喀斯特山地縣域農(nóng)村居民點(diǎn)用地空間結(jié)構(gòu)特征
——以貴州省開陽縣為例

孫耀鵬，方敏

1.貴州省第三測繪院；2.貴州水利水電職業(yè)技術(shù)學(xué)院

鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略的實(shí)施是決勝全面建成小康社會(huì)的重大歷史任務(wù)，是新時(shí)代解決“三農(nóng)”問題、全面激活農(nóng)村發(fā)展新活力的重要戰(zhàn)略舉措和總抓手。然而，長期以來我國城鄉(xiāng)發(fā)展存在不平衡、不充分等問題，尤其是農(nóng)村居民點(diǎn)布局混亂、用地結(jié)構(gòu)分散、用地方式粗放。鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略的實(shí)施為農(nóng)村居民點(diǎn)用地空間布局重構(gòu)帶來了新的契機(jī)，快速城鎮(zhèn)化背景下，農(nóng)村人口大規(guī)模涌向城市，但農(nóng)村居民點(diǎn)用地規(guī)模卻在逐年增加[1]。由于鄉(xiāng)村轉(zhuǎn)型發(fā)展升級、農(nóng)村土地的非農(nóng)轉(zhuǎn)變等因子的影響，造成農(nóng)村居民點(diǎn)用地大量閑置、廢棄。“空心化”問題日益加劇，土地資源被嚴(yán)重浪費(fèi)[2]。整治優(yōu)化農(nóng)村建設(shè)用地，可有效調(diào)整和重構(gòu)農(nóng)村地域空間以及人地關(guān)系，促進(jìn)城鄉(xiāng)建設(shè)合理發(fā)展[3]，新農(nóng)村建設(shè)、鄉(xiāng)村振興、城鄉(xiāng)融合等政策制度的出臺旨在優(yōu)化農(nóng)村居民點(diǎn)用地?cái)?shù)量結(jié)構(gòu)和空間布局[4]。因此，研究農(nóng)村居民點(diǎn)用地空間結(jié)構(gòu)有助于開陽縣農(nóng)村居民點(diǎn)用地實(shí)現(xiàn)集約高效利用和合理配置。

一、研究區(qū)域與數(shù)據(jù)來源

（一）研究區(qū)概況

開陽縣位于貴州中部，地處烏江南岸，云貴高原東側(cè)梯狀斜坡地帶，地勢西南高東北低。地跨 106 ° 45′E ～ 107 ° 17′E，26 °48′～27 °22′， 南 北長64km，東西寬53km。海拔512～1679 m。全縣國土總面積2023.79km2，其中農(nóng)村居民點(diǎn)用地面積5797.77hm2，占國土面積的2.86%，其研究區(qū)示意圖如圖1所示。

圖1 開陽縣區(qū)位、行政區(qū)劃與地形分布

（二）數(shù)據(jù)來源與處理

本文農(nóng)村居民點(diǎn)用地?cái)?shù)據(jù)由貴州省第三測繪院提供，按照《土地利用現(xiàn)狀分類》（GB/T21010-2007）歸類劃分。地形地貌數(shù)據(jù)來自地理空間數(shù)據(jù)云（http：//www.gscloud.cn/），空間分辨率為30m。研究統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)來源于開陽縣2017年統(tǒng)計(jì)年鑒，將其數(shù)字化后匯總統(tǒng)計(jì)分析。利用ArcGIS空間數(shù)據(jù)處理軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行拓?fù)潢P(guān)系處理、坐標(biāo)系統(tǒng)轉(zhuǎn)換及數(shù)據(jù)可視化。

二、研究方法

（一）空間布局模式

在縣域尺度上，把居民點(diǎn)當(dāng)作點(diǎn)狀目標(biāo)，分布格局有均勻、集聚和隨機(jī)分布。采用最鄰近指數(shù)識別空間結(jié)構(gòu)，利用Voronoi圖變異系數(shù)進(jìn)行驗(yàn)證。其數(shù)學(xué)表達(dá)式為[5]：

式中n表示居民點(diǎn)總數(shù)，min(dij)表示最鄰近點(diǎn)的歐氏距離，R表示最鄰近距離指數(shù)，A表示研究區(qū)面積。

（二）核密度估計(jì)

核密度估計(jì)法（Kernel Density Estimation，KDE）是根據(jù)離散的點(diǎn)來插值鄰近要素，具有樣本圓心、搜索半徑等屬性共同構(gòu)成圓形的插值區(qū)域，離圓心較遠(yuǎn)的區(qū)域權(quán)重值低，越近的區(qū)域權(quán)重值越高[6]。本文主要用于對農(nóng)村居民點(diǎn)用地的概率密度進(jìn)行估計(jì)，能夠反映農(nóng)村居民點(diǎn)空間布局整體形態(tài)特征，其數(shù)學(xué)函數(shù)表達(dá)如下[7]：

式2中，n表示樣本數(shù)據(jù)觀測值的個(gè)數(shù)，是一種加權(quán)形式表達(dá)的核函數(shù)。h表示帶寬，h越大，密度函數(shù)的計(jì)算結(jié)果就越平滑，但可能會(huì)出現(xiàn)偏差比較大的現(xiàn)象，h如果選較小值，密度函數(shù)的密度曲線和樣本擬合較好，但可能很不光滑。為了獲得與實(shí)際情況相符的密度曲面圖，在運(yùn)用核密度估計(jì)時(shí)需要結(jié)合具體情況反復(fù)測試來調(diào)整帶寬h。

（三）ESDA空間關(guān)聯(lián)

空間關(guān)聯(lián)模型ESDA中主要通過Getis-Ord Gi*值的大小來定義研究對象之間的空間結(jié)構(gòu)關(guān)聯(lián)度，用于識別不同空間位置的高值簇和低值簇，其計(jì)算公式如下：

為便于解釋和比較，Gi*(d)的正負(fù)值探測用地規(guī)模的冷熱點(diǎn)區(qū)分布，wij(d)是空間權(quán)重，xj為空間要素。

三、結(jié)果分析

（一）空間結(jié)構(gòu)類型與集聚特征

通過地理信息軟件的融合處理，開陽縣農(nóng)村居民點(diǎn)用地圖斑共有12341個(gè)，總面積5797.77hm2。其中最大的圖斑面積為29.31hm2，平均值0.47hm2，人均210.83m2，明顯高于國家規(guī)定的150m2/人的上限標(biāo)準(zhǔn)。Voronoi多邊形面積變異系數(shù)為108.73%，最鄰近指數(shù)R為0.7223，小于1。整體上看，農(nóng)村居民點(diǎn)空間分布呈現(xiàn)“大散居、小聚居”的空間格局，呈現(xiàn)“北密南疏”的階梯狀遞減格局趨勢，屬于高集聚分布類型（圖2）。

圖2 開陽縣農(nóng)村居民用地空間分布特征

開陽縣鄉(xiāng)村建設(shè)用地面積較大、空間零星分散，從側(cè)面反映出研究區(qū)鄉(xiāng)村人口“空心化”較為嚴(yán)重。究其原因，鄉(xiāng)村人口流失伴隨著外出務(wù)工收入回流建房、家庭結(jié)構(gòu)變遷伴隨村民分家建房等因素導(dǎo)致鄉(xiāng)村建設(shè)用地出現(xiàn)“一戶多宅”“人走房空”“建新不拆舊”等非理性擴(kuò)張現(xiàn)象。雖然住房還在，但其使用效率十分低，村民多處建房目的在于方便以后養(yǎng)老或?yàn)樽訉O后代留下更多的財(cái)產(chǎn)，使得農(nóng)村居民點(diǎn)用地面積快速增長。因此，鄉(xiāng)村空間發(fā)展過程中，土地集約利用更值得我們關(guān)注，一方面是為了更合理高效地利用土地資源，另一方面通過合理高效地利用土地資源，為城區(qū)的發(fā)展騰出更多的空間，在城鎮(zhèn)建設(shè)擴(kuò)張的同時(shí)減少對“耕地紅線”的觸碰。

因此，開陽縣要解決鄉(xiāng)村“一戶多宅”“空心村”等問題，土地主管部門必須通過增存掛鉤復(fù)墾、轉(zhuǎn)讓、置換等方式統(tǒng)籌安排農(nóng)村閑置宅基地，同時(shí)建立健全土地合理開發(fā)法律法規(guī)，加強(qiáng)監(jiān)管，嚴(yán)懲違法占用耕地建房行為，減少農(nóng)村閑置土地存量，充分挖掘用地潛力，緩解用地壓力，如此循環(huán)。閑置宅基地的復(fù)墾補(bǔ)充了開陽縣占補(bǔ)平衡指標(biāo)，有力支撐區(qū)域重點(diǎn)項(xiàng)目的落地，也使得農(nóng)村居民點(diǎn)用地結(jié)構(gòu)更加趨于合理，提高農(nóng)村居民點(diǎn)用地開發(fā)利用效率。

（二）用地規(guī)模分布空間關(guān)聯(lián)

圖3是研究區(qū)農(nóng)村居民點(diǎn)用地規(guī)模空間分異圖，可以看出熱點(diǎn)區(qū)零散分布，在空間上呈現(xiàn)出連續(xù)變化的特點(diǎn)。通過測算，開陽縣用地規(guī)模的Moran’s I估計(jì)值為0.0737，該結(jié)果檢驗(yàn)顯示較為顯著，說明開陽縣農(nóng)村居民點(diǎn)用地規(guī)模存在較強(qiáng)的自相關(guān)性，呈集聚格局。綜上所述，農(nóng)村居民點(diǎn)用地冷熱點(diǎn)分布不集中，可以從開陽縣城市、鄉(xiāng)鎮(zhèn)、農(nóng)村等全域安排城鄉(xiāng)空間擴(kuò)展的布局，整理、統(tǒng)計(jì)、復(fù)墾、再開發(fā)利用鄉(xiāng)村區(qū)域低效的、荒廢的建設(shè)用地，合理指引鄉(xiāng)村地區(qū)的發(fā)展，支持人口規(guī)模較大的村鎮(zhèn)積極發(fā)展產(chǎn)業(yè)，這樣農(nóng)村才能夠存留下部分年輕的勞動(dòng)力，提高農(nóng)村地區(qū)的活力。

圖3 開陽縣農(nóng)村居民點(diǎn)用地規(guī)模空間分異

四、研究結(jié)論

通過測度，開陽縣農(nóng)村居民點(diǎn)用地空間分布總體上呈現(xiàn)較強(qiáng)的集聚態(tài)勢，密度分布呈現(xiàn)“北密南疏”的階梯狀遞減格局趨勢，高密度區(qū)集中于北部的水龍鄉(xiāng)—花梨鎮(zhèn)—馮三鎮(zhèn)—楠木渡鎮(zhèn)弧形河谷地帶，以及在南部城關(guān)鎮(zhèn)、雙流鎮(zhèn)、永溫鎮(zhèn)等經(jīng)濟(jì)較為發(fā)達(dá)的鄉(xiāng)鎮(zhèn)沿交通干道集中分布。同時(shí)，研究發(fā)現(xiàn)開陽縣農(nóng)村居民點(diǎn)用地規(guī)模存在正相關(guān)性，呈較強(qiáng)集聚格局，空間關(guān)聯(lián)的集聚程度更為明顯，熱點(diǎn)區(qū)域由鄉(xiāng)鎮(zhèn)駐地附近沿交通干道向四周梯度衰減，用地規(guī)模分布具有較高的地形、交通和經(jīng)濟(jì)指向。