重慶三峽庫區鄉村聚落人地系統協調性評價

王超超, 李孝坤, 謝 玲, 余 婷

(重慶師范大學 地理與旅游學院, 重慶 401331)

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重慶三峽庫區鄉村聚落人地系統協調性評價

王超超, 李孝坤, 謝 玲, 余 婷

(重慶師范大學 地理與旅游學院, 重慶 401331)

鄉村聚落人地系統協調發展是三峽庫區鄉村可持續發展的重要保障。以重慶三峽庫區各縣域的鄉村聚落人地系統為研究對象，選取影響鄉村聚落人地系統發展的包括資源、環境、經濟、人口、社會五個方面的20個指標，構建了重慶三峽庫區鄉村聚落人地系統綜合發展水平的時序指標體系，采用全局主成分分析法，定量分析庫區鄉村聚落人地系統綜合發展水平；并引入兩系統之間發展協調度模型，對重慶三峽庫區鄉村聚落人地系統協調性進行評價。結果表明：(1) 重慶三峽庫區鄉村聚落人地系統綜合發展水平總體是不斷提高的，但縣域之間差距較大，經濟社會發展水平高的主城各區其鄉村聚落人地系統發展速度及綜合發展水平高于經濟社會發展水平較低的庫區下屬各區縣；(2) 重慶三峽庫區鄉村聚落人地系統正向總體協調的方向發展，自然環境條件較好、社會經濟發展水平高的主城各區其鄉村聚落人地系統協調度也相對較高，而庫區下屬各區縣由于鄉村自然環境較脆弱、社會經濟發展水平較低，其鄉村聚落人地系統協調度也相對較低。

鄉村聚落; 人地系統; 全局主成分分析; 協調度; 重慶三峽庫區

人類的聚落分為城市聚落和鄉村聚落。地理學視角的鄉村聚落(rural settlement)亦稱鄉村居民點，指鄉村居民居住和生產生活的基本場所，由住宅、道路、公共空間等生產生活設施構成。按照聚落的發育過程和所處階段，鄉村聚落包括單家獨戶、村莊、村落和一般集鎮[1]。目前鄉村聚落研究一直是鄉村地理學研究的核心，也是人地關系地域系統研究的重要領域之一[2]。由于發展階段不同，目前國外發達國家鄉村聚落的研究更多的是關注鄉村聚落的生態建設，目的是追求理想的生活模式。例如丹麥學者Robert Gilman提出的生態村概念以及由此發起的生態村運動[3]，澳大利亞生態學家Bill Mollison及其學生David Holmgren提出的“永恒文化村”的概念和實踐[4]。1990年以來，隨著我國改革的繼續深入和經濟的飛速發展，以及城鄉統籌與建設社會主義新農村等政策的實施，鄉村發生著巨大的變化[5]。目前我國正處于社會的高速發展時期，且城建工作長期以來是“城市重心論”，導致現有很多地區鄉村聚落在其發展中存在著整體空間分布散亂、土地效益低下、基礎設施薄弱等諸多問題[6]。經濟的快速增長、人口的激增和社會資源流動速度的加快都使鄉村聚落越來越受到社會現代化建設的沖擊。人地系統是以地球表層一定地域為基礎的人地關系系統,即人和地在特定的地域中相互聯系、相互作用而形成的一種動態整體,是人地關系研究的物質實體系統[7]。傳統意義上的人地系統由人類社會系統和自然地理環境系統組成[8]。英國學者Durr H將其定義為“Man-Land System”，即人口和土地共同組成的系統[9]。近年來，區域人地系統脆弱性的綜合研究[10]，以及協調區域人地系統矛盾問題也一直是地理學和其他相關學科學者所重點研究的綜合課題[11-13]。

三峽庫區地域范圍大，各地自然條件、生態環境基礎、資源稟賦、交通區位、社會經濟等條件差異明顯，形成不同的鄉村聚落類型。而三峽庫區重慶段(以下稱重慶三峽庫區)鄉村人口多、貧困人口多、散居的鄉村聚落與生態環境不協調、生產生活方式傳統落后等客觀現實卻嚴重制約著庫區生態建設及庫區聚落人地系統的可持續發展。在鄉村聚落空間演變過程中，如何因地制宜、科學合理地組織引導鄉村聚落的有序發展，也是當前重慶市統籌城鄉發展、新農村建設、全面建設小康社會所面臨的重大實踐問題[14]。各要素在不同層次和特定地域交互作用形成人地系統發展的耦合結構[15]。人地關系理論的研究與實踐操作對可持續發展的內涵認知也有著舉足輕重的影響[16]，而農業區域的人地系統的發展又具有脆弱性的特點，要實現區域的可持續發展就要降低發展的脆弱性，從而推動區域的快速、健康發展[17]。因此，本研究采用全局主成分分析方法和兩個系統間發展協調度評價模型對重慶三峽庫區的21個縣域的鄉村聚落人地系統發展現狀和協調度水平進行分析評價，為重慶三峽庫區鄉村聚落人地系統的協調發展提供借鑒，以期推動三峽庫區區域可持續發展研究與實踐的深入。

1　指標體系建立

鄉村聚落人地系統是指特定地域內鄉村聚落的資源環境與其人類活動相互作用耦合形成的人地關系系統，本研究將其分為鄉村聚落環境和鄉村聚落發展兩大子系統。鄉村聚落人地系統評價指標體系的建立涉及聚落環境和聚落發展兩個子系統的資源、環境、社會、經濟和人口五個一級評價指標，包含著許多具體指標。因此，在遵循客觀性、科學性、均衡性和可操作性的基礎上，建立鄉村聚落人地系統綜合發展水平評價指標體系，其中聚落環境系統選取資源和環境兩個大類的八個指標，聚落發展系統選取社會、經濟和人口3個大類共12個指標，兩大指標體系共計20個原始指標(表1)。資料分別來源于相應年份的《重慶統計年鑒》[18]以及重慶三峽庫區各縣域相應年份的統計公報。

表1　重慶三峽庫區鄉村聚落人地系統協調性指標體系

2　評價方法

2.1時序全局主成分分析法

(2) 由于原始數據指標的量綱和數量級不同，需要對數據進行標準化處理，公式如下：

Hij=[xij-min(xi)]/[max(xi)-min(xi)]正效應指標

Hij=[max(xi)-xij]/[max(xi)-min(xi)]負效應指標

式中：Hij——各原始指標標準化(無量綱)值;i——年份;j——指標序號;x——數據指標。

(3) 求出R的特征值及對應的特征向量u1，u2，…，up，稱為全局主軸。記u=(u1,u2,…,up)，u′u=I，由線性代數的知識可得第k個主成分:Fk=Xuk，k=1，2，…，p。求得主成分F1，F2，…，Fp的方差貢獻率ak及累計方差貢獻率：a1+a2+…+am，并選出前m個最大的特征值對應的主成分。

(4) 求出Xi與Fj的相關系數rij，得到相關系數矩陣A=(rij)，它也稱為因子載荷矩陣，rij表示第i個變量Xi在第j個公共因子Fj上的負荷，由此可解釋主成分Fj主要包含了哪些變量的信息，主成分Fj就是一個公共因子。再由回歸分析法求出因子的得分函數:

Fj=Uj1X1+Uj2X2+…+UjpXpj=1，2，…，m

(5) 最后，經過全局主成分分析得出的m個主成分，對各主成分的得分進行加權求和，權數就取各主成分的貢獻率，得到因子模型計算系統的綜合得分，其計算方法如下：

Z=a1F1+a2F2+…+akFp

式中：Z——綜合得分值;a1，a2,…,ak——各主成分的得分權重。

時序全局主成分分析法對指標、空間和時間三維時序立體數據表進行分析，能有效保證時序立體數據表體系在降維過程中的統一性、整體性和可比性[21]，從而可以完整描繪重慶三峽庫區鄉村聚落人地系統發展總水平及聚落環境和聚落發展兩大子系統發展水平隨時間變化的動態發展軌跡。

2.2兩個系統間發展協調度評價模型

協調是兩種或兩種以上系統之間的一種良性的發展關系，而協調度則是對其協調狀況好壞程度進行度量的定量指標[22]。如利用全局主成分分析法求得的聚落環境系統和聚落發展系統的綜合發展指數分別為F(x)，F(y)，則當F(x)>F(y)，反映該年度該區縣的聚落發展系統滯后于聚落環境系統的發展；當F(x)=F(y)時反映出該年度聚落環境系統與聚落發展系統同步發展；而當F(x)

為了更加清楚的評價重慶三峽庫區鄉村聚落的聚落環境系統和聚落發展系統的協調程度，可利用模糊數學中的隸屬度概念來對兩個系統的發展協調程度進行評價。首先建立狀態協調度函數：

Q(i/j)=exp[-(F-F′)2/S2]

式中：Q(i/j)——i系統相對于j系統的狀態協調度；F——j系統對i系統的實際值；F′——j系統對i系統要求的協調值；S2——i系統的實際方差。

由系統協調發展的意義以及回歸分析可知，理想狀態中聚落環境系統與聚落發展系統發展模式為同步發展，即當i系統的得分為M時，j系統得分也應為M。但實際中兩個系統完全同步發展的情況是很少存在的，因此我們可以認為當回歸系數為0.8～1時兩個系統為協調狀態。由此可以確定F′的值，當聚落環境的指數為M時，則要求聚落發展指數協調值為(0.8～1)M。通過狀態協調度Q(i/j)可以對系統間協調發展程度進行評價，計算方法如下：

Q=[min{Q(i/j),Q(j/i)}/max{Q(i/j),Q(j/i)}]

(1)

式中：Q——兩個系統的協調度指數；Q(i/j)——i系統對j系統的狀態協調度；Q(j/i)——j系統對i系統的狀態協調度。

從公式(1)可以看出，Q(i/j)與Q(j/i)的值相差越小，Q的值越大，則說明兩系統協調發展程度越高，反之，Q(i/j)與Q(j/i)的值相差越大，Q的值越小，說明兩系統間協調發展程度越低。當Q=1時兩系統為完全協調。為初步反映聚落環境和聚落發展兩系統協調發展程度，本文將系統的協調度進行了等級劃分(表2)。

表2　協調等級劃分標準

3　結果與分析

3.1重慶三峽庫區鄉村聚落人地系統數據分析

本研究利用的數據為重慶三峽庫區21個行政區縣2002年、2007年、2012年的反映人地系統協調性的20個指標的數據，并利用SPSS 20.0軟件進行全局主成分分析。首先進行數據表體系的有效性檢驗，本研究選擇了KMO(Kaiser-Meyer-Olkin)取樣適當性度量與Bartlett球形檢驗。

KMO檢驗值為0.840，表明指標之間有較多的共同因素，適宜做主成分分析；Bartlett球形檢驗中的顯著性為0.000小于0.01拒絕單位相關的原假設，適合做全局主成分分析。對數據體系表進行全局主成分分析，經過計算可得相關矩陣的特征根，以及各指標的貢獻率、累積貢獻率。如表3所示，前4個主成分的累積方差貢獻率為82.394%，表明這4個主成分保留了原始數據的大部分信息，可以用這4個主成分來替代20個數據指標，將其作為人地系統發展水平描述的綜合變量。

表3　旋轉后主成分的特征值及方差貢獻率

經過方差最大化因子旋轉，得出如表4中的因子載荷矩陣。由表4中的數據可知，農民人均純收入(X1)、農業總產值(X2)、恩格爾系數(X5)、農業商品率(X10)、百人擁有醫生人數(X6)、農村用電量(X11)、人均住房面積(X12)、百人擁有教師人數(X13)在第一主成分上所占的比重較大，集中反映了經濟和社會方面的信息，所以第一主成分Z1可以命名為經濟—社會主成分，其方差貢獻率為49.575%，所以影響庫區鄉村聚落人地系統綜合發展水平的第一重要因素就是經濟和社會的發展。農村人均土地資源(X15)、農村人均水資源量(X16)在第二主成分Z2上有較大的載荷值，集中反映了資源方面的信息，可以命名為資源主成分。人口密度(X17)在第三主成分Z3上有著較大的載荷值，所以第三主成分可以命名為人口主成分。而單位播種面積農藥使用量(X19)、單位播種面積化肥折純量(X20)在第四主成分Z4上有著較大的載荷值，第四主成分可以命名為環境主成分。因此按照四個全局主成分的貢獻及負載大小，可以揭示出影響重慶三峽庫區鄉村聚落人地系統綜合發展水平的五大機制依次是經濟、社會、資源、人口和環境，它們一起推動了庫區鄉村聚落人地系統的發展。

表4　全局主成分的因子載荷矩陣

3.2鄉村聚落人地系統綜合發展水平時空演進特點

為了全面反映重慶三峽庫區鄉村聚落人地系統的綜合發展水平，以前四個主成分的方差貢獻率在總方差貢獻率的比重作為權重，求得庫區各縣域在各年的人地系統發展水平的綜合得分，其結果如圖1所示。從時間演變上看，對比2002年，2007年，2012年的數據，21個區縣的人地系統綜合發展水平都有著不同程度的提升。尤其以沙坪壩區增長最快，沙坪壩區從2002年的-45.66增長到了2012年的101.24，增幅最大，增長了146.9。增長幅度最小的區縣豐都縣也由2002年的-40.46增長到了2012年的55.84。由此看出，從2002—2012年，重慶三峽庫區鄉村聚落人地系統的綜合發展水平呈現逐步增長趨勢，表明整個庫區鄉村聚落人地系統進入良性發展狀態，11 a來鄉村聚落人地系統發展水平整體趨勢穩步上升。

從空間格局及其演進看，11 a中各縣域人地系統綜合發展水平差異較大，尤其是主城的八個區和庫區下屬的十三個區縣差異明顯。2002年各區縣人地系統差距不大，只有渝東北翼的巫山縣、巫溪縣、開縣發展水平較低，而2007年、2012年各區縣鄉村聚落人地系統綜合發展水平排名靠前的主要集中在重慶主城的八個區縣，其中以沙坪壩區和渝北區的綜合得分最高，2012年分別達到了101.24，94.07；而庫區下屬的巫山縣、巫溪縣、石柱土家族自治縣、忠縣、武隆縣等十三個區縣人地系統綜合發展水平在2007年，2012年均處于中下游發展水平(圖2)，其中巫溪縣、奉節縣和忠縣在三年中均處于人地系統綜合發展水平排名的下層。這是由于影響重慶三峽庫區鄉村聚落人地系統綜合發展水平的第一、第二因素分別是經濟和社會的發展，這兩個影響因素達到了49.575%，而重慶主城的八個區由于歷史、政治和地理環境等因素的影響，其經濟和社會發展水平普遍較高，且在1997年重慶成立直轄市以來取得了較大的發展。因此重慶三峽庫區中主城的八個區的鄉村聚落人地系統綜合發展水平均是優于庫區下屬十三個區縣的，而庫區下屬各區縣人地系統綜合發展水平雖近年也發展較快，但整體發展水平還是和主城各區差距較大。

圖1各區縣鄉村聚落人地系統綜合發展水平時序變化

圖2庫區各區縣人地系統綜合發展水平

3.3鄉村聚落環境—聚落發展系統協調性評價

(1) 聚落環境與聚落發展系統時序變化特點。同理根據時序全局主成分分析法對2002年，2007年，2012年的20個人地系統數據指標進行分系統的定量分析，即分別從聚落環境、聚落發展兩個子系統指標來進行全局主成分分析。結果表明聚落環境、聚落發展系統的KMO值分別為0.751，0.768，適合做主成分分析，且兩個系統的顯著性值均為0.00小于0.01拒絕單位相關的原假設，各變量之間存在著顯著的相關性，適合做主成分分析。

聚落環境和聚落發展兩系統綜合得分結果如圖(圖3，圖4)所示，兩系統的發展水平在2002年到2012年呈增長趨勢。在發展速度上，兩系統都發展較快，但聚落發展系統的發展速度要高于聚落環境系統。2002年的聚落環境和聚落發展系統綜合得分中，有10個區縣的聚落環境系統的綜合得分高于聚落發展系統；而到2012年，隨著聚落發展系統的快速發展，已有16個區縣的聚落發展系統綜合得分高于聚落環境系統。這也反映出，聚落環境和聚落發展兩系統雖然都取得了較快發展，但其協調性并非一致。

圖3庫區各區縣聚落環境系統發展水平時序變化

(2) 聚落環境與聚落發展系統協調性時空演進特點。根據兩系統協調度評價模型計算出重慶三峽庫區各縣域鄉村聚落人地系統2002年，2007年，2012年的協調指數和協調等級，如圖5所示。從時間維度來看，2002年協調等級在初級以上的區縣有9個，占庫區所有區縣的42%，中級失調的區縣有5個,輕度失調的區縣有7個,占所有區縣的33%；2007年初級協調以上的區縣有12個，占庫區所有區縣的57%；而到2012年初級協調以上的區縣達到了14個，占庫區所有區縣的67%，在協調水平以下的8個區縣也都為輕度失調。從空間維度上看，2002年重慶三峽庫區的21個區縣中，一小時經濟圈中的11個區縣除涪陵區和長壽區外均為初級協調水平以上，而渝東南翼和渝東北翼的10個區縣都為不協調狀態；到2012年一小時經濟圈中除長壽區為輕度失調水平外，大渡口區、江北區、渝北區、九龍坡區、南岸區、沙坪壩區、北碚區、巴南區、江津區9個區縣均已達到初級協調水平以上，其中大渡口區、北碚區2個區已達到了高級協調水平，而渝東南翼和渝東北翼中除萬州區、豐都縣和云陽縣三個區縣為初級協調水平外，其余的武隆縣、石柱土家族自治縣、開縣、忠縣、奉節縣、巫山縣和巫溪縣7個縣域都為輕度失調水平。

從整體趨勢來看，聚落環境和聚落發展兩系統正向總體協調方向演化，即人地關系整體正趨于協調發展狀態，但區域差異顯著。即重慶三峽庫區的21個區縣中，一小時經濟圈中的11個區縣鄉村聚落人地系統協調水平相對較高，而渝東南翼和渝東北翼的10個區縣整體協調水平較低，因此，區域的鄉村聚落人地系統協調水平與其自然環境條件和社會經濟發展水平有著很強的相關性。渝東南翼和渝東北翼的10個區縣中除萬州區的社會經濟發展水平較高外，其余區縣的鄉村聚落自然環境較脆弱，限制了社會經濟的發展，社會經濟發展水平低又使其對鄉村環境整治的投入較少，最終導致區域協調度較低。而重慶主城地區社會經濟發展水平普遍較高，第三產業發達，對鄉村環境的投入力度也大，帶動了其鄉村聚落人地系統的發展，區域人地系統協調度相對也較高。

圖4庫區各區縣聚落發展系統發展水平時序變化

圖5重慶三峽庫區鄉村聚落環境系統與聚落發展系統協調度分布

5　結論及建議

5.1結論

(1) 重慶三峽庫區鄉村聚落人地系統綜合發展水平不斷提高，但縣域間差異較大。從重慶三峽庫區鄉村聚落人地系統的全局主成分定量分析結果來看，2002—2012年，21個縣域鄉村聚落人地系統綜合發展水平是不斷提高的，尤其是重慶主城8個區發展水平普遍較高，2012年都已達到了60以上。表明整個重慶三峽庫區鄉村聚落人地系統正處于一種進步發展狀態，但是由于主城各區的經濟和社會發展水平較高，導致主城各區和庫區下屬各縣域鄉村聚落人地系統發展的不平衡，區域之間鄉村聚落人地系統綜合發展水平差異也較大。

(2) 重慶三峽庫區鄉村聚落環境系統和聚落發展系統之間的協調水平逐漸增強。本研究引入模糊數學法進行兩系統協調度的評價，結果表明兩系統正向總體協調的方向演化。2002年重慶三峽庫區21個區縣中初級協調以上的區縣只有9個，2007年初級協調以上的區縣達到了12個，而到2012年初級協調以上的區縣已達到了14個，占庫區所有區縣的67%，主城的8個區都達到了初級協調水平以上，其中大渡口區和北碚區兩個區在2012年都已達到了高級協調水平。表明整個重慶三峽庫區鄉村聚落人地系統正向總體協調的方向發展，自然環境條件較好和社會經濟發展水平較高的主城各區其人地系統協調度也相對較高，而庫區下屬各區縣由于鄉村自然環境較脆弱、社會經濟發展水平較低，其鄉村聚落人地系統協調度相對也較低。

5.2建議

(1) 重慶三峽庫區鄉村聚落人地系統的綜合發展水平雖然是不斷提高的，但區域之間差異較大，庫區下屬各縣域人地系統綜合發展水平仍落后于主城各區。一個區域的發展同時受內部因素和外部因素的雙重影響，而在外部因素中，除政策因素外，區際關系是主要方面。因此，今后在促進重慶三峽庫區鄉村聚落人地系統發展的同時，還應當注重區域之間的平衡發展。

(2) 重慶三峽庫區鄉村聚落的聚落環境系統和聚落發展系統總體雖然趨于協調發展，但今后應當在科學發展觀的指導下，在注重鄉村經濟社會發展的同時更加注重環境的發展，優化鄉村聚落人地關系，建立和諧的城鄉關系，提高農民生產和收入水平，提升新農村建設的質量，使鄉村聚落在發展的同時分擔部分城市的職能，從而實現較優質的城市化并促進其整體聚落環境質量的提升，從而促進整個重慶三峽庫區鄉村聚落人地系統的可持續發展。

鄉村聚落人地系統的聚落環境和聚落發展系統有著密切的聯系，加強對兩系統發展機制的探討分析，能夠更好的揭示聚落環境和聚落發展的內在關系，從而更好的促進重慶三峽庫區鄉村聚落人地系統的協調發展。以上這些設想，還有待進一步研究。

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Coordination Analysis on Man-land System of Rural Settlements in the Three Gorges Reservoir of Chongqing

WANG Chaochao, LI Xiaokun, XIE Ling, YU Ting

(College of Geography and Tourism, Chongqing Normal University, Chongqing 401331, China)

Coordinated development of man-land system of rural settlements is the important way for sustainable development of rural settlements in the Three Gorges Reservoir. Man-land system of rural settlements in the Three Gorges Reservoir of Chongqing was selected as the study site, 20 indicators affecting man-land system development was selected to construct time sequence index system of comprehensive developmental level of man-land system to make a quantitative analysis on the system in the Three Gorges Reservoir of Chongqing by applying the generalized principle component analysis. And the introduction of coordination degree model of the development between the two systems was used to evaluate man-land system coordination of rural settlements in the Three Gorges Reservoir of Chongqing. The results are shown as follows. (1) The overall developmental level of man-land system of rural settlements in the Three Gorges Reservoir of Chongqing has gained a continuous improvement, but the gap between the counties is larger, the overall developmental level of man-land system of rural settlements and the comprehensive development level of the urban districts with the high level of economic and social development are higher than the subordinate districts and counties with low level of economic and social development. (2) The man-land system of rural settlements in the Three Gorges Reservoir of Chongqing presents a state of coordinated development, the downtown districts whose natural environment condition is good, and the social and economic development level are high, gaining the high level of the man-land system. However, the level of the man-land system of the rural subordinate districts and counties are relatively low because of their poor environment and low-level economic development.

rural settlements; man-land system; GPCA; coordination degree; Three Gorges Reservoir of Chongqing

2014-08-26

2014-09-23

教育部人文社會科學研究規劃資助項目(11YJAZH049);國家自然科學資助項目(41101563,41201133);國家社會科學基金年度項目(14BJY146);地理學重慶市“十二五”重點學科項目(2011)

王超超(1987—),男,河南新鄉人,碩士研究生,主要從事區域規劃與開發研究。E-mail:wxchn2@qq.com

李孝坤(1962—),男,四川西充人,教授,碩士生導師,主要從事資源環境與區域發展，鄉村地理與新農村建設研究。E-mail:cslixk@qq.com

K901.8；X24

A

1005-3409(2015)04-0298-07