基于生态敏感性和用地适宜性分析的农村居民点评价与优化*——以海南省屯昌县为例

汪什豪, 李 全，邓少华，刘世伟

(1.武汉大学资源与环境科学学院，湖北武汉 430079； 2.湖北大学资源与环境科学学院，武汉 430062；3.中国城市规划设计研究院，北京 100044)

·研究报告·

基于生态敏感性和用地适宜性分析的农村居民点评价与优化*
——以海南省屯昌县为例

汪什豪1※, 李 全1，邓少华2，刘世伟3

(1.武汉大学资源与环境科学学院，湖北武汉 430079； 2.湖北大学资源与环境科学学院，武汉 430062；3.中国城市规划设计研究院，北京 100044)

[目的]农村居民点优化对耕地保护及农村建设用地集约利用具有重要意义。[方法]借助高分辨率卫星影像和GIS手段准确提取研究区村庄实际占地，以生态敏感性分析为基础，以建设用地适宜性评价为手段对屯昌县农村居民点用地现状进行评估，按照生态敏感性评价结果和建设用地适宜性由低到高的顺序决定农村居民点用地整治的区域。[结果]研究表明：(1)位于生态极敏感、高度敏感、中度敏感、轻度敏感、和不敏感区域的村庄面积分别为0.04hm2、2.41hm2、42.10hm2、835.93hm2和2990.21hm2。(2)位于禁建区、限建区、次级宜建区和优先建设区的现状村庄面积分别为46.42hm2、501.91hm2、2423.23hm2和864.76hm2。(3)全县农村居民点理论优化面积为547.76hm2。其中，优化区域主要集中于中部“类盆地”区域，优化区域面积位居前三位的镇分别为乌坡镇、南坤镇及屯城镇，优化面积分别为108.49hm2、107.07hm2和103.30hm2，面积最小的为枫木镇，仅为34.96hm2。[结论]综合分析研究结果可知，针对不同生态敏感性和不同用地适宜性的区域应该采取不同的土地利用方式。

生态敏感性 用地适宜性 农村居民点 评价与优化 屯昌县

0 引言

农村居民点用地是广大农村和农民生产生活功能的载体，对区域农村发展起着宏观控制的作用，同时也影响着区域发展的规模和方向。长期以来，我国农村居民点用地布局分散凌乱，用地集约度很低，基础设施落后导致公共服务资源利用率不高等问题尤为严重。近几年，不少地区农村居民点用地更是出现了“人减地增”，蔓延扩张与空心化并存的不良现象[1]。更为严重的是这种肆无忌惮地空间侵占和非集约利用已经对脆弱的生态环境本底构成了威胁，在部分地区由生产和生活空间扩展导致的生态环境破坏问题已经演化为制约区域发展的障碍。因此，国土资源部在2014年颁发的《关于推进土地节约集约利用的指导意见》中明确要求“严格控制城乡建设用地规模”和“推动建设用地在城镇和农村内部、城乡之间合理流动”。

在推进土地节约集约利用、乡村转型发展、新农村建设战略以及实现耕地“占补平衡”的宏观需求下，农村居民点整治日益成为学术界关注的热点[2-7]。相关研究主要围绕农村居民点整理机制[8-10]、整理模式[11-14]、整治潜力测算[15-18]与布局优化[19-22]等内容展开，研究方法也从传统的定性分析加数理统计分析逐步向与GIS结合的模型化与空间决策化方向发展[23-26]。研究尺度开始从关注流域[27]、地区或省级区域[28-29]等大研究区转向注重区县级甚至村镇级的小区域详细研究[30]。通过对现有研究成果的梳理发现，目前对农村居民点用地适宜性评价和优化的可操作性研究较少。现有农村居民点用地适宜性评价的目的大多集中于生态分区和土地利用规划服务、并且都是从生态或经济单一角度进行分析。而事实上，而农民的生产生活是一个直接改造自然同时又受到经济社会广泛的影响的过程，人和自然已成为复杂而不可分割的耦合系统(coupled human-nature system)，二者共同作用于这个系统之中[31]，并且人类活动对自然界的影响已经远远超过非人类活动造成的影响，因此，现有侧重于单方面的研究并不能全面、客观的衡量农村居民点存在和分布的合理性。文章在全面分析研究历年来我国农村居民点用地发展变化的基础上，以海南省屯昌县为例，综合使用生态敏感性分析和用地适宜性分析2种方法，力求全面、客观的对研究区农村居民点用地现状进行评价并提出优化方案，为农村居民点布局优化和城乡建设用地增减挂钩提出可行对策； 试图为合理优化城乡土地利用结构和布局、提高农村建设用地利用效率等问题提供合理化建议。

图1 屯昌县农村人口及新增住宅统计

1 研究区概况及数据

1.1 研究区概况

屯昌县土地总面积为1224.22km2，根据2013年土地变更调查数据，屯昌县共有农用地11.306 606万hm2，其中耕地3.397 266万hm2，林地2.489 686万hm2，牧草地593.34hm2；建设用地12.124 880万hm2，其中城镇建设用地2648.13hm2，农村居民点用地3736.94hm2。

2015年屯昌县人均GDP仅为全省的一半左右，是一个典型的农业县。随着农村经济的发展和农民收入的增加，近年来特别是2010年以来屯昌县农村新增住房面积迅速增长。仅2010～2014年期间，屯昌县农村建设用地增加了701.17hm2，增速远超同期城镇建设用地增速，并直接促使城乡建设用地总量逼近省政府规定的红线。与此同时，居民点分布过于零散、宅基地闲置及在不适宜地区建设居民点的现象大量存在，这些使得优化既有必要也存在可能。

1.2 研究数据

该研究收集到的数据包括屯昌县第二次土地利用调查数据库、屯昌县2014年地理国情普查数据库、屯昌县2014年0.5m分辨率卫星影像、屯昌县土地利用现状图、屯昌县土地利用总体规划(2010-2015)数据库，屯昌县1： 10 000比例尺的10m等高距地形图、屯昌县基本农田空间分布图、生态保护区范围、屯昌县林业规划和灾害防治规划等数据，社会经济数据来源于屯昌县2014统计年鉴和相关网站。

2 研究方法

图2 屯昌县农村居民点用地评价与优化技术路线

由于第二次全国土地调查工作在2009年底已经结束，而屯昌县农村旧房改造工作在2010年后才大规模推进，因此从二调中提取的村庄现状数据已不能准确反映实际情况，而2014年地理国情普查数据中没有直接的村庄地类但却有建筑物的相关信息，因此该研究以从二调中提取的村庄图斑为基础，通过叠置对比分析二调和2014年地理国情普查数据，提取农村居民点可能增变动的区域，随后采取以高精度遥感影像为主、实地调研为辅助的方式对变动区域进行核查，实地调研重点核查了镇区扩张可能的影响区域以及村庄规模变动较大的区域和公路沿线，在剔除新增建筑物中的非村庄区域、确保新增建筑实际都是村庄后，完成对屯昌县村庄现状图斑的提取工作。

2.1 数据整理与建库

该研究充分利用相关研究的已有成果，通过分析基本农田补充划定工作、县域生态红线划定工作以及林地规划、生态保护区规划等方面的部分成果，通过对各类数据进行数据录入、整理与统一空间投影等相关处理，生成全县10m高程DEM并进行坡度、坡向分析，在RS与GIS支持下运用Arcgis10.2进行数据整理和建库。数据库整合了3种类型的数据：(1)栅格数据，如基于DEM数据得到的高程、坡度、坡向等结果，基于植被、土壤和生态限制环境的土地生态敏感性分级图； (2)矢量数据，包括来源于国土部门的土地利用现状图，来源于地理国情普查数据的土地利用/覆被现状数据等； (3)相关的社会经济数据。

2.2 评价指标体系构建及权重确定

2.2.1 生态敏感性指标

生态敏感性是指生态系统对人类活动干扰和自然环境变化的反映程度，表征发生区域生态环境问题的难易程度和概率大小[32]，或者说生态敏感性就是生态系统对由于内在和外在因素综合作用引起的环境变化的响应的强弱程度[33]。敏感性高的区域，生态系统容易受损，应该是生态环境保护和恢复建设的重点，也是人为活动受限或禁止的地区。该研究中的生态敏感性分析主要针对屯昌县农村居民点建设中可能出现的生态问题，因此在指标方面选取更注重传统农业生产和农民生活相关的因子，结合区域特殊性、综合性、代表性以及可操作性等原则，主要选取了对区域生态敏感度影响较大的因子(包括高程、坡度)为地形条件层、选取距离河流和水源地距离、湖泊保护等级等因素为地表水系层，选择植被类型、灾害影响等因子为生态限制层指标，建立屯昌县生态敏感性评价指标体系，并基于AHP方法确定了各因子权重(表1)。

表1 生态敏感性分析指标及权重

评价指标权重量化分级13579坡度(%)0190～55～1010～1515～25>25高程006<100100～200200～400400～500>500水源保护区015其他地区二级保护区一级保护区河流廊线018>1000m500～1000m100～500m50～100m0～50m土地利用类型013建设用地耕地园地、草地、城市绿地其他林地、果园有林地、灌木林地、水域植被类型021四级林地三级林地二级林地公益林地质灾害014非防治区一般防治区重点防治区

表2 农村居民点用地分析指标及权重

评价因素(权重)评价指标(单位)权重分级指数97531地形地貌(0178)坡度(度)0105<66～1515～2020～25>25坡向0051正南、东南正东东北、西南正北正西、西北相对高差(m)0022<2020～4040～6060～80>80区位条件(0309)交通便捷度(m)0173<5050～100100～150150～200>200城镇、中心村影响度(m)0136<300300～600600～900900～1500>1500社会结构(0206)土地利用类型0085村庄未利用地坑塘水面一般林地一般耕地农村人口密度(人/km2)0121>250200～250150～200100～150<100经济条件(0210)人均现金支出(元)0110>69006700～69006500～67006000～6300<6000人均住宅面积(m/人)0100<9090～110110～130130～150>150 地质条件(0070)地质灾害易发性0070非易发区易发区 注：(1)交通便捷度为距离国道、县道和乡道的距离；(2)城镇、中心村影响度为距离镇区与行政村的距离；(3)人均现金支出为《屯昌县2014年统计年鉴》中77户抽样调查数据

表3 农村居民点限制建设区域及类型

类别土地利用类型限制建设类型1基本农田保护区禁建2公益林保护区禁建3水源地保护区禁建4生态红线保护区禁建5生态保护区、森林公园限建

2.2.2 农村居民点建设适宜性指标

根据“生产发展、生活宽裕、生态文明”的新农村建设要求以及研究区农村居民点特点，从影响农村居民点用地的生态条件、生产条件和生活条件中选取地形、坡向、植被、水源影响度、河流、作为生态条件的评价指标，选择交通通达性、距离建成区距离作为社会经济因素层； 根据农村居民点用地应规避自然灾害易发区和重要生态保护区的特点，选择基本农田、公益林、风景名胜保护区、地质灾害等因素作为限制层，建立农村居民点用地适宜性评价指标体系并基于AHP方法对各因子权重进行赋值(表2、表3)。

2.3 评价模型选择

土地是一种自然因素和人文因素相互作用形成的复合系统，而单指标评价法只能反映土地资源建设用地适宜性的某一方面，因此选择任何单一的评价指标都难以综合反映土地利用适宜的程度，要了解整体情况就必须将单项指标进行综合考虑，在评价时考虑多目标的效益最大化。多因素综合评价是对复杂经济现象整体进行定量描述的一种方法，这种描述是建立在科学概括统计总体、多方面特征的条件下，每一个土地评价单元的综合分值均由各指标的权重乘上得分后的和得到，也是土地评价中最常用的方法之一。因此该研究采用综合评价法中最成熟的指数和法来评价农村建设用地的适宜度。其评价模型为：

式中，Fi是第i个评价单元土地集约利用综合指数Xij是第i个评价单元在第j项指标上的标准化值wj是第j项指标的权重;i为评价单元个数(i=1， 2， 3…m);j为指标个数(j=1， 2， 3，…n)。

3 结果分析

3.1 生态敏感性评价结果

运用Arcgis10.2以自然间断点分类法对屯昌县生态敏感性分析结果进行生态敏感性等级分类，结果如图3～4。

图3 屯昌县生态敏感性分析结果 图4 屯昌县农村居民点用地适宜性分析

图5 屯昌县农村居民点分区管制 图6 屯昌县农村居民点分区利用

结果显示，屯昌县生态高敏感区主要分布于东南、西南、西部南渡江沿岸以及县城北部丘陵山地区域，低敏感区分布于研究区北部、中部和南部，生态敏感性的空间分布与屯昌县“类盆地”的地形分布规律呈现较强的相关性。这是因为一定强度的降水在山高坡陡的地形下更容易引发水土流失、滑坡泥、石流等自然灾害，由于海南岛易受台风影响，发生大暴雨的频率高，因而丘陵山地水土流失风险较高； 而河流沿岸由于多耕地和农户，农业生产农民生活向土地上施用的化肥农药容易随地表水进入河流从而造成污染。将现状农村居民点用地叠加到生态敏感性分析结果进行分类统计得到位于生态极敏感、高度敏感、中度敏感、轻度敏感、不敏感区域的村庄面积分别为0.04hm2、2.41hm2、42.10hm2、835.93hm2、2990.21hm2。对生态敏感性分析结果进行分类统计得到表5。

表5 屯昌县生态敏感性分析分类统计

分类图斑数量(个)总面积(hm2)全县占比(%)村庄面积(hm2)村庄占比(%)极敏感14601947647815900402000高度敏感131089269525975824101006中度敏感343012204918061803421000110轻度敏感60922389259429318383593002179不敏感114185010388224097298260857794合计121209122422179410038360885100

图7 屯昌县农村居民点优化建议

3.2 农村居民点用地适宜性评价结果

农村居民点用地适宜性受人类土地开发活动和自然条件的制约，根据优先保护生态环境的原则，屯昌县西南、东南部丘陵区域为生态保护核心区，对区域生态平衡和可持续起着举足轻重的作用，因此应严格禁止建设用地在此区域进行开发。在现状城镇建设用地分布比较集中的中部、北部和南部，生态敏感性比较低而且集中，宜将建设用地集中布局到此区域。综合考虑生态敏感相分析结果和农村建设用地适宜性分析结果，将研究区农村建设用地进行分区管制、分区结果如图5所示； 最后将限制建设区域叠加与分区管制图得到最终的分区利用图(图6)。

禁建区主要位于西部南渡江沿岸、中部黎母山系和中东部五指山系，这些区域出于对于水源地、重要河流湿地、风景名胜区、自然保护区以及公益林、基本农田等生态高敏感区或特殊保护区的保护，一律以禁建的标准进行保护，全县划入禁建区域的总面积为3.106 183万hm2，占全县域面积的25.37%。这些区域中即使有些区域地块作为建设用地有较好的适宜性，也应以整个区域的生态安全为前提进行严格保护，因此该区域农村居民点应以撤并搬迁为主。优先建设区主要位于县域中部黎母山系与五指山系中间的“类盆地”区域内和新兴镇、南坤镇、乌坡镇和南吕镇镇区内，这里地势平坦、水源充足，海屯高速和海榆中线2条高等级公路横贯南北、2条省道和多条县道横贯东西，是全县域交通最便捷的区域，也是目前全县城镇和村庄最密集的区域，拥有全县最集中的生产生活配套设施。因此该区域是屯昌县未来农村人口集聚的首要区域，应充分利用各种有利条件，在采取各种措施引导该区域内和禁建区内的人口和工业向该区域集中的同时，注重提高该区域的土地集约利用率。优先发展区域的总面积为8879.7594hm2(包括建成区1641.3789hm2)，占全县域面积的7.3%(建成区占1.34%)。

次级宜建区主要位于距离河流2～3km的平坦区域以及，共计2.98008764万hm2，占研究区面积24.37%。该区域由于坡度、水源和植被等因素限制不宜进行大规模开发，但生态环境可以承受对自然环境影响较轻微的开发，所以该区域的村庄除部分极度分散和偏远自然村需撤并搬迁以外，应以维持现状为主。限建区主要位于距离河流1～2km的河流两侧、南吕镇东部和中部黎母山系坡度较大的区域，该区域主要是环境条件和社会经济基础条件不能充分满足村庄用地的需要，且改造需要有很大的经济投入，用地效果在短期内还难以显化。因此该区域农村居民点应以压缩为主。限建区共计2.41413961万hm2，占研究区面积19.74%。最后将现状农村居民点用地叠加到农村居民点用地适宜性分析结果进行分类统计得到位于禁建区、限建区、次级宜建区和优先建设区的现状村庄面积分别为46.4186hm2、501.9084hm2、2423.23hm2和864.7584hm2。从村庄现状分区统计可知，屯昌县目前大部分村庄都建在次级宜建区，位于优先建设区的村庄只占22%，说明屯昌县农村居民点总体的选址科学性并不强，特别是有近15%的村庄建在不适宜进行农村居民点建设的区域，这一区域应该是优化的重点(表6)。

表6 屯昌县现状村庄用地分区利用统计

类别图斑数量(个)图斑面积(万hm2)全县占比(%)村庄图斑(个)村庄面积(hm2)占比(%)禁建区2576359445116948623934464186122限建区248082414139611975270850190841307次级宜建区1038029800876424383844242300316316优先建设区1152088797594727136886475842254合计6210312226714881001185438360885100

3.3 优化区域提取

屯昌县是一个人多地少的城市，全县人口密度远高于全国平均水平； 村庄分布现状分析显示，屯昌县农村居民点分布极为分散，空心化和异质化特征日趋明显。按照城乡发展一体化要求，完善农村基本公共服务、促进农村经济发展是核心内容之一。而村庄是基本公共服务资源从城镇向下延伸的主要节点[34]，若以现状村庄全覆盖进行基本公共服务配置，必将造成极大地浪费。而且乡村聚落空间的过度分散，一定程度上限制了农业向现代化和规模化方向的发展。因此农村居民点的适度集聚是优化的主要方向，适度集聚更有利于基本公共服务资源的优化配置，有利于乡村经济的发展，同时也有利于土地资源的高效集约利用。遵循以上原则将屯昌县现状村庄图斑分别与生态敏感性分析结果和农村居民点用地适宜性分区结果进行叠加分析，将生态极敏感区域和生态敏感性高、用地适宜性低(生态敏感性位于高度敏感和中度敏感两级或建设用地适宜性位于禁建区和限建区两级)的区域划为优化区域，结果如图7。

优化区域主要集中于农村人口集中的中部“类盆地”区域，优化总量为547.5833hm2，其中为位于生态极高敏感性和较高敏感性区域分别为3.0857hm2和27.43063hm2，分别占优化总量的0.56%和5.01%； 位于禁建区和限建区分别为45.369hm2和899.5487hm2，同时位于生态极高敏感区和禁建区3.0342hm2.从优化区域分布区域看，各镇其中优化区域面积最大为乌坡镇，其优化面积达到108.4948hm2，其次为南坤镇，优化面积为107.0684hm2。这2个镇不同于其他几个分布众多的国营和私营农场机械化耕作的乡镇，目前农业生产主要是分散的小农生产制，而小农生产由于耕作半径的限制不得不就近建房，老宅和新宅一起造成这两个镇无论是现状户均住房还是人均住房面积都较大，因而优化的潜力也较大。其他优化区域超过100hm2的还有屯城镇，其优化面积为103.3048hm2。屯城镇是县城所在地，在新编的土地规划和城市规划中靠近县城的大片区域都被规划为城镇建设用地或城镇绿地，因而优化总面积也比较大； 全县优化区域面积最小为枫木镇，仅为34.9556hm2，这与枫木镇较少的农村人口现状也是一致的。各乡镇优化面积如表7。

表7 屯昌县农村居民点用地优化统计

编号乡镇名称图斑个数(个)优化总面积(hm2)图斑平均面积(m2)现状村庄(hm2)优化比率(%)1乌坡镇387108494928034848385803628122南吕镇3555998111689609261136519813枫木镇17034955620562113324781510764坡心镇5454206467718276311056213525南坤镇841107068412731086731690214636西昌镇27338259114014330193386519787屯城镇644103304816041122720842414338新兴镇388534502137758225577127958合计3603547578815197857 3836638210000

4 结论与建议

该文使用生态敏感性分析和农村居民点用地适宜性分析2种方法对屯昌县现有农村居民点用地进行综合评价，得到屯昌县农村居民点用地适宜性分区、通过与现状农村居民点用地的叠加分析得到现状农村居民点的分区评价结果，并且运用利用现状农村居民点的分区评价结果将优化区域提取出来并落实在行政区地图上。研究结果如下所述。

(1)基于生态敏感性分析发现，位于生态极敏感、高度敏感、轻度敏感、不敏感区域的村庄面积分别为0.04hm2、2.41hm2、42.10hm2、835.93hm2、2990.21hm2。

(2)基于用地适应性分析发现，位于禁建区、限建区、次级宜建区和优先建设区的现状村庄面积分别为46.42hm2、501.91hm2、2423.23hm2和864.76hm2。

(3)全县农村居民点理论优化面积为547.76hm2。其中，优化区域主要集中于中部“类盆地”区域，优化区域面积位居前三位的镇分别为乌坡镇、南坤镇和屯城镇，优化面积分别为108.49hm2、107.07hm2和103.3048hm2，面积最小的为枫木镇，仅为34.96hm2。

综合屯昌县生态敏感性分析结果和农村居民点用地适宜性评价结果可知，针对不同生态敏感性和不同用地适宜性的区域应该采取不同的土地利用方式。考虑现实可行性，在屯昌县农村居民点优化实施过程中应当将现状农村居民点整治类型分为3类：(1)禁建区禁止村庄新建和扩建，现状村庄应逐步撤出。(2)优先建设区适用于村庄的集中新建，是屯昌县未来农村居民点发展用地的首选区域。禁建区和限建区撤出的村庄应规划集中新建在该区域。(3)限建区和次级宜建区内已存在的村庄则应根据村庄的现状评定，采取不同策略进行整治：根据村庄规模、基础设施状况等指标对村庄现状进行综合价值评估，综合价值高的村庄建议保持原状，住房更新需在原址进行，不得新建和扩建； 对于综合价值低的村庄，建议逐步就近撤并至优先建设区。

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OPTIMIZATION OF RURAL RESIDENTIAL LAND BASED ON ECOLOGICALSENSITIVITY AND SUITABILITY*——ASSESSMENT IN TUNCHANG，HAINAN

Wang Shihao1※，Li Quan1，Deng Shaohua2，Liu Shiwei3

(1. School of Resource and Environment Science, Wuhan University, Wuhan, Hubei 430079, China;2. School of Resource and Environment Science, Hubei University, Wuhan 430062, China;3. China Academy of Urban Planning And Designing, Beijing, 100044, China)

Rural Residential land optimization is important for the farmland and rural construction intensive land use. The amount of present rural residential area in Tunchang was extracted accurately with GIS and high resolution satellite imagery. Based on ecological sensitivity analysis, the present state of Tunchang rural residential land suitability was evaluated. In accordance with the results of ecological sensitivity evaluation and the suitability evaluation, the optimizing area of rural residential construction land was marked. The results showed that 1) the ecologically very sensitive, highly sensitive,moderate sensitive, slightly sensitive, and insensitive areas were 0.04 hm2, 2.41 hm2, 42.10 hm2, 835.93 hm2and 2990.21 hm2, respectively 2) the area of the village in forbidden zone, limited zone, secondary priority zone and priority zone were 46.42 hm2, 501.91 hm2, 2423.23 hm2and 864.76 hm2, respectively. 3) The total amount of optimization area in the whole county was 547.76 hm2. The optimization areas mainly located in the central "category basin" area, the top three were Wupo town, Nankun town and Tuncheng town, with the areas of 108.49hm2, 107.07 hm2and 103.30hm2, respectively, and the least, Fengmu town, was only 34.96 hm2.

ecological sensitivity; land suitability; rural residential areas; evaluation and optimization; Tunchang

10.7621/cjarrp.1005-9121.20170305

2016-05-20

汪什豪(1989—)，男，湖北黄冈人，硕士。研究方向：土地覆盖与利用。Email：wangsh@ whu.edu.cn

*资助项目：海南省“多规合一”“屯昌县‘多规合一’规划编制服务采购项目”(20150709288)

C912.82; F301; S127

A

1005-9121[2017]03027-09