基于“源”“匯”景觀理論的山區農村居民點整治適宜性評價研究
——以湖北省十堰市房縣為例

張紅偉，王占岐，柴 季，魏 超，陳一璐

（1.中國地質大學（武漢）公共管理學院，湖北 武漢 430074； 2.武漢市土地利用和城市空間規劃研究中心，湖北 武漢 430014）

1 引言

農村居民點作為農民生產生活的主要場所，一直存在布局凌亂、人減地增等問題。對于山區而言，受限于坡度等地形因素，農村居民點分布過于分散、無序擴張的現象更為嚴重，這不僅導致山區稀有的耕地等土地資源被大量侵占，更威脅到了本就脆弱的山區生態安全。農村居民點整治作為建設用地布局優化的重要手段，尤其是“城鄉建設用地增減掛鉤”政策實施以來，對山區農村居民點布局調整、生態環境修復和農村居住環境改善產生了很大作用。然而，隨著農村居民點整治的不斷推進，開始出現復墾耕地撂荒但優質耕地已被城市擴張所侵占、安置點建設對環境破壞更加嚴重等問題。因此，以生態為導向，提高山區農村居民點整治適宜性評價的全面性、合理性和科學性，是加快山區生態環境修復、人居環境改善和生態脆弱環境保護的重要保證。

當前，國內學者主要從自然稟賦條件[1-4]、生產生活條件[5-8]和經濟社會條件[9-14]對農村居民點用地布局開展評價和影響因素分析，隨著綠色發展理念的提出和生態文明建設不斷深化，農村居民點整治作為能夠對區域生態環境產生重大影響的人工生態工程越來越強調生態優先，以生態保護為前提開展適宜性評價的研究越來越多[15-19]，也有學者直接從景觀生態學的角度分析農村居民點的分布演化特征[20-23]。國外學者則主要集中研究圍繞居民點的農業土地利用問題[24]，同時，部分學者發現農業對居民點的影響正在逐漸弱化[25]，也有國外學者正在對農村居民點分區和影響因素做有益的探索[26-27]，以上研究為本文提供了可靠的理論基礎。“源”“匯”景觀理論是景觀生態學理論的重要組成部分，是陳利頂等基于大氣污染中“源”“匯”理論體系，提出的同時反映景觀格局與生態過程內涵的理論體系[28]，景觀空間負荷對比指數是該理論的核心方法[29]，近些年，其不斷被應用于非點源污染[30-31]、生物多樣性保護[32-33]、生態規劃[34]等領域。農村居民點是一個復雜的景觀生態系統，農民從事的絕大多數生產、生活和生態活動最終都會反映到土地利用景觀格局的變化上，而農村居民點整治則是加快這種變化的人工生態過程，即農村居民點整治是包含景觀格局特征的人工生態過程，會產生較大的生態效應。因此，將“源”“匯”景觀理論引入到農村居民點整治適宜性評價研究中，具有較強的現實意義。

2 研究區概況與研究方法

2.1 研究區概況

房縣位于北緯31°33′～32°30′，東經110°02′～110°33′之間，地處湖北省十堰市，區域總面積為5 110 km2，與神農架相毗鄰，境內坪地丘陵占17.1%，而半高山、高山區占38.5%。以青峰斷裂帶為界，山脈走向一般是東西、東北或東南向，山背開闊，山頂垣狀，其間有河谷盆地零星分布。房縣林業及旅游資源豐富，地處長江三峽、武當山和神農架黃金旅游線的重要連接點。

2.2 研究方法

2.2.1 研究單元

《全國國土規劃綱要（2016—2030年）》（以下簡稱“綱要”）中明確指出要實施分類引導城鎮化發展，穩妥有序推進農產品主產區城鎮化發展，統籌協調城鎮擴展與重要農產品優勢區布局，促進人口向城市和重點小城鎮集中；其次，“綱要”還提出要完善縣和鄉鎮公共服務設施配套，提升小城鎮公共服務和居住功能，促進農業轉移人口全面融入城鎮。這表明，區域小城鎮的集中居住是農村發展的方向，鄉鎮作為村級以上的行政單元，鄉鎮中心已經成為不影響農業生產的核心居住區，是農村居民轉移安置的中心，是開展農村居民點整治的基本行政單位，因此，本文選取鄉鎮作為基本研究單元。由于鄉鎮政府所在地一般為所在鄉鎮的中心，本文將以鄉鎮政府所在地作為適宜性研究的地理中心，通過分析研究單元內部景觀格局和生態過程，從而評估農村居民點整治的適宜性。

2.2.2 “源”“匯”景觀分類

伴隨著社會的不斷進步，生態環境保護政策越來越嚴格和農民生產生活方式發生改變，一部分土地利用及覆被類型已經不能為農民對生產生活的更高要求提供充足保障或良好的人居環境，例如吳春華等認為，工礦用地及礦產分布是農村居民點建設的重要影響因素（尤其是阻礙農村居民點的分布）[7]；相反，另外一部分土地利用及覆被類型則成為農民在特定區域賴以生存不可或缺的類型，例如姜廣輝等的研究表明農村居民點的分布與水田、水澆地、旱地以及果園具有較高的趨同性[5]。而這兩部分均是農村居民點整治的難易程度、農村居民搬遷意愿的重要反映。基于“源”“匯”景觀理論，“源”景觀是指能夠促進自然或人工生態過程的景觀類型，“匯”景觀則是指能夠抑制或延緩這種生態過程的景觀類型，人與自然都是生態系統的重要組成部分，人類改造自然景觀的過程也是一種人工改造生態環境的過程，影響農村居民點穩定性的因素均會體現到土地利用景觀格局特征上來（圖1）。基于此，本文將農村居民點整治作為一個人工生態過程，依據對農村居民點整治過程正、負影響的不同，在土地利用現狀分類標準的基礎上，將研究區土地利用及覆被類型分為“源”“匯”景觀。

2.2.3 “源”“匯”景觀空間負荷對比指數

依據“源”“匯”景觀理論，“源”“匯”景觀空間負荷對比指數是針對不同生態過程中景觀格局識別的主要方法，可以定量化反映景觀空間格局對生態過程的影響大小[29]。因為坡度、高程和距離是影響山區農村居民點分布的基礎自然稟賦要素，考慮不同“源”“匯”景觀類型對生態過程的貢獻差異，本文從相對坡度、相對距離和相對高程三個方面分析“源”“匯”景觀的空間分布特征及其與農村居民點整治人工生態過程之間的關系，從陳利頂等闡述的具有普適性的景觀空間負荷對比指數內涵出發，建立景觀空間負荷相對坡度對比指數（以下簡稱“景觀坡度指數”）、景觀空間負荷相對距離對比指數（以下簡稱“景觀距離指數”）和景觀空間負荷相對高程對比指數（以下簡稱“景觀高程指數”）。由于相對坡度、相對高程和相對距離對農村居民點整治的影響均是正相關，因此，隨著坡度的增大、高程的增加、距離鄉鎮中心距離的增加，無論是景觀坡度指數、景觀距離指數還是景觀高程指數越大，都表明開展農村居民點整治的潛力較大且較適宜，將遇到的阻力較小。具體見式（1）：

式（1）中：LWLI為源匯景觀空間負荷對比指數；r為源匯景觀空間要素類型（相對坡度、相對高程和相對距離）；Asourcep和Asinkq為評價單元內源景觀和匯景觀隨景觀空間要素類型變化而圍成的洛倫茲曲線中的累積面積；Wp和Wq是指源景觀和匯景觀的權重；為了充分考慮整個研究區域源匯景觀總量的貢獻，引入APp和APq分別代表源景觀和匯景觀在研究區域內的面積比例；m和n分別為源景觀和匯景觀的類型[29]。

圖1 基于 源 匯 景觀理論的景觀類型分類思路Fig.1 The idea of classi fi cation for landscape types based on "Source-Sink" landscape theory

景觀權重的確定對源匯景觀空間負荷對比指數具有重要的作用，在針對農村居民點整治生態過程的權重確定過程中，為了體現景觀圖斑的破碎情況，引入景觀破碎度并對其改進作為源景觀和匯景觀的權重，見式（2）。

式（2）中：Nx為景觀X的斑塊數；Ax為景觀X的總面積；Z為研究單元內景觀的類型；Wx為景觀類型為X的權重。

在景觀空間負荷對比指數的計算過程中，還有可能存在整個評價單元的景觀空間負荷對比指數較小，但是局部劇烈增加后波動較小的情況，即評價單元內部“源”“匯”景觀呈現空間分區域聚集的變化特征，也較適宜開展農村居民點整治。鑒于此，本文基于土地利用景觀梯度理論，綜合考慮適宜的耕作半徑、評價單元的全覆蓋和有效表達內部變化特征等因素，依據相對距離、相對高程和相對坡度分別將研究單元分成十級土地利用景觀等距梯度帶。利用式（1）和式（2）計算不同級別梯度帶的景觀空間負荷對比指數，運用錯位堆壘曲線進行可視化表達，以此判斷局部不同景觀類型的變化和集聚情況。

在分析各個影響要素景觀空間負荷對比指數的基礎上，對各個分指標進行綜合，得出各研究單元景觀空間負荷綜合對比指數（式（3））。

式（3）中：LWLIelevation為景觀空間負荷相對高程對比指數；LWLIdistance為景觀空間負荷相對距離對比指數；LWLIslope為景觀空間負荷相對坡度對比指數。

3 數據來源與處理

本文主要涉及以下幾個方面的數據：（1）十堰市房縣2015年1∶1萬土地利用現狀數據庫，從中提取土地利用現狀類型及其分布，同時提取水系、交通道路等數據，并按照景觀類型的不同分別計算面積；（2）房縣1∶5萬DEM數字高程數據，運用ARCGIS10.2軟件提取高程數據和坡度數據，將提取的高程和坡度數據賦予景觀單元；（3）在城鄉建設用地增減掛鉤政策支撐下，房縣開展農村居民點整治以來，自2011年到2015年所有已開展并竣工的農村居民點整治項目，共計7個批次161 hm2的農村居民點拆遷復墾圖斑。運用相關軟件將矢量數據的投影坐標系進行統一，并按照評價單元進行分類并統一單位。

4 結果分析

4.1 “源” “匯”景觀類型隨影響要素的空間分布

根據式（1）和式（2），首先計算不同研究單元的景觀高程指數（圖2（a））。相對高程以各景觀圖斑高程與研究單元中心之間的高程之差來表示，差值越大，農村居民點整治的可能性越大，人口向研究單元中心聚集的可能性也越大。沙河鄉、萬峪河鄉、窯淮鎮、軍店鎮、大木廠鎮、青峰鎮和白鶴鎮的景觀高程指數分別為0.96、0.92、0.91、0.90、0.88和0.86，這表明隨著相對高程的增加，源景觀對于農村居民點整治的影響遠遠大于匯景觀，較適宜開展農村居民點整治且潛力巨大。

其次，分別計算十級景觀梯度帶的景觀高程指數，并利用錯位堆壘曲線反映各個級別相對高程指數的聚集和變化情況（圖2（d））。結果顯示，萬峪河鄉、軍店鎮、青峰鎮、窯淮鎮和化龍堰鎮出現了對比指數急劇增加的過程，這說明隨著相對高程的增加，“源”景觀對農村居民點整治的影響急劇增大，較適宜開展農村居民點整治，而白鶴鎮、中壩鄉、九道鄉、土城鎮等幾個鄉鎮則出現均勻增長的情況。雖然化龍堰鎮和土城鎮出現了局部不同級別變化的異常，但是對整體變化趨勢影響較小。從整個研究單元的不同級別的景觀高程指數及各級別之間的差值來看，無論是整體還是不同級別的局部，出現了一定的差異，但是整體較適宜開展農村居民點整治的評價單元基本一致。

圖2 各鄉鎮景觀空間負荷對比指數變化情況Fig.2 The variation of LWLI in different townships

相對距離用景觀圖斑距離研究單元中心的距離來表示。相對距離越遠，農村居民點距離鄉鎮中心的便利性越差，農村居民進行搬遷的可能性越大，結果顯示（圖2（b）），沙河鄉、萬峪河鄉、窯淮鎮、大木廠鎮、青峰鎮、軍店鎮和白鶴鎮的景觀距離指數分別為0.96、0.92、0.91、0.91、0.87、0.87、0.85，表明隨著相對距離的增加，源景觀對農村居民點整治過程的貢獻較大，就相對距離單一影響因素而言，這些研究單元開展農村居民點整治的潛力較大。

同理，根據相對距離的遠近，計算不同級別景觀距離指數，根據錯位堆壘曲線判斷局部源匯景觀的變化情況（圖2(e））。結果表明，沙河鄉、萬峪河鄉、窯淮鎮、尹吉甫鎮等絕大多數鄉鎮的源匯相對距離對比指數都出現了急劇增加的情況，然后處于高位，隨著相對距離的增加而增加較小，這說明，單純考慮距離要素，源匯景觀呈現出分區域聚集的情況，各鄉鎮開展農村居民點整治的適宜性均較強。

相對坡度對農村生產生活的難易程度具有重要的影響，坡度越大，開展農村居民點整治的可能性就越大。結果顯示（圖2(c）），沙河鄉、萬峪河鄉、窯淮鎮、軍店鎮、大木廠鎮和青峰鎮0.96、0.92、0.90、0.88、0.87和0.87，這幾個研究單元內的景觀坡度指數較大，這表示其開展農村居民點整治的潛力較大且適宜性較好。

分別計算十級景觀空間負荷相對坡度對比指數的大小，利用錯位堆壘曲線變化判斷隨著坡度變化而變化的情況（圖2(f））。結果表明，上龕鄉從第一級別到第二級別跳躍的時候，出現了數據異常的情況，這說明上龕鄉的匯景觀主要存在于第二級別中，在其他級別的變化過程中，大多數評價單元出現緩慢增加的情況，而中壩鄉、九道鄉、門古寺鎮、城關鎮、大木廠鎮則出現了景觀坡度指數隨著級別的增加持續增加較大的情況，這說明源景觀隨著坡度的增加相較于匯景觀貢獻度增長較快，就相對坡度而言較適宜開展農村居民點整治。

4.2 “源” “匯”景觀空間負荷綜合對比指數分析

根據式（3）計算各個研究單元內不同級別和整個評價單元的景觀空間負荷綜合對比指數（圖3），不同評價單元內景觀空間負荷綜合對比指數的變化明顯，具有較好的區分度，同時，不同級別源匯景觀負荷綜合對比指數的變化情況，也反映了局部源匯景觀的聚集程度，能夠在評價單元的基礎上，進一步分析其內部變化情況。

沙河鄉、萬峪河鄉、窯淮鎮、大木廠鎮、軍店鎮、青峰鎮和白鶴鎮的景觀空間負荷綜合對比指數分別為0.96、0.92、0.90、0.89、0.88、0.87和0.86，表明這7個鄉鎮較適宜開展農村居民點整治且潛力巨大，遇到的阻力較小。從同一評價單元內不同級別“源”“匯”景觀空間負荷綜合對比指數的變化情況來看，這七個鄉鎮均出現急劇聚集的情況，除了前一兩個級別較小，余下的級別對比指數較大，所以開展農村居民點整治的潛力也較大。同時發現，也存在化龍堰鎮和土城鎮等這種雖然整個評價單元內的景觀空間負荷綜合對比指數較小，但是不同級別之間的變化也較小，且隨著影響要素的變化指數整體處于高位，其開展農村居民點整治的適宜性也較強。

圖3 各鄉鎮不同梯度帶景觀空間負荷綜合對比指數Fig.3 LWLIs to the different levels of landscape gradient zones in the different townships

4.3 農村居民點整治適宜性驗證

在以上研究中，根據“源”“匯”景觀理論，分析了“源” “匯”景觀類型及其分布與農村居民點整治的關系，通過土地利用景觀梯度理論和景觀空間負荷對比指數評價了各個研究單元農村居民點整治適宜性。為了充分驗證這個方法的科學性，本文對比了各評價單元內自2011—2015年開展農村居民點整治的面積與上文中反映潛力和適宜性的綜合對比指數表1，景觀空間負荷對比指數較大的評價單元已經開展農村居民點整治的面積也較大，例如：沙河鄉、萬峪河鄉、白鶴鎮和青峰鎮；而其他幾個景觀空間負荷指數較大的評價單元，例如：大木廠鎮、窯淮鎮和軍店鎮，經過實地調查走訪，這些區域還未被納入當地國土局的農村居民點整治范圍，未來一段時間也將開展農村居民點整治；化龍堰鎮和土城鎮雖然整體景觀空間負荷綜合對比指數較小，但是呈現急劇增加后不同級別之間變化不大，分布形態較聚集，也較適宜開展農村居民點整治。因此，基于“源”“匯”景觀理論建立的景觀空間負荷對比指數評價模型能夠較好地反映區域農村居民點整治潛力大小，可以成為農村居民點整治適宜性評估的重要方法。

表1 農村居民點整治適宜性對比表Tab.1 Comparison on the suitability of rural residential land consolidation

5 結論與討論

5.1 結論

（1）通過“源”“匯”景觀理論，在考慮了景觀面積和破碎程度的基礎上，結合土地利用景觀梯度理論，以景觀類型的空間分布特征作為影響農村居民點穩定性因素的重要表征，從整個景觀系統的角度建立了適宜于山區農村居民點整治適宜性評價的量化模型，從而避免了從局部建立評價指標進行山區農村居民點整治適宜性和潛力分析可能產生的不客觀性。新的適宜性評價方法對于合理開展農村居民點整治具有重要的參考作用，實用性較高。

（2）在“城鄉建設用地增減掛鉤”政策支撐下的農村居民點整治實施過程中，管理者和執行者較多關注農村居民點整治本身所帶來的經濟和社會效益，容易忽略農村居民點、林地、耕地等不同土地利用類型之間的互動規律對農村居民點穩定性的影響。引入“源”“匯”景觀生態理論開展整治適宜性評價，充分考慮了系統內部不同土地利用類型之間的互動關系對農村居民點整治的作用。

（3）農村居民點整治是涉及到社會民生的系統性工程，從系統的角度出發，以影響山區農村居民點分布和擴張的地形、坡度和高程等自然稟賦條件為基礎，以反映區域經濟、社會和生態狀況的土地利用系統景觀空間特征為主線開展農村居民點整治適宜性評價，充分體現了尊重區域自然稟賦、基礎設施條件、經濟社會差異等思想，充分表達了可持續發展的理念。因此，通過本文提出的方法首先開展整治適宜性評估，在適宜的評價單元內進行農村居民點整治后不易出現經濟、社會和生態問題。

（4）本文以十堰市房縣作為研究區，研究結果表明沙河鄉、萬峪河鄉、窯淮鎮、大木廠鎮、軍店鎮、青峰鎮和白鶴鎮相對于其他鄉鎮較適宜性開展農村居民點整治。其率先開展農村居民點整治有助于改善山區人居環境、加快生態修復且保護生態環境，使農村居民點整治產生較大經濟效益、社會效益的同時，產生較大的生態效益，為城市發展提供生態保障。

5.2 討論

本文提出了一套完整的農村居民點整治適宜性評價方法，但是由于受時間、資料和篇幅的限制，評價方法還有待改進和完善。首先，“源”“匯”景觀分類的科學性需要不斷提高；其次，評價方法對于山區農村居民點整治適宜性評價較為合適，對于丘陵、平原地區是否同樣適宜；第三，評價結果只是反映研究區域不同評價單元整治的相對適宜性；第四，基于本研究評估方法，從時間序列角度開展研究，是否也具有較高的參考價值。