錢家乘,張佰林,連小云,王昭穎
(天津工業大學環境科學與工程學院,天津 300387)
農村居民點是農村居民生產和居住的空間載體,在相當長的時期內是人類聚居的主要形態[1-2]。農村居民點產住空間作為其用地功能的空間表達,由農村居民點用地及其所承載的物質和非物質要素交互耦合產生,具有多樣性和復合性,以及范圍的動態性等特征[3-4]。不同歷史時期、不同地域,由于經濟發展水平不同,農村居民點生產和居住空間結構存在分異。傳統農區的農村居民點用地面積增長,與產住空間持續收縮并存[5];都市郊區農村居民點用地規模穩定增長,工業空間、商業空間大幅擴張,空間類型趨向復合化[6-8]。在城鄉土地二元結構下,土地資源的稀缺性、產住空間的多樣性和農戶需求的選擇性,客觀決定了農村居民點產住空間結構出現異化的必然性。
近年來,農村居民點研究一直是管理學、經濟學、環境科學、鄉村地理學等多學科關注的熱點,國內外學者從多重尺度、多個視角開展了大量研究,重點圍繞農村居民點分類與識別[9]、空間布局優化[10-11]、功能演變[12]、空間重構[13]、驅動機制分析[14]等方面,形成了豐碩的研究成果。其中,大多學者將農村居民點視為一個均質功能空間,從中宏觀尺度結合景觀分析法和GIS空間分析方法,探究農村居民點空間的外部形態和分布格局演變,但從微觀尺度對農村居民點內部用地結構、生活和居住功能變遷關注不足。張佰林等[3]提出“權衡類型—驅動力—效應”分析框架,從理論上解析了經濟發達地區農村居民點產住空間權衡關系。馬雯秋等[7]比較了農村居民點用地兩種分類體系,認為基于功能的分類體系更能凸顯鄉村用地特點。也有部分學者基于定性與定量相結合的方法,分別選取東部和中部多個典型樣本村,研究農村居民點產住空間重構[15-17]。然而,目前就不同經濟發展水平農村居民點產住空間結構差異的比較研究仍不多見,無法適應廣大村域的發展差異,相關研究結論難以進一步推廣。此外,村莊規劃作為鄉村振興戰略的重要抓手,既要保障農村新產業新業態的發展空間,又要改善混亂、無序的人居環境,這二者均與農村居民點的產住空間密切相關,亟需統籌不同村莊生產與居住空間利用的差異性需求,對村莊空間規模與布局實施分類調控。
鑒于此,文章以東營市為例,基于夜間燈光數據將全市劃分成不同的經濟梯度區,從村級尺度入手,實證分析不同經濟梯度區農村居民點產住空間結構的分異特征,并探討其驅動力,為鄉村振興戰略下村莊規劃和農村人居環境整治提供科學依據。
東營市地處山東省東北部的黃河三角洲,位于37°27'N~38°04'N、118°14'E~119°21'E,屬于暖溫帶大陸性季風氣候,東臨渤海,西與賓州接壤,南與濰坊、淄博鄰近,是環渤海經濟區的重要節點城市(圖1)。下轄3區2縣,40個鄉鎮(街道),1 779個行政村,農村居民點用地面積為36 464.79hm2。東營市北部地廣人稀,有黃河自西向東注入渤海,沿途生態系統相對脆弱,農業發展基礎薄弱,農村“空心化”現象較為普遍;中部是依托油氣產業基地發展而來的中心城區,城鎮化水平高;南部有大量工業園區集聚,鄉鎮工業發達,農戶收入較高。可見,區域發展不均衡特征突出[18],空間上存在顯著的經濟梯度分異。

圖1 研究區域位置
1.2.1 農村居民點用地數據
農村居民點用地數據來自于2019 年東營市第三次土地調查成果庫;行政區劃矢量數據來自于2018年東營市土地利用變更調查成果庫。這里將不含農村居民點用地的村級單元歸為非研究區,剔除后共得到1 473個研究單元。
1.2.2 夜間燈光數據
夜間燈光數據來自于高分辨率對地觀測系統湖北數據與應用網的Luojia1-01系統幾何糾正產品,空間分辨率為130m。考慮到是劃分農村經濟梯度,需要將非農村燈光數據進行剔除。首先對原始數據進行裁剪、投影轉換,將城鎮工礦用地矢量數據轉為掩膜柵格,掩膜范圍內的夜間燈光值設為0。為突出區域之間的燈光差異,參考Yu[19]對夜間燈光數據的對數變換處理方式。
1.2.3 其他統計數據
所用人口、社會數據來自于東營市情網(http:∕∕dysq.gov.cn∕)、《中國縣域統計年鑒(鄉鎮卷)2018》、2018年各區縣年鑒以及各鄉鎮(街道)政府提供的經濟統計報表。
1.3.1 經濟梯度劃分
經濟梯度劃分大多基于人均GDP、人均可支配收入等統計數據[16],考慮到大規模村級統計數據較難獲取,采用夜間燈光數據近似量化經濟發展水平。夜間燈光數據已在社會經濟空間化、農村貧困識別中應用廣泛[20]。借助ArcGIS 分區統計工具計算出每個農村居民點的平均像元燈光亮度值,再利用自然斷裂法劃分成高、中、低3個經濟梯度區。
1.3.2 農村居民點產住空間識別
根據學者對農村居民點內部用地結構及功能劃分的研究共識[7,21],將農村居民點產住空間劃分為工業生產空間、商旅服務空間、生活居住空間、公共服務空間4類,并通過農村居民點用地類型界定產住空間類型(表1)。

表1 農村居民點產住空間識別
1.3.3 農村居民點產住空間量化
①多樣性指數。運用吉布斯-馬丁(Gibbs-Mirtin)多樣性指數[22],分析農村居民點產住空間結構的多樣性程度,計算公式為:

式(1)中,GMi為第i個農村居民點的產住空間結構的多樣性指數;Aij為第i個村的第j類空間的面積;GMi取值范圍為0~1,數值越高表示多樣性程度越高;當GM=0時,表示只有一種空間類型。
②優勢度指數。運用優勢度指數[23],分析各農村居民點中占支配地位的空間的集中化程度,計算公式為:

式(2)(3)中,Li為第i個農村居民點的產住空間優勢度指數;pij為第i個農村居民點第j類空間占產住空間面積的比重;Hmax為各類產住空間面積相等時的多樣性指數;n為空間類型數量,n最大為4;Li數值越高代表集中化程度越高;當Li=0時,表示產住空間無集中化趨勢。
③組合類型。運用威弗-托馬斯(Weaver-Thomas)組合系數法[24],分析農村居民點產住空間組合類型。先將農村居民點各類產住空間按照面積占比從高到低排列。假設農村居民點只包含一類空間,則這一類空間的假設分布為100%,其余空間類型為0%,依此類推,分別計算每一種假設分布與實際分布之差的平方和,即組合系數。當組合系數為最小值時,對應的假設空間分布類型為該農村居民點產住空間組合類型,計算公式為:

式(4)中,Wi為第i個農村居民點產住空間組合系數;Qi(k)為第i個農村居民點產住空間的假設分布,這里k最大為4;Xi(j)為第i個農村居民點產住空間實際分布(百分比數,由大到小排列)。
由表2、圖2 可知,東營市農村經濟梯度分布具有顯著的空間異質性,總體呈現“雙峰”格局,自東營市南部、中部向四周逐漸遞減。高經濟梯度區集中分布在中心城區的東城街道、文匯街道、興隆街道,以及南部鄉鎮工業發達的廣饒街道、大王鎮一帶。中經濟梯度區主要分布在高經濟梯度區周邊以及北部仙河鎮和河口街道一帶,低經濟梯度區分散在遠離縣城、交通不便的邊緣地區。

表2 東營市不同經濟梯度區農村居民點數量

圖2 東營市農村居民點經濟梯度分布格局
根據式(1)的計算結果,運用自然斷裂法將其分成低、中、高3 個等級區(表3)。總體來看,東營市農村居民點產住空間多樣性指數低值區數量最多。中、低經濟梯度區均以低值區為主,高經濟梯度區以高值區為主。空間上,東營市南部多樣性指數高于北部,沿海高于內陸(圖3),原因是南部農村地區工業生產和商旅服務空間較多,豐富了產住空間類型。由此可見,經濟梯度與多樣性指數有一定的正相關性,隨著經濟梯度逐漸增加,空間類型趨向多元化,多樣性指數的高值區比重上升較快。

圖3 農村居民點產住空間多樣性指數空間分布

表3 不同經濟梯度區農村居民點產住空間多樣性指數
將優勢度指數計算結果進行分區,發現高值區數量最多,也主要分布在中、低經濟梯度區(表4),低經濟梯度的高值區占比高于中經濟梯度區,高經濟梯度區以低值區為主。空間上,優勢度指數與多樣性指數分布趨勢相反,即東營市北部高于南部,內陸高于沿海(圖4)。由此可見,經濟梯度與優勢度指數存在一定負相關性,隨著經濟梯度逐步增加,居住空間集中程度下降,與其他空間的面積差距縮小,優勢度高值區占比迅速下降。

圖4 農村居民點產住空間優勢度指數空間分布

表4 不同經濟梯度區農村居民點產住空間優勢度指數
農村居民點產住空間組合類型以單結構類型為主(表5),雙結構類型次之,多結構類型最少,僅占5.70%。為直觀展現經濟梯度與組合類型的關系,利用Flourish 工具繪制出圖5,圖左側為經濟梯度區節點,右側為組合類型節點,線條寬度代表該類型農村居民點數量,連線代表兩者有從屬關系。由圖6 可知,各個經濟梯度區的生活居住空間組合類型占比均高于40%,這表明生活居住空間仍是東營市農村居民點最主要的空間類型。相比之下,非主導組合類型差異較大。高經濟梯度區以工業生產—生活居住空間、工業生產空間為主;中經濟梯度區以商旅服務—生活居住空間為主;低經濟梯度區以生活居住—公共服務空間為主。由此可見,隨著經濟梯度提高,東營市農村居民點產住空間組合類型由簡單到復雜,生產空間與居住空間結合程度增強。

圖5 不同經濟梯度區農村居民點產住空間組合子類

表5 東營市農村居民點產住空間組合類型
(1)高經濟梯度區。東營市高經濟梯度區的農村居民點產住空間多樣性高、優勢度低、組合類型復雜化,地理區位和經濟結構是顯著的影響因素(圖6)。該區域聚集了東營市57%以上的產業園區,受城鎮化、工業化輻射影響強,承載了城市部分功能外溢和產業轉移,工貿經濟發達,生計高度非農化,客觀上都增加了生產空間需求,催生出較多的工業生產和商旅服務空間。

圖6 農村居民點產住空間結構分異機理
(2)中經濟梯度區。中經濟梯度區的農村居民點產住空間多樣性、優勢度一般,組合類型相對復雜,自然本底和經濟結構是顯著的影響因素。該區域耕地集中、現代農業發展較好,六戶鎮、勝坨鎮等地引入農業公園、鄉村旅游節、田園綜合體等農旅融合模式,有一定的生產空間需求,推動了部分生活居住空間轉為商旅服務空間,但仍以居住空間為主。
(3)低經濟梯度區。低經濟梯度區的農村居民點產住空間多樣性低、優勢度高、組合類型單一,受到自然本底和行政政策因素影響較大。該區域生態環境脆弱、土壤鹽漬化嚴重,大多被納入生態保護紅線區禁止開發建設,經濟“空心化”較為嚴重,村莊生產功能基本萎縮,以居住空間為主。城鄉建設用地增加掛鉤、拆村并點等政策直接介入新戶鎮、陳莊鎮等地的村莊功能演變,加劇了居住空間集中。
(1)不同經濟梯度的農村居民點產住空間存在顯著的結構分異,表現為隨著經濟梯度增加,產住空間多樣性為上升趨勢,優勢度為下降趨勢,組合類型趨向復雜化。主導組合類型均為生活居住空間,非主導組合類型差異較大,高經濟梯度區以工業生產—生活居住空間、工業生產空間為主;中經濟梯度區以商旅服務—生活居住空間為主;低經濟梯度區以生活居住—公共服務空間為主。
(2)農村居民點產住空間結構分異是自然本底、地理區位、經濟結構、行政政策等4類因素共同作用的結果,不同經濟梯度區的主導因素不同。地理區位和經濟結構對高經濟梯度區的塑造力更強;自然本底和經濟結構是中經濟梯度區的主導因素,自然本底和行政政策對低經濟梯度區影響尤為顯著。
(3)生產和居住仍是農戶最基本的兩個需求[25-26],農戶作為理性經濟人對產住空間的市場需求變化尤為敏感,不同經濟梯度區形成的產住空間結構分異規律正是農戶捕捉市場需求訊息并作出響應的真實表現[25]。當前村莊規劃編制應充分考慮農戶產住需求,確定村莊類型和發展定位,統籌產住空間比例,分配新產業用地指標,差異化實施人居環境整治。
需要說明的是,農村居民點產住空間結構是一個動態演變過程,經濟發展水平與產住空間結構演變可能存在非線性關系,受制于數據可獲得性,該文未能討論產住空間結構演變的動態過程。未來結合面板數據,進一步明晰經濟發展水平對農村居民點產住空間結構動態演變的影響。