安徽鹞落坪自然保护区聚落用地适宜性评价

钱者东，陈 皓，张昊楠，张建亮，高 军①，秦 鑫

(1.生态环境部南京环境科学研究所，江苏 南京 210042；2.华能澜沧江水电股份有限公司，云南 昆明 650214)

经过60多年的发展与建设，我国自然保护事业取得巨大成绩，全国超过90%的陆地自然生态系统类型和89%的国家重点保护野生动植物种类在自然保护区内得到了有效保护[1]。但过去相当长一段时间实行抢救式的保护措施，致使不少乡村聚落被划入自然保护区，甚至划入核心区和缓冲区。乡村聚落指乡村地区人类各种形式的居住场所(即村落)，包括所有村庄和少量工业企业及商业服务设施，但未达到建制镇标准的乡村集镇。调查显示，全国407个国家级自然保护区中的374个分布有乡村聚落，涉及249个保护区核心区和296个保护区缓冲区[2]。一方面，保护区的建立使区内聚落发展、居民生产生活受到限制；另一方面，聚落发展、居民活动给自然保护区管理和区内生物资源造成一定程度的威胁[3-4]。当前，生态保护和扶贫脱贫是我国面临的两大重要任务，自然保护区正处于保护与发展矛盾的交汇点，《“十三五”生态环境保护规划》明确提出要有步骤地对居住在自然保护区核心区和缓冲区的居民实施生态移民。因此，开展自然保护区乡村聚落用地适宜性评价研究，具有重要的现实意义。

目前，国内外学者关于乡村聚落已开展了一系列研究，涉及聚落空间布局、形态分异、聚落景观、聚落用地适宜性和土地整治等方面[5-13]。但作为自然生态保护的特定区域，目前针对自然保护区的研究多注重生物多样性保护方面，而对保护区内乡村聚落的研究则长期被忽视。我国学者曾在20世纪90年代提出应以整体论的观点考察自然保护区与农村聚落生态经济的地位及两者关系[14]。近年来，一些研究人员开始注意保护区内的乡村聚落问题，分别对黄石公园聚落的扩张、珠江源保护区乡村聚落空间分异及形态演变、贵州茂兰自然保护区聚落空间格局与演变的梯度效应以及西山国家森林公园古村落空间布局等进行研究[15-18]。

安徽鹞落坪国家级自然保护区位于安徽省岳西县西北部，该保护区实行区乡合一的管理体制，保护区范围为岳西县包家乡行政区划范围。目前，保护区拟启动生态移民工程，将核心区、缓冲区居民迁入实验区。笔者以鹞落坪自然保护区为例，从自然环境、生态限制和社会经济3个方面，构建鹞落坪保护区聚落用地适宜性评价模型，并将评价结果与聚落分布现状进行对比分析，从而对现有聚落提出合理调整建议。

1 研究区概况与数据来源

1.1 研究区概况

安徽鹞落坪国家级自然保护区位于安徽、湖北两省交界的大别山腹地，地理坐标为北纬30°57′～31°06′，东经116°02′～116°11′，保护区以周边山脊为界，形成一个相对独立的地理单元，总面积为123 km2。鹞落坪自然保护区始建于1991年，1994年晋升为国家级自然保护区，属森林生态系统类型，主要保护对象为大别山区典型的森林生态系统和大别山五针松、红豆杉、大鲵、安徽麝和勺鸡等珍稀濒危野生动植物。区内海拔一般在800 m以上，最高峰(天河尖二峰)海拔1 773 m，最低处海拔500 m。由于地形复杂，水热空间差异显著，区内生物多样性丰富，维管植物有182科826属2 099种，脊椎动物有83科182属282种，植被类型可分为5个植被型组、15个植被型和49个群系。

鹞落坪自然保护区范围与岳西县包家乡行政区域完全重叠，下辖4个行政村和9个自然村。根据《安徽鹞落坪国家级自然保护区总体规划》，全区可划分为核心区、缓冲区和实验区3个功能区，其中，核心区面积为21.2 km2，缓冲区面积为28.4 km2，实验区面积为73.4 km2。保护区内分布有居民5 600人，其中，核心区、缓冲区内有居民1 330 人。

1.2 数据来源

采用的主要数据是安徽省岳西县包家乡2015年资源三号卫星遥感影像(空间分辨率为2.1 m)、数字高程模型(DEM)数据(空间分辨率为30 m)、包家乡行政区划图、鹞落坪自然保护区功能区划图、重点保护植物分布图、重点保护动物分布图、2015年岳西统计年鉴以及实地调研数据。

利用ENVI 5.3软件对遥感影像进行坐标转换、几何校正等处理。采用ArcGIS 10.0软件，结合实地调查，借助人机交互目视判别提取鹞落坪自然保护区乡村聚落、道路、河流水系和土地利用等信息。

2 研究方法

2.1 聚落用地适宜性评价指标体系的建立

自然保护区乡村聚落发展是自然地理条件、经济社会发展水平以及生态限制因素的综合反映，是聚落自身发展动力和外界环境共同作用形成的。从自然条件、生态限制和社会经济3个方面选取10个指标构建自然保护区聚落用地适宜性评价指标体系。

2.1.1自然条件指标

选取海拔、坡度、坡向、距河流距离和土地类型等影响聚落用地扩展的指标。海拔与气温、可通达性密切相关；坡度大小则关系到聚落建设成本和安全程度；坡向影响到日照时间、太阳辐射强度；河流是人类聚居的重要依托；不同的土地覆被生态意义不同，森林、湿地受到严格保护，耕地和裸地可以为未来聚落发展提供备用空间。海拔、坡度和坡向利用DEM分析得到，土地类型来自遥感影像解译，距河流距离采用缓冲分析得到。

2.1.2生态限制指标

考虑到相关法律法规、政策制度对自然保护区的限制，选取自然保护区功能分区、保护物种分布来表征影响聚落扩展的约束条件。《自然保护区条例》规定核心区、缓冲区内不得建设任何生产设施。同时，鹞落坪保护区内分布有国家重点保护植物15种，国家重点保护动物45种，必须给这些保护物种提供足够的生存空间。功能分区源自《鹞落坪国家级自然保护区总体规划》中的功能区划图，保护物种分布采用《鹞落坪国家级自然保护区综合科学考察报告》中的重点保护物种分布图。

2.1.3社会经济指标

选取聚落密度、距道路距离和人均收入等指标。聚落密度在一定程度上反映了聚落的基础条件，道路是聚落扩张、对外交流的重要依托，人均收入则反映聚落经济发展水平。聚落密度来自遥感影像解译与分析，距道路距离采用缓冲分析得到，人均收入数据来自包家乡政府工作报告以及实地调查收集的相关数据。

将评价指标划分为最适宜、一般适宜、临界适宜、不适宜和最不适宜5个等级，并对各指标按等级进行赋值。同时，将保护区功能分区中的核心区、缓冲区作为否决性指标(表1)。

2.2 指标权重确定

为克服主观赋权法的主观随意性以及客观赋权法对数据过分依赖的不足，参考相关资料[19-20]，采用层次分析法(AHP)确定各评价指标权重。

层次分析法可以分为4个步骤：首先，建立问题的递阶层次结构，确定目标层、中间层和指标层；其次，构造两两比较判断矩阵，并计算判断矩阵的特征根与特征向量，得到本层次因子对于上一层次某因子相互之间的权重；再次，计算单一准则下元素的相对权重及一致性检验；最后，计算各层元素的组合权重并进行一致性检验。

2.3 评价模型

采用多因子加权模型评价鹞落坪保护区聚落用地适宜性，将保护区聚落用地适宜性评价分为自然地理、生态限制和社会经济3个子系统，该评价体系共包含10个评价因子。对每个因子的相关数据进行量化处理，借助ArcGIS 10.0软件生成各因子的栅格化图层。然后根据赋值和权重进行图层叠加分析，得到聚落建设用地适宜性各子系统评价结果及综合评价结果，采用自然断点法进行等级划分，确定聚落建设用地适宜性空间分布。评价模型计算公式为

(1)

式(1)中，Bi为各评价因子赋值；Wi为各因子权重，且W1+W2+…+Wi=1；S为各系统评价值。

3 结果与分析

3.1 聚落用地适宜性评价结果与分析

3.1.1自然条件因素评价

自然条件因素适宜性评价结果见图1(a)，最适宜区域主要处于海拔和坡度较低，距河流、道路较近，土地类型为建设用地或裸地、耕地的区域，位置上大多沿沟谷分布。统计结果显示，最适宜区域面积为6.64 km2(表2)，占比为5.40%；一般适宜区域多数与最适宜区域相邻，面积为13.01 km2，占比为10.58%；临界适宜区域面积为29.11 km2，占比为23.67%，是适宜和不适宜区域的缓冲地带；不适宜区域是鹞落坪保护区面积最大的区域，达38.70 km2，占比为31.46%；最不适宜与不适宜区域主要处于高海拔的山峰及陡坡区域。鹞落坪保护区整体上呈现由外向内、由南向北逐步适宜的趋势。

3.1.2生态限制因素评价

生态限制因素主要考虑法律法规对自然保护区各功能区开发建设的限制以及重点保护物种分布来表征影响聚落扩展的约束条件。从评价结果〔图1(b)、表2〕来看，根据《自然保护区条例》要求，保护区4处核心区和4处缓冲区不得建设任何生产设施，均为最不适宜区域。在叠加保护区内重点保护物种分布状况后区内最不适宜区域面积达56.91 km2，占46.27%，主要分布在核心区和缓冲区。该区域包含鹞落坪保护区最高峰，区内生境类型多样，生物多样性丰富。区内最适宜区域和一般适宜区域面积分别为21.09和15.14 km2，占17.15%和12.31%，主要位于现有建设用地区域及周边。

3.1.3社会经济因素评价

由分析结果〔图1(c)〕可知，交通便捷区域一般是聚落发展的最适宜区域，主要沿河谷分布；而远离道路的区域则为不适宜区域，主要分布在高山陡坡和山林深处。聚落的扩张通常还具有集聚效应，即在原有聚落的基础上向四周蔓延。一般而言，聚落密度较高的区域会吸引更多的人口迁入，而对于聚落密度较低的区域，人口逐渐外迁，居民点则会逐渐萎缩、消亡。

表1 鹞落坪自然保护区聚落用地适宜性评价指标Table 1 Indicators of suitability assessment for settlement land in Yaoluoping Nature Reserve

“—”表示无数据。功能分区中的核心区、缓冲区为否决性指标。

同时，收入水平对人口流动和聚落扩张具有重要影响。收入水平高的区域一方面吸引人口流入，从而使聚落用地增加，另一方面经济条件的优裕也促使改善人居环境的需求增强，从而使聚落用地进一步扩张。区内最适宜区域和一般适宜区域面积分别为10.04和20.09 km2，占8.16%和16.33%，主要分布在山谷地带，位于交通线附近，人口规模较大，村域整体设施配套相对完善。最不适宜区域面积达26.88 km2，占21.85%，分布在深山区，受地形影响，呈现规模小、布局分散的状态，基础设施建设水平低，发展条件受到严重制约。

图1 鹞落坪保护区聚落用地适宜性空间分布Fig.1 The spatial distribution of settlement land suitability in Yaoluoping Nature Reserve

3.1.4综合评价

将自然地理、生态限制和社会经济因素做叠加处理，得出聚落用地适宜性综合评价结果〔图1(d)〕。鹞落坪保护区最适宜区域面积为8.09 km2，占保护区总面积的6.58%，集中在保护区北部海拔较低的山间河谷地带。一般适宜区域面积为18.72 km2，占保护区总面积的15.22%。临界适宜区域面积为23.41 km2，占保护区总面积的19.03%。不适宜区域面积为17.16 km2，占总面积的13.95%，零散分布在鹞落坪山地区域。最不适宜区域面积最大，为55.62 km2，占总面积的45.22%，主要为保护区核心区、缓冲区，分布在南部、西部、中部和东北部，这些区域一般海拔较高，植被原生性良好，珍稀濒危物种分布集中。

总体上，鹞落坪保护区内有近一半区域为聚落用地最不适宜区域，最适宜区域面积所占比例最小。最适宜和一般适宜区域综合条件较好，大多处于保护区北部海拔较低的山谷地带，并且两者相邻分布，为聚落发展提供了空间。

表2 鹞落坪保护区聚落用地适宜性评价结果Table 2 Evaluation results of settlement land suitability in Yaoluoping Nature Reserve

3.2 聚落用地现状分析与优化策略

3.2.1聚落用地现状分析

从鹞落坪自然保护区保护与发展整体考虑，将最适宜和一般适宜区域合并划为适宜建设区，不适宜和最不适宜区域合并划为禁止建设区，临界适宜区域划为限制建设区。采用空间分析方法，将鹞落坪自然保护区聚落分布现状与聚落用地适宜性综合评价相叠加，评价已建聚落斑块的用地适宜性状况(表3)。结果表明：现有聚落斑块有67.62 hm2分布在适宜区内，占聚落总面积的75.10%，主要位于山谷地带；有7.60 hm2分布在限制建设区，占聚落总面积的8.44%，分布比较零散；尚有14.82 hm2聚落用地分布在禁止建设区内，主要分布在保护区核心区、缓冲区或保护物种集中分布区域，这些区域不适合聚落发展。

各村域聚落分布情况差异较大，如包家村为乡政府所在地，有95.95%的聚落用地分布在适宜区域，而美丽村则只有2.87%的聚落用地分布在适宜区域。整个保护区可用于聚落建设的适宜用地为2 682.96 hm2，空间分布差异显著，主要集中分布在包家、锁山、川岭和石佛等村域，美丽村适宜建设区总面积最小，只有25.58 hm2。

从功能分区来看，实验区聚落用地面积明显高于缓冲区和核心区。保护区内有88.16%的聚落用地分布在实验区，10.41%的聚落用地分布在缓冲区。相比较而言，核心区内聚落用地面积仅占聚落总面积的1.43%，鹞落、川岭和红山3个自然村的核心区内甚至没有聚落分布。根据综合评价结果，核心区和缓冲区整体均为禁止建设区，仍有13.72 hm2聚落用地分布；实验区内禁止建设区面积比例为28.84%，有1.13 hm2聚落用地分布于其中。

表3 各村域聚落用地分布统计Table 3 Statistics on the distribution of settlement land in each village

3.2.2聚落斑块布局优化策略

当前乡村聚落的发展趋势是由散乱的小型聚落逐渐向基础设施完备的中大型聚落演化，根据各聚落的发展潜力，提出发展、限制和搬迁等不同优化布局策略[21-22]。

鹞落坪保护区东部、西部和南部地势较高，北部地势较低。从整个保护区来看，位于山区的聚落，无论从地形条件、区位条件还是社会经济规模来看都较山谷地带差。但保护区的自然条件、生态因素又制约了乡村聚落的大规模集中。因此，根据叠加分析结果，将现有聚落斑块划分为发展、限制和退出3种调控类型(图2)。

图2 鹞落坪保护区乡村聚落调控模式Fig.2 Regulatory mode of rural settlement in Yaoluoping Nature Reserve

发展型：对保护区内自然条件好、社会经济发展水平高、生态风险较小的聚落进行整治改造和提升利用，不会给区域生态环境带来较大的安全隐患。该类型聚落具有良好的基础设施，采用适当扩张的调控模式，加快其公共基础设施建设力度，在对现有一些低效聚落用地通过流转等市场化手段实现农户宅基地优化组合的基础上，根据聚落对周边散居居民的吸引水平，有计划地对聚居点实施外围扩张，接纳迁移合并的居民，形成拥有一定规模的聚落斑块。

限制型：对保护区内自然条件较差、社会经济发展水平较低、生态风险适中的聚落采用适度限制其扩展的调控模式。该类聚落位于生态相对敏感的区域，要对其发展空间给予严格限制，在不突破现有用地规模的前提下，通过内部梳理改造，防止不当的用地扩展带来生态危害。

退出型：对位于自然保护区核心区、缓冲区和实验区内自然条件差、生态风险高、聚落规模小的聚落采用搬迁退出的调控模式。该类聚落分布较为散乱，交通通达度极低，整体发展水平低下，存在生态安全隐患，故要停止其基础设施建设，通过村庄人口的逐步转移，加快其自然消亡速度。农茶、道中、川岭和包家4个自然村禁止建设区内聚落斑块面积很小，应优先退出。考虑到居民的乡土情结，迁并时应以村内迁并为主，尽量迁并到最近的发展型聚落中。废弃的聚落可通过生态系统的自我修复能力来实现自然恢复，不应有过多人工干预。

4 结论

我国的自然保护区大多面临生态保护与脱贫攻坚的双重任务，如何协调区内乡村建设与生物多样性保护是一大难题。以安徽鹞落坪国家级自然保护区为例，从自然条件、生态限制和社会经济3个方面选取10项指标构建自然保护区聚落用地适宜性评价指标体系。评价结果表明，相对整个保护区来说，鹞落坪保护区适宜建设区域面积较小，仅占保护区总面积的21.80%，集中在保护区北部海拔较低的山间河谷地带；限制建设区域面积占保护区总面积的19.03%；禁止建设区域面积占保护区总面积的59.17%，主要为核心区和缓冲区，分布在保护区南部、西部、中部和东北部，这些区域海拔较高，植被原生性良好，珍稀濒危物种分布集中。

鹞落坪保护区现有聚落用地面积的75.10%分布在适宜建设区域，8.44%分布在限制建设区域，16.46%分布在禁止建设区域。根据聚落实际情况和生态保护要求，将现有聚落斑块分为发展、限制和退出3种调控类型，在保持现有聚落体系基本格局不做大幅度、高强度改变前提下，整合散布在生态风险较高区域的零星聚落斑块，在确保鹞落坪聚落用地发展空间的同时，保护生物多样性最关键区域。

在研究过程中，受保护区统计数据缺乏以及调查访问对象认知水平、配合程度等多方面因素的影响，无法将各聚落斑块的社会经济数据一一落实，只能以自然村为单位进行赋值，其计算结果与实际可能存在一定偏差。此外，评价指标体系的构建是评价工作的重点，虽然做了一些探索，但选取的评价指标难免有所遗漏，指标间可能存在交叉现象；一些指标虽然采取了量化措施，但仍改变不了其定性的本质，仍具有一定主观性。

根据聚落用地适宜性评价结果，初步提出保护区聚落斑块优化策略，对于聚落斑块的迁移方向和聚落空间布局优化方案，尚未进行深入研究。同时，对于居民的搬迁和接纳意愿，以及配套的土地产权、生态保护和产业发展等政策措施，也都是未来需要进一步研究的问题。此外，保护区生态移民还可以考虑突破乡镇行政区划束缚，在更高层次范围统筹实施，以便更好地实现生态保护与脱贫攻坚的双重目标。