汪清县农村居民点用地整治潜力评价研究

黄烁秋, 刘兆顺, 孙 博, 梁珍玮, 马晓葳, 刘亚男

(吉林大学 地球科学学院, 长春 130061)

汪清县农村居民点用地整治潜力评价研究

黄烁秋, 刘兆顺, 孙 博, 梁珍玮, 马晓葳, 刘亚男

(吉林大学 地球科学学院, 长春 130061)

科学合理地测算汪清县农村居民点用地整治潜力，是为汪清县农村居民点用地整治工作的开展提供理论依据。以汪清县9个乡镇为评价单元，采用人均建设用地标准法测算汪清县农村居民点用地整治理论潜力，并选取整治意愿、整治能力和景观细碎化因素，构建腾退潜力综合修正指标体系，对理论潜力进行综合修正。然后综合考虑自然、区位和土地利用结构因素，构建综合评价指标体系进行适宜性评价，基于ArcGIS 10.2软件平台生成Voronoi图，测算汪清县各乡镇新增耕地潜力和新增耕地系数，最后以新增耕地潜力作为潜力分级标准，运用聚类分析法将整治潜力划分为4个级别。结果表明：(1) 汪清县农村居民点用地Voronoi图的Cv值为134.82%，空间分布类型属于集群性；(2) 汪清县农村居民点用地整治新增耕地潜力为265.06 hm2，新增耕地系数为6.33%；(3) 各乡镇综合修正系数介于0.15～0.65之间，东光镇综合修正系数最高，为0.65，天桥岭镇最低，为0.15；(4) 建议将Ⅰ级和Ⅱ级潜力区作为整治重点区域，实施重点挖潜，合理有序地推进汪清县农村居民点用地整治工作。

农村居民点用地; 整治潜力;Voronoi图; 潜力分级; 汪清县

农村居民点是社会经济发展到一定历史阶段的产物，是农业劳动者进行经济、政治和文化等活动而聚集的定居场所[1]。当前，我国农村居民点大多数缺乏系统的规划，农村居民点内部用地结构混乱、相互混杂，这种内部布局上的松散无序造成了村庄内部土地资源的浪费和建设用地结构的极不合理[2]，与此同时，汪清县人均农村居民点用地面积偏大，为442.72 m2/人，远超出《镇规划标准》(GB50188—2007)所规定的140 m2/人的最高标准，因此汪清县农村居民点用地具有巨大的整治潜力，且整治工作势在必行。农村居民点用地整治是通过对现有农村居民点进行迁村并点、整治空心村、调整用地结构等活动提高用地效率和集约化程度，增加有效耕地面积和其他农用地面积，改善农民生产、生活条件和农村生态环境[3]。目前，学术界对农村居民点整治的研究主要集中在农村居民点整治驱动力、潜力测算方法、整理模式等方面[4]。这些研究对农村居民点的发展提供了良好的理论与技术支撑，但对于如何构建较为完善的农村居民点用地整治潜力综合修正指标体系，如何更加合理地对新增耕地潜力进行适宜性评价仍然需要进一步进行理论研究与探讨。因此，本文通过构建科学有效的农村居民点用地整治潜力综合修正指标体系和适宜性评价指标体系，并以汪清县9个乡镇为评价单元，基于ArcGIS 10.2软件平台对全县各乡镇农村居民点用地整治潜力进行综合修正与适宜性评价，通过评价得出更为符合客观实际可实现的新增耕地潜力，基于SPSS 19.0软件平台进行潜力分级，确定农村居民点用地整治重点区域，以期为汪清县农村居民点用地整治工作的开展提供理论与技术支撑。

1 研究区概况与数据来源

1.1 研究区概况

汪清县位于吉林省延边朝鲜族自治州东北部，地理坐标为东经129°51′—130°56′、北纬43°06′—44°03′，紧靠东北亚经济贸易区，距俄罗斯边境40 km，距朝鲜边境18 km，东与珲春市，西与敦化市，南与图们市、延吉市，北与黑龙江省牡丹江市接壤，南北纵长108 km，东西横距152 km。汪清县土地总面积8 825.81 km2，是吉林省县级区域面积第二大县。全县现辖8镇1乡。2015年末，全县总人口22.72万人，其中城镇人口13.27万人，农村人口9.46万人，城镇化率58.38%，人口自然增长率为-2.30‰，人口呈现负增长趋势。2015年全县地区生产总值664 733亿元，固定资产投资714 243亿元，城镇居民人均可支配收入达到18 067元，农民人均收入达到7 146元。

根据汪清县2015年土地利用变更调查数据，全县建设用地总面积为10 085.17 hm2，城乡建设用地总面积为6 913.91 hm2，其中农村居民点用地面积为4 187.02 hm2，占全县建设用地总面积的41.52%。全县人均农村居民点用地面积偏大，为442.72 m2/人，远超出《镇规划标准》(GB50188—2007)所规定的140 m2/人的最高标准，因此汪清县农村居民点用地整治潜力较高。

1.2 数据来源

本文数据主要来源于汪清县国土资源局提供的汪清县2015年土地利用变更调查成果、《汪清县土地利用总体规划(2006—2020年)》、《汪清县城市总体规划(2012—2030)》、《汪清县统计年鉴(2016年)》、《汪清县水利发展“十二五”规划报告》、吉林省土壤图(2015年)，基于ArcGIS 10.2软件平台进行数据处理与空间分析。

2 研究方法与过程

汪清县农村居民点用地潜力评价以乡镇为单元，在对现状用地进行调查分析的基础上，充分考虑《汪清县土地利用总体规划(2006—2020年)》、《汪清县城市总体规划(2012—2030)》等各项相关政策文件规划，在根据人均建设用地标准法测算理论潜力的基础上，构建农村居民点用地整治潜力综合修正指标体系，对理论潜力进行综合修正。然后构建新增耕地潜力综合评价指标体系，通过适宜性评价确定农村居民点用地整治潜力，即为新增耕地潜力。依据潜力的数量及分布情况，对汪清县农村居民点用地潜力进行分级研究。

2.1 农村人口预测

汪清县规划目标年(2020年)农村人口规模的确定，主要通过建立人口预测模型，参考《汪清县城市总体规划(2012—2030年)》和各镇村体系规划中关于人口预测的成果，预测规划期末农村人口规模，农业人口预测模型如下：

(1)

式中：Qt表示规划期末农村人口总数；Q0表示现状农村人口总数；r表示人口自然增长率；ΔQ表示人口机械变动量；t=5(规划到2020年)。

2.2 农村居民点用地整治理论潜力测算

农村居民点用地整治理论潜力采用人均建设用地标准法确定。依据国家规定的人均建设用地标准，基于预期规划目标年的人口数量，计算理论上农村居民点用地面积，并将其与现状农村居民点用地面积作差值计算，得到整治后可获得的理论潜力面积。农村居民点用地整治理论潜力测算模型如下：

ΔS=S0-St

(2)

St=B×Qt

(3)

式中：ΔS表示农村居民点用地理论潜力；S0表示现状农村居民点用地规模；St表示规划期末农村居民点用地规模；B表示规划人均建设用地标准(《镇规划标准》(GB 50188—2007)所规定的汪清县人均建设用地最高标准为140 m2/人)。

2.3 农村居民点用地整治腾退潜力测算

汪清县农村居民点用地整治理论潜力转换为腾退潜力还要受到自然、经济、社会等因素的制约。根据对全县农村居民点用地整治制约因素的分析，建立评价指标体系，采取层次分析法(AHP)，特尔菲法(Delphi)对各指标赋予权重(见表1)。本文在汪清县农村居民点用地整治理论潜力的基础上，综合考虑整治意愿、整治能力以及景观细碎化3个影响因素构建综合修正指标体系(见表1)，测算开展农村居民点用地整治可减少农村居民点用地规模，获得理论潜力到腾退潜力转变的修正系数，农村居民点用地整治腾退潜力测算模型如下：

M=ΔS×K

(4)

式中：M表示农村居民点用地腾退潜力；K表示农村居民点用地整治腾退潜力修正系数。

表1 农村居民点用地整治腾退潜力综合修正指标体系表

由于各指标的量纲、数量级各不相同，因此，需要采用极值标准化法对每1个指标值进行标准化处理，以消除各指标量纲和数量级的差异，使得每个指标的值在0～1之间，将各指标经无量纲标准化处理后的标准值与相对权重进行加权得出各指标的修正系数值。

2.4 农村居民点用地整治新增耕地潜力适宜性评价

在确定腾退潜力后，需要对范围内待整治的农村居民点用地进行适宜性评价以确定农村居民点用地整治潜力，由于农村居民点用地整治潜力主要考虑整治为农用地尤其是耕地的状况，因此，农村居民点用地整治制约因素较多，必须在保护好生态环境、保持水土平衡，并综合考虑农村居民点所处的区位和利用结构的前提下，对农村居民点用地进行整治。

根据汪清县农业发展实际和土地利用情况，综合考虑自然、区位和土地利用结构因素，构建新增耕地潜力适宜性指标体系(见表2)，运用熵权法对各指标赋予权重，再基于ArcGIS 10.2软件平台，采用空间分析与多因素综合评价相结合的方法，计算评价单元内每个农村居民点用地图斑的综合分值，最终选取得分在80分及以上的农村居民点用地作为新增耕地面积。

(1) 自然因素：基于ArcGIS 10.2软件平台，提取汪清县2015年土地利用变更调查数据库中农村居民点用地图层，通过与shp格式的吉林省土壤图(2015年)进行相交分析的方法将土壤类型与坡度属性附在每个农村居民点用地的图斑上，根据农业适宜性耕种程度对土壤类型和坡度进行分级。根据《汪清县水利发展“十二五”规划报告》获取水资源状况与水土流失程度属性，分析地表水、地下水与水土流失程度情况并对其进行分级。

表2 农村居民点整治新增耕地潜力综合评价指标体系

(2) 区位因素：基于ArcGIS 10.2软件平台，提取汪清县2015年土地利用变更调查数据库中公路与铁路用地、河流水面与水库用地、建制镇用地图层，然后运用ArcGIS 10.2软件中邻域分析工具生成多环缓冲区，利用缓冲区分析进行分类，缓冲区距离划分参考了《水土保持技术规范》及相关研究[5]。

(3) 土地利用结构因素：主要是应用计算几何学中Voronoi图的变异系数(Cv)来对农村居民点用地利用结构进行探讨。Voronoi图的定义为：设平面上的1个离散发生点集S={P1,P2,P3,…,Pn}，则任意点P1的Voronoi图的定义为：

Ti=x；d(x,Pi)

(5)

式中：d表示欧氏距离；x表示集合Ti中的元素；Ti表示1个凸多边形，在任意1个凸Voronoi多边形中，任意1个内点到该凸多边形的发生点Pi的距离都小于该点到其他任何发生点Pj的距离，这些发生点也叫Voronoi图的质心或发生元。

变异系数Cv(coefficient of variation)是Voronoi多边形面积的标准差与平均值的比值，用来衡量现象在空间上的相对变化程度，其计算公式为：

(6)

Duyckaerts提出了3个建议值：当值在33%～64%之间，点集为随机分布；当Cv值≥64%，点集为集群分布；当Cv值≤33%，点集为均匀分布。基于ArcGIS 10.2软件平台，是运用Creat Thiessen Polygons工具生成的，然后根据Voronoi多边形的面积进一步计算Cv值。

3 结果与分析

3.1 农村居民点用地整治潜力测算结果

本文根据上述研究方法计算得到2015年汪清县各乡镇农村居民点用地整治理论潜力、腾退潜力和新增耕地潜力，基于ArcGIS 10.2生成Voronoi图并统计各乡镇Cv值的结果如表3所示。

表3 2015-2020年汪清县农村居民点用地整治潜力结果表

根据汪清县农村居民点用地整治潜力测算结果表明，全县预计至2020年农村居民点用地整治腾退潜力，即可减少建设用地规模为903.71 hm2，由于各乡镇社会经济发展水平与农村居民点景观分布各不相同，其整治意愿、整治能力与景观细碎化程度各不相同，因此各乡镇的综合修正系数区域差异显著，其中，东光镇综合修正系数最高，受自然、经济、社会等因素制约程度较小，其内部与外部条件更有利于开展农村居民点用地整治；天桥岭镇农村居民点用地整治综合修正系数最低。

全县新增耕地潜力评价综合加权平均分值为73.92分，新增耕地潜力为265.06 hm2，其中，新增耕地潜力最高的乡镇为大兴沟镇，其次为鸡冠乡、春阳镇与东光镇，适宜性评价结果表明，以上4个乡镇地表水与地下水丰富，水资源状况较好，土壤有机质含量较高，地势平坦，区位与土地利用条件较好，因此新增耕地系数较高，且均高于汪清县的平均值。汪清镇与罗子沟镇无新增耕地潜力。

根据Duyckaerts提出的3个建议值，汪清县农村居民点用地Voronoi图的Cv值为134.82%，全县各乡镇的Cv值范围93.36%～146.70%，均大于64%，呈现集群分布，其中汪清镇和天桥岭镇的Cv值较大，农村居民点用地集聚程度较高，主要由于距离建制镇、铁路、公路与河流较近，自然与社会经济条件较好，交通便捷度较高，农业人口总量较多且密集分布，导致汪清镇和天桥岭镇农村居民点用地集群分布的程度高于其他乡镇。

3.2 农村居民点用地整治潜力分级结果

本文以乡镇为评价基本单元，以新增耕地潜力为依据划分汪清县农村居民点用地潜力等级，基于SPSS 19.0软件平台，采用ward法进行聚类分析，将汪清县农村居民点用地整治潜力划分为4个级别。全县农村居民点用地整治新增耕地潜力为265.06 hm2，其中Ⅰ级潜力区为大兴沟镇，新增耕地潜力91.71 hm2；Ⅱ级潜力区包括鸡冠乡、春阳、东光和百草沟镇，新增耕地潜力155.07 hm2；Ⅲ级潜力区包括复兴、天桥岭镇，新增耕地潜力18.29 hm2；Ⅳ级潜力区包括罗子沟镇和汪清镇，无新增耕地潜力。

4 结论与讨论

(1) 本文综合考虑整治意愿、整治能力以及景观细碎化3个影响因素，选取8项评价因子，构建农村居民点用地整治腾退潜力综合修正指标体系，经计算得出汪清县各乡镇综合修正系数介于0.15～0.65，其中，东光镇综合修正系数最高，为0.65；鸡冠乡次之，为0.51；天桥岭镇综合修正系数最低，为0.15。

(2) 本文根据汪清县农业发展实际和土地利用情况，选取自然、区位和土地利用结构因素，构建新增耕地潜力适宜性评价指标体系，经适宜性评价得出汪清县新增耕地潜力为265.06 hm2，新增耕地系数为6.33%，全县各乡镇的Cv值范围为93.36%～146.70%，均大于64%，空间分布类型呈现集群分布。

(3) 本文基于SPSS 19.0软件平台对汪清县农村居民点用地整治潜力进行分级，根据潜力分级结果，Ⅰ级潜力区和Ⅱ级潜力区新增耕地潜力较高，占全县新增耕地潜力的93.10%，主要分布于汪清县中部，人均农村居民点用地面积较大、地势平坦、水资源状况较好、交通较为便捷，建议将Ⅰ级潜力区和Ⅱ级潜力区作为汪清县农村居民点用地整治的重点区域，实施重点挖潜，合理有序地推进汪清县农村居民点用地整治工作。

(4) 农村居民点用地整治腾退潜力综合修正指标体系与新增耕地潜力适宜性评价指标体系的建立仍需进一步研究与探讨，不同地方的自然条件与社会经济发展状况存在差异，在潜力修正与评价时应因地制宜、客观地选取相关影响因素与评价指标，以提高农村居民点用地整治潜力测算的准确性。

[1] 刘善开,韦素琼,陈松林,等.基于Voronoi图的农村居民点空间分布特征及其整理潜力评价:以福建省德化县为例[J].资源科学,2014，36(11):2282-2290.

[2] 姜广辉,张凤荣,周丁扬,等.北京市农村居民点用地内部结构特征的区位分析[J].资源科学,2007，29(2):109-116.

[3] 彭开丽,张安录.新农村建设中农村居民点用地整理的战略思考：以湖北省大冶市为例[J].农业现代化研究,2007,28(1):24-27.

[4] 赵素霞,张小虎,黄晓东.基于熵值法的农村居民点整治潜力测算及整治分区研究:以鹤壁市为例[J].浙江农业学报,2014,36(3):805-810.

[5] 邹亚锋,刘耀林,孔雪松,等.加权Voronoi图在农村居民点布局优化中的应用研究[J].武汉大学学报:信息科学版,2012,37(5):560-563.

EstimationofRuralResidentialLandConsolidationPotentialinWangqingCounty

HUANG Shuoqiu, LIU Zhaoshun, SUN Bo, LIANG Zhenwei, MA Xiaowei, LIU Yanan

(CollegeofEarthSciences,JilinUniversity,Changchun130061,China)

It is important to scientifically evaluate the rural residential land consolidation potential for the work of rural residential land consolidation in Wangqing County. Nine townships in Wangqing County was selecting as estimation units. We used the per capita construction land standard method to estimate theoretical potential of rural residential land consolidation of Wangqing County. The factors of consolidation will, consolidation ability and landscape fragmentation are selected to construct a comprehensive correction index system for the reclamation potential, and the theoretical potential is revised synthetically. Then natural, regional and land use structure factors are considered to construct a comprehensive estimation index system and evaluate its suitability. Based on ArcGIS 10.2 software platform , Voronoi diagram was generated to evaluate the new cultivated land potential and the new cultivated land coefficient of Wangqing County. At last, the new cultivated land potential was added as potential grading standard to divide cluster potential into four levels. The results show that: (1) theCvvalue of rural residential land in Wangqing County is 134.82% and the spatial distribution is cluster-type; (2) the new cultivated land potential is 265.06 hm2and the new cultivated land coefficient is 6.33%; (3) the comprehensive correction coefficient of each township ranges between 0.15 and 0.65, the maximum appears in Dongguang Town and the minimum appears in Tianqiaoling Town; (4) It is suggested that the potential areas of Grade I and Grade Ⅱ should be taken as key areas for consolidation, and the key points should be tapped to promote the land consolidation of rural settlements reasonably and orderly in Wangqing County.

rural residential land; consolidation potential; Voronoi diagram; potential classification; Wangqing County

F301.24

A

1005-3409(2017)06-0281-05

2016-12-29

2017-01-24

国家自然科学基金(71303006);汪清县十三五土地整治规划项目(20160812)

黄烁秋(1993—),女,黑龙江鸡西人,硕士研究生,主要研究方向为土地经济评价与规划管理。E-mail:huangsq15@mails.jlu.edu.cn

李淑杰(1964—),女,吉林长春人,教授,博士,主要从事土地经济评价与规划管理研究工作。E-mail:shujieli@126.com