基于改進(jìn)引力模型的鎮(zhèn)域村鎮(zhèn)等級(jí)體系定量化研究

劉耀林，范建彬*，李楚琪，侯賀平，劉艷芳

（1. 武漢大學(xué)資源與環(huán)境科學(xué)學(xué)院/地理信息系統(tǒng)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/地理空間信息技術(shù)協(xié)同創(chuàng)新中心，湖北 武漢 430079；2. 華南農(nóng)業(yè)大學(xué)公共管理學(xué)院，廣東 廣州 510642）

基于改進(jìn)引力模型的鎮(zhèn)域村鎮(zhèn)等級(jí)體系定量化研究

劉耀林1，范建彬1*，李楚琪2，侯賀平1，劉艷芳1

（1. 武漢大學(xué)資源與環(huán)境科學(xué)學(xué)院/地理信息系統(tǒng)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/地理空間信息技術(shù)協(xié)同創(chuàng)新中心，湖北 武漢 430079；2. 華南農(nóng)業(yè)大學(xué)公共管理學(xué)院，廣東 廣州 510642）

基于改進(jìn)的引力模型，以湖北省浠水縣散花鎮(zhèn)為研究對(duì)象，分析散花鎮(zhèn)43個(gè)行政村的空間相互作用格局，依據(jù)村鎮(zhèn)網(wǎng)絡(luò)的潛力指數(shù)和節(jié)點(diǎn)度定量化劃分村鎮(zhèn)等級(jí)體系，探討其發(fā)展策略。結(jié)果表明，散花鎮(zhèn)形成西南區(qū)域、省道S201沿線(xiàn)和東部區(qū)域3個(gè)顯著分異的區(qū)域。西南區(qū)域行政村綜合實(shí)力為71.92、可達(dá)性為19.39 min，優(yōu)于鎮(zhèn)域均值，其潛力指數(shù)和節(jié)點(diǎn)度多為I等，村村聯(lián)系緊密，是村鎮(zhèn)網(wǎng)絡(luò)的中心；省道S201沿線(xiàn)行政村綜合實(shí)力為66.44，潛力指數(shù)略低，為II等，但受益于良好的交通區(qū)位，可達(dá)性為19.20 min、節(jié)點(diǎn)度多為I等，村村聯(lián)系廣泛；東部區(qū)域?qū)嵙θ酰姓寰C合實(shí)力為54.06，交通落后，可達(dá)性?xún)H為27.23 min，潛力指數(shù)和節(jié)點(diǎn)度多為III等，村村聯(lián)系松散，處于村鎮(zhèn)網(wǎng)絡(luò)的邊緣。據(jù)此，根據(jù)潛力指數(shù)和節(jié)點(diǎn)度并從村鎮(zhèn)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與功能優(yōu)化的角度將散花鎮(zhèn)村鎮(zhèn)等級(jí)體系劃分為城鎮(zhèn)/集鎮(zhèn)、中心村、發(fā)展村和一般村。其中，城鎮(zhèn)和集鎮(zhèn)應(yīng)加強(qiáng)產(chǎn)業(yè)合理布局和基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，體現(xiàn)輻射帶動(dòng)作用，優(yōu)化村鎮(zhèn)網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系；中心村要合理規(guī)劃工農(nóng)業(yè)，強(qiáng)化與城鎮(zhèn)和集鎮(zhèn)等經(jīng)濟(jì)中心的空間聯(lián)系，推進(jìn)城鄉(xiāng)統(tǒng)籌發(fā)展；發(fā)展村要考慮到其區(qū)位和資源稟賦條件，因地制宜確定發(fā)展方向；一般村著重發(fā)展現(xiàn)代農(nóng)業(yè)，推動(dòng)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化與規(guī)模化發(fā)展。研究豐富了村鎮(zhèn)等級(jí)體系規(guī)劃的理論，對(duì)優(yōu)化城鄉(xiāng)資源配置、統(tǒng)籌城鄉(xiāng)發(fā)展具有指導(dǎo)意義。

村鎮(zhèn)規(guī)劃；等級(jí)體系；空間相互作用；引力模型；散花鎮(zhèn)

劉耀林， 范建彬， 李楚琪， 侯賀平， 劉艷芳. 基于改進(jìn)引力模型的鎮(zhèn)域村鎮(zhèn)等級(jí)體系定量化研究［J］. 農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化研究， 2016，37（1）: 158-165.

Liu Y L， Fan J B， Li C Q， Hou H P， Liu Y F. Town-based quantitative analysis of the town-and-village hierarchy system using an improved gravity model［J］. Research of Agricultural Modernization， 2016， 37（1）: 158-165.

改革開(kāi)放以來(lái)，國(guó)家和地方較多關(guān)注城市和城鎮(zhèn)的規(guī)劃、建設(shè)與發(fā)展，而對(duì)農(nóng)村地區(qū)的規(guī)劃與建設(shè)則關(guān)注較少［1］。農(nóng)村地區(qū)規(guī)劃的缺乏導(dǎo)致了一系列的“農(nóng)村病”，農(nóng)村地區(qū)村莊建設(shè)各行其是，居民點(diǎn)星羅棋布；同時(shí)，農(nóng)村地區(qū)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)水平低下、公共服務(wù)設(shè)施布局不合理，導(dǎo)致農(nóng)村地區(qū)生產(chǎn)生活不方便、缺乏信息交流和投資環(huán)境［2-3］。目前我國(guó)正處于統(tǒng)籌城鄉(xiāng)一體化發(fā)展的新階段，重視農(nóng)村地區(qū)的規(guī)劃，形成科學(xué)合理的村鎮(zhèn)等級(jí)體系，有助于合理優(yōu)化人口、產(chǎn)業(yè)和基礎(chǔ)設(shè)施等資源要素在城鄉(xiāng)地域的空間布局，從而促進(jìn)農(nóng)村地區(qū)的發(fā)展，實(shí)現(xiàn)與城鎮(zhèn)發(fā)展的良性互動(dòng)［4-6］。

國(guó)內(nèi)有諸多學(xué)者從不同角度出發(fā)研究如何合理確定村鎮(zhèn)等級(jí)體系［7-12］。近年來(lái)逐漸有學(xué)者從空間相互作用、網(wǎng)絡(luò)形態(tài)結(jié)構(gòu)等視角研究村鎮(zhèn)等級(jí)體系。覃永暉等［13］通過(guò)構(gòu)建“鎮(zhèn)村體系引力強(qiáng)度模型”對(duì)村鎮(zhèn)等級(jí)體系的網(wǎng)絡(luò)化規(guī)劃進(jìn)行了實(shí)證研究；惠怡安等［14］則基于人際聯(lián)系數(shù)據(jù)運(yùn)用社會(huì)網(wǎng)絡(luò)分析法對(duì)村鎮(zhèn)體系網(wǎng)絡(luò)的空間結(jié)構(gòu)進(jìn)行了深入分析。農(nóng)村地區(qū)各經(jīng)濟(jì)體間相互聯(lián)系形成的網(wǎng)絡(luò)形態(tài)被認(rèn)為是一種重要的地域空間結(jié)構(gòu)特征，對(duì)優(yōu)化城鄉(xiāng)資源配置、促進(jìn)城鄉(xiāng)互動(dòng)發(fā)展具有重要作用［15-16］。現(xiàn)有研究在使用模型測(cè)度村鎮(zhèn)空間相互作用、構(gòu)建村鎮(zhèn)網(wǎng)絡(luò)時(shí)，在模型的質(zhì)量參數(shù)和距離參數(shù)的表征上普遍單一化，不能科學(xué)全面地反映地區(qū)的綜合特征［13，17］。此外，從行政村尺度的空間相互作用視角研究村鎮(zhèn)等級(jí)體系的仍較少。行政村是構(gòu)成鎮(zhèn)域村鎮(zhèn)網(wǎng)絡(luò)的基本單元，是新農(nóng)村建設(shè)的前沿陣地。科學(xué)認(rèn)識(shí)和合理確定行政村在村鎮(zhèn)等級(jí)體系中的地位和功能是推進(jìn)城鄉(xiāng)一體化、統(tǒng)籌城鄉(xiāng)發(fā)展的核心問(wèn)題［18-19］。因此從行政村尺度進(jìn)行村鎮(zhèn)等級(jí)體系研究具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

基于此，為使引力模型的測(cè)度結(jié)果能更加科學(xué)地反映實(shí)際，本研究從質(zhì)量參數(shù)和距離參數(shù)的表征形式入手對(duì)引力模型進(jìn)行改進(jìn)；質(zhì)量參數(shù)在建立行政村綜合實(shí)力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的基礎(chǔ)上，采用行政村綜合實(shí)力進(jìn)行表征；距離參數(shù)則采用空間可達(dá)性進(jìn)行表征，將距離測(cè)度形式從空間尺度轉(zhuǎn)為時(shí)間尺度，對(duì)通行難度加以考慮和量化。據(jù)此改進(jìn)后，以湖北省浠水縣散花鎮(zhèn)為研究對(duì)象，運(yùn)用改進(jìn)的引力模型測(cè)度鎮(zhèn)域內(nèi)各行政村之間的空間相互作用，根據(jù)測(cè)度結(jié)果并結(jié)合實(shí)際，合理確定村鎮(zhèn)等級(jí)體系，并對(duì)各等級(jí)行政村的發(fā)展策略進(jìn)行探討。

1 研究區(qū)概況

散花鎮(zhèn)位于長(zhǎng)江中游北岸、黃—鄂—黃經(jīng)濟(jì)圈中部和浠水縣南部，與工業(yè)強(qiáng)市黃石隔江相望（圖1）。2012年末，該鎮(zhèn)面積135.6 km2，轄46個(gè)行政村，人口88 040人，非農(nóng)業(yè)人口6 773人，地區(qū)生產(chǎn)總值79.3億元，農(nóng)民人均純收入8 022元。散花鎮(zhèn)區(qū)位優(yōu)越、水陸交通便利，境內(nèi)有長(zhǎng)江水道21 km，黃石長(zhǎng)江公路大橋與鄂東長(zhǎng)江公路大橋橫跨其上；黃黃高速、大廣高速與省道S201在境內(nèi)交匯。散花鎮(zhèn)作為鄂東濱江新區(qū)的核心開(kāi)發(fā)區(qū)，正處于加速發(fā)展的階段，合理認(rèn)識(shí)村鎮(zhèn)等級(jí)體系對(duì)優(yōu)化資源配置、促進(jìn)區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展具有重要意義。本研究除3個(gè)國(guó)營(yíng)農(nóng)林場(chǎng)不在討論之列外，共有43個(gè)行政村評(píng)價(jià)單元。

2 研究方法

2.1 數(shù)據(jù)來(lái)源

本研究社會(huì)經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)來(lái)源于《浠水縣情2013》；土地利用現(xiàn)狀數(shù)據(jù)來(lái)源于浠水縣第二次土地調(diào)查成果（1∶10 000）；農(nóng)村公路來(lái)源于土地調(diào)查成果，等級(jí)公路來(lái)源于湖北省土地整治規(guī)劃（2011-2020）數(shù)據(jù)庫(kù)（1∶500 000）；公共設(shè)施點(diǎn)的POI（point of interest）數(shù)據(jù)來(lái)源于百度LBS開(kāi)放平臺(tái)，通過(guò)Place API V2.0獲取，數(shù)據(jù)經(jīng)處理后轉(zhuǎn)為WGS1984坐標(biāo)系，誤差在2 m范圍內(nèi)；高程數(shù)據(jù)來(lái)源于中國(guó)科學(xué)院地理空間數(shù)據(jù)云平臺(tái)提供的30 m分辨率的ASTER GDEM V2數(shù)據(jù)集。

圖1 研究區(qū)位置圖Fig. 1 Location of study area

2.2 引力模型及其改進(jìn)

引力模型是以萬(wàn)有引力公式為原型并基于距離衰減原理的數(shù)理模型，可用于測(cè)度兩區(qū)域之間空間相互作用強(qiáng)度的大小［20］。基本形式為：

式中：Eij為區(qū)域i與區(qū)域j之間的空間相互作用強(qiáng)度（引力值）；mi、mj分別為區(qū)域i和區(qū)域j的質(zhì)量；dijb為區(qū)域i與區(qū)域j之間距離的b次方，b為距離的摩擦系數(shù)，參考有關(guān)研究［20］，b取值為2；k為引力系數(shù)，在橫向比較中可以約去，對(duì)結(jié)果無(wú)實(shí)質(zhì)性影響，故取值為1。

現(xiàn)有研究中，通常以區(qū)域的總?cè)丝凇⒌貐^(qū)生產(chǎn)總值等單一指標(biāo)表征區(qū)域的質(zhì)量，以歐式距離表征距離［13，17］。區(qū)域是自然、社會(huì)和經(jīng)濟(jì)等要素相互作用形成的復(fù)雜系統(tǒng)，且各要素之間在數(shù)量和質(zhì)量上存在較大的差異，單一化的指標(biāo)難以準(zhǔn)確全面地刻畫(huà)其綜合特征。同時(shí)，歐式距離單純考慮空間直線(xiàn)距離，對(duì)影響兩區(qū)域之間通行難度的交通、地形等條件未作考慮，在反映兩區(qū)域之間通行的真實(shí)成本方面存在一定的片面性。因此，需要對(duì)引力模型中的質(zhì)量參數(shù)和距離參數(shù)的表征形式進(jìn)行改進(jìn)。首先從經(jīng)濟(jì)發(fā)展、區(qū)位條件、生產(chǎn)條件、生活條件和生態(tài)條件等5個(gè)方面建立行政村綜合實(shí)力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系測(cè)度各行政村綜合實(shí)力，作為質(zhì)量的表征；其次，借助于空間可達(dá)性將距離這一空間度量概念轉(zhuǎn)變?yōu)闀r(shí)間成本概念，以?xún)蓞^(qū)域之間的最小時(shí)間成本作為距離的表征。

在利用改進(jìn)引力模型計(jì)算得到引力值的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步計(jì)算潛力指數(shù)和節(jié)點(diǎn)度。潛力指數(shù)是某行政村與鎮(zhèn)域內(nèi)所有行政村之間的引力值之和，反映了該行政村在鎮(zhèn)域內(nèi)的集聚能力［21］。節(jié)點(diǎn)度是某行政村與鎮(zhèn)域內(nèi)所有行政村之間強(qiáng)聯(lián)系的數(shù)量，反映了該行政村在村鎮(zhèn)網(wǎng)絡(luò)中的重要程度［22］。

2.3 行政村綜合實(shí)力指標(biāo)體系構(gòu)建與權(quán)重確定

行政村綜合實(shí)力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系見(jiàn)表1。經(jīng)濟(jì)發(fā)展刻畫(huà)了行政村的經(jīng)濟(jì)實(shí)力，經(jīng)濟(jì)實(shí)力強(qiáng)的行政村既能積極接受中心城鎮(zhèn)的輻射作用，又能通過(guò)自身發(fā)展帶動(dòng)周邊村落的發(fā)展；區(qū)位條件表示行政村在區(qū)域中所處的位置，優(yōu)越的區(qū)位條件有利于行政村便利地獲取信息和資源，促進(jìn)生產(chǎn)和生活水平的提高；生產(chǎn)條件反映了行政村的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資源稟賦，代表行政村農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)；生活條件考慮的是行政村與教育設(shè)施和醫(yī)療設(shè)施的空間可達(dá)性，體現(xiàn)了行政村生活條件的便捷程度；生態(tài)條件表示行政村的生態(tài)質(zhì)量，生態(tài)質(zhì)量較好的行政村在維持生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性方面的能力更強(qiáng)。

本研究使用層次分析法確定指標(biāo)權(quán)重，并對(duì)結(jié)果進(jìn)行了一致性檢驗(yàn)，統(tǒng)計(jì)值均遠(yuǎn)小于0.1，符合檢驗(yàn)要求。隨后，使用極差變換法對(duì)指標(biāo)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，消除量綱，加權(quán)求和計(jì)算行政村綜合實(shí)力。

2.4 空間可達(dá)性分析方法

空間可達(dá)性是指物體從空間的一點(diǎn)到達(dá)另一點(diǎn)的便捷程度或所消耗的成本，常用時(shí)間成本或經(jīng)濟(jì)成本表示［23］。常用的測(cè)度方法有網(wǎng)絡(luò)分析法和柵格分析法［24］。由于鎮(zhèn)域路網(wǎng)密度較低，且各節(jié)點(diǎn)間干線(xiàn)聯(lián)系不完整，因此本研究采用柵格分析法。

在測(cè)度空間可達(dá)性前，首先需要確定不同地類(lèi)通行單位距離的時(shí)間成本。參考有關(guān)研究［25］，以《土地利用現(xiàn)狀分類(lèi)》（GB/T 21010—2007）為依據(jù)，將地類(lèi)分為I、II、III、IV 4類(lèi)。I類(lèi)是交通運(yùn)輸用地（不含鐵路用地、街巷用地、機(jī)場(chǎng)用地、港口碼頭用地和管道運(yùn)輸用地），參考《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（JTG B01—2014）并結(jié)合當(dāng)?shù)貙?shí)際，細(xì)分為高速公路、省道和農(nóng)村道路（該鎮(zhèn)無(wú)國(guó)道和縣道過(guò)境）。考慮到高速公路屬于封閉道路，且一般在農(nóng)村沒(méi)有出入口，因此設(shè)置為不可通行；省道通行速度設(shè)置為50 km/h，農(nóng)村道路為15 km/h。II類(lèi)為水域及水利設(shè)施用地，設(shè)置為不可通行。III類(lèi)是耕地、園地、林地、草地和其他土地，通行速度設(shè)置為5 km/h。IV類(lèi)是商服用地、工礦倉(cāng)儲(chǔ)用地、住宅用地、公共管理與公共服務(wù)用地、特殊用地、城鎮(zhèn)村及工礦用地和交通運(yùn)輸用地中的鐵路用地、街巷用地、機(jī)場(chǎng)用地、港口碼頭用地、管道運(yùn)輸用地等，通行速度設(shè)置為15 km/h。

表1 行政村綜合實(shí)力指標(biāo)體系及權(quán)重Table1 Indicator system of comprehensive strength of administrative village and weight

借助ARCGIS 10.2的路徑距離工具（path distance）測(cè)度空間可達(dá)性，步驟為：1）提取土地利用現(xiàn)狀數(shù)據(jù)庫(kù)中各地類(lèi)數(shù)據(jù)，分別賦予單位距離通行時(shí)間成本后進(jìn)行重分類(lèi)，生成時(shí)間成本柵格，兼顧精度與計(jì)算效率，柵格分辨率為30 m；2）借助路徑距離工具，以各行政村為源，高程為修正因素，計(jì)算得到各行政村的時(shí)間成本格局圖；3）基于Python編程實(shí)現(xiàn)兩兩行政村之間時(shí)間成本的提取，得到空間可達(dá)性矩陣。

3 結(jié)果與分析

3.1 散花鎮(zhèn)行政村空間相互作用的結(jié)構(gòu)特征

將行政村抽象為節(jié)點(diǎn)，行政村間的空間相互作用抽象為連接邊，以引力值的均值22.59作為強(qiáng)聯(lián)系與弱聯(lián)系的分界線(xiàn)，并運(yùn)用自然斷點(diǎn)法將強(qiáng)聯(lián)系由高到低劃為I、II、III、IV 4個(gè)等級(jí)，得到散花鎮(zhèn)的行政村空間相互作用結(jié)構(gòu)圖（圖2a）。

散花鎮(zhèn)行政村空間相互作用具有明顯的空間分異。首先，西南區(qū)域行政村的空間相互作用最強(qiáng)，村村聯(lián)系最為緊密。I等、II等和III等連接邊主要分布在西南區(qū)域，分別有1條、13條和31條，在西南區(qū)域構(gòu)成一個(gè)聯(lián)系緊密的局部村鎮(zhèn)網(wǎng)絡(luò)，并向中部區(qū)域延伸，與位處中部的馬垅村、禹山村和添福庵村存在較強(qiáng)的聯(lián)系。西南區(qū)域行政村的綜合實(shí)力平均為71.92、時(shí)間成本平均為19.39 min，均優(yōu)于鎮(zhèn)域均值；馬垅村是綜合實(shí)力較強(qiáng)的傳統(tǒng)集鎮(zhèn)，禹山村和添福庵村是靠近鎮(zhèn)域經(jīng)濟(jì)中心的行政村，均具備良好的交通條件，因此它們?cè)阪?zhèn)域村鎮(zhèn)網(wǎng)絡(luò)中具有較強(qiáng)的集聚能力和較高的重要性。

其次，省道S201沿線(xiàn)行政村空間相互作用較強(qiáng)，村村聯(lián)系較為緊密。該區(qū)域多為IV等連接邊，共有170條。省道S201沿線(xiàn)行政村綜合實(shí)力平均為66.44，略高于鎮(zhèn)域均值（62.81），但時(shí)間成本平均為19.20 min，優(yōu)于鎮(zhèn)域均值（22.96 min），且優(yōu)于西南區(qū)域的19.39 min，但總體而言次于西南區(qū)域。

最后，東部區(qū)域行政村空間相互作用最弱，村村聯(lián)系最為松散。東部區(qū)域行政村綜合實(shí)力平均為54.06，時(shí)間成本平均為27.23 min，劣于鎮(zhèn)域均值，與西南區(qū)域和省道S201沿線(xiàn)的行政村存在較大的差距；此外，東部區(qū)域地形起伏度相對(duì)較高，平均為25.26 m，而西南和中部區(qū)域平均為20.70 m。因此東部區(qū)域行政村在鎮(zhèn)域村鎮(zhèn)網(wǎng)絡(luò)中居于邊緣位置。

3.2 散花鎮(zhèn)行政村空間相互作用的質(zhì)量特征

用潛力指數(shù)和節(jié)點(diǎn)度來(lái)表征行政村空間相互作用的質(zhì)量特征。

1）潛力指數(shù)。行政村的潛力指數(shù)越高，意味著該行政村與鎮(zhèn)域內(nèi)其他行政村之間的相互作用越強(qiáng)、聯(lián)系越緊密，在鎮(zhèn)域內(nèi)具有更強(qiáng)的集聚能力。采用自然斷點(diǎn)法將潛力指數(shù)由高到低分為I（1342.61-4173.46）、II（620.51-1342.60）、III（155.69-620.50）3個(gè)等級(jí)（圖2b）。

圖2 散花鎮(zhèn)行政村空間相互作用格局與村鎮(zhèn)等級(jí)體系劃分Fig. 2 Patterns of spatial interaction among the administrative villages （a-c） and the town-and-village hierarchy （d） of the Sanhua Town

首先，I等潛力指數(shù)的行政村主要分布在西南區(qū)域，以及鄰近西南區(qū)域的禹山村與添福庵村和傳統(tǒng)集鎮(zhèn)馬垅村。西南區(qū)域是散花鎮(zhèn)的經(jīng)濟(jì)中心，馬垅村具有良好的發(fā)展基礎(chǔ)，與鄰近經(jīng)濟(jì)中心的禹山村和添福庵村均是浠水縣城鎮(zhèn)規(guī)劃中的重點(diǎn)規(guī)劃區(qū)域，在鎮(zhèn)域中具有最強(qiáng)的集聚能力。

其次，II等潛力指數(shù)的行政村分布在省道S201沿線(xiàn)，良好的交通區(qū)位為其接受城鎮(zhèn)發(fā)展輻射和吸引農(nóng)村要素集聚提供了有利條件。

最后，III等潛力指數(shù)的行政村較多分布在東部區(qū)域和中部邊緣，該部分行政村既與經(jīng)濟(jì)中心距離較遠(yuǎn)，也缺乏有利的交通條件，在鎮(zhèn)域內(nèi)處于不利的位置。可以發(fā)現(xiàn)，臨近經(jīng)濟(jì)中心和交通干道為高潛力指數(shù)的行政村的發(fā)育和發(fā)展提供了有利條件。

2）節(jié)點(diǎn)度。行政村的節(jié)點(diǎn)度越高，意味著該行政村在村鎮(zhèn)網(wǎng)絡(luò)中的重要性就越高，越接近于網(wǎng)絡(luò)的中心位置，反之則居于邊緣地位。采用自然斷點(diǎn)法將節(jié)點(diǎn)度由高到低分為I（12-24）、II（5-11）、III（0-4）3個(gè)等級(jí)（圖2c）。

首先，I等節(jié)點(diǎn)度的行政村分布在西南區(qū)域和省道S201沿線(xiàn)，且沿線(xiàn)行政村的節(jié)點(diǎn)度（平均為19.86）普遍高于西南區(qū)域（平均為17.86）。較高的綜合實(shí)力與便利的交通條件使得西南區(qū)域和省道S201沿線(xiàn)的行政村與鎮(zhèn)域內(nèi)所有行政村之間有最多的強(qiáng)聯(lián)系，而沿線(xiàn)行政村由于地處鎮(zhèn)域中部，在空間可達(dá)性上最具優(yōu)勢(shì)，因此在節(jié)點(diǎn)度上優(yōu)于西南區(qū)域。

其次，省道S201沿線(xiàn)與非沿線(xiàn)的行政村之間的節(jié)點(diǎn)度存在較大差異。沿線(xiàn)行政村多為I等，節(jié)點(diǎn)度平均為19.86，省道S201外圍的非沿線(xiàn)行政村多為II等，節(jié)點(diǎn)度平均為8.50，其余距離省道S201較遠(yuǎn)的普遍為III等，節(jié)點(diǎn)度平均為2.24，彼此之間存在較大的落差。

最后，東部區(qū)域行政村的節(jié)點(diǎn)度普遍為III等，表現(xiàn)出聯(lián)系松散的特點(diǎn)，僅福主廟村與周邊行政村之間有較多強(qiáng)聯(lián)系，其節(jié)點(diǎn)度為II等。不難發(fā)現(xiàn)，交通干道是構(gòu)建村鎮(zhèn)網(wǎng)絡(luò)的基本骨架，是村村聯(lián)系的重要通道。

3.3 散花鎮(zhèn)村鎮(zhèn)等級(jí)體系劃分

行政村在村鎮(zhèn)體系中所處的等級(jí)應(yīng)受到該行政村在村鎮(zhèn)網(wǎng)絡(luò)中所處地位的重要影響，即受該行政村與鎮(zhèn)域內(nèi)其他行政村聯(lián)系的深度（潛力指數(shù)）和廣度（節(jié)點(diǎn)度）的影響。因此，以潛力指數(shù)和節(jié)點(diǎn)度作為村鎮(zhèn)等級(jí)體系劃分的依據(jù)，按潛力指數(shù)和節(jié)點(diǎn)度的不同等級(jí)兩兩組合確定鎮(zhèn)域內(nèi)各行政村在村鎮(zhèn)等級(jí)體系中應(yīng)處的等級(jí)。

潛力指數(shù)和節(jié)點(diǎn)度均為I等的行政村，在村鎮(zhèn)網(wǎng)絡(luò)中居于中心地位，與鎮(zhèn)域內(nèi)其他行政村聯(lián)系廣泛而緊密，且有很強(qiáng)的吸引集聚的能力，通常將其劃為村鎮(zhèn)等級(jí)體系中的城鎮(zhèn)或集鎮(zhèn)。潛力指數(shù)和節(jié)點(diǎn)度等級(jí)為（I，II）或（II，I）組合的行政村，雖然在整體網(wǎng)絡(luò)中居于次中心的地位，但在局部網(wǎng)絡(luò)中居于中心地位，與一定范圍內(nèi)的行政村之間聯(lián)系緊密，具有較強(qiáng)的集聚能力，該類(lèi)行政村可劃分為村鎮(zhèn)等級(jí)體系中的中心村。組合為（II，II）、（II，III）或（III，II）的行政村，在村鎮(zhèn)網(wǎng)絡(luò)中居于從屬地位，但在局部網(wǎng)絡(luò)中仍有較為重要的作用，與局部行政村之間聯(lián)系較為緊密，增強(qiáng)這一類(lèi)行政村空間相互作用的廣度和深度對(duì)優(yōu)化局部和整體網(wǎng)絡(luò)都具有重要的意義，因此將其作為村鎮(zhèn)等級(jí)體系中的發(fā)展村。潛力指數(shù)和節(jié)點(diǎn)度均為III等的行政村，與其他行政村之間的空間聯(lián)系最為松散，在網(wǎng)絡(luò)中居于邊緣地位，將其作為村鎮(zhèn)等級(jí)體系中的一般村。由于本研究不存在跨等級(jí)組合的情形，因此對(duì)（I、III）和（III，I）兩種組合類(lèi)型未作考慮。基于上述分類(lèi)依據(jù)，具體劃分43個(gè)行政村的等級(jí)類(lèi)型（表2、圖2d）。

表2 散花鎮(zhèn)村鎮(zhèn)等級(jí)體系劃分結(jié)果Table2 Hierarchical structure of the town-and-village system in the Sanhua Town

3.4 散花鎮(zhèn)村鎮(zhèn)體系發(fā)展策略探討

1）城鎮(zhèn)和集鎮(zhèn)在村鎮(zhèn)等級(jí)體系中為最高等級(jí)，在村鎮(zhèn)網(wǎng)絡(luò)中居于中心地位，對(duì)鎮(zhèn)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展、產(chǎn)業(yè)集聚和設(shè)施布局都有非常重要的影響。魯屋村、錢(qián)鋪村、散花村、沈家墩村、涂墩村、五一港村、禹山村和添福庵村等8個(gè)行政村是散花鎮(zhèn)建設(shè)鄂東濱江新區(qū)的核心板塊，建設(shè)用地連成一體，社會(huì)經(jīng)濟(jì)聯(lián)系緊密，宜將其作為城鎮(zhèn)。對(duì)于城鎮(zhèn)，應(yīng)加強(qiáng)其作為鎮(zhèn)域經(jīng)濟(jì)中心的地位，通過(guò)產(chǎn)業(yè)合理布局和基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)來(lái)加強(qiáng)城鎮(zhèn)對(duì)鎮(zhèn)域內(nèi)各行政村的輻射帶動(dòng)作用，增強(qiáng)鎮(zhèn)內(nèi)村鎮(zhèn)網(wǎng)絡(luò)的質(zhì)量。中部區(qū)域的馬垅村原為傳統(tǒng)集鎮(zhèn)，在村鎮(zhèn)等級(jí)體系中仍作為集鎮(zhèn)。對(duì)于集鎮(zhèn)，應(yīng)注重發(fā)揮其服務(wù)職能，在生產(chǎn)和生活上服務(wù)好中部區(qū)域和東部區(qū)域行政村的需要，特別是加強(qiáng)集鎮(zhèn)對(duì)東部區(qū)域行政村的輻射影響作用，重視對(duì)東部區(qū)域與集鎮(zhèn)聯(lián)系通道的建設(shè)，加強(qiáng)兩地聯(lián)系，優(yōu)化東部區(qū)域松散耦合的村鎮(zhèn)網(wǎng)絡(luò)。

2）中心村主要沿省道S201分布，是鎮(zhèn)域內(nèi)綜合條件較好的農(nóng)村聚落，共有車(chē)站村、郭畈村、紅蓮巢村、快活村、李家渡村、三家店村、葉家橋村和福主廟村等8個(gè)行政村被劃為中心村。中心村深受城鎮(zhèn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展輻射的影響，同時(shí)在其自身發(fā)展過(guò)程中又能對(duì)周邊行政村發(fā)揮帶動(dòng)作用。中心村作為城與鄉(xiāng)連接的中間環(huán)節(jié)，一方面能集聚各類(lèi)農(nóng)村要素，另一方面能促使產(chǎn)業(yè)在城鄉(xiāng)之間進(jìn)行轉(zhuǎn)移，對(duì)促進(jìn)城鄉(xiāng)一體化發(fā)展具有重要作用［19］。因此應(yīng)采取多種手段來(lái)促進(jìn)中心村的發(fā)展，規(guī)劃上注重產(chǎn)業(yè)落地、基建上注重道路建設(shè)、政策上加強(qiáng)三農(nóng)扶持、土地上進(jìn)行綜合整治，因地制宜，合理規(guī)劃工農(nóng)業(yè)，增強(qiáng)其在局部網(wǎng)絡(luò)中的中心地位，并強(qiáng)化與城鎮(zhèn)和集鎮(zhèn)等經(jīng)濟(jì)中心的空間聯(lián)系，推進(jìn)城鄉(xiāng)統(tǒng)籌發(fā)展。

3）柏楊村、高山廟村、胡祠村、南畈村、石牛山村、石橋村、團(tuán)林岸村、越峰村、仄船地村、周墩村等10個(gè)行政村被劃為發(fā)展村。發(fā)展村在村鎮(zhèn)局部網(wǎng)絡(luò)中居于中心村的從屬地位，其與中心村之間空間聯(lián)系質(zhì)量的強(qiáng)弱對(duì)局部網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)有重要影響，同時(shí)，發(fā)展村在中心村對(duì)一般村的輻射影響中發(fā)揮橋梁作用。發(fā)展村要因地制宜確定發(fā)展方向，西南區(qū)域和中部區(qū)域沿江分布的發(fā)展村要充分考慮城鎮(zhèn)化和濱江新區(qū)發(fā)展擴(kuò)張的影響，為走工業(yè)化的道路做好鋪墊；東部區(qū)域的發(fā)展村考慮到其區(qū)位和資源稟賦條件，宜發(fā)展現(xiàn)代農(nóng)業(yè)，推行農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化。

4）一般村在村鎮(zhèn)網(wǎng)絡(luò)中居于邊緣的地位，主要位于東部區(qū)域，布局集中。一般村區(qū)位較差、基建落后、發(fā)展緩慢，內(nèi)部聯(lián)系和外部聯(lián)系都較弱。一般村的耕地資源和水資源均較為豐富，宜著重發(fā)展農(nóng)業(yè)，引入現(xiàn)代農(nóng)業(yè)，推動(dòng)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化與規(guī)模化發(fā)展。此外，著力構(gòu)建和優(yōu)化東部區(qū)域局部村鎮(zhèn)網(wǎng)絡(luò)也是一個(gè)重要內(nèi)容，一方面是要加強(qiáng)與集鎮(zhèn)的交通聯(lián)系和經(jīng)濟(jì)聯(lián)系；另一方面是要在區(qū)域內(nèi)選擇一兩個(gè)綜合實(shí)力較強(qiáng)、輻射能力較大的行政村，將其作為區(qū)域的中心村，通過(guò)政策傾斜和資金支持帶動(dòng)其發(fā)展，從而形成局部村鎮(zhèn)網(wǎng)絡(luò)的新中心，增強(qiáng)局部村鎮(zhèn)網(wǎng)絡(luò)的空間聯(lián)系質(zhì)量。福主廟村在東部區(qū)域中綜合實(shí)力較強(qiáng)，潛力指數(shù)相對(duì)較大，與周?chē)姓逯g有較多的強(qiáng)聯(lián)系，因此將其從發(fā)展村調(diào)整為中心村對(duì)促進(jìn)東部區(qū)域發(fā)展、優(yōu)化局部網(wǎng)絡(luò)具有積極意義。

4 結(jié)論

本研究提出從空間相互作用視角定量化研究村鎮(zhèn)等級(jí)體系，將行政村從獨(dú)立個(gè)體的思維范式中解放出來(lái)，將其放到相互作用和聯(lián)系的村鎮(zhèn)網(wǎng)絡(luò)中，作為網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)，考慮不同節(jié)點(diǎn)在網(wǎng)絡(luò)中所處的地位和所能發(fā)揮的作用來(lái)進(jìn)行村鎮(zhèn)等級(jí)體系規(guī)劃，進(jìn)一步豐富和完善村鎮(zhèn)等級(jí)體系規(guī)劃的理論與方法。

本研究提出合理的空間相互作用強(qiáng)度測(cè)度模型是構(gòu)建村鎮(zhèn)網(wǎng)絡(luò)的前提，因此對(duì)引力模型的質(zhì)量參數(shù)和距離參數(shù)的表征形式均做了改進(jìn)。質(zhì)量參數(shù)采用行政村綜合實(shí)力表征，距離參數(shù)則采用空間可達(dá)性表征。改進(jìn)后，構(gòu)建的村鎮(zhèn)網(wǎng)絡(luò)與直觀認(rèn)識(shí)基本相符，散花鎮(zhèn)43個(gè)行政村顯著分異為西南區(qū)域、省道S201沿線(xiàn)和東部區(qū)域3個(gè)組團(tuán)。其中，西南區(qū)域行政村綜合實(shí)力為71.92、可達(dá)性為19.39 min，潛力指數(shù)和節(jié)點(diǎn)度多為I等，為鎮(zhèn)域最佳，村村聯(lián)系緊密，是村鎮(zhèn)網(wǎng)絡(luò)的中心；省道S201沿線(xiàn)行政村綜合實(shí)力為66.44，潛力指數(shù)略低，為II等，但受益于良好的交通區(qū)位，可達(dá)性為19.20 min、節(jié)點(diǎn)度多為I等，村村聯(lián)系廣泛；東部區(qū)域?qū)嵙θ酰煌ú槐悖湫姓寰C合實(shí)力為54.06，可達(dá)性?xún)H為27.23 min，潛力指數(shù)和節(jié)點(diǎn)度多為III等，村村聯(lián)系最為松散。這種分異，與經(jīng)濟(jì)發(fā)展、資源稟賦和交通區(qū)位緊密相關(guān)，在村鎮(zhèn)網(wǎng)絡(luò)中具體體現(xiàn)為不同的行政村節(jié)點(diǎn)具有不同的重要性，在聯(lián)系的廣度和深度上存在差異。在村鎮(zhèn)網(wǎng)絡(luò)中的不同地位，也決定了不同行政村在要素吸納、信息傳遞和經(jīng)濟(jì)影響輻射等方面的能力不同，這種能力上的差異是本研究進(jìn)行村鎮(zhèn)等級(jí)體系劃分的依據(jù)。也正是考慮到不同等級(jí)行政村的能力差異，立足于網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)改善、網(wǎng)絡(luò)功能優(yōu)化的視角提出了兼顧各層次發(fā)展需求、促進(jìn)鎮(zhèn)域村鎮(zhèn)體系協(xié)同發(fā)展的策略。

國(guó)家提出要統(tǒng)籌城鄉(xiāng)發(fā)展，要平衡好城鎮(zhèn)和農(nóng)村在社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的關(guān)系。本研究提出從空間相互作用視角出發(fā)對(duì)鎮(zhèn)域村鎮(zhèn)等級(jí)體系進(jìn)行整體規(guī)劃，有助于更好地平衡不同節(jié)點(diǎn)的關(guān)系和整合可供發(fā)展的資源要素，使資源效應(yīng)最大化和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)最優(yōu)化，促進(jìn)村鎮(zhèn)協(xié)同進(jìn)步和城鄉(xiāng)統(tǒng)籌發(fā)展。

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（責(zé)任編輯：童成立）

Town-based quantitative analysis of the town-and-village hierarchy system using an improved gravity model

LIU Yao-lin1， FAN Jian-bin1， LI Chu-qi2， HOU He-ping1， LIU Yan-fang1
（1. School of Resource and Environment Sciences， Ministry of Education Key Laboratory of Geographic Information System， Collaborative Innovation Center for Geospatial Information Technology， Wuhan University， Wuhan， Hubei 430079，China； 2. College of Public Management， South China Agricultural University， Guangzhou， Guangdong 510642， China）

In the Sanhua Town of Xishui County in Hubei Province， an improved gravity model was applied to analyze the spatial interaction patterns of 43 administrative villages of the Sanhua Town， and quantitatively divided the townand-village hierarchy in terms of the potential index and the vertex degree of the town-and-village network. In turn，the individual development strategies for the divided hierarchical components were proposed and discussed. Our results showed that there were three significantly differentiated regions formed， i.e.， the southwest region， the region along the S201 provincial highway and the east region. In the southwest region， the accessibility and comprehensive strength of administrative villages， overmatching the averages of township regions， were 19.39 min and 71.92， respectively. And， their potential index and vertex degree were mostly in Class I with a close village-to-village connection， acting as the center of the town-and-village network. For the administrative villages along the S201 provincial highway， a lower comprehensive strength （a score of 66.44） and a potential index （a level of Class II） were recorded. Whereas， because of their convenient transportation location， their accessibility reached 19.20 min， and their vertex degree was mostly in Class I， indicating that they enjoyed wide connections among villages. Since the east region presented a poor strength with a score of 54.06 and a backward transportation condition with accessibility of 27.23 min， most of villages in this region had their potential index and vertex degree in Class III. The loose village-to-village connection was found to marginalize the east regionin the town-and-village network. Therefore， the town-and-village hierarchy of the Sanhua Town was divided into four levels according to the potential index and vertex degree and from the perspective of network structure and functional optimization: town/market town， key village， developing village， and ordinary village. Town and market town shall reinforce the rational distribution of industries and infrastructure construction， reflect the driving force of radiation and optimize the network connection of villages and towns. Key village shall plan the industry and agriculture reasonably， reinforce the spatial connections to economic centers like the town and market town， and promote the urban-rural integration development. Developing village shall consider its location and resource endowment， and determine the development directions accordingly. Ordinary village shall lay emphasis on the development of modern agriculture and promote the agricultural industrialization and scale development. This paper improved the theory of the town-and-village hierarchy system planning， may help to optimize the allocation of resources between urban and rural areas as well as to balance the urban and rural development.

National Science and Technology Support Program of China (2012BAJ22B02)

FAN Jian-bin, E-mail: jbf90@whu.edu.cn.

20 October, 2015; Accepted 09 December, 2015

town-and-village system planning； hierarchy； spatial interaction； gravity model； Sanhua Town

K928.5

A

1000-0275（2016）01-0158-08

10.13872/j.1000-0275.2015.0179

國(guó)家“十二五”科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目（2012BAJ22B02）。

劉耀林（1960-），男，湖北黃岡人，教授，博士生導(dǎo)師，長(zhǎng)江學(xué)者，主要從事地理信息系統(tǒng)理論、方法和應(yīng)用研究，E-mail: yaolin610@whu.edu.cn；通訊作者：范建彬（1990-），男，廣東汕尾人，碩士研究生，主要從事土地信息系統(tǒng)方法與應(yīng)用研究，E-mail: jbf90@whu.edu.cn。

2015-10-20，接受日期：2015-12-09