汪清縣農村居民點用地整治潛力評價研究

黃爍秋, 劉兆順, 孫 博, 梁珍瑋, 馬曉葳, 劉亞男

(吉林大學 地球科學學院, 長春 130061)

汪清縣農村居民點用地整治潛力評價研究

黃爍秋, 劉兆順, 孫 博, 梁珍瑋, 馬曉葳, 劉亞男

(吉林大學 地球科學學院, 長春 130061)

科學合理地測算汪清縣農村居民點用地整治潛力，是為汪清縣農村居民點用地整治工作的開展提供理論依據。以汪清縣9個鄉鎮為評價單元，采用人均建設用地標準法測算汪清縣農村居民點用地整治理論潛力，并選取整治意愿、整治能力和景觀細碎化因素，構建騰退潛力綜合修正指標體系，對理論潛力進行綜合修正。然后綜合考慮自然、區位和土地利用結構因素，構建綜合評價指標體系進行適宜性評價，基于ArcGIS 10.2軟件平臺生成Voronoi圖，測算汪清縣各鄉鎮新增耕地潛力和新增耕地系數，最后以新增耕地潛力作為潛力分級標準，運用聚類分析法將整治潛力劃分為4個級別。結果表明：(1) 汪清縣農村居民點用地Voronoi圖的Cv值為134.82%，空間分布類型屬于集群性；(2) 汪清縣農村居民點用地整治新增耕地潛力為265.06 hm2，新增耕地系數為6.33%；(3) 各鄉鎮綜合修正系數介于0.15～0.65之間，東光鎮綜合修正系數最高，為0.65，天橋嶺鎮最低，為0.15；(4) 建議將Ⅰ級和Ⅱ級潛力區作為整治重點區域，實施重點挖潛，合理有序地推進汪清縣農村居民點用地整治工作。

農村居民點用地; 整治潛力;Voronoi圖; 潛力分級; 汪清縣

農村居民點是社會經濟發展到一定歷史階段的產物，是農業勞動者進行經濟、政治和文化等活動而聚集的定居場所[1]。當前，我國農村居民點大多數缺乏系統的規劃，農村居民點內部用地結構混亂、相互混雜，這種內部布局上的松散無序造成了村莊內部土地資源的浪費和建設用地結構的極不合理[2]，與此同時，汪清縣人均農村居民點用地面積偏大，為442.72 m2/人，遠超出《鎮規劃標準》(GB50188—2007)所規定的140 m2/人的最高標準，因此汪清縣農村居民點用地具有巨大的整治潛力，且整治工作勢在必行。農村居民點用地整治是通過對現有農村居民點進行遷村并點、整治空心村、調整用地結構等活動提高用地效率和集約化程度，增加有效耕地面積和其他農用地面積，改善農民生產、生活條件和農村生態環境[3]。目前，學術界對農村居民點整治的研究主要集中在農村居民點整治驅動力、潛力測算方法、整理模式等方面[4]。這些研究對農村居民點的發展提供了良好的理論與技術支撐，但對于如何構建較為完善的農村居民點用地整治潛力綜合修正指標體系，如何更加合理地對新增耕地潛力進行適宜性評價仍然需要進一步進行理論研究與探討。因此，本文通過構建科學有效的農村居民點用地整治潛力綜合修正指標體系和適宜性評價指標體系，并以汪清縣9個鄉鎮為評價單元，基于ArcGIS 10.2軟件平臺對全縣各鄉鎮農村居民點用地整治潛力進行綜合修正與適宜性評價，通過評價得出更為符合客觀實際可實現的新增耕地潛力，基于SPSS 19.0軟件平臺進行潛力分級，確定農村居民點用地整治重點區域，以期為汪清縣農村居民點用地整治工作的開展提供理論與技術支撐。

1 研究區概況與數據來源

1.1 研究區概況

汪清縣位于吉林省延邊朝鮮族自治州東北部，地理坐標為東經129°51′—130°56′、北緯43°06′—44°03′，緊靠東北亞經濟貿易區，距俄羅斯邊境40 km，距朝鮮邊境18 km，東與琿春市，西與敦化市，南與圖們市、延吉市，北與黑龍江省牡丹江市接壤，南北縱長108 km，東西橫距152 km。汪清縣土地總面積8 825.81 km2，是吉林省縣級區域面積第二大縣。全縣現轄8鎮1鄉。2015年末，全縣總人口22.72萬人，其中城鎮人口13.27萬人，農村人口9.46萬人，城鎮化率58.38%，人口自然增長率為-2.30‰，人口呈現負增長趨勢。2015年全縣地區生產總值664 733億元，固定資產投資714 243億元，城鎮居民人均可支配收入達到18 067元，農民人均收入達到7 146元。

根據汪清縣2015年土地利用變更調查數據，全縣建設用地總面積為10 085.17 hm2，城鄉建設用地總面積為6 913.91 hm2，其中農村居民點用地面積為4 187.02 hm2，占全縣建設用地總面積的41.52%。全縣人均農村居民點用地面積偏大，為442.72 m2/人，遠超出《鎮規劃標準》(GB50188—2007)所規定的140 m2/人的最高標準，因此汪清縣農村居民點用地整治潛力較高。

1.2 數據來源

本文數據主要來源于汪清縣國土資源局提供的汪清縣2015年土地利用變更調查成果、《汪清縣土地利用總體規劃(2006—2020年)》、《汪清縣城市總體規劃(2012—2030)》、《汪清縣統計年鑒(2016年)》、《汪清縣水利發展“十二五”規劃報告》、吉林省土壤圖(2015年)，基于ArcGIS 10.2軟件平臺進行數據處理與空間分析。

2 研究方法與過程

汪清縣農村居民點用地潛力評價以鄉鎮為單元，在對現狀用地進行調查分析的基礎上，充分考慮《汪清縣土地利用總體規劃(2006—2020年)》、《汪清縣城市總體規劃(2012—2030)》等各項相關政策文件規劃，在根據人均建設用地標準法測算理論潛力的基礎上，構建農村居民點用地整治潛力綜合修正指標體系，對理論潛力進行綜合修正。然后構建新增耕地潛力綜合評價指標體系，通過適宜性評價確定農村居民點用地整治潛力，即為新增耕地潛力。依據潛力的數量及分布情況，對汪清縣農村居民點用地潛力進行分級研究。

2.1 農村人口預測

汪清縣規劃目標年(2020年)農村人口規模的確定，主要通過建立人口預測模型，參考《汪清縣城市總體規劃(2012—2030年)》和各鎮村體系規劃中關于人口預測的成果，預測規劃期末農村人口規模，農業人口預測模型如下：

(1)

式中：Qt表示規劃期末農村人口總數；Q0表示現狀農村人口總數；r表示人口自然增長率；ΔQ表示人口機械變動量；t=5(規劃到2020年)。

2.2 農村居民點用地整治理論潛力測算

農村居民點用地整治理論潛力采用人均建設用地標準法確定。依據國家規定的人均建設用地標準，基于預期規劃目標年的人口數量，計算理論上農村居民點用地面積，并將其與現狀農村居民點用地面積作差值計算，得到整治后可獲得的理論潛力面積。農村居民點用地整治理論潛力測算模型如下：

ΔS=S0-St

(2)

St=B×Qt

(3)

式中：ΔS表示農村居民點用地理論潛力；S0表示現狀農村居民點用地規模；St表示規劃期末農村居民點用地規模；B表示規劃人均建設用地標準(《鎮規劃標準》(GB 50188—2007)所規定的汪清縣人均建設用地最高標準為140 m2/人)。

2.3 農村居民點用地整治騰退潛力測算

汪清縣農村居民點用地整治理論潛力轉換為騰退潛力還要受到自然、經濟、社會等因素的制約。根據對全縣農村居民點用地整治制約因素的分析，建立評價指標體系，采取層次分析法(AHP)，特爾菲法(Delphi)對各指標賦予權重(見表1)。本文在汪清縣農村居民點用地整治理論潛力的基礎上，綜合考慮整治意愿、整治能力以及景觀細碎化3個影響因素構建綜合修正指標體系(見表1)，測算開展農村居民點用地整治可減少農村居民點用地規模，獲得理論潛力到騰退潛力轉變的修正系數，農村居民點用地整治騰退潛力測算模型如下：

M=ΔS×K

(4)

式中：M表示農村居民點用地騰退潛力；K表示農村居民點用地整治騰退潛力修正系數。

表1 農村居民點用地整治騰退潛力綜合修正指標體系表

由于各指標的量綱、數量級各不相同，因此，需要采用極值標準化法對每1個指標值進行標準化處理，以消除各指標量綱和數量級的差異，使得每個指標的值在0～1之間，將各指標經無量綱標準化處理后的標準值與相對權重進行加權得出各指標的修正系數值。

2.4 農村居民點用地整治新增耕地潛力適宜性評價

在確定騰退潛力后，需要對范圍內待整治的農村居民點用地進行適宜性評價以確定農村居民點用地整治潛力，由于農村居民點用地整治潛力主要考慮整治為農用地尤其是耕地的狀況，因此，農村居民點用地整治制約因素較多，必須在保護好生態環境、保持水土平衡，并綜合考慮農村居民點所處的區位和利用結構的前提下，對農村居民點用地進行整治。

根據汪清縣農業發展實際和土地利用情況，綜合考慮自然、區位和土地利用結構因素，構建新增耕地潛力適宜性指標體系(見表2)，運用熵權法對各指標賦予權重，再基于ArcGIS 10.2軟件平臺，采用空間分析與多因素綜合評價相結合的方法，計算評價單元內每個農村居民點用地圖斑的綜合分值，最終選取得分在80分及以上的農村居民點用地作為新增耕地面積。

(1) 自然因素：基于ArcGIS 10.2軟件平臺，提取汪清縣2015年土地利用變更調查數據庫中農村居民點用地圖層，通過與shp格式的吉林省土壤圖(2015年)進行相交分析的方法將土壤類型與坡度屬性附在每個農村居民點用地的圖斑上，根據農業適宜性耕種程度對土壤類型和坡度進行分級。根據《汪清縣水利發展“十二五”規劃報告》獲取水資源狀況與水土流失程度屬性，分析地表水、地下水與水土流失程度情況并對其進行分級。

表2 農村居民點整治新增耕地潛力綜合評價指標體系

(2) 區位因素：基于ArcGIS 10.2軟件平臺，提取汪清縣2015年土地利用變更調查數據庫中公路與鐵路用地、河流水面與水庫用地、建制鎮用地圖層，然后運用ArcGIS 10.2軟件中鄰域分析工具生成多環緩沖區，利用緩沖區分析進行分類，緩沖區距離劃分參考了《水土保持技術規范》及相關研究[5]。

(3) 土地利用結構因素：主要是應用計算幾何學中Voronoi圖的變異系數(Cv)來對農村居民點用地利用結構進行探討。Voronoi圖的定義為：設平面上的1個離散發生點集S={P1,P2,P3,…,Pn}，則任意點P1的Voronoi圖的定義為：

Ti=x；d(x,Pi)

(5)

式中：d表示歐氏距離；x表示集合Ti中的元素；Ti表示1個凸多邊形，在任意1個凸Voronoi多邊形中，任意1個內點到該凸多邊形的發生點Pi的距離都小于該點到其他任何發生點Pj的距離，這些發生點也叫Voronoi圖的質心或發生元。

變異系數Cv(coefficient of variation)是Voronoi多邊形面積的標準差與平均值的比值，用來衡量現象在空間上的相對變化程度，其計算公式為：

(6)

Duyckaerts提出了3個建議值：當值在33%～64%之間，點集為隨機分布；當Cv值≥64%，點集為集群分布；當Cv值≤33%，點集為均勻分布。基于ArcGIS 10.2軟件平臺，是運用Creat Thiessen Polygons工具生成的，然后根據Voronoi多邊形的面積進一步計算Cv值。

3 結果與分析

3.1 農村居民點用地整治潛力測算結果

本文根據上述研究方法計算得到2015年汪清縣各鄉鎮農村居民點用地整治理論潛力、騰退潛力和新增耕地潛力，基于ArcGIS 10.2生成Voronoi圖并統計各鄉鎮Cv值的結果如表3所示。

表3 2015-2020年汪清縣農村居民點用地整治潛力結果表

根據汪清縣農村居民點用地整治潛力測算結果表明，全縣預計至2020年農村居民點用地整治騰退潛力，即可減少建設用地規模為903.71 hm2，由于各鄉鎮社會經濟發展水平與農村居民點景觀分布各不相同，其整治意愿、整治能力與景觀細碎化程度各不相同，因此各鄉鎮的綜合修正系數區域差異顯著，其中，東光鎮綜合修正系數最高，受自然、經濟、社會等因素制約程度較小，其內部與外部條件更有利于開展農村居民點用地整治；天橋嶺鎮農村居民點用地整治綜合修正系數最低。

全縣新增耕地潛力評價綜合加權平均分值為73.92分，新增耕地潛力為265.06 hm2，其中，新增耕地潛力最高的鄉鎮為大興溝鎮，其次為雞冠鄉、春陽鎮與東光鎮，適宜性評價結果表明，以上4個鄉鎮地表水與地下水豐富，水資源狀況較好，土壤有機質含量較高，地勢平坦，區位與土地利用條件較好，因此新增耕地系數較高，且均高于汪清縣的平均值。汪清鎮與羅子溝鎮無新增耕地潛力。

根據Duyckaerts提出的3個建議值，汪清縣農村居民點用地Voronoi圖的Cv值為134.82%，全縣各鄉鎮的Cv值范圍93.36%～146.70%，均大于64%，呈現集群分布，其中汪清鎮和天橋嶺鎮的Cv值較大，農村居民點用地集聚程度較高，主要由于距離建制鎮、鐵路、公路與河流較近，自然與社會經濟條件較好，交通便捷度較高，農業人口總量較多且密集分布，導致汪清鎮和天橋嶺鎮農村居民點用地集群分布的程度高于其他鄉鎮。

3.2 農村居民點用地整治潛力分級結果

本文以鄉鎮為評價基本單元，以新增耕地潛力為依據劃分汪清縣農村居民點用地潛力等級，基于SPSS 19.0軟件平臺，采用ward法進行聚類分析，將汪清縣農村居民點用地整治潛力劃分為4個級別。全縣農村居民點用地整治新增耕地潛力為265.06 hm2，其中Ⅰ級潛力區為大興溝鎮，新增耕地潛力91.71 hm2；Ⅱ級潛力區包括雞冠鄉、春陽、東光和百草溝鎮，新增耕地潛力155.07 hm2；Ⅲ級潛力區包括復興、天橋嶺鎮，新增耕地潛力18.29 hm2；Ⅳ級潛力區包括羅子溝鎮和汪清鎮，無新增耕地潛力。

4 結論與討論

(1) 本文綜合考慮整治意愿、整治能力以及景觀細碎化3個影響因素，選取8項評價因子，構建農村居民點用地整治騰退潛力綜合修正指標體系，經計算得出汪清縣各鄉鎮綜合修正系數介于0.15～0.65，其中，東光鎮綜合修正系數最高，為0.65；雞冠鄉次之，為0.51；天橋嶺鎮綜合修正系數最低，為0.15。

(2) 本文根據汪清縣農業發展實際和土地利用情況，選取自然、區位和土地利用結構因素，構建新增耕地潛力適宜性評價指標體系，經適宜性評價得出汪清縣新增耕地潛力為265.06 hm2，新增耕地系數為6.33%，全縣各鄉鎮的Cv值范圍為93.36%～146.70%，均大于64%，空間分布類型呈現集群分布。

(3) 本文基于SPSS 19.0軟件平臺對汪清縣農村居民點用地整治潛力進行分級，根據潛力分級結果，Ⅰ級潛力區和Ⅱ級潛力區新增耕地潛力較高，占全縣新增耕地潛力的93.10%，主要分布于汪清縣中部，人均農村居民點用地面積較大、地勢平坦、水資源狀況較好、交通較為便捷，建議將Ⅰ級潛力區和Ⅱ級潛力區作為汪清縣農村居民點用地整治的重點區域，實施重點挖潛，合理有序地推進汪清縣農村居民點用地整治工作。

(4) 農村居民點用地整治騰退潛力綜合修正指標體系與新增耕地潛力適宜性評價指標體系的建立仍需進一步研究與探討，不同地方的自然條件與社會經濟發展狀況存在差異，在潛力修正與評價時應因地制宜、客觀地選取相關影響因素與評價指標，以提高農村居民點用地整治潛力測算的準確性。

[1] 劉善開,韋素瓊,陳松林,等.基于Voronoi圖的農村居民點空間分布特征及其整理潛力評價:以福建省德化縣為例[J].資源科學,2014，36(11):2282-2290.

[2] 姜廣輝,張鳳榮,周丁揚,等.北京市農村居民點用地內部結構特征的區位分析[J].資源科學,2007，29(2):109-116.

[3] 彭開麗,張安錄.新農村建設中農村居民點用地整理的戰略思考：以湖北省大冶市為例[J].農業現代化研究,2007,28(1):24-27.

[4] 趙素霞,張小虎,黃曉東.基于熵值法的農村居民點整治潛力測算及整治分區研究:以鶴壁市為例[J].浙江農業學報,2014,36(3):805-810.

[5] 鄒亞鋒,劉耀林,孔雪松,等.加權Voronoi圖在農村居民點布局優化中的應用研究[J].武漢大學學報:信息科學版,2012,37(5):560-563.

EstimationofRuralResidentialLandConsolidationPotentialinWangqingCounty

HUANG Shuoqiu, LIU Zhaoshun, SUN Bo, LIANG Zhenwei, MA Xiaowei, LIU Yanan

(CollegeofEarthSciences,JilinUniversity,Changchun130061,China)

It is important to scientifically evaluate the rural residential land consolidation potential for the work of rural residential land consolidation in Wangqing County. Nine townships in Wangqing County was selecting as estimation units. We used the per capita construction land standard method to estimate theoretical potential of rural residential land consolidation of Wangqing County. The factors of consolidation will, consolidation ability and landscape fragmentation are selected to construct a comprehensive correction index system for the reclamation potential, and the theoretical potential is revised synthetically. Then natural, regional and land use structure factors are considered to construct a comprehensive estimation index system and evaluate its suitability. Based on ArcGIS 10.2 software platform , Voronoi diagram was generated to evaluate the new cultivated land potential and the new cultivated land coefficient of Wangqing County. At last, the new cultivated land potential was added as potential grading standard to divide cluster potential into four levels. The results show that: (1) theCvvalue of rural residential land in Wangqing County is 134.82% and the spatial distribution is cluster-type; (2) the new cultivated land potential is 265.06 hm2and the new cultivated land coefficient is 6.33%; (3) the comprehensive correction coefficient of each township ranges between 0.15 and 0.65, the maximum appears in Dongguang Town and the minimum appears in Tianqiaoling Town; (4) It is suggested that the potential areas of Grade I and Grade Ⅱ should be taken as key areas for consolidation, and the key points should be tapped to promote the land consolidation of rural settlements reasonably and orderly in Wangqing County.

rural residential land; consolidation potential; Voronoi diagram; potential classification; Wangqing County

F301.24

A

1005-3409(2017)06-0281-05

2016-12-29

2017-01-24

國家自然科學基金(71303006);汪清縣十三五土地整治規劃項目(20160812)

黃爍秋(1993—),女,黑龍江雞西人,碩士研究生,主要研究方向為土地經濟評價與規劃管理。E-mail:huangsq15@mails.jlu.edu.cn

李淑杰(1964—),女,吉林長春人,教授,博士,主要從事土地經濟評價與規劃管理研究工作。E-mail:shujieli@126.com