南昌市都市农业示范点的空间分布特征研究

叶秀英，杨学龙，郭 熙，赵小敏

(江西农业大学 国土资源与环境学院，江西 南昌 330045)

都市农业是以休闲观光农业、绿色生态农业、高科技现代农业、市场创汇农业为标志，包括城市间隙及延伸地带，以大都市市场需求为导向，以设施化、园艺化、工厂化生产为手段，融“三生”于一体的高质、高效和可持续发展相结合的现代农业［1-2］。都市农业是传统农业和城郊农业的提升，是现代农业在大城市的表现形式。发展都市农业，不仅为农村经济的发展起到示范带头作用，还为城市经济发展提供服务功能［3］。

都市农业是文明时代城市农业的新发展，人们开始跳出农业、农村框架，从城乡统筹发展的角度来重新审视和定位农业，都市农业已逐渐被纳入到城乡总体规划中，其具有一定的空间分异规律［4］。国内外学者对都市农业的内涵、特征、模式、功能、都市农业评价、农业空间布局等方面进行了较多的研究，这些研究丰富了都市农业空间布局的技术方法研究，但是对都市农业空间布局结构开展的系统研究较少，从现有的文献资料看来，尚未有对都市农业示范点进行县域、市域及省域范围内大尺度空间分布特征的研究。目前，研究点状空间分布格局的方法主要有最近邻指数、邻点平均数的方法，以及采用邻点平均柯尔摩哥夫——史密尔诺夫公式(Kolmogorov Smirnov)和洛伦兹曲线(Lorenz curve)，利用格网中目标个体数进行统计的方法，选用较多的是最近邻点指数方法［5］。

为打造全省现代农业的核心增长极［6］，南昌立足鄱阳湖生态经济先导区“一轴六区”的总体布局，按照产区型、地理标志性、城乡保障型、区域辐射型、都市休闲型“五型”特色基地的发展定位，确定了南昌市2012—2013 年百个重点都市现代农业基地项目，以全力推进都市农业的发展。本文就以“南昌市2012—2013 年百个重点都市现代农业基地项目”为研究对象，通过最邻近点系数、地理集中指数、基尼系数等方法对都市农业示范点的空间分布形态和空间分布特征进行分析，并提出了南昌市都市农业的三圈发展的构想。

1 研究区概况与数据来源

1.1 研究区概况

南昌是江西省的省会城市，是江西政治、经济、文化、科技中心和鄱阳湖生态经济区的核心城市，是江西产业和生产要素最密集、最具活力的地区。南昌地处江西中部偏北，位于东经115°27'-116°35'和北纬28°09'-29°11'之间。包括东湖区、西湖区、青山湖区、青云谱区、湾里区、南昌县、新建县、进贤县、安义县四县五区，国土总面积7 402.36 km2，占全省国土总面积4.4%。到2011 年底，南昌总人口504.95万人。全境山、丘、岗、平原相间，其中岗地低丘占34.4%，水面占29.8%，平原占35.8%，呈现出“二分山，三分水，四分田，一分道路和庄园”的地理特点。南昌属于亚热带湿润季风气候，气候湿润温和，日照充足，年平均气温17 ℃～17.7 ℃，年降雨量1 600～1 700 mm，日照时间为1 723～1 820 h，年无霜期251～272 d，作物生长旺季雨热匹配较好，为农业生产提供了有利气象条件，素有“鱼米之乡”的美誉。

近年来在全省建设鄱阳湖生态经济区的大战略背景下，市委、市政府把发展都市现代农业作为推进农业现代化，加快发展方式转变的战略重点，作为一项新兴的现代化农业，都市农业的发展除了拥有丰富的基础资源条件外，还需要地区经济、区域交通、经营模式、人力资源、消费市场等相关因素的支持。南昌市都市农业类型主要有粮油、蔬菜、果茶、花苗、畜禽、水产、加工、流通、休闲及综合示范区等类型。此次研究主要涉及130 个示范点，遍布南昌，分布不均。

1.2 数据来源

本文“南昌市2012—2013 年百个重点都市现代农业基地项目”的相关数据来自南昌市政府信息公开网站《南昌市人民政府办公厅印发关于全力推进百个重点都市现代农业项目为打造核心增长极提供强力支撑的实施意见的通知》附件内容。

2 研究方法

数据处理方法:在GIS 技术支持下，用最邻近点指数判别都市农业示范点在地理空间中的分布形态，并采用测算voronoi 多边形的面积变异系数的方法进检验。同时用地理集中指数、基尼指数、不均衡指数、与消费市场之间的联系等方法分析了都市农业示范点的县域分布特征。

2.1 空间分布形态研究方法

(1)最邻近指数。最近邻近指数是研究点状空间分布格局的常用方法。可以通过最邻近点指数的方法判别都市农业示范点在县域空间中的分布形态［7-9］。其计算公式:

式中，R 为最邻近点指数，dE为理论最邻近距离，di为每一个示范点与最邻近点之间的直线距离和的平均值，D 为点密度，A 为区域面积，n 为点数。当di=dE，R=1 时，表明点状要素分布呈随机型;当di＞dE，R＞1 时，表明点状要素呈均匀分布;当di＜dE，R＜1 时，表明点状要素区域凝聚分布。

(2)voronoi 多边形。通过测算voronoi 多边形面积变异系数，可以对空间分布类型的特征，进行检验。变异系数则被定义为面积数值的标准差比平均数的值，可以用它来度量在空间上目标现象的相对变化程度，其计算公式如下:

上述公式中S 表示voronoi 图面积的标准差，M 表示面积平均数值。根据Duyckaerts 的研究成果，若点集属于随机分布，则其CV 值是33 到64 之间的百分数值;若点集属于集群分布，则其CV 值是大于64 的百分数值;若点集属于均匀分布，则其CV 值是小于33 的百分数值［10］。

2.2 空间分布特征研究方法

(1)地理集中指数。集中指数指表示对象在地域上的分布是相对集中的还是相对均衡的指数［11-12］。这里用它来度量都市农业示范点在县域分布的集中化程度。其计算公式为:

上述公式中，U 表示集中指数，k 表示第k 个县域范围内的示范点的总量，Q 表示南昌市示范点的总个数，n 表示南昌市具有县区的总个数，U 的取值为从0 到100 之间，U 的值越大，说明示范点的分布则越集中，U 的值越小，说明示范点的分布则越均衡。

(2)不均衡指数。不均衡指数表示的是研究对象在各个不同区域内的相对均衡程度［13］。用其来衡量示范点在县区域内空间分布的均衡情况。不均衡指数计算公式如下:

上述公式中，Y 表示不均衡指数，n 表示南昌市域范围内的县区数量，Xk表示各个县区范围内的示范点总量占全市示范点的比例按照由大到小累计百分比。若全部示范点都集中分布在同一个县区内，那么S 的值为1;若示范点均匀分布在市域范围内的所有县区内，那么S 的值为0;若S 的值介于0 到1 之间，则说明示范点的分布属于不均衡分布。

(3)Gini 系数。Gini 系数一般被用于描述目标要素在空间上的分布状况，也可以被用来对比两个或多个空间点状要素的分布状况，其在地理学中，被认为是表示离散地域在空间上分布的一种重要方法［12，14］。本文运用基尼系数来衡量在全市范围县区域内示范点在空间上的分布情况。公式如下所示:

图1 南昌市百个重点都市农业示范点分布Fig.1 Hundreds of key point of urban agriculture demonstration sites distribution in figure in Nanchang

上述公式中，Pk是指第k 个县区域范围内示范点的数量占全市示范点总数的比例，N 表示县区域的数目，C 表示示范点分布的均匀程度。Gini 系数是介于0 到1 间的数值，数值越大，说明其集中程度就越高;数值越小，说明其集中程度就越低。

(4)地理联系率。在地理学空间分布研究中，通常将旅游目的地(景区的分布)与消费市场(人口)之间的均衡关系、匹配的程度表述为地理联系率［14］。而一个地区都市农业的发展状况取决于该区域内示范点在数量上的分布情况与消费市场(人口)需求的匹配程度。因而都市农业的消费人群主要指南昌市城镇居民。其计算公式如下:

上述公式中，Ik、Jk分别表示第k 个县区内农业旅游示范点数与城镇人口数占全市的比重。地理联系率的取值介于0 到100 之间，其数值越大，表明其越均衡、匹配程度越高，二者的空间联系就越密切。

3 结果与分析

3.1 都市农业示范点总体空间分布概况

百个重点都市农业示范点空间分布范围广泛，遍布在南昌市9 个县(区)中，但分布不均衡，呈现出一定的空间集聚性。从分布图1 可以看出，示范点分布不太均匀，呈现出一定的集聚现象。其中南昌中北部分布集聚，中西南和南部分布较分散。从数量来看(表1)，南昌县、进贤县、新建县，比重占总数的76.15%，分布差异较大。南昌县共有39 个，位居第一，累积比重占全市的33.08%。

表1 南昌市百个重点都市农业示范点的县域分布情况Tab.1 Hundreds of key point of urban agriculture demonstration sites distribution in county of Nanchang

3.2 都市农业示范点县域空间分布形态的测定

从宏观来看，都市农业项目示范点在空间上呈现点状分布，点状要素一般有随机、均匀和凝聚3 种空间分布形态，通过最邻近点指数的方法判别南昌市都市农业示范点在县域空间中的分布形态。根据公式1，运用ArcGIs10.0 分析工具下的proximity 中的point distance 算出各个示范点与最邻近示范点之间的实际最邻近直线距离值，即可算出平均值di，再根据公式算出dE:dE=4 044.18，di=3 028.05，R=3 028.05/4 044.18≈0.75＜1，这表明百个重点都市现代农业项目示范点在地理空间上呈现凝聚型分布形态。图1 也直观地反映了这一凝聚型分布形态。

而最邻近点指数定论点状目标要素在空间上的分布类型的时候，其界定的标准有一些质疑［15］，为了能够进一步验证都市农业示范点在空间上分布类型的形态特征，需要对其进行检验，这里运用的方法是计算多边形面积的变异系数，一般用voronoi 多边形来表示。根据公式2，运用ArcGIs10.0 以百个都市农业示范点为发生元，通过分析工具下的proximity 中的create thiessen polygons(泰森多边形)命令生成普通voronoi 多边形，计算得到，M=65.35，S=51.22，故变异系数CV=0.78，验证了都市农业示范点空间凝聚分布的形态。

3.3 示范点在县域上的空间分布特征

(1)通过地理集中指数测定的都市农业示范点在县域分布的集中化程度。根据公式3，南昌市的示范点总数Q 取值为130，县区的总个数n 取值为9，结合上述公式3 计算，可以得出集中指数U 为48.43。若将南昌市130 个示范点全部按平均分配在其9 个县区内，那么每个县区内的平均示范点个数为14.44，则此时的集中指数U 的值为14.44，很容易可以看出，其值小于经过公式计算得出的48.43，经过上述论证，足以说明南昌市都市农业重点示范点在南昌市各个县区内的分布属于较为集中分布。

(2)通过不均衡指数衡量示范点在县区域内空间分布的均衡情况。结合公式4 计算可以得出，不均衡指数最终计算Y 的值为0.62，表示南昌市130 个重点示范点在全市9 个县区中分布不均衡。

图2 各县域示范点数量累积百分比洛伦兹曲线Fig.2 Accumulation percentage of Lorenz curve demonstration sites in the counties

从图2 可以看出都市农业重点示范点的空间分布和均匀分布间的相对离散程度，显示了不均衡性的分布特征。

(3)通过基尼指数衡量在全市范围县区域内示范点在空间上的分布情况。结合公式5 计算，可以得出Gini 系数的值为0.32，均匀度C 的值为0.68。根据上述结果表示，南昌市都市农业重点示范点的分布类型属于集中分布，并且均匀度水平较低。

(4)通过地理联系率测算南昌市都市农业示范点数量分布情况与消费市场(人口)需求的匹配程度。结合公式6计算，可以得出地理联系率V 的值为99.36。由此可以说明南昌市农业示范点的分布与消费市场(城镇人口)的分布在地域上匹配度非常高，也揭示了南昌市农业示范点在空间、地域上的分布特征属于市场导向型，主要集中在南昌市的边缘地区，也与消费人群(城镇人口)的关系非常紧密。

都市农业示范点空间分布特征值分别为:地理集中指数(14.44)、不均衡指数(0.62)、基尼素数(0.32)和地理联系率(99.36)。

4 南昌市都市农业发展布局的建议

4.1 南昌都市农业发展的功能定位

各个城市的社会经济、自然条件的不同，都市农业的功能定位与发展模式也不尽相同。南昌应结合自身的发展状况，秉承“三围绕”，生产、生活、生态功能协调稳定发展。

一是围绕贡献、致力于城市，实现其生产功能，同时充分利用先进科学与技术促进提高其生产功能。开启第二轮“菜篮子”先进工程，致力于保证南昌市蔬菜等主要作物农产品安全、高效、足量供给。二是围绕服务于城市，实现其生活功能。凭借现有的城市丰富资源，将都市农业和旅游业结合起来，发展南昌都市休闲农业与观光农业事业。大力挖掘南昌青山、秀水、庄园、绿林等旅游资源，精心设计开创一大批优选旅游路线和招牌农家乐项目，全力为本市人民提供方便快捷的亲近大自然、休闲旅游、娱乐观光的圣地。三是围绕优化美丽城市，实现其生态功能。大力围绕“城乡是森林的王国、南昌是花园的圣地”的宏伟目标，在南昌城市化发展过程中对农业生产结构布局进行深一步调整，对畜牧、家禽养殖业进行规范，增强水产养殖业，开拓健康发展模式，降低农药、化肥的施用量，对农村内部污染进行治理，充分突出都市农业的清新空气、美化环境等生态功能。

4.2 南昌市都市农业布局构想

南昌城市现代化步伐正在加速，开放度不断提高，可以肯定未来南昌都市农业不仅仅作为一般的农业种植空间和畜牧水产等养殖场的空间［16］。虽然南昌市都市农业示范点类型总体呈现一定的集聚现象，但从中心城区、近郊、远郊划分来看，呈现分布特征为:中心城区主要集中分布着流通类型;近郊区零散分布着休闲、加工、蔬菜等示范点类型。远郊西北部集中分布着花苗类型，其它粮油、畜禽、水产等类型分散分布着。因此，对南昌市都市农业进行布局构想(图3):

图3 南昌市都市农业空间布局图Fig.3 Nanchang spatial layout of urban agriculture

第一圈:提升流通区，同时打造城市花园农业圈。以中心城区为核心，该区人口和建筑密度高，土地利用集约程度高，通常以商品交易为主，可大力发展流通产业，构建符合南昌农产品市场发展特点的流通体系;城区由于水土污染较严重，且土地利用方式变化快，不适宜发展食用型农产品生产［17］，但适合布局花卉苗木、优质草坪和少量的精品蔬菜等为主的园艺产业和会展农业，打造美化城市环境“城市花园农业圈”。第二圈:做强近郊区，构建近郊绿色、休闲农业圈。依靠城区的区位优势，充分发挥中心城区的辐射效应，打造第二圈层的“菜篮子”工程并大力发展农产品精深加工业和休闲旅游农业，将农业发展空间与城市居民的休闲体验空间融为一体，打造“近郊绿色、休闲农业圈”。第三圈:突破远郊区，彰显高效、规模、生态农业圈。远郊区依靠丰富的资源优势，着力建设“优质、高产、高效、安全”的粮食主产区、经济作物区、畜禽养殖区和水产养殖区，突显都市农业的生态功能和生产功能。

5 结论与讨论

(1)运用空间分析方法对南昌市百个重点都市现代农业示范点进行综合分析，得出百个重点都市现代农业项目示范点在地理空间上呈现凝聚型分布形态。测算都市农业示范点空间分布特征时，通过计算地理集中指数、不均衡指数、基尼指数3 个指标值，说明南昌市都市农业空间分布呈现集聚特征，分布不均衡;另外通过地理联系率的计算说明与都市农业的消费市场配合度较高。

(2)将最邻近指数、地理集中指数、不均衡指数、地理联系率运用到都市农业示范点空间分布特征计算，并根据分布特征对南昌市发展布局进行三圈发展的构想，具有一定的实际意义。但是这些计算方法在进行计算时，只能宏观的进行分析，有一定的局限性。

(3)从空间分布特征这一角度对都市农业示范点展开研究，将有助于形成优势互补、竞争有序的都市农业空间发展格局，有助于各示范点进行准确的消费市场分析和营销策略的制定，有助于相关政府部门从宏观上加以引导和支持，有助于南昌市都市农业的健康发展，为其未来发展规划的制定提供了依据。

［1］刘长运.郑州市都市农业发展研究［J］.安徽农业科学，2008(3):1240-1241.

［2］李炜，邓宛竹.走进都市看农业:我国都市现代农业发展综述［J］.农村工作通讯，2012(10):6-8.

［3］夏龙平.上海都市现代农业现状与发展对策研究［D］.杭州:浙江大学，2008.

［4］韩非，蔡建明，刘军萍.北京都市农业的空间分异探析［J］.农业系统科学与综合研究，2010(3):293-298.

［5］党国峰，杨玉霞，张晖.基于voronoi 图的居民点空间分布特征研究:以甘肃省为例［J］.资源开发与市场，2010(4):302-305.

［6］甘江英，吴斌，胡文娟.南昌都市现代农业竞争力“钻石模型”分析［J］.天津农业科学，2012(6):109-111.

［7］张 超 杨秉赓.计量地理学基础［M］.北京:高等教育出版社，1985:31-37.

［8］魏伟，陈金华.基于地理数学方法的浙江省旅游景区空间结构研究［J］.旅游研究，2012(3):39-44.

［9］王昕，齐欣，韦杰.中国黑色旅游资源空间分布研究［J］.重庆师范大学学报:自然科学版，2013(1):101-105.

［10］Duyckaerts C，Godefroy G.Voronoi tessellation to study the numerical density and the spatial distriction of neurons［J］.Journal of Chemical Neuroanatomy，2000，20:83-92.

［11］申涛，田良.海南岛旅游吸引物空间结构研究及其演化:基于41 家高等级旅游景区(点)的分析［J］.热带地理，2010，30(1):97.

［12］罗小红，杨晓霞，雷丽.我国野生动物园时空分布研究［J］.西南师范大学学报:自然科学版，2011，36(3):229-232.

［13］靳晓青.我国观光休闲农业发展的空间布局和发展模式研究［D］.石家庄:河北师范大学，2011.

［14］吴必虎，唐子颖.旅游吸引物空间结构分析:以中国首批国家4A 级旅游区(点)为例［J］.人文地理，2003(1):1-5.

［15］张红，王新生，余瑞林.基于voronoi 图的测度点状目标空间分布特征的方法［J］.华中师范大学学报:自然科学版，2005(3):422-426.

［16］马逸麟.南昌市都市农业发展探讨［J］.水土保持研究，2006(3):63-65.

［17］张凤荣.都市型现代农业产业布局［M］.北京:中国石油大学出版社，中国农业大学出版社，2007:70-85.