微观尺度绿洲乡村聚落用地评价及空间重构

仝雁军 王宏卫 王盼 高一薄 古丽孜热·买买提 朱传梅

摘要：分析新疆维吾尔自治区精河县托托镇乡村聚落空间格局及耕地利用现状，运用核密度法、全局空间自相关和土地利用评价模型、聚落等级评价方法，实现微观尺度乡村聚落空间重构。结果表明，托托镇乡村聚落格局分布为低集聚型，聚落空间分布差异大;地方土地利用现状优于新疆生产建设兵团第五师91团（简称“91团”）。地方南北两边利用现状较好，中部居民聚居区利用现状较差;91团耕地利用呈细碎化分布，尤其中部及中北部地区耕地细碎集中连片，呈“N”字形分布;基于聚落等级评价标准对托托镇分散居民点进行空间重构，重构后斑块数量由37个降至 29个，斑块密度由 5.74个/hm2增至6.42个/hm2;微型聚落全部得到优化，大聚落增加1个，重构后节约用地69.69 hm2。

关键词：绿洲;乡村聚落;微观尺度;耕地;空间格局;土地利用;聚落密度;空间重构

中图分类号：F323.211 文献标志码： A文章编号：1002-1302（2020）13-0023-06

收稿日期：2019-07-23

基金项目：国家自然科学基金（编号：41861037）;新疆维吾尔自治区自然科学基金（编号：2016D01C053）。

作者简介：仝雁军（1992—），男，山西大同人，硕士，主要从事乡村聚落优化重构研究。E-mail：geo_tyj@163.com。

通信作者：王宏卫，博士，教授，主要从事绿洲生态、乡村聚落等研究。Tel：（0991）8582231;E-mail：wanghw_777@163.com。随着乡村振兴战略的提出，乡村聚落的发展演变及其优化重构成为亟待解决的科学问题[1]。乡村振兴战略提出要按照产业兴旺、生态宜居、乡风文明、治理有效、生活富裕的总要求，建立健全城乡融合发展体制机制和政策体系，加快推进农业农村现代化[2]。现阶段我国乡村聚落的迅速发展以及对农业现代化的迫切需求，使得乡村聚落的格局形态及发展趋势正在发生新的变化，传统意义上的乡村聚落格局已经被打破[3-4]。为了适应新阶段的发展，解决“乡村病”等一系列问题，聚落格局的演变和土地的利用方式正在不断寻求新的发展模式[5]。同时，乡村聚落的发展由于缺乏科学规划，在扩张方面呈现出无序状态、村庄布局分散、基础配套设施差、耕地撂荒、土地利用粗放等问题时刻扰动着乡村聚落的可持续发展，成为实现乡村振兴不可忽视的障碍[6-8]。因此，对乡村聚落格局及土地利用等进行优化重构成为热点的研究课题[9-10]。最近几年，国内一些学者从乡村聚落的格局和形态特征、发展制约因素、贫困村的实践研究等方面进行探讨，在总结研究现状的基础上，从多个不同的视角来探究影响乡村聚落重构的因子及其权重以及重构的不同模式和优化方法[11-12]。如曹润等基于对丘陵山区乡村聚落的生态保护格局分析，根据乡村聚落现状布局对研究区生态保护的影响划分乡村聚落调整类型，并提出各类聚落的空间重构策略[13];Tian 等基于居民主观幸福感的问卷调查，依托当地的基础设施水平覆盖程度，进行乡村聚落的重构[14];马利邦等在考虑绿洲干旱区的实际情况后，以耕地和渠系的空间分布状况作为绿洲乡村聚落质量评价及其空间重构的依据[15];唐承丽等引入“生活质量理论”，基于乡村聚落空间与生活质量的双向循环互动机理，构建一套能有效提高生活质量的乡村聚落空间优化框架与模式[16]。目前国内已有研究基于县域及更大尺度去探讨乡村聚落的空间分类，格局优化及重构问题，且找到了一系列相对应的优化方案及重构思路，这在宏观层面上对乡村聚落的格局优化及土地整治和集约利用起到较好的指导作用[17-19]。但是缺乏更加具体的、具有可操作性的微觀尺度层面上的聚落重构实例及方案，同时考虑到干旱区绿洲乡村聚落分布较分散且受地形阻隔影响较大，对外交流受阻，发展程度低，不利于地区均衡发展。因此，以准噶尔盆地的新疆精河县托托镇孤立绿洲[包含托托镇及新疆生产建设兵团第五师91团（简称“91团”）]为研究区，运用GIS空间分析技术及模型模拟技术，对托托镇微型乡村聚落空间格局分布及其土地利用情况作出评价，将2018年托托镇乡村聚落的布局结构进行重构，识别分散小型聚落及耕地利用低值区，确定其重构迁移方向，以期为实现新疆地区乡村振兴及美丽乡村建设提供科学依据（图1）。

1研究区概况

托托镇位于天山支脉婆罗科努山北向，准噶尔盆地西南，是新疆维吾尔自治区博尔塔拉蒙古自治州精河县下辖的一个乡（镇）级行政单位，西距精河县城60 km，东距乌鲁木齐市363 km，东邻塔城地区乌苏县古尔图镇，北与托里县接壤，西与精河盐场相接，西北临艾比湖奎赛高等级公路、北疆铁路通过镇境，总面积94.11 km2。托托镇（包含91团）共12个村庄，其中10个村以农业为主导产业，2个村以畜牧业为主导产业，耕地面积48.71 km2。总人口1 211户3 765人。

托托镇地形东高西低、南高北低，平均海拔为275 m，属温带大陆性气候。由于地处阿拉山口的主风向口，加之环以沙丘戈壁，土壤质地较差，大多为碱性荒漠土。年均降水量为123.5 mm，降水集中在3—8月，气候较干旱，风沙多，雨水少，阳光充足，年日照率为61%～64%。

2研究方法及数据来源

2.1研究方法

2.1.1土地利用评价模型乡村振兴战略中强调要大力发展农业经济，耕作现代化是必然的发展趋势，尤其托托镇以棉花种植为主，占到总耕作面积的75%以上，适用于大型机械化耕作模式，随着农业现代化的不断深入，耕地的平均斑块面积直接影响大型农用机械的使用[20]。同时，耕地的单位面积产量更能直观反映人们对于耕地的利用效果。因此，本研究提出基于乡村聚落耕地的格局指数与经济指数的利用水平估算模型。

式中：La表示耕地的平均斑块面积;Le表示单位面积耕地产量。La值和Le值越小，表明地区内耕地现状及利用水平越差，不利于现代农业机械化发展;La值和Le值越大，表明地区内耕地现状较好且利用率较高，有利于农业机械化发展。N表示耕地的斑块数，个;S耕表示耕地面积，km2;G表示生产总值;万元。w1表示基于耕地平均斑块面积的耕地利用水平权重;w2表示基于单位生产总值的耕地利用水平权重。综合考虑耕地的利用现状，以及实地调研访谈过程中人们对于耕地利用格局与农业机械化生产及耕地产值的认知差异，本研究将w1确定为0.4，w2确定为0.6。L值越大，表明耕地利用水平越好。

2.1.2聚落等级评价中心村是要求具备一定规模的人口数量和相对完善的公共基础设施的农村社区，本研究基于供给-需求平衡的视角，将中心村的评价标准拟定为首要考虑乡村聚落人口规模需求以及公共基础设施的完善度;其次再根据绿洲居民点空间分布状况、村民意愿等;最后考虑政府部门规划、边界、节点位置等逐级筛选并进行相关因素校核[21]，由于难以采用技术方法进行定量分析影响因子作出合理估算，故采用专家打分法来确定中心村。

2.2数据来源

（1）研究区图件。2016年矢量行政边界，1 ∶10 000;来源于博尔塔拉蒙古自治州精河县民政局;（2）土地数据。包含托托镇地形图，托托镇2016年土地利用调查数据来源于精河县原国土资源局;（3）社会经济统计数据。包含2017年托托镇人口、农业生产统计数据及服务业产值等，来源于2018年精河县及第五师双河市统计年鉴;（4）实地调研资料。2018年7月笔者所在课题组进入托托镇及91团团场进行实地考察，与当地政府分管领导及村民进行交流，了解当地政府与村民对聚落空间变化及土地利用方式的远景规划和感性认知。

3乡村聚落用地现状分析

3.1聚落的空間格局特征

将聚落密度与平均聚落斑块面积2个指标用来表征乡村聚落集中程度及用地规模状况。聚落密度反映单位面积范围内乡村聚落的数量规模，平均聚落斑块面积反映聚落平均用地规模。托托镇乡村聚落平均密度为 5.74个/hm2，空间异质性明显。北部、西北部以及东南部聚落密度整体上小于4.59个/hm2，分布较稀疏。中部和南部周边地区聚落密度多在7.11个/hm2以上，普遍大于平均聚落密度，尤其是托托镇集镇，其局部地区的聚落密度甚至高于10个/hm2（图1）。托托镇乡村聚落斑块面积为346.11 hm2，占托托镇总面积的3.68%，平均用地规模为 9.11 hm2/个。聚落用地规模的空间差异大，中南部、西部以及东部一些聚落用地规模普遍低于平均用地规模，其他地区则相反。通过分析可以发现聚落规模的空间分布特征相悖于聚落密度的空间分布特征（图2、图3），即用地规模较小的聚落分布密度低，用地规模较大的聚落分布密度高。为了进一步探究聚落密度与用地规模之间的空间关系，即聚落用地规模间的集聚状况，采用全局莫

兰指数（Morans I指数）对用地规模进行空间自相关分析。Morans I指数的取值范围近似为-1～1之间，越接近-1代表单元间的差异越大或空间分散性越强，越接近 1则相反，接近0则代表单元间不相关。通过全局Morans I指数考察托托镇乡村聚落用地规模的整体集聚状况，结果表明，用地规模的散点多集中在平均值周围及第二象限内，得到 Morans I 指数为-0.09，说明托托镇乡村聚落用地规模间存在空间负相关性，即规模大的聚落之间与规模小的聚落之间存在空间分散特征，但分散特征不明显。运用蒙特卡罗模拟方法检验其显著水平，对应的P值等于0.01，说明在99%置信度下用地规模间的负相关性是显著的。

3.2耕地利用现状

在乡村振兴战略中，“产业兴旺”被放到了第一的位置，就是要大力发展农村经济，在干旱区的绿洲聚落，种植业起着绝对的主导作用[22]。耕地的利用状况直接影响种植水平的发展，随着农业机械现代化的不断发展，大型机械在耕地中的利用不断普及，同时也对耕地的形态及面积提出了更高的要求。托托镇现有地方与兵团2套耕地利用体系，对托托镇耕地利用现状的分析分别以地方和91团团场作为研究对象（图4）。

由表1可知，地方耕地的斑块数为45个，斑块总面积为12.58 km2;91团耕地斑块数为539个，斑块总面积为36.13 km2，地方耕地的斑块数和斑块总面积2项指标都低于91团，但地方耕地的平均斑块面积为0.28 km2，远大于91团的0.07 km2，说明地方耕地的斑块类型为大斑块零散分布，而91团耕地的斑块类型为小片区集中分布，这是由于91团开垦耕地时间晚于地方，优质连片耕地被地方率先开垦，91团只能沿着冲积扇扇缘区进行耕地开垦，同时在开垦时林路渠系规划较多以致耕地破碎化。总结以上2点并结合实地考察情况可以得出托托镇耕地利用水平低值区受居民住宅改扩建及自然地形、林路渠系影响，集中在各个居民点周边以及91团整片耕地区。

由表1、图5可知，由于91团耕地的平均斑块面积较小，加之耕地的种植结构单一，其耕地产值Le仅为2.25万元/hm2，而地方耕地产值Le为 3.9万元/hm2。综上，地方和91团团场的耕地利用水平值分别为0.268、0.118，据土地利用评价模型可知，地方的耕地利用水平要优于91团的耕地利用水平。

4乡村聚落空间格局重构

乡村聚落空间重构是内在发展需求和外部资源压力综合作用下对乡村空间格局的重新布局与优化，实现聚落空间格局功能合理、健康有序、生态宜居，亦可为干旱区绿洲乡村聚落农村建设用地整治提供参考[23]。托托镇乡村聚落低集聚区数量占总聚落的21.62%，耕地利用现状较差面积占总耕地的15.38%，从乡村振兴建设的角度不利于各类基础设施的布置，也不利于土地集约利用和乡村可持续发展。因此，依据乡村聚落等级评价标准，确定托托镇中心村及次中心村，并基于交通可达性对 2017年微型聚落进行空间布局调整（图6），在此基础上对聚落空间分布与土地利用双低值区进行优化，确定乡村聚落斑块的迁移方向，实现空间重构。

乡村聚落区位条件越好，吸引力越大，中心性越强，使其具有越高的空间支配地位，成为乡村聚落体系中的质量核心区。考虑到绿洲界线和耕作半径对乡村聚落空间布局的影响，本研究在计算乡村聚落吸引力时以 2.5 km作为可达半径（电动车为主要交通工具，周围村庄到达中心村单程时间为 7～10 min），即聚落与聚落间的距离在2.5 km以内具有吸引力，超过2.5 km不再具有吸引力。

根据中心村的评价标准可知，托托镇的中心村位于托托集镇（包括托托北村和91团团部），聚落集聚度高，基础设施等建设相对完善，耕地利用现状较好，可持续发展性强，且紧邻G30连霍高速国道，交通便捷。以托托集镇为中心、2.5 km为通勤半径作可达性缓冲区，可以看到西向的阿合奇县哈拉奇乡阿合其村，北向的托托镇库来克坦村以及东向的托托镇五口泉村（包括2块居民点）3个村庄处在理想通勤半径内，所以在重构过程中可以将其并入托托集镇。在托托集镇理想通勤缓冲区外有91团团场的4个村庄（团直区、3连队、4连队、5连队）。其中，4连队、团直区、5连队位于聚落集聚和耕地利用双低值区。对4个处在托托集镇理想通勤半径外围的村庄作中心村质量评价，确定1个次中心村——3连队，并以2.5 km为理想通勤半径作可达性缓冲区，可见位于91团团场南部的4个分散的村庄同在一个可达性缓冲区当中，在重构过程中，考虑到西向的团直区紧邻G30国道，交通区位条件较好，故不纳入重构范围，即将东向的4连队和东南向的5连队与次中心村3连队合并重构。在完成中心村缓冲区和次中心村缓冲区重构后，可见1连队位于中心村及次中心村之间，作为两大区域的中间村，1连队起着2片区域（中心村于与次中心村区域）的沟通作用，因此对其保持现状，不再将其并入中心村。将中心村及次中心村2片区域的乡村聚落进行重构后，托托镇仍剩余1个无名村（最北部）处在格局及耕地利用双低值区，且不在中心及次中心村庄的重构范围内，因此将该村庄以自身为中心、2.5 km为半径作可达性缓冲区，在其可达性缓冲区范围内质量最优的村庄作为其重构的迁移方向，无名村的可达性缓冲区中只包含五口泉村（图6），因此无名村的迁移方向为五口泉村。

托托镇乡村聚落经过上述 3次空间布局调整后，斑块数量由37个减少至 29个，斑块密度由 5.74个/hm2增加至6.42个/hm2;微型聚落全部得到优化，大聚落增加1个，重构后节约用地 69.69 hm2。在格局上的聚落重构完成后，基于上述耕地利用现状的经济数据可知，91团团场的耕地单位产值远低于托托镇地方耕地单位产值，两者的种植结构差异较大，因此在重构过程中建议91团团场能够与地方多交流经验，优化种植结構，取长补短，发挥自身优势，增强经济可持续发展的能力。

5结论与讨论

5.1结论

托托镇是典型的干旱区绿洲乡村聚落，且属于孤立绿洲聚落，在分析托托镇乡村聚落分布格局的基础上，运用土地评价模型定量研究其土地利用现状，进而探讨微观尺度乡村聚落空间布局调整重构，得出以下结论：第一，托托镇乡村聚落格局为低集聚分布，聚落的空间分布差异较大，主要聚居区位于绿洲的中西部，这是由于中部地区紧邻G30国道，且处于本地区中心区位，交通、基础设施条件等相对完善;北部及东南部地区分布若干零散的小型聚居区，北部地区是受自然地形，耕地权属及传统聚居区的影响零散分布，东南部地区是由于兵团体制下以聚落生产功能为导向的聚落布局。第二，托托镇地方和91团的土地利用状况差异较大，地方耕地利用现状优于91团。地方南北两边耕地利用现状较好，中部居民聚居区利用现状较差，是由于聚居区周围耕地受居民住宅改扩建及农商用地影响较大，耕地边界不规则。而91团耕地利用现状呈细碎化，尤其是中部及中北部地区的耕地细碎集中连片，呈“N”字形分布，是由于91团在时间上属于后来者，优质连片耕地被地方率先开垦，91团只能沿托托镇冲积扇下游扇缘周边开垦耕地。第三，基于交通可达性对托托镇分散居民点以及分散居民点与低水平利用耕地“双低区”进行调整，重构后斑块数量由37个降至 29个，斑块密度由 5.74个/hm2增至6.42个/hm2;微型聚落全部得到优化，大聚落增加1个，重构后节约用地69.69 hm2。整个托托镇土地利用状况有所改善，乡村聚落格局紧凑有序。

5.2讨论

干旱区绿洲乡村聚落的形成受自然因素、政府政策、传统聚居观念影响较大，其格局分布及土地利用状况直接影响到聚落的下一步发展，通过对村镇一级乡村聚落格局的优化重构，提高对聚落重构的可行性和可操作性，为干旱区绿洲农业建设用地规划提供参考，并推动乡村振兴战略落实到具体的实践当中。乡村聚落重构受到的影响因素很多，包括自然、经济、政策、文化观念等要素。本研究从村-镇一级出发，强调聚落格局和土地利用状况与聚落发展的重要联系，基于村庄等级及交通可达性对乡村聚落的空间布局进行调整优化，并明确其重构的方向，对乡村聚落重构方法进行创新，有助于丰富绿洲乡村地域系统的理论与实践。

本研究也存在一定的局限性，体现在基于村庄等级及交通可达性的聚落重构只能反映出理论状态下聚落斑块之间的联系状况，且聚落格局和土地利用状况2个影响因素对乡村聚落进行重构影响因素考虑不全面。今后的研究须要进一步考虑经济发展方式、多民族聚居地生产生活方式差异、乡村文化以及村民意愿等要素对居民点重构的影响，厘清各个因子在聚落空间重构中所起的作用，进而实现基于经济——社会协调的干旱绿洲区乡村聚落空间重构。

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