基于景观安全格局的农村居民点用地布局优化

高莉萍　杨凤兰　程文仕

摘要：农村居民点的用地布局会影响整个农村的发展，为推动乡村振兴，必须要优化农村居民点用地布局。文章以华池县为例，利用最小累计阻力模型对农村居民点布局进行探究，从风景名胜保护、生物多样性保护、水土保持3个方面，在景观安全的角度下对农村居民点布局进行优化。通过3方面景观的叠加生成综合景观格局，并与居民点现状图进行叠加，将华池县居民点用地划分为低潜力区、较低潜力区、中等潜力区以及高潜力区4种类型，提出居民点的合理布局方向及其优化思路。

关键词：最小累计阻力模型;景观安全格局;农村居民点;华池县

我国是一个农业大国，农村人口占我国人口的绝大部分，农村居民点作为农民生产生活的主要场所，是农村土地资源利用的主要类型。研究农村居民点的布局优化不仅对农村土地整治有重要的科学指导意义，而且对改善乡村的生活环境以及保护乡村的生态景观都具有重要意义。

目前，许多学者采用不同的方法对农村居民点用地布局展开研究。曲明、李卫民等学者在居民点时空布局及优化分析;张炜康、刘军杰等基于GIS手段的农村居民点用地布局优化;张银、洪步庭、程文仕等学者在农村居民点用地适宜性评价。但是，基于景观安全格局的农村居民点布局优化方面的研究还相对较少。根据研究区域的实际情况，本研究从景观安全格局的角度出发，借助最小累计阻力模型，建立阻力面，研究华池县农村居民点用地布局问题，确定华池县农村居民点的合理布局区域，提出居民点的优化方向，为更好地优化农村居民点布局、开展农村建设用地管理提供参考。

一、研究区概况

华池县（107°29′～108°33′E，36°07′～36°51′N）隶属于甘肃省庆阳市。下辖4个镇11个乡和111个行政村，总土地面积3776km2，总人口133700人。全县的海拔在1100m～1780m，地勢北高南低，属于大陆性气候，年降水量大在380mm～510mm之间，每年的平均气温大约为7.8℃，无霜期140d～180d。全县有四条主要的河流，每年的总径流量在400万m3以上，水资源丰富。全县分为北部半农牧区、中南部纯农业区、以及东部阴湿区三个类区。华池县的自然景点较丰富、基础设施比较完善、自然环境优美、乡村景观具有特色。但农村居民点用地布局还有待改善。

二、数据来源与处理

本文的数据主要来源于：华池县土地利用现状变更调查数据库，华池县土地利用总体规划，华池县DEM数据，华池县遥感影像图。

将华池县土地利用现状图斑进行处理划分出华池县土地利用类型图，将下载的高程模型数据DEM进行处理提取该地区的坡度等数据，植被的覆盖度可以通过遥感影像光谱的分解获得。

三、研究方法

（一）最小累计阻力模型

最小累计阻力模型（MCR）在城市土地适宜性评价以及景观通达性分析中都有了广泛的应用，物种景观特征的分布可以通过对不同阻力的控制和覆盖来实现，阻力面可以用来反映物种空间的分布变化趋势，该模型主要考虑源、距离和景观基面特征3个方面的因素，其基本公式如下：

式中：f是一个未知的正函数，反映空间中任一点的最小阻力与其到所有源的距离和景观基面特征的相关关系。Dij是指某质点从源j到质点经过的景观基面i的空间距离，Ri是景观i对该质点运动的阻力系数。因此可以引用最小累计阻力模型来研究农村居民点空间布局的潜力。

该模型可以通过ArcGIS软件中的费用距离模型来完成。

（二）景观安全格局的建立

1. 源的确定

选取的水土保持、生物多样性保护、风景名胜保护3种源。水土保持源为植被覆盖度小于0.745并且坡度大于25°的区域;生物多样性保护源为植被覆盖度高且人口活动少的山地区域;风景名胜保护源为主要的自然生态风景区域、人文景观风景区域和文物遗迹保护风景区域。

2. 阻力面的建立

（1）水土保持安全格局阻力面的建立。一个地区的坡度，土地利用状况以及植被的覆盖度都会引发水土流失。选取该三个因素建立水土保持阻力面。一般而言，一个地区的坡度越大，越容易发生水土流失，水土保持的保护阻力也就越大;不同的土地利用类型对环境的影响力也不相同，产生的水土保持效果也不同，一般建设用地对环境影响较大，较容易引发水土流失，其保护阻力也就较大，林地草地对地形的破坏较小，其水土保持的保护阻力就相对较小;植被覆盖度高的地区不易引发水土流失，水土保持的保护阻力较小，相反地产生的保护阻力就较大。

（2）生物多样性保护安全格局阻力面的建立。在生物多样性保护的格局中，农村居民点的选址建设必须要考虑周围动植物的生存空间，在选址建设中要将居民点选择在动物主要活动区域外。生物多样性保护的阻力因子选取土地利用类型和植被覆盖度2个因素。一般来说，植被的覆盖度越小，周围生物的繁殖生存就会受到阻碍，生物多样性保护的阻力也就越大;土地利用类型不同对周围动物的生存空间的影响也不同，林地草地的受到人类影响较小的区域，动物活动的范围就较大，其物种也就比较复杂，其对应的保护阻力也就较小。

（3）风景名胜保护安全格局阻力面的建立。农村居民点的建设会对风景名胜的保护产生一定的影响，因此要尽量远离自然保护区，在风景名胜区要严格规划农村居民点的建设和发展，防止影响自然景观和人文景观。风景名胜的影响因素有自然景观的丰富程度和交通的便捷程度。选择土地利用类型、植被覆盖度以及距离道路的远近作为阻力因子，一般植被覆盖度小，保护阻力就大，越接近建设用地其保护阻力也就越大。

参照已有研究成果，根据区域实际情况，确定各影响因素的权重（表1）及其阻力系数（表2）。

四、结果与分析

（一）单一景观安全格局

根据影响景观安全格局的阻力系数及其指标权重，通过栅格计算得到各指标阻力面，运用最小累计阻力模型，得到水土保持、生物多样性保护以及风景名胜保护安全格局，最后使用 ArcGIS的重分类工具将各安全格局面划分为低安全水平区、较低安全水平区、中等安全水平区和高安全水平区4个等级（图1、图2、图3）。

1. 风景名胜安全保护格局

从风景名胜安全保护格局来看，华池县的风景保护区主要集中在柔远镇、南梁乡、林镇乡、悦乐镇等地区，从图1可以看出这些乡镇为居民点布局的低安全水平区域，虽然该地区基础设施条件较好，交通也便捷，但景点也较集中，为了不影响自然景观的保护，该地的居民点用地必须进行优化整治，从而保护该地区的风景名胜。在居民点布局的低安全水平的过渡区域是较低安全水平区，在该区域可以建设具有乡村特色的居民点，借助当地风景名胜的影响力推动该地区的经济发展，增加当地居民的收入，同时增加该地区人文景观的影响力。由图1可见华池县中等安全水平区域位于山庄乡的西北部，桥河乡的北部等地区，与较低安全水平区域接壤，距离主要的风景名胜保护区域较远，居民的生产生活不会阻碍主要的自然景观以及文物遗迹的保护，而且该区域多为农业用地，能够承载较多的农村人口，因此可以适度建设居民点。在华池县的北部地区，元城镇，怀安乡以及白马乡等地区是居民点布局的高安全水平区域，该地区是半农半牧区并且有宽广草场，交通便利，也比较适合人类居住，所以农村居民点布局在该地区更有利于保护该地的风景名胜。

2. 生物多样性保护安全格局

从生物多样性保护格局来看，可用于建设居民点的中等安全区和高安全区主要集中在华池县的北部乔川乡、白马乡，中部地区的五蛟乡、柔远镇等地区，这些地区远离动物活动的高山和林地区域，且北部和中部地区，出行方便，基础设施较完善，将居民点建设在该部分区域，对生物多样性的保护所产生的阻力也较小，所以可以用于集中建设农村居民点。低安全水平区域以及较低安全水平区域主要集中在华池县中部的怀安乡、桥河乡、紫坊畔乡等山地区域，以及南部的林镇乡等植被茂盛的区域，该地区植被覆盖度高，林地保护较好，适合动物的生存和发展，人类过度开发建设会影响该地区生物多样性的保护，所以，在较低安全水平区域应该注意保护与建设相结合，在低安全水平区域应该限制居民点的扩建以免影响该地区动物的生存和发展（图2）。

3. 水土保持安全格局

从水土保持安全格局来看，华池县南部地区的山庄乡、城壕乡、林镇乡为高安全水平和中等安全水平的集中区域，该部分地区的植被覆盖度较高且坡度较小，地形环境较稳定，在该地区发展居民点能够保证居民的安全，适合居民点的建设和发展。在华池县北部地区为低安全水平区域和较低安全水平区域，该部分地区地势较高，植被的覆盖度也较低，容易引发水土流失，且华池县的北部地区地形较复杂，容易引发地质灾害，但考虑到华池县多为山地，根据实际情况，可以在较低安全水平区适当布局居民点，在低安全水平区应该限制居民点的扩建（图3）。

（二）华池县农村居民点布局优化潜力区

将农村居民点现状分布图与该地区的综合景观格局图进行叠加，将农村居民点用地划分为低潜力区、较低潜力区、中等潜力区以及高潜力区4种类型（图5）。

从图5可以看出：华池县中南部的柔远镇以及悦乐镇等地区自然景观较多，需要重点保护，且地势变化明显，植被覆盖度高，在周围的山地区域有大量野生动物，为居民点布局的低潜力区，所以应该禁止居民点的扩建，必要的时候可以将该部分区域的居民外迁，减小该地区的环境压力;较低潜力区域位于低潜力区的过渡区，该地接近风景区域且地形不稳定，应该限制扩建居民点;在华池县北部地区的乔川乡南部，元城镇的北部地区，以及城壕乡等区域为居民点的中等潜力区，该地远离景区，地势高但相对平坦，为半农半牧区，当地居民可以发展产业农业，所以可以挖掘该地的潜力，优化居民点的布局;在华池县的中部偏北地区的元城镇，白马乡以及南部的林镇乡等地區为该地居民点布局的高潜力区域，该地区地势相对平坦，交通较便利，土地的承载能力较强，且远离景观保护区，适合居民点的集聚发展和建设，应该优先发展，可以将低潜力区居民迁移至高潜力区，充分发挥高潜力区的优势，同时保护低潜力区的整体景观环境。

五、结论与讨论

第一，从整个研究区域看，华池县居民点布局的低潜力区域主要在中南部，该地区需要保护的景观较多，若过度建设居民点会造成自然景观和人文景观的破坏。总的来说，每个村庄的地形、坡度及距离景观的远近和植被的覆盖度等都不相同，所以造成了综合景观格局安全水平的差异。

第二，根据华池县的实际情况，将华池县农村居民点的用地划分为4种潜力类型，分别为低潜力区、较低潜力区、中等潜力区和高潜力区。

第三，综上农村居民点用地布局应该：充分挖掘高潜力区的优势，加强该地区各项基础设施建设，引导各分散居民点向该地区集中。在中等潜力区，借助各项完善的基础设施建设，合理建设居民点，实现居民点新旧结合，充分整合居民点的发展资源，同时在发展的过程中要保护当地的自然景观和人文景观以及生物的多样性。在较低潜力区，要结合当地的实际情况，在居民点附近要加强生态保护，同时引导当地居民适度建设住宅区。在低潜力区，要结合当地的水土保持、景观保护以及生物多样性保护的情况，划定禁止建设区域，严格禁止居民点的建设，对已经建设的居民点，进行集中搬迁，优先在高潜力区进行集中安排，从而减轻该地区的压力。

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*基金項目：甘肃农业大学科技创新基金（GAU-QDFC-2018-15，GAU-XKJS-2018-090）;国家社科基金西部项目（10XJY031）;甘肃省教育科学“十三五”规划课题（GS〔2020〕GHB4637）。

（作者单位：甘肃农业大学管理学院。程文仕为通信作者）