协同视角下乡村“三生空间”演变轨迹与格局重构

赵修杰，张仕超，2*，刘竞宇，欧云梅，王祥凤，张灵灵

(1.重庆师范大学 地理与旅游学院，重庆 401331；2.三峡库区地表过程与环境遥感重庆市重点实验室，重庆 401331)

近年来，随着我国城镇化的快速推进，农村对外开放力度不断加大，在推动农业农村现代化的同时，也进一步导致了农村空心化[1]。因人地关系紧张、土地利用结构失衡、“三生”(生产、生活、生态)用地布局混乱等问题突显，也导致了城乡发展差距仍然较大[2]。党的十八大提出了“生产空间集约高效、生活空间宜居适度、生态空间山清水秀”的“三生空间”发展目标，十九大提出了“要坚持农业农村优先发展的乡村振兴战略”，都旨在实现乡村“三生空间”的协调发展，建设美丽宜居的新农村。在此背景下，讨论乡村“三生空间”演变与格局优化重构的意义显得尤为重要。

“三生空间”是生产空间、生活空间和生态空间的总称[3]。从国土利用空间的主要功能划分，生产空间是人们从事生产活动，提供产品服务的区域；生活空间是人们日常生活，供人类居住、消费、休闲和娱乐的区域；生态空间是提供生态产品和生态服务的区域[4-6]。目前，国内外学者对“三生空间”相关内容做了大量研究，主要涉及“三生空间”的理论内涵与框架[7-8]、分类体系的构建[9-10]、评价与优化[11-12]、空间承载力分析[13-14]、功能测度[15]以及乡村重构[16-17]等。研究方法主要集中在GIS空间分析法[15]、综合加权模型[18]、统计和测量分析[19]等。研究范围也多涉及省(市)级的研究，如湖北[5]、重庆[20]、浙江[21]、河南[22]等，关于镇村的研究相对较少。因此，本文从协同视角出发，探究乡村“三生空间”的演变路径并讨论其格局重构，以期为乡村“三生空间”的合理布局、优化重构提供经验。

1 研究数据与方法

1.1 研究区概况

研究区位于重庆市綦江区郭扶镇南部(东经106°32′29″～106°36′52″，北纬28°47′26″～28°49′20″)，距离郭扶场镇约14.2 km，距离綦江城区约46.8 km。研究区乡镇道、村道、田间道等骨干路网已基本形成，且部分道路已经硬化，部分道路拥有了较好的路基宽度，具备较好的改造提升条件。已硬化了全长13 km的郭骑公路，建成了30 km的连库公路以及高庙村穿场公路、外环大道，内外交通便利，通达性较好。区域内气候为温带湿润气候，四季分明，空气湿度大。地形以山地丘陵为主，山沟谷破碎镶嵌，坡向混杂，整体海拔较高，介于687～1058 m之间。地表水主要以水库、坑塘储水的形式存在。森林植被丰富，属低中山地形地貌，地层岩性、地质构造稳定，水文地质条件优越。

图1 研究区区位

1.2 数据来源与处理

本文所需的2010、2014、2018年研究区土地利用类型数据和《綦江区郭扶镇团结等(2)个村“山水林田湖草”综合整治项目规划方案》来源于重庆市綦江区规划和自然资源局。

1.3 研究方法

1.3.1 “三生空间”分类体系构建 对于“三生空间”的划分原则，本文主要遵循主导功能性原则、系统性原则和生态空间优先原则，将“三生空间”分类与土地利用类型相结合，构建了基于土地利用类型的“三生空间”分类体系。由于目前暂无统一的评价标准体系，在查阅相关文献后，本文参考刘继来等[23]的研究成果，根据研究区土地利用类型，对18个二级地类进行评分。采用0、1、3、5级赋分制，功能缺失为0分，最低功能得1分，最高功能得5分，构建研究区土地利用“三生空间”分类体系(表1)。由表1可知，生产空间包括水田、旱地、茶园、其他园地、公路用地、农村道路、水工建筑用地、风景名胜及特殊用地和设施农用地；生活空间包括建制镇、村庄；生态空间包括有林地、灌木林地、其他林地、其他草地、水库水面、坑塘水面、裸地。基于“三生空间”分类体系，通过ArcGIS 10.2对研究区土地地类进行重新分类，绘制了2010、2014和2018年研究区的“三生空间”现状图(图2)。

表1 “三生空间”土地利用分类体系及分值

a 2010年 b 2014年 c 2018年

1.3.2 “三生空间”转移矩阵 “三生空间”转移矩阵是马尔科夫模型在“三生空间”变化方面的应用，可用于研究“三生空间”类型的变化方向。采用矩阵的形式，将“三生空间”变化所产生的面积转移进行表达，能直观地展示出研究区域“三生空间”类型的变化，其表达式见公式(1)：

(1)

式(1)中：Sij表示研究区域内第i种空间类型转化为第j种空间类型的数量。

1.3.3 重心迁移 重心迁移用于研究一定区域内，相对平衡点发生变化的迁移轨迹。运用重心迁移模型，结合土地利用数据，绘制出“三生空间”重心迁移轨迹图。其定量表达式见公式(2)：

(2)

式(2)中：Xt表示第t年“三生空间”重心的经度坐标，Yt表示纬度坐标。Cti为第i个斑块该种“三生空间”类型的面积，Xi、Yi分别为第i个斑块重心的经度、纬度坐标。

1.3.4 耦合度和耦合协调度 耦合协调模型用来描述乡村生产、生活和生态空间之间是否存在相互作用以及作用程度，决定了系统的稳定情况。本文从“三生空间”的面积出发，选择其中耦合度函数，计算公式见公式(3):

(3)

式(3)中：C表示乡村“三生空间”之间的耦合度函数，C的取值范围为[0,1]，C趋于0时,表示“三生空间”无序混乱，C接近1时，趋于协调；Ui、Si、Ri分别表示生活空间、生产空间、生态空间面积的归一化值。

虽然C可以表征系统间的耦合程度，但不能区别低水平耦合和高水平耦合，故引入协调度函数，具体见公式(4)。

(4)

式(4)中：D表示“三生空间”耦合协调度函数。α、β、γ为生产、生活、生态空间相应面积的权重。其中耦合度判别标准为：[0，0.3]为低耦合时期，(0.3，0.5]为拮抗时期，(0.5，0.8]为磨合时期，(0.8，1.0]为协调时期；耦合协调度的判别标准为：(0，0.2]为严重失调，(0.2，0.4]为中度失调，(0.4，0.6]为基本协调，(0.6，0.8]为中度协调，(0.8，1.0]为高度协调。

2 结果与分析

2.1 “三生空间”格局演变

2.1.1 数量分析 由表2可知，研究区在2010～2018年生产空间面积下降，生活空间面积上升，生态空间的面积表现为先增后减的趋势，具体表现为：2010～2018年，生产空间面积从910.01 hm2下降至871.50 hm2，面积减少了38.51 hm2；生活空间面积从90.87 hm2增加至118.52 hm2，面积增加了27.65 hm2；生态空间面积先从688.20 hm2增加至709.06 hm2后降至700.06 hm2，其占研究区总面积的比例从40.74%调整为41.95%后调整为41.42%。

表2 2010～2018年研究区“三生空间”面积及占比

2.1.2 空间转移 由表3可以看出，2010～2018年研究区“三生空间”转移的显著关系为：生产空间主要转为生态空间，其次转为生活空间；生活空间转移相对较弱，主要向生产空间转移；生态空间转移以生产空间为主，其次转为生活空间。研究区“三生空间”的转移主要表现为生产空间和生态空间的相互转移。

表3 2010～2018年研究区“三生空间”转移矩阵 hm2

2010～2018年研究区“三生空间”转移面积变化为840.68 hm2，占研究区总面积的49.77%。其中，生产空间的转出面积和转入面积分别为404.23 hm2和365.64 hm2，相差38.59 hm2，转出为生活空间和生态空间的比重分别占16.78%和83.21%，由生活空间和生态空间转入的分别占13.05%和86.94%；生活空间和生态空间转出面积分别为79.85 hm2和356.60 hm2，转入面积分别为106.54 hm2和368.50 hm2。

2.1.3 重心迁移 基于重心迁移模型计算公式，利用ArcGIS 10.2软件的空间分析工具和几何计算器工具，分别计算出2010、2014、2018年研究区“三生空间”重心坐标，利用ArcGIS 10.2 软件将其可视化表达(图3)。

由图3可以看出，生产空间重心整体由西向东迁移了一小段距离，2010～2014年由西北向东南迁移，2014～2018年向东北方向迁移；生活空间重心向西南方向迁移了较长的距离；生态空间重心2010～2014年由西南向西北方向迁移，2018年又向东南方向迁移了一小段距离。

a 生产空间重心迁移轨迹 b 生活空间重心迁移轨迹 c 生态空间重心迁移轨迹

2.2 耦合协调分析

由图4可知，研究区“三生空间”耦合度变化不大，耦合协调度有所波动，生产—生活—生态的耦合度和耦合协调度总体呈缓慢提升趋势。对照指标划分可知，2010、2014和2018年研究区“三生空间”耦合度分别为0.68、0.72和0.74，均处于磨合时期，且耦合度有所提升；2010年耦合协调度0.43为基本协调，2014年下降到0.23为中度失调，2018年又上升到0.43为基本协调。总的来说，研究区“三生空间”耦合协调状态基本上保持在“磨合—基本协调”的水平。

3 乡村“三生空间”重构

乡村“三生空间”的重构是为了适应乡村内部发展和外部协调，通过对乡村生产、生活、生态空间格局进行优化，以实现乡村空间之间的配置优化、结构协调和功能互补。

3.1 生产空间重构

产业发展是实现乡村生产空间重构的关键路径。首先，乡村是农业发展的基地，依靠农产品带动乡村经济发展。研究区应积极推动农业规模经营，发展农业新型经营主体。通过推动土地流转，引导耕地集中连片，科学合理地布局农业生产空间，实现农田的规模化和集中化，提高农业生产效率。通过培育新型农民、合作社、公司(企业)等一体的新型经营主体，推动农业经营和管理的科学化、专业化。其次，要优化产业结构，合理布局工业生产空间和服务业生产空间，推动一二三产业的协调发展。充分整合土地、河流、山林等资源，发展绿色产业和乡村旅游业，打造一条可持续的乡村产业链。

3.2 生活空间重构

研究区生活空间较为分散，生活空间可在结合村民意愿的情况下向集聚型方向发展，加强乡村聚落的集聚性。通过优化人居环境、完善基础设施等吸引村民在人居环境较好的区域集中定居。同时，加强乡村生活空间规划设计，通过运用不规则的空间分割来打破生活空间单调、刻板的格局，激发乡村生活空间的活力。完善交通网络，形成“对外交流—对内联系—生产运输”的道路体系，构建宜居适度的生产空间。随着乡村旅游业的发展，村民可以在原来的村庄用地上发展民宿、农家乐等，将传统的单一生活空间转变为“生活—生产”复合空间。

3.3 生态空间重构

划定山水林田湖草边界，“山水林田湖草”是一个生命共同体，是推动农业现代化和建设新农村的基础。研究区地块破碎，山水林田草镶嵌分布的情况普遍存在，部分区域山水林田湖草边界模糊，管理受阻，不利于未来的系统治理和国土空间开发优化，亟需在乡村振兴过程中划定其边界，协调保护、开发和利用其间关系，以明确哪些区域需要保护，哪些区域可以开发利用。乡村振兴过程中的产业兴、生态好都需要以山水林田湖草的优化协调作为依托，而且乡村振兴本身就是要尽最大可能地发挥山水林田湖草生命共同体的综合效益，服务于产业兴、生态好，进而服务于生态宜居、乡风文明、治理有效和生活富裕。推动乡村垃圾分类和资源化利用，实现农村生活垃圾无害化处理。推进生活污水有效处理，加强水污染防治。对工业生产和旅游活动过程中产生的垃圾和污染物也要集中统一处理，保护研究区的生态环境。

4 结论

本研究选取2010、2014和2018年为时间节点，基于地类构建“三生空间”的分类指标体系并进行评分，利用“三生空间”转移矩阵、重心迁移、耦合度与耦合协调度等方法对研究区2010～2018年的“三生空间”演变路径进行分析，并对“三生”空间格局进行了重构，主要结论如下。

(1)2010～2018年，研究区“三生空间”面积变化较大，发生变化的面积为840.68 hm2,占研究区土地面积的49.8%。其中生产空间面积下降，生活空间面积上升，生态空间的面积表现为先增后减的趋势。“三生空间”的转换主要表现为生产空间和生态空间的相互转换。生产空间转变为生态空间的面积为366 hm2，占比83.2%，生态空间转化为生产空间的面积为318 hm2，占比86.9%。

(2)研究区2010～2018年生产空间和生态空间重心整体由西向东移动，生活空间重心由东北向西南移动，生活空间重心迁移距离较生产空间和生态空间重心迁移距离远，表明生活空间在2010～2018年间东西发展差异较大。

(3)研究区“三生空间”的耦合度和耦合协调度整体处于“磨合—基本协调”的水平，乡村“三生空间”发展缺乏科学合理的规划，“三生空间”发展不协调，协同性有待提升。需要对研究区“三生空间”进行重构，以缓解乡村“三生空间”的发展矛盾，推动建设“生产空间集约高效、生活空间宜居适度、生态空间山清水秀”的新农村。

(4)乡村“三生空间”的重构要以产业发展为着力点，保证农业的基础地位，优化农村产业结构，融合一二三产业协调发展，使生产空间能有更高的经济产出；推动村庄向聚集型方向发展，优化道路网络，使传统的单一生活空间向“生活—生产”复合空间发展；划定山水林田湖草边界，发挥山水林田湖草的综合效益，无害化处理生活生产垃圾，保护好农村的生态环境安全。