基于PLUS模型的昆山市农村居民点空间格局演化研究

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快速推进的城镇化进程促进了土地利用结构的变化。建设用地迅速扩张,向农村田地延伸和蔓延,导致耕地数量减少并危及区域产粮安全。农村居民点用地是城乡建设用地重要组成部分,其面积占城乡建设用地总面积的15%左右,其空间分布直接导致农村土地利用系统的结构性变化。在乡村振兴实施背景下,我国的农村土地空间格局正发生着深刻转型,研究农村居民点用地变化结构、过程和机理,对化解人地矛盾、优化国土空间、保障新型城镇化发展都具有重要作用。为节制农村建设用地的无序扩张,缓解农村人口流失,农村居民点用地却反增不减的矛盾现状。本文综合运用地理学思维和地学分析法,围绕“格局—过程—机理”的地理学研究思路,使用土地利用转移矩阵、用地叠加分析等空间分析工具得出2000—2018年昆山市农村居民点用地的时空格局变化。引入斑块生成土地利用模拟(Patch-generating land use simulation,PLUS)模型分析农村居民点用地变化的过程。探究农村居民点用地变化的演进机理,得出驱动因素的重要性排序。通过情景设计,建模分析,得到未来在2035年农村居民点用地变化的空间适配情况。研究结果如下:(1)农村居民点的空间格局特征及其空间分异。研究区的农村居民点大多沿路网和河网分布,在空间格局上呈现出明显带状和多核心并存的空间分布特征。北部为阳澄湖低洼圩区,农村居民点用地大多沿坑塘水面和湖泊分布,且多集中在巴城和周市镇。中西部分布的较为零星。在研究区的南部分布则较密集,且多呈团状和带状分布。(2)农村居民点用地的演化过程及时空动态规律。总体来看,在近20年的发展过程中,昆山市的农村居民点空间格局呈持续扩张的变化态势。农村居民点用地转为城镇建设用地的同时,有耕地、林地转入为农村居民点用地,且转入总量大于转出的量。从时间变化上来看,2010年是个分界点,2010年后较2010年之前的持续扩张强度有所减弱,在2010年底至2018年间,研究区农村居民点空间格局以位于中部张浦镇和千灯镇为中心呈团状分布。昆山市农村居民点的转移概率在2000—2010年呈现出北部和南部部分区域转移概率较高。与2000—2010年相比,2010—2018年农村居民点的转入转出则变化更为剧烈。(3)农村居民点用地空间格局演变的机理探究。基于对用地空间系统动态变化影响因素的综合分析,统筹结构变化的区域性限制条件可以得出农村居民点空间格局影响因素呈现显著的空间异质性,区位因素对农村居民点扩张起主导作用,具体是与行政中心的距离、与车站的距离以及与各级道路的距离,这些是影响区域农村居民点用地空间分布的重要驱动因素。2010年是居民点空间变化的分界点,在2010年之前其扩张受自然因素影响较大,在2010年以后则受区域人口、GDP影响较大。(4)未来农村居民点用地的空间格局模拟。通过情景设计和PLUS模型模拟分析未来在2035年昆山市农村居民点用地的空间格局演变情况。结果显示,在空间约束下,可以统筹耕地保护情景和生态优先发展情景,在这两种设定情景下,可以有效遏制向外无序蔓延的农村居民点。在数量约束下,应重点抑制城镇发展情景下的农村居民点向东北和西南方向的扩张,以保证其在用地限制条件下进行有序扩张;数量约束条件下当地未来的生态安全无法得到明显保障,因此为进一步保障研究区的良好生态,应重点从空间位置管控上着手,加大空间用地转移成本矩阵的精准限制,最终控制农村居民点用地的扩张在合理范围内,实现其节约集约高效利用。(5)对未来农村居民点用地格局优化建议。对照模拟的未来农村居民点格局,结合研究区未来一段时间内的发展规划,本文提出三措并举的农村居民点用地优化办法。因地制宜,遵循研究区农村居民点用地的空间格局演变规律进行规划布局;分类施策,结合各类农村居民点用地的具体情况,以各个乡镇为调控单元,实施细化的分类调控;多情景发展相结合,依据区域经济发展情况设定多目标,参考区域未来阶段发展目标和不同调控情景下模拟得到的农村居民点用地空间分布格局进行现状优化。
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