人居單位,在國內(nèi)外城市發(fā)展實踐研究中,普遍采用林木樹冠覆蓋率指標進行評價研究。農(nóng)村居民點是重要的人居單元類型,在生態(tài)與發(fā)展訴求、發(fā)展理念、建設(shè)與評價模式等方面具有與城市極大的共通性,加之樹冠覆蓋的跨部門通用特征,相關(guān)科研工作將其引入鄉(xiāng)村人居林研究中[8- 9],目前已取得很好的效果。然而當前對鄉(xiāng)村人居林樹冠覆蓋開展的研究大多集中于對整體空間的分析,在不同水平空間分區(qū)及景觀格局分析方面還未見相關(guān)描述[10],對大規(guī)?？臻g內(nèi)部不同區(qū)域的鄉(xiāng)村人居林特點的討論還未見報導(dǎo)。

北京是我國城市化發(fā)展進程最為顯著的城市,同時也是生態(tài)環(huán)境問題極為突出的地區(qū),在歷經(jīng)城市化進程飛速發(fā)展之后,區(qū)域經(jīng)濟與生態(tài)的城鄉(xiāng)差異問題日趨呈現(xiàn)。如何以城代鄉(xiāng),實現(xiàn)城鄉(xiāng)生態(tài)與經(jīng)濟的一體化,成為北京市目前亟待解決的問題。城市由于關(guān)注度高,關(guān)注時間長,各種背景與發(fā)展過程脈絡(luò)清晰且相對完整,反觀鄉(xiāng)村,因為關(guān)注度小,且關(guān)注重點放在了生產(chǎn)發(fā)展與生態(tài)改善上面,因而存在著生態(tài)環(huán)境本底不清,生態(tài)建設(shè)思路不明確等諸多問題。開展北京市域鄉(xiāng)村人居林分析在國內(nèi)具有一定的典型性。加之北京市自然地理格局清晰,以山地和平原為主的區(qū)域地貌分異顯著,是開展不同空間分區(qū)單元鄉(xiāng)村人居林特征分析的極佳模板。

1 數(shù)據(jù)與方法

1.1 研究區(qū)概況

北京市地處39°28′—41°05′N,115°25′—117°30′S,南接華北大平原、西臨黃土高原、北接內(nèi)蒙古高原,由山地和平原兩大地貌單元構(gòu)成,是我國地勢二、三級階梯過渡帶,陸域面積約1.64×104km2。氣候上屬暖溫帶半濕潤大陸性季風(fēng)氣候,全年最熱月均溫26—27℃、最冷月均溫-4.7℃,降水量600—800mm。

1.2 研究方法

1.2.1數(shù)據(jù)來源處理

本研究采用北京市2017年0.5m分辨率航空遙感影像和北京市2017年1∶10萬土地利用(LUCC)圖件等基礎(chǔ)資料,基于ArcGIS 10.4平臺,以行政村為單位,在影像資料與土地利用(LUCC)疊加良好的前提下,依附于1∶10萬土地利用(LUCC)農(nóng)村建設(shè)用地范圍邊界,完成農(nóng)村居民點及其內(nèi)部林木樹冠覆蓋的目視解譯工作,并同步進行鄉(xiāng)村人居林功能類型等屬性的建立,最終形成樹冠覆蓋矢量格式數(shù)據(jù)圖層(圖1)。

圖1 北京市鄉(xiāng)村人居林解譯工作樣圖Fig.1 Interpretation map of village human habitat forest in Beijing

1.2.2村落選取

基于北京市1∶10萬2017年土地利用(LUCC)圖,根據(jù)iTree平臺下提供的隨機取樣方法,利用Arcgis隨機選取研究范圍內(nèi)行政村總量的5%,即260個行政村作為樣點(圖2)(表1),并同步完成選村居民點及其內(nèi)部鄉(xiāng)村人居林樹冠覆蓋的邊界矢量化工作。與此同時,基于各樣村的均勻性與代表性需求,筆者在選點過程中需避除已完全城市化的“村莊”,即村莊邊界1km范圍內(nèi)已無所屬農(nóng)田分布的行政村單元不再作為選村樣點。目前這一地統(tǒng)計學(xué)空間取樣方法普遍應(yīng)用于生態(tài)學(xué)研究范疇,在以城市林業(yè)為代表的相關(guān)專業(yè)領(lǐng)域研究中心收獲廣泛認可。

圖2 北京市選村樣點分布圖Fig.2 Distribution of selected villages in Beijing

表1 北京市樣點村居民點統(tǒng)計

1.2.3區(qū)域類型劃分

北京市自然地理格局清晰,整體呈現(xiàn)西北高、東南低的地勢特征(圖3),結(jié)合海拔分區(qū)矢量邊界,本研究擬定100m等高線為界,將北京市域劃定為平原區(qū)(海拔100m以內(nèi))和山區(qū)(海拔100m以上)(圖3)。依循平原區(qū)內(nèi)沿人工環(huán)路逐步外擴的城市發(fā)展模式,本文將平原區(qū)進一步劃分為中心城區(qū)、近郊區(qū)、遠郊區(qū)和延慶盆地區(qū)。參考《北京城市總體規(guī)劃(2016年—2035年)》,劃定2環(huán)以內(nèi)區(qū)域為中心城區(qū)范圍；同時考慮北京城市區(qū)域最外生態(tài)屏障(二道綠化隔離區(qū)邊界)作為近郊區(qū)范圍邊界,即2環(huán)至6環(huán)外1km邊界內(nèi)區(qū)域；6環(huán)外1km之外平原區(qū)范圍即為遠郊區(qū)和延慶盆地區(qū)域。北京市山區(qū)范圍可從海拔高度與地質(zhì)起源兩個層面展開分區(qū)。海拔高度作為山區(qū)范圍內(nèi)部最為重要的環(huán)境變量,是山區(qū)不同區(qū)域差異研究的核心指導(dǎo)內(nèi)容,通常情況下普遍應(yīng)用為地理區(qū)劃的基本依據(jù)之一。本文分別擬定300m、700m作為山區(qū)海拔邊界,將北京市山區(qū)范圍分成淺山(海拔100—300m)、低山(海拔300—700m)和深山區(qū)(海拔700m以上)；此外,北京市位于燕山太行山交界處,基于不同山脈范圍地區(qū)在運動構(gòu)造起源與地質(zhì)地貌方面的區(qū)別,本文旨在探索于山脈分布是否對研究區(qū)域鄉(xiāng)村人居林現(xiàn)狀特征及影響機制等相關(guān)結(jié)論造成影響,據(jù)此特征,將北京市山區(qū)范圍劃分為燕山區(qū)和太行山區(qū)(圖3)。

圖3 北京市分區(qū)及高程分布Fig.3 Regional distributiont and elevation distribution in Beijing

1.2.4鄉(xiāng)村人居林分類

根據(jù)北京市鄉(xiāng)村人居林主要位置分布及其種植形式特點,本文將研究范圍內(nèi)鄉(xiāng)村人居林主要劃分成庭院林、道路林、片林和孤立木4種類型。庭院林是指附屬于農(nóng)村居民點以內(nèi)的農(nóng)戶住宅及庭院周邊而種植的林木；道路林是指在農(nóng)村居民點內(nèi)道路兩旁的林帶；片林是指覆蓋在農(nóng)村居民點內(nèi)的呈片狀分布的喬灌木林；孤立木是指獨立種植在農(nóng)村居民點內(nèi)公共活動空間的林木。

1.2.5景觀斑塊分級

根據(jù)北京市域范圍內(nèi)的鄉(xiāng)村人居林斑塊特點,對斑塊規(guī)模進行合理分級。相比城市森林,鄉(xiāng)村人居林具有斑塊面積小,分布較為分散的特點。本研究借鑒賈寶全等人在進行鄉(xiāng)村人居生態(tài)林現(xiàn)狀評價與用地潛力研究中采用的均值加減標準差方法對區(qū)域內(nèi)景觀斑塊進行分級[5]。通過對比斑塊面積數(shù)值分布及均衡程度,以研究區(qū)域樹冠覆蓋斑塊面積的平均值(229.83m2)依次增加0.1、1、2、4.5倍標準差(2125.78m2)數(shù)值作為臨界點對農(nóng)村居民點內(nèi)林木樹冠覆蓋斑塊進行粒徑劃分,具體等級為：小斑塊：<500m2；中斑塊：500—2500 m2；大斑塊：2500—4500 m2；特大斑塊：4500—10000 m2；巨斑塊：≥1 0000m2。

1.2.6景觀格局分析

在Arcgis10.4軟件平臺下,通過Patch analysis模塊工具對鄉(xiāng)村人居林樹冠覆蓋斑塊進行景觀格局指數(shù)計算。由于景觀指數(shù)種類較多,且往往高度相關(guān),本文選取在景觀格局研究中較為常用的指數(shù)對研究區(qū)域范圍內(nèi)的鄉(xiāng)村人居林斑塊特點進行分析,主要包括平均形狀指數(shù)(MSI, Mean Shape Index)、邊緣密度(ED, Edge Density)、平均斑塊面積(MPS, Mean Patch Size)、香儂多樣性指數(shù)(SDI, Shannon′s Diversity Index)。平均形狀指數(shù)(MSI)用以測定景觀斑塊的復(fù)雜程度,體現(xiàn)了景觀斑塊受人為活動干擾強度；邊緣密度(ED)可指示景觀斑塊的穩(wěn)定性程度,一定程度上直接反映了斑塊與外界進行物質(zhì)、能量、物種及其他信息交換程度；平均斑塊面積(MPS)表示斑塊的規(guī)模大小水平,是用于反映景觀異質(zhì)性的關(guān)鍵指標；香儂多樣性指數(shù)(SDI)體現(xiàn)景觀中各類型斑塊分布的均衡程度和復(fù)雜程度,反映了景觀元素在結(jié)構(gòu)、功能等方面的多樣性與一致性。

2 結(jié)果與分析

2.1 總體特征及其區(qū)域差異

通過對北京市市域范圍內(nèi)樣點村人居林樹冠覆蓋進行統(tǒng)計,結(jié)果顯示,北京市域內(nèi)隨機選取的260個行政村居民點面積共計13094.89 hm2,農(nóng)村居民點內(nèi)林木樹冠覆蓋面積為2398.79hm2,區(qū)域內(nèi)鄉(xiāng)村人居林樹冠覆蓋率為18.32%。

從不同分區(qū)來看(圖4),北京市平原地區(qū)鄉(xiāng)村居民點林木樹冠覆蓋率為18.40%,山區(qū)為17.83%。平原區(qū)內(nèi)近郊區(qū)林木樹冠覆蓋率較高(21.70%),遠郊區(qū)(13.87%)和延慶盆地區(qū)(16.34%)較低。山區(qū)內(nèi)各海拔分區(qū)鄉(xiāng)村人居林樹冠覆蓋率呈現(xiàn)低山區(qū)(24.45%)明顯高于其他區(qū)域(淺山區(qū)16.55%；深山區(qū)12.41%；)的特點。在同屬山地區(qū)域內(nèi)的太行山區(qū)和燕山區(qū)兩個地貌區(qū)域中,太行山地區(qū)內(nèi)鄉(xiāng)村人居林樹冠覆蓋率(20.98%)相較于燕山區(qū)(14.11%)更高,同比不同海拔山區(qū)地帶,各區(qū)域內(nèi)太行山區(qū)區(qū)域的樹冠覆蓋現(xiàn)狀表現(xiàn)均更為突出。

圖4 北京市各分區(qū)鄉(xiāng)村人居林樹冠覆蓋Fig.4 Village human habitat forest canopy coverage in each district of Beijing

2.2 鄉(xiāng)村人居林類型特征及其區(qū)域差異

從鄉(xiāng)村人居林類型來看,庭院林,道路林,片林和孤立木樹冠覆蓋分別占區(qū)域總體樹冠覆蓋面積的9.09%、34.58%、55.90%、0.43%,以道路林和片林類型分布為主。

從不同區(qū)域內(nèi)鄉(xiāng)村人居林組成特征比較來看(圖5),平原和山區(qū)兩大地貌單元內(nèi)農(nóng)村居民點內(nèi)部均以片林為最主要構(gòu)成類型,其中片林對山區(qū)地帶鄉(xiāng)村人居林樹冠覆蓋的占比貢獻率(57.15%)高于平原區(qū)(55.75%)；而僅次于片林的道路林類型在平原區(qū)林木樹冠覆蓋的占比(35.72%)較山區(qū)為高(27.89%)。在平原區(qū)域內(nèi)部,片林比例在遠郊區(qū)和延慶盆地區(qū)域居多,道路林在近郊區(qū)更占優(yōu)勢。在山區(qū)范圍內(nèi)部,片林樹冠覆蓋類型對區(qū)域鄉(xiāng)村人居林的貢獻呈現(xiàn)深山區(qū)>低山區(qū)>淺山區(qū)的特點,貢獻值依次為64.54%、63.40%和51.15%,道路林類型分布呈現(xiàn)出淺山區(qū)(34.33%)高于低山區(qū)(19.48%)和深山區(qū)(24.60%)的趨勢；庭院林則表現(xiàn)為低山區(qū)(16.58%)略高。在燕山區(qū)和太行山區(qū)內(nèi),除極少數(shù)孤立木外,燕山區(qū)各類型鄉(xiāng)村人居林比例明顯少于太行山區(qū)。

圖5 北京市各分區(qū)鄉(xiāng)村人居林類型貢獻率統(tǒng)計Fig.5 Statistics on the contribution rate of village human habitat forest types in Beijing

2.3 斑塊等級結(jié)構(gòu)特征及其區(qū)域差異

在景觀生態(tài)學(xué)中,景觀斑塊粒徑大小是影響區(qū)域內(nèi)物質(zhì)、能量流動、物種運動和生物多樣性保護的重要參數(shù)[5]。就斑塊等級而言,整個研究區(qū)域內(nèi)鄉(xiāng)村人居林樹冠覆蓋斑塊共有104374個,斑塊數(shù)目呈現(xiàn)出隨斑塊等級增加而逐級遞減的特征。小斑塊數(shù)量在整體范圍中占絕對優(yōu)勢,共有97095個,占比高達93.03%。在不同分區(qū)之中,小斑塊的數(shù)目優(yōu)勢特點均有呈現(xiàn)。從斑塊面積分布來看,各類型斑塊面積分布相對均勻,以小、中和巨斑塊類型為主。

相較平原地區(qū),山區(qū)內(nèi)小斑塊數(shù)目(94.68%)與面積(37.87%)占比更高。平原區(qū)范圍內(nèi)呈現(xiàn)由近郊區(qū)外延至遠郊區(qū)再到延慶盆地區(qū)域,小粒徑斑塊數(shù)量與面積比重逐漸增加,大粒徑斑塊逐漸減少。在淺山區(qū)、低山區(qū)和深山區(qū)范圍中,小斑塊在深山區(qū)區(qū)域的表現(xiàn)最為突出,數(shù)量與面積占比分別高達96.91%、46.54%,而粒徑較大的極大斑塊和巨斑塊類型則多分布于淺山區(qū)和低山區(qū)區(qū)域內(nèi)。不同地質(zhì)起源分區(qū)內(nèi)斑塊等級結(jié)構(gòu)特點為：在燕山區(qū)內(nèi),除小斑塊類型在數(shù)量(96.64%)與面積(48.08%)比例高于太行山區(qū)外,其他斑塊類型分布均少于太行山區(qū)(表2)。

表2 北京市各分區(qū)鄉(xiāng)村人居林樹冠覆蓋斑塊數(shù)目及面積統(tǒng)計

2.4 景觀格局指數(shù)特征及其區(qū)域差異

景觀格局指數(shù)是將景觀空間與功能聯(lián)系起來的重要參數(shù)依據(jù),對描述鄉(xiāng)村人居林景觀格局具有重要價值[46]。在本研究中主要對區(qū)域內(nèi)的斑塊形狀復(fù)雜程度、連通性、抗干擾能力和多樣性進行分析討論。

通過對相關(guān)景觀格局指數(shù)的統(tǒng)計分析得知(圖6),平原區(qū)內(nèi)鄉(xiāng)村人居林斑塊平均形狀指數(shù)(MSI)略小于山區(qū),邊緣密度(ED)呈相反特征,二者共同體現(xiàn)出平原區(qū)斑塊更為規(guī)則,連通性更強的特點。在平原區(qū)內(nèi)部,呈現(xiàn)出沿近郊區(qū)—遠郊區(qū)—延慶盆地區(qū)域梯度平均形狀指數(shù)(MSI)遞減,邊緣密度(ED)逐漸增加的特征,可見平原區(qū)內(nèi)遠離中心城區(qū)方向的地區(qū)斑塊形狀更為復(fù)雜,景觀生態(tài)過程更為活躍,斑塊間連通性較差,平原區(qū)內(nèi)部香儂多樣性指數(shù)(SDI)呈出近郊區(qū)<延慶盆地區(qū)域<遠郊區(qū)的特點,景觀多樣性沿此梯度逐漸增加,各類型斑塊分布趨于均衡化和多樣化。在山區(qū)內(nèi)各海拔高度分區(qū)中,平均形狀指數(shù)(MSI)呈現(xiàn)由淺山區(qū)到深山區(qū)到低山區(qū)逐步減小,在邊緣指標方面,深山區(qū)斑塊邊緣密度(ED)指數(shù)值最大,其次是淺山區(qū),低山區(qū)最小,各海拔高度分區(qū)中香儂多樣性指數(shù)(SDI)沿低山區(qū)—淺山區(qū)—深山區(qū)逐漸增加,表現(xiàn)出由深山區(qū)到淺山區(qū)再到低山區(qū)內(nèi)部景觀斑塊復(fù)雜程度和均勻程度逐漸變小的趨勢；就燕山區(qū)和太行山區(qū)鄉(xiāng)村人居林而言,相較于燕山區(qū),太行山區(qū)內(nèi)斑塊平均形狀指數(shù)(MSI)較大,邊緣密度(ED)呈現(xiàn)相反的變化趨勢,但共同體現(xiàn)出相較于太行山區(qū),燕山區(qū)內(nèi)斑塊的連通性更差,受人為活動干擾更為嚴重的特點。在燕山區(qū)和太行山區(qū)中,香儂多樣性指數(shù)(SDI)呈現(xiàn)出燕山區(qū)內(nèi)部景觀斑塊多樣性大于太行山區(qū)的特征。

圖6 北京市各分區(qū)景觀格局指數(shù)統(tǒng)計Fig.6 Landscape pattern index statistics of each district in BeijingMSI：平均形狀指數(shù) Mean Shape Index；ED：邊緣密度 Edge Density；MPS：平均斑塊面積 Mean Patch Size；SDI：香儂多樣性指數(shù) Shannon′s Diversity Index

2.5 北京市鄉(xiāng)村人居林區(qū)域分布差異驅(qū)動因素

2.5.1農(nóng)村居民點規(guī)模

農(nóng)村居民點是連接地質(zhì)環(huán)境與鄉(xiāng)村人居林之間的重要紐帶與基礎(chǔ)依托。鄉(xiāng)村人居林樹冠覆蓋是依附于農(nóng)村居民點空間分布的,居民點面積本質(zhì)上局限其內(nèi)部林木種植空間大小,因而平均斑塊面積越大,分布越集中的農(nóng)村居民點內(nèi)部樹冠覆蓋度往往越高,鄉(xiāng)村人居林斑塊特征越穩(wěn)定。就北京市2017年1:10萬土地利用(LUCC)圖來看,研究區(qū)域內(nèi)農(nóng)村居民點呈現(xiàn)越靠近中心城區(qū)方向,居民點斑塊平均面積越大的特點(圖7)。平原地區(qū)由于其地理區(qū)位條件優(yōu)勢,該地區(qū)行政村多為居民點規(guī)模大且相對集中的“大型村落”,居民點斑塊平均面積較大,且沿中心城區(qū)向外逐漸減?。辉谏絽^(qū)范圍以內(nèi),山脈阻礙了居民點的分配和土地面積的完整,海拔較高的山區(qū)地帶農(nóng)業(yè)生產(chǎn)受到限制,相較于平原地區(qū)其內(nèi)部農(nóng)村居民點分布深受自然條件制約,居民點平均面積較小。兩因子間正向變化關(guān)系顯著,因而在開展鄉(xiāng)村人居林建設(shè)過程中,農(nóng)村居民點規(guī)模建設(shè)將是一個具有決定性意義的突破口。

圖7 北京市各分區(qū)農(nóng)村居民點平均面積和鄉(xiāng)村人居林樹冠覆蓋率統(tǒng)計Fig.7 Average area of rural residential areas and village human habitat forest canopy coverage in each district of Beijing

2.5.2農(nóng)村居民點集聚形式

農(nóng)村居民點集聚類型分布對鄉(xiāng)村人居林建設(shè)發(fā)展具有重要的影響意義。農(nóng)村居民點集聚形式一定程度上制約了鄉(xiāng)村人居林樹冠覆蓋的發(fā)展,趨于聚合的農(nóng)村居民點類型往往能夠為鄉(xiāng)村人居林提供更為充足的生長空間,而相對離散的居民點形式可能會在某種程度上割裂了人居林樹冠覆蓋的完整性。通過對研究區(qū)域內(nèi)農(nóng)村居民點類型(包括集聚型居民點和離散型居民點)進行統(tǒng)計,結(jié)果顯示,平原區(qū)居民點分布趨于集中,集聚型居民點占絕對優(yōu)勢,比例由近郊區(qū)向外逐漸減少(圖8)；山區(qū)內(nèi)部離散型居民點類型占比近半,高達48.62%,淺山區(qū)和深山區(qū)內(nèi)離散型居民點類型比例更達到66%和58.82%,整體居民點斑塊呈現(xiàn)出小而分散的特點。在山區(qū)研究范圍內(nèi)的太行山區(qū)和燕山區(qū)內(nèi),燕山區(qū)居民點斑塊平均面積更小,分布更為分散。

圖8 北京市農(nóng)村居民點聚合類型分布Fig.8 The aggregation type distribution of rural residential areas in Beijing

居民點特征極大程度關(guān)系到鄉(xiāng)村人居林的分布,限制到區(qū)域內(nèi)林木樹冠覆蓋的應(yīng)用,規(guī)模較大且較為集中的農(nóng)村居民點區(qū)域為大量大規(guī)模樹冠覆蓋斑塊形式提供空間,諸如公園綠地等類型。公園綠地中如公共片林等大粒徑人居林斑塊類型可有效提升區(qū)域內(nèi)景觀穩(wěn)定性,這也是在平原區(qū)范圍內(nèi)由近郊區(qū)外延到延慶盆地鄉(xiāng)村人居林樹冠覆蓋度有所減少,山區(qū)范圍內(nèi)深山區(qū)樹冠覆蓋度型對較低,燕山區(qū)較太行山區(qū)樹冠覆蓋斑塊更為“碎片化”的重要原因。

2.5.3農(nóng)村居民點建設(shè)類型

隨著經(jīng)濟建設(shè)的發(fā)展與城市化進程的影響,農(nóng)村居民點建設(shè)日漸向“城鎮(zhèn)化”方向演變,開始出現(xiàn)有別于傳統(tǒng)“平房型”村落形式的現(xiàn)代化新型村鎮(zhèn),主要體現(xiàn)為住宅的樓房化與形式的小區(qū)化。新型村落內(nèi)的鄉(xiāng)村人居林建設(shè)因為前期得到系統(tǒng)的規(guī)劃,人居林樹冠覆蓋狀況要優(yōu)于傳統(tǒng)農(nóng)村居民點。平原區(qū)內(nèi)諸多農(nóng)村地區(qū)已經(jīng)完成在村落形式方面的上述轉(zhuǎn)變,成為綠化發(fā)展更為完善、對人居林更為重視的新型村鎮(zhèn)。平原區(qū)內(nèi)新型村鎮(zhèn)占比16.64%,其中近郊區(qū)比重最高,達22.24%(圖9),這也直接促成了近郊區(qū)在鄉(xiāng)村人居林建設(shè)中的優(yōu)勢地位。作為受城市化影響僅次于中心城區(qū)的過渡地帶,生態(tài)與城市建設(shè)用地的矛盾在近郊區(qū)范圍內(nèi)異常突出,區(qū)域內(nèi)鄉(xiāng)村人居林的建設(shè)一定程度上是依托城市森林模式進行發(fā)展的,根據(jù)國家森林城市評價標準,在城市森林建設(shè)過程中設(shè)有森林覆蓋率最低指標,即南方城市森林覆蓋率最低35%,北方城市25%。然而在近郊區(qū)鄉(xiāng)村人居林建設(shè)中卻缺乏類似上述專門性的標準指標,對區(qū)域內(nèi)的人居林未有公認的準繩予以衡量,這也一定程度上有所削弱該區(qū)域內(nèi)鄉(xiāng)村林業(yè)的發(fā)展步伐。

圖9 北京市農(nóng)村居民點建設(shè)類型分布Fig.9 Construction type distribution of rural residential areas in each district of Beijing

2.5.4森林資源本底

鄉(xiāng)村人居林的建設(shè)核心在于保護與構(gòu)建以林木為主體,促進人與自然和諧共處的鄉(xiāng)村人居環(huán)境,其本質(zhì)上隸屬于鄉(xiāng)村林業(yè)發(fā)展的范疇,旨在通過鄉(xiāng)村周邊及村莊居民點內(nèi)部林業(yè)建設(shè),對村莊森林資源環(huán)境進行補充發(fā)展,以改善和恢復(fù)生態(tài)環(huán)境[4],因而森林資源本底基礎(chǔ)對人居林建設(shè)的影響至關(guān)重要。參考北京市林業(yè)與園林局2014年森林資源二類調(diào)查數(shù)據(jù),在森林資源與農(nóng)村人居林現(xiàn)狀分布特點對比分析中,各區(qū)域整體森林覆蓋率與其內(nèi)部鄉(xiāng)村人居林樹冠覆蓋度呈現(xiàn)相互背離的變化趨勢,從圖10可以明顯看出,平原區(qū)內(nèi)部森林資源最為匱乏的近郊區(qū)農(nóng)村人居林平均UTC(20.38%)反而更高,低山區(qū)作為山區(qū)范圍內(nèi)森林資源相對少的地區(qū),卻擁有最高的鄉(xiāng)村人居林樹冠覆蓋度(59.10%),森林覆蓋更為密集的燕山區(qū)內(nèi)農(nóng)村人居林平均UTC(14.11%)較太行山區(qū)更低。越是森林資源豐富的地區(qū)其內(nèi)部鄉(xiāng)村人居林樹冠覆蓋率反而越低,這種現(xiàn)象背后的原因可能是多方面的。首先,近郊區(qū)作為城鄉(xiāng)過渡區(qū),在應(yīng)對因高度發(fā)達的城鎮(zhèn)化建設(shè)所帶來的用地緊缺問題時,進行合理土地集約化整理,新型村鎮(zhèn)應(yīng)運而生,極大促進區(qū)域鄉(xiāng)村人居林建設(shè)。加之近郊區(qū)是1993年與2004年規(guī)劃建設(shè)的第一道和第二道綠化隔離帶分布范圍,其對區(qū)域可持續(xù)管理與生態(tài)建設(shè)發(fā)揮的作用不容忽視。此外,森林本底資源與鄉(xiāng)村人居林樹冠覆蓋相互脫節(jié)的現(xiàn)實特點也引發(fā)出更多思考。森林資源在一定條件下作為鄉(xiāng)村人居林建設(shè)的基礎(chǔ)來源,可大大減小人居林建設(shè)的成本,在一定程度上促進人居林建設(shè)發(fā)展。然而能夠作為人居林而發(fā)揮效益的本底森林畢竟是少數(shù),區(qū)域內(nèi)絕大多數(shù)的森林資源來自于鄉(xiāng)村人居林建設(shè)用地范圍之外,因而對鄉(xiāng)村人居林發(fā)展尚不能做出直接貢獻。與此同時,較高水平的森林本底資源反而會在某些方面限制鄉(xiāng)村人居林的發(fā)展,這是由于富含豐富森林資源的地區(qū)生態(tài)建設(shè)趨于可持續(xù)發(fā)展,因而在鄉(xiāng)村生態(tài)發(fā)展過程中未能對人居林建設(shè)投入過多的精力,且區(qū)域內(nèi)往往擁有較高質(zhì)量的人居環(huán)境,居民的生態(tài)福祉需求相對淡化,人居林建設(shè)觀念有所滯后,故而呈現(xiàn)出森林資源較為豐富的區(qū)域,鄉(xiāng)村人居林發(fā)展相對落后的態(tài)勢。

圖10 北京市各分區(qū)森林覆蓋率和鄉(xiāng)村人居林樹冠覆蓋率對比Fig.10 Comparison of forest coverage and village human habitat forest canopy coverage in different districts of Beijing

3 討論

1)鄉(xiāng)村人居林斑塊形式的集約化治理是優(yōu)化人居林建設(shè)現(xiàn)狀的有力途徑。高度發(fā)達的城市化進程是北京市目前及未來必將面臨的趨勢,隨著城鎮(zhèn)化建設(shè)的日益集中管理發(fā)展以及經(jīng)濟發(fā)展背景下不斷滋長的生態(tài)宜居需求,隨之而來的農(nóng)村聚落集約化現(xiàn)象將是人居林建設(shè)的突出特點。就北京市鄉(xiāng)村人居林類型分布現(xiàn)狀來看,區(qū)域內(nèi)整體呈現(xiàn)以小尺度斑塊為主的分散模式,其中道路林斑塊類型在數(shù)量與面積分布中均占有領(lǐng)先優(yōu)勢(圖11),加強完善農(nóng)村道路林聚合建設(shè)將是未來鄉(xiāng)村人居林建設(shè)的重中之重。趨于穩(wěn)定集中的鄉(xiāng)村人居林斑塊在維持與保護生物多樣性和生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性等方面存在不可忽視的貢獻作用,因而北京市未來人居林建設(shè)應(yīng)該以小斑塊鄉(xiāng)村人居林退化、大斑塊人居林突出應(yīng)用做為關(guān)鍵步驟。然而在對鄉(xiāng)村人居林進行集約化操作過程中,常以單株形式見存的古樹名木在鄉(xiāng)村居民點內(nèi)也多有分布,根據(jù)北京市古樹名木資源現(xiàn)狀調(diào)查數(shù)據(jù)統(tǒng)計,北京市分布于各區(qū)縣鄉(xiāng)村街道的古樹名木達3433株,占北京市古樹名木總量的8.43%[53]。古樹名木是北京悠久歷史的見證,是北京生態(tài)文明建設(shè)的重要標志。這些作為古樹名木的小斑塊人居林是不可避免地存在,因而在鄉(xiāng)村人居林優(yōu)化完善過程中,要有意識地對古樹名木斑塊類型施以保護,在兼顧各方需求的基礎(chǔ)之上對鄉(xiāng)村人居林實行最為合理的集聚處理。

圖11 北京市小斑塊鄉(xiāng)村人居林類型構(gòu)成Fig.11 Type composition of small patch of village human habitat forest in each district of Beijing

2)遠郊—淺山區(qū)域鄉(xiāng)村人居林建設(shè)是統(tǒng)籌城鄉(xiāng)一體化發(fā)展的重要突破。進入新世紀以來,中央持續(xù)鎖定“三農(nóng)”問題,將城鄉(xiāng)一體化作為國家戰(zhàn)略提出。鄉(xiāng)村人居林發(fā)展作為生態(tài)文明建設(shè)的重要組成部分,在消除城鄉(xiāng)二元結(jié)構(gòu),促進城鄉(xiāng)一體化發(fā)展過程中起至關(guān)重要的作用。遠郊—淺山地區(qū)是指北京市6環(huán)外1km至低山區(qū)邊界所涵蓋的區(qū)域范圍(圖3),是平原與山區(qū)的過渡帶,區(qū)域整體鄉(xiāng)村人居林樹冠覆蓋率為14.04%,低于北京市域整體平均水平(18.32%)。作為北京市城鄉(xiāng)梯度帶上的重點建設(shè)區(qū)域,該地區(qū)具有不同于近郊區(qū)、低山區(qū)和深山區(qū)的獨特優(yōu)勢,城鎮(zhèn)化建設(shè)帶來的用地干擾、區(qū)域自身的發(fā)展基礎(chǔ)、居民點用地特征以及部門監(jiān)管力度等多重影響致使該地區(qū)鄉(xiāng)村人居林建設(shè)機遇與挑戰(zhàn)并存。根據(jù)北京全域農(nóng)村居民點分布,遠郊—淺山區(qū)居民點密度居高(表3),這在一定程度上為鄉(xiāng)村人居林建設(shè)提供了充足而集中的空間供給。同時,為響應(yīng)加強農(nóng)村生態(tài)治理、實現(xiàn)綠色發(fā)展的建設(shè)需求,高度集中的居民點現(xiàn)狀也使得該地區(qū)內(nèi)的環(huán)境治理成為落實鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略的首要工作,區(qū)域內(nèi)鄉(xiāng)村人居林潛力開發(fā)成為北京市今后鄉(xiāng)村綠化建設(shè)的重點與難點。遠郊區(qū)作為未來城市擴展的備選用地,是人居林建設(shè)發(fā)展的重點,加之平原大造林的有利開展,因而有足夠的潛力支撐區(qū)域后期的人居林建設(shè)。然而在依托城市森林建設(shè)模式發(fā)展下的鄉(xiāng)村人居林體系尚未有具體的部門實施管控,在鄉(xiāng)村人居林建設(shè)過程中缺乏予以衡量的標準,致使人居林建設(shè)面臨無據(jù)可依的桎梏。與此同時,遠郊—淺山區(qū)區(qū)域發(fā)展深受政府重視,特別是北京市近年來對淺山區(qū)發(fā)展做出的一系列探索。作為北京市的天然生態(tài)屏障和生態(tài)敏感地區(qū),淺山區(qū)承載著接收平原發(fā)展輻射和帶動山區(qū)城鎮(zhèn)化的雙重職能。隨著經(jīng)濟發(fā)展,人口規(guī)?？焖僭鲩L,淺山區(qū)面臨強烈的開發(fā)建設(shè)需求。為解決淺山地區(qū)人為破壞嚴重,生態(tài)景觀破碎、部門管理失調(diào)的現(xiàn)狀,北京市制定了《北京市淺山區(qū)協(xié)調(diào)發(fā)展規(guī)劃(2010—2020年)》,對淺山區(qū)發(fā)展規(guī)劃作出優(yōu)化指導(dǎo),以恪守雙向吸收、優(yōu)勢互補為原則,在切實保護生態(tài)環(huán)境的前提下促進產(chǎn)業(yè)發(fā)展,將鄉(xiāng)村人居林建設(shè)從生活空間向生活與生產(chǎn)空間相結(jié)合的道路上轉(zhuǎn)變,以實現(xiàn)效益最大化。

表3 北京市各分區(qū)農(nóng)村居民點密度分析

3)本文分在析過程中借助北京市2017年高分辨率遙感影像,對市域范圍以內(nèi)以行政村為單元的鄉(xiāng)村人居林樹冠覆蓋進行區(qū)域分析,大量鄉(xiāng)村人居林樹冠覆蓋解譯數(shù)據(jù)的存在也為研究分析提供了一定的科學(xué)合理依據(jù)。但從其建設(shè)前景來看,本文對鄉(xiāng)村人居林的研究尚存在不甚完備的方面,研究過程未能對樣點村人居林現(xiàn)狀進行實地調(diào)研,對區(qū)域內(nèi)鄉(xiāng)村人居林樹種、林分結(jié)構(gòu)和生態(tài)生物學(xué)特性等方面沒有進行切實的思考,以及在結(jié)合生態(tài)文明建設(shè)和區(qū)域社會、經(jīng)濟,文化、自然狀況以及居民意愿等方面內(nèi)容上的欠缺也為鄉(xiāng)村人居林區(qū)域差異特征的分析留下了缺憾。在今后對人居林進行分析探索的過程中可立足現(xiàn)有的數(shù)據(jù)基礎(chǔ),結(jié)合土地利用質(zhì)量評價對鄉(xiāng)村人居林樹冠覆蓋潛在開發(fā)建設(shè)進行探索。

4 結(jié)論

1)從區(qū)域鄉(xiāng)村人居林樹冠覆蓋來看,平原區(qū)域內(nèi)鄉(xiāng)村人居林樹冠覆蓋率(18.40%)高于山區(qū)(17.83%)。不同分區(qū)統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示,平原區(qū)鄉(xiāng)村人居林樹冠覆蓋率集中分布在近郊區(qū),山區(qū)內(nèi)低山區(qū)樹冠覆蓋率占優(yōu)勢,太行山區(qū)樹冠覆蓋率高于燕山區(qū)。

2)就區(qū)域鄉(xiāng)村人居林類型分布而言,片林類型在各區(qū)域內(nèi)均占據(jù)主要比例,對近郊區(qū)、淺山區(qū)和燕山區(qū)貢獻率較低,道路林則主要分布于平原區(qū)域近郊區(qū),山區(qū)范圍內(nèi)的淺山區(qū)和太行山區(qū)。

3)從鄉(xiāng)村人居林斑塊等級來看,各研究區(qū)域均呈現(xiàn)出小斑塊數(shù)目分布占絕對優(yōu)勢的特點。各級斑塊在面積分布上相對均勻,平原區(qū)近郊區(qū),山區(qū)范圍內(nèi)的淺,低山區(qū)和太行山區(qū)內(nèi)小斑塊面積占比較少,巨斑塊面積占比較大。

4)景觀格局指數(shù)分析結(jié)果顯示,在各分區(qū)中的景觀斑塊復(fù)雜程度、抵抗人為干擾能力、多樣性方面均呈現(xiàn)出山區(qū)>平原區(qū),其中平原區(qū)近郊區(qū)>遠郊區(qū)>延慶盆地區(qū)域,山區(qū)內(nèi)部深山>淺山>低山區(qū)域,燕山區(qū)>太行山區(qū)。