社会-生态系统视角下寒冷地区农村人居环境演化轨迹与适应性转型——来自中国黑龙江的证据

《Land》：Evolutionary Trajectories and Adaptive Transformation of Cold-Region Rural Human Settlements from a Social–Ecological Systems Perspective: Evidence from Heilongjiang, China

　　

从社会-生态系统（social–ecological systems，SES）视角来看，寒冷地区农村人居环境是以人类为中心的空间设置，适应人口收缩、密度下降和长期寒冷；现有评估常常将变化压缩为单期分数或终点，并将压力与聚落状态混为一体，从而模糊了演化轨迹和转型需求。本研究考察了2014—2024年中国黑龙江13个地级单位，通过测量聚落状态、识别多维轨迹、解释其压力背景，并推导出差异化的转型模式。15项指标测度了生计与生产、社会公平与公共服务、生态条件及治理响应；人口收缩、密度下降和复合寒冷暴露被分析为结构性压力背景。研究结合固定边界归一化（fixed-boundary normalization）、Theil–Sen趋势估计（Theil–Sen trend estimation）、维度不平衡测量（dimensional imbalance measurement）与Ward聚类（Ward clustering）来识别系统轨迹。聚落状态指数从0.301升至0.529（Δ=0.229），所有13个单位最终均高于其2014年水平。然而，改善并不同步：生态维度在波动性增长后略低于其基线，表明生态改善尚未得到巩固。研究识别出三条路径：低水平追赶且不平衡扩大、中水平稳定改善但结构锁定、高水平加速且在压力下收敛。它们分别对应于生计-治理强化与服务网络适应、治理升级与生态-生计协调、生态约束下的韧性巩固。在完整的黑龙江地级系统中，将测度的状态路径与压力背景及转型优先事项相联系，为寒冷地区农村治理从统一扩张转向对现有资产和服务的差异化优化提供了透明基础，而更广泛的转移则需要指标重新校准和多尺度结果验证。

**研究背景与问题**
全球城市化、人口转变和气候变化正在重塑人居环境，农村地区面临不均衡的人口流失、老龄化、服务收缩和生态压力。农村聚落支撑着粮食生产、生态系统服务、公共设施和领土治理。中国乡村振兴战略优先建设宜居、宜业、和美的乡村。在东北地区，持续的人口收缩和聚落分散削弱了学校、诊所、交通和公共设施的需求及财政基础，而严寒和长冬提高了供暖、维护和服务连续性的要求。黑龙江省使这一矛盾尤为突出：农村系统必须在广阔且异质的领土上维持生产和生态功能，同时在人口收缩下重组服务网络。然而，现有评估常将变化压缩为单期分数或终点，或将压力与聚落状态混合，导致演化路径和转型需求被遮蔽。因此，有必要将系统状态、结构压力和演化轨迹同时保持可见。

**研究方法概要**
研究人员构建了2014—2024年覆盖黑龙江省13个地级单位（12个地级市和大兴安岭地区）的年度面板，共143个单位-年。15个状态指标测度生计与生产、社会公平与公共服务、生态条件和治理响应。数据来源包括官方统计、财政记录、地球观测（如全球人类居住层GHSL、VIIRS夜间灯光、细颗粒物PM_2.5、增强型植被指数EVI、土地覆盖产品）和MERRA-2气候再分析。关键方法包括固定边界归一化、Theil–Sen趋势估计、Mann–Kendall检验、维度不平衡测量、Ward聚类和算术分解，以及一系列稳定性扰动检验。人口收缩、密度下降和复合寒冷暴露作为分类后的结构性压力背景，使状态路径识别与压力背景解释相分离。

**研究结果**
**省级聚落状态演变**：2014—2024年，省级平均聚落状态指数从0.301升至0.529（Δ=0.229），Theil–Sen斜率为0.0268/年，趋势显著。单位层面所有13个地区的正向趋势均显著。省级相对离散度缩小（变异系数从0.205降至0.163），但最大—最小范围从0.211扩大至0.310，表明相对收敛与上尾发散并存。

**四个维度的不同步变化**：维度贡献分解显示，生计贡献0.082、服务0.074、治理0.073、生态?0.0004。生态维度在2015年降至0.380，2018年恢复至0.541，2022年达峰值0.588，随后2023—2024年下降至0.458，略低于2014年基线0.460。PM_2.5和EVI在算术上贡献了2023—2024年下降的63.1%和39.9%，自然植被覆盖仅抵消2.9%。省级不平衡从0.168降至0.140，但趋势不显著；组间方向差异显著。

**三条演化轨迹**：通过六个轨迹特征（初始水平、近期水平、长期斜率、残差波动、近期不平衡和不平衡斜率）进行Ward聚类，识别出三条路径。稳定性检验显示平均调整兰德指数（ARI）为0.880，24/27个扰动达到ARI≥0.60。追赶组（七台河、哈尔滨、大庆、绥化、齐齐哈尔）近期状态最低（0.435），服务贡献40%，不平衡扩大（+0.00555/年）；稳定组（佳木斯、双鸭山、牡丹江、鸡西、鹤岗）波动最低（0.0167），生计贡献40%，不平衡保持0.155但结构锁定；加速组（伊春、大兴安岭、黑河）近期状态最高（0.645），治理贡献44%，不平衡最低（0.062），但波动最高且生态抵消4.8%。

**压力背景与诊断优先级**：三组均经历人口收缩，近期年均变化为?1.21%、?1.24%、?1.65%，2014—2024年密度变化为?21.8%、?21.5%、?29.1%；复合寒冷暴露为0.362、0.421、0.615。加速组在最强压力下实现最高水平收敛。诊断优先级分别为协调、结构重组和耐久性。

**讨论与结论**
讨论指出，省级改善是补偿性的而非同步的，生态巩固成为系统级任务。相似的增长率可能隐藏不同的转型需求，轨迹的节奏、波动和内部结构比终点分数提供更多信息。状态—压力分离揭示了人口收缩对人均指标的分母效应（固定2014人口下Δ=0.140 vs 年度人口Δ=0.229）。政策上提出三种适应性转型模式：生计-治理强化与服务网络适应（追赶组）、治理升级与生态-生计协调（稳定组）、生态约束下的韧性巩固（加速组）。

研究结论翻译：在黑龙江13个地级单位中，农村人居环境支持条件改善，但改善的内部组织和耐久性不同。省级指数从0.301升至0.529（Δ=0.229），固定2014人口敏感性从0.301升至0.441（Δ=0.140）。改善在固定分母下持续，也包含人口收缩的显著分母效应。同时，生态未与生计、服务、治理同步巩固。三条探索性轨迹区分了改善中的未解决关系。主要贡献是将测度状态路径、分类后压力解释、算术贡献分析和转型优先事项相结合。三种类型经验代表黑龙江完整地级系统，其可转移贡献是诊断序列。