協同視角下鄉村“三生空間”演變軌跡與格局重構

趙修杰，張仕超，2*，劉競宇，歐云梅，王祥鳳，張靈靈

(1.重慶師范大學 地理與旅游學院，重慶 401331；2.三峽庫區地表過程與環境遙感重慶市重點實驗室，重慶 401331)

近年來，隨著我國城鎮化的快速推進，農村對外開放力度不斷加大，在推動農業農村現代化的同時，也進一步導致了農村空心化[1]。因人地關系緊張、土地利用結構失衡、“三生”(生產、生活、生態)用地布局混亂等問題突顯，也導致了城鄉發展差距仍然較大[2]。黨的十八大提出了“生產空間集約高效、生活空間宜居適度、生態空間山清水秀”的“三生空間”發展目標，十九大提出了“要堅持農業農村優先發展的鄉村振興戰略”，都旨在實現鄉村“三生空間”的協調發展，建設美麗宜居的新農村。在此背景下，討論鄉村“三生空間”演變與格局優化重構的意義顯得尤為重要。

“三生空間”是生產空間、生活空間和生態空間的總稱[3]。從國土利用空間的主要功能劃分，生產空間是人們從事生產活動，提供產品服務的區域；生活空間是人們日常生活，供人類居住、消費、休閑和娛樂的區域；生態空間是提供生態產品和生態服務的區域[4-6]。目前，國內外學者對“三生空間”相關內容做了大量研究，主要涉及“三生空間”的理論內涵與框架[7-8]、分類體系的構建[9-10]、評價與優化[11-12]、空間承載力分析[13-14]、功能測度[15]以及鄉村重構[16-17]等。研究方法主要集中在GIS空間分析法[15]、綜合加權模型[18]、統計和測量分析[19]等。研究范圍也多涉及省(市)級的研究，如湖北[5]、重慶[20]、浙江[21]、河南[22]等，關于鎮村的研究相對較少。因此，本文從協同視角出發，探究鄉村“三生空間”的演變路徑并討論其格局重構，以期為鄉村“三生空間”的合理布局、優化重構提供經驗。

1 研究數據與方法

1.1 研究區概況

研究區位于重慶市綦江區郭扶鎮南部(東經106°32′29″～106°36′52″，北緯28°47′26″～28°49′20″)，距離郭扶場鎮約14.2 km，距離綦江城區約46.8 km。研究區鄉鎮道、村道、田間道等骨干路網已基本形成，且部分道路已經硬化，部分道路擁有了較好的路基寬度，具備較好的改造提升條件。已硬化了全長13 km的郭騎公路，建成了30 km的連庫公路以及高廟村穿場公路、外環大道，內外交通便利，通達性較好。區域內氣候為溫帶濕潤氣候，四季分明，空氣濕度大。地形以山地丘陵為主，山溝谷破碎鑲嵌，坡向混雜，整體海拔較高，介于687～1058 m之間。地表水主要以水庫、坑塘儲水的形式存在。森林植被豐富，屬低中山地形地貌，地層巖性、地質構造穩定，水文地質條件優越。

圖1 研究區區位

1.2 數據來源與處理

本文所需的2010、2014、2018年研究區土地利用類型數據和《綦江區郭扶鎮團結等(2)個村“山水林田湖草”綜合整治項目規劃方案》來源于重慶市綦江區規劃和自然資源局。

1.3 研究方法

1.3.1 “三生空間”分類體系構建 對于“三生空間”的劃分原則，本文主要遵循主導功能性原則、系統性原則和生態空間優先原則，將“三生空間”分類與土地利用類型相結合，構建了基于土地利用類型的“三生空間”分類體系。由于目前暫無統一的評價標準體系，在查閱相關文獻后，本文參考劉繼來等[23]的研究成果，根據研究區土地利用類型，對18個二級地類進行評分。采用0、1、3、5級賦分制，功能缺失為0分，最低功能得1分，最高功能得5分，構建研究區土地利用“三生空間”分類體系(表1)。由表1可知，生產空間包括水田、旱地、茶園、其他園地、公路用地、農村道路、水工建筑用地、風景名勝及特殊用地和設施農用地；生活空間包括建制鎮、村莊；生態空間包括有林地、灌木林地、其他林地、其他草地、水庫水面、坑塘水面、裸地。基于“三生空間”分類體系，通過ArcGIS 10.2對研究區土地地類進行重新分類，繪制了2010、2014和2018年研究區的“三生空間”現狀圖(圖2)。

表1 “三生空間”土地利用分類體系及分值

a 2010年 b 2014年 c 2018年

1.3.2 “三生空間”轉移矩陣 “三生空間”轉移矩陣是馬爾科夫模型在“三生空間”變化方面的應用，可用于研究“三生空間”類型的變化方向。采用矩陣的形式，將“三生空間”變化所產生的面積轉移進行表達，能直觀地展示出研究區域“三生空間”類型的變化，其表達式見公式(1)：

(1)

式(1)中：Sij表示研究區域內第i種空間類型轉化為第j種空間類型的數量。

1.3.3 重心遷移 重心遷移用于研究一定區域內，相對平衡點發生變化的遷移軌跡。運用重心遷移模型，結合土地利用數據，繪制出“三生空間”重心遷移軌跡圖。其定量表達式見公式(2)：

(2)

式(2)中：Xt表示第t年“三生空間”重心的經度坐標，Yt表示緯度坐標。Cti為第i個斑塊該種“三生空間”類型的面積，Xi、Yi分別為第i個斑塊重心的經度、緯度坐標。

1.3.4 耦合度和耦合協調度 耦合協調模型用來描述鄉村生產、生活和生態空間之間是否存在相互作用以及作用程度，決定了系統的穩定情況。本文從“三生空間”的面積出發，選擇其中耦合度函數，計算公式見公式(3):

(3)

式(3)中：C表示鄉村“三生空間”之間的耦合度函數，C的取值范圍為[0,1]，C趨于0時,表示“三生空間”無序混亂，C接近1時，趨于協調；Ui、Si、Ri分別表示生活空間、生產空間、生態空間面積的歸一化值。

雖然C可以表征系統間的耦合程度，但不能區別低水平耦合和高水平耦合，故引入協調度函數，具體見公式(4)。

(4)

式(4)中：D表示“三生空間”耦合協調度函數。α、β、γ為生產、生活、生態空間相應面積的權重。其中耦合度判別標準為：[0，0.3]為低耦合時期，(0.3，0.5]為拮抗時期，(0.5，0.8]為磨合時期，(0.8，1.0]為協調時期；耦合協調度的判別標準為：(0，0.2]為嚴重失調，(0.2，0.4]為中度失調，(0.4，0.6]為基本協調，(0.6，0.8]為中度協調，(0.8，1.0]為高度協調。

2 結果與分析

2.1 “三生空間”格局演變

2.1.1 數量分析 由表2可知，研究區在2010～2018年生產空間面積下降，生活空間面積上升，生態空間的面積表現為先增后減的趨勢，具體表現為：2010～2018年，生產空間面積從910.01 hm2下降至871.50 hm2，面積減少了38.51 hm2；生活空間面積從90.87 hm2增加至118.52 hm2，面積增加了27.65 hm2；生態空間面積先從688.20 hm2增加至709.06 hm2后降至700.06 hm2，其占研究區總面積的比例從40.74%調整為41.95%后調整為41.42%。

表2 2010～2018年研究區“三生空間”面積及占比

2.1.2 空間轉移 由表3可以看出，2010～2018年研究區“三生空間”轉移的顯著關系為：生產空間主要轉為生態空間，其次轉為生活空間；生活空間轉移相對較弱，主要向生產空間轉移；生態空間轉移以生產空間為主，其次轉為生活空間。研究區“三生空間”的轉移主要表現為生產空間和生態空間的相互轉移。

表3 2010～2018年研究區“三生空間”轉移矩陣 hm2

2010～2018年研究區“三生空間”轉移面積變化為840.68 hm2，占研究區總面積的49.77%。其中，生產空間的轉出面積和轉入面積分別為404.23 hm2和365.64 hm2，相差38.59 hm2，轉出為生活空間和生態空間的比重分別占16.78%和83.21%，由生活空間和生態空間轉入的分別占13.05%和86.94%；生活空間和生態空間轉出面積分別為79.85 hm2和356.60 hm2，轉入面積分別為106.54 hm2和368.50 hm2。

2.1.3 重心遷移 基于重心遷移模型計算公式，利用ArcGIS 10.2軟件的空間分析工具和幾何計算器工具，分別計算出2010、2014、2018年研究區“三生空間”重心坐標，利用ArcGIS 10.2 軟件將其可視化表達(圖3)。

由圖3可以看出，生產空間重心整體由西向東遷移了一小段距離，2010～2014年由西北向東南遷移，2014～2018年向東北方向遷移；生活空間重心向西南方向遷移了較長的距離；生態空間重心2010～2014年由西南向西北方向遷移，2018年又向東南方向遷移了一小段距離。

a 生產空間重心遷移軌跡 b 生活空間重心遷移軌跡 c 生態空間重心遷移軌跡

2.2 耦合協調分析

由圖4可知，研究區“三生空間”耦合度變化不大，耦合協調度有所波動，生產—生活—生態的耦合度和耦合協調度總體呈緩慢提升趨勢。對照指標劃分可知，2010、2014和2018年研究區“三生空間”耦合度分別為0.68、0.72和0.74，均處于磨合時期，且耦合度有所提升；2010年耦合協調度0.43為基本協調，2014年下降到0.23為中度失調，2018年又上升到0.43為基本協調。總的來說，研究區“三生空間”耦合協調狀態基本上保持在“磨合—基本協調”的水平。

3 鄉村“三生空間”重構

鄉村“三生空間”的重構是為了適應鄉村內部發展和外部協調，通過對鄉村生產、生活、生態空間格局進行優化，以實現鄉村空間之間的配置優化、結構協調和功能互補。

3.1 生產空間重構

產業發展是實現鄉村生產空間重構的關鍵路徑。首先，鄉村是農業發展的基地，依靠農產品帶動鄉村經濟發展。研究區應積極推動農業規模經營，發展農業新型經營主體。通過推動土地流轉，引導耕地集中連片，科學合理地布局農業生產空間，實現農田的規模化和集中化，提高農業生產效率。通過培育新型農民、合作社、公司(企業)等一體的新型經營主體，推動農業經營和管理的科學化、專業化。其次，要優化產業結構，合理布局工業生產空間和服務業生產空間，推動一二三產業的協調發展。充分整合土地、河流、山林等資源，發展綠色產業和鄉村旅游業，打造一條可持續的鄉村產業鏈。

3.2 生活空間重構

研究區生活空間較為分散，生活空間可在結合村民意愿的情況下向集聚型方向發展，加強鄉村聚落的集聚性。通過優化人居環境、完善基礎設施等吸引村民在人居環境較好的區域集中定居。同時，加強鄉村生活空間規劃設計，通過運用不規則的空間分割來打破生活空間單調、刻板的格局，激發鄉村生活空間的活力。完善交通網絡，形成“對外交流—對內聯系—生產運輸”的道路體系，構建宜居適度的生產空間。隨著鄉村旅游業的發展，村民可以在原來的村莊用地上發展民宿、農家樂等，將傳統的單一生活空間轉變為“生活—生產”復合空間。

3.3 生態空間重構

劃定山水林田湖草邊界，“山水林田湖草”是一個生命共同體，是推動農業現代化和建設新農村的基礎。研究區地塊破碎，山水林田草鑲嵌分布的情況普遍存在，部分區域山水林田湖草邊界模糊，管理受阻，不利于未來的系統治理和國土空間開發優化，亟需在鄉村振興過程中劃定其邊界，協調保護、開發和利用其間關系，以明確哪些區域需要保護，哪些區域可以開發利用。鄉村振興過程中的產業興、生態好都需要以山水林田湖草的優化協調作為依托，而且鄉村振興本身就是要盡最大可能地發揮山水林田湖草生命共同體的綜合效益，服務于產業興、生態好，進而服務于生態宜居、鄉風文明、治理有效和生活富裕。推動鄉村垃圾分類和資源化利用，實現農村生活垃圾無害化處理。推進生活污水有效處理，加強水污染防治。對工業生產和旅游活動過程中產生的垃圾和污染物也要集中統一處理，保護研究區的生態環境。

4 結論

本研究選取2010、2014和2018年為時間節點，基于地類構建“三生空間”的分類指標體系并進行評分，利用“三生空間”轉移矩陣、重心遷移、耦合度與耦合協調度等方法對研究區2010～2018年的“三生空間”演變路徑進行分析，并對“三生”空間格局進行了重構，主要結論如下。

(1)2010～2018年，研究區“三生空間”面積變化較大，發生變化的面積為840.68 hm2,占研究區土地面積的49.8%。其中生產空間面積下降，生活空間面積上升，生態空間的面積表現為先增后減的趨勢。“三生空間”的轉換主要表現為生產空間和生態空間的相互轉換。生產空間轉變為生態空間的面積為366 hm2，占比83.2%，生態空間轉化為生產空間的面積為318 hm2，占比86.9%。

(2)研究區2010～2018年生產空間和生態空間重心整體由西向東移動，生活空間重心由東北向西南移動，生活空間重心遷移距離較生產空間和生態空間重心遷移距離遠，表明生活空間在2010～2018年間東西發展差異較大。

(3)研究區“三生空間”的耦合度和耦合協調度整體處于“磨合—基本協調”的水平，鄉村“三生空間”發展缺乏科學合理的規劃，“三生空間”發展不協調，協同性有待提升。需要對研究區“三生空間”進行重構，以緩解鄉村“三生空間”的發展矛盾，推動建設“生產空間集約高效、生活空間宜居適度、生態空間山清水秀”的新農村。

(4)鄉村“三生空間”的重構要以產業發展為著力點，保證農業的基礎地位，優化農村產業結構，融合一二三產業協調發展，使生產空間能有更高的經濟產出；推動村莊向聚集型方向發展，優化道路網絡，使傳統的單一生活空間向“生活—生產”復合空間發展；劃定山水林田湖草邊界，發揮山水林田湖草的綜合效益，無害化處理生活生產垃圾，保護好農村的生態環境安全。