基于FLUS和ACO模型的县域乡村聚落空间格局优化研究 ——以唐县为例

作     者：彭雪丽 

作者单位：河北农业大学 

学位级别：硕士

导师姓名：张长春

授予年度：2021年

学科分类：12[管理学] 1204[管理学-公共管理] 07[理学] 08[工学] 070104[理学-应用数学] 120405[管理学-土地资源管理] 0833[工学-城乡规划学] 0701[理学-数学] 083302[工学-城乡规划与设计] 

主      题：乡村聚落 空间格局优化 FLUS模型 ACO模型 唐县 

摘      要：随着我国乡村振兴战略的提出和推进,新型城镇化快速发展,乡村地域面临着新的发展机遇和挑战。如何合理调整乡村聚落用地布局,已经成为了新时期推进乡村振兴和城乡一体化建设的重要研究课题。近年来,随着我国城镇化进程的加快,乡村聚落发展与生态环境保护之间的矛盾日益突出,同时,乡村聚落空间布局也出现了扩张无序、布局“空心化等现象。在此背景下,科学预测未来乡村聚落演变趋势,统筹协调乡村聚落发展和生态环境保护,合理优化乡村聚落布局,对保护区域生态安全、促进城乡融合发展具有重要意义。本文以河北省唐县为研究区,利用MCR模型获取县域生态安全保护分区,运用FLUS模型预测县域乡村聚落用地变化,分析未来乡村聚落演变对生态安全的影响,并从生态保护与建设角度探寻县域乡村聚落生态适宜性空间特征,结合ACO模型进行唐县乡村聚落空间格局优化,并据此提出相关对策建议,以期能够为县域尺度的乡村聚落空间格局优化提供一定的理论依据与决策参考。本文的主要结论如下:（1）通过MCR模型得到生态源地扩张的最小累积阻力面,并划分县域生态安全分区。唐县生态安全值整体偏低,呈西北低、东南高的空间分异特征。201 8年,唐县低生态安全保护区的乡村聚落面积为5671.44hm2,占全县乡村聚落总面积的28.78%;较低生态安全保护区的乡村聚落面积为6347.16hm2,占全县乡村聚落总面积的32.21%;中等生态安全保护区的乡村聚落面积为5350.32hm2,占全县乡村聚落总面积的27.15%;高生态安全保护区的乡村聚落面积为2338.56hm2,占全县乡村聚落总面积的11.86%。（2）通过FLUS模型预测自然发展情景下研究区2027年的乡村聚落用地变化,分析得到未来乡村聚落演变对生态安全的影响。2027年唐县乡村聚落总面积比2018年增加666.72hm2,主要由耕地和草地转化而来;与2009-2018年相比,面积增加较为缓慢,且乡村聚落演变以空间扩张为主,乡村聚落整体分布格局变化不大。在空间分布上,2018-2027年唐县乡村聚落演变趋势大致与2009-2018年相同,乡村聚落增长仍集中在中西部的低山丘陵区,但在唐县西北部中低山区及东南部平原区个别乡镇也出现了较多乡村聚落增长。预测结果显示,在自然发展情景下,2027年乡村聚落空间扩张集中在低生态安全保护区和较低生态安全保护区,未来其空间的不断扩张将对唐县生态安全逐渐产生威胁。（3）从生态保护与建设角度分析县域乡村聚落生态适宜性空间特征,运用ACO模型实现唐县乡村聚落空间格局优化。按照乡村聚落生态适宜性,将乡村聚落空间划分为高度适宜区、较适宜区、中等适宜区、较不适宜和不适宜区五个区域。优化后,唐县乡村聚落呈现出向适宜性较高的区域迁移的趋势,乡村聚落主要分布在高度适宜区、较适宜区和中等适宜区,占乡村聚落总面积的99.05%;而较不适宜区和不适宜区的乡村聚落分布较少,仅占乡村聚落总面积的0.95%;高度适宜区、较适宜区和中等适宜区乡村聚落面积均有不同程度的增加,其中较适宜区的乡村聚落面积增加最为明显,较不适宜区和不适宜区的乡村聚落大大减少;且乡村聚落零星分布减少,大部分呈规模集聚分布,乡村聚落布局总体上趋于紧凑。本文利用MCR模型获取生态安全分区,运用FLUS模型预测乡村聚落用地变化,在此基础上,结合ACO模型对乡村聚落空间布局进行优化,旨在为县域乡村聚落空间格局优化提供参考,从而助推乡村振兴战略的实施,保障乡村地区全面可持续发展。