鄉村三生空間功能耦合協調關系及驅動因素分析

劉潔， 徐偉銘， 劉文斌， 陳霆

(1. 福州大學 數字中國研究院(福建)， 福建 福州 350108； 2. 福州大學 空間數據挖掘與信息共享教育部重點實驗室， 福建 福州 350002； 3. 福州大學 地理空間信息技術國家地方聯合工程技術研究中心， 福建 福州 350002)

近年來，國家深入實施新型城鎮化戰略，不斷促進城鄉要素雙向流動，鄉村地區國土空間格局發生重組[1].隨之帶來了農村空心化、耕地破碎化、土地荒漠化等一系列問題，鄉村地區發展矛盾不斷加劇.政府在2017年提出鄉村振興戰略以來，促進鄉村生態、生產和生活空間(三生空間)功能協調發展成為解決鄉村發展矛盾的核心內容.

雖然國外學者沒有明確提出三生空間這一概念，但是針對土地多功能類型劃分[2-3]、土地利用多功能間相互作用[4-5]等展開了系統研究.國內對鄉村三生空間的研究主要集中于鄉村空間多功能識別[6-7]、鄉村三生空間格局演變[8-10]及空間重構[10-11]等.現有研究對鄉村空間多功能相互作用關系進行了定性描述，但缺乏從定量角度系統、深入地分析鄉村空間功能間的相互關系、演化發展規律及其驅動因素，且研究范圍多以經濟較發達、鄉村發展取得較大成就的地區為主，如重慶[6]、廣東[8]等地，忽略了部分目前鄉村建設仍較為落后的地區，如為中國革命做出巨大犧牲并起到決定作用的革命根據地.目前，大多數革命老區分布在自然條件惡劣、經濟發展較為滯后的鄉村地區，鄉村三生空間矛盾較為突出.在全面建成小康社會工作深入開展的進程中，革命老區的發展成為至關重要的一個環節.推動鄉村振興戰略在革命老區有效落實，促進革命老區又快又好發展是我國當前亟需解決的重點問題.學者針對發展振興革命老區中存在的障礙及發展策略等方面[12-16]做了詳細的研究.但現有研究多從宏觀角度提出振興革命老區發展的相關政策，忽略了不同革命老區所處的經濟發展水平、生活習俗及生態涵養等條件的差異.

目前，針對推進革命老區鄉村三生空間功能協調發展的研究較少.基于此，本文選擇原中央蘇區核心區域龍巖市為研究樣區，以鄉村多功能理論為指導，在定量識別鄉村三生空間功能的基礎上，構建土地利用多功能耦合協調模型，分析2012年、2014年、2016年和2018年龍巖市鄉村三生空間功能耦合度和耦合協調度的時空演化特征，并利用地理探測器探討耦合協調的驅動因素作用力.

1 研究區概況

福建省龍巖市位于福建、江西和廣東三省交匯處，是全國著名的革命老區.全區總面積190.28 km2，其中，農業用地面積和村莊建設面積共179.03 km2，占全區總面積的94%，是典型的農業型城市.研究區域，如圖1所示.龍巖市轄2區(新羅區、永定區)和4縣(長汀縣、上杭縣、武平縣、連城縣)，代管漳平市，7個縣(市、區)均為中央蘇區縣.

近年來，龍巖市大力推動鄉村振興與美麗鄉村建設，以產業集聚支撐鄉村繁榮，按照“一鎮一業”和“一村一品”的要求打造特色小鎮和特色產業，鄉村發展動能持續增強.到2018年末，龍巖市農村人口為113.5萬人，鄉村居民人均可支配收入為17 154元，比2010年增加了10 223元.伴隨鄉村建設力度的加大，鄉村生活和生態空間遭受嚴重擠壓.因此，亟需明晰鄉村三生空間功能耦合互動關系及驅動作用因素，統籌協調各類空間配置，促進龍巖市鄉村和諧穩定發展.

2 研究方法

2.1 鄉村三生空間功能評價指標體系的構建

鄉村是一個涵蓋多重要素的復雜系統[17].因此，從區域人地關系角度出發[18-21]，通過定量計算識別鄉村三生空間功能.鄉村生態功能主要體現在調節鄉村生態環境上[22]，通過生態凈化和生態供給，保障鄉村生態安全，提高鄉村居民生活品質；鄉村生產功能主要體現在提供農業產品生產和休閑旅游服務功能上，包括農業生產和非農生產；鄉村生活功能主要體現在土地及附屬建筑、空間所提供的各種承載功能，涉及文化傳承、社會保障等方面.在明晰鄉村三生空間功能具體內涵后，參考已有三生空間功能評價指標體系構建的研究成果[17，23]，按照評價指標的適應性、科學性和可操作性，以及數據可獲取性原則，結合龍巖市鄉村發展現狀及中國科學院相關專家的意見，綜合考慮選取15項指標構建龍巖市鄉村三生空間功能評價指標體系，如表1所示.表1中：“+”表示正向指標，其值越大，表明鄉村三生空間功能越強；“-”表示負向指標，其值越大，表明鄉村三生空間功能越弱.

根據《龍巖市城市總體規劃(2010-2030)》，新羅區是龍巖中心城市所在地，龍巖市城市規劃區范圍涉及新羅區約85%以上的行政范圍，且新羅區城鎮化水平高，達到73.8%，遠高于其他區縣的平均水平(50.6%).故選取龍巖市其余6個區縣作為研究對象，對龍巖市(新羅區除外)鄉村三生空間耦合協調關系及驅動因素進行定量研究.下文涉及的龍巖市不包括新羅區.

2.2 鄉村三生空間功能耦合協調度模型的構建

2.2.1 耦合度模型 生活空間的惡化會驅使人口外遷，限制生產空間發展的速度；生態空間的破壞會導致環境污染，影響生產空間發展的后勁；生產空間的擴張會加大資源需求，侵占生活和生態空間發展的空間.鄉村三生空間功能間也存在相互影響的耦合效應.因此，構建耦合度模型，定量分析龍巖市鄉村三生空間功能的耦合機制，其計算方法為

(1)

式(1)中：RD為三生空間功能耦合度，數值區間為[0，1.0]；REC，RPS和RLS分別表示生態功能、生產功能和生活功能的指標綜合計算值.

結合相關學者的研究成果[17]和實際計算情況，將耦合度劃分為Ⅰ級、Ⅱ級、Ⅲ級和Ⅳ級耦合4種類型，具體分類如表2所示.

表2 鄉村三生空間功能耦合度類型Tab.2 Types of coupling degree of rural production-living-ecological space function

2.2.2 耦合協調度模型 耦合度模型是對鄉村三生空間功能耦合程度的映射，但不能判斷功能間是否呈良性發展.因此，以已有學者的相關研究成果為基礎[24-25]，構建三生空間功能耦合協調度模型，定量計算龍巖市鄉村三生空間功能耦合協調發展的實際情況，其計算方法為

RCD=(RD×T)1/2，

(2)

T=λ×REC+γ×RPC+η×RLS.

(3)

式(2)，(3)中：RCD為三生空間功能耦合協調度，數值區間為[0，1.0]；T為鄉村三生空間綜合發展值；λ，γ，η為待定系數，在參考相關研究成果的基礎上[17]，將待定系數確定為λ=0.25，γ=0.35，η=0.40.

同理，對三生空間功能耦合協調度類型進行劃分，如表3所示.

表3 鄉村三生空間功能耦合協調度類型Tab.3 Types of coupling coordination degree of rural production-living-ecological space function

2.3 地理探測器模型

地理探測器是一種通過計算子區域方差與區域總方差的關系，判斷要素是否具有空間異質性的統計方法.它最初應用于地方性疾病的危險因素研究[26]，因受到的前提制約較少，后來被廣泛應用于各種地理現象的驅動因子的分析研究中[27].該模型主要用于識別空間分異性的影響因素及其作用機制[28].在王勁峰等[29]研究的基礎上，引入地理探測器分析模型，運用分異及因子探測器，定量探測三生空間功能耦合協調度的形成機理，其計算公式為

(4)

式(4)中:q為鄉村三生空間功能耦合協調度的影響因素探測力指標，取值范圍為[0，1]，其值越大，表示該因素對耦合協調度的影響越大；N，Ni分別為研究區域和次級區域的總樣本數；σ2，σi2分別為研究區域和次級區域鄉村三生空間功能耦合協調度的方差.

3 實驗結果與分析

3.1 鄉村三生空間功能耦合協調度時空分布演變規律

3.1.1 三生空間功能耦合度時空演變規律 根據構建的耦合度模型分別測算出龍巖市2012年、2014年、2016年和2018年的耦合度，并通過ArcGIS 10.2軟件進行空間連接，形成龍巖市鄉村三生空間功能耦合度空間分布圖，如圖2所示.

(a) 2012年 (b) 2014年

(c) 2016年 (d) 2018年圖2 龍巖市鄉村三生空間功能耦合度空間分布圖Fig.2 Spatial distribution maps of coupling degree of rural production-living-ecological space function in Longyan City

由圖2可知：研究期內，龍巖市鄉村三生空間功能耦合度類型主要為Ⅲ級和Ⅳ級耦合兩大類，高值耦合區多集中于經濟較為發達的漳平市和上杭縣，主要得益于2012年中共十八大提出全面建成小康社會目標，龍巖市鄉村經濟發展勢頭強勁.漳平市立足“一鄉一業”，在新農村建設中因地制宜發展各鄉鎮的優勢產業，釋放鄉村產業要素活力，農民實現增收，生活條件得到改善，鄉村發展產生良性互動.上杭縣立足“互聯網+農業”的發展模式，以糧食、蔬菜、茶葉、水果等特色農產品為基礎，利用信息化手段帶動鄉村產業發展，通過三農創新實現農業產業結構調整和農民持續增收的目標.兩地鄉村生產功能處于優勢地位，不斷涌現新產業、新業態，第一產業生產總值迅速提升，鄉村經濟高質量發展.從時間演進趨勢看，龍巖市鄉村三生空間功能耦合度呈現出逐年下降的狀態.2012年，龍巖市各區縣鄉村三生空間功能耦合度整體屬于Ⅳ級耦合類型，但到2018年，僅有漳平市、上杭縣和武平市仍保持在Ⅳ級耦合，說明鄉村經濟快速發展的同時，龍巖市鄉村三生空間功能矛盾加劇.例如，從2012年到2018年，龍巖市林地面積減少了62.75 km2，城鎮村建設用地面積增加了36.52 km2，說明龍巖市鄉村發展建設只追求單一的經濟效益，忽略了隨之帶來的生態功能被削弱等問題，生態空間遭到嚴重擠壓，龍巖市鄉村發展進程中的三生空間功能未出現良性互動.

3.1.2 三生空間功能耦合協調度時空演變規律 根據公式(2)，(3)測算出2012年、2014年、2016年、2018年龍巖市6個區縣單元的鄉村三生空間耦合協調度，結果如表4所示.

表4 鄉村三生空間功能耦合協調度測算結果Tab.4 Calculation results of coupling coordination degree of rural production-living-ecological space function

由表4可知：從整體上看，龍巖市鄉村三生空間功能的耦合協調度水平不高，2012年、2014年、2016年、2018年的耦合協調度均值在0.586～0.604，依據上述劃分類型，龍巖市鄉村三生空間功能處于Ⅰ級耦合協調水平；在時間維度上，龍巖市鄉村三生空間功能耦合協調度均值在波動中呈小幅度上升趨勢，波動幅度明顯，呈現出顯著的“Ⅴ型”演化特征.

根據劃分類型，2012年龍巖市鄉村三生空間功能耦合協調度類型為Ⅰ級失調、Ⅰ級耦合協調和Ⅱ級耦合協調.其中，永定區三生空間功耦合協調度最低，主要原因是永定區雖然生產功能占主導地位，但生產空間利用水平較低，人均耕地面積少，人均產值低，產業能效較低，同時也說明生產空間的利用沒有根據實際的生活空間和生態空間條件實現優化配置，三生空間功能間處于低水平抑制階段，彼此間沒有形成正反饋作用.發展到2018年，龍巖市鄉村三生空間功能耦合協調度得到了緩慢提升，主要表現為Ⅰ級耦合協調和Ⅱ級耦合協調，其中，提升最高的為上杭縣，增幅達57.5%.原因是近年來上杭縣推動實施創新驅動、產業興縣和人才強縣“三大戰略”，全力打好項目落地、脫貧攻堅和生態環?！叭髴鹨邸?，經濟實力不斷增強，社會保障不斷完善，生態質量不斷提高.雖然龍巖市鄉村三生空間功能整體耦合協調度呈低速上升趨勢，但是仍有部分區縣耦合協調度呈波動發展，如武平縣呈現“Ⅱ級耦合協調-Ⅰ級耦合協調-Ⅱ級耦合協調”的“Ⅴ型”演變趨勢.在未來發展進程中，應注重發展中的不穩定性，降低鄉村三生空間發展過程中可能出現的波動，注重區域內各區縣同步發展，持續推動鄉村和諧穩定發展.

2012年、2014年、2016年、2018年龍巖市鄉村三生空間功能耦合協調度的空間分布圖，如圖3所示.在空間布局上，龍巖市鄉村三生空間功能耦合協調度水平整體呈現“北高南低”的空間分布規律，外圍的高值區逐漸向中部轉移，各區縣鄉村三生空間功能耦合協調度變化明顯，空間分異特征顯著.

(a) 2012年 (b) 2014年

(c) 2016年 (d) 2018年圖3 龍巖市鄉村三生空間功能耦合協調度空間分布圖Fig.3 Spatial distribution maps of coupling coordination degree of rural production-living-ecological space function in Longyan City

從龍巖市各區縣鄉村三生空間功能耦合協調度來看，北部的長汀縣和漳平市的三生空間功能耦合協調度一直保持在Ⅱ級協調的水平，說明兩地采取集約高效的發展方式，注重發展所帶來的生態問題.自2001年習近平同志提出“再干八年，解決長汀水土流失問題”以來，長汀縣全面推動生態文明建設，深入開展水土流失治理工作，生態環境得到極大的改善，實現了從濁水荒山向綠水青山再到金山銀山的歷史性轉變.漳平市在發展中注重三生空間功能的協調，作為福建省唯一煙煤生產基地，漳平市做到了經濟發展與環境保護兩手抓，人均GDP居龍巖市第2，森林覆蓋率達到78.6%，在鄉村建設中堅持高質量發展，建設美麗鄉村，不斷推進村莊綠化美化，保護和建設鄉村風景林，群眾幸福感不斷提升.

3.1.3 三生空間功能耦合度和耦合協調度趨勢分析 綜合分析耦合度和耦合協調度可知，龍巖鄉村三生空間功能處于“高耦合，低協調”的發展狀態.2018年，龍巖市鄉村三生空間功能耦合度均值為0.86，屬于Ⅳ級耦合時期，說明鄉村三生空間功能間的相互作用顯著，表明近年來“三農問題”、城鄉統籌等政策都在助推鄉村三生空間進一步發展.從耦合協調度看，研究期內龍巖市鄉村三生空間功能耦合協調度發展緩慢，從0.586提升到0.604，到2018年僅達到Ⅱ級耦合協調水平.雖然各區縣三生空間子系統間有明顯的相互作用，但并未形成一種良好的協調，龍巖市整體實際處于較低水平的耦合協調狀態，這些都與龍巖市耕地面積較少、鄉村人口流動量大、水土流失面積大等方面密切相關.

為進一步分析耦合度與耦合協調度的空間關系，利用ArcGIS平臺進行空間趨勢分析，模擬2018年耦合度和耦合協調度在空間上的分布，探索耦合協調度在地域空間上的變化趨勢.2018年鄉村三生空間功能耦合度和耦合協調度趨勢，如圖4所示.由圖4可知：在東西方向(X軸方向)上，龍巖市鄉村三生空間功能耦合度和耦合協調度呈同向分布態勢，說明分布在龍巖市東西方向的區縣鄉村三生空間功能相互促進發展穩定，而趨勢線呈U型，說明東西方向鄉村三生空間功能耦合互動作用強度略高于中部地區，且呈現良性互動的發展態勢；在南北方向(Y軸方向)上，耦合度呈現“兩頭高、中間略低”的趨勢，表明龍巖市中部地區的耦合互動作用強度比南北向區縣較差，而耦合協調度呈階梯狀平滑下降趨勢，說明北部分布的區縣鄉村三生空間發展呈現高水平促進的狀態，發展情況略好于其他區域.因此，從整體上看，龍巖市鄉村三生空間功能耦合度和耦合協調度發展較不均衡，空間分布較為分散.

(a) 耦合度 (b) 耦合協調度圖4 2018年鄉村三生空間功能耦合度和耦合協調度趨勢Fig.4 Trend of coupling degree and coupling coordination degree of rural production-living-ecological space funtion in 2018

3.2 鄉村三生空間功能耦合協調度的驅動因素

鄉村三生空間功能耦合協調度是多種因素共同作用的結果，其主導因素的識別對于新農村政策的制定具有重要意義.以龍巖市鄉村三生空間功能耦合協調度為自變量，從影響耦合協調度的生活保障、福利保障、農業生產等方面，選取15項指標(X1～X15)作為驅動因子探測分析的因變量.

利用GeoDetector軟件對2012年、2014年、2016年、2018年龍巖市鄉村三生空間功能耦合協調度進行因子探測分析，結果如表5所示.

表5 2012年、2014年、2016年、2018年地理探測器因子探測結果Tab.5 Factor detection results of geodetector in 2012， 2014， 2016， 2018

由表5可知：所有驅動因子的p值均小于0.05，表明所選因子均通過顯著性95%檢驗，可作為影響因素對其分異性進行分析；研究期內，影響三生空間功能耦合協調度的指標因素的作用強度變化相對較明顯，且存在時間上的波動性.2012年，影響鄉村三生空間功能耦合協調度的較大因子是人均耕地面積(0.856)、農村居民人均水資源量(0.856)和農村恩格爾系數(0.820)；2014年、2016年和2018年，對鄉村三生空間功能耦合協調度影響較大的因子是森林覆蓋率(0.930)、農作物播種比例(0.905)和農村居民人均水資源量(0.886).由此可以說明，三生空間功能耦合協調發展是多種要素共同作用的結果.整體上，2012年、2014年、2016年、2018年地區森林覆蓋率和農作物播種比例的q值均位于前列，說明鄉村三生空間功能耦合協調度的主導因素是森林覆蓋率和農作物播種比例，其次是農村居民人均水資源總量和人均耕地面積，即鄉村生態功能和生產功能對鄉村三生空間功能耦合協調度起著重要作用.隨著時間的演變，生態功能因素的q值總體逐漸增大，如農用化肥施用強度，說明區域的生態因素對鄉村三生空間功能耦合協調度的影響逐漸增強，在未來發展中要注意協調農業生產與生態環境保護.

4 結論

選擇位于福建省西部的革命老區龍巖市為研究對象，在定量計算三生空間功能的基礎上，利用耦合協調度模型和ArcGIS軟件對2012年、2014年、2016年、2018年龍巖市鄉村三生空間功能耦合協調關系進行分析和可視化展示，通過地理探測器模型進一步探討三生空間功能耦合協調差異的驅動因素，得到以下3點結論.

1) 龍巖市鄉村三生空間功能耦合度在區域形成了較為分散的局部協調耦合中心，高值區常年分布在漳平市和上杭縣，產生了極化效應，導致耦合度呈現逐年下降的趨勢.針對這一問題，龍巖市政府應當注重三生空間要素合理分配，縮小區縣間的差距.依托耦合協調度長期保持較高水平的長汀縣和漳平市打造增長極，通過促進生產、生活要素流動，產生擴散效應，帶動周邊發展較為緩慢的區縣.通過加強交通基礎設施的建設，促進區縣間交流，產生連片成帶的集聚效應，最后逐步實現龍巖市整體鄉村三生空間功能耦合協調度提升.

2) 龍巖市鄉村三生空間功能發展呈現“高耦合，低協調”的狀態，耦合度和耦合協調度在空間上分布較為分散.部分區縣三生空間功能間發展差異懸殊，未形成協調互動關系，導致龍巖市鄉村發展整體處于初級耦合協調階段，且波動發展.因此，未來在美麗鄉村建設進程中，龍巖市政府應當科學認識鄉村發展中生產、生活和生態空間三者之間的相互作用強度，注意引導功能合理發展，避免一家獨大侵占其他功能的發展空間.考慮將鄉村三生空間功能值、鄉村三生空間耦合協調度等指標納入日?？己酥笜酥?，通過強化政府管理機制促進鄉村三生空間功能協調均衡發展.

3) 影響耦合協調度空間分異的驅動因子主要有森林覆蓋率和農作物播種比例，其次是農村居民人均水資源總量和人均耕地面積等.從2012年到2018年，生態功能因素的q值總體逐漸增大，區域的生態要素對鄉村三生空間功能耦合協調度的影響逐漸增強.因此，龍巖市在狠抓農業生產的同時，也要注重生態環境保護.在農業生產中堅持綠色發展，走可持續發展道路.提倡發展現代新型綠色農業，合理利用秸稈、農膜、畜禽糞污等農業廢棄物，健全化肥、農藥等農業投入品減量使用制度.加強農村突出環境問題綜合治理，及時修復農業生產中生態環境造成的影響，打造安居樂業的美好家園.