劉妹榮, 關 欣, 李巧云

(1.湖南農業(yè)大學 資源環(huán)境學院, 長沙 410128; 2.湖南農業(yè)大學 生物科學技術學院, 長沙410128)

山地丘陵地區(qū)鄉(xiāng)村聚落的空間分布特征

劉妹榮1, 關 欣1, 李巧云2

(1.湖南農業(yè)大學 資源環(huán)境學院, 長沙 410128; 2.湖南農業(yè)大學 生物科學技術學院, 長沙410128)

通過景觀指數(shù)分析、空間自相關性分析、空間分析，以桃源縣為例，對山地丘陵地區(qū)鄉(xiāng)村聚落的空間分布特征進行研究。結果表明：桃源縣鄉(xiāng)村聚落密度及其用地規(guī)模的空間分異特征顯著，聚落總體形狀較為簡單，其中沅水、白洋河、延溪流域的鄉(xiāng)村聚落形狀相對較為復雜，規(guī)則性不強。桃源縣各鄉(xiāng)村聚落之間距離的空間分布格局特征并不明顯，聚落之間的聯(lián)系緊密，且水域對聚落空間分布的影響程度較強，最鄰近道路距離的空間分布格局特征并不明顯。桃源縣的鄉(xiāng)村聚落規(guī)模、形態(tài)結構、聚落與水域鄰近度的空間特征顯著，其空間關系差異顯著。

鄉(xiāng)村聚落; 空間分布; 景觀指數(shù); 空間分析

鄉(xiāng)村聚落是指供農村居民生產和生活的重要場所[1]。在我國現(xiàn)階段大量鄉(xiāng)村聚落分布于我國內陸地區(qū)的廣闊區(qū)域，承擔著我國非城市物質、文化和信息等交流與傳播。是整個國民經濟和社會不可或缺的重要組成部分。因而鄉(xiāng)村聚落一直是地理學與相關學科的研究熱點問題[2-4]。

在國外，對于鄉(xiāng)村聚落的研究始于19世紀，早期研究由于受制于理論與方法等因素，大多關注于自然地理等因素在鄉(xiāng)村聚落形成和發(fā)展中的影響。20世紀80年代以來，伴隨著逆城市化和工業(yè)化的進程的逐步推進，西方學者的研究內容逐漸從鄉(xiāng)村聚落影響因素、空間結構等擴展到社會經濟轉型時期的鄉(xiāng)村聚落重構、鄉(xiāng)村聚落景觀鄉(xiāng)村聚落的人口結構、鄉(xiāng)村聚落社區(qū)的商業(yè)與性別差距等方面; 研究方法也逐步向定性與定量相結合的方向轉變。在國內，近年來對鄉(xiāng)村聚落的研究集中于農村中“荒蕪化”和“空廢化”和城市中“城中村”等問題所造成村莊建設分散無序、缺乏規(guī)劃、資源環(huán)境壓力及農村中自然社會景觀的破壞[5-11]。

本研究利用景觀指標、空間相關性、空間分析等測度模型，分析了桃源縣鄉(xiāng)村聚落的規(guī)模結構、形態(tài)結構分異，以及空間關系分布的格局特征[12-14]，揭示了現(xiàn)階段桃源縣鄉(xiāng)村聚落空間格局的特征與規(guī)律，為我國山地丘陵地區(qū)農村的科學發(fā)展與建設提供參考。

1 研究區(qū)域概況

桃源縣位于湖南省西部偏北。北、西、南為山地，其中南部為雪峰山余脈；東南為丘陵，東北為崗地。整個地勢呈南北條狀分布，并由西向東傾斜；依次展顯的地貌類型有中山、中低山、低山—侵蝕丘陵、崗地—沖、洪積平原和湖積平原。屬亞熱帶季風氣候區(qū)，年平均氣溫為16.0～16.5℃，年平均降水量1 437 mm，年平均相對濕度為82%.全縣東西長約75 km，南北寬118 km?？h域面積4 441.22 km2，居湖南省第四位。耕地面積89.17 hm2，為湖南省第一位。農業(yè)條件優(yōu)越，開發(fā)強度較高。鄉(xiāng)村聚落形成了多樣化的空間格局。

2 數(shù)據(jù)來源與研究方法

2.1 數(shù)據(jù)來源

利用桃園縣第二次土地利用調查數(shù)據(jù)庫與土地利用規(guī)劃修編數(shù)據(jù)庫，結合土地利用更新調查對數(shù)據(jù)進行修正；獲得研究區(qū)域2011年的鄉(xiāng)村、城鎮(zhèn)、道路、水系等圖斑的空間信息，作為研究區(qū)域鄉(xiāng)村聚落空間格局的基礎數(shù)據(jù)。

2.2 研究方法

2.2.1 景觀指數(shù)分析 景觀格局通常是指在自然和人為的干涉條件下形成的一系列大小形狀各異，排列不同的景觀嵌體在空間的排列。景觀格局指數(shù)是揭示研究區(qū)域景觀空間特征的有效手段[15-16]。本研究從鄉(xiāng)村聚落規(guī)模，鄉(xiāng)村聚落形態(tài)結構和鄉(xiāng)村聚落空間關系三個方面選取指標。其中，鄉(xiāng)村聚落空間規(guī)模選取斑塊密度和斑塊面積標2個指標，鄉(xiāng)村聚落形態(tài)結構選取指斑塊形狀指數(shù)和分形維數(shù)，鄉(xiāng)村聚落空間關系選取聚落之間的鄰近距離，聚落與道路的鄰近距離，聚落與水域的鄰近距離。

(1) 斑塊密度。表示單位面積上的斑塊數(shù)，用于不同大小景觀的比較。其計算公式如下：

PD=N/A

式中：N——某類鄉(xiāng)村聚落斑塊總數(shù)；A——鄉(xiāng)村聚落斑塊的總面積。

(2) 斑塊形狀指數(shù)。通過鄉(xiāng)村聚落斑塊的形狀與相同面積的正方形相比，分析其形態(tài)的復雜程度。計算公式如下：

式中：E——鄉(xiāng)村聚落邊界的總長度；A——農村居民點的總面積；0.25——定義柵格的基本形狀為正方形所確定的系數(shù)。

(3) 周長—面積分形維數(shù)。分形維數(shù)的值為1代表形狀最簡單的正方形斑塊。其值越大表示形狀越復雜。

PAFRAC=2ln(P/4)/ln(A)

式中：P——斑塊周長，A——斑塊面積。

2.2.2 空間自相關性 空間自相關分析是用于度量某位置上的地理數(shù)據(jù)與其他位置上的數(shù)據(jù)間的依賴程度?？煞治瞿晨臻g單元與周圍單元在空間分布上的特性。局部空間自相關主要分析各個單元變量在異質性空間的分布格局，用以測量各個區(qū)域與周邊區(qū)域之間的局部空間自相關程度。其常用的數(shù)學公式如下：

對局部Getis-OrdG*的檢驗，其檢驗值為

2.2.3 空間分析

(1) 歐式距離：是一個通常采用的距離定義，它是在M維空間中兩個點之間的真實距離。在二維空間中的歐式距離就是兩個點之間的直線距離。其公式如下：

d(A,B)=sqrt[∑(ai-bi)2] (i=1,2,3,…,n)

研究采用歐氏距離衡量兩類景觀之間距離，其基本思想是以距離相似的斑塊劃分為一類，然后每劃分一次距離就減少一個類別，直到所有斑塊都歸入類別之中。

(2) 緩沖區(qū)分析：描述地理空間中兩個地物距離相近的程度。交通沿線或河流沿線的地物，公共設施的服務半徑，大型水庫建設引起的搬遷，鐵路、公路以及航運河道對其所穿過區(qū)域經濟發(fā)展的影響等，均有一個鄰近度問題。

3 結果與分析

3.1 桃源縣鄉(xiāng)村聚落的空間分布特征

3.1.1 空間規(guī)模特征 選用斑塊密度反映鄉(xiāng)村聚落的數(shù)量，用斑塊面積反映鄉(xiāng)村聚落的大小。斑塊面積越大表明鄉(xiāng)村聚落用地規(guī)模越大；反之，越小。桃源縣鄉(xiāng)村聚落的用地規(guī)模見附圖9。結果表明：(1) 桃源縣鄉(xiāng)村聚落規(guī)模最大為22.81 hm2，最小為0.006 4 hm2，平均面積為0.31 hm2。(2) 鄉(xiāng)村聚落規(guī)模較大(大于3.4 hm2)的區(qū)域主要為沅江和白洋河兩岸和河流交匯處的沖積平原。其余地區(qū)規(guī)模較小。

由附圖10所示桃源縣鄉(xiāng)村聚落的密度有如下特征：

(1) 整體分布較密集，平均密度是16.81個/km2。同時在空間上呈北多南少的“倒三角形”分布格局，差異性顯著。這與桃源縣北部地勢較緩，南部較高(雪峰山余脈)的地勢特征密切相關。

后來，我?guī)е@八萬塊錢來到大連，我想讓付玉幫我開個店，正好她去外地了。我只好和網友瀟湘女聯(lián)系，她讓我開通網上銀行，我按她說的做了，當天很順利，我掙了兩千塊錢。這樣，我和她做了幾次網上生意，每次我都賺，這天，我決定投資大一些，可我突然發(fā)現(xiàn)卡上的錢沒了。再和瀟湘女聯(lián)系，從網上，再也找不到她了。我腦子一片空白。第一時間，把這事告訴付玉，她從外地匆匆趕來，見了我，第一句就說我是豬。我說報警吧。她說你報警管屁用？我還是報了警，希望警察能抓住那個該死的騙子。

(2) 北部及中部地區(qū)出現(xiàn)密度大于47.06個/km2的連片密集地區(qū)。其中沿白洋河和延溪等流域的理公巷鎮(zhèn)、架橋鎮(zhèn)、三陽港鎮(zhèn)、黃甲鋪、漆河等鄉(xiāng)鎮(zhèn)形成了密度大于67個/km2的連片高密度區(qū)域。高密度區(qū)域的分布與地形走勢一致，往往坐落在崗地-洪、沖積平原和湖積平原上。這里農業(yè)開墾強度高，耕地面積占全縣耕地面積的30%以上；人煙稠密，農村居民點密布。

(3) 南部的茶庵鋪鎮(zhèn)、西安鎮(zhèn)、牯牛山鄉(xiāng)等位于雪峰山余脈，由于地勢較高形成了密度小于27.45個/km2的稀疏區(qū)域。沅江沿岸漳江鎮(zhèn)一線，鄉(xiāng)村聚落密度較低。

通過對鄉(xiāng)村聚落用地規(guī)模做局域空間自相關分析可以進一步發(fā)現(xiàn)鄉(xiāng)村聚落用地規(guī)模的高鏃值區(qū)大致集中于河流與水域沿岸區(qū)域；高鏃值區(qū)空間分布與用地面積規(guī)模較大的鄉(xiāng)村聚落分布大致一致。除此之外在西南部地區(qū)的次高值區(qū)分布主要由于該地區(qū)鄉(xiāng)村聚落用地規(guī)模普遍較小，其主要原因在于該區(qū)域為雪峰山余脈。低鏃值區(qū)則多分布在北部和中部的中低山和丘陵地帶(附圖11)。

基于以上分析可知，桃源縣鄉(xiāng)村聚落密度及其用地規(guī)模的空間分異特征顯著，分布格局受自然和社會經濟環(huán)境的綜合影響,空間擴展逐漸向地勢相對平緩、交通更便利、經濟發(fā)展條件較好的地方集中[17]?？傮w上呈現(xiàn)沿沅水流域的鄉(xiāng)村聚落分布密度較高，用地規(guī)模普遍較大。主要原因在于該區(qū)域為沅水兩岸流水堆積平原與湖積平原的面積廣闊地勢平坦，使得農村居民可以聚集而居。其中沿白洋河和延溪等流域的密度較高，但鄉(xiāng)村聚落的用地規(guī)模較小且分布分散無序。主要原因在于耕地資源大都分布在河流兩岸的地域，使得鄉(xiāng)村聚落集中于河流兩岸。又受該區(qū)域中低山地與丘陵等地形地貌的限制，鄉(xiāng)村聚落的分布是離散無序。

3.1.2 形態(tài)分布特征 采用了周長—面積分形維數(shù)和斑塊形狀指數(shù)二個指標來分析鄉(xiāng)村聚落的形態(tài)結構。并將這兩個指標分別作圖，形成附圖12和13。

(1) 由附圖12和附圖13可以看出，鄉(xiāng)村聚落的形狀指數(shù)和分形維數(shù)的空間分異性大體一致。平均形狀指數(shù)絕大多數(shù)分布于0.896 3～1.96之間，說明鄉(xiāng)村聚落的形態(tài)總體結構復雜性較低；分形維數(shù)絕大多數(shù)分布在0.964 7～1.268 3之間，顯示鄉(xiāng)村聚落的總體形狀較簡單。

(2) 沅水、白洋河、延溪流域的形狀指數(shù)和分形維數(shù)較高。顯示該區(qū)域的鄉(xiāng)村聚落形狀相對較為復雜，規(guī)則性不強。這是因為鄉(xiāng)村聚落沿河流兩岸呈帶狀伸展，形成了形狀比較復雜的鄉(xiāng)村聚落聚集區(qū)；此外，沅江沿岸漳江鎮(zhèn)一線又因靠近城區(qū)，在道路網的影響下鄉(xiāng)村聚落亦呈帶狀延伸的形態(tài)。而桃源西部與南部的中低山地與丘陵區(qū)受地質與地形約束鄉(xiāng)村聚落的規(guī)模較小，形態(tài)較為簡單，其分形維數(shù)和形狀指數(shù)都屬于低值區(qū)域。

3.2 鄉(xiāng)村聚落的空間關系

通過分析鄉(xiāng)村聚落之間的鄰近距離，聚落與道路的鄰近距離，聚落與水域的鄰近距離揭示鄉(xiāng)村聚落的空間分布關系。

(1) 由附圖14鄉(xiāng)村聚落之間的鄰近距離中最小距離為7.628 8 m，平均距離為108.592 7 m，最大距離為1 526.946 m；說明居民點相距近，分布密集?？傮w上鄉(xiāng)村聚落的平均距離的空間分布特征呈現(xiàn)出北部和中部間隔較近，鄉(xiāng)村聚落分布集中。南部雪峰山余脈區(qū)域由于地形地貌的約束和耕地的零星分布使得鄉(xiāng)村聚落分布相對較為稀疏，離散。研究顯示區(qū)域內鄉(xiāng)村聚落之間距離的空間分布格局特征并不明顯，鄉(xiāng)村聚落之間的聯(lián)系緊密。

(2) 聚落與水域的鄰近距離。由附圖15可以得知，鄉(xiāng)村聚落與水域之間的最大距離為2 944.07 m，平均距離1 480 m。與此同時，在距水域1 000 m半徑范圍內的鄉(xiāng)村聚落面積占全縣面積的66.24%；在距水域2 000 m半徑范圍內的鄉(xiāng)村聚落面積占全縣面積的92.37%。這說明鄉(xiāng)村聚落因為生產或生活的對水源的需要大多向水域集中。亦表明水域對聚落空間分布的影響程度較強。

(3) 聚落與道路的鄰近距離。由附圖16可知，鄉(xiāng)村聚落與道路之間的最大鄰近距離為2 829.28 m，平均距離443 m。鄉(xiāng)村聚落的平均鄰近距離分布于0～2 829.28 m之間。同時在距道路100 m半徑范圍內的鄉(xiāng)村聚落面積占全縣鄉(xiāng)村聚落總面積的73.71%。在距道路200 m半徑范圍內的鄉(xiāng)村聚落面積占全縣面積的92.38%。在距道路500 m半徑范圍內的鄉(xiāng)村聚落面積占全縣面積的99.04%。研究區(qū)域鄉(xiāng)村聚落最鄰近道路距離的空間分布格局特征并不明顯。表明桃園縣道路基礎設施完善，鄉(xiāng)村聚落對內和對外交通聯(lián)系完善。

3.3 鄉(xiāng)村聚落類型劃分

根據(jù)桃源縣鄉(xiāng)村聚落的規(guī)模特征和形態(tài)結構特征，桃源縣鄉(xiāng)村聚落大致可以劃分為沿河及平原地帶的低密度寬帶型，中密度弧帶型，高密度散點型及中低山地地帶的中高密度團簇型和低密度散點型。其中沿河及平原地帶的低密度寬帶型，主要分布于沅水與白洋河流域的流水沖擊平原和湖積平原，其特征是居民點分布稀疏，密度小，但用地規(guī)模較大，形狀較為復雜。

中密度弧帶型，主要分布在河流與水域沿岸區(qū)域的狹長地域，其特征是居民點分布較集中，密度較高，聚落規(guī)模較小，沿河流呈弧帶型。高密度散點型，主要分布在離河流與水域一定距離區(qū)域，其特征是居民點分布離散，呈散點狀。用地規(guī)模較小，形狀簡單，但密度高。而中低山地地帶的中高密度團簇型，主要分布在低山丘陵地區(qū)的河流水域，其特征是居民點分布較集中，密度較高用地規(guī)模較大，呈團塊狀。低密度散點型，主要分布在縣域西部和南部的雪峰山余脈地區(qū)，其特征是密度低，形狀簡單，用地規(guī)模小。

4 結 論

本文運用GIS技術，從鄉(xiāng)村聚落的規(guī)模、形態(tài)結構以及空間鄰近距離等方面對桃源地區(qū)鄉(xiāng)村聚落的空間格局特征進行分析，得出以下結論：

(1) 桃源縣的鄉(xiāng)村聚落規(guī)模，形態(tài)結構，聚落與水域鄰近度的空間特征顯著。研究區(qū)域的鄉(xiāng)村聚落密度呈現(xiàn)北多南少，形成“倒三角形”的空間分布格局。大量的鄉(xiāng)村聚落聚集于沿白洋河和延溪等流域。聚落用地規(guī)模則呈相反的格局，鄉(xiāng)村聚落用地規(guī)模較大的鄉(xiāng)村聚落組要集中于鄉(xiāng)村聚落密度較低的河流沖擊平原和湖積平原。而白洋河和延溪等河流流域的鄉(xiāng)村聚落的用地規(guī)模較低。形狀結構中分形維數(shù)和形狀指數(shù)較高的鄉(xiāng)村聚落主要分布于沅水，白洋河，延溪等河流流域。而廣大的中低山地和丘陵地區(qū)分布較為稀疏和離散；其用地形狀簡單，較規(guī)則。

(2) 桃源縣鄉(xiāng)村聚落的空間關系差異顯著。由于受限于地形地貌和耕地資源約束，桃源縣鄉(xiāng)村聚落大都逐水沿河而立。總體上鄉(xiāng)村聚落之間的距離較近，區(qū)域內鄉(xiāng)村聚落之間距離的空間格局的分異性并不明顯，說明研究區(qū)域內各鄉(xiāng)村聚落之間的聯(lián)系緊密。而且由于桃源縣的鄉(xiāng)村聚落中的絕大多數(shù)集中于水域半徑500 m半徑范圍內，鄉(xiāng)村聚落與水域的空間分異性亦不明顯。鄉(xiāng)村聚落最鄰近道路距離的空間分布格局特征并不明顯。表明桃園縣道路基礎設施完善，鄉(xiāng)村聚落對內和對外交通聯(lián)系完善。

(3) 桃源縣鄉(xiāng)村聚落可劃分為沿河及平原地帶的低密度寬帶型，中密度弧帶型，高密度散點型；中低山地地帶的中高密度團簇型和低密度散點型。

[1] 馬曉冬,李全林,沈一.江蘇省鄉(xiāng)村聚落的形態(tài)分異及地域類型[J].地理學報,2012,67(4):516-525.

[2] 李全林,馬曉冬,沈一.蘇北地區(qū)鄉(xiāng)村聚落的空間格局[J].地理研究,2012,32(11):144-154.

[3] 單勇兵,馬曉冬,仇方道.蘇中地區(qū)鄉(xiāng)村聚落的格局特征及類型劃分[J].地理科學,2012,32(11):1340-1347.

[4] 劉曉清.基于GIS的半山丘陵區(qū)農村居民點的空間布局及優(yōu)化分析:以山西省襄垣縣為例[J].經濟地理,2011,31(5):822-826.

[5] 李云強.GIS支持下的縣域農村居民點分布特征研究:以棲霞市為例[J].地理與地理信息科學,2011,27(3):73-77.

[6] 劉曉清.基于GIS的半山丘陵區(qū)農村居民點的空間布局及優(yōu)化分析:以山西省襄垣縣為例[J].經濟地理,2011,31(5):822-826.

[7] 沈陳華.丹陽市農村居民點空間分布尺度特征及影響因素分析[J].農業(yè)工程學報,2012,28(22):261-267.

[8] 鄒利林.山區(qū)農村居民點空間布局及優(yōu)化[J].中國土地科學,2012,26(9):71-77.

[9] 關小克,張鳳榮,劉春兵,等.平谷區(qū)農村居民點用地的時空特征及優(yōu)化布局研究[J].資源科學,2013,35(3):536-543.

[10] 李云強,齊偉,王丹,等.GIS支持下的縣域農村居民點分布特征研究:以棲霞市為例[J],地理與地理信息科學,2011,27(3):73-77.

[11] 朱月霞.基于GIS的交通優(yōu)勢對農村居民點空間分布影響研究[C].第九屆長三角科技論壇論文集,2012.

[12] 吳金華,李紀偉,馮艷斌,等.基于ArcGIS距離制圖和空間數(shù)據(jù)層次組織的統(tǒng)籌城鄉(xiāng)居民點布局研究:以陜西志丹縣旦八鎮(zhèn)為例[J].中國土地科學,2012,26(12):69-75.

[13] 宋志軍,關小克,朱戰(zhàn)強,等.北京市農村居民點的空間分形特征及復雜性[J].地理科學,2012,33(1):52-59.

[14] 張竟竟,楊德剛,張豫芳,等.基于GIS與分形理論的天山北坡城鄉(xiāng)空間演變綜合研究[J].資源科學,2007,29(6):83-89.

[15] 吳旭鵬.基于景觀生態(tài)學的農村居民點布局及優(yōu)化模式研究:以四川省夾江縣為例[D].重慶:西南大學,2011.

[16] 王詩雨,雷國平,姜超,等.黑龍江省寶泉嶺墾區(qū)農村居民點景觀格局與空間布局特征分析[J].水土保持研究,2013,20(2):196-200.

[17] 龍英,舒曉波,李秀娟,等.江西省安福縣農村居民點空間分布變化及其環(huán)境因素分析[J].水土保持研究,2012,19(5):171-175,180.

DistributionCharacteristicsofMountainousandHillyAreasofRuralSettlementsSpace

LIU Mei-rong1， GUAN Xin1， LI Qiao-yun2

(1.Hu′nanAgriculturalUniversity,CollegeofResourcesandEnvironment,Changsha410128,China;2.Hu′nanAgriculturalUniversity,CollegeofBiologicalScienceandTechnology,Changsha410128,China)

The purpose of this paper is to reveal the spatial distribution characteristics of rural settlements in mountainous and hilly area in China. The research methods include landscape index analysis, spatial autocorrelation analysis and spatial analysis. The results show that the rural settlement density in Taoyuan county and its land use scale spatial characteristics are significant; the settlement overall shape is simple; the Yuanshui, Baiyang River and Yan River Basin′ settlement shape is relatively complex; the rule is not obvious. The spatial distribution feature of distance between Taoyuan County Rural settlements is not apparent, and there is a close relationship between each settlement. The settlements are closely linked, and the impact on the spatial distribution of water is strong, and the nearest road distance spatial distribution pattern is not obvious too. The Conclusions: The difference of spatial relations such as rural settlements scale in Taoyuan county, spatial structure, significant features of settlement and adjacent waters, is significant.

rural settements; spatial distribution; landscape index; spatial analysis

2014-01-17

：2014-02-20

劉妹榮(1985—),女,湖南益陽安化人,碩士,研究方向城市及鄉(xiāng)村規(guī)劃。E-mail:308241604@qq.com

李巧云(1960—),女,湖南長沙人,博士,碩士生導師,副教授,主要從事景觀生態(tài)學研究。E-mail:1065596897@qq.com

P237;P901

：A

：1005-3409(2014)04-0119-04