基于空間基因理論的淺丘鄉村空間形態特征研究

關鍵詞：淺丘鄉村；空間形態；空間要素；空間基因

1 研究背景

空間形態是人類文明的體現與載體[1]，對于鄉村地區而言，村落形態反映的是區域人類活動與自然地理環境相互影響，以及逐步演進的歷史積淀與文脈傳承。這既包含了鄉村地區建筑形態、景觀風貌、規模布局等物質實體，更隱含在了地區的人文歷史、風土人情、習俗傳統等人文傳承之中。

2022 年5 月23 日，中共中央辦公廳、國務院辦公廳發布的《鄉村建設行動實施方案》明確指出，鄉村建設要“因地制宜、體現特色”，順應農民群眾對美好生活的向往。因此，鄉村地區的規劃建設不能脫離區域的風貌特征與文化傳統，盲目推廣某種“理想”模式，這不僅可能會破壞原本的區域地理空間環境與社會文化基因，更會促使區域特色要素流失，背離了宜居宜業美麗鄉村建設的初衷[2-3]。

近年來，以段進院士為代表的規劃領域研究者，借用生物學中“基因”的概念及原理，突破城市形態類型學的傳統思路，探索城市空間形態的發展規律[1，4]，提出空間基因理論。該理論指出空間基因是“空間形態—自然環境—社會人文”互動演化模式的空間信息載體，是區域空間形態規律傳承發展的內在邏輯，更是解譯地域空間組合模式的關鍵方法[1]。相較于抽象普適性規律的形態類型學研究方法，空間基因的研究更關注區域研究的特色性與差異性，實現了形態類型學相關研究從普適性向在地性轉變[2-3]。相較于關注人類活動與環境共生的文化生態學[5]，以及關注人類與自然相互作用產生的景觀結果的景觀生態學[5]，空間基因理論更注重區域復雜巨系統中相對穩定的各類物質要素實體彼此影響而產生的空間形態組合模式[2-3]。

對于鄉村地區而言，空間形態是承載地區生產生活的物質空間實體與展現獨特地域特色的空間景觀風貌，其空間基因用于表征區域物質要素實體與空間形態中相對穩定且獨特的空間組合模式[6]。國內學者嘗試從鄉村景觀基因圖譜[7-9]、形態基因[10-11]、村落風貌[6，9，12]、人居環境[9，13]和基因要素感知[6] 等承載空間基因的物質要素特征與空間景觀組合特征等維度，探索空間基因在鄉村地區的空間規劃、風貌傳承和人居改善等層面的應用。總體來看，鄉村地區空間基因研究的重點在于探索物質要素與空間形態雙視角下的空間基因作用機制，并將其作用機制轉化為組合模式，指導鄉村地區規劃建設與基因傳承。本文聚焦鄉村地區物質要素與空間形態兩個層面，對影響淺丘鄉村地區的地形地貌、空間形態、景觀特質等空間形態要素進行分析，探索空間基因理論在鄉村地區規劃建設中的應用。

1 淺丘鄉村空間形態與空間基因

1.1 淺丘鄉村地區空間形態

鄉村地區空間形態是區域物質要素實體及其組成的空間形態的綜合，是地區物質生活與精神風貌的空間載體，是鄉村地區居民漫長的時間演化過程中逐步適應自然環境的產物，是承載生產生活的山水林田湖草等物質空間實體，以及物質空間實體組合形成的空間形態特征模式，其特征承載著獨特且穩定的“空間—自然—人文”互動演化的空間基因[1-2，13]。

具體而言，物質空間實體包括地形地貌、水系溝渠等地理格局，田林村居等人工要素；空間形態特征模式包括人居特色、景觀風貌、建筑肌理等人文基因。因此，空間形態視角下的空間基因可以歸納為自然環境、交往環境、出行環境與居住環境[13]，也可以從形態基因的角度將其概括為是影響區域生產、生活的外部物質性狀與內在信息因子[11]。其中，外部物質性狀指山水格局、人工建筑等物質要素實體，而內在信息因子是物質要素實體傳承延續形成的獨特形態格局。

對于淺丘鄉村地區而言，空間形態視角下的空間基因研究是凸顯其順應自然地理環境而不斷演化形成的獨特生產、生活方式，是彰顯地區丘陵起伏、聚落散布、層次分明的獨特格局與形態風貌，其空間基因可以劃分為自然地理要素與人文景觀特征兩大類型。其中，自然地理要素包含丘區河湖水系、地形地貌等山水格局元素；人文景觀特征主要是指人類活動所創造的塘田林宅、道溝園埂等人類文明成果及其丘環水繞的空間組合模式。

1.2 淺丘鄉村地區空間基因提取、評價與轉譯

鄉村地區空間基因是維持區域穩定發展的基礎條件，更是維系村民生產、生活的空間基底。鄉村地區空間形態層面的空間基因研究主要涉及基因提取、基因評價、基因轉譯3 個階段[14]。其中：基因提取的重點是提煉表征鄉村地區空間形態特征的關鍵要素，包括地形地貌、河網水系、田林院景等自然和人文地理要素；基因評價主要是對提取的地理要素在地性進行合理性評價，研判特征要素是否符合地區當前或者未來規劃建設的需求；基因轉譯是通過對地理要素評價，選擇適宜地區發展需求的要素，在規劃建設過程中進行空間再現與傳承演繹。

對于淺丘鄉村地區而言，空間形態要素視角下的空間基因解譯的重點內容在于，綜合區域自然地理要素與人文景觀特征兩大層面，形成物質要素與空間形態雙視角，客觀評估與主觀感知雙維度下的空間基因分析底座。其中：在基因提取層面，重點考慮區域獨特的地形地貌特征影響下的穩定關鍵要素；在基因評價層面，重點突出特殊自然地理條件下的景觀格局特質維育與傳統生產生活空間的傳承保護；在基因轉譯層面，重點針對空間要素組合模式特征開展面向鄉村農耕生產、文旅發展和風貌傳承的適宜要素和重點引導空間（見圖1）。

（1）基于物質空間要素的空間基因組合模式客觀評估物質空間要素的空間解譯是對構成地區獨特且穩定的空間基因的自然地理要素與人文景觀元素進行組合模式分析。首先要明確影響淺丘鄉村區域的空間要素類型，并在具體要素類型基礎上分類構建評估維度與測算方法，最終在聚類分析基礎上形成區域的空間基因組合模式。

物質空間要素視角下的區域空間基因組合模式評估體系主要包括地形地貌特征、空間形態特征、生態景觀特質與空間要素組合特征4 個層面。其中：地形地貌特征是對地區高程、坡度、坡向等宏觀格局進行分析；空間形態特征是對鄉村地區的水系溝渠、園地、林地、坑塘水面、宅基地、道路、耕地等物質要素進行空間落位；生態景觀特質是基于Fragstats 分析軟件對地區景觀斑塊密度、斑塊多樣性等景觀格局指數進行量化；空間要素組合特征是基于丘田林塘空間布局結構、生態景觀特質、地形地貌特征等進行聚類，構建形成丘區物質空間要素特征評價與空間要素組合聚類相協同的空間基因組合模式評估模型（見圖2）。

（2）基于高精度衛星影像數據的空間形態特征主觀感知物質空間要素的空間轉譯是對空間中各種物質要素的組合特征進行解析，是從“物以類聚”的視角出發，解譯山水林田湖草等各類要素之間的組合關系。而空間形態基因是從觀察者或研究者“所見之感”的視角出發，感知物質要素的空間形態表達，聚類識別形態景觀要素之間的感知組合特征。衛星影像數據為規劃人員研究區域空間肌理和圖底關系提供了極佳的“上帝視角”，更為解析空間形態基因提供了絕佳的視覺感知評估數據。

一般圖像分類方法可分為基于像素或基于對象兩大類。其中，基于像素分類是對單個像素進行分類，而不考慮像素的任何空間信息，僅是利用要素光譜屬性對圖像進行分類。而基于對象分類的方法則是試圖通過選擇具有相似性（如肌理、顏色等表征特性）的圖像進行分割，并將像素分組為對象，然后再基于對象固有的屬性對圖像進行分類。

為了更好地表征“所見之感”的視角，文中選擇圖像分類的K-means 聚類算法，從像素層面對淺丘鄉村高清衛星影像數據進行量化聚類分析，通過將最具相似特征的離散對象分配到相同的組中，衡量空間中各個對象“親近度”，進而抽象出多場景空間景觀組合模式與空間特征關系。在此基礎上，結合抽象聚類結果來確定最佳的聚類類別，最終形成淺丘鄉村地區空間形態基因視覺感知識別評價體系（見圖3）。

2 基于空間形態要素的空間特征實證研究

2.1 典型淺丘鄉村地區三星片區概況

三星片區是四川省簡陽市（含東部新區）7 個鎮級國土空間片區之一，位于簡陽市北部，躋身成都1 小時交通圈。三星片區由三星鎮、宏緣鎮、青龍鎮、踏水鎮4個鎮區組成，中心鎮為三星鎮。同時，三星片區處在成渝發展主軸上，是成都“東進”戰略實施的主要節點，是淮州新城、簡陽城區、空港新城三城對接、區域聯動的重要門戶，簡陽市國土空間總體規劃中將該片區定位為高品質糧經與現代農業發展示范區（見圖4）。

三星片區是典型的西南丘陵地貌，全域以淺丘為主，呈現“一江三山三河多庫千塘”的地理肌理，境內溝谷縱橫、林田交錯，沱江、壯溪河、三星河、石鐘河等河網縱橫交錯，明星水庫、白蠟溝水庫、共和水庫等水庫散布全域，構成了六分田地、二分山林、一分水域的藍綠交融生態格局。

片區現有4 鎮、45 個村（社），全域總計面積約216.63 km2，戶籍人口13.24 萬人，常住人口7.48 萬人（2020年），戶籍人口城鎮化率為13.7%。片區產業結構以一產為主，是典型的都市農業型鄉鎮，逐步形成以小麥、玉米、油菜等傳統糧油農作物為主體，桃類、柑橘、葡萄、羊肚菌、蔬菜、辣椒等經濟作物為補充的農業產業結構。

2.2 基于物質空間要素的淺丘鄉村地區空間基因分析

以淺丘鄉村地區自然地理要素與人文景觀要素兩大類型空間形態要素分類成果為基礎，結合變更調查數據和遙感影像數據，多途徑提取河流水系、地形、坡度、坡向、住宅、農田、園林地、坑塘水面、道路等柵格與矢量數據，形成三星片區物質空間要素量化分析底圖底數（見表1）。

通過對淺丘鄉村地區的地形地貌特征、空間形態特征、生態景觀特質與空間要素聚類特征等物質空間要素進行分析發現，片區存在4 類發展模式，即河灣漫灘連片區、連綿中丘點狀區、低丘谷底組團區、高丘陡坡帶形區。其中，河灣漫灘連片區依托沱江河漫灘形成連片耕地，鄉村建設呈現線性發展；連綿中丘點狀區受制于連綿起伏的地貌特征呈現散點分布，村莊建設與地理空間環境形成間錯相生的共生模式；低丘谷底組團區則依托丘底平壩地區連綿展開，形成組團化發展模式；高丘陡坡帶形區鄉村建設則依勢而為，呈現明顯條帶狀發展模式（見圖5）。

2.3 基于K-means 聚類算法的淺丘鄉村地區空間形態基因分析

從K-means 聚類算法分析結果來看，當集群索引為五類時，聚類成果對于農田、水體、建筑、林地和坡地等淺丘空間形態特征要素的解析成果最為清晰。當用于分組的樣本較少時，這會導致分割不足。相反，當使用太多樣本時，會產生過度分割的結果（見圖6 a/b）。在集群索引為五類分級基礎上，對研究區域全域高精度衛星影像數據進行K-means 聚類，識別獲取丘區景觀形態要素的空間組合模式（見圖6c）。

3 空間基因在淺丘鄉村地區國土空間規劃中的應用

通過對物質空間要素與空間形態基因解析結果進行再次聚類分析，對影響研究區域空間基因的宅、林、水、渠、灘、田、草、丘等類型要素分類匯總，判識區域以空間形態要素為研究對象的空間基因特征，以此形成空間基因場景分區，并以場景分區差異化制定區域發展策略（見表2，圖7）。

其中，空間基因場景分區是以空間形態聚類結果為基底，疊加物質空間要素聚類結果，并以地類圖斑規模大于50% 的要素類型來解譯二次聚類成果，獲取淺丘鄉村地區空間基因聚類轉譯成果（見圖8a）。同時，結合區域“宅、林、水、渠、灘、田、草、丘”物質要素空間分布特征，對二次解譯結果進行詢證，最終形成“丘環水繞、多丘環繞、丘島田海、丘谷縱橫”4 大類丘區鄉村空間基因場景類型（見圖8b）。

3.1 空間基因指導下的淺丘地區農耕理想模式

從三星片區空間基因聚類轉譯成果來看，片區現狀用地以農田為主，且集中連片程度相對較高，適宜高品質糧經發展，與上位規劃中片區定位相一致。其中：中部和西部河灣地區地形最為平坦，最適宜開展集中連片高標準農田建設區域；河灣東部地區以低丘、淺丘為主，宜開展坡改梯和宜機化改造；片區南部區域丘壑縱橫，宜開展育林護林工程。整體而言，片區宜利用溝底河流水系修復溝渠，優化農耕水利條件；平壩區宜開展農田整治，推進田塊規整連片、道路通達；緩坡區依形就勢，開展宜機化改造；中丘坡地宜結合地形條件形成若干匯集灌溉用水的山坪塘；丘頂宜退耕還林，維育農耕生態系統穩定，形成“溝底建渠”“壩底營田”“緩坡筑梯”“依丘匯水”“丘坡育林”的淺丘地區農業發展理想模式（見圖9）。

為進一步提高丘區農田效能，結合高標準農田建設標準和丘陵地區宜機化改造要求等，從淺丘地區農耕理想模式出發，構建包含土壤生產力、地塊連片性、地塊形狀度、道路通達度和生態防護水平等5 大類12 小類的評估指標體系（見表3）。其中，土壤生產力表征耕地地力的本底條件，由多種土壤理化性質綜合影響；地塊連片性表征耕地地塊間的集中連片程度，影響農業生產的機械化程度及效率；道路通達度表征連片耕地內部地塊的通達情況，直接決定機械化生成效率與糧油作物運輸條件；生態防護水平表征耕地的生態防護能力，是促進耕地生態改善和可持續發展的重要指標。在此基礎上，利用熵權法構建指標權重，形成對全域農耕條件進行綜合評估。

從整體的評價結果來看，全域土壤生產力高值區域面積65.9 km2，占比30%；地塊集中連片區域60 km2，占比28%；規整地塊面積62.5 km2，占比29%；高通達性區域42 km2，占比19%；生態防護性區域33 km2，占比15%。結合丘區空間基因與農業發展理想模式，全面提升丘谷縱橫區域地力、灌溉、機耕道和田形標準水平，同時加強維育丘頂林地，保護農耕生態斑塊，提升水源涵養與水土保持功能；通過修復溝底河流溝渠等灌溉水系，以及建設山坪塘等灌溉設施，完善田塊道路聯通性，以及推進緩坡耕地宜機化改造，提升多丘環繞與丘島田海區域農耕條件；強化丘環水繞區域平壩耕地生態防護，維育半自然農業空間，加強濕地功能修復，提升防洪防災水平，構建起丘區高標準農田建設分區分類的差異化指導體系（見圖10）。

3.2 空間基因指導下的淺丘地區農旅產業發展模式

從三星片區空間基因場景分區成果來看，丘環水繞片區宜依托優渥自然濱水生態資源與平坦沃野發展農旅融合產業；丘島田海片區宜結合平坦地形，積極推進高標準農田建設，大力發展現代農業；多丘環繞片區適宜利用淺丘依丘伴山的微地形，開展康養休閑產業布局；丘谷縱橫片區宜結合溝谷交錯的地形優勢，發展觀景、極限運動等休閑產業。

（1）丘環水繞平壩區依托大江灣回、開闊清朗、峽灣對望的自然地理條件，重點植入親自然休閑和自然觀光體驗。具體結合凹岸相對較高的地勢與觀景優勢，背丘面水植入濱江餐廳、酒店等業態以及觀景平臺、濱江步道，實現景觀最大化利用；結合凸岸濱江平壩，植入濱水休閑與星空營地，提供開闊清朗的鄉野體驗；結合凸岸臺地坑塘星布特征，植入親子戲水、休閑垂釣等功能業態，盡享度假時光。

（2）丘島田海鄉野區依托有開有合、移步易景、田林互嵌的自然地理條件，重點植入農耕文化與康養休閑體驗。具體結合良田果園植入農業認養、果蔬采摘、親子農場、農耕體驗等業態類型；結合丘腳聚落植入生態餐廳、農耕課堂、文化場館、旅游驛站等業態與設施；結合丘坡與丘頂林盤植入生態民宿、休閑步道、觀景涼亭等業態與設施。

（3）多丘環繞田園區依托丘水相依、伴山伴水的自然地理條件，重點植入康養休閑與親水互動體驗。具體結合水源保護區的水庫、溪流等水系資源植入游船觀光、水上運動等業態；水體兩岸植入濱水休閑、半坡民宿、湖鮮餐廳等業態，同時打造環湖綠道與休閑驛站，最大化利用自然水體景觀；以水體為空間主景，在臨水丘體梯次植入棲居林盤、觀景露臺、望湖餐廳等業態。

（4）丘谷縱橫地景區依托淺丘連片、溝環壑抱的自然地理條件，重點植入輕極限運動與自然觀景體驗。具體依托高差相對較大的丘谷植入輕極限運動、戶外旅游、觀光功能并配套旅游服務；結合指狀丘體內凹空間植入林中酒店、康養中心等，實現靜謐桃源體驗；利用丘體蜿蜒起伏地形打造越野徒步、騎行線路，并沿線配置服務驛站。

3.3 空間基因指導下的淺丘地區風貌引導模式

空間基因指導下的淺丘地區風貌管控引導的重點在于探索鄉村地區的公園城市風貌表達。從片區空間基因場景分區出發，結合資源稟賦與空間形態特征，構建面向丘區空間要素與景觀類型的丘區風貌管控體系，塑造“丘環水繞、丘島田海、多丘環繞、丘谷縱橫”4 大類大地景觀風貌區差異發展模式，展現天府原鄉的田園風貌。

丘環水繞風貌區，營造“背丘而居、面水而生、臨水筑田”的濱水休閑場景。整合沱江沿線濕地資源和生態景觀資源，按照“生態修復、農旅融合”的原則打造濱水休閑活力區。同時，依托河漫灘平坦地形與環向線性發展空間，引導形成糧油作物為基底、喬木灌木林帶為間隔、丘體林地為背景、河流水系為紐帶的闊野連片田園本底。

丘島田海風貌區，營造“一谷一點、丘谷相依、鱗次櫛比”的淺丘田園場景。修復丘谷相依自然景觀，塑造田園一谷一品、丘角彩林補植、依丘嵌谷建院的淺丘田園風光。打造規模化現代農業景觀及突出丘形特色的彩林景觀。田園本底打造抱團組合、連綿丘區、丘谷相依的大地田園景觀。引導形成稻田為基底，其他糧油作物為點綴，丘底以多彩糧油作為主，居民點輔植竹林，丘坡植被隨季相變化呈現多種色彩。

多丘環繞風貌區，營造“依丘開地、臨水而居、背山面田而居”的丘田共生場景。維系丘田林居、塘湖相依的空間秩序，修復河湖水庫生態景觀功能，打造規模化現代農業景觀，以及突出丘形特色的彩林景觀。植入主題景觀聚落、強化水溪兩側景觀帶及節點營造，推動聚落營建，植入公共游憩場所、游憩步道等設施，田園本底打造組團村落與谷壩規模景田、丘身開展宜機化改造、丘上宜林則林。

丘谷縱橫風貌區，營造“丘高溝深、丘圍良田、谷底而居”的丘谷地景場景。強化生態保護修復，維育原生景觀，營造地形適配下的梯田景觀。重點開展散居林盤整治，落實低強度開發建設，加強高丘寬壑區域生態保育，田園本底打造方形闊野良田，避免形式化圖案化農田。

4 結語與展望

鄉村地區是順應鄉村地理空間環境與人文需求發展而形成的因地制宜的解決方案，規劃設計與建設實施必須遵循地區的空間形態特征，以構建宜居宜業的人居環境為出發點和落腳點，推動鄉村振興。鄉村物質空間要素是地區生產生活的物質載體，而空間形態特征則是鄉村特色與文化特質的外在表征。空間基因理論視角下的鄉村空間形態特征研究，旨在支撐鄉村地區目標定位與差異化發展路徑制定，引導鄉村地區農耕、產業和風貌高品質、高質量發展。

本文從淺丘鄉村地區的空間形態角度出發，借鑒空間基因理論，從物質空間要素和空間形態基因兩個維度，及客觀物質要素聚類評估與主觀影像視覺感知兩個層面，構建淺丘鄉村地區空間基因轉譯與傳承再現方法。并利用空間基因轉譯成果支撐地區功能定位，引導分區差異化發展，形成產業聯動與風貌協同的多應用策略，整體形成空間基因導向下的鄉村地區高品質發展路徑，以期為淺丘鄉村地區規劃發展提供借鑒。此外，文中針對空間基因的研究僅限于現狀物質空間要素的組合模式探索與空間解譯，未形成針對文化基因傳承時序發展演化的定量研究方法，且未來需要對空間基因在長時序空間演化中的規律進一步細化探索。