基于“三生空间”的农村居民点空间布局优化研究——以重庆市长寿区为例

焦 欢，肖 禾*，丁 忆，段松江，高 丽

(1.重庆市地理信息和遥感应用中心，重庆 401147； 2.重庆工程职业技术学院，重庆 402260)

0 引言

“三农”一直以来都是国家关注的重点领域，脱贫攻坚取得胜利后，国家进一步推动乡村振兴工作。优化国土空间格局提升土地资源保护利用水平，是乡村振兴工作有力实施的重要保障。加强国土空间规划和用途管控，科学编制国土空间规划，实施建设用地减量化行动，统筹控制总量、优化增量、盘活存量，是节约集约农村用地的重要途径。农村居民点的合理布局则是农村土地用地优化的重要基石。国内外学者对于农村居民点的研究和探讨一直在深化，节约集约化用地，优化生活空间一直是其研究的重点[1-3]。

“生态、生活、生产”空间规划工作实质上是城市规划更加全面、协调的一种表现形式。“三生空间”的研究倾向于大尺度区域，随着研究的深入，县区、镇村也逐渐成为了研究的热点[4-6]。目前，研究内容主要集中于“三生空间”的内涵、分类、演变、模拟等领域[7-11]，研究方法逐渐趋于量化，如郑洋等[7]基于MCR模型对村域“三生空间”的划分、董建红等[8]在“三生”空间视角下土地利用转型的生态环境效应及驱动力分析等。最小累积阻力模型(Minimal cumulative resistance，MCR)能够反映各要素的空间转移趋势，目前广泛应用于农村居民点布局适宜性分区、生态安全格局的构建及优化及土地适宜性评价等方面[12-16]，如史铁丑等[14]基于MCR模型的农村居民点空间布局优化研究、赵良飞等[16]基于MCR模型的矿区生态安全格局构建等。总体来看，基于“三生空间”研究县域生态功能显著区域的农村居民点布局优化成果则相对较少。

长寿区是重庆市重要经济区，同时也属于三峡库区腹地，长江经济带重要工业、生态城市。基于“三生空间”，采用MCR模型从实践上分析研究长寿区土地资源优化配置和农村居民点空间布局优化，对于库区生态功能区、长江经济带、低山丘陵区的空间规划布局有着重要借鉴意义，以期为长江经济带的城乡融合发展和土地资源集约化提供参考。

1 研究区概况

长寿区，地处重庆市腹心，于重庆市主城区东北隅，属于三峡库区生态经济区、长江经济带上重要化工业基地，区位显著，幅员面积1 424 km2，辖7个街道、12个镇[17]，根据第七次人口普查数据，截至2020年11月1日零时，长寿区常住人口692 960人[18]。同时，长寿区地处交通要道，距重庆江北国际机场和重庆北站60 km，万吨级船队常年可通江达海，渝怀、渝利、渝万铁路和渝宜、长涪、三环高速交织交汇，是重庆水陆交通的重要枢纽[17]。

长寿区属典型的低山丘陵区，地势绵延起伏，东侧有黄草山，中偏西侧有明月山，西部边缘位于铜锣山，南端有五堡山，截止2019年底，存在地质灾害风险点约200个[17]。长寿区江河纵横、水网密布；有一江、二湖、三河、十三溪，黄金水道长江穿流南部，流经20.9 km。全区森林资源丰富，面积达到64 232.1 hm2，森林覆盖率达到45.1%[17]。

2 数据来源与研究方法

2.1 数据来源

本研究数据主要包括：一是2020年度研究区土地利用现状数据，本文采用“高分二号”遥感影像解译成果，采用八大类分类体系，将交通运输用地算入建设用地；二是DEM数据，采用地理空间数据云30 m×30 m的DEM数据；三是NDVI数据，采用中国科学院计算机网络信息中心国际科学数据镜像网站(http://www.gscloud.cn)的2020年度MODIS月合成产品；四是人口数据，采用重庆市统计局公布的各区县第七次全国人口普查数据[18]。

2.2 研究方法

2.2.1 最小累积阻力模型

最小累积阻力模型最初于1992年由荷兰生态学家knaapen等[19]所提出，最小累积阻力模型其本质在于由源点抵达目标所在地所需克服的阻力的最小值，体现的是一种可达性[12]。最小累积阻力模型可以确定起始源和目标源之间的最短路径，表示生态流从一个生态源地到另一个生态源地克服生态阻力面的最小累积距离[13]。国内学者修正后多用于农村居民点布局适宜性[14-15]及生态安全格局构建等[16]研究中，计算公式为：

(1)

通过计算生产扩张最小累积阻力与生态扩张最小累积阻力的差值，确定阈值划分空间适宜区，进而优化“三生空间”布局[20]。

MCR差值=MCR生态-MCR生产

(2)

式中：MCR差值为生态扩张最小累积阻力与生产扩张最小累积阻力的差值；MCR生态为生态扩张最小累积阻力值；MCR生活为生产扩张最小累积阻力值。当MCR差值<0，表示生产用地较生态用地更易扩张，该范围内用于生产空间适宜性较好；当MCR差值>0，表示生态用地较建设用地更易扩张，该范围内用于生态空间适宜性较好；当MCR差值=0时，表示生产与生态适宜性相当，即生态与生产的分界线。对生产用地扩张最小累计阻力面与生态用地扩张最小累计阻力面作差，计算结果按自然断点分类的方式进行空间适宜性分区划定，分别为生态保护区、生态优化区、禁止开发区、限制开发区和适宜开发区。

2.2.2 源的选取

MCR模型中的“源”具有内部均一性和外部扩张能力相似性、要素吸引能力突出性、相对目标重要性等特征，是模型应用的关键[20]。研究拟通过生产扩张和生态扩张来计算最小累计阻力值，因此需建立生产扩张“源”和生态扩张“源”。由于研究区地处三峡库区生态功能区、是长江经济带重要节点，同时也是重庆市重要的经济开发区，还拥有大洪湖和长寿湖两大重要生态水体。依据研究区典型特点，选取城区、建制镇、集中连片居民点为生产空间扩张源；重要水源保护地、林区为生态空间扩展源，“源”地分布情况如图1所示。

注：该图基于审图号为渝S(2021)004号的标准地图制作，底图无修改。图1 “源”地分布图Fig.1 “Source”distribution map

2.2.3 阻力面的构建

从生态效益角度分析，生活用地与生态用地之间存在着竞争关系[7]，这种竞争关系呈现相互抑制、此消彼长的态势。不同要素对生活与生态用地扩张阻力不同，构建同一阻力评价体系并对2个扩张过程赋予相反分值，可以强化生活与生态用地扩张阻力间的衔接性。本研究从生产空间、生活空间、生态空间3个类型上选取13个阻力因子，参照相关资料文献[21-27]确定各阻力因子的分级及分值，并采用层次分析法确定权重，详见表1。

情绪化的地域书写，具有浓烈的即时性、个人化或个性化色彩，究竟能有多少可信度，令人生疑，但实际上，在陆游笔下，不同地域的景致本身的“巨细丑妍”是客观不变的，变化的只是他自己的情绪而已，所以我们尽可以相信其地域书写的真实可靠性，也被他挥洒于其中变化万端的各种情绪而感染。

表1 阻力因子的分级表Tab.1 Classification table of resistance factor

续表1

运用ArcGIS栅格计算器计算得到生产与生态的最小累积阻力面，见图2和图3。

3 结果与分析

3.1 适宜性评价分区

基于MCR模型对长寿区用地适宜性评价分区结果如表2和图4所示，其中限制开发区面积最大，为672.84 km2，占全区面积的47.59 %；禁止开发区面积次之，为324.38 km2，占全区面积的22.94%；适宜开发区面积居中，为269.27 km2，占全区面积的19.04 %；生态优化区面积较小，为110.79 km2，占全区面积的7.84%；生态保护区面积最小，仅为36.63 km2，占全区面积的2.59%。

表2 长寿区用地适宜性分区表Tab.2 Land suitability zoning table for Changshou District

注：该图基于审图号为渝S(2021)004号的标准地图制作，底图无修改。图4 长寿区用地适宜性评价分区图Fig.4 Land suitability evaluation zoning map of Changshou District

从空间分布上看，生态保护区主要集中分布在长寿区东部，其中云集镇为16.47 km2、长寿湖镇为12.21 km2，占全区生态保护区的78.34%；生态优化区主要分布在云集镇、江南街道、长寿湖镇，分别为37.49 km2、14.31 km2、13.2 km2；禁止开发区主要分布在长寿湖镇、洪湖镇、云集镇、石堰镇，分别为36.12 km2、31.51 km2、31.23 km2、30.66 km2；限制开发区和适宜开发区主要分布在长寿区中部的城区、主要交通廊道附近，其中凤城街道、菩提街道、晏家街道、渡舟街道的分布比例较高。

3.2 “三生空间”划分

为进一步分析长寿区“三生空间”现状居民点分布情况，按照空间适宜性、功能主导性重要性及生态敏感性原则，根据MCR模型模拟结果结合适宜性分区统计，如表3所示，对长寿区“三生空间”进行划分。其中，耕地分布占比中，适宜性开发区和限制开发区占比较大，分别为44.17%、41.80%，生态保护区、生态优化区、禁止开发区均占比较小，分别为22.1%、21.75%、26.02%；林地分布占比存在明显差异，其中生态保护区、生态优化区、禁止开发区占比较大，分别为57.34%、59.16%、49.66%，限制开发区占比居中为30.69%，适宜性开发区最小，仅为5.03%；建设用地占比表现为明显的三级分化，生态保护区、生态优化区、禁止开发区占比分别为3.53%、3.86%、4.72%，限制开发区占比稍高为10.13%，适宜开发区占比最大为33.81%；园地、草地、水域、其他土地的分布占比差异较小，较为平均。

表3 长寿区适宜性分区土地利用现状占比统计表(%)Tab.3 Statisitcs of land use strtus in suitability distribution of Changshou District(%)

依据适宜性评价分区成果和土地利用现状分布特征，由于生态保护区、生态优化区、禁止开发区林地占比较高，耕地、建设用地分布占比较低，区域生态涵养作用明显，故划分为生态空间；限制开发区的耕地、林地、建设用地占比均处于中间水平，存在一定的生产建设行为，但总体活动开展受限，因此宜划入生产空间；适宜开发区林地占比较小，耕地、建设用地占比均较大，生活建设行为明显，各类基础设施良好，是生活主要集聚地，建设适宜性强，故划入生活空间。

3.3 现状居民点分布

将“三生空间”划定成果与现状居民点叠加，结果如表4所示。长寿区现状居民点位于生产空间面积面积最大，为31.62 km2，占全区居民点面积的49.05%；位于生活空间面积次之，为21.66 km2，占全区居民点面积的33.6%；位于生态空间的面积最小，为11.18 km2，占全区居民点面积的17.35%。总体上，长寿区的现状居民点的用地适宜性匹配度较高，规划较为合理。

表4 长寿区现状居民点分布表Tab.4 Distribution table of present residential areas in Changshou District

由表5可知，长寿区各乡镇居民点分区分布特征较为显著，总体上表现为生产空间、生活空间分布比例较大，生态空间分布比例较小。长寿区全区19个乡镇(街道)中，居民点分布在生态空间比例最大的数量最少，仅有2个，分别为云集和江南街道，位于长寿区最东部和最西部，占比均大于50%，均属于植被覆盖较好，地形坡度起伏较大，生态园地集中分布的区域；居民点分布在生活空间比例最大的乡镇(街道)有4个，分别为八颗街道、海棠镇、葛兰镇、新市街道，分布在长寿区中部地区和最北部，该区域地势平坦，交通便利，水资源丰富，人居环境适宜性高；其余乡镇(街道)的居民点分布在生产空间比例最大，共计13个，主要分布在长寿区城区腹心周边地区，其中凤城街道和晏家街道占比最高，分别为67.93%、67.89%，这两个街道分别为长寿区城市中心地区和工业园区。

表5 长寿区各乡镇现状居民点分区分布表Tab.5 Regional distribution table of current residential areas in Changshou District

3.4 居民点布局优化

依据长寿区居民点适宜性评价和现状居民点分布特点，结合乡村振兴战略，不搞大拆大建，切实保护好生态环境，坚定城乡融合发展之路的政策，本文将农村居民点用地划分为集中建设型、控制发展型和迁移优化型3种布局优化方式。

1)集中建设型。该区域的农村居民点用位于生活空间，人居环境适宜，其用地优化方式为集中建设。此类型农村居民点占全区农村居民点规模的33.6%，面积为21.66 km2，这些区域地势平坦、农业种植基础条件较好、交通便利、水资源丰富，离城镇中心距离适中，适合人类的生活生产活动，因而可作为农村居民点布局的重点建设区域。该区域可丰富基础公共服务设施，充分发挥节约集约用地优势，提升人居环境适宜度，提升人民生活幸福指数，推动农村人口城镇化。

2)控制发展型。该区域的农村居民点位于生产空间，生产建设行为较为明显，其中还存在大型工业园区等，其用地优化方向为控制发展型。此类型农村居民点占全区农村居民点的49.05%，面积为31.62 km2，主要集中在城区腹心周边区域，这些区域人居活动频繁，多条高速公路、铁路穿越，存在一定的环境污染问题。这类农村居民点建议控制其发展规模，需要提升生态基础设施建设，保护生态环境，控制其向外扩展趋势。

3)迁移优化型。该区域的农村居民点位于生态空间，此类型农村居民点此类型农村居民点占全区农村居民点的17.34%，面积为11.18 km2，主要分布在地势陡峭、林区范围较大的区域，该区域生态环境较好，人居活动较少，但是地质灾害发生频率较高，远离城镇中心、公共服务设施区域，交通较为不便。该区域人居环境较差，生活不太便利，建议通过迁移优化等方式，集中于交通便利、人居环境较好的生活空间，同时通过集中优化农村居民点的方式，也更有利于生态环境保护。

4 结论与展望

4.1 结论

本文基于“三生空间”采用MCR模型对长寿区农村居民点适宜性评价，并依据评价结果提出布局优化建议，以期对生态功能区农村居民点因地制宜的发展和优化提供理论依据和实践价值。其主要结论如下：

1)本文从生产空间、生活空间、生态空间3方面建立评价体系，共计选取13个阻力因子，通过MCR模型的评价方法对长寿区农村居民点适宜性评价，结果表明长寿区的现状居民点的用地适宜性匹配度较高，规划较为合理。

2)长寿区“三生空间”农村居民点主要呈现如下特征：生活空间的居民点主要集中在区域地势平坦、农业种植基础条件较好、交通便利、水资源丰富，离城镇中心距离适中；生产空间的居民点主要集中在城区腹心周边区域，这些区域人居活动频繁，多条高速公路、铁路穿越，工业生产设施较为集中的区域；生态空间的居民点主要分布在生态环境较好，人居活动较少，但是地质灾害发生频率较高，远离城镇中心、公共服务设施区域，交通较为不便的地区。

3)结合地区特色和乡村振兴等政策，将长寿区优化方式归结于集中建设型、控制发展型和迁移优化型3种类型。其中集中建设型以丰富基础公共服务设施，充分发挥节约集约用地优势，提升城镇化率为主；控制发展型以控制其发展规模，需要提升生态基础设施建设，保护生态环境，控制其向外扩展趋势为主；迁移优化型以通过移居方式为主，集中于交通便利、人居环境较好的生活空间居住。

4.2 展望

本文基于“三生空间”采用MCR模型，在前人的研究基础上扩充了阻力因子，评价结果贴切实际情况，对于生态功能区农村居民点因地制宜的发展和优化发展有一定的参考意义。然而，一方面本研究选取的阻力因子较为普遍，缺乏一些体现农村居民点独特的影响因子；另一方面本研究只采用了一年期数据进行了分析，对于现状居民点的变迁考虑不足。丰富评价方法体系、优化影响因子、增加研究本底数据，应是未来农村居民点空间布局优化理论研究及实际应用的主要发展方向。