基于空間功能值的礦糧復(fù)合區(qū)三生空間重構(gòu)

楊 俊，郭麗蘭，李 爭

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基于空間功能值的礦糧復(fù)合區(qū)三生空間重構(gòu)

楊 俊1,3，郭麗蘭1，李 爭2,3

（1. 東華理工大學(xué)測繪工程學(xué)院，南昌 330013； 2. 東華理工大學(xué)經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院，南昌 330013；3. 東華理工大學(xué)地質(zhì)資源經(jīng)濟(jì)與管理研究中心，南昌 330013）

在分析礦區(qū)對“三生空間”分布影響基礎(chǔ)上，重構(gòu)三生空間，實(shí)現(xiàn)空間優(yōu)化和協(xié)調(diào)發(fā)展。該文以江西省上饒市弋陽縣旭光鄉(xiāng)礦糧復(fù)合區(qū)為研究區(qū)域，借助每個村莊斑塊所表現(xiàn)出的住戶數(shù)量來表示生活空間功能值，采用地區(qū)修正后的單位面積價值當(dāng)量法測算得到生態(tài)和生產(chǎn)空間功能值，并基于AVC（吸引力、生命力和承載力）理論調(diào)整“三生空間”布局。結(jié)果表明：礦區(qū)對生產(chǎn)-生活-生態(tài)空間具有一定的負(fù)面影響，表現(xiàn)為“三生空間”功能值與礦區(qū)距離成反比；生產(chǎn)-生活-生態(tài)空間無序鑲嵌分布，具有少數(shù)集中、大多數(shù)分散的特點(diǎn)；經(jīng)過空間重構(gòu)，提高了三生空間功能值，空間格局由無序向規(guī)整轉(zhuǎn)變。通過以AVC理論和空間功能值為空間重構(gòu)理論依據(jù)重構(gòu)后，生態(tài)空間功能值由23 587.22萬元增加到24 307.13萬元，生產(chǎn)-生活-生態(tài)空間有序鑲嵌、多數(shù)集中、少數(shù)零星分布。

土地利用；空間優(yōu)化；三生空間；礦糧復(fù)合區(qū)；空間重構(gòu)；AVC理論

0 引 言

礦區(qū)是指中國國有大、中型礦山企業(yè)所在地區(qū)，包括生產(chǎn)作業(yè)區(qū)、職工及其家屬和當(dāng)?shù)剞r(nóng)民的生活區(qū)[1-2]。礦糧復(fù)合區(qū)是指糧食主產(chǎn)區(qū)和礦產(chǎn)資源主產(chǎn)區(qū)的復(fù)合區(qū)域，不僅要保證進(jìn)行正常的礦產(chǎn)資源開采活動，還要保證糧食生產(chǎn)的產(chǎn)量及質(zhì)量[3-4]。即礦糧復(fù)合區(qū)是一個集礦產(chǎn)生產(chǎn)、糧食生產(chǎn)以及居民生活于一體的、復(fù)雜的、多功能的區(qū)域。與非礦糧復(fù)合區(qū)的其他農(nóng)村區(qū)域相比，礦糧復(fù)合區(qū)的土地用途更為多樣性，也具有較為復(fù)雜的土地利用結(jié)構(gòu)，并且受區(qū)域內(nèi)各類因素的綜合影響，其中包括當(dāng)?shù)刈匀簧鐣?jīng)濟(jì)條件，以及礦產(chǎn)資源開采產(chǎn)生的廢氣、廢水和廢渣等污染物直接或間接地污染土壤、動植物和水資源，造成生產(chǎn)空間、生活空間以及生態(tài)空間交叉分布，相互制約。

“三生”空間特征和重構(gòu)影響因素不同區(qū)域間存在差異，使得重構(gòu)模式及其運(yùn)用的方法和理論存在差異。在重構(gòu)模式方面，如發(fā)達(dá)地區(qū)以及城鄉(xiāng)交錯區(qū)域，更注重空間尺度上城鄉(xiāng)資源分配，出現(xiàn)城鎮(zhèn)化引領(lǐng)型、內(nèi)部改造型等模式[5-6]。在丘陵和長三角水網(wǎng)地區(qū)，則注重地形地貌因素，出現(xiàn)過渡式、臨水條帶等模式[7-9]。在少數(shù)民族聚集區(qū)，更注重當(dāng)?shù)鼐用褚庠福⒁獍徇w等重構(gòu)模式的實(shí)施[10]。在采礦復(fù)墾區(qū)，土地受到污染、挖損以及塌陷等破壞，因而區(qū)域內(nèi)三生空間重構(gòu)有別與一般的空間重構(gòu)[11]。Edna等研究發(fā)現(xiàn)在礦產(chǎn)資源開采區(qū)，如金礦、銅礦等礦產(chǎn)資源開采產(chǎn)生的污染物經(jīng)風(fēng)化、分解、降雨和人類活動等作用，使得土壤、動植物、河流受到鉛、銅、鎘等重金屬污染，并通過遷移累積作用致使當(dāng)?shù)鼐用窕忌细黝惣膊12-16]。并且Sung等在對廢棄金礦周邊耕地污染分布情況的研究發(fā)現(xiàn)，受到風(fēng)、降雨等氣候因素影響，耕地污染程度隨著與廢棄礦山距離的增加而顯著降低[17-19]。Cao等對山西省某礦糧復(fù)合區(qū)居民點(diǎn)分布研究發(fā)現(xiàn)，居民點(diǎn)的空間分布則具有距離礦山越近居民點(diǎn)規(guī)模越小，集中分布于距離礦山約6～8 km范圍內(nèi)的特點(diǎn)[20]。礦糧復(fù)合區(qū)在空間重構(gòu)中需要同時保障糧食生產(chǎn)和礦產(chǎn)生產(chǎn)功能，而當(dāng)?shù)鼐用袷潜ＷC實(shí)現(xiàn)這2種生產(chǎn)活動的主體。因此，礦糧復(fù)合區(qū)的重構(gòu)模式應(yīng)以當(dāng)?shù)鼐用駷楹诵模紤]居住區(qū)域?qū)用袷欠窬哂泄卜?wù)設(shè)施完備及交通便利等方面的吸引力、是否具有社會經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展的生命力、以及是否具有較高水平的生態(tài)環(huán)境承載力[21-22]。在重構(gòu)方法運(yùn)用方面，如在非丘陵區(qū)，運(yùn)用核密度估計(jì)和空間熱點(diǎn)探測法確定村鎮(zhèn)中心聚落點(diǎn)和有效覆蓋半徑，通過有效覆蓋半徑和居民點(diǎn)的疊置分析確定空間重構(gòu)方案[23]。而在丘陵區(qū)，則通過分析各個“共生斑塊”之間的關(guān)系、三生空間沖突和協(xié)調(diào)度的程度如何確定空間調(diào)整優(yōu)化途徑[24-25]。在采礦復(fù)墾區(qū)，選取地形起伏度、坡度、坡向和高程等布局因子，通過空間疊加分析得到三生空間適宜區(qū)域，實(shí)現(xiàn)空間布局合理化[11]。分析已有文獻(xiàn)可以發(fā)現(xiàn)，對農(nóng)村空間優(yōu)化時更多是從居民點(diǎn)空間結(jié)構(gòu)調(diào)整為立足點(diǎn)，以生活質(zhì)量理論[26]、生態(tài)位適宜度理念[27]、功能分區(qū)[28]、壓力論[29]和空間單元[30]等為依據(jù)，實(shí)現(xiàn)空間結(jié)構(gòu)優(yōu)化升級。

本文以江西省弋陽縣旭光鄉(xiāng)礦糧復(fù)合區(qū)為研究區(qū)，借助每個村莊斑塊所表現(xiàn)出的住戶數(shù)量來表示生活空間功能值，采用地區(qū)修正后的單位面積價值當(dāng)量法測算得到生態(tài)和生產(chǎn)空間功能值[31-34]，并基于AVC（吸引力、生命力和承載力）[35]理論調(diào)整“三生空間”布局。以期調(diào)整優(yōu)化當(dāng)前不合理的空間結(jié)構(gòu)，更好的指導(dǎo)當(dāng)?shù)鼐用裆a(chǎn)和生活等活動，實(shí)現(xiàn)社會、經(jīng)濟(jì)和生態(tài)綜合協(xié)調(diào)發(fā)展。

1 研究區(qū)域概況

旭光鄉(xiāng)位于江西省上饒市弋陽縣（117°43′E，28°28′N），東鄰鉛山，西南毗鄰貴溪；地域分散，分6片呈插花型分布在疊山、圭峰、南巖等鄉(xiāng)鎮(zhèn)境內(nèi)。轄區(qū)面積57 km2，2016年總?cè)丝? 835。地形以丘陵為主，地勢南高、北低，屬中亞熱帶濕潤氣候，降水季節(jié)分配不勻、變率大，春夏降雨多、秋冬降雨少，年平均降雨量超過1 000 mm。夏季多受南風(fēng)影響，秋冬季多受西北風(fēng)影響。旭光鄉(xiāng)擁有金、銅、鐵、鉛、鋅等礦產(chǎn)資源，其中銅礦儲量為弋陽縣之最，并且森林覆蓋率也居于全縣首位。礦產(chǎn)開采歷史悠久，主要開采方式是露天開采，開采過程中產(chǎn)生大量的粉塵，降低了空氣質(zhì)量，影響了植物的生長；礦區(qū)周邊的植物遭到破壞，地表裸露，山體光禿；礦區(qū)周邊的農(nóng)田和菜地受到污染，導(dǎo)致作物、蔬菜生長緩慢，水稻產(chǎn)量減產(chǎn)，部分地區(qū)甚至出現(xiàn)黑色稻谷；以及河流等水資源受到污染，影響當(dāng)?shù)鼐用裆钣盟▓D1）。

圖1 研究區(qū)域位置示意圖

2 研究方法與數(shù)據(jù)處理

2.1 研究方法

2.1.1 研究框架

本文以旭光鄉(xiāng)金礦礦糧復(fù)合區(qū)為研究區(qū)域，首先根據(jù)研究區(qū)域所處的地形地貌、污染物及常年風(fēng)向等因素確定區(qū)域邊界，分析土地利用類型及“三生空間”。其次，劃分“三生空間”小斑塊并提取每個斑塊的面積和與礦區(qū)的距離，運(yùn)用時空修正后的單位面積價值當(dāng)量法和住戶分別測算生產(chǎn)、生態(tài)和生活空間功能值，并分析“三生空間”功能值的空間分布特點(diǎn)及其可視化。再其次，將整個研究區(qū)域依據(jù)河流、道路、山的阻隔及不破壞小斑塊等因素劃分為若干個不同的區(qū)域，并根據(jù)AVC理論中吸引力、生命力和承載力（簡稱“三力”）與生活空間、生產(chǎn)空間和生態(tài)空間存有的聯(lián)系關(guān)系及對人類行為的影響，分析該若干個區(qū)域的“三力”值和空間功能值的特點(diǎn)；以人為核心，進(jìn)行空間重構(gòu)，優(yōu)化空間布局，具體研究框架見圖2。

圖2 研究框架

2.1.2 “三生空間”分類體系構(gòu)建

生產(chǎn)空間指具有提供工業(yè)品、農(nóng)產(chǎn)品和服務(wù)產(chǎn)品功能的空間區(qū)域，是當(dāng)?shù)剞r(nóng)民進(jìn)行生產(chǎn)活動、獲取生活經(jīng)濟(jì)資料來源的重要資源載體[36]。本文根據(jù)研究區(qū)域所處礦糧復(fù)合區(qū)的特點(diǎn)，將其生產(chǎn)空間界定為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)區(qū)域以及工礦建設(shè)區(qū)域，即耕地、采礦用地和農(nóng)村道路。生活空間指具備提供人類居住、消費(fèi)、休閑和娛樂等主導(dǎo)功能，起著承載和保障人居作用的區(qū)域[37]。本文根據(jù)研究區(qū)域?qū)儆诘V糧復(fù)合區(qū)，將其生活空間界定為農(nóng)村居民點(diǎn)，即各個村莊。生態(tài)空間指具有能夠?yàn)槿祟愄峁┥鷳B(tài)產(chǎn)品以及調(diào)節(jié)、維持和保障區(qū)域生態(tài)安全功能的區(qū)域[36]。由于耕地不僅為農(nóng)民進(jìn)行農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動等提供空間場所，同時作物也具有調(diào)節(jié)氣候、凈化環(huán)境等生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價值。因此本文結(jié)合研究區(qū)域?qū)嶋H情況以及概念，將生態(tài)空間界定為耕地、林地和坑塘水面。

2.1.3 “三生空間”重構(gòu)理論體系構(gòu)建

由于礦糧復(fù)合區(qū)既有礦產(chǎn)資源開采活動，也有糧食生產(chǎn)以及當(dāng)?shù)鼐用裆罨顒樱渲腥祟悓^(qū)域內(nèi)生活空間、生產(chǎn)空間和生態(tài)空間分布起著主要作用。因此，本文在對礦糧復(fù)合區(qū)生活—生產(chǎn)—生態(tài)空間重新布局時，以人為核心，從人的生活、生產(chǎn)活動出發(fā)，以AVC理論（吸引力、生命力和承載力）為依據(jù)[35]，構(gòu)建基于人居環(huán)境和三生空間功能綜合值的空間重構(gòu)理論體系[11]（圖3）。

圖3 “三生空間”重構(gòu)理論體系

生產(chǎn)是實(shí)現(xiàn)生活目的的基礎(chǔ)，而生態(tài)是有序進(jìn)行生活和生產(chǎn)活動的重要保障。吸引力反映了居民點(diǎn)的對外聯(lián)系，居民點(diǎn)對外聯(lián)系越緊密，其生活方式和生活水平越容易受到外界環(huán)境影響，因此本文用生活空間功能值表示。生命力對應(yīng)于區(qū)域經(jīng)濟(jì)，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)是農(nóng)村經(jīng)濟(jì)的主要來源，其規(guī)模大小和水平高低直接決定了農(nóng)村經(jīng)濟(jì)水平，本文將農(nóng)業(yè)生產(chǎn)限定為耕地生產(chǎn)活動，因此用耕地的經(jīng)濟(jì)功能值表示。承載力對應(yīng)于生態(tài)環(huán)境，生態(tài)環(huán)境的質(zhì)量決定了居民點(diǎn)承載力水平，因此本文用生態(tài)空間功能值表示。因此，吸引力值、承載力值和生命力值高低反映了區(qū)域的生活空間、生態(tài)空間以及生產(chǎn)空間適宜度。

2.1.4 “三生空間”空間功能值計(jì)算及標(biāo)準(zhǔn)化

本文在生產(chǎn)空間及生態(tài)空間功能值測算中，借鑒謝高地[31]、王萬茂[32]等的測算方法，從時間和空間修正得到旭光鄉(xiāng)耕地生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)功能值和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能值，以及林地的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能值。在生活空間功能值測算中，鑒于生活空間主要是為居住的農(nóng)戶提供生活、娛樂等功能，房子是生活空間的實(shí)際載體，在一定程度上可以通過所居住的戶數(shù)得以反映，因此借助每個村莊斑塊所表現(xiàn)出的住戶數(shù)量來表示生活空間功能值[11,36-37]。耕地的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能值、經(jīng)濟(jì)功能值以及林地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能值具體計(jì)算及“三生空間”功能值標(biāo)準(zhǔn)化公式如下

式（1）中λ為第塊耕地的地區(qū)修正系數(shù)，Q為第塊耕地2016年單位面積的糧食產(chǎn)量，kg/hm2；0為2016年全國耕地單位面積的糧食產(chǎn)量，kg/hm2。

式（2）中P為第塊耕地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能值，萬元；0為2007年耕地單位面積生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能值，元/hm2；c為被評價地區(qū)耕地生態(tài)系統(tǒng)的潛在經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量，t/hm2；c為全國一級耕地生態(tài)系統(tǒng)單位面積平均潛在經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量，t/hm2；S為第塊耕地的面積，hm2；為還原率[38]。

式（3）中E為第塊耕地經(jīng)濟(jì)功能值，萬元；F為第塊耕地面積，hm2；X為第塊單位面積耕地的糧食產(chǎn)量，kg/hm2；為當(dāng)年復(fù)種指數(shù)；為當(dāng)年糧食價格，元/kg。

式中W為第塊林地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能值，萬元；為地區(qū)修正系數(shù)，其值為研究區(qū)域2016年每公頃產(chǎn)量與全國每公頃產(chǎn)量的比值；0為2007年林地單位面積生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能值，元/hm2；f為林地生態(tài)系統(tǒng)單位面積生物量，g/m2；f為國家一級森林生態(tài)系統(tǒng)單位面積平均生物量，g/m2；s為第塊林地的面積，hm2，為還原率。

2.2 數(shù)據(jù)來源與處理

從天地地圖下載軟件中下載2017年旭光鄉(xiāng)衛(wèi)星影像，按照《土地利用現(xiàn)狀分類》（GBT 21010-2017）和便于分析礦區(qū)對生活、生產(chǎn)和生態(tài)空間影響原則進(jìn)行土地利用類型分類，得到土地利用現(xiàn)狀圖（圖4）。根據(jù)土地利用現(xiàn)狀圖及“三生空間”分類體系，分類匯總得到“三生空間”總面積分布表（表1），生態(tài)空間占比最高，其次是生產(chǎn)空間，生活空間占比最低。耕地具有雙重空間特點(diǎn)，既屬于生態(tài)空間，也屬于生產(chǎn)空間。并對整個研究區(qū)域劃分為若干個小斑塊，提取各地類的斑塊面積以及與礦區(qū)的距離。因此，“三生空間”功能值計(jì)算基礎(chǔ)數(shù)據(jù)來源于提取的小斑塊面積。

圖4 土地利用現(xiàn)狀圖

表1 “三生空間”總面積分布情況

3 空間功能值結(jié)果與分析

通過公式（1）、（2）得到耕地的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能值，通過公式（3）得到耕地的經(jīng)濟(jì)功能值，通過公式（4）得到林地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能值，將生活、生產(chǎn)和生態(tài)空間空間功能值匯總得到表2。

從表2可知，生產(chǎn)空間功能值為2 575.47萬元，生活空間功能值為1 067戶，生態(tài)空間空能值為23 587.22萬元（耕地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能值與林地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能值總和），耕地和林地的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能值差距不大。

表2 “三生空間”空間功能值

在測算得到生活、生產(chǎn)和生態(tài)空間功能值總值的基礎(chǔ)上，為能更好地分析生活空間、生產(chǎn)空間和生態(tài)空間功能值與礦區(qū)距離的關(guān)系，運(yùn)用Arcgis10.2軟件進(jìn)行單位面積空間功能值空間分析，同時以“三生空間”小斑塊與礦區(qū)的距離為依據(jù)，分別以100、200、400、600和800 m做礦區(qū)的緩沖區(qū)，得到結(jié)果如圖5所示。

從圖5中可以發(fā)現(xiàn)，生態(tài)空間、生產(chǎn)空間和生活空間的單位面積功能值在空間上呈現(xiàn)出不同的分布狀態(tài)，具有一定的空間分布差異。從耕地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能值所表示的生態(tài)空間功能值來看，西南方向的單位面積功能值要高于偏北方向；從林地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能值所表示的生態(tài)空間來看，西北和東南方向的單位面積功能值要高于東北方向；從耕地經(jīng)濟(jì)功能值所表示的生產(chǎn)空間功能值來看，西南方向的單位面積功能值要高于偏北方向；從村莊居住戶數(shù)所表示的生活空間功能值來看，西南和東北方向的單位面積功能值要高于西北方向。

從圖5可知，在不同緩沖區(qū)內(nèi)“三生空間”功能值存在差異，且與礦區(qū)距離越遠(yuǎn)單位面積功能值越高。從耕地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能值所表示的生態(tài)空間功能值來看，其單位面積功能值與礦區(qū)距離整體上呈遞增分布的特點(diǎn)。雖然生態(tài)空間單位面積功能值在100、200和400 m緩沖區(qū)內(nèi)的沒有明顯差異，但將其與600及800 m以外區(qū)域相比則存在顯著差異。由此表明，礦區(qū)對600 m以內(nèi)的生態(tài)空間具有比較嚴(yán)重的負(fù)面影響，對600及800 m以外的區(qū)域負(fù)面影響較小。從林地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能值所表示的生態(tài)空間功能值來看，其單位面積功能值與礦區(qū)距離整體上也呈遞增特點(diǎn)。并且，對比分析不同距離的緩沖區(qū)可以發(fā)現(xiàn)，生態(tài)空間單位面積功能值在100、200 m緩沖區(qū)內(nèi)沒有明顯差異，但將其與400 m以外的緩沖區(qū)對比發(fā)現(xiàn)存在顯著差異。由此表明，距離礦區(qū)越近，受到負(fù)面影響程度越深，其功能值越低。

從圖5c可知，其單位面積功能值與礦區(qū)距離整體上同樣呈遞增分布特點(diǎn)。生產(chǎn)空間單位面積功能值在100、200和400 m緩沖區(qū)內(nèi)的沒有明顯差異，但將其與600及800 m以外區(qū)域相比則存在顯著差異。由此可見，礦區(qū)對600 m以內(nèi)的生產(chǎn)空間具有顯著的負(fù)面影響，而對800 m以外的區(qū)域影響較小。從生活空間功能值來看，其單位面積功能值與礦區(qū)距離整體上也具有遞增分布特點(diǎn)，即距離礦區(qū)越遠(yuǎn)，生活空間單位面積功能值越高。同時，對比分析不同距離的緩沖區(qū)可以發(fā)現(xiàn)，100 m的緩沖區(qū)內(nèi)生活空間功能值為零，表明此區(qū)域內(nèi)無人居住；200 m的緩沖區(qū)內(nèi)具有較低水平的空間功能值，表明此區(qū)域內(nèi)極少數(shù)人居住；在400 m及以外的緩沖區(qū)空間功能值開始增加，表明400 m及以外的區(qū)域居住戶數(shù)開始增加，尤其是800 m以外的區(qū)域?yàn)榧芯幼^(qū)。

綜上所述，由耕地和林地生態(tài)系統(tǒng)功能值所表示的生態(tài)空間、耕地經(jīng)濟(jì)功能值所表示的生產(chǎn)空間和村莊住戶所表示的生活空間的單位面積空間功能值均具有與距離成反比的分布規(guī)律。

圖5 單位面積空間功能值

4 礦糧復(fù)合區(qū)“三生空間”重構(gòu)

4.1 原“三生空間”分布特點(diǎn)

圖6為礦糧復(fù)合區(qū)原“三生空間”分布圖，由圖6可知，原生活、生產(chǎn)、生態(tài)空間分布相互嵌入，交叉分析，整體上較為不規(guī)整。原生活空間首先集中分布于西南方向，其次是東北方向，而其他方向則為零星分布；整體呈現(xiàn)出“多數(shù)分散、少數(shù)集中”、沿道路帶狀分布的空間分布特點(diǎn)。

圖6 礦糧復(fù)合區(qū)原“三生空間”分布

原生產(chǎn)空間首先集中分布于西北方向，其次是東南和西南方向；具有整體較為分散、局部較為集中，依傍著道路、水域分布的特點(diǎn)。原生態(tài)空間主要分布在南北方向，少量分布在東西方向，中間與生產(chǎn)空間交叉零星分布；具有“南北多、東西少、中間零星”分布的特點(diǎn)。

4.2 “三生空間”重構(gòu)

在重構(gòu)過程中，以人為本，考慮對當(dāng)?shù)鼐用癞a(chǎn)生影響的因素，如道路交通的便利性影響著當(dāng)?shù)鼐用癯鲂械壬a(chǎn)生活活動；河流對區(qū)域具有分割作用，在一定程度上影響當(dāng)?shù)鼐用瘾@取水資源及所屬村集體的劃分；山峰的阻隔影響著當(dāng)?shù)鼐用裆a(chǎn)等活動及污染物的污染范圍；村小組影響著當(dāng)?shù)鼐用裢恋睾蜕降某邪鼨?quán)及居住地選擇意愿。根據(jù)影像圖和土地利用現(xiàn)狀圖反映的路網(wǎng)、山峰阻隔、河流和實(shí)際調(diào)查村小組等信息，將研究區(qū)域劃分為6個區(qū)域。分析各個區(qū)域集聚居住產(chǎn)生的吸引力、耕地經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)功能產(chǎn)生的生命力和生態(tài)環(huán)境的承載力“三力”差異，以人為核心，確定空間重構(gòu)方向。根據(jù)前文耕地經(jīng)濟(jì)功能值、生態(tài)空間功能值和生活空間功能值的測算結(jié)果，及公式（5）標(biāo)準(zhǔn)化后得到“三生空間”功能綜合值。結(jié)合“三生空間”功能值與吸引力、生命力和承載力關(guān)系，得到吸引力、生命力和承載力分布表3和“三力”綜合值空間分布圖7。

表3 吸引力、生命力和承載力分布表

圖7 吸引力、生命力和承載力綜合值分布

根據(jù)表3的統(tǒng)計(jì)結(jié)果，將6個區(qū)域的吸引力值、承載力值和生命力值按照從高到低的順序排序，吸引力值排序結(jié)果為：A>E> C>D>F>B；各區(qū)域的承載力值排序結(jié)果為：E>F>A>C>D>B；各區(qū)域的生命力值排序結(jié)果為：E>A>C>B>D>F。除此之外，從圖7可知，區(qū)域A、E和F的“三力”綜合值要高于其他區(qū)域，表明其具備居民點(diǎn)調(diào)入條件；區(qū)域B、C、D的“三力”綜合值較低，表明其有進(jìn)一步優(yōu)化升級的空間。因此根據(jù)“三生空間”空間功能值與“三力”之間一一對應(yīng)的關(guān)系可知，區(qū)域A的主體功能是生活；區(qū)域B的主體功能是生產(chǎn)；區(qū)域C同時具備生活和生產(chǎn)功能；區(qū)域D的主體功能是生活；區(qū)域E也同時具備生態(tài)和生產(chǎn)功能；區(qū)域F的主體功能是生態(tài)。

從上述對各區(qū)域的主體功能分析結(jié)果可知，區(qū)域A的主體功能是生活功能，區(qū)域E的主體功能是生產(chǎn)。雖然區(qū)域E的“三力”綜合值要高于區(qū)域A，但是區(qū)域E有集中成片的耕地。并且根據(jù)實(shí)地調(diào)查獲悉旭光鄉(xiāng)鄉(xiāng)鎮(zhèn)分布在區(qū)域A內(nèi)，區(qū)域A的村莊建設(shè)及規(guī)劃要優(yōu)于其他區(qū)域，且區(qū)域內(nèi)有小學(xué)、鄉(xiāng)鎮(zhèn)衛(wèi)生所和小賣部等公共服務(wù)。此外，緩沖區(qū)結(jié)果表明礦區(qū)對近處的負(fù)面影響程度要高于其他區(qū)域。因此，區(qū)域A比區(qū)域E更適合作為居民點(diǎn)調(diào)入?yún)^(qū)域。同時遵循就近、不占用耕地和交通便利等原則，區(qū)域B和C的大多數(shù)居民可以遷入?yún)^(qū)域A形成居住規(guī)模，充分利用區(qū)域A已有的公共服務(wù)設(shè)施；少數(shù)居民可以遷入?yún)^(qū)域E，消除區(qū)域C和B原散落居住的空間布局。區(qū)域F的主體功能是生態(tài)，區(qū)域D的主體功能是生活，區(qū)域C同時具備生活和生產(chǎn)功能，但是從“三力”綜合值的空間分布圖可知，區(qū)域F的值要明顯高于區(qū)域C和D。因此，區(qū)域F適合居民點(diǎn)調(diào)入，區(qū)域C和D原分散的居民點(diǎn)可以就近調(diào)入?yún)^(qū)域F。從各區(qū)域吸引力、生命力和承載力排序的結(jié)果可知，與區(qū)域F相比，區(qū)域C和D已具備較高水平的生活和生產(chǎn)功能，因此保留區(qū)域C和D原集中的居民點(diǎn)。將各區(qū)域內(nèi)重構(gòu)前后生活—生產(chǎn)—生態(tài)空間的面積匯總，具體變化情況如表4所示。

表4 各區(qū)域“三生空間”重構(gòu)前后面積

綜上所述，為便于耕作和出行，減少受到礦區(qū)開采產(chǎn)生的影響，遵循就近且不占用耕地原則將區(qū)域B和C的居民點(diǎn)調(diào)入到區(qū)域A和F，將區(qū)域C和D原分散的居民點(diǎn)調(diào)入?yún)^(qū)域F，保留區(qū)域C和D原集中的居民點(diǎn)。通過居民點(diǎn)的調(diào)入和調(diào)出，改變了原分散分布的格局，形成更為集中規(guī)整的生活空間布局。同時，為切實(shí)保護(hù)耕地，各區(qū)域的生活空間和生態(tài)空間布局調(diào)整中未占用耕地，因此各區(qū)域的生產(chǎn)空間布局未發(fā)生變化。而各區(qū)域的生態(tài)空間布局受生活空間布局調(diào)整影響，減少了分布在村莊和耕地的零星面積，調(diào)整為更加集中成片的生態(tài)空間布局。通過對各區(qū)域內(nèi)原生活、生產(chǎn)和生態(tài)空間重新布局調(diào)整，得到重構(gòu)后的“三生空間”圖8。

圖8 重構(gòu)后“三生空間”

運(yùn)用同樣的空間功能值計(jì)算方法，得到“三生空間”重構(gòu)前后空間功能值，將重構(gòu)前后生活空間的面積（村莊面積）和空間功能值、生產(chǎn)空間的面積（耕地面積）和空間功能值（耕地的經(jīng)濟(jì)功能值）以及生態(tài)空間的面積（耕地面積和林地面積）和空間功能值（耕地和林地的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能值）匯總得到表5。從表5可知，和重構(gòu)前相比，生態(tài)空間功能值增加了719.91萬元，生活和生產(chǎn)空間功能值雖沒有明顯變化，但村莊斑塊數(shù)量由原先的107塊經(jīng)重構(gòu)減少到85塊，整體上更為緊湊、規(guī)整；耕地與村莊和林地有序交叉分布，便于耕作等生產(chǎn)活動，提供了良好的生態(tài)環(huán)境。

表5 “三生空間”空間面積及功能值對比表

5 結(jié)論與討論

弋陽縣旭光鄉(xiāng)金礦在礦區(qū)資源開發(fā)利用過程中，生活空間呈現(xiàn)出“大分散、小集中”的分布特點(diǎn)；生態(tài)空間呈現(xiàn)出“南北多、東西少”的分布規(guī)律；生產(chǎn)空間呈現(xiàn)出“整體上較為分散，局部較為集中”的分布特點(diǎn)。采用單位面積價值當(dāng)量并進(jìn)行地區(qū)修正測算得到三生空間功能值，重構(gòu)前生態(tài)空間功能值為23 587.22萬元，生產(chǎn)空間功能值為2 575.47萬元，生活空間功能值為1 067戶。以AVC理論和“三生空間”空間綜合功能值為重構(gòu)理論依據(jù)，綜合耕作、出行、農(nóng)村社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展等因素，重新布局調(diào)整后，生態(tài)空間功能值為24 307.13萬元，生產(chǎn)空間功能值為2 575.47萬元，生活空間功能值為1067戶。經(jīng)過重新布局后，生活、生產(chǎn)和生態(tài)空間有序鑲嵌分布，各類用地分布更為規(guī)整。

本研究是以“三生空間”空間功能值以及AVC理論（吸引力、承載力和生命力）為重構(gòu)依據(jù)，在空間重構(gòu)過程中主要考慮生活空間功能值對居民的吸引力、生態(tài)空間的承載力和生產(chǎn)空間的生命力，未考慮當(dāng)?shù)鼐用襁w入遷出意愿以及立地條件。因此，當(dāng)?shù)鼐用襁w出和遷入意愿影響因素和新居住地的立地條件的分析需要更進(jìn)一步的研究。

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Reconstruction of living, production and ecological space based on spatial functional value in mine-grain mixed zone

Yang Jun1,3, Guo Lilan1, Li Zheng2,3

(1.,330013,; 2.,330013,; 3.330013,)

Mining areas include production areas, the living areas for workers and their families, as well as local farmers. While mine-grain mixed zone refers to the compound area of main grain-producing areas and main producing areas of mineral resources, which not only ensures normal mining activities of mineral resources, but also ensures the output and quality of grain production. We could learn that there are difference between mining area and mine-grain mixed zone in definition. The mine and grain mixed zone has more complex function than mining area alone. Mining activities will produce exhaust gas, waste water, waste residue and other wastes that will pollute the atmospheric environment, water, and soils harmful to animal, plant and people in the area. In addition, the level of land use diversity in mine-grain mixed area production is higher than other areas such as sole mining, or farming area. From this view, the conflict of living, production and ecological space in mine and grain composite area is more serious. However, the extent of the living, production and ecological space conflict in mine-grain mixed area is not very clearly known at present. It may be affected by both the mining activities and grain production. All of these problems need to be studied. Therefore, the purpose of this paper is to study whether the gold mine area impacts on the spatial distribution of living, production and ecological space. Based on both the theory of AVC (attractive, vitality and capacity) and space function values ,we reconstructed the spatial distribution of living, production and ecological space, and realized the spatial optimization and coordinated development. During the process of optimization, we set a goal of building a habitability, suitable for tourism and suitable for industrial environment. And taking Xuguang township, Yiyang County, mine-grain mixed zone as the studied area, the space function value was calculated by adjusted value per unit area equivalent method, and we adjusted stroke of spatial layout based on the theory of AVCand space function values. The results showed that the mining area had certain negative effects on living, production and ecological space. Besides, the living, production and ecological space function value was inversely proportional to the distance from the mining area. In addition, the distribution of living, production and ecological space had the characteristics of minority concentration and most dispersion. While, both the function value of living, production and ecological space was improved and the spatial pattern was transformed from disorder to regulation after space reconstruction. In addition, the value of ecological space function increased from 23587.22×104yuan to 24 307.13×104yuan.

land use; space optimization; living, production and ecological space (LPE); mine-grain mixed zone; space reconstruction; the theory of AVC

楊 俊，郭麗蘭，李 爭. 基于空間功能值的礦糧復(fù)合區(qū)三生空間重構(gòu)[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報，2018，34(24)：247－255.

doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2018.24.030 http://www.tcsae.org

Yang Jun, Guo Lilan, Li Zheng. Reconstruction of living, production and ecological space based on spatial functional value in mine-grain mixed zone[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2018, 34(24): 247－255. (in Chinese with English abstract) doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2018.24.030 http://www.tcsae.org

2018-05-10

2018-08-24

江西省地質(zhì)資源經(jīng)濟(jì)與管理研究中心開放基金項(xiàng)目“礦區(qū)生產(chǎn)-生活-生態(tài)重構(gòu)與優(yōu)化研究—以江西省典型礦區(qū)為例”（17GL01）；國家自然科學(xué)基金青年基金項(xiàng)目“礦糧復(fù)合區(qū)土地利用沖突問題與緩解機(jī)制研究”（41501587）；江西省自然科學(xué)基金管理科學(xué)項(xiàng)目：江西省礦區(qū)土地污染治理利益均衡協(xié)調(diào)機(jī)制研究（20181BAA208016）

楊 俊，副教授，博士，研究方向?yàn)橥恋亟?jīng)濟(jì)與管理和利用行為。Email：yjun@ecit.cn

10.11975/j.issn.1002-6819.2018.24.030

K902

A

1002-6819(2018)-24-0247-09