費智慧 ， 王 成 ， 趙帥華 ， 李 丹

(西南大學(xué) 地理科學(xué)學(xué)院，重慶400715)

農(nóng)村居民點整合作為有效配置農(nóng)村居民點并發(fā)揮其社會功能的重要手段，在時間角度上，須既與農(nóng)戶過去一定時期內(nèi)的居住建設(shè)相聯(lián)系，又綜合考慮其未來住居意愿與偏好；在空間角度上，既要滿足不同農(nóng)戶自身住居需求，還應(yīng)考慮農(nóng)戶所在區(qū)域的空間層次[1]。農(nóng)村居民點整合時序直接關(guān)系到如何因地制宜、分類有序區(qū)別對待不同區(qū)域農(nóng)村居民點和鄉(xiāng)村村落層次構(gòu)筑實踐示范。目前，關(guān)于時序的研究主要集中在運用主成分分析法對農(nóng)村居民點整理[2-3]、村鎮(zhèn)用地整理[4]、灘涂圍墾開發(fā)利用[5]進行優(yōu)先度評價，運用層次分析法研究旅游地開發(fā)時序[6]。近年來，盡管少量學(xué)者將主成分與兩維圖論聚類分析相結(jié)合從大尺度對農(nóng)村居民點整理[7]、建設(shè)用地需求[8]、土地整理優(yōu)先度[9]、區(qū)域旅游目的地競爭優(yōu)勢聚類[10]進行探究，但就兩種方法相結(jié)合且從小尺度對農(nóng)村居民點整合時序的研究尚少。農(nóng)村居民點作為村域人地關(guān)系的表現(xiàn)核心和鄉(xiāng)村聚落構(gòu)成的基本單元，其整合時序既要考慮評價單元的綜合條件，又需注重空間位置的協(xié)調(diào)。當(dāng)前農(nóng)村居民點整合實踐中，往往缺乏科學(xué)的評價方法和規(guī)劃依據(jù)，農(nóng)村居民點整合的時序安排、空間布局和區(qū)域選擇多以政府干預(yù)為主，沒有在定時序、劃區(qū)域、分類型基礎(chǔ)上逐步有序開展，農(nóng)村居民點整合的科學(xué)規(guī)劃和決策略顯不足[11]。農(nóng)村居民點自身特點及農(nóng)村居民點整合現(xiàn)實情景均表明如何采用科學(xué)方法研究農(nóng)村居民點整合時序已成為當(dāng)前亟需深入開展的重要課題。鑒于此，本研究將綜合考慮評價單元情況，運用主成份分析和兩維圖論聚類分析相結(jié)合，從縣域尺度研究農(nóng)村居民點整合時序，其研究結(jié)果更具時效性和可操作性，旨在為統(tǒng)籌城鄉(xiāng)發(fā)展和社會主義新農(nóng)村建設(shè)提供理論參考和實踐示范。

1 研究區(qū)概況和數(shù)據(jù)來源

1.1 研究區(qū)概況

璧山縣位于重慶市主城區(qū)以西，渝東南平行嶺谷褶皺區(qū)西南側(cè)(106°02′～106°20′E，29°17′～29°53′N)，縣城緊鄰重慶都市經(jīng)濟圈，是主城向西輻射的第一站和渝西經(jīng)濟走廊的中心地帶，歷來被譽為“川東要道”和重慶的“西大門”。2012年，全縣土地面積914.56 km2，轄6個街道辦事處，9個鎮(zhèn)，其中，璧城街道包含璧泉街道，青杠街道包含來鳳街道。地區(qū)生產(chǎn)總值252.9億元，全年實現(xiàn)農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值12.1億元，工業(yè)總產(chǎn)值156.7億元，轄區(qū)內(nèi)財政總收入達91.6億元。耕地面積4.27萬hm2，農(nóng)村居民點面積7 754.77 hm2，總?cè)丝?戶籍人口)63.5萬人，其中農(nóng)業(yè)人口36萬人，農(nóng)村常住人口34.7萬人，城市化率45.86%，按農(nóng)村常住人口計算，人均農(nóng)村居民點面積224 m2，遠高于國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的上限，農(nóng)村居民點整合潛力巨大且亟須推進。

1.2 數(shù)據(jù)獲取與整理

璧山縣各鄉(xiāng)鎮(zhèn)行政界線，鄉(xiāng)、鎮(zhèn)政府駐地經(jīng)緯度坐標(biāo)，農(nóng)村居民點面積、耕地面積、鄉(xiāng)鎮(zhèn)行政區(qū)面積數(shù)據(jù)來源于重慶市璧山縣2012年土地利用變更調(diào)查，農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值、農(nóng)作物總播種面積、人均收入、人口數(shù)據(jù)來源于《璧山縣統(tǒng)計年鑒2013》。

2 指標(biāo)體系構(gòu)建與研究方法

2.1 指標(biāo)體系構(gòu)建

合理構(gòu)建評價指標(biāo)體系是農(nóng)村居民點整合時序研究的關(guān)鍵，所選指標(biāo)應(yīng)彰顯評價單元間經(jīng)濟、社會、資源稟賦等方面的差異且要依據(jù)綜合性、系統(tǒng)性、可操作性、動態(tài)發(fā)展性、定性和定量相結(jié)合等原則[12-13]來確定。本研究從建設(shè)和諧鄉(xiāng)村人居環(huán)境視角出發(fā)，基于農(nóng)村居民點被賦予的新的社會功能，即不再是傳統(tǒng)意義上農(nóng)戶從事個體農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、生活的純粹性聚落空間地域單元，而日益成為農(nóng)村經(jīng)濟與社會組織的載體，綜合客觀地反映著農(nóng)村、農(nóng)業(yè)、農(nóng)民的發(fā)展?fàn)顩r[14]，根據(jù)農(nóng)村居民點整合的內(nèi)涵及其主要影響因素，在充分結(jié)合研究區(qū)實際情況的基礎(chǔ)上，從經(jīng)濟、社會、農(nóng)戶后顧生計來源3個層次構(gòu)建綜合評價指標(biāo)體系[15](表1)。

表1 璧山縣各鄉(xiāng)鎮(zhèn)農(nóng)村居民點整合時序指標(biāo)

2.2 研究方法

2.2.1主成分分析。主成分分析是把多個指標(biāo)化解為少數(shù)幾個綜合指標(biāo)并盡可能地反映出原來指標(biāo)的信息，從而得到的主成分之間相互獨立，簡化分析結(jié)構(gòu)的一種統(tǒng)計分析方法[16-17]。影響農(nóng)村居民點整合時序的因素較多且從選取的指標(biāo)來看，人均居民點用地面積與農(nóng)村居民點面積相關(guān)，耕居比與人均耕地有關(guān)，運用主成分分析法可將眾多指標(biāo)相結(jié)合并克服指標(biāo)間的相關(guān)性，正是解決農(nóng)村居民點整合時序問題的合適選擇[5,18]。其步驟如下：(1)對原始數(shù)據(jù)進行標(biāo)準(zhǔn)化，使各變量標(biāo)準(zhǔn)化處理后方差為1；(2)計算各指標(biāo)的相關(guān)系數(shù)矩陣(Pearson)；(3)對應(yīng)于相關(guān)系數(shù)矩陣R，用雅可比方法求得特征值和特征向量并計算貢獻率和累積貢獻率，并提取主要影響因素；(4)計算各鄉(xiāng)鎮(zhèn)主成分因子得分，通過貢獻率與主成分得分矩陣相乘，得出各鄉(xiāng)鎮(zhèn)農(nóng)村居民點整合時序綜合得分及排序。

2.2.2兩維圖論聚類分析。聚類分析是數(shù)理統(tǒng)計中研究“物以類聚”的一種方法。其功能是建立一種分類方法，將一批樣本或者變量按照它們在性質(zhì)上的親疏程度進行分類。農(nóng)村居民點整合時序從結(jié)果上看也是一種分類過程，且其不但要考慮評價單元內(nèi)部的經(jīng)濟、社會等條件，而且要保持空間上的連通性和行政區(qū)界的完整性，采用普通聚類方法很難使分類結(jié)果滿足需求，因此，采用圖論的空間表示法及其相關(guān)算法，即兩維圖論聚類分析方法。該方法利用GIS的空間分析手段與圖論的樹算法相結(jié)合進行農(nóng)村居民點整合時序分類研究。技術(shù)思路如下。

(1)GIS空間分析。提取13個鄉(xiāng)、鎮(zhèn)政府駐地經(jīng)緯度坐標(biāo)作為評價單元的坐標(biāo)，分析各點之間的空間位置，進行空間相關(guān)性分析。(2)樹的生成與分割。根據(jù)圖的幾何概念，圖是空間一些點與連接點的線的集合，即G=(V，E)，其中，V表示點的集合，E是各單元鄰接關(guān)系的集合。若分區(qū)(即等級)用無向圖來表示，則V是各評價單元的集合，E是各評價單元的鄰接關(guān)系集合，由于在考慮空間鄰接性的同時，更重要的是考慮各評價單元之間的內(nèi)在相似性，因此，分區(qū)需用加權(quán)連通圖來表示，即G=(V，E，D)，其中D在圖論的樹算法中表示各點之間的權(quán)值，分區(qū)中采用分區(qū)單元間的鄰接關(guān)系來構(gòu)造鄰接矩陣|D|，采用各分區(qū)單元間的鄰接關(guān)系來構(gòu)造鄰接矩陣|E|?，F(xiàn)在問題轉(zhuǎn)變?yōu)榍蠹訖?quán)連通圖G=(V，E，D)的合理割集，即首先采用圖論最小樹法求得一個最小生成樹，然后根據(jù)區(qū)內(nèi)分異小、區(qū)間大的原則，選擇適當(dāng)?shù)腁值，將最小生成樹分割成m個子樹，即將研究區(qū)域分成m個區(qū)域[19]。

3 結(jié)果與分析

3.1 農(nóng)村居民點整合初擬時序

運用DPS 9.50，根據(jù)主成分分析步驟，依特征值>1和主成分累積貢獻率≥80%的原則[20]，提取前3個主因子，其因子載荷矩陣、特征值、貢獻率及累積貢獻率(表2)，得出各鄉(xiāng)鎮(zhèn)農(nóng)村居民點整合綜合得分，見表3。由表2可知，X6，X7在因子1上有較高載荷，主要反映對農(nóng)村居民點整合的經(jīng)濟投入能力；X10，X11在因子2上有較大載荷，主要反映農(nóng)村居民點整合的可接受程度；X2在因子3上有較大載荷，代表農(nóng)村居民點整合的社會驅(qū)動力。提取3個主成分，即經(jīng)濟驅(qū)動因子、后顧生計因子、社會驅(qū)動因子代替原來的11個變量。其中，經(jīng)濟驅(qū)動因子貢獻率達51.428%，遠大于后顧因子與社會驅(qū)動因子貢獻率之和，表明璧山縣農(nóng)村居民點整合的投入能力在整合時序中占主要地位。由表3可知，璧山縣13個鄉(xiāng)鎮(zhèn)中，經(jīng)濟驅(qū)動因子主導(dǎo)的鄉(xiāng)鎮(zhèn)為排名前五的璧城街道、青杠街道、丁家鎮(zhèn)、大路鎮(zhèn)、大興鎮(zhèn)，綜合得分為0.115 3～3.660 6，經(jīng)濟驅(qū)動因子得分為0.967 1～6.799 4，主要由于這些鄉(xiāng)鎮(zhèn)大多為璧山縣中心鄉(xiāng)鎮(zhèn)，在“十二五”時期積極搶抓西部大開發(fā)、統(tǒng)籌城鄉(xiāng)綜合配套改革等諸多重大機遇，加快推進工業(yè)化、城鎮(zhèn)化、城鄉(xiāng)統(tǒng)籌一體化，經(jīng)濟發(fā)展水平較高，其中人均收入為609 2～783 2元，農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值為1.927 3億～2.245 8億元，農(nóng)村居民點整合的投入能力強。后顧生計驅(qū)動因子起主要作用的鄉(xiāng)鎮(zhèn)有福祿鎮(zhèn)、七塘鎮(zhèn)、八塘鎮(zhèn)、三合鎮(zhèn)、廣普鎮(zhèn)，主要由于這些鄉(xiāng)鎮(zhèn)中“十二五”期間城鄉(xiāng)免費義務(wù)教育全面實現(xiàn)，公共衛(wèi)生服務(wù)加強，老齡人比例較少且受教育水平高，對政策的認(rèn)知、理解、接受程度較高[21]，其中初中以上文化水平占總?cè)丝诒葹?3%～68%，60歲以下人口占總?cè)丝诒葹?8%～82%。社會驅(qū)動因子占主導(dǎo)作用的鄉(xiāng)鎮(zhèn)為河邊鎮(zhèn)、正興鎮(zhèn)、健龍鄉(xiāng)，綜合得分為-0.581 1～-0.015 7，社會驅(qū)動因子得分為1.519 6～2.524 4，這些鄉(xiāng)鎮(zhèn)人均農(nóng)村居民點面積達253～259 m2，均大于其他鄉(xiāng)鎮(zhèn)，農(nóng)村居民點整合的空間和潛力大。另外，政策等外力的助推下，該區(qū)農(nóng)村居民點整合得以穩(wěn)步開展，其中，健龍鄉(xiāng)目前已建設(shè)“巴渝新居”、“D級危房”點8個，建房戶達843戶，建設(shè)面積達5×104m2以上。

表2 因子載荷矩陣、特征值及其貢獻率

表3 璧山縣各鄉(xiāng)鎮(zhèn)主成分得分及綜合評價值

3.2 農(nóng)村居民點整合圈層劃分

在DPS數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)中，將璧山縣13個鄉(xiāng)鎮(zhèn)名稱做縱向排列，各鄉(xiāng)、鎮(zhèn)政府駐地經(jīng)緯度坐標(biāo)和主成分分析中提取的3個主成分得分做橫向排列，得到二維數(shù)據(jù)表。選擇多元分析菜單下的聚類分析中的兩維圖論聚類工具，生成聚類圖。通過GIS軟件把圖中點、線相互關(guān)系轉(zhuǎn)繪到地理空間位置上，再疊加到行政區(qū)劃圖數(shù)據(jù)層，得璧山縣農(nóng)村居民點整合時序兩維圖論聚類分析圖(圖1)。圖中兩維圖論聚類分析線上直接相連的點表示各方面綜合條件具有一定相似性[22-23]。由圖可知，在兩維圖論聚類分析線上，七塘鎮(zhèn)、河邊鎮(zhèn)、青杠街道、健龍鄉(xiāng)均直接相連了3個鄉(xiāng)鎮(zhèn)，大于其他鄉(xiāng)鎮(zhèn)所連接點個數(shù)，根據(jù)兩維圖論聚類原理可知七塘鎮(zhèn)、河邊鎮(zhèn)、青杠街道、健龍鄉(xiāng)各方面綜合條件分別與其所直接連接鄉(xiāng)鎮(zhèn)具有一定相似性，農(nóng)村居民點整合對其具有輻射和示范作用。由此可以七塘鎮(zhèn)、河邊鎮(zhèn)、青杠街道、健龍鄉(xiāng)為核心點將璧山縣農(nóng)村居民點整合劃分為不同的圈層。兩維圖論聚類分析線上，七塘鎮(zhèn)直接連接了八塘鎮(zhèn)、大路鎮(zhèn)、河邊鎮(zhèn)，但河邊鎮(zhèn)同時也是核心點，故將七塘鎮(zhèn)、八塘鎮(zhèn)、大路鎮(zhèn)劃分為以七塘鎮(zhèn)為核心點的A圈層；河邊鎮(zhèn)直接連接了七塘鎮(zhèn)、福祿鎮(zhèn)、大興鎮(zhèn)，而七塘鎮(zhèn)已劃為圈層A核心點，故將河邊鎮(zhèn)、福祿鎮(zhèn)、大興鎮(zhèn)劃分為以河邊鎮(zhèn)為核心點的B圈層；另有丁家鎮(zhèn)同時與核心點青杠街道和健龍鄉(xiāng)直接相連，但由主成分分析可知丁家鎮(zhèn)與青杠街道同屬于經(jīng)濟驅(qū)動因子占主導(dǎo)地位的鄉(xiāng)鎮(zhèn)，其與青杠街道相似性大于健龍鄉(xiāng)，故將丁家鎮(zhèn)劃入以青杠街道為核心點、包含璧城街道、大興鎮(zhèn)、正興鎮(zhèn)的C圈層；而健龍鄉(xiāng)直接連接了除丁家鎮(zhèn)之外的三合鎮(zhèn)、廣普鎮(zhèn)，故將此3個鄉(xiāng)鎮(zhèn)劃為以健龍鄉(xiāng)為核心點的D圈層。因此可知，璧山縣農(nóng)村居民點整合4圈層分別為：A圈層={七塘鎮(zhèn)、八塘鎮(zhèn)、大路鎮(zhèn)}、B圈層={河邊鎮(zhèn)、福祿鎮(zhèn)、大興鎮(zhèn)}、C圈層={青杠街道、璧城街道、正興鎮(zhèn)、丁家鎮(zhèn)}、D圈層={健龍鄉(xiāng)、廣普鎮(zhèn)、三合鎮(zhèn)}；七塘鎮(zhèn)、河邊鎮(zhèn)、青杠街道、健龍鄉(xiāng)分別為4個圈層的核心點。

圖1 璧山縣農(nóng)村居民點整合時序兩維圖論聚類分析圖

3.3 農(nóng)村居民點整合時序確定

由表3可知，各圈層核心點綜合得分為青杠街道>河邊鎮(zhèn)>健龍鄉(xiāng)>七塘鎮(zhèn)。以青杠街道為核心點圈層位于璧山縣中心、都市發(fā)達經(jīng)濟圈的“圈邊”和渝西經(jīng)濟走廊的“廊頭”，是重慶“1 h經(jīng)濟圈”核心發(fā)展區(qū)，具有得天獨厚的區(qū)位條件和發(fā)展城郊型經(jīng)濟的巨大優(yōu)勢；受城鎮(zhèn)發(fā)展輻射作用強，農(nóng)民進城工作和居住的愿望強烈，對土地依賴性小，農(nóng)村居民點整合潛力與工作開展阻力小，對其他圈層起到示范借鑒作用，故確定該圈層為第Ⅰ整合時序圈層。以河邊鎮(zhèn)為核心點圈層中農(nóng)業(yè)生產(chǎn)占首要地位，但得天獨厚的自然資源成就了其生態(tài)建設(shè)、旅游發(fā)展定位，社會服務(wù)功能齊全，文化發(fā)展較受重視，其中，大興鎮(zhèn)葡萄基地被評為“重慶市首批市級現(xiàn)代農(nóng)業(yè)示范園區(qū)”，河邊鎮(zhèn)近年來秉承“統(tǒng)籌城鄉(xiāng)發(fā)展”理念推行“城鄉(xiāng)一體化建設(shè)”，福祿鎮(zhèn)內(nèi)有幼兒園1所，學(xué)齡兒童入學(xué)率達100%，中心小學(xué)1所，村小2所，初級中學(xué)1所，金融機構(gòu)2家，衛(wèi)生院1所。自然、社會條件的優(yōu)勢在一定程度上彌補了經(jīng)濟實力的薄弱，成為助推該圈層農(nóng)村居民點整合的主要因素，為農(nóng)業(yè)規(guī)?；?、產(chǎn)業(yè)化發(fā)展帶來更大空間，故將該圈層確定為第Ⅱ整合時序圈層。以健龍鄉(xiāng)和七塘鎮(zhèn)為核心點圈層大多為典型的農(nóng)業(yè)鎮(zhèn)，農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值、財政收入較其他圈層鄉(xiāng)鎮(zhèn)稍低，農(nóng)村居民點整合的投入力度不足，農(nóng)田水利、農(nóng)村道路等基礎(chǔ)設(shè)施相對落后，但健龍鄉(xiāng)、三合鎮(zhèn)致力于將“巴渝新居”建設(shè)與小城鎮(zhèn)建設(shè)有機結(jié)合，場鎮(zhèn)面積與發(fā)展空間進一步拓寬，取得了良好成效，以健龍鄉(xiāng)為核心的圈層為第Ⅲ整合時序圈層。在借鑒前2個圈層整合基礎(chǔ)上可逐步帶動以七塘鎮(zhèn)為核心的第Ⅳ整合時序圈層。因此，以主成分分析為基礎(chǔ)，運用兩維圖論聚類分析可知璧山縣農(nóng)村居民點整合時序為：圈層C{青杠街道、璧城街道、正興鎮(zhèn)、丁家鎮(zhèn)}>圈層B{河邊鎮(zhèn)、福祿鎮(zhèn)、大興鎮(zhèn)}>圈層D{健龍鄉(xiāng)、廣普鎮(zhèn)、三合鎮(zhèn)}>圈層A{七塘鎮(zhèn)、八塘鎮(zhèn)、大路鎮(zhèn)}。

4 結(jié)論與討論

(1)本研究從建設(shè)和諧鄉(xiāng)村人居環(huán)境視角出發(fā)，基于農(nóng)村居民點被賦予的新的社會功能及其整合的內(nèi)涵、主要影響因素，構(gòu)建農(nóng)村居民點整合時序指標(biāo)體系并結(jié)合各鄉(xiāng)、鎮(zhèn)政府駐地經(jīng)緯度坐標(biāo)，將非空間性的主成分分析與空間性的兩維圖論聚類分析有機結(jié)合研究璧山縣農(nóng)村居民點整合時序，既考慮了評價單元的綜合條件，又確?？臻g上的連續(xù)性與地理位置上的集中連片[19]，克服了以往農(nóng)村居民點整理時序缺乏考慮空間性的不足；以鄉(xiāng)鎮(zhèn)為評價單元，從小尺度研究農(nóng)村居民點整合時序更具可操作性[4]。此方法能很好地反映璧山縣農(nóng)村居民點整合區(qū)域差異，為璧山縣農(nóng)村居民點整合工作開展提供科學(xué)的決策依據(jù)。

(2)璧山縣農(nóng)村居民點整合時序為：圈層C{青杠街道、璧城街道、正興鎮(zhèn)、丁家鎮(zhèn)}>圈層B{河邊鎮(zhèn)、福祿鎮(zhèn)、大興鎮(zhèn)}>圈層D{健龍鄉(xiāng)、廣普鎮(zhèn)、三合鎮(zhèn)}>圈層A{七塘鎮(zhèn)、八塘鎮(zhèn)、大路鎮(zhèn)}。分析結(jié)果表明，受經(jīng)濟投入能力、農(nóng)民的接受程度及社會驅(qū)動力影響，尤其是對農(nóng)村居民點整合經(jīng)濟投入能力的作用，璧山縣農(nóng)村居民點整合呈現(xiàn)明顯的區(qū)域差異，由縣域中心位置經(jīng)濟發(fā)展水平較高的第Ⅰ整合時序圈層即圈層C核心點青杠街道分別向其西北、西南、東北方向輻射第Ⅱ(圈層B)、Ⅲ(圈層D)、Ⅳ(圈層A)圈層核心點河邊鎮(zhèn)、健龍鄉(xiāng)、七塘鎮(zhèn)，形成第Ⅰ整合時序圈層示范第Ⅱ整合時序圈層、促進第Ⅲ整合時序圈層、逐步帶動第Ⅳ整合時序圈層的農(nóng)村居民點整合空間層次結(jié)構(gòu)。

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