基于生態位模型的縣域鄉村聚落用地適宜性評價

基金項目：內蒙古自治區高等學校科學研究項目（NJZY23064）；內蒙古自治區自然基金項目（2023LHMS05037）；內蒙古自治區直屬高校基本科研業務費項目（JY20240040）

作者簡介：董秀明（1980-），男，碩士，副教授。研究方向為城鄉規劃設計。

DOI：10.19981/j.CN23-1581/G3.2024.16.027

摘" 要：現有縣域鄉村聚落用地適宜性評價方法的評價精度低，無法為縣域鄉村聚落用地合理劃分與土地資源高效利用提供有利條件，因此引入生態位模型，開展對縣域鄉村聚落用地適宜性評價。從自然條件、資源條件、社會經濟條件等方面選擇出地質災害、農用地質量、道路通達度等指標，完成對縣域鄉村聚落用地適宜性評價指標體系的構建。在此基礎上，對各項適宜性指標量化。最后，結合生態位模型，構建適宜性評價模型，實現對用地適宜性的評價，確定不同適宜性程度用地區域的具體分布。通過對比實驗證明，新的評價方法得到的評價結果更符合實際，評價精度更高，評價結果可為實現用地區域劃分提供有利條件。

關鍵詞：生態位模型；縣域鄉村聚落；適宜性評價；自然條件；復雜生態系統

中圖分類號：TU982.29" " " 文獻標志碼：A" " " " " 文章編號：2095-2945（2024）16-0116-04

Abstract： The evaluation accuracy of the existing county rural settlement land suitability evaluation methods is low， which can not provide favorable conditions for the rational division of county rural settlement land and efficient use of land resources， so the niche model is introduced to evaluate the suitability of county rural settlement land. From the aspects of natural conditions， resource conditions， social and economic conditions， geological disasters， agricultural land quality， road accessibility and other indicators are selected to complete the construction of county rural settlement land suitability evaluation index system. On this basis， each suitability index is quantified. Finally， combined with the niche model， the suitability evaluation model is constructed to evaluate the land suitability and determine the specific distribution of land use areas with different degrees of suitability. The comparative experiments show that the evaluation results obtained by the new evaluation method are more in line with the reality， the evaluation accuracy is higher， and the evaluation results can provide favorable conditions for realizing the regional division of land use.

Keywords： niche model; county rural settlement; suitability evaluation; natural conditions; complex ecosystem

縣域鄉村聚落用地適宜性評價是一個復雜而又系統的工程，其涉及地理、經濟、社會等多方面的因素。這些因素之間相互作用、相互影響，構成了鄉村聚落的復雜生態系統。在這個系統中，每個因素都有其特定的“生態位”，即其在系統中的角色和位置。通過對這些生態位的理解和分析，我們可以更好地理解和預測鄉村聚落的發展趨勢和變化[1]。對于一個縣域的鄉村聚落而言，其用地適宜性通常會表現出巨大差異，在某些區域，土地的自然條件和社會經濟條件都較好，適宜發展農業和居住。而在有些區域，由于自然條件較為惡劣，或社會經濟條件較差，適宜性較低[2]。同時，我們也發現了一些實際問題。如部分區域的土地利用類型與當地的實際需求不相符，需要通過合理的規劃調整來提高土地資源的利用效率。針對上述問題，相關部門提出了：應加強對適宜性較低區域的生態保護和恢復工作，以維護良好的生態環境；應積極開展土地利用類型的調整和優化工作，使土地利用更加符合實際需求；應加強對土地資源的監測和管理，以保證土地資源的可持續利用等建議。而合理的縣域鄉村聚落用地適宜性評價有助于更好地了解不同土地利用類型的適宜程度，為鄉村振興和國土空間優化提供了科學依據。基于此，本文結合生態位模型，開展對縣域鄉村聚落用地適宜性評價的研究。

1" 縣域鄉村聚落用地適宜性評價指標選擇

在對縣域鄉村聚落用地適宜性評價指標進行選擇時，應當從以下幾個方面出發。首先，自然條件：包括地形地貌、氣候、水文和土壤等自然環境因素。這些因素對鄉村聚落的生態環境、生產生活條件等方面具有重要影響[3]。其次，資源條件。包括土地資源、水資源、礦產資源等物質資源因素。這些因素是鄉村聚落發展的重要物質基礎，對其生產、生活和生態功能有重要作用[4]。再次，社會經濟條件。包括人口、經濟、交通、能源和科教文衛等方面的發展水平。這些因素對鄉村聚落的發展水平、基礎設施和生活條件具有重要影響。最后，生態環境條件。包括生態系統的穩定性、生物多樣性、環境質量等生態因素。在選擇評價指標時，應根據研究目的和實際情況綜合考慮以上各方面因素，并注意指標的代表性和可操作性。同時，應結合專家意見和實踐經驗，對指標進行篩選和優化，最終確定適合該縣域的鄉村聚落用地適宜性評價指標體系[5]。根據上述論述，選擇將地質災害、地形位、坡向、水源影響度、農用地質量和道路通達度等作為評價指標。表1為所選評價指標構建的縣域鄉村聚落用地適宜性評價指標體系。

表1" 縣域鄉村聚落用地適宜性評價指標體系

根據上述論述內容，完成對縣域鄉村聚落用地適宜性評價指標的選擇與評價體系的構建，為后續評價模型的運算提供條件。

2" 適宜性評價指標量化

針對上述所選擇的各項評價指標，對其進行量化。對于地質災害指標的量化，可以將表2內容作為依據。

表2" 地質災害指標量化標準

對于地形位指標的量化，可以從地形坡度角度對其進行分析，并結合公式（1）進行合成，得到地形位分布的指數

式中：T表示地形位分布指數；E表示任意一個柵格當中地形的高程值；E表示任意一個柵格種平谷區域的平均高程值；S表示任意一個柵格當中的地形坡度值；S表示任意一個柵格中評估區域內的平均坡度值。通常情況下，將評估區域的高程設置在0～1 224 m范圍內，將坡度范圍定義在0～87.26°范圍內[6]。結合公式（1），采用分段函數對地形位指標進行量化，結果如下述公式所示

，" " nbsp;（2）

式中：Y1表示地形位指標量化結果；x1i表示實際地形位x1min表示實際地形位最小值。在計算過程中，根據x1i的具體取值確定運算方式：當x1i的取值大于或等于2.04時，此時Y1的取值為0；當x1i的取值小于2.04時，此時Y1的取值可按照公式（2）的下半部分計算得出。

對于坡向指標的量化，按照坡向從南到北，選取鄉村聚落用地適宜度越低的理論對其進行賦值量化，并得到表3的結果。

表3" 坡向指標量化結果

對于水源影響度指標的量化，同樣采用分段函數實現

，" "（3）

式中：Y2表示水源影響度指標量化結果；x2i表示水源緩沖區域的實際生態位；x2max表示水源緩沖區域實際生態位最大值；x2min表示水源緩沖區域實際生態位最小值。一般情況下，主干河流與支流的臨界值分別為200 m和50 m，根據這一組數據與x2i之間的關系確定水源影響度指標量化結果的具體取值：當x2i小于或等于50時，此時Y2的取值為0；當x2i大于或等于200時，此時Y2可按照公式（3）的下半部分計算得出結果。

對于農用地質量指標的量化，可以利用德爾斐法獲得相應權重，并結合加權平均的方式獲得農用地質量指標的量化結果

式中：Y3表示農用地質量指標的量化結果；x3i表示農用地質量實際生態位；x3ai表示農用地質量的實際生態位均值。S3i表示農用地質量的設計生態位標準差。

對道路通達度質量進行量化，結合縣域鄉村聚落用地定級規程中的通達度模型，對道路通達度指標量化數值進行計算

Y4=[100-100■]/100， （5）

式中：Y4表示道路通達度指標量化數值；ri表示道路響度影響半徑。根據上述論述完成對縣域鄉村聚落用地適宜性評價指標體系中所有指標的量化[7]。

3" 生態位適應性評價模型構建與用地適應性評價

以縣域鄉村聚落用地為研究對象，以真實棲息地和真實生存環境（村莊居民點）為對象，把農村居民點看作一個真實的棲息地，并把各個指標作為一個真實的生存環境（農村居民點）[8]。在此基礎上，提出了生態位適應性評價模型，并結合上述各項指標的量化結果，對適宜度進行分析。具體的分析步驟是：第一步，獲得各項指標的測量值，獲得各個指標的實際生態位[9]。第二步，對各項指標進行定量分析，得出相應的需要生態位，并計算相應的生態位適宜度。第三步，在對制約因素進行定量分析的基礎上，結合區域土地利用約束，提出了不適宜的臨界值[10]。結合公式（6）中的模型對縣域鄉村聚落用地綜合適宜度指數進行計算

，" " "（6）

式中：YS表示縣域鄉村聚落用地綜合適宜度指數；Xi表示第i項指標的量化結果；Wi表示第i項指標的權重。結合謝爾福德限制性定律得出，禁建區、水源保護區、高坡等地區不適宜建設居住用地，需要定量研究其制約因素。完成對生態位適應度評價模型的構建后，將土地利用方式比作環境中的生物行為，則基于生態位適宜度模型的土地利用功能分區的目的就是尋找最適宜生物生存的空間位置，即最適宜土地利用方式的分類區域[11]。基于生態位適宜度模型進行土地利用功能分區時，需要先確定各區域的現狀資源構成，并將其與特定土地利用方式的需求進行匹配。確定各區域現狀資源構成和特定土地利用方式的資源需求后，需要將這些資源空間進行匹配，即將特定土地利用方式的資源需求與各區域現狀資源構成進行比較。通過比較，可以得出各區域的生態位適宜度，即各區域對特定土地利用方式的適宜性程度[12]。結合公式（6）完成對縣域鄉村聚落用地適宜性的評價，將指標體系中的各項指標與存在絕對限制條件的指標分別量化后，導入到空間中完成疊加分析，以此確定縣域鄉村聚落用地不同適宜性區域的具體分布。

4" 實例應用分析

本研究選取某縣域為研究對象，采用3種不同的評價方法對該地區的鄉村聚落用地進行適宜性評價。這些方法分別是綜合指數評價法、模糊綜合評價法和生態位模型評價法。其中，綜合指數評價法首先對各項指標進行標準化處理，然后根據各項指標的相對重要性確定權重，最后通過加權求和得出綜合指數。該指數越大，表明該區域的鄉村聚落用地適宜性越高。模糊綜合評價法運用模糊數學理論，對影響鄉村聚落用地的各項指標進行綜合評價。首先確定各指標的隸屬函數，其次計算出各指標的權重，最后通過模糊矩陣運算得出綜合評價結果。

對3種評價方法的評價結果適應性等級進行歸一化處理，將其統一為高度適宜、中度適宜、低度適宜和不適宜4個等級。對研究區域內每一個等級的占比進行計算，公式為

？濁i=■×100%，" " " " " " " " " "（7）

式中：？濁i表示第i類等級用地區域占比；Si表示第i類等級用地區域面積；S表示研究區域總面積。將該區域2019—2023年已知的各區域用地情況作為依據，見表4。

以表中的數據作為標準，分別將3種評價方法得到的結果與表4中的數據進行比較，以此驗證3種評價方法的評價精度。

表4" 研究區域2019—2023年各區域用地情況記錄表

3種方法均能對鄉村聚落用地適宜性進行評價，但評價結果存在一定差異。從表5中記錄的數據可以看出，與表4相比，3種評價方法中生態位模型評價法的評價結果與實際情況更加接近，而其他2種評級方法得出的結果均與實際相差較大，無法為該研究區域的適宜性用地合理使用提供有力支持。綜合指數評價法能夠反映各區域的綜合狀況，但未考慮到不同區域之間的差異；模糊綜合評價法能夠處理不確定性和主觀性的問題，但需要完善隸屬函數的確定方法和權重的計算方式；生態位模型能夠量化不同區域的適宜度得分，并考慮到各區域的生態環境的差異。通過上述實例應用得到的結果，建議在具體實踐中應采用基于生態位模型的評價方法。

表5" 3種評價方法應用下各等級區域用地占比對比表" %

5" 結束語

隨著鄉村振興戰略的深入推進，鄉村聚落用地適宜性評價成為了促進農村發展的重要環節。本文旨在探討基于生態位模型的縣域鄉村聚落用地適宜性評價方法，以期為相關實踐提供理論支持。在未來的研究中，我們可以進一步探討如何運用其他評價方法（如多目標決策分析、模糊綜合評價等），以提高鄉村聚落用地適宜性評價的精度和廣度。此外，針對不同地區的實際情況，也可以對生態位模型進行個性化改進，使其更好地服務于鄉村發展的實際需求。

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