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城镇密集区农业景观布局合理性评价体系研究

2014-07-30赵潇潇

浙江农业科学 2014年4期
关键词:灰色一致性城乡

赵潇潇

(苏州科技学院基建处,江苏苏州215009)

在一定区域内,以多个大中城市为核心,城市之间联系密切,城市化水平较高且连续分布的地区称为城镇密集区[1]。城市作为这一区域的节点,承担经济、社会、文化发展的主要功能。而城市之间的农业地区除了生产和景观功能外,更重要的是作为城镇密集区的“基质”来保证生态系统和生态功能的良性运行,维护整个区域系统的健康。农业景观布局合理性的评价是为了在城乡发展一体化、城镇化、农业现代化“三化”发展中和城乡空间特质的保育中做到有的放矢。

由于存在地域的差异性、发展程度的不同,指标集成中各项衡量指标、标准不尽相同,因此在实践过程中会存在不相同的子目标,但实现构建健康城乡空间的最终目标是一致的[2]。评价体系研究从城乡总体规划和土地利用总体规划入手并确定景观的格局结构,以优化农业景观的功能为出发点和归宿点,提出基于培育健康城乡空间的农业景观重要评价指标及其指数,为下位规划建设的合理有序进行提供指导意见;同时评价结果反馈于上位规划,为新一轮城乡总体规划和土地利用总体规划的制定提供研究基础和借鉴依据。

1 评价体系的2个重要分类

1.1 稳定的农业景观白色农业

“白色”的理念来自于控制论中的白色系统理论。按国际惯例,信息多少以颜色深浅来表示,白色即代表信息充足与确定,因此白色系统指研究者不仅知道该系统的输入-输出关系,且知道实现这种关系的结构与过程。因此,这里所讲的农业“白色景观”是指在景观性质上确定的、至少在未来一定时间内不会变动的农业景观,主要受农业、农村现代化以及生态服务一体化的影响,是城乡发展一体化中的隐性影响因子[3]。一般由城乡总体规划、村镇体系规划等确定,包括受严格保护的基本农田、重要的江河湖泊等水域湿地、自然半自然山体、旅游风景区、历史文化名村等,这类景观基本不会在景观类别之间进行变动,而在景观亚类之间会有小的更改,如农业生产景观中的水田景观变成旱地景观、农业生产服务设施的聚居景观变成乡村工业景观等等,诸如此类在景观类内部、景观亚类间的改变[4]。

1.2 变化的农业景观灰色农业

在农业景观内部,除已经确定的“白色景观”以外,还存在着大量处于变动状态的景观用地,我们称之为农业“灰色景观”,是受城镇化、工业化等影响最为直接的地带,对于这类景观处理的好坏关系着城乡健康空间营造的成败。

1.2.1 处于景观嬗变前沿阵地的灰色景观

灰色景观是指在城乡发展一体化,尤其是城镇化、工业化等城镇向农业景观地区主导推进的过程中产生的农业景观退一进二进三地带,即城乡景观之间的嬗变,或农业景观类别之间的变动,农业灰色景观的确定主要依据城乡总体规划等法定规划。

1.2.2 城乡景观之间的“灰色景观”

城镇景观与农业景观之间的灰色景观主要位于城乡结合部,即城乡景观边界地带,是因城乡建设的需求而发生景观属性改变的区域。考虑到当前城镇化、工业化、城乡发展一体化的发展趋势,农业景观向城镇景观嬗变是单向性的运作,因此,该灰色景观的选取首要考虑因素就是景观所处区位条件,城镇发展方向等符合城镇发展的条件,其次是从农业景观自身属性出发,选择较合适的主动性“灰色景观”进行属性更替,以实现更高土地利用价值,而尽量避免生态景观等的被动性景观转变。

1.2.3 农业景观内部的“灰色景观”

在农业景观内部,根据人类对农业影响程度由强到弱的等级划分,依次是农业服务设施景观>农业旅游休闲景观>农业生产景观>其他农业景观>农业生态景观。因此,景观变动最大的驱动力是人为因素,而驱动景观嬗变的影响因素有以下几类:首先,是政策性的推动,如在“三集中”的带动下,传统的聚居景观开始逐步瓦解,这些变动所留下的建设用地向农业旅游休闲设施景观、农业生产景观、其他农业景观等转变[5]。其次是市场经济的引导,一方面,粮食种植比重下降,渔业等经济附加值较高的农业景观增加明显;另一方面,以城乡居民为主要服务对象的休闲农业与乡村旅游景观日益壮大并趋向成熟,并成为都市地区新的经济增长点[6]。

2 农业布局合理性评价的原则

都市圈农业景观健康合理度评价是在城乡发展一体化背景下,基于农业景观的生产功能、宜居宜业功能、美学价值、生态服务等功能,以国内国际相关标准为参照,指出农业景观在一体化发展影响下所存在的问题,并对城镇化推进、农业景观布局、农业景观再开发等适应性调整做出相应的指导[7]。应当遵循以下原则。

2.1 因子选取、评价体系构建的综合性与针对性

都市圈农业景观的合理度评价体系涉及农业的生产景观、生态景观、服务设施景观、旅游休闲景观等内容、涵盖多种性质的建设与非建设用地,因而构建农业景观的合理度评价覆盖面广,能够综合反映城乡发展一体化下农业景观的主要功能价值和发展水平。

2.2 理念的普适性与方法的动态性

我国地域辽阔,农业景观复杂多样,农业景观合理度评价体系是实现普适性与针对性的结合。同时随着城乡发展一体化的推进,城乡差距也日趋消失,新的问题会呈现出来,因此农业景观合理度的评价需要适应时代的需求,根据现实情况适时剔除与补充,使其能够准确反映农业景观的客观实际。

2.3 指标评价的可操作性

农业景观的合理度评价其目的在于应用,实现对非建设用地规划的指导,因此对农业景观合理度的评价指标选取,需要从景观地域的实际情况出发才能做到评价的针对性与应用性。

3 评价因子的层次结构和权重确定

3.1 评价指标的确定及其依据

在城乡发展一体化过程中都市圈农业景观的特征、城乡健康空间构建等目标指引下,以农业景观对农业景观生产功能、生态服务功能、安居乐业功能和文化美学价值4方面为系统分析的基础,根据城镇化发展程度评价指标、生态城市评价指标体系、城乡发展一体化评价指标等10多种指标进行频度统计,选择使用频率较高的指标,并根据农业景观健康合理度进行删选整理,分别选取了农作物生产能力、生态系统生产等13大因子,46个评价指标[8](表1)。

3.2 层次分析法的基本思路

层次分析法的基本思路是评价者将决策问题按总目标、各层子目标、评价准则直至具体的方案按顺序分解为不同的层次结构,然后构建求解判断矩阵,将各要素列入判断矩阵,并将同一层次中的各个要素进行简单的两两比较,利用某种能对事物做出优越程度区别的相对度量作为评价事物度指标,这个相对度量就称之为权重[9]。相对度量越高,则表示权重越大;相对度量越低,则权重越小。这样就可以为选择最优方案提供依据。

3.3 通过两两比较构建判断矩阵

为了增加调查结果的客观性与科学性,分别对从事城乡规划学及其相关专业的专家、学者,以及村镇管理和建设领域的政府官员和村民代表进行调查。借助参与人员的知识、职业构成差异的特点,增强评判结果的真实性。因此判断矩阵的构建是基于上述人员的打分后,利用相关软件计算出各因素相对重要性程度,取其平均值,并根据各指标平均值的相对大小两两比较得出矩阵。

表1 农业景观合理度综合评价指标体系

AHP方法是在对指标的相对重要程度确定时,引入九分位的相对重要性比例标度,是以横向指标aj与纵向各列指标ai进行相对重要程度的两两比较,横向分为极重要、很重要、重要、略重要、相等、略不重要、不重要、很不重要、极不重要等九项,竖向为aj与ai相比aj的评价值来构成判断矩阵。以因子项a为例,若a12=3,则说明指标a1比a2略重要,且有a21=1/3,即a12=1/a21(表2)。

表2 判断矩阵a表达方式

3.4 层次分析法的操作步骤

3.4.1 建立递阶层次结构模型

将有关各因素按不同属性自上而下分解成若干层次,同一层的多个因素从属于上一层的因素集,其中某个因素同时又支配着下一层次的多个因素。最上层为目标层,最下层通常为具体指标层,中间可有一个或几个层次,通常为结构层或系统层(表3)。为各层次各因子编码,整个体系分成总目标层、系统层A、因子层B和指标层C等4个层次,可根据需要增加层级数。

3.4.2 层次单排序权重计算及其一致性检验

根据所获得的判断矩阵,用层次单排序方法进行计算,即计算上一层中某要素与本层中有从属关系的所有因子权重的过程,计算步骤为:

①将判断矩阵按列正规化,求aij平均值:

②将每列经正规化后按行相加,计算如下:

表3 农业景观合理度评价体系的指标编码

④最后得到特征向量即权重值:

层次分析法是将决策者定性的思维过程以量化,但考虑到评价体系的复杂性以及决策人员的片面性与多样性,需要对每一个矩阵进行一致性的检验以体现评价的准确性。主要方法是通过一致性指标、随机一致性指标和一致性比率进行检验,并得出其与一致性矩阵之间的差异程度。若检验通过,特征向量即为该指标权重,若不通过,则需重新构造判断矩阵。一致性检验的步骤为:

①计算判断矩阵对应于最大特征值λmax的特征向量,即权重值:

式中:λmax为判断矩阵的最大特征根;n为层次子系统的指标个数;A为判断矩阵;W为判断矩阵的特征向量;AW为判断矩阵A与特征向量W相乘得到向量的第i个元素。

其中RI为平均随即一致性指标,当CR≤0.10时,判断矩阵具有满意的一致性,否则应予以进行一定的等差数列调整。

3.4.3 计算层次总排序权重及其一致性检验

利用同一层次中所有层次单排序的结果以及上层次所有元素的权重,来计算针对总目标而言本层次所有因素权重值的过程,称为层次总排序。

由于评价指标体系中评价指标过多,以及不同知识结构的参评人员对指标的评价结果并不唯一,需对评价指标体系的总排序也进行一致性检验。方法与层次单排序一致性检验类似。层次总排序的一致性检验过程是从最高到最低逐层进行的,计算层次总排序随机一致性比率的公式为:

式中:W为上一层次总排序权重,CI为下一层次对上一层次某因素单排序的一致性指标,RI为下一层次对上一层次某因素单排序的平均随机一致性指标。

层次总排序一致性检验分两个主要步骤:先将总目标层与中间层进行一致性检验,再将总目标层与指标层进行一致性检验。当随机一致性比率CR≤0.10时,可判定层次总排序具满意一致性,否则需重新调查来构建判断矩阵(表4)。

表4 都市圈农业景观四大功能综合评价

4 综合评价指标体系的确立

4.1 评价标准体系构建

农业景观评价标准体系包括灰色农业景观的综合指标体系和白色农业景观的单项指标集合。前者是从城乡发展一体化高度、都市圈地区的广度等综合考虑灰色农业景观的评价,通过评判进行农业灰色景观主动型与被动型的鉴别,并为农业景观的重新构建提出针对性指导意见;后者主要针对确定的白色景观、景观类之间不变动,景观类内部改变,进行评价并做出相应的提升措施,保障农业景观资源的合理利用、景观功能效益的最大发挥。

4.1.1 灰色农业景观综合评价指标体系

在综合评判农业景观生产、生态服务、安居乐业和美学价值的功能基础上,根据都市圈的地域特点和城乡发展一体化的时代要求,综合确定各个系统层的权重,因子层和指标层的权重与单项评价指标集合中的权重一致,考虑到农业景观系统的庞大性,指标也相应地具备一定的综合性,因此可选择多个参照指标值进行综合确定所选择的农业景观评价指标,并最终由专家学者综合平衡确定(表5)。

该指标体系的构建目的在于判断农业灰色景观的主动型与被动型[10],当最终的评价值处于不合理状态时,这类灰色景观属于主动型,亟需做出相应的改变,反之则为被动型灰色景观,处于较为合理的状态,只需适当改善即能发挥更大作用。

4.1.2 白色农业景观单项评价指标集合

景观评价的单项指标集合是从各个农业景观类的主体功能出发,分别确定生产功能、生态服务功能、安居乐业功能、美学价值的权重。合理度评价单项指标集合只在系统层与综合评价指标体系有差异,其他如因子层和单项指标层均与上述评价体系

表5 灰色农业景观合理度综合评价指标体系

单项农业评价指标集合主要针对白色景观的合理度评价,其最终目的是通过景观的评价,指出在景观类别不改动的前提下,景观的哪些功能需要进一步增强以适应城乡发展一体化的要求,为农业景观的调整提供指导意见。

4.2 评价流程

我国农业景观长期处于缓慢演变阶段,随着人类活动的加剧,引发景观格局变化的提速,生物栖息地多样性降低,景观美学价值破坏,生态服务功能下降等,而城镇化推进、城乡统筹发展加速,农业现代化需求激化又促使农业景观尤其是都市圈地区景观功能强化,不仅要求其强化传统农业景观的物质、美学、生态等功能,且增加了为城镇提供建设用地和都市休闲场所的服务功能。因此针对农业景观变动极为频繁的阶段,提出一种基于合理度的评价体系,对景观的变动进行合理评判,为地区都市圈农业景观的整合与重构提供指导意见[11]。

4.2.1 两规合一,景观格局确立

选择确定需要进行评价的都市圈农业景观地区,并综合考虑执行中的城乡总体规划和土地利用总体规划,整理得出地区的发展空间格局,包括城镇拓展方向、城乡发展结构、土地利用布局等内容,以确定农业的灰色景观与白色景观空间分布、以及“两规”对这些景观的功能定位,为下一步农业景观合理度的评价铺平道路。

4.2.2 功能评价,景观价值发挥

从选定区域的农业景观各类型特质属性出发,并结合城乡发展一体化对新时期农业景观的要求,分析景观功能要素,实行农业景观合理度的评价,包括灰色农业景观合理度综合评价指标体系和白色农业景观合理度单项评价指标集合。

对于灰色农业景观合理度综合评价指标体系,步骤为:确定农业灰色景观的区域;根据评价指标收集相关数据;进行景观评价指标集合的评判,得出合理度评价值;根据评价值得出主动灰色景观和被动灰色景观。

对于白色农业景观合理度单项评价指标集合,步骤为:确定农业白色景观的景观类型;根据评价指标收集相关数据;进行景观评价指标集合的评判,得出合理度的评价结果。

4.3 评价结果分析与指导反馈

对于灰色农业景观综合评价指标体系,主要以应用于因发展建设的需要而处于嬗变地带的灰色景观,通过相应的评价流程得出最终评价值,再参照农业景观合理度评价标准的5个等级(很合理、合理、基本合理、不合理、很不合理)进行比较评判,并以基本合理为界,即评价值低于70分,定位为主动型灰色景观,反之为被动型灰色景观[12]。这2种景观尤其是对于被动型灰色景观,对于评价体系中出现的评价值较高的系统层/因子层/单项指标层为予以重点考虑,提出总体规划下位规划建设—城镇详细规划、农业专项规划等—的合理化建设途径,应总体规划的修编或新一轮总体规划编制提供研究基础和实施依据。

对于白色农业景观单项评价指标集合,主要用于规划所确定的基本不变的农业景观地带,通过相应的评价流程得出最终评价值,参照农业景观合理度评价标准进行比较评判,并以基本合理(70分)为界,低于该标准的景观需要采取一定的改进,尤其要从评价体系中不理想的短板指标入手,通过下位规划建设的调整与弥补,以期实现资源优势最大化的发挥。

5 小结

面对城镇密集区农业景观庞大的体系,尝试提出一个涵盖面广、有实际应用价值的评价体系及其相应的指标,本身具备一定的难度。因此,在评价体系的构建和指标的选取上还需要后续研究的补充和深化。此外,指标的判断主要根据专家意见来决定,目前还没有确切参照的标准和数据,这既是研究的不足之处,也是下一步深化和细化评价指标,建立更详细、合理、全面的指标评价体系的开端。

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