印江縣村域“三生用地”的利用結構與空間格局

黃 娟，李陽兵，徐 倩

(1.貴州師范大學 地理與環境科學學院，貴州 貴陽 550001；2.黔南民族師范學院 旅游與資源環境學院，貴州 都勻 558000)

【研究意義】村域國土的利用結構與空間格局是系統了解縣域及其以上尺度土地利用及其功能優化的基礎，合理的區域土地利用結構與空間格局是建設美麗鄉村、生態文明社會的必然要求。當前，中國新一輪的土地利用規劃正由強調生產用地為導向轉變為生產-生活-生態用地協調并行[1]，十八大報告中也指出“促進生產空間集約高效、生活空間宜居適度、生態空間山清水秀”。三生空間的優化開發迫切需要掌握不同功能用地的結構和空間分布規律，為新一輪土地利用規劃提供科學基礎。國家重點生態功能區是我國優化國土空間、推進主體功能區制度、推進生態文明建設劃定的重點區域，厘清區域的土地利用，尤其是“三生用地”(生產用地、生活用地、生態用地)的結構與空間格局，直接關系到主體功能區制度推進實施的成效及新一輪土地利用規劃的實施。【前人研究進展】“三生用地”的研究成果較多，主要集中在“三生用地”的內涵與識別[2-3]、分類體系與格局[4-7]和功能演變與優化[8-12]等方面。分類體系方案主要集中于全國尺度的研究，與現行“土地利用現狀分類”難以銜接，此外對于功能演變與優化的研究主要集中于縣域及以上尺度的研究范圍。對于國家重點生態功能區“三生用地”的研究，主要對秦巴山區“三生用地”承載力評價，重點討論了該區域國家重點生態功能區與非國家重點生態功能區縣域尺度“三生用地”狀況的差別[13]。【本研究切入點】“三生用地”呈現的是多尺度鑲嵌格局，小尺度(鄉鎮或村域)“三生用地”利用格局能完整反映縣域的用地結構與功能格局，但目前對村域尺度“三生用地”格局與功能的研究十分鮮見[14-15]。【擬解決的關鍵問題】以國家劃定的重點生態功能區——貴州省印江縣為例，運用計量地理學和GIS空間格局分析方法對村域“三生用地”的結構和空間格局進行研究，以期為該區域的國土空間規劃和合理開發利用提供參考。

1 材料與方法

1.1 數據來源

研究區的行政區劃基礎數據來源于印江縣第二次全國土地調查數據，共351個村級研究單元；土地數據來源于印江縣國土資源局2016年土地利用現狀數據。

1.2 研究區域概況

貴州省印江土家族苗族自治縣位于貴州省東北部，地處貴州高原向四川盆地過渡的黔東北凹陷地帶，位于東經108°17′52″～108°48′18″，北緯27°35′19″～28°20′32″，總面積1968.06 km2，2016年被列為國家重點生態功能區。印江縣地處武陵山區，武陵山脈的主峰梵凈山位于縣境東部。屬亞熱帶溫暖濕潤季風氣候，年平均氣溫16.8 ℃，年降雨量1100 mm左右，生物資源豐富，雨熱同期。現轄14個鄉鎮和3個街道，2016年末戶籍人口45.22萬人，人口密度229人/km2。

1.3 研究方法

1.3.1 “三生用地”分類 《全國土地利用總體規劃綱要(2006-2020年)》提出“生態用地與生活用地、生產用地并行”，因此，有必要在現行土地利用分類的基礎上將土地按照生態、生產、生活功能重新進行分類。“三生用地”是綜合考慮土地的主體功能和次要功能的土地利用分類體系[2]。參考已有的分類系統[4,7,16]，結合研究區用地功能調查，根據土地利用主導功能對GB/T21010-2007土地利用現狀分類 基礎數據進行歸并，建立“三生用地”分類體系(表1)。

表1 印江縣“三生用地”的分類體系

注：Ⅰ級和Ⅱ級是土地功能分類，Ⅲ級是現行土地利用二級分類指標。

Note: Class Ⅰ and Class Ⅱ are the land function classification, Class Ⅲ is the current secondary classification index of land utilization.

1.3.2 “三生用地”利用結構的多樣性和優勢度 選用景觀生態學中對景觀多樣性指數(H)和優勢度(Do)計算方法[17-18]，分析土地利用結構的多樣性和優勢度。計算公式如下。

(1)

(2)

式中，H為多樣性指數，Hmax表示多樣性指數最大值，Hmax=ln(m)。Pi是“三生用地”類型的i類所占面積的比例，m為“三生用地”類型的數目，Do為優勢度指數。H值越大，表示該區域“三生用地”的多樣性越大，用地類型越齊全、類型間的面積差異較小；H越小，表示該區域“三生用地”類型越單一或類型間面積差異大。Do值大時，表示“三生用地”的集中化程度和專門化程度越高；Do值小時，表示“三生用地”的集中化程度越低，即越均衡。

1.3.3 “三生用地”地類的組合類型 “三生用地”地類的組合類型用于反映區域整體功能的強弱。村域“三生用地”利用組合類型的劃分，是將“三生用地”利用現狀的相關統計數據進行分析，經計算建立以村為單元的各種“三生用地”利用類型之間的比例關系，并以相關假設“三生用地”利用結構百分比矩陣來判定其類型的歸屬。研究采用最小方差法進行分類，按“三生用地”利用結構的實際分布(實際相對面積百分比)與假設分布(假設相對面積百分比)相比較，逐步逼近實際分布，得到一個最接近實際分布的近似分布，運用該方法計算出印江縣各村“三生用地”組合系數，并由此確定其地類組合類型，該分布的組合即為所求村域的“三生用地”組合類型。具體計算步驟參照文獻[19]的方法進行。

1.3.4 “三生用地”的利用程度 用于揭示“三生用地”利用的廣度和深度，既可反映土地的自然屬性，也反映了環境和人文因素產生的綜合效應。借鑒土地利用程度綜合分析法[20]，研究采用“三生用地”Ⅲ級分類與現行土地利用二級分類指標一致，因此將“三生用地”Ⅲ級分類利用程度按照土地自然綜合體在社會因素影響下的自然平衡狀態分為四級并賦分級指數值(表2)[21]，計算公式如下。

(3)

式中，Lj為研究區域“三生用地”利用程度綜合指數，Bi為研究區域第i級“三生用地”利用程度分級指數，Ci為第i級“三生用地”利用程度分級百分比，n為“三生用地”利用程度分級數。

1.3.5 “三生用地”利用的區位指數 反映某一區域各類“三生用地”相對于高一級層次區域空間相對集聚程度，以測量各地類的區位優勢和專業化程度[22]。計算公式如下。

Qi=(fi/∑fi)/(Fi/∑Fi)

(4)

式中，Qi是區位指數，fi是區域內第i種“三生用地”的面積；Fi是高一級層次區域(研究選取印江縣為高一級層次區域)第i種“三生用地”的面積；∑fi是區域內各種“三生用地”類型的面積之和；∑Fi是高一級層次區域內各種“三生用地”類型的面積之和。若Qi>1，則說明該種用地具有區位優勢，區位意義顯著，較高一級層次的區域空間集聚；若Qi<1，則說明該用地類型不具有區位優勢，區位意義不顯著。

表2 印江縣“三生用地”的利用程度分級指數

1.4 數據處理

采用Excel 2010對數據進行統計分析,運用ArcGIS10.2對數據進行統計和成圖。

2 結果與分析

2.1 印江縣“三生用地”的基本特征

印江縣生態用地、生態生產用地、生產生態和生活生產用地等面積分別119 450.98、2424.99、67 328.63和7602.30 hm2，分別占國土面積的60.70 %、1.23 %、34.21 %和3.86 %。各類功能用地面積差異明顯，承擔生態調節功能的用地比重最大，而人類活動的主要區域城鎮和農村用地比重最小。從二級分類看，重點調節生態用地比重最高，占國土面積的49.15 %，耕地和一般調節生態用地比重位居第二和第三，分別占國土面積的26.01 %和11.11 %，而工業及其他生產用地、牧草地和生態容納用地最小，分別占國土面積的0.39 %、0.43 %和0.51 %。在351個村級單元中，生態用地比重大于全縣平均水平的行政村有119個，生態生產用地比重大于全縣平均水平的行政村有111個，生產生態用地比重大于全縣平均水平的行政村有227個，生活生產用地比重大于全縣平均水平的行政村有164個。

2.2 印江縣“三生用地”利用的多樣化和優勢度

印江縣“三生用地”多樣化指數平均為 0.81，全縣所轄各行政村的多樣化指數差異較大，變幅為0～1.24，其中，多樣化指數高于全縣平均水平的行政村有207個。運用 ArcInfo 自然間斷點分級法對“三生用地”多樣化指數進行分級歸類共分為4個等級：H>0.91為高多樣化區，H∈(0.74，0.91]為中高多樣化區，H∈(0.47，0.74]為中低多樣化區，H≤0.47為低多樣化區。按此分區，高多樣化區共有行政村69個，占研究區域行政村總數的19.66 %，主要橫貫中部的中興街道、龍津街道、峨嶺街道、新寨鎮、朗溪鎮、合水鎮和木黃鎮的部分行政村；中高多樣化區共有行政村206個，占58.69 %，主要分布于北部、西部和中部的廣大區域；中低多樣化區共有行政村61個，占17.38 %，主要分布于東北部和中南部區域；低多樣化區有行政村15個，占4.27 %，主要分布于東部的紫薇鎮、羅場鄉、新業鎮和木黃鎮的部分行政村(圖1A)。說明，區域內各行政村多樣化指數間具有較大的差異性，總體處于中等偏上水平。

印江縣“三生用地”優勢度指數平均為0.58，全縣所轄各行政村的優勢度指數差異也較大，變幅為0.14～1.39。其中，優勢度指數高于全縣平均水平的行政村有141個。運用 ArcInfo 的自然間斷點分級法，對優勢度進行分級歸類共分為4個等級：Do>0.88為高優勢度區，Do∈(0.63，0.88]為中高優勢度區，Do∈(0.47，0.63]為中低優勢度區，Do≤0.47為低優勢度區。按此分區，高優勢度區共有行政村17個，占研究區行政村總數的4.84 %；中高優勢度區共有行政村65個，占18.52 %；中低多樣化區共有行政村203個，占57.83 %；低多樣化區共有行政村66個，占18.81 %(圖1B)。說明，研究區域各村優勢度指數間具有較大的差異性，總體處于中等偏下水平。

A多樣化指數 B優勢度指數A. Diversity index B. Dominance index圖1 印江縣“三生用地”多樣化指數及優勢度指數的分布特征Fig.1 Spatial distribution of diversity index (A) and dominance index (B) of ecological-living-productive land in Yinjiang county

2.3 印江縣村域“三生用地”的組合類型

印江縣“三生用地”的組合類型數為2，包括生態用地和生產生態用地。從村域情況看，“三生用地”組合類型共分為3個大類和12個亞類，亞類分為單一類型、雙重組合類型、三重組合類型和復合組合類型(圖2、表3)。大類以生態為主型的村域最多，其次是生產生態為主型。按亞類劃分，生態-生產生態雙重組合類型、生產生態-生態的雙重組合類型和生態單一類型，共有行政村336個，國土面積共1918.39 km2，占全縣國土面積的97.48 %。生態-生產生態雙重組合類型是分布最廣占比最大的類型，占全縣國土面積的54.62 %，主要集中于東北部、西北部、中部和中南部地區。其次是生態單一類型，占全縣國土面積的23.21 %，主要分布于東部和南部地區，涉及新業鄉、木黃鎮、紫薇鎮和洋溪鎮的行政村。第三是生產生態-生態的雙重組合類型，占全縣國土面積的19.65 %，呈兩條帶狀分布，第一條主要集中在北部到西北部地區，涉及刀壩鎮、沙子坡鎮、天堂鎮、板溪鎮和龍津街道的行政村；第二條主要集中在合水鎮、朗溪鎮和羅場鄉的行政村。此外，龍津街道紅光村是生活生產單一類型結構，該村屬縣城所在地。

圖2 印江縣村域“三生用地”的組合類型分布特征Fig.2 Spatial distribution of combination types of ecological-living-productive land in Yinjiang county

表3 印江縣村域“三生用地”的組合類型

圖3 印江縣“三生用地”利用程度的綜合指數分布特征Fig.3 Spatial distribution of utilization degree comprehensive index of ecological-living-productive land in Yinjiang county

2.4 印江縣“三生用地”利用程度綜合分析

印江縣“三生用地”利用程度綜合指數平均為231，全縣所轄各行政村利用程度綜合指數為199.9～365，其中，高于全縣平均水平的行政村有171個，利用程度最高的是龍津街道紅光村，綜合指數為365，用地類型主要為城鎮建設用地。運用ArcInfo的自然間斷點分級法對“三生用地”利用程度綜合指數進行分級歸類共分為4個等級：L>268為高利用程度區，L∈(238，268]為中高利用程度區，L∈(223，238]為中低利用程度區，L≤223為低利用程度(圖3)。按此分區，高利用程度區共有行政村8個，占研究區村總數的2.28 %，主要分布于龍津街道和峨嶺街道，為城鎮集中區域；中高多樣化區共有行政村71個，占20.23 %，主要分布在北部到西北部的沙坡子鎮、板溪鎮、杉樹鎮龍津街道和峨嶺街道；中低多樣化區共有行政村186個，占52.99 %，主要集中在北部、西部、中南部區域；低多樣化區共有行政村86個，占24.50 %，集中分布在東部、南部地區。說明，研究區域各行政村“三生用地”利用程度差異大，總體處于中等偏下水平。

2.5 印江縣“三生用地”區位指數及典型二類用地區位指數的分布特征

從圖4A看出，印江縣“三生用地”在各行政村的區位意義不盡相同。生態用地區位意義顯著的行政村共有118個，區位意義不顯著的行政村共有233個。在生態用地區位意義顯著的各行政村中，29個行政村區位意義最顯著，區位指數≥1.3，生態用地占比大于79 %，主要呈面狀分布于東部的紫薇鎮、新業鄉、木黃鎮和洋溪鎮等鄉鎮。生態生產用地區位意義顯著的行政村共有110個，區位意義不顯著的行政村共有241個。在生態生產用地區位意義顯著的各行政村中，有81個行政村的區位意義最顯著，區位指數≥1.3，主要呈2個條帶狀分布，1個條帶是北部的沙坡鎮-天堂鎮-板溪鎮，1個條帶橫貫于中部的中興街道到木黃鎮一線。生產生態用地區位意義顯著的行政村共有226個，區位意義不顯著的行政村共有125個。在生產生態用地區位意義顯著的各行政村中，有127個行政村的區位意義最顯著，區位指數≥1.3，生產生態用地占比為44 %～81 %，主要呈縱向2個條帶狀分布，1個條帶是北部到西部的刀壩鎮-板溪鎮-龍溪鎮，1個條帶是中部的天堂鎮-合水鎮-朗溪鎮-羅場鄉一線。生活生產用地區位意義顯著的行政村共有160個，區位意義不顯著的行政村共有191個。在生活生產用地區位意義顯著的各行政村中，有81個行政村的區位意義最顯著，區位指數≥1.3，主要以面狀集中分布在縣城所在地的峨嶺街道和龍津街道，以及與縣城較近的朗溪鎮、新寨鎮和羅場鄉，其余以點狀分布于各鄉鎮鎮政府附近。

從二級分類上看(圖4B)，重點調節生態用地區位意義顯著的行政村共有112個，區位意義不顯著的行政村共有239個。在重點調節生態用地區位意義顯著的各行政村中，有32個行政村的區位意義最顯著，區位指數≥1.5，重點調節生態用地所占比例大于74 %，主要呈面狀集中分布于東部的紫薇鎮、新業鄉、木黃鎮和洋溪鎮的行政村，此外還有纏溪鎮、楊柳鎮、羅場鄉的個別行政村。耕地區位意義顯著的行政村共有222個，區位意義不顯著的行政村共有129個。在耕地區位意義顯著的各行政村中，有69個行政村的區位意義最顯著，區位指數≥1.5，耕地占比為39 %～63 %，主要呈縱向兩個條帶狀分布，1個條帶分布于西北部的刀壩鎮-板溪鎮-龍溪街道，1個條帶集中在中部的合水鎮-朗溪鎮-紫薇鎮-羅場鄉相鄰村域。園地中顯著的行政村共有75個，區位意義不顯著的行政村共有276個。在園地區位意義顯著的各行政村中，有61個行政村的區位意義最顯著，區位指數≥1.5，主要呈面狀分布于東部的峨嶺街道、龍津街道、朗溪鎮和板溪鎮，此外，還以點狀分布于沙坡子鎮、木黃鎮、紫薇鎮、纏溪鎮和洋溪鎮的個別行政村。城鎮建設用地區位意義顯著的行政村共有28個，區位意義不顯著的行政村共有323個。在城鎮建設用地區位意義顯著的各行政村中，有27個行政村的區位意義最顯著，區位指數≥1.5，主要呈面狀分布于中西部的峨嶺街道、龍津街道，還點狀分布于刀壩鎮、沙坡子鎮、天堂鎮、合水鎮、朗溪鎮、纏溪鎮和洋溪鎮鎮政府附近的行政村，板溪鎮除鎮政府附近的行政村外，位于該鎮北部的巖底村城鎮建設用地區位意義也很顯著。

A，“三生用地”區位指數 B，典型二類用地區位指數A. Location index of ecological-living-productive land B. Location index of typical secondary land圖4 印江縣村域“三生用地”區位指數及其典型二類用地區位指數的分布特征Fig.4 Spatial distribution of location index of ecological-living-productive land and location index of typical secondary land at village level in Yinjiang county

3 討 論

研究選取 “三生用地”的多樣性、優勢度、組合數與組合類型、利用程度和區位度5種土地利用結構量化指標，能從不同方面完整地反映出印江縣村域“三生用地”的利用結構特征和空間分布格局。印江縣村域“三生用地”類型多樣化指數總體處于中等偏上水平，優勢度總體處于中等偏下水平。印江縣村域“三生用地”利用結構組合類型可分為12個亞類，其中生態-生產生態雙重結構類型、生產生態-生態的雙重結構類型和生態單一結構類型3種類型占其國土面積比重高達97.48 %。從空間分布看，由西部縣城所在地附近村域向北、東、南方向延伸，“三生用地”逐漸由以生活生產功能類型轉變為生產生態-生態功能、生態-生態生產功能和生態功能組合類型的縣域空間分布的扇形結構。“三生用地”利用程度與利用結構組合類型空間分布具有相關性，以生活生產結構為主的村域是“三生土地”利用程度較高的區域，以生態結構類型為主的區域是利用程度較低的區域，反之亦然。全縣各種類型“三生用地”的區位優勢在空間分布上差異明顯。東部、南部地區生態用地區位優勢明顯且以面狀分布為主；西北部和中部地區生產生態用地區位優勢明顯，且以縱向的2個條帶狀分布，1條從北部延伸至西部村域，1條縱貫中部村域；生活生產用地區位優勢明顯區域以西部縣城附近為核心向周邊村域擴展。此外，在北部、東南部有點狀分布。研究結果表明，“三生用地”利用結構分析的這些定量化指標不僅在宏觀、中觀尺度上能較好反映土地利用的實際情況[23]，也能體現在以村域為單元的微觀尺度結構特征研究中，這些定量指標相互之間也具有較好的相關性，起到相互補充驗證的作用，使得研究結果更具有科學性，能夠準確反映“三生用地”利用的實際情況。

印江縣村域“三生用地”利用結構揭示了該區域生態用地功能，是典型的國家級重點生態功能區。印江縣承擔生態調節功能的用地比重最大(60.70 %)，其中重點調節生態用地(49.15 %)是生態功能良好的土地利用類型。生態用地比重大、功能良好的原因：在生態文明建設戰略的指導下，印江縣的退耕還林還草、石漠化治理、城周森林屏障建設等工程，實現了區域土地利用方式的改變，增加了地表綠地的覆蓋度。據1998年印江縣國土資源局數據，開始實施退耕還林還草工程時，重點調節生態用地為81118.7 hm2，經過18年的恢復，達96729.15 hm2，共計增長19.24 %，尤其是林地增加顯著，共計增長37.99 %；與此同時，耕地降低了5.11 %。生態用地的分布主要集中在東部的梵凈山國家級自然保護區和南部洋溪省級自然保護區；村域“三生用地”的組合類型分布中，有239個行政村(68.10 %)的地類組合是生態為主型，其土地面積占全縣的78.45 %。

印江縣村域“三生用地”功能分化逐漸形成，為新一輪土地利用規劃中強調土地生態功能的理念奠定基礎，更有利于科學指導、管理和利用土地，協調各類用地之間的關系。十八大以來，為優化國土空間開發格局，統籌推進經濟、社會發展和生態文明建設，學術界一直在積極探索“三生用地”空間的劃定方法以指導新一輪土地利用規劃。研究在參考已有研究成果的基礎上[3-6]，利用現有的《土地利用現狀分類》對“三生功能”進行歸并，構建了“三生用地”分類體系。一方面，使得現有土地利用分類體系得以延續；另一方面，更好體現其三生功能。新一輪土地利用規劃更突出了以分區為載體的土地利用空間管制。村級是落實和實施土地利用、管理諸項措施的最基層區域單元[23]，合理的村級“三生用地”利用分區有助于落實土地用途管制，實現土地利用精細化管理，促進土地資源的可持續利用。在對“三生用地”利用結構指標分析的基礎上，從村級單元上看，印江縣在新一輪國土規劃中應突出以下幾個區域的功能定位，東部、南部地區突出生態用地的生態恢復和嚴格管控；北部、西北部和中部地區要維持耕地、園地等生產生態用地的分布態勢，因地制宜發展生態農業；合理布局生活生產用地，特別是以西部縣城為中心的城鎮建設用地的發展，以及北部、東南部呈點狀分布的鎮中心區域的發展。

“三生用地”利用結構的形成和變化是受研究區域自然地理條件和社會經濟發展等作用共同形成的，此次僅對研究區單一時段的“三生用地”利用特征及其空間分布進行了研究，多時段土地利用特征的連續變化特征、時空分布規律及其發生機制應是今后研究的重點，以期更能全面的揭示“三生用地”利用結構變化的規律和內在機制。

4 結 論

印江縣村域“三生用地”多樣化程度總體處于中等偏上水平，優勢度呈現為中等偏下水平。“三生用地”組合類型相對較為豐富，但主要集中在生態-生產生態雙重結構類型、生產生態-生態的雙重結構類型和生態單一結構類型。

印江縣村域“三生用地”利用程度總體水平較高。各類用地在各行政村的區位意義不盡相同，東部、南部地區生態用地區位優勢突出，北部、西北部和中部地區生產生態用地區位優勢突出，西部地區生活生態用地區位優勢突出。

運用計量地理模型及5種指標能夠較全面地反映印江縣村域“三生用地”利用結構和空間特征，為新一輪以土地生態功能理念為指導的土地規劃、國土利用空間的優化提供依據。