基于土地利用多功能性的县域乡村生活空间宜居性评价

黄 安，许月卿，刘 超，郝晋珉，孙丕苓，郑伟然，卢龙辉

（中国农业大学土地科学与技术学院，北京 100193, 国土资源部农用地质量与监控重点实验室，北京 100193）

0 引 言

生活空间指人类为了满足居住、消费、娱乐等各种不同需求，而进行各种活动的场所与地点，是由各种人地关系、人社关系有序组成的复合系统[1]。生活空间宜居性是指在当前土地利用条件下能满足人类居住、物质及精神文化需求的特性，是生活空间为人类带来优质生活质量的能力体现，具有宜人性、舒适性、方便性和安全性[2]。生活空间宜居适度是“三生空间”协调发展的重要纽带[3]，也是人类获得幸福感的重要方面，得到国家政府高度重视。2015年12月党中央明确指出“提高城市发展宜居性”，并把“建设和谐宜居城市”作为城市发展的主要目标；国家“十三五”规划纲要明文提出建设和谐宜居城市；中共十八大报告中明确指出国土生态-生产-生活空间的发展目标—“生产空间集约高效、生活空间宜居适度、生态空间山清水秀”；十九大报告中提出了“振兴乡村”战略，要求按照产业兴旺、生态宜居、乡风文明、生活富裕的总要求，建立健全城乡融合发展体制机制；新近政策导向下，生活空间适度宜居俨然成为土地科学所面临的重要科学命题。因此，科学、定量评估生活空间宜居性空间格局对提高居民生活质量和人类福祉具有重要指导意义。

目前，已有诸多学者从不同角度对生活空间宜居性进行了诠释、分析和评价。如在宜居城市构建模式研究方面，有早期的“田园城市”理想模式[4]，有“以人为本”思想为核心、人类需求为中心的宜居城市构建模式[5]，以及以人居环境系统模型为核心的人居环境科学理论等[6]。在对生活空间宜居性评价研究上，多选取社会、经济、生态环境、资源、生活和安全、交通以及人为感受等诸多要素[2,7-9]，或通过问卷调查，获得人们主观感受等主观方法，建立评价体系[10]；或采用层次分析法、主成份分析法、BDI决策多智能体模型[2,11]等客观评价方法对所构架的指标体系进行分析和计算。这些研究为进一步展开生活空间宜居性的空间化、定量化研究奠定了理论和实践基础。但仍存在诸多不足，如以往研究区域多集中在城市，较少关注乡村生活空间宜居性[12]；多以单个城市的统计数据为基础进行定性分析，缺乏生活空间适宜性的定量化、落地化研究；生活空间宜居性研究的理论探讨较少，评价路径尚未统一。

生活空间宜居性本质是人们对生活各种需求的满足感，而土地利用多功能性从土地供给人类所需求的产品和服务的视角出发，体现着土地利用满足人类需求的能力[13]，与生活空间宜居性的本质不谋而合，因此，从土地利用多功能性角度定量评判生活空间的宜居性是明晰生活空间与人类福祉内在关联的有效途径。鉴于此，本文立足土地利用供给人类所需求的产品和服务背景，探讨土地利用多功能性与生活空间宜居性的理论关系，在此基础上，构建生活空间宜居性评价指标体系，设计基于GIS和RS技术的指标空间化方案，综合集成遥感、调查、统计等多源数据，定量、定位评价河北省张北县的生活空间宜居性，以期为研究区域生活空间优化提供理论和技术支持。

1 土地利用多功能性与生活空间宜居性的逻辑关系

生活空间宜居性是指在当前土地利用条件下能满足人类生活，如居住、生活服务、精神文化服务等需求的特性。土地利用是生活空间的实体表现形态和核心主体[14]，具有多功能性；土地利用多功能性是人类根据需求对土地进行改造和利用过程中，土地向人类提供多方面的产品和服务的特性[13]，土地利用多功能性与生活空间宜居性存在重要的内在关联，二者理论关系见图1。人类根据不同层次需求，作用于原始生态空间，在自然条件、社会经济条件以及政策条件的导向下，形成不同的土地利用类型，组成不同的土地利用结构，结构决定功能，不同土地利用结构下供给的产品和服务存在较大差异[15]，造就了土地利用多功能性的空间分异，形成了生活、生产、生态功能[13]；以生活功能为主导的空间构成了主要的生活空间，以满足人类居住承载、生活服务和精神净化等需求；根据人类生活的需求，生活空间中应包含主要的土地利用功能有：满足人类居住需求的生活承载功能、满足日常生活需求服务的生活保障功能以及满足人类休闲娱乐和文化教育需求的精神净化功能[16]3种功能。在不同区域的生活空间内，由于发挥这些功能的土地利用配置和区位存在差异，引起了土地利用功能强弱空间差异性，土地利用功能强，则能更好地满足人类的需求和提供更为优质的服务，其宜居性则越强，反之宜居性弱。生活空间是土地利用多功能性的载体，而土地利用多功能性是生活空间供给需求能力大小的反映，功能的强弱，是评价宜居性强弱的重要标尺，这是土地利用多功能性的理论与方法应用于生活空间宜居性评价研究的理论前提。

图1 土地利用多功能性与生活空间宜居性的逻辑关系Fig.1 Logical relationship between multiple functions of land use and livability living space

2 生活空间宜居性评价方法体系构建

2.1 指标体系构建

宜居生活空间应包括舒适的居住环境、便捷的通勤环境、绿色安全的自然环境、安全的社会环境、良好的就业支持功能、教育环境、医疗环境以及休闲文娱环境[17-18]。根据需求理论以及土地为人类所提供产品和服务的功能特性，借鉴已有研究成果[2,13-14]，基于土地利用多功能性，遵循主导性、基础性、典型性原则，构建生活空间宜居性评价指标体系。生活空间宜居性评价指标体系分为生活承载功能、生活保障功能、精神保障功能3个准则层，以表达人类对生活空间不同层次的需求，准则层下进一步细化为居住承载、交通承载、环境承载、医疗服务、生活服务、就业服务、安全服务、教育服务、休闲文娱服务共9个功能要素。

2.2 功能要素空间化方案

借助GIS和RS技术，综合集成研究区内的遥感数据、调查数据及统计数据等，设计各功能要素空间化方案，实现各项功能要素层的空间化。

2.2.1 生活承载功能

生活承载功能是指满足居民最基本的生存和居住承载需求，由居住承载功能、交通承载功能、环境承载功能3个要素层构成。相关说明和空间化方案如下：

1）居住承载功能是区域建设用地容纳居民的能力，居住承载功能与建设用地面积、容积率有关，但实际中很难量化大范围内的建设用地容积率。一年期稳定夜间灯光数据DMSP/OLS是区域人口居住集聚程度的间接反映[19]。因此，本文选择一年期DMSP/OLS夜间稳定灯光数据间接替代建设用地容积率，通过栅格单元内建设用地面积比率与一年期平均夜间稳定灯光数据的乘积，表征建设用地居住承载功能空间化指标，如式（1）所示。

式中rF表示居住承载功能（正向贡献要素）；r表示格网内的建设用地面积，m²；A表示格网面积，m²；OLS表示对应格网内的DMSP/OLS平均夜间稳定灯光数据。将存在建设用地而OLS为0的栅格单元，赋予0.1，以确保OLS数据有效控制居住承载功能空间化。

2）交通承载功能是土地利用系统所反应的满足居民出行便捷性需求的功能，其功能越大，生活空间宜居性越高。通常情况下，决定居民出行便捷度的因素主要是交通通达性和保障交通出行的关键节点[20]。其中交通通达性可通过交通道路可通过的规定时间确定，而保障交通出行的关键节点主要为加油站、车站两类。车站、加油站用地与交通道路用地组合形成的土地利用空间结构反映了两者对交通通行的保障功能，为周围一定范围内居民提供服务的便捷程度。因此，交通承载功能可由归一化后的交通通达性和通勤保障设施（车站、加油站可达性时间）空间分布特征等权叠加获得。可达性分析是对空间内任意点通过交通网络组合到达关键节点最短时间的测度，广泛应用于公园、旅游景点、医疗教育等对周围居民服务便捷程度的度量[21]。本文选择重力型两步搜索法（G2SFCA）进行可达性时间测算[22]，其公式如下：

式中iC表示第 i个像元的时间成本（负向贡献要素）；g是一个未知的负函数，表示最小累积阻力与时间成本的适应性关系；Zmin表示某服务源单元对不同的源累积阻力最小值；Dij表示从源j到某单元i的空间距离；Ri表示某栅格单元i对运动过程的阻力系数。wj表示源 j所属等级的相对阻力因子，这一因子表示服务源的等级，等级越高，服务能力越强。加油站和车站均具有同等重要的服务功能，因此，各源等级均为 1。栅格单元内的时间成本参考《中华人民共和国公路工程技术标准（JTGB01—2003）》中对不同道路通行时速的规定，并遵循保守遵循原则，进行通行速度确定，分别为：高速公路0.03 s/m，国道0.045 s/m，省道0.06 s/m，县道0.09 s/m，其他道路 0.12 s/m，其他空间按常人步行的速度，赋予0.6 s/m。

3）环境承载功能是表征生存空间自然环境的适宜程度，由空气净化环境、水源供给环境、地质环境以及表征地形环境的地形起伏度 4项环境因子等权叠加获得。空间化方法如下：①空气净化功能是指生活空间中能净化空气的物质量。植被是空气净化过程中最重要的因素[23]，本文采用归一化植被指数 NDVI表征生活空间中的空气净化功能（NDVI提取于2014年8月的Landsat8 OLI影像），并将NDVI<0的栅格单元赋予0值，（正向贡献要素）。②水源供给功能是自然状态下区域可获得水源量的度量。张北县地表径流稀少，浅层地下水供给4626.43万m³，占总水量94.10%（张家口市水资源公报2014），说明该县水源供给主要来源于浅层地下水。因此，本文通过等权叠加归一化后的常年浅层地下水位空间分布特征（负向贡献要素）和地表水在栅格单元中的面积比例（正向贡献要素），从而获取水源供给环境的空间分布特征。其中常年浅层地下水位来源于2010年张北县土壤调查数据集，并通过kriging插值获得空间分布特征，地表水包括河流水面、湖泊水面、坑塘水面、水库水面。③地质环境是影响生活空间宜居性的重要因素，地质环境隐患引起的地质灾害如滑坡灾害、泥石流、崩塌等自然灾害对生活空间宜居性造成胁迫。结合河北省地质灾害危险性评价成果[24]，获得研究区地质灾害易发区、中易发区、低易发区和不易发区 4个分区，并分别赋予宜居性贡献分值 0、0.25、0.5、1。④地形环境严重影响着生活空间的宜居性，平坦地区生活空间宜居性较大，地形崎岖的山区，生活空间宜居性较弱。相关研究表明，地形起伏度可表征区域地形地貌起伏状况，人居环境的适宜性与该因子密切相关[25]，地形起伏度越大，人居环境适应性越差，人口分布越少。本文采用文献[26]中地形起伏度提取算法，从 DEM 中提取张北县地形起伏度指数，作为地形对生活空间宜居性评价的重要指标。2.2.2 生活保障功能

生活保障功能是指生活空间内的各类服务性质的土地因其区位的外部性，为人们供给基本生活保障需求的功能，主要包括医疗服务功能、生活服务功能、就业服务功能、安全服务功能 4类服务功能。具有特定服务功能的土地利用在空间上的合理安排为生活空间的居民提供最便捷的服务，即土地区位优越性所带来的外部性，因此，在服务功能空间化时，本文重点考虑供给特定服务功能的人工或半人工场所为周围居民供给相应服务的便捷程度，根据生活空间到服务类土地的距离表征服务类土地利用功空间化指标，距离这些场所越近，则生活空间所能享受的服务越便捷，生活空间宜居性越强[27]。具体空间化方案是以服务类场所为关键节点，做欧氏距离分析，作为服务功能的空间化因素，并采用分段赋分法，对 0～1、>1～2、>2～3……>10 km共11个等级依次赋予1、0.9、0.8……0，从而获得服务功能空间分布特征。

1）医疗服务功能测算时，根据医院性质分为综合医院、专科医院、诊所 3种类型，通过欧式距离测算其服务功能，并标准化后根据医院服务能力差异，采用专家打分的方法，确定3种类型的贡献比例为5∶3∶2的权重，并采用综合指数法叠加综合医院、专科医院、诊所生成医疗服务功能空间分布特征。

2）生活服务功能主要反应满足居民日常生活消费的需求，选择超市（商店）、农贸市场两类关键节点，通过欧式距离法测算服务功能，并标准化后等权叠加生成研究区生活服务功能空间分布特征。

3）就业服务功能包括第一产业、第二产业和第三产业的土地利用为不同人群提供的就业保障。其中，一产就业保障功能主要考虑耕地对乡村人口的就业保障能力，其与农用地的生产能力、人均耕地面积以及与乡村居民点的距离有关。农用地生产能力可通过 kriging插值[28]耕地质量利用等指数间接替代[29-30]，而农用地与乡村居民点的距离通过欧式距离获得。以乡镇为控制单元，设计耕地对人口的就业保障功能测算方法，如式（3）。二产、三产就业保障主要体现为城镇化和工业化为居民所带来的就业保障服务，城镇和工矿用地是为该类就业提供保障服务的主要场所，且距离城镇区域越近，就业越便捷，就业服务功能越强，因此，通过城镇和工矿用地的可达性时间表征该类用地为居民提供的就业保障。标准化后等权叠加两类就业保障服务，进而获得研究区就业服务功能空间特征。

式中Fg表示耕地就业服务功能，a为各乡镇耕地面积667 m2，p为农业人口数，b为耕地利用等，c为各乡镇范围内耕地与乡镇居民点的欧式距离，距离越远，就业服务功能越差，cmax、cmin分别表示乡镇范围内耕地欧氏距离的最大值和最小值。

4）安全服务功能是指生活空间中各类犯罪、突发事件能在最短时间内得到处理的度量。警点、消防点的布局以及及时提供安全服务是生活空间安全保障服务功能的直接体现，因此，通过标准化警点、消防点两种类型的欧式距离间接表征安全保障服务功能。

2.2.3 精神净化功能

精神净化功能是指土地利用过程中，满足精神需求所提供的服务，主要包括教育服务功能、休闲文娱服务功能。精神净化功能主要是由具有相应服务功能的土地（如学校、公园、游乐园等）在空间上的区位安排，能给周围居民带来生活服务的外部效应，即居民享受精神净化服务的便捷程度，因此，2种要素层功能均以相应功能的土地为中心，采用欧式距离进行空间化。具体为：

1）教育服务功能，分别对学前教育、小学教育、中学教育、高职高等教育做服务功能空间化，由于各项教育对于生活空间宜居性具有同等重要作用，因此，通过等权叠加标准化后的学前教育、小学教育、中学教育点、高职高等教育点的欧氏距离测算结果获得文化教育服务功能空间分布特征。

2）休闲文娱服务功能空间化时，根据土地利用现状空间分布及百度地图的空间定位功能，选择公园、游乐园、休闲山庄、历史文化遗址、自然风景区等具有精神文娱服务功能的土地利用类型，并以其中心作为节点，利用欧式距离分析进行空间化，进而得到休闲娱乐服务功能。

2.3 综合评价方法

1）数据标准化

为消除要素间量纲影响，通过以下方式将所有空间化要素进行标准化处理。交通可达性要素，采用分段赋分法：0～10、>10～20、>20～30、>30～40、>40～50、>50～60、>60 min 分别赋予 1、0.8、0.6、0.4、0.2、0.1、0；欧式距离法空间化要素为无量纲数据，在空间化时，已标准化；其余功能要素，根据其对宜居性的正向和负向贡献，采取公式（4）的方法进行标准化处理。

式中F(x)为归一化后的功能值，x为原始数据任一栅格单元上的功能值，xmin为原始数据的最小值，xmax为原始数据最大值。

2）评价方法

生活空间宜居性评价体系中，各类功能要素均表达了居民对土地系统某一方面功能的需求，但由于不同层次的土地利用功能要素对人类生活空间宜居性的贡献存在较大差异，而且人们对需求程度不同，因此，本研究采用层次分析法（analytic hierarchy process，AHP）对各土地利用多功能要素进行权重确定。AHP综合评价法适用于指标权重具有较大不确定性的综合分析，在各领域得到广泛应用，具体原理与方法参考文献[31]，各要素权重计算结果如图 2所示。最后，通过综合指数法，叠加各项土地利用功能要素，获得生活空间宜居性空间分布特征。综合指数法公式如下：

式中 L为生活空间宜居性，an为权重，xn为土地利用功能要素。各要素层权重如表1所示。

表1 生活空间宜居性评价指标体系及其权重Table 1 Evaluation index system of livability living space and its weight

3 研究区概况与数据来源

3.1 研究区概况

河北省张家口市张北县地处河北省西北部，内蒙古高原南缘的坝上地区，全县总面积4 219.35 km2，境域东西109 km，南北67 km，县境地形呈高原丘陵景观，大致分为东南坝头区、西部丘陵区和中部平原区3个类型，海拔在1 201～2 104 m之间，平均海拔1 400 m。全县辖20个乡镇、366个行政村、1 167个自然村，总人口36.5万人，其中农业人口29.1万人。气候类型为寒温带大陆性季风气候，具有气温低，无霜期短，干旱少雨，光照充足，雨热同季，昼夜温差大等特点。2014年张北县城镇建设用地面积约 22.99 km2，村庄建设用地面积约88.93 km2，耕地面积约1 758.99 km2。村庄面积占所有居住用地的面积79.46%（图2）。张北县是张家口市空间发展轴线上的重要战略县，是全市经济发展的次中心之一，其生活空间的宜居性对周边区域具有较强的辐射带动作用。

3.2 数据来源

张北县2014年土地利用数据、2014年耕地质量等别数据和2013年地质灾害调查数据，这些数据由张北县国土资源局提供；2014年张北县统计年报来源于张北县统计局；2015年张北县交通网络数据来源于张北县交通局。2013年DMSP/OLS夜间稳定平均灯光数据（约900 m分辨率），来源于美国国家地球物理数据中心（NGDC）[32]；2014年landsat8遥感影像（30m分辨率）、DEM数据（30 m分辨率），来源于地理空间数据云平台（http://www.gscloud.cn/）。其他服务类关键节点汽车站（5个）、加油站（51个）、医院（综合医院8个、专科医院21个、诊所 100个）、学校（高职高等学校 4所、中学13所、小学41所、幼儿园15所、幼儿园61所）、超市（453个）、农贸市场（35个）、休闲文娱点（包括公园、游乐园、休闲山庄、自然风景区等共 94个）、警点（36个）、消防点（1个），通过相关部门实地调研获取名称、数量信息后，通过百度地图经纬度信息采集—ArcGIS软件数据导入—控制点建立—几何校正等步骤，获得空间分布图。综合考虑研究区尺度及各数据层栅格尺度等，确定本文研究的栅格尺度为90 m×90 m。

图2 研究区土地利用类型Fig.2 Land use types in study area

4 结果与分析

4.1 土地利用功能要素空间分布格局

根据各功能要素的测算方法，得到居住承载功能、交通承载功能、环境承载功能等 9项土地功能要素的空间分布格局如图 3所示。各土地利用功能要素空间分布差异明显，其中医疗服务、生活服务、安全服务、教育服务、休闲文娱服务 5种服务类功能要素在空间分布上呈现以关键节点为中心，向外围逐渐递减的趋势，其高值区主要集中在张北镇和沙沟镇-二台镇交界地带，说明2个区域的各项服务功能均较强。居住承载功能在张北镇、二台镇-沙沟镇交界处呈现高亮显示，说明这2个区域居住承载功能较高，承载的人口较多。环境承载功能高值区主要分布在张北县北部，呈东西走向带状分布，该区域为地质环境不易发区，地形平坦、水源相对充足，其环境承载功能高；低值区主要分布在张北县南缘一带，该区域主要为地形起伏度较大的山区，滑坡、崩塌、泥石流灾害中易发区，地质环境隐患较多，从而造成环境承载功能较低。就业服务功能高值区主要在以张北镇、二台-沙沟镇为中心的区域，由于就业服务功能测算过程考虑了城镇用地可达性要素，因此，功能高值区有围绕交通网络分布的趋势。

4.2 生活空间宜居性分布格局

将各土地利用功能要素进行综合叠加得到生活承载功能、生活保障功能、精神净化功能 3个准则层以及生活空间宜居性目标层的空间分布格局（图 4）。生活承载功能值域在 0.023～0.359之间，其空间分布特征呈现出以中部高、东西低的分布特征，且以张北县为中心，以主要交通网络为高值轴线，向东北部郝家营乡-二台镇-沙沟镇、西北部馒头营乡-公会镇、南部油篓沟乡呈现放射状递减分布态势。生活保障功能值域在 0.015～0.385之间，其空间分布特征呈现出以张北镇、油篓沟乡北部和二台镇-沙沟镇2个组团式高值中心，馒头营乡、大囫囵镇等乡镇为点状高值中心分布态势，其他区域生活保障功能均较低。精神净化功能值域在0～0.2之间，其高值中心主要分布在张北镇，并沿其西南方向至大河乡以及二台-沙沟镇两地出现副高值中心。在三者功能强弱空间差异的影响下，张北县生活空间宜居性呈现出以张北镇为高值中心，和二台-沙沟镇为副高值中心的分布态势，并向外围逐渐降低。同一乡镇内部，尤其是有城镇用地存在乡镇，宜居性差异存在较大差异。

利用等间距分类法，将生活承载功能、生活保障功能、精神净化功能以及生活空间宜居性分为 5个等级，由强到弱依次为强、较强、一般、较弱和弱宜居性，结果如图5所示，各等级面积及比例统计结果如表2所示。总体上看，3个土地利用功能等级面积占比中，较强等级以上面积比例分别为：生活承载功能0.51%、生活保障功能6.89%、精神净化功能5.21%。张北县强宜居性生活空间面积仅占全县面积的 0.41%，较强宜居性占全县面积2.01%，即张北县宜居性较强以上等级的生活空间面积占全区面积为 2.42%，主要集中在张北镇以及二台-沙沟镇两地，97.58%的生活空间宜居性处于一般等级以下水平。表明张北县生活空间宜居性总体偏低，宜居性强的生活空间少，且分布较为集中。张北县是环京津平困带典型的贫困县，相对较差的自然环境条件，资源禀赋，社会经济条件使得大部分区域的土地利用功能不完善，甚至不具备某些需求层次的土地利用功能，进而造就了生活空间宜居性的总体水平偏低的特征。

4.3 城乡生活空间宜居性对比分析

城乡建设用地是生活空间的主要场所，对各乡镇城乡建设用地宜居性面积分布特征进行分析，可探明张北县各乡镇生活空间宜居性强弱分布以及 3种土地利用功能在各乡镇中的具体的分布情况。各乡镇城镇区域和乡村区域不同等级的生活空间宜居性及土地利用多功能面积统计结果如图6所示。3项土地利用功能和生活空间宜居性空间分布特征在各乡镇分布差异巨大，尤其是城乡之间的功能强弱差异较大，具体如下：

图5 不同需求层次的土地利用功能及生活空间宜居性等级Fig.5 Level of land use function in different demand level and living space suitability

表2 不同需求层次的土地利用功能和生活空间宜居性面积、面积比例Table 2 Area and its ratio of land use function in different demand level and living space suitability

1）土地利用多功能 总体上看，生活承载功能、生活保障功能、精神净化功能中，较强等级以上的区域主要集中分布在城镇区域。城镇区域中，3种功能的面积分别为15.65、18.25、17.63 km2，约占城镇区域总面积（22.98 km2）的比例分别为67.71%、79.41%、76.72%，占所有较强等级以上的功能区面积比例分别为 85.05%、63.63%、67.91%；3种功能较强等级以上的区域主要分布在张北镇、油篓沟乡、沙沟镇、二台镇等。城镇区域中，3种功能较弱等级以下的面积分别为68.92、2.69、3.16 km2，占城镇区域的面积分别为14.40%、11.70%、13.75%；主要分布在大河乡、大囫囵镇、沙沟镇、二台镇、沙沟镇等。乡村区域中，3种功能较弱等级以下的面积分别为68.92、65.24、68.53 km2，占乡村区域总面积（88.91 km2）的比例分别为 77.51%、73.37%、77.07%，占较弱等级以下功能区面积的比例分别为95.41%、96.01%、93.72%；其中，生活承载功能主要分布在海图流乡（5.79 km2）、二台镇（5.57 km2）、大河乡（4.62 km2）、单晶河乡（4.57 km2）等乡镇，生活保障功能主要分布在海图流乡（6.29 km2）、大河乡（5.23 km2）、二泉井乡（5.21 km2）、单晶河乡（4.58 km2）等乡镇，精神净化功能主要分布在海图流乡（6.15 km2）、二台镇（5.79 km2）、二泉井乡（5.19 km2）、两面井乡（4.55 km2）、大西湾乡（415 km2）等乡镇，尤其是两面井乡和大西湾乡，所有乡村区域精神净化功能均为弱等级，城乡极化效应尤为明显。城镇区域相对乡村区域人口聚集、交通便利，且具有优越的地形条件和地质环境条件，优越的条件造就了城镇区域生活承载功能高于乡村区域。生活保障功能主要考虑具有相应功能的土地的区位外部性为周围居民带来的服务的便捷程度，指标选取注重基础性，因此，其较强等级以上的面积大于生活承载功能。城镇区域生活保障功能普遍偏高，这主要是由于医疗、生活服务、医疗、安全等功能相对完善，乡村地区受条件限制，这些基础的保障功能均较差，因此，广大乡村地区生活保障功能均较低。精神净化功能的极化效应的出现，与精神净化功能的特殊性密切相关，该功能在 3种功能中，为人类需求层次最高一级，这些用地在空间安排上更倾向于人口集中、社会经济相对发达的城镇区域，因此，呈现出在城镇区域同样存在较大面积的较弱等级功能区域，在偏远地区，甚至出现全乡镇均为较弱等级功能的极化效应。

图6 城、乡土地利用多功能及生活空间宜居性面积分布特征Fig.6 Areas distribution characteristic of land use functions and livability of living space between town and countryside

2）生活空间宜居性 3种功能的空间分异特征共同影响着生活空间宜居性在各乡镇中的强弱分布差异。城镇区域宜居性等级普遍在一般等级到强等级，其中，较强等级以上较强等级以上的面积约为18.01 km2，占城镇总面积的78.37%，占所有较强等级以上面积（24.03 km2）的比例约为74.94%，主要分布在张北镇、沙沟镇、油娄沟乡、二台镇；城镇区域较弱等级以下的面积为3.42 km2，约占城镇区域面积的 14.88%，主要分布在大河乡（1.47 km2）、大囫囵镇（0.6 km2）、二台镇（0.52 km2）等乡镇。乡村区域生活空间宜居性多为较弱以下等级，较弱等级以下的面积（69.70 km2）占乡村区域总面积的78.39%，占较弱等级以下空间面积（73.12 km2）的比例为95.32%，主要分布在海图流乡（6.29 km2）、二泉井乡（5.27 km2）、大河乡（5.12 km2）、单晶河乡（4.58 km2）、两面井乡（4.50 km2）等乡镇，尤其是大西湾和两面井乡，其弱等级的空间面积相对较大，分别为3.41 km2、3.09 km2。生活空间中，土地利用所供给的各类功能与具有特定功能的土地利用空间分布密切相关，尤其是具有服务功能（如学校、医院、公园等）的土地利用的空间分布，这些土地利用的安排很大程度上受自然条件、社会经济条件、政策条件等外部环境影响；当具备土地利用功能存在的外部环境时，土地有目的的被利用，从而形成特定的土地利用功能，供给人们所需产品和服务；在土地利用功能逐渐完善的过程中，生活空间内部自组织协调机制越健全，扩散能力逐渐增强，同时，对外界功能弱的生活空间居民吸引力越强，生活空间规模得到扩展，进一步具备了其他土地利用功能存在的外部环境，如此循环，土地利用功能不断得到完善，生活空间宜居性逐渐加强，生活空间宜居性强弱与土地利用功能具有相互促进的趋向作用。张北镇、油篓沟乡以及二台镇-沙沟镇等城镇区域，自然环境、社会经济条件、政策条件等方面具有得天独厚的优势，外部环境的优越性足以支撑居民的各类需求，使得 3项土地利用功能相对较高，生活空间宜居性高；而海图流乡、二泉井乡、大河乡、单晶河乡、两面井乡等乡镇，由于生活空间较为分散，自然、社会、经济、政策等外部环境差，不具备或难以具备土地利用功能产生或存在的外部环境，从而使得 3项土地利用功能均较弱，进而导致生活空间宜居性差。

4.4 讨 论

1）土地利用功能强弱决定着生活空间宜居性强弱，而土地利用功能的形成和布局受外部环境的影响，在对生活空间进行优化时，可从两方面着手，一是在具备外部环境的生活空间内，合理规划布局特定功能的土地利用，完善和提高特定土地利用功能；二是在不具备外部环境的生活空间内，可易地合并生活空间，充分利用宜居性强的生活空间资源的同时，解决宜居性差的生活空间土地利用功能弱的难题。根据张北县城乡生活空间宜居性分布特征及各项土地利用功能要素的空间分异，可从以下几方面对张北县生活空间宜居性进行优化调控：①对城镇区域生活空间宜居性优化可从城镇内部和城镇边缘着手，对于诸如宜居性等级较弱的大河乡城镇区域，可从完善较弱的土地利用功能着手，提高其生活空间宜居性。对于诸如张北镇、二台镇-沙沟镇等宜居性较强的城镇区域，应重点考虑城镇边缘区域生活空间进行优化，在其城镇规划红线范围内，推行城乡新社区集聚建设，利用多村集中联建，科学规划用地，从住房、就业、基础设施和公共设施等多方面着力，针对性的提高较弱的土地利用功能，提高生活空间的宜居性[33]。②对于乡村区域的生活空间宜居性优化，张北县政府可结合目前国家关于乡村建设的政策、制度，从以下两方面着手：一方面，对于宜居性弱的村庄建设用地，如海图流乡、二泉井乡、大河乡、单晶河乡、两面井乡等乡镇，科学引导这些乡镇中乡村人口逐步向城镇或中心村集聚，通过居民点整理，有秩序的拆除宜居性弱的居民点[34]；另一方面，将各乡镇的中心村区域，作为就地优化宜居性的重点空间，在遵循上级规划约束性指标的前提下，与居民点易地搬迁项目相结合，科学编制村级土地利用规划和村庄规划，整合各类涉农项目资金，从居住承载、就业保障、基础服务设施等多方面提高土地功能，在提高生活承载功能、生活保障功能的同时，鼓励建设突出地域特征、时代特色、乡土风情、文化传承的美丽乡村，提高其精神净化功能，提高乡村区域的生活空间宜居性。

2）以生活功能为主导的生活空间宜居性强弱取决于土地利用过程能为居民供给产品和服务能力的大小，各项土地利用均较强，则生活空间宜居性越强。城乡二元制结构导致城乡差距较大，即使在生活功能相对完善的城镇地区也存在部分功能不完整的现象，将城乡一并纳入评价体系，并采用同一指标体系评价，意在同一评价体系下探明城乡生活空间宜居性的差距，迎合“城乡融合发展体制机制”的“乡村振兴”发展要求。生活空间宜居性优化，非一日之功，应循序渐进，在县域尺度的规划方面，更应注重基础性和优化实施落地可能性，因此，研究参照传统的城镇宜居性评价体系，并遵循基础性和代表性构建了评价指标体系，可定量描述乡村地区与城镇地区在统一评价基础条件下的宜居性差距。研究采用了功能落地空间化的思路，与前人研究相比[2-3,11]，定量对比分析了城镇和乡村两种不同地域生活空间宜居性空间差异，并定位识别生活空间宜居性强弱分布，明确了目前生活空间中存在的土地利用功能完善问题，可为居民点整理等生活空间宜居性优化工程提供决策依据。

3）由于受数据资料的可获取性及空间化测算方法等方面限制，本文尚存在一些不足，如，在指标体系构建过程中，尚未考虑人类幸福指数、政务服务功能等要素。在对公园、游乐园等具有公共基础服务性质的土地功能空间化时，重点考虑了这些土地的区位外部性能为周围居民所带来的便捷服务，即土地利用服务社会的效益最大化，因此，本文以这些土地为中心点为中心，借助欧氏距离算法估算了这类用地的服务功能，但这一方法尚未考虑土地面积大小在功能发挥时所带来的影响，因此，进一步应重点研究如何优化这类服务功能空间化的方案。此外，该文采用了专家判读性质的层次分析法估算了各准则层功能对宜居性的影响权重，主观性强，进一步研究可采用较为客观的权重分析法如神经网络法，以提高综合评价的客观性。

5 结 论

本文从土地利用供给人类所需求的产品和服务的视角，探讨了土地利用多功能性与生活空间宜居性的理论逻辑关系，在此基础上，构建了3个准则层、9个要素层的生活空间宜居性指标体系定量、定位地对张北县生活空间宜居性进行了评价研究，主要结论如下：

1）张北县生活承载功能分布特征呈现出以中部高、东西低的分布特征，且以张北县为中心，以主要交通网络为高值轴线，向东北部郝家营乡-二台镇-沙沟镇、西北部馒头营乡-公会镇、南部油篓沟乡呈现网状分布态势；生活保障功能空间分布特征呈现出以张北镇、油篓沟乡北部和二台镇-沙沟镇2个组团式高值中心，馒头营乡、大囫囵镇等乡镇为点状高值中心分布态势；精神净化功能高值中心主要分布在张北镇，并沿其西南方向至大河乡以及二台-沙沟镇两地出现副高值中心。受土地利用多功能空间分布差异的影响，张北县生活空间宜居性分布特征呈现出以张北镇为高值中心、二台-沙沟镇为副中心向外围逐渐降低的空间分布态势，较强以上等级宜居性的生活空间面积仅占全县面积的2.42%。

2）城乡生活空间宜居性强弱分布差异较大，城镇区域生活空间宜居性等级普遍在一般等级到强等级，其中，较强等级以上的宜居性生活空间占城镇区域总面积的比例为78.37%，占所有较强等级以上空间面积的比例约为74.94%，主要分布在张北镇、沙沟镇、油娄沟乡、二台镇，较弱等级以下的城镇空间主要分布在大河乡、大囫囵镇等。乡村区域生活空间宜居性多为较弱以下等级，且面积占乡村区域总面积的78.39%，占所有较弱等级以下空间面积的比例为95.32%，主要分布在海图流乡、二泉井乡、大河乡、单晶河乡、两面井乡等乡镇，这些乡镇的乡村地区是“振兴乡村”战略推进过程中首要关注的重点区域。

3）生活空间是土地利用多功能性的载体，而土地利用多功能性是生活空间供给需求能力大小的反映，功能的强弱，是评价宜居性强弱的重要标尺。实证研究结果表明，土地利用多功能性的理论与方法可定量评价生活空间宜居性空间分布特征，可为农村居民点整理的实施和配套政策制定提供参考。

致谢 真诚感谢河北省张家口市人民政府、张北县人民政府、以及张北县国土局、统计局、交通局、林业局、农牧局等部门相关工作人员对我团队实地调研工作的大力支持。

[参 考 文 献]

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