鄔軼群 朱曉青 王 竹 陳繼錕

0 引 言

21世紀以來，隨著我國農村經濟的快速發展和城鎮化規模的不斷擴大，農村的生態環境問題日益突出。一方面，近年來鄉村用能大幅增長，傳統的生物質能源逐步被商品能源所代替，高排放、高耗能的“碳源”①（carbon source）不受自然資源的約束盲目擴張；另一方面，在就近、就地城鎮化的作用下，鄉村的自然肌理趨于破碎，綠地生境的正常結構和功能遭到不同程度的侵蝕，“碳匯”②（carbon sink）功能不斷弱[1]。“碳源”“碳匯”的嚴重失衡，造成鄉村碳排放量顯著增加。根據《中國農村統計年鑒》[2]，近十年來鄉村的人均碳排放量增速是同期城鎮地區的2.4倍之多，碳排總量也超過了總值的45%，鄉村儼然成為碳排放大戶。十九大工作會議和2018年中央一號文件相繼提出“以生態文明統領鄉村振興，堅持質量興農、生態宜居、綠色可持續的高質量鄉村發展道路”。由此，探索“增匯減排”目標下的“低碳化”“內涵式”“集約型”的新農村發展，成為當下順利推進新型城鎮化、鄉村現代化和打造生態宜居環境的關鍵。

基于過渡性、階段性的生態建設目標，中西方鄉村的低碳實踐呈現多元化的發展路徑：英國貝丁頓（Bedzed）生態村[3]率先建設“零碳排”示范工程區；德國弗班（Vauban）制定了鄉鎮可持續發展相關的制度法規；日本則推行了21世紀環境共生住宅的建設項目。國內的典型案例包括吳良鏞院士的張家港生態鄉村人居規劃，劉加平院士對云南、西藏等地鄉村綠色生土人居建構[4]，王竹教授完成的綠色窯居社區營建[5]等。從方法角度看，安賈莉·杜比（Dubey A）等通過追蹤“碳足跡”分析了鄉村碳排放的來源構成[6]；麥爾·丹尼史（Danesh M）等采用耦合度量化解析了碳排影響因子的關聯性[7]；葛堅等制定了鄉村碳排的評估指標體系[8]；吳寧等構建了面向鄉村用地的碳源評估模型[9]；丁金華、王靜等也從景觀有機更新、建筑在地設計方面給出了具體的營建策略[10-11]。

總體來看，現有鄉村可持續發展的實證探索和理論研究多偏重于村域及更宏觀的范圍。事實上，要開展科學、合理的規劃決策，更需要精準聚焦小微化的鄉村人居單元。本文以鄉村基本的生產生活單元的“產權邊界”來劃分和界定空間，在充分調研村民產住行為碳排放量的背景下，建立鄉村碳排放量化評估模型，并借用GIS模擬解析鄉村碳空間圖譜，為探尋出低碳鄉村營建的優化路徑提供理論依據與經驗參考。

圖1 鄉村聚落元胞的概念生成Fig.1 conceptual generation of rural settlement cells

圖2 鄉村產住元胞的空間設定示意圖Fig.2 xpatial setting diagram of rural work-live cells

表1 能源消耗量到碳排放量的換算公式Tab.1 conversion formula for energy consumption to carbon emissions

1 鄉村產住元胞設定與碳圖譜建構

1.1 鄉村小微因子識別與產住元胞設定

元胞（cells）源引于生物學的概念（圖1），是生命體基本的結構和功能單位。在鄉村聚落中，每個建筑都是一個具有自組織生產生活能力的元胞，它們具有各自的功能核心和空間邊界，需要通過與外界進行物質交換，來維持其自身的“新陳代謝”。小微的產住元胞（work-live cells）包含了建筑、場所、邊界等物質要素和經營、居住與人群等社會要素，是產住二元組合、鏈接、變化和增長的因子[12]，也是“碳源”產生與排放的最基本空間單位和載體。

根據《村莊規劃用地分類指南》，可將鄉村的建設用地概括為三大類。第一、宅基地：用于村民居住或兼具小經營、小生產等產住功能混合的用地；第二生產經營用地：用于鄉村“社會化生產”的各類集體建設用地；第三、公共服務設施用地：提供鄉村基本公共服務和設施的集體建設用地。

研究聚焦于村民居住和生產活動產生的碳排放，故選取單位宅基地和生產經營用地為研究對象，不考慮公共服務設施用地。實地調研發現，村內許多宅前屋后、鄰里間隙、閑置用地等“灰色模糊用地”存在被居民占用的情況，是居民自發外延的重要產住活動空間[13]。因此，僅以“產權邊界”對元胞進行劃分存在較大的失真性，而應選用村民產住活動的“實際邊界”來設定元胞空間范圍。

產住元胞的生成具體操作步驟和規則如下（圖2）：一、剔除公共服務設施和非建設用地；二、以村民宅基地和生產經營用地的“產權邊界”設定產住元胞。受鄉村宅基地的面積限制，產住元胞的大小通常在80～140 m2范圍內，部分生產經營元胞的面積較大，約為300～1 000 m2不等；三、現場調研探勘，明確村內“灰色模糊用地”的實際使用狀況，對產住元胞進行空間增補和修訂；四、為每個鄉村的產住元胞建構獨立的編碼系統（L-/W-/LW-/G-…），確立數據進一步處理的空間基底。

1.2 鄉村產住元胞的碳排放計量模型設立

元胞生產生活的碳排放量化評估采用物料衡算法，即使用能源的消耗量（AE-activity data）乘以排放系數（EF-emission factors）得到碳排放總量。選取的能源消耗量類別主要包括石油、燃氣、煤炭、柴薪、電力和熱力③。在實際測算中，會將能源消耗量轉化為相對統一的“物理單位活動水平量”，即標準煤數據法（表1），再根據標準煤的碳排放轉化系數換算出實際碳排量[14]，得到公式（1）：

其中Cp為CO2氣體總排放量（kg），i為第i種能源，n則為能源種類數目，Qi是折算成標準煤的不同能源使用量（tce），EFi為第i種能耗排放因子系數（kg/tce）。對于排放系數的確定，本研究選取應用最為廣泛的《IPCC國家溫室氣體清單指南》作為依據。

雖然村鎮地區普遍缺乏能源消耗方面的詳實統計，但因其占地面積和人口規模較小，可通過半結構式訪談與問卷調查的方式來進行數據獲取。訪談的目的在于對鄉村生產生活等社會現象進行整體性探究，問卷內容涉及村民的社會與經濟特征以及能耗使用等具體量化數據。

圖3 鄉村產住元胞的碳排量放賦值示意圖Fig.3 evaluation of carbon emissions in rural worklive cells

1.3 鄉村碳圖譜模擬方法與生成機制

圖譜是運用圖形的思維方法歸納、抽象和概括復雜現象或過程的系統性方法論[15]。碳空間圖譜旨在以地理信息系統技術（GIS）為技術支撐，采用兼具空間和量化信息的系列圖式，來分析鄉村碳排空間的既有格局與問題。其實質是在現有的產住元胞識別上，對相應的碳排放信息進行整合和表達（圖3）：一、利用公式（1）計算每個產住元胞所對應的碳排放量，建立樣本鄉村的碳排放數據庫；二、為了對碳排放數據的相似值進行最恰當的分組，并使各個類之間的差異最大化呈現，研究采用“自然斷點法”④將碳排放數據劃分為5個區間分組（高碳排、中—高碳排、中碳排、中—低碳排、低碳排）；三、借助GIS以不同色度的色塊對元胞的碳排放值進行標定，推演生成整個鄉村的碳空間圖譜。碳空間圖譜的模擬為解析鄉村碳排空間存在的問題，并提出針對性的優化策略提供了理論基礎。

2 浙北地區發達鄉村典型案例

新型城鎮化背景下，中心城鎮的土地開發利用，由早期的激進增長向挖掘存量、限制增量轉型，鄉村由此成為承載城市外溢功能的空間載體。以浙江地區為典型，一批以小微非農產業為主要支撐的發達鄉村迅速發展，它們依托自身的資源稟賦和產業優勢，吸引了大量外來人口和資金的注入，發展特色手工業、現代商貿業、休閑服務業等，建立起成熟的產業鏈，具有民營經濟發達和風貌特色明顯的特征。《浙江省國民經濟和社會發展統計公報》調查顯示，2017年新增農家樂休閑旅游特色村1 155個、特色點2 328個，農家樂經營戶20 463戶，農副產品加工從業人數增加44 521人，產值相比2016年增加6.6%。

表2 典型發達鄉村的社會與經濟基礎信息Tab.2 social and economic information of typical developed village

在土地集約高效利用指導下，發達鄉村內的生產、生活功能遵循協同共生的增長原則，表現出“就地”或“就近”式的空間混合（如前宅后坊、下店上宅等模式）[16]，有效促進了產業空間與勞動力分布的有效契合，并使得村民可以兼顧就業與安家。產住混合的用地功能特征，使得發達鄉村的碳排放量增加明顯，其模式特征也會較傳統意義上的農村居民點更為復雜。如何去探索可復制的碳排放空間量化體系并應對既存的問題與困境，更成為一個迫切的難題。

筆者選取了湖州市安吉縣大竹園村、紹興市越城區高平村、嘉興市桐鄉市義馬村作為典型案例進行研究。選取的案例符合發達鄉村社區的基本特點，即在特定的地理空間內適度集聚混合了生產性和生活性功能，且形成了相對成熟穩定的非農產業架構和用地模式，具有明顯的“一村一品”特征。同時，3個鄉村具有比較接近的量化數據規模（表2），具備了進行對比研究的基礎條件。而從碳排放的直觀特點上來看，由于主導產業的基礎性質不同，不同案例的碳排放模式也會存在明顯的差異，而這種差異性的存在，更有利于揭示鄉村碳空間圖譜的分異特征，并具有針對性地制定優化導控策略。

3 鄉村碳空間圖譜的組織范式特征

3.1 竹加工村：核心式的集聚分布

由于竹制品生產加工中的開竹、壓竹、劈竹、拉絲等流程需要機器來維持運行，且生產管理模式通常較為粗放，因此在這過程中會產生大量的碳排放。在大竹園村統計得到的136個高碳排元胞⑤中，含有竹制品相關產業的工廠或家庭工坊元胞共125個，占總數92%。從圖4來看，高碳排元胞主要集中的核心區域分別為：村東部的竹制品生產廠、村北部的竹制品生產廠以及村中心的竹制品倉儲、包裝和物流廠。同時，產住元胞具有強烈的空間集聚特征，以獲得生產規模、共享空間和市場優勢，并取得更為便捷的上下游產業鏈的資源、技術和勞動力支撐。因此，大竹園村的碳空間圖譜呈現出“核心—邊緣”模式，元胞的碳排強度與大型工廠距離遠近具有顯著的正相關性。

3.2 農家樂村：梯度式的層推分布

農家樂的碳排放來源主要在于交通、炊事、住宿、娛樂等方面，受接待游客的數量差異影響較大。通過圖5可以得出一個明顯的特點，即超過80%的高碳排元胞集中在高平村的主干道兩側或是景觀資源優越的水岸附近。這些區位的農家樂客源最為豐富，更多的能源消耗也相應地帶來了更高的碳排放值。相對的，那些可達性較弱、環境品質較低的經營戶則因為客源較少，通常只會在旅游旺季臨時性地接待游客，因此元胞的碳排放值較低。從整體的碳空間圖譜來看，由道路和水岸附近向組團內部延伸，產住元胞的碳排放量呈逐漸減少的層推特征。

圖4 大竹園村：碳空間圖譜實證分析Fig.4 empirical analysis of Dazhuyuan village carbon map

3.3 電子商務村：分散式的點狀分布

電子商務產業的能耗方式一般包括日常供暖、制冷、照明、設備用電，以及倉儲的部分器具耗能，所產生的碳排放量較低，且元胞之間的差異相對較小。橫港村中從事電子商務產業的117個家庭經營戶中，僅有25個具有相對較高的碳排放量，僅占總數的21%。分析發現，這些高碳排元胞通常是宅地面積較大、從業人數較多、勞作時間較長的電商經營戶。根據圖6，由于電子商務的產業模式相近，且元胞受區位要素的影響小，因此碳空間圖譜沒有明顯的空間集聚特征，呈現出分散式的點狀分布現象。同時，電子商務的產業鏈相對簡單，使得各戶的經營范圍相對獨立，邊界相對清晰，元胞間的碳排放空間關聯性較弱。

整體來看，碳元胞的發展規律受業態關聯需求、功能集聚程度和聚落發展水平的影響較為顯著，其格局圖譜也并非嚴格的三種模式。事實上，在不同的時間階段和產住模式下，鄉村的碳排放往往具有相對主導的空間圖譜范式。此外，隨著政策變更和產業轉型，也會顯性改變碳元胞的空間分布特征。由此，其他差異化、地域性的碳排空間圖譜需要更進一步的探究。

4 鄉村碳排放的優化路徑與策略探析

圖5 高平村：碳空間圖譜實證分析Fig.5 empirical analysis of Gaoping village carbon map

鄉村碳圖譜中存在的多樣性和復雜性，也正是其建設組織的顯性特征和難題所在。對當前鄉村人居增長與環境提升矛盾的應對，既不能只停留在程式化的數據模型解析上，也必須避免經驗化的功能混合模式套用，其關鍵更重在“具體而微”的應對操作。對此，筆者提出以“靶向治理”“生態調節”“有機整合”為核心的優化理念，采用小尺度、低成本、漸進式的手段，在實現生態、生活與生產的和諧共生的同時，也能最大程度順應村域發展脈絡，保育原生格局與肌理（圖7）。

4.1 精準靶向治理，消除“碳島”現象

鄉村產住元胞圍繞特定的“核心區”向內集聚，容易造成局部區域的碳排放量明顯高于外圍區域，形成空間上的“碳島”現象。以大竹園村為例，在大型廠坊周圍的200～500 m范圍內，元胞的生產投入高，從業人員多，能耗和碳排也顯著增加，出現了較為明顯的“碳島”區域。

消除“碳島”現象的核心在于“對癥下藥”，找準“碳根”“碳核”，對重點的高碳排元胞實施“靶向治理”：第一、鼓勵性的政策驅動，在土地、資金、規費、設備和技術上，提供多樣化的獎懲機制，鼓勵元胞自發性的低碳轉型，并通過“效仿式”的傳播形成區域聯動效應；第二，規范化的管束干預，設定產住元胞的碳排放指標，特別是對碳臨界值（carbon critical value）、碳生產率⑥（carbon production）、碳配額⑦（carbon quota）等指標進行強制規定，避免在某一時間或空間內碳排放值過高。“以點帶面”的靶向治理方式，區別于傳統“大拆大建”式的整治規劃，可以避免大量的資金投入與長期的政策支持，實現更有可操作性的優化策略。

圖6 義馬村：碳空間圖譜實證分析Fig.6 empirical analysis of Yima village carbon map

4.2 生態通廊調節，引導“碳流”平衡

道路通徑、綠帶廊道、水系河道作為鄉村空間結構的通廊，既是元胞間相互連接的重要途徑，也是能量、物質、信息在群域的主要傳輸通道。通廊的形狀和連接度會影響外部環境資源的滲透效率，從而改變碳元胞的集聚秩序與方式。在高平村中，由于鄉村內的通廊尚未形成體系、內外聯系不暢、分流效率低下，導致了大量公共資源向小部分產住元胞傾斜，碳空間圖譜表現出層級分化的“病征”。

圖7 鄉村碳空間圖譜問題解析與優化策略路徑Fig.7 analysis and optimization strategy path of rural carbon map problems

采用“梳狀”或“網狀”的路網連接組團，將地塊通過“化整為零”方式（通常為0.5～2 hm2）來實現與鄉村公共資源的“零距離”對接，可以增加原先組團內部農家樂的“可達性”，促使客源向鄉村內部滲透，從而引導碳要素的流動趨向均衡；同時，以景觀廊道為紐帶，將周邊的公園、綠地、林地、河道、民宅及旅游景點有機串聯，可提升鄉村人居環境品質，在推進生態環境建設的同時，也對整個鄉村綠地系統碳匯功能的發揮起著積極的促進作用[17]。

4.3 單元有機整合，抑制“碳熵”增長

分散、獨立經營產住元胞往往各戶為政，缺乏有效的土地、勞動力、資金、設備、管理、信息等共享平臺，無法實現資源的高效利用與有序組織。在橫港村中，電商經營戶沒有形成明確的空間聚向，無序地遍布于鄉村各個區域中，導致了碳空間圖譜呈現出散點式分布特征，其熵值⑧也是三個鄉村中最高的。

要保持鄉村有序的狀態，降低碳排放的空間熵值，必須要有外部的介入和干預，從而抵抗內耗傾向。決策部門可通過自上而下的用地劃分和設施集成等手段，鼓勵和引導“小經營”戶的單元化整合（以4～10戶為宜），將生產經營要素適度兼并和規模化，促使高效協同的產住共同組團形成，從而引導碳格局的有序發展。在產住組團內還可設置共用“大節點”，例如停車場、倉庫、包裝廠等，既可以實現物流、人流的一體集散，又能減少不必要的空間資源和設備能耗浪費。

5 結 語

量化評估鄉村的碳排放空間格局并制定低碳優化策略，是新農村人居建設和環境提升的必由路徑。基于此，本文的核心主要聚焦于：從“產住元胞”作為切入點，以“自下而上”的視角建立鄉村碳排放量化評估模型；根據碳元胞的空間分布特征，借助GIS模擬建構鄉村碳空間圖譜，結合發達鄉村案例實證，解析產住模式差異化下的鄉村碳排放特征；充分考慮減少對鄉村的文化、肌理的破壞，從消除“碳島”、引導“碳流”、抑制“碳熵”等治理方法入手，制定“上下結合”的良性優化路徑與策略。

然而，具體到低碳地區的實踐，立足生產、生活、生態的博弈關系，平衡多元主體的訴求矛盾，完善柔性引導與剛性管控的策略兼容，還存在許多現實性問題。針對低碳鄉村的營建途徑，仍需要進一步的地域性、可操作性的探索。

注釋：

① 碳源：指向大氣中釋放碳的過程、活動或機制。

② 碳匯：指利用植物光合作用吸收大氣中的二氧化碳，并將其固定在植被和土壤中，從而減少溫室氣體在大氣中濃度的過程、活動或機制。

③ 為了方便村民理解，問卷中將抽象的能源消耗量轉換成費用（如年付電費）、重量（如年用柴薪量）、單位數量（如液化氣瓶數）等直觀參量用以制成調查問卷。

④ 自然斷點法是一種根據數值統計分布規律分級和分類的統計方法，它能使類與類之間的不同最大化。

⑤ 高碳排元胞：此處高碳排元胞包括前文分類中的高碳排與中-高碳排元胞。

⑥ 碳生產率：單位二氧化碳的GDP產出水平，碳生產率=GDP/碳排放量。

⑦ 碳配額：每個產住元胞的碳排放允額，應根據元胞產業特征、人口數量、占地面積等靈活彈性設置。

⑧ 熵值：熵是系統的無序狀態的量度，即系統的不確定性的量度。熵值越大，表明系統越趨向于無序。