洱源縣村落“三生”空間格局演化與功能協調分析

王 濤，李 君，陳長瑤

(1.云南師范大學 旅游與地理科學學院，云南 昆明 650500；2.云南師范大學 經濟與管理學院，云南昆明 650500；3.云南師范大學 泛亞商學院，云南 昆明650092)

國土空間一直以來是國家關注的熱點問題之一[1]，基于土地利用的方式將國土空間劃分為生產、生活和生態空間，它是人類活動的特定空間載體[2]。近年來，生態文明上升為國家戰略，國土空間逐漸成為一種新型的人地系統[3]。隨著城鎮化加速推進，人類活動不斷加劇對土地劇烈擾動[4]，造成城市人口迅速膨脹、土地資源利用效率低、土地浪費嚴重、環境污染、空間規劃功能組合失衡等“城市病”[5-7]和以農村空心化、老弱化、污損化、非農化為主要特征的“鄉村病”[8，9]共存，未來中國的發展將面臨土地資源消耗加速、環境惡化、生態系統功能退化和社會問題突出等危機[10-12]。因此，在當前新型城鎮化和新農村建設的背景下，如何科學劃分國土空間、協調空間功能已成為建設可持續發展生態文明亟需解決的關鍵問題。

當前，對高原壩區村落三生空間結構和功能演化的研究較為缺乏，相關學術研究明顯不足。國外關于三生空間研究多集中于土地利用轉型下單一功能分析[13，14]，相關研究成果較少，而國內對于三生空間研究的視角和方式逐漸呈現多元化趨勢，取得較多的成果。其主要有4條主線：(1)研究方法從定性分析逐步過渡到定量研究，李廣東[15]和汪陽紅[16]等學者對三生空間的內涵和理論框架進行理論分析，羅剛[13]和王成[14]等人結合3S技術構建土地利用轉移矩陣和時空耦合協調模型對三生空間功能協調性進行深入探討。(2)研究視角不斷創新，城市空間、鄉村空間和城鄉共生界面空間研究視角由此及彼[15-18]，沿海岸帶逐漸向內陸三生空間研究視角延伸[19-21]，平原、高原和山地等區域三生空間研究相互配套展開[22-24]。(3)研究尺度由宏觀、中觀到微觀，呈現精細化過程，劉繼來[8]等學者從宏觀上分析了中國三生空間的分類評價與時空格局，楊清可[25]、金星星[3]等學者分別從中觀尺度分析了長三角和閩三角城市群三生空間的時空演化和驅動機制，鄧春[17-26]等人從微觀尺度下分析了農戶共生界面和農戶行為視角下三生空間的共生路徑及演化機理。(4)研究涉及的范圍呈現包容式發展，地理[27]、生態[28]、農業[29]和經濟[30]等領域交叉式相互促進發展。

村落空間是人們生產、生活和生態的空間載體，不同地區村落三生空間組合方式呈現多元化，平原區生產空間分布于村落農業用地或城鎮第二產業用地邊緣區，生活空間以面狀的方式橫向集聚發展，生態空間分布于山地或村落農業產區[22]；山地區三生空間呈現立體式發展，以點狀零星散落在不同海拔地區[24]；沿海發達區三生空間呈現集聚式發展，生產空間以城鎮二、三產業空間增長為主導，分布范圍由城市邊緣向內部靠攏，村落農業用地逐漸壓縮，生活空間擴散范圍有限，逐漸向高層建筑縱向發展，村落由交通等基礎設施逐漸成面狀延伸，生態空間主要分布于山地或城鎮公園、湖泊等生態用地區域[19，20]。云南省地處云貴高原，境內山嶺高低起伏，河流、湖泊交織分布，壩區、河谷錯落其間，特殊的地理環境決定了壩區呈現土地、人口和經濟相對集中的特征，從而表現出與平原區、山區不同的三生空間格局。鑒于此，本文以高原壩區洱源縣為例，通過遙感影像提取洱源縣2000～2018年3期土地利用信息。通過土地利用分類構建洱源縣三生空間評價指標體系，結合調研數據對區域三生空間格局演化和功能協調進行分析，以期豐富對此類區域三生空間格局研究內容。

1 研究區概況

洱源縣位于大理市北、洱海之源，地處橫斷山脈與云貴高原交界地帶，全縣總面積2 614 km2，海拔集中在1 543～3 931 m之間，河谷、壩區、山地和湖泊相間分布，壩區和山區地異分異明顯。國道G214線、省道平甸公路縱貫縣境，全縣設6鎮3鄉，下轄88個行政村、2個社區，共有871個自然村。作為典型的多民族聚居高原壩區，人口約29.4萬人，截止2017年GDP總值為64.55億元，該區以白族為主體民族，形成漢、彝、回、傈僳、納西、藏、傣等26個民族交錯雜居的分布形態[31]。

圖1 研究區位圖Fig.1 Research area bitmap

2 數據與研究方法

2.1 數據來源與處理

選取2000年3月、2010年4月和2018年3月3期分辨率為30 m的Landsat5 TM和Landsat8 OLI影像，數據來源于地理空間數據云?；谘芯繀^現狀，參照GlobeLand30中的地表覆被分類標準，采用監督分類和目視解譯相結合的方法，將該區土地利用類型初次劃分為建設用地、林地、草地、耕地、水域、未利用土地等8類一級和16類二級土地利用指標，進一步結合野外考察和Google Earth一一對應修正土地利用分類，修正后實際精度達到80%以上，能夠滿足本研究區的需求。

2.2 研究方法

2.2.1 村落”三生”空間評價指標體系構建

村落空間是集生產、生活、生態功能于一體的動態綜合系統，是土地利用功能劃分的特征表達[3]，依據土地功能屬性不同，將土地劃分為生產空間、生活空間和生態空間。其中，村落三生空間以生產空間為基礎、生態空間為保障，以優質的生活空間為最終目標，三者相互依存、密不可分。生活空間是人類活動所支配的空間，主要包括城鎮聚落空間和鄉村聚落空間，能夠為人們提供衣食住行所需的空間，生產空間是人類從事生產活動的特定場所，能為人們提供各類生活所需要的物質產品，生態空間是能夠為人們提供各類生態產品和服務，應對外界干擾、實現自我修復、維持生態系統穩定性的地域空間[32]。

根據三生空間功能有強弱和完整性的差別之分，本文借鑒劉繼來[8]、李廣東[15]等人的評價指標，參考金星星[3]對三生空間分類的方法，采取分級賦值的方法對不同土地利用類型進行打分，具體分類打分方法見表(1)。依據三生空間功能具有一定的尺度性，功能影響的范圍有限，故本文采用1km網格分別對三生空間進行賦值計算，再通過核密度的方法來衡量三生空間功能影響的范圍和組合的效度。

2.2.2 村落”三生”空間功能協調模型

三生空間功能是生產、生活和生態空間內外部相互聯系、相互影響所表現出來的性能，包括自身需求的保障能力以及對其他事物或系統的支撐協調能力。各功能之間的協調性反映了生產—生活—生態之間相互聯系和博弈的過程，基于三生空間邏輯結構[3]，構建三生空間功能協調模型[13]，分析洱源縣村落“三生”空間格局演化與功能協調性，計算公式如下：

(1)

式中：D為三生空間功能協調度，C為三生空間協調系數，P、R、E分別為生產功能、生活功能和生態功能評價值，α、β、γ分別為生產功能、生活功能和生態功能的待定系數，參照王成[13]研究的基礎上，將待定系數確定為α=0.35、β=0.35、γ=0.30。

根據公式(1)和村落實際情況，將村落三生空間功能協調度劃分為5種類型(表2)。C為村落三生空間進行“生產—生活—生態”組合的協調系數，計算式如下：

(2)

式中：Pi、Ri、Ei為分別為生產功能、生活功能和生態功能的綜合評價值，i∈{1，2，3，…}。

表1 基于“三生”空間村落土地利用分類體系及評分標準Tab.1 Land use classification system and scoring standard based on “three students” space village

表2 村落三生空間功能協調度類型劃分Tab.2 Classification of the coordination degree of the three living spaces in the village

3 村落“三生”空間時空格局與功能協調分析

3.1 村落“三生”空間時空格局演化

3.1.1 生產空間

2000～2018年洱源縣生產空間高值區主要分布于東部平壩區和緩坡山地，與糧食作物產區基本協調一致(圖2)。生產空間用地呈現先增后減的倒“U”型變化趨勢，從2000年404.60 km2增加至2010年的468.04 km2，后降至2018年的408.12 km2，增比和降比的速度大致相同。具體表現為：2000～2010年生產空間面積不斷增加，東部壩區空白部分不斷得到填充；中、西部地區生產空間由點及面，生產空間擠占生態空間現象較為突出，人地關系矛盾加劇。2010～2018年生產空間面積逐年減少，東、中部地區生產空間面積擴張平緩，西部地區生產空間面積減少較快，特別是在喬后鎮和西山鄉西南方。

總體而言，2000～2018年洱源縣生產空間用地呈現擴張大于縮減的整體變化特征，且壩區小于山區變化的幅度(圖2)。東部壩區毗鄰洱海，地勢相對較低，是重要的水田產區，農業生產功能突出，城鎮化水平較高，帶動周邊鳳羽鎮、三營鎮和牛街鄉經濟的發展，農戶生計以適應新農村建設的步伐不斷做出改變，承載較多的二、三產業生產功能，城鎮建設不斷侵占生產用地，由于生產用地占補平衡政策，城鎮用地不斷擴張的同時需要開墾等面積生產用地來進行填補，通過開墾山地區生態空間來擴大生產空間。西部地處山地區，生產用地主要以旱地為主，由于大量開墾土地導致2010年生產用地呈現飽和期，人地關系矛盾加?。蛔?010年后生產空間逐步減少，大量耕地由于生產不當轉變為裸地，生態環境問題突出，部分退耕還林和農戶生計方式的改變轉變為林果地，但人地關系矛盾仍然突出。

圖2 2000～2018年洱源縣生產空間分布格局及演變趨勢Fig.2 Distribution pattern and evolution trend of production space in Wuyuan County from 2000 to 2018

3.1.2 生活空間

2000～2018年洱源縣生活空間高值區以東部平壩區為主，以塊狀逐漸發展為面狀，山區以零星散亂點狀向塊狀發展，與建設用地基本吻合(圖3)。生產空間用地持續增加，由2000年56.61 km2增加到2010年的101.78 km2，再到2018年157.40 km2，增比逐年放緩。具體表現為：2000～2010年生活空間用地不斷增加，東部壩區連片發展，中、西部呈現點狀散亂分布。2010～2018年生活空間用地持續增加，東部壩區和中部逐漸合并成面狀，聯系逐步強化，西部煉鐵鄉和喬后鎮逐漸融合成面狀，但西山鄉仍以零星點狀分布為主。

總體而言，2000～2018年洱源縣生活空間用地呈現擴張遠大于縮減的整體態勢，且東部擴張大于中西部擴張的速度(圖3)。東部生活空間擴張明顯，該區近年來社會經濟發展較快、城鎮化推進步伐加快以及人口集中于平壩區，以鄧川鎮、右所鎮和茈碧湖鎮為中心，周邊村落為支撐點，生活空間逐步由塊狀連成面狀；中、西部地區主要以山地、河谷為主，又處于經濟發展的邊緣地帶，村落密度以及人口數量較少、且分布散亂，可開發的生活用地較少，擴張速度較慢，以點狀向塊狀擴散為主。生活空間用地縮減散亂分布，主要集中在洱海邊、北部山區和中部河谷地帶，近年來由于“生態文明”上升為國家戰略，為保護和提升洱海生態環境質量，湖邊建設用地逐漸拆除變為生態用地，其他地區由于新農村建設和國家“精準扶貧”政策的支持下，生態環境脆弱山區、地質災害潛發區等生活用地逐步搬遷。

3.1.3 生態空間

2000～2018年洱源縣生態空間高值區集中于西部和北部山地，部分出現在東部湖泊、濕地周邊，生態用地面積持續減少，由2000年2 121.22 km2減少到2010年1 957.68 km2，再到2018年1 502.50 km2，減少的幅度逐年加大(圖4)。具體表現為：2000～2010年生態空間不斷減少，東部壩區村落縮減程度與城鎮化同步，其余地區生態空間減少不太明顯。2010～2018年生態空間用地減少較快，減速由7.71%增加到30.29%，東部和中部地區縮減較為明顯，呈現由塊狀逐漸連成面狀的趨勢，西部山區呈現塊狀減少，其余各地區變化相對較少。

圖3 2000～2018年洱源縣生活空間分布格局及演變趨勢Fig.3 Distribution pattern and evolution trend of living space in Wuyuan County from 2000 to 2018

總體而言，2000～2018年洱源縣生態空間用地呈現擴張遠小于縮減的變化特征，東部縮減的幅度大于其他各地區，縮減的范圍與生活空間呈現一致性，而擴張區與北部和西部林區變化一致(圖4)。東部地區地處平壩區，由于城鎮和村落等生活用地不斷侵占耕地，但侵占的面積較小，故該地區生態空間減少較不明顯。中、西部地區地處山區，村落開展居民點的整治，增加了耕地面積，隨時間的演進，盲目開發，導致耕地肥力逐漸喪失轉化為裸地，生態功能逐漸減少。北部地區由于生態環境的恢復，部分耕地和裸地通過植樹造林恢復部分生態功能。

圖4 2000～2018年洱源縣生態空間分布格局及演變趨勢Fig.4 Distribution pattern and evolution trend of ecological space in Wuyuan County from 2000 to 2018

3.2 村落“生產-生活-生態”空間功能協調分析

村落三生空間組合功能協調性能夠反映各功能子系統之間相互作用的程度，進一步解釋三生空間功能作用的機制和路徑，對協調村落三生空間功能具有重要的意義。根據公式(1)和公式(2)，測算洱源縣村落三生空間功能的協調性，通過對洱源縣1 km網格生產、生活和生態空間進行賦值計算，再通過核密度方法提取洱源縣2000～2018年三生空間協調度的演變趨勢圖(圖5)。

2000～2018年洱源縣村落三生空間功能協調度與生活空間分布基本吻合，并呈現逐年增長的發展特征，東部壩區協調性大于中、西部山地區。2000～2010年洱源縣三生空間協調度東部地區由塊狀向面狀融合發展，協調性逐漸增高；中、西部協調性較高區域呈現零星散亂分布，但協調性逐年提高。2010～2018年洱源縣三生空間協調性較高區域面積迅速擴張，其中，鳳羽鎮與東部地區其他鄉鎮協調區域逐漸成片，西部煉鐵鄉和喬后鎮逐漸連成片，喬后鎮和西山鄉村落協調性仍以零星分散的基本協調為主。

總體而言，2000～2018年洱源縣三生空間協調度逐年提高，協調度東部壩區始終高于中、西部地區，壩區高協調區逐漸連成片，山區較高協調區以點狀零星分布為主。前期，洱源縣三生空間功能協調度較低，建設用地不斷侵占耕地，而生產用地要獲得等量的補償又不斷向生態空間要地，帶來城市用地浪費嚴重、農業生產過程中化肥和農藥過度使用造成的污染，使河湖水體富營養化、土壤退化等一系列環境問題加重，三生空間協調度整體較低。近年來，隨著社會經濟加快發展，東部地區農戶生計方式轉變，以新型農業經營為主體，輔助發展多元化服務業，村落一、二、三產業逐步融合、協調發展，沿湖建筑逐漸拆除轉變為生態用地，以沿湖和濕地發展以來的鄉村旅游業提升了村落生產、生態空間的協調性。城鎮和村落擴張的同時通過制定以村落人居環境整治為重點的村落人居環境規劃，改變傳統的農業生產方式，引進優良的經濟作物種植、奶牛養殖、藥材基地建設以及依托多民族文化發展起來的現代農業，加強對農村污染物的回收與治理，不斷完善農村教育、醫療等基礎設施，生活、生產功能協調性逐漸提高。

圖5 2000～2018年洱源縣“生產-生活-生態”功能協調度空間演變趨勢Fig.5 Spatial Evolution Trend of Coordination Degree of Production-Life-Ecology in Wuyuan County from 2000 to 2018

4 結論與討論

以高原壩區洱源縣為例，從三生空間理論出發，依據土地利用功能與土地類型之間的關系，分別對2000～2018年洱源縣1 km網格內三生空間進行賦值計算地均分值和協調度，通過核密度測算分析三生空間分布狀態和協調度演化規律。結果顯示，三生空間分布格局有一定的相關性，不同格局之間的差異明顯。

生產空間地均高值區集中在東部平壩區和緩坡地帶，與糧食作物產區基本協調一致，生產空間用地先增后減，呈現倒“U”型的時空變化趨勢，擴張大于縮減的速度，但增速和降速保持基本同步的趨勢。隨時間推進，生產空間擠占生態空間現象較為突出，裸地、撂荒地等土地退化面積增加，生態環境將進一步惡化，人地關系矛盾加劇。

生活空間地均高值區以東部高原平壩區為主，與城鎮和農村用地基本吻合，生活空間不斷擴張，擴張始終大于縮減的速度，平壩區生活空間呈現以塊狀逐漸發展為面狀。隨著城鎮化和新農村建設的推進，生活空間依靠交通道路呈網狀逐漸連通，空白區被道路、居住區和休閑旅游區等填充，生活空間呈面狀展開，同時擠占生產和生態空間的現象較為明顯。

村落生態空間地均高值區主要分布于西部和北部山地區，部分出現在東部湖泊和濕地周邊，壩區縮減速度大于山地，整體上擴張小于縮減的速度。表明西部、北部山地區屬于生態林區，但裸地和撂荒地現象趨勢加快，生態問題進一步加重；壩區由于農戶生計方式的改變，生態空間由農田、濕地和湖泊區逐步過渡到生態旅游休閑區協調發展，生態功能逐步增強，人居環境協調度提高。

三生空間功能協調度與村落生產、生活配套空間基本一致，并呈現逐年增長的發展特征，東部壩區協調性大于中、西部山地區。壩區三生空間功能協調度由生產、生活配套空間由點及面填充式發展，協調度擴展方式保持以生活空間依賴于經濟發展擴張的方向一致，由低海拔壩區向周邊高海拔地區轉移式發展。而農戶生計方式的改變，交通要道區、濕地區及洱海邊成為集生產、生活和生態為一體的休閑旅游區，協調度逐步提升，人地關系得到緩和。西部以河谷條帶狀和山地塊狀協調發展，生活用地保持以生產用地增長的趨勢，逐步侵占生態空間，雖然部分地區協調性增強，但石漠化、撂荒地等土地退化的現象較為嚴重，人地關系愈加緊張。

進一步討論：通過對洱源縣村落土地利用類型進行功能賦值計算，評價三生空間分布格局與協調度變化規律，深入探討三生空間分布格局和協調度演變的成因，為優化村落三生空間提供了科學的依據。但三生空間本質上是人地關系地域系統綜合作用的結果，受自然和社會經濟發展等因素的多重影響，只通過對土地利用分類功能來評價其三生空間分布格局和協調性略顯不足，功能賦值評價和表征精確度有待提高。因此，對村落三生空間的分布格局及協調度深入、細致地分析還需進一步深入探究。