基于GIS的麻陽縣農村居民點空間布局優化研究

譚雪蘭,段建南,包春紅,朱紅梅

(湖南農業大學資源環境學院,長沙410128)

農村居民點作為農村人地關系的表現核心,是農村人口生產和生活等綜合功能的承載體,也是土地利用的重要組成部分[1],進入20世紀以來,農村居民點問題已經成為土地利用/土地覆被變化計劃中的一個重要研究課題。長期以來,我國農村居民點用地布局缺少整體上的規劃指導與控制,特別是山區丘陵城市由于其特殊的自然地形條件,土地資源十分有限,而農村居民點數量多,規模小,分布零散,再加上農村居民點周邊多為耕地,對耕地資源減少的威脅比城鎮更大[2]。因此,本文采用GIS與景觀生態學結合的方法探討麻陽縣農村居民點用地空間布局的問題,對于指導農村居民點規劃、促進城鄉統籌發展及農村土地集約與節約利用等具有重要的意義[3]。

1 研究區域與方法

1.1 研究區概況

麻陽縣位于湖南省西部,懷化市西北部,東經109°24′43″-110°06′22″,北緯 27°32′02″-28°01′46″,總面積156 092.57 hm2。全縣地貌輪廓為南、西、北三面較高,中部較低,朝東傾斜開口,略似“簸箕”狀,從而形成南西北山地、東部丘陵和中部河谷崗地平原的地貌類型。全縣轄6鎮17鄉312村,2005年末人口為37.3萬人,其中農業人口33.01萬人,非農業人口4.29萬人[4]。

1.2 研究方法

本文以MAPGIS為研究平臺,運用景觀生態學研究數理和土地信息系統技術相結合。以2005年麻陽縣土地利用數據庫為數據基礎,提取農村居民點用地信息,應用空間分析和景觀指數分析方法來研究麻陽縣農村居民點用地布局的現狀特征。選擇斑塊個數、斑塊總面積、最大斑塊指數、平均斑塊面積、斑塊面積標準差、斑塊密度、平均斑塊形狀指數等景觀指數[5],并根據斑塊相應的空間信息和屬性信息計算景觀指數,在此基礎上歸納總結出麻陽縣農村居民點用地空間布局現狀特征。

2 麻陽縣農村居民點用地空間布局的現狀特征與問題分析

根據表1可以得出麻陽縣農村居民點用地空間布局的現狀特征及問題如下：

表1 2005年麻陽縣農村居民點布局景觀指數分析

2.1 農村居民點用地規模與密度地域差異明顯

麻陽縣境內農村居民點斑塊總數達3 783塊,且各個鄉鎮間分布的斑塊數量極其懸殊。最大的鄉鎮斑塊個數達383個,最小的僅有88個。隨著各鄉鎮之間分布斑塊數量的差異,導致鄉鎮之間斑塊總面積的差異也很明顯。從斑塊總面積和斑塊所占景觀面積的比例來看,綠溪口鄉農村居民點用地面積較大,占全縣農村居民點總面積6.41%,蘭村鄉農村居民點用地面積最小,僅占3.14%。全縣的平均斑塊面積為0.83 hm2,總體看來,舒家村鄉、蘭村鄉、郭公坪鄉、長潭鄉、蘭里鎮、板栗樹鄉、隆家堡鄉、谷達坡鄉、呂家坪鎮、黃桑鄉、巖門鎮、石羊哨鄉、和平溪鄉、綠溪口鄉平均斑塊面積依次增大,其他鄉鎮農村居民點斑塊的平均規模都未能達到全縣平均規模。從最大斑塊指數來看,堯市鄉、長潭鄉、石羊哨鄉、拖沖鄉、蘭村鄉、板栗樹鄉、谷達坡鄉、隆家堡鄉、譚家寨鄉、蘭里鎮、和平溪鄉、綠溪口鄉、江口墟鎮、郭公坪鄉、高村鎮、大橋江鄉、巖門鎮、黃桑鄉、錦和鎮、栗坪鄉、舒家村鄉、呂家坪鎮、文昌閣鄉其最大斑塊指數依次減少。從農村居民點用地密度指數來看,全縣農村居民點用地密度為1.2個/hm2。各鄉鎮分布不均,其中江口墟鎮、大橋江鄉、高村鎮、拖沖鄉、錦和鎮、文昌閣鄉、堯市鄉、譚家寨鄉、栗坪鄉均高于全縣平均水平,分別為2.15,1.92,1.86,1.59,1.57,1.44,1.32,1.28,1.20個/hm2。

2.2 農村居民點用地斑塊形狀不規則,地域差異小

從農村居民點用地斑塊的形狀來看,平均斑塊形狀指數反映出農村居民點矢量斑塊的復雜程度,形狀指數越大,說明農村居民點形狀越不規則,邊界的曲折度就越大。全縣各鄉鎮平均斑塊指數均大于1,其中平均斑塊指數最高的是蘭村鄉1.36,最低的是栗坪鄉1.11,全縣的平均斑塊指數是1.22;說明全縣農村居民點較規則,有利于農村居民點用地集約化程度的提高,為挖掘土地利用潛力提供了條件,更需要科學的規劃來指導布局[5]。

2.3 農村居民點用地布局對耕地、交通網絡依存度高

運用MAPGIS軟件圖層分離功能將耕地、交通網絡和農村居民點用地圖斑面狀要素單獨提取出來進行分析(圖1)。結果發現在耕地集中,地形以平原為主的中部地區鄉鎮的農村居民點用地比重較大,其中高村鎮、巖門鎮、綠溪口鄉、錦和鎮、文昌閣鄉、托沖鄉表現最為突出。而在西北山區和東側的丘陵地區的耕地較少的鄉鎮農村居民點用地比重也較小,其中石羊哨鄉、板栗樹鄉、谷達坡鄉、和平溪鄉、蘭村鄉表現最為明顯,充分體現了以農業為主業的區域經濟,農村居民點對耕地依存度高的特點。

并在MAPGIS中對現狀道路圖層以間隔100 m為緩沖半徑做緩沖分析,按照小于100 m、100～300 m、300～500 m和大于500 m等4個級別進行再分類,然后將圖層結果與農村居民點用地分布圖進行區對區判別分析,得出農村居民點用地分布與交通網絡布局的關系,以反映麻陽縣農村居民點用地的交通狀況。不同距離范圍內的農村居民點用地面積統計結果見表2。

從統計結果可以看出,絕大部分農村居民點用地距離交通線路較近,便于對外交流,距離公路300 m以內的居民點面積占了全縣農村居民點用地總面積的76.7%,而距離道路300～500 m以內的農村居民點用地面積比重只有8.57%。由于麻陽縣山地丘陵面積大,地域交通條件差,大于500 m以外的區域農村居民點用地面積占14.73%,有很大的整理和開發空間[7]。

表2 麻陽縣道路緩沖半徑內的農村居民點用地面積統計

圖1 麻陽縣農村居民點用地與耕地、交通網絡布局分布圖

3 麻陽縣農村居民點用地空間布局優化

3.1 麻陽縣行政鄉、鎮的布局優化分類

依據麻陽縣農村居民點的經濟發展狀況、人口規模、區位、地理資源環境、發展潛力和政策要求,把麻陽縣各行政鄉鎮的布局優化分為3類：(1)行政區內發展飽和、人地矛盾尖銳或因行政、環境等原因而需保留其農村居民點特色的鄉鎮,需要在現狀基礎上進行農村居民點整理,控制發展規模,為控制性鄉鎮;(2)行政區內擁有較好的交通、區位、地理資源環境,并具有一定的基礎設施條件和發展規模的鄉鎮,需要農村居民點聚集發展,進一步完善基礎設施,形成一定的地域中心,為發展性鄉鎮;(3)行政區內由于發展條件或自然地理環境受到限制,交通落后、基礎設施缺乏,行政區內農村居民點規模過小、零散的鄉鎮,需逐步將離散的農村居民點用地萎縮并入相鄰離散度較低的農村居民點用地中,為拆并性鄉鎮。此外,對行政區具有歷史文化保護價值的古村落的鄉鎮,即便符合以上3種分類要求,也只能通過適當的內部優化,予以更好的保護,而不能大拆大建,改變其原有的風貌。

景觀指數斑塊總面積反映農村居民點用地規模,斑塊密度反映農村居民點用地的空間布局。在對各行政鄉鎮進行布局優化時,這兩個指數有重要的控制意義。通過分析麻陽縣各行政鄉鎮農村居民點用地分布情況(表1),并結合麻陽縣的城市規劃、自然地理、城鎮擴張、交通、環境等因素。按照上述分類,提出布局優化的對策和建議。

3.2 麻陽縣農村居民點用地布局優化分析

不同區域土地資源條件,社會經濟條件,地類結構、產業結構等方面都存在著差異。因此,在農村居民點用地空間布局中應從實際出發,因地制宜,分別制定各個區域的布局優化方向,從微觀上對農村居民點用地進行控制[8]。根據麻陽縣社會經濟發展水平、人口、城鎮化水平和其他因素的影響,麻陽縣可以形成3個不同等級的農村居民點合理布局點。

(1)優先發展兩個核心點,即高村鎮中心城區,與次中心城鎮錦和鎮。中心城鎮區位優越,交通發達,經濟發展勢頭良好,但人口密集,農村居民點用地景觀指數斑塊總面積和斑塊密度都很大,人地關系矛盾尖銳。因而在以后的發展中,應該抓住“兩型社會建設”的契機,在充分發揮自身的區位優勢的基礎上,合理規劃、改善環境,起到全縣社會經濟發展的門戶和環境保護示范性作用,帶動其他區域科學發展。一方面,引進資金、技術、人才要引導和發揮區域資源優勢,促進工業、加工業和服務業的發展;另一方面,要注重環境保護,通過科學規劃,改善人居環境,合理推進城市化進程[9]。

(2)在兩個核心地區的主要經濟增長中心合理擴展、布局建設用地,形成區域次增長極,即：巖門鎮、綠溪口鄉、蘭里鎮、栗坪鄉和長潭鄉、文昌閣鄉、堯市鄉、托沖鄉、江口墟鎮,其景觀指數斑塊總面積和斑塊密度都比較大。這些鄉鎮是農村居民人口密集地,交通條件較好,基礎設施比較完善,可作為中心城鎮向全縣進行經濟輻射的中轉站[10],要提高農村居民聚集程度,引導其成為區域的主要經濟增長點。

(3)在區域次級增長區合理布局建設用地,形成小的地區增長點,即：大橋江鄉、譚家寨鄉、舒家村鄉、蘭村鄉、郭公坪鄉、板栗樹鄉、隆家堡鄉、谷達坡鄉、呂家坪鎮、黃桑鄉、石羊哨鄉、和平溪鄉。這些鄉鎮區位優勢和交通條件相對一般,基礎設施水平相對較低,農村居民點用地斑塊密度比較低,居民點整合難度大可以考慮以更好的促進城鄉建設用地的統籌發展,拆并區域內零散居民點,逐步提高農村居民點用地的集約化程度。

農村居民點用地的合理布局主要采取對現有居民點用地進行空間整合,在充分考慮交通用地布局、人口、農村居民收入水平、地形等因素影響的同時,結合農村居民點布局整理難易程度,按照空間整合和優化分類對農村居民點用地實行分類。

3.3 麻陽縣農村居民點用地布局優化方案

農村居民點用地空間布局優化方案的建立是一項涉及面廣、影響較大的工作,要根據當地區域經濟發展水平、自然地理條件以及風俗習慣的差異,因地制宜的統一規劃[11]。在前文對麻陽縣農村居民點用地空間布局現狀分析的基礎上[12]。借鑒國內外農村居民點用地布局的成功經驗,基于適應麻陽縣社會經濟發展的需要：有利于農民的生產和生活;有利于實現農村居民點用地的節約集約利用;有利于城鄉建設用地統籌安排的優化原則。對全縣行政鄉鎮進行布局優化后,形成由2個控制性鄉鎮,9個鄉鎮組成的發展性腹地,以及由12個鄉鎮組成的逐步歸并整合區(表3、圖2)。

表3 麻陽縣農村居民點用地布局優化一覽表

圖2 麻陽縣農村居民點用地布局優化圖

4 結論

本文利用GIS空間分析技術與景觀生態學相結合的方法,對麻陽縣農村居民點空間布局的特征進行研究。

(1)MAPGIS空間分析與景觀指數分析相結合的方法能較好地刻畫和揭露農村居民點用地布局現狀特征,是指導農村居民點用地合理布局的可行方法。使用GIS軟件,以土地利用數據庫為基礎提取農村居民點用地信息,通過一些景觀指數的測算,可以得到關于村莊布局方面的定量支撐數據,使用景觀指數可以有效地從空間角度分析農村居民點的空間分布狀況,彌補了農村居民點用地研究在微觀領域的不足,加深了對農村居民點用地布局現狀特征的了解,為村莊規劃和整理工作提供更好的服務與支持。

(2)通過分析,發現麻陽縣各鄉鎮農村居民點用地規模與密度差異明顯,同時,農村居民點用地斑塊形狀不規則但地域差異小,在空間布局上存在著對耕地及道路依存度高的特征。

(3)在麻陽縣農村居民點用地布局現狀定量與定性研究的基礎上,利用GIS的空間分析功能,確定麻陽縣農村居民點優化布局方案：控制性鄉鎮2個,發展性鄉鎮9個,拆并性鄉鎮12個,形成宏觀的“兩核四軸”放射布局體系。

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