高莉萍　楊鳳蘭　程文仕

摘要：農(nóng)村居民點的用地布局會影響整個農(nóng)村的發(fā)展，為推動鄉(xiāng)村振興，必須要優(yōu)化農(nóng)村居民點用地布局。文章以華池縣為例，利用最小累計阻力模型對農(nóng)村居民點布局進行探究，從風景名勝保護、生物多樣性保護、水土保持3個方面，在景觀安全的角度下對農(nóng)村居民點布局進行優(yōu)化。通過3方面景觀的疊加生成綜合景觀格局，并與居民點現(xiàn)狀圖進行疊加，將華池縣居民點用地劃分為低潛力區(qū)、較低潛力區(qū)、中等潛力區(qū)以及高潛力區(qū)4種類型，提出居民點的合理布局方向及其優(yōu)化思路。

關鍵詞：最小累計阻力模型;景觀安全格局;農(nóng)村居民點;華池縣

我國是一個農(nóng)業(yè)大國，農(nóng)村人口占我國人口的絕大部分，農(nóng)村居民點作為農(nóng)民生產(chǎn)生活的主要場所，是農(nóng)村土地資源利用的主要類型。研究農(nóng)村居民點的布局優(yōu)化不僅對農(nóng)村土地整治有重要的科學指導意義，而且對改善鄉(xiāng)村的生活環(huán)境以及保護鄉(xiāng)村的生態(tài)景觀都具有重要意義。

目前，許多學者采用不同的方法對農(nóng)村居民點用地布局展開研究。曲明、李衛(wèi)民等學者在居民點時空布局及優(yōu)化分析;張煒康、劉軍杰等基于GIS手段的農(nóng)村居民點用地布局優(yōu)化;張銀、洪步庭、程文仕等學者在農(nóng)村居民點用地適宜性評價。但是，基于景觀安全格局的農(nóng)村居民點布局優(yōu)化方面的研究還相對較少。根據(jù)研究區(qū)域的實際情況，本研究從景觀安全格局的角度出發(fā)，借助最小累計阻力模型，建立阻力面，研究華池縣農(nóng)村居民點用地布局問題，確定華池縣農(nóng)村居民點的合理布局區(qū)域，提出居民點的優(yōu)化方向，為更好地優(yōu)化農(nóng)村居民點布局、開展農(nóng)村建設用地管理提供參考。

一、研究區(qū)概況

華池縣（107°29′～108°33′E，36°07′～36°51′N）隸屬于甘肅省慶陽市。下轄4個鎮(zhèn)11個鄉(xiāng)和111個行政村，總土地面積3776km2，總人口133700人。全縣的海拔在1100m～1780m，地勢北高南低，屬于大陸性氣候，年降水量大在380mm～510mm之間，每年的平均氣溫大約為7.8℃，無霜期140d～180d。全縣有四條主要的河流，每年的總徑流量在400萬m3以上，水資源豐富。全縣分為北部半農(nóng)牧區(qū)、中南部純農(nóng)業(yè)區(qū)、以及東部陰濕區(qū)三個類區(qū)。華池縣的自然景點較豐富、基礎設施比較完善、自然環(huán)境優(yōu)美、鄉(xiāng)村景觀具有特色。但農(nóng)村居民點用地布局還有待改善。

二、數(shù)據(jù)來源與處理

本文的數(shù)據(jù)主要來源于：華池縣土地利用現(xiàn)狀變更調查數(shù)據(jù)庫，華池縣土地利用總體規(guī)劃，華池縣DEM數(shù)據(jù)，華池縣遙感影像圖。

將華池縣土地利用現(xiàn)狀圖斑進行處理劃分出華池縣土地利用類型圖，將下載的高程模型數(shù)據(jù)DEM進行處理提取該地區(qū)的坡度等數(shù)據(jù)，植被的覆蓋度可以通過遙感影像光譜的分解獲得。

三、研究方法

（一）最小累計阻力模型

最小累計阻力模型（MCR）在城市土地適宜性評價以及景觀通達性分析中都有了廣泛的應用，物種景觀特征的分布可以通過對不同阻力的控制和覆蓋來實現(xiàn)，阻力面可以用來反映物種空間的分布變化趨勢，該模型主要考慮源、距離和景觀基面特征3個方面的因素，其基本公式如下：

式中：f是一個未知的正函數(shù)，反映空間中任一點的最小阻力與其到所有源的距離和景觀基面特征的相關關系。Dij是指某質點從源j到質點經(jīng)過的景觀基面i的空間距離，Ri是景觀i對該質點運動的阻力系數(shù)。因此可以引用最小累計阻力模型來研究農(nóng)村居民點空間布局的潛力。

該模型可以通過ArcGIS軟件中的費用距離模型來完成。

（二）景觀安全格局的建立

1. 源的確定

選取的水土保持、生物多樣性保護、風景名勝保護3種源。水土保持源為植被覆蓋度小于0.745并且坡度大于25°的區(qū)域;生物多樣性保護源為植被覆蓋度高且人口活動少的山地區(qū)域;風景名勝保護源為主要的自然生態(tài)風景區(qū)域、人文景觀風景區(qū)域和文物遺跡保護風景區(qū)域。

2. 阻力面的建立

（1）水土保持安全格局阻力面的建立。一個地區(qū)的坡度，土地利用狀況以及植被的覆蓋度都會引發(fā)水土流失。選取該三個因素建立水土保持阻力面。一般而言，一個地區(qū)的坡度越大，越容易發(fā)生水土流失，水土保持的保護阻力也就越大;不同的土地利用類型對環(huán)境的影響力也不相同，產(chǎn)生的水土保持效果也不同，一般建設用地對環(huán)境影響較大，較容易引發(fā)水土流失，其保護阻力也就較大，林地草地對地形的破壞較小，其水土保持的保護阻力就相對較小;植被覆蓋度高的地區(qū)不易引發(fā)水土流失，水土保持的保護阻力較小，相反地產(chǎn)生的保護阻力就較大。

（2）生物多樣性保護安全格局阻力面的建立。在生物多樣性保護的格局中，農(nóng)村居民點的選址建設必須要考慮周圍動植物的生存空間，在選址建設中要將居民點選擇在動物主要活動區(qū)域外。生物多樣性保護的阻力因子選取土地利用類型和植被覆蓋度2個因素。一般來說，植被的覆蓋度越小，周圍生物的繁殖生存就會受到阻礙，生物多樣性保護的阻力也就越大;土地利用類型不同對周圍動物的生存空間的影響也不同，林地草地的受到人類影響較小的區(qū)域，動物活動的范圍就較大，其物種也就比較復雜，其對應的保護阻力也就較小。

（3）風景名勝保護安全格局阻力面的建立。農(nóng)村居民點的建設會對風景名勝的保護產(chǎn)生一定的影響，因此要盡量遠離自然保護區(qū)，在風景名勝區(qū)要嚴格規(guī)劃農(nóng)村居民點的建設和發(fā)展，防止影響自然景觀和人文景觀。風景名勝的影響因素有自然景觀的豐富程度和交通的便捷程度。選擇土地利用類型、植被覆蓋度以及距離道路的遠近作為阻力因子，一般植被覆蓋度小，保護阻力就大，越接近建設用地其保護阻力也就越大。

參照已有研究成果，根據(jù)區(qū)域實際情況，確定各影響因素的權重（表1）及其阻力系數(shù)（表2）。

四、結果與分析

（一）單一景觀安全格局

根據(jù)影響景觀安全格局的阻力系數(shù)及其指標權重，通過柵格計算得到各指標阻力面，運用最小累計阻力模型，得到水土保持、生物多樣性保護以及風景名勝保護安全格局，最后使用 ArcGIS的重分類工具將各安全格局面劃分為低安全水平區(qū)、較低安全水平區(qū)、中等安全水平區(qū)和高安全水平區(qū)4個等級（圖1、圖2、圖3）。

1. 風景名勝安全保護格局

從風景名勝安全保護格局來看，華池縣的風景保護區(qū)主要集中在柔遠鎮(zhèn)、南梁鄉(xiāng)、林鎮(zhèn)鄉(xiāng)、悅樂鎮(zhèn)等地區(qū)，從圖1可以看出這些鄉(xiāng)鎮(zhèn)為居民點布局的低安全水平區(qū)域，雖然該地區(qū)基礎設施條件較好，交通也便捷，但景點也較集中，為了不影響自然景觀的保護，該地的居民點用地必須進行優(yōu)化整治，從而保護該地區(qū)的風景名勝。在居民點布局的低安全水平的過渡區(qū)域是較低安全水平區(qū)，在該區(qū)域可以建設具有鄉(xiāng)村特色的居民點，借助當?shù)仫L景名勝的影響力推動該地區(qū)的經(jīng)濟發(fā)展，增加當?shù)鼐用竦氖杖?，同時增加該地區(qū)人文景觀的影響力。由圖1可見華池縣中等安全水平區(qū)域位于山莊鄉(xiāng)的西北部，橋河鄉(xiāng)的北部等地區(qū)，與較低安全水平區(qū)域接壤，距離主要的風景名勝保護區(qū)域較遠，居民的生產(chǎn)生活不會阻礙主要的自然景觀以及文物遺跡的保護，而且該區(qū)域多為農(nóng)業(yè)用地，能夠承載較多的農(nóng)村人口，因此可以適度建設居民點。在華池縣的北部地區(qū)，元城鎮(zhèn)，懷安鄉(xiāng)以及白馬鄉(xiāng)等地區(qū)是居民點布局的高安全水平區(qū)域，該地區(qū)是半農(nóng)半牧區(qū)并且有寬廣草場，交通便利，也比較適合人類居住，所以農(nóng)村居民點布局在該地區(qū)更有利于保護該地的風景名勝。

2. 生物多樣性保護安全格局

從生物多樣性保護格局來看，可用于建設居民點的中等安全區(qū)和高安全區(qū)主要集中在華池縣的北部喬川鄉(xiāng)、白馬鄉(xiāng)，中部地區(qū)的五蛟鄉(xiāng)、柔遠鎮(zhèn)等地區(qū)，這些地區(qū)遠離動物活動的高山和林地區(qū)域，且北部和中部地區(qū)，出行方便，基礎設施較完善，將居民點建設在該部分區(qū)域，對生物多樣性的保護所產(chǎn)生的阻力也較小，所以可以用于集中建設農(nóng)村居民點。低安全水平區(qū)域以及較低安全水平區(qū)域主要集中在華池縣中部的懷安鄉(xiāng)、橋河鄉(xiāng)、紫坊畔鄉(xiāng)等山地區(qū)域，以及南部的林鎮(zhèn)鄉(xiāng)等植被茂盛的區(qū)域，該地區(qū)植被覆蓋度高，林地保護較好，適合動物的生存和發(fā)展，人類過度開發(fā)建設會影響該地區(qū)生物多樣性的保護，所以，在較低安全水平區(qū)域應該注意保護與建設相結合，在低安全水平區(qū)域應該限制居民點的擴建以免影響該地區(qū)動物的生存和發(fā)展（圖2）。

3. 水土保持安全格局

從水土保持安全格局來看，華池縣南部地區(qū)的山莊鄉(xiāng)、城壕鄉(xiāng)、林鎮(zhèn)鄉(xiāng)為高安全水平和中等安全水平的集中區(qū)域，該部分地區(qū)的植被覆蓋度較高且坡度較小，地形環(huán)境較穩(wěn)定，在該地區(qū)發(fā)展居民點能夠保證居民的安全，適合居民點的建設和發(fā)展。在華池縣北部地區(qū)為低安全水平區(qū)域和較低安全水平區(qū)域，該部分地區(qū)地勢較高，植被的覆蓋度也較低，容易引發(fā)水土流失，且華池縣的北部地區(qū)地形較復雜，容易引發(fā)地質災害，但考慮到華池縣多為山地，根據(jù)實際情況，可以在較低安全水平區(qū)適當布局居民點，在低安全水平區(qū)應該限制居民點的擴建（圖3）。

（二）華池縣農(nóng)村居民點布局優(yōu)化潛力區(qū)

將農(nóng)村居民點現(xiàn)狀分布圖與該地區(qū)的綜合景觀格局圖進行疊加，將農(nóng)村居民點用地劃分為低潛力區(qū)、較低潛力區(qū)、中等潛力區(qū)以及高潛力區(qū)4種類型（圖5）。

從圖5可以看出：華池縣中南部的柔遠鎮(zhèn)以及悅樂鎮(zhèn)等地區(qū)自然景觀較多，需要重點保護，且地勢變化明顯，植被覆蓋度高，在周圍的山地區(qū)域有大量野生動物，為居民點布局的低潛力區(qū)，所以應該禁止居民點的擴建，必要的時候可以將該部分區(qū)域的居民外遷，減小該地區(qū)的環(huán)境壓力;較低潛力區(qū)域位于低潛力區(qū)的過渡區(qū)，該地接近風景區(qū)域且地形不穩(wěn)定，應該限制擴建居民點;在華池縣北部地區(qū)的喬川鄉(xiāng)南部，元城鎮(zhèn)的北部地區(qū)，以及城壕鄉(xiāng)等區(qū)域為居民點的中等潛力區(qū)，該地遠離景區(qū)，地勢高但相對平坦，為半農(nóng)半牧區(qū)，當?shù)鼐用窨梢园l(fā)展產(chǎn)業(yè)農(nóng)業(yè)，所以可以挖掘該地的潛力，優(yōu)化居民點的布局;在華池縣的中部偏北地區(qū)的元城鎮(zhèn)，白馬鄉(xiāng)以及南部的林鎮(zhèn)鄉(xiāng)等地區(qū)為該地居民點布局的高潛力區(qū)域，該地區(qū)地勢相對平坦，交通較便利，土地的承載能力較強，且遠離景觀保護區(qū)，適合居民點的集聚發(fā)展和建設，應該優(yōu)先發(fā)展，可以將低潛力區(qū)居民遷移至高潛力區(qū)，充分發(fā)揮高潛力區(qū)的優(yōu)勢，同時保護低潛力區(qū)的整體景觀環(huán)境。

五、結論與討論

第一，從整個研究區(qū)域看，華池縣居民點布局的低潛力區(qū)域主要在中南部，該地區(qū)需要保護的景觀較多，若過度建設居民點會造成自然景觀和人文景觀的破壞?？偟膩碚f，每個村莊的地形、坡度及距離景觀的遠近和植被的覆蓋度等都不相同，所以造成了綜合景觀格局安全水平的差異。

第二，根據(jù)華池縣的實際情況，將華池縣農(nóng)村居民點的用地劃分為4種潛力類型，分別為低潛力區(qū)、較低潛力區(qū)、中等潛力區(qū)和高潛力區(qū)。

第三，綜上農(nóng)村居民點用地布局應該：充分挖掘高潛力區(qū)的優(yōu)勢，加強該地區(qū)各項基礎設施建設，引導各分散居民點向該地區(qū)集中。在中等潛力區(qū)，借助各項完善的基礎設施建設，合理建設居民點，實現(xiàn)居民點新舊結合，充分整合居民點的發(fā)展資源，同時在發(fā)展的過程中要保護當?shù)氐淖匀痪坝^和人文景觀以及生物的多樣性。在較低潛力區(qū)，要結合當?shù)氐膶嶋H情況，在居民點附近要加強生態(tài)保護，同時引導當?shù)鼐用襁m度建設住宅區(qū)。在低潛力區(qū)，要結合當?shù)氐乃帘３帧⒕坝^保護以及生物多樣性保護的情況，劃定禁止建設區(qū)域，嚴格禁止居民點的建設，對已經(jīng)建設的居民點，進行集中搬遷，優(yōu)先在高潛力區(qū)進行集中安排，從而減輕該地區(qū)的壓力。

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*基金項目：甘肅農(nóng)業(yè)大學科技創(chuàng)新基金（GAU-QDFC-2018-15，GAU-XKJS-2018-090）;國家社科基金西部項目（10XJY031）;甘肅省教育科學“十三五”規(guī)劃課題（GS〔2020〕GHB4637）。

（作者單位：甘肅農(nóng)業(yè)大學管理學院。程文仕為通信作者）