基于GIS的麻阳县农村居民点空间布局优化研究

谭雪兰,段建南,包春红,朱红梅

(湖南农业大学资源环境学院,长沙410128)

农村居民点作为农村人地关系的表现核心,是农村人口生产和生活等综合功能的承载体,也是土地利用的重要组成部分[1],进入20世纪以来,农村居民点问题已经成为土地利用/土地覆被变化计划中的一个重要研究课题。长期以来,我国农村居民点用地布局缺少整体上的规划指导与控制,特别是山区丘陵城市由于其特殊的自然地形条件,土地资源十分有限,而农村居民点数量多,规模小,分布零散,再加上农村居民点周边多为耕地,对耕地资源减少的威胁比城镇更大[2]。因此,本文采用GIS与景观生态学结合的方法探讨麻阳县农村居民点用地空间布局的问题,对于指导农村居民点规划、促进城乡统筹发展及农村土地集约与节约利用等具有重要的意义[3]。

1 研究区域与方法

1.1 研究区概况

麻阳县位于湖南省西部,怀化市西北部,东经109°24′43″-110°06′22″,北纬 27°32′02″-28°01′46″,总面积156 092.57 hm2。全县地貌轮廓为南、西、北三面较高,中部较低,朝东倾斜开口,略似“簸箕”状,从而形成南西北山地、东部丘陵和中部河谷岗地平原的地貌类型。全县辖6镇17乡312村,2005年末人口为37.3万人,其中农业人口33.01万人,非农业人口4.29万人[4]。

1.2 研究方法

本文以MAPGIS为研究平台,运用景观生态学研究数理和土地信息系统技术相结合。以2005年麻阳县土地利用数据库为数据基础,提取农村居民点用地信息,应用空间分析和景观指数分析方法来研究麻阳县农村居民点用地布局的现状特征。选择斑块个数、斑块总面积、最大斑块指数、平均斑块面积、斑块面积标准差、斑块密度、平均斑块形状指数等景观指数[5],并根据斑块相应的空间信息和属性信息计算景观指数,在此基础上归纳总结出麻阳县农村居民点用地空间布局现状特征。

2 麻阳县农村居民点用地空间布局的现状特征与问题分析

根据表1可以得出麻阳县农村居民点用地空间布局的现状特征及问题如下：

表1 2005年麻阳县农村居民点布局景观指数分析

2.1 农村居民点用地规模与密度地域差异明显

麻阳县境内农村居民点斑块总数达3 783块,且各个乡镇间分布的斑块数量极其悬殊。最大的乡镇斑块个数达383个,最小的仅有88个。随着各乡镇之间分布斑块数量的差异,导致乡镇之间斑块总面积的差异也很明显。从斑块总面积和斑块所占景观面积的比例来看,绿溪口乡农村居民点用地面积较大,占全县农村居民点总面积6.41%,兰村乡农村居民点用地面积最小,仅占3.14%。全县的平均斑块面积为0.83 hm2,总体看来,舒家村乡、兰村乡、郭公坪乡、长潭乡、兰里镇、板栗树乡、隆家堡乡、谷达坡乡、吕家坪镇、黄桑乡、岩门镇、石羊哨乡、和平溪乡、绿溪口乡平均斑块面积依次增大,其他乡镇农村居民点斑块的平均规模都未能达到全县平均规模。从最大斑块指数来看,尧市乡、长潭乡、石羊哨乡、拖冲乡、兰村乡、板栗树乡、谷达坡乡、隆家堡乡、谭家寨乡、兰里镇、和平溪乡、绿溪口乡、江口墟镇、郭公坪乡、高村镇、大桥江乡、岩门镇、黄桑乡、锦和镇、栗坪乡、舒家村乡、吕家坪镇、文昌阁乡其最大斑块指数依次减少。从农村居民点用地密度指数来看,全县农村居民点用地密度为1.2个/hm2。各乡镇分布不均,其中江口墟镇、大桥江乡、高村镇、拖冲乡、锦和镇、文昌阁乡、尧市乡、谭家寨乡、栗坪乡均高于全县平均水平,分别为2.15,1.92,1.86,1.59,1.57,1.44,1.32,1.28,1.20个/hm2。

2.2 农村居民点用地斑块形状不规则,地域差异小

从农村居民点用地斑块的形状来看,平均斑块形状指数反映出农村居民点矢量斑块的复杂程度,形状指数越大,说明农村居民点形状越不规则,边界的曲折度就越大。全县各乡镇平均斑块指数均大于1,其中平均斑块指数最高的是兰村乡1.36,最低的是栗坪乡1.11,全县的平均斑块指数是1.22;说明全县农村居民点较规则,有利于农村居民点用地集约化程度的提高,为挖掘土地利用潜力提供了条件,更需要科学的规划来指导布局[5]。

2.3 农村居民点用地布局对耕地、交通网络依存度高

运用MAPGIS软件图层分离功能将耕地、交通网络和农村居民点用地图斑面状要素单独提取出来进行分析(图1)。结果发现在耕地集中,地形以平原为主的中部地区乡镇的农村居民点用地比重较大,其中高村镇、岩门镇、绿溪口乡、锦和镇、文昌阁乡、托冲乡表现最为突出。而在西北山区和东侧的丘陵地区的耕地较少的乡镇农村居民点用地比重也较小,其中石羊哨乡、板栗树乡、谷达坡乡、和平溪乡、兰村乡表现最为明显,充分体现了以农业为主业的区域经济,农村居民点对耕地依存度高的特点。

并在MAPGIS中对现状道路图层以间隔100 m为缓冲半径做缓冲分析,按照小于100 m、100～300 m、300～500 m和大于500 m等4个级别进行再分类,然后将图层结果与农村居民点用地分布图进行区对区判别分析,得出农村居民点用地分布与交通网络布局的关系,以反映麻阳县农村居民点用地的交通状况。不同距离范围内的农村居民点用地面积统计结果见表2。

从统计结果可以看出,绝大部分农村居民点用地距离交通线路较近,便于对外交流,距离公路300 m以内的居民点面积占了全县农村居民点用地总面积的76.7%,而距离道路300～500 m以内的农村居民点用地面积比重只有8.57%。由于麻阳县山地丘陵面积大,地域交通条件差,大于500 m以外的区域农村居民点用地面积占14.73%,有很大的整理和开发空间[7]。

表2 麻阳县道路缓冲半径内的农村居民点用地面积统计

图1 麻阳县农村居民点用地与耕地、交通网络布局分布图

3 麻阳县农村居民点用地空间布局优化

3.1 麻阳县行政乡、镇的布局优化分类

依据麻阳县农村居民点的经济发展状况、人口规模、区位、地理资源环境、发展潜力和政策要求,把麻阳县各行政乡镇的布局优化分为3类：(1)行政区内发展饱和、人地矛盾尖锐或因行政、环境等原因而需保留其农村居民点特色的乡镇,需要在现状基础上进行农村居民点整理,控制发展规模,为控制性乡镇;(2)行政区内拥有较好的交通、区位、地理资源环境,并具有一定的基础设施条件和发展规模的乡镇,需要农村居民点聚集发展,进一步完善基础设施,形成一定的地域中心,为发展性乡镇;(3)行政区内由于发展条件或自然地理环境受到限制,交通落后、基础设施缺乏,行政区内农村居民点规模过小、零散的乡镇,需逐步将离散的农村居民点用地萎缩并入相邻离散度较低的农村居民点用地中,为拆并性乡镇。此外,对行政区具有历史文化保护价值的古村落的乡镇,即便符合以上3种分类要求,也只能通过适当的内部优化,予以更好的保护,而不能大拆大建,改变其原有的风貌。

景观指数斑块总面积反映农村居民点用地规模,斑块密度反映农村居民点用地的空间布局。在对各行政乡镇进行布局优化时,这两个指数有重要的控制意义。通过分析麻阳县各行政乡镇农村居民点用地分布情况(表1),并结合麻阳县的城市规划、自然地理、城镇扩张、交通、环境等因素。按照上述分类,提出布局优化的对策和建议。

3.2 麻阳县农村居民点用地布局优化分析

不同区域土地资源条件,社会经济条件,地类结构、产业结构等方面都存在着差异。因此,在农村居民点用地空间布局中应从实际出发,因地制宜,分别制定各个区域的布局优化方向,从微观上对农村居民点用地进行控制[8]。根据麻阳县社会经济发展水平、人口、城镇化水平和其他因素的影响,麻阳县可以形成3个不同等级的农村居民点合理布局点。

(1)优先发展两个核心点,即高村镇中心城区,与次中心城镇锦和镇。中心城镇区位优越,交通发达,经济发展势头良好,但人口密集,农村居民点用地景观指数斑块总面积和斑块密度都很大,人地关系矛盾尖锐。因而在以后的发展中,应该抓住“两型社会建设”的契机,在充分发挥自身的区位优势的基础上,合理规划、改善环境,起到全县社会经济发展的门户和环境保护示范性作用,带动其他区域科学发展。一方面,引进资金、技术、人才要引导和发挥区域资源优势,促进工业、加工业和服务业的发展;另一方面,要注重环境保护,通过科学规划,改善人居环境,合理推进城市化进程[9]。

(2)在两个核心地区的主要经济增长中心合理扩展、布局建设用地,形成区域次增长极,即：岩门镇、绿溪口乡、兰里镇、栗坪乡和长潭乡、文昌阁乡、尧市乡、托冲乡、江口墟镇,其景观指数斑块总面积和斑块密度都比较大。这些乡镇是农村居民人口密集地,交通条件较好,基础设施比较完善,可作为中心城镇向全县进行经济辐射的中转站[10],要提高农村居民聚集程度,引导其成为区域的主要经济增长点。

(3)在区域次级增长区合理布局建设用地,形成小的地区增长点,即：大桥江乡、谭家寨乡、舒家村乡、兰村乡、郭公坪乡、板栗树乡、隆家堡乡、谷达坡乡、吕家坪镇、黄桑乡、石羊哨乡、和平溪乡。这些乡镇区位优势和交通条件相对一般,基础设施水平相对较低,农村居民点用地斑块密度比较低,居民点整合难度大可以考虑以更好的促进城乡建设用地的统筹发展,拆并区域内零散居民点,逐步提高农村居民点用地的集约化程度。

农村居民点用地的合理布局主要采取对现有居民点用地进行空间整合,在充分考虑交通用地布局、人口、农村居民收入水平、地形等因素影响的同时,结合农村居民点布局整理难易程度,按照空间整合和优化分类对农村居民点用地实行分类。

3.3 麻阳县农村居民点用地布局优化方案

农村居民点用地空间布局优化方案的建立是一项涉及面广、影响较大的工作,要根据当地区域经济发展水平、自然地理条件以及风俗习惯的差异,因地制宜的统一规划[11]。在前文对麻阳县农村居民点用地空间布局现状分析的基础上[12]。借鉴国内外农村居民点用地布局的成功经验,基于适应麻阳县社会经济发展的需要：有利于农民的生产和生活;有利于实现农村居民点用地的节约集约利用;有利于城乡建设用地统筹安排的优化原则。对全县行政乡镇进行布局优化后,形成由2个控制性乡镇,9个乡镇组成的发展性腹地,以及由12个乡镇组成的逐步归并整合区(表3、图2)。

表3 麻阳县农村居民点用地布局优化一览表

图2 麻阳县农村居民点用地布局优化图

4 结论

本文利用GIS空间分析技术与景观生态学相结合的方法,对麻阳县农村居民点空间布局的特征进行研究。

(1)MAPGIS空间分析与景观指数分析相结合的方法能较好地刻画和揭露农村居民点用地布局现状特征,是指导农村居民点用地合理布局的可行方法。使用GIS软件,以土地利用数据库为基础提取农村居民点用地信息,通过一些景观指数的测算,可以得到关于村庄布局方面的定量支撑数据,使用景观指数可以有效地从空间角度分析农村居民点的空间分布状况,弥补了农村居民点用地研究在微观领域的不足,加深了对农村居民点用地布局现状特征的了解,为村庄规划和整理工作提供更好的服务与支持。

(2)通过分析,发现麻阳县各乡镇农村居民点用地规模与密度差异明显,同时,农村居民点用地斑块形状不规则但地域差异小,在空间布局上存在着对耕地及道路依存度高的特征。

(3)在麻阳县农村居民点用地布局现状定量与定性研究的基础上,利用GIS的空间分析功能,确定麻阳县农村居民点优化布局方案：控制性乡镇2个,发展性乡镇9个,拆并性乡镇12个,形成宏观的“两核四轴”放射布局体系。

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