陳曉悅,姚李燕,馬 英,羅 琳,林作棟,陳進(jìn)燎,彭東輝,蘭思仁

福建農(nóng)林大學(xué)園林學(xué)院,福建 福州350002

閩浙木拱廊橋是中國閩浙地區(qū)匯集先民智慧、獨具地域特色的山地人居文化遺產(chǎn)[1]，是世界橋梁史上獨樹一幟的橋梁類型。閩浙木拱廊橋在閩浙毗鄰山區(qū)形成了獨特的木拱廊橋建筑群和景觀帶，逐漸成為閩浙山區(qū)城鎮(zhèn)的代表性橋梁建筑。但在推進(jìn)城鎮(zhèn)化與工業(yè)化的過程中，不少木拱廊橋因交通功能減弱導(dǎo)致荒廢；同時由于自然與人為因素，木拱廊橋的數(shù)量逐年減少，目前我國僅存100 余座，亟待保護。我國的木拱廊橋均分布在閩浙兩省，2012 年國家文物局將閩浙22 座木拱廊橋列入世界文化遺產(chǎn)預(yù)備名錄[2]。因此，開展閩浙木拱廊橋研究，對木拱廊橋的申遺、保護和繼承具有重要的指導(dǎo)和實踐意義。

20 世紀(jì)50 年代，唐寰澄發(fā)現(xiàn)不同于西方世界的中國橋式，國內(nèi)外學(xué)者開始對閩浙木拱廊橋的結(jié)構(gòu)認(rèn)定與橋梁技術(shù)史[3-6]進(jìn)行研究。90 年代以來,閩浙木拱廊橋調(diào)查工作從縣[7]、市[8,9]、省[10]不同尺度開展，貫?zāi)竟敖Y(jié)構(gòu)由定性轉(zhuǎn)向定量[11-14]，廊屋裝飾美學(xué)[15]、木拱橋及其營造技藝的保護與利用[16-18]、廊橋文化內(nèi)涵[19,20]等方面呈現(xiàn)多元化研究視角。Knapp[21]基于實地考察著重介紹中國木拱橋；Bol[22]等國內(nèi)外學(xué)者歷時多年研究泰順村落、古橋及區(qū)域歷史地理與社會人文因素。文化遺產(chǎn)視角的空間分布特征及影響因素研究已有從村落遺產(chǎn)[23-25]、工業(yè)遺產(chǎn)[26]、宗教建筑遺產(chǎn)[27]、文物保護單位[28]、非物質(zhì)文化遺產(chǎn)[29]等方面探討。綜上，閩浙木拱廊橋已有研究主要以定性的中、微觀研究為主，在宏觀層面上空間格局定量分析還未有專門的探討；ArcGIS 軟件具有數(shù)據(jù)獲取與儲存、數(shù)據(jù)處理與分析、信息檢索、可視化模擬與顯示等功能，借助ArcGIS 軟件可實現(xiàn)閩浙閩浙木拱廊橋的數(shù)字化管理。鑒于此，本文突破行政區(qū)劃的影響，以閩浙地區(qū)125 個木拱廊橋為研究對象，運用ArcGIS 軟件，結(jié)合空間分析方法探究其空間分布特征及成因，豐富閩浙木拱廊橋文化遺產(chǎn)的基礎(chǔ)研究，以期為閩浙木拱廊橋的認(rèn)知、保護、開發(fā)利用提供幫助與借鑒。

1 研究區(qū)域概況與研究對象

1.1 研究區(qū)概況

福建東北部與浙江西南部（E117°00′-121°18′，N25°15′-28°57′）是閩浙木拱廊橋文化遺產(chǎn)建筑群集中分布區(qū)，主要分布于福建東北部的寧德、南平、福州三市，浙江西南部的麗水與溫州兩市。地處閩浙兩省交界山區(qū)，區(qū)域內(nèi)主要山脈有雁蕩、括蒼、洞宮、鷲峰與戴云山脈；屬于亞熱帶季風(fēng)氣候，植被茂密，雨量充沛，年平均氣溫為17.3～20.6 ℃，年平均降水量1245～2190 mm，豐富的水資源在山谷中形成縱橫交錯的河流網(wǎng)絡(luò)，主要水系為閩江、甌江、飛云江、霍童溪、交溪等流域。

圖1 研究區(qū)區(qū)位圖Fig.1 Location map of the research area

1.2 研究對象

本文研究對象為由三節(jié)苗、五節(jié)苗（三節(jié)苗、四節(jié)苗）兩套拱肋系統(tǒng)交疊編織形成“貫?zāi)竟啊被蛘摺熬幠竟啊钡拈}浙木拱廊橋。

2 數(shù)據(jù)來源及研究方法

2.1 數(shù)據(jù)來源

本研究的數(shù)據(jù)庫基于《福建木拱橋調(diào)查報告》[10]、《福建木拱廊橋》[30]、《處州廊橋》[8]、《麗水廊橋》[31]、《浙南廊橋記憶》[32]等文獻(xiàn)資料整理得到。

閩浙木拱廊橋地理坐標(biāo)來源于Google Earth 坐標(biāo)拾取與實地調(diào)研，以木拱廊橋幾何中心點為基準(zhǔn)提取數(shù)據(jù)。

本文DEM 高程數(shù)據(jù)來源于中國科學(xué)院地理空間數(shù)據(jù)云SRTM 90 m 數(shù)據(jù)，相關(guān)參考數(shù)據(jù)來自福建省、浙江省統(tǒng)計局公布的2018 年統(tǒng)計年鑒。

2.2 研究方法

以ArcGIS 和Excel 作為數(shù)據(jù)分析平臺，運用統(tǒng)計分析、圖層疊置、空間分析、鄰域分析等方法定量分析，探究閩浙木拱廊橋空間分布特征及其影響因素。

2.2.1 田野調(diào)查 在文獻(xiàn)查閱的基礎(chǔ)上通過去重處理，初步統(tǒng)計124 座閩浙木拱廊橋名錄。從2018 年3 月至2019 年3 月進(jìn)行全面的實地調(diào)研走訪，發(fā)現(xiàn)新建木拱廊橋5 座，剔除2016 年毀于“莫蘭迪”臺風(fēng)引起山洪災(zāi)害的3 座（周寧上坑橋、閩侯龍津橋、三溪橋）和2018 年火毀的1 座（福安拓頭橋），最終整理得到125 座木拱廊橋。

2.2.2 疊置分析 將木拱廊橋地理信息導(dǎo)入ArcGIS 10.2 中地圖矢量化，建立空間屬性數(shù)據(jù)庫，制作閩浙木拱廊橋分布圖。將分布圖與地形圖、水系圖、緩沖區(qū)分布圖等疊加分析，探究其影響因素。

2.2.3 空間分析（1）最鄰近指數(shù)分析是一種常見的點要素空間模式分析方法，點狀要素的空間分布類型可分為集聚型、隨機型和均勻型三種態(tài)勢[33]。點要素空間模式類型可以用最鄰近指數(shù)R判別，公式為：

式中，r為實際最鄰近距離；rE為理論最鄰近距離；D為點的密度；A為區(qū)域面積；n為木拱廊橋的數(shù)量。當(dāng)R＜1 時，r＜rE，為聚集分布；當(dāng)R＞1 時，r＞rE為均勻分布；當(dāng)R=1 時，r=rE，為隨機型分布。

（2）核密度估計法[34]是一種點格局密度非參數(shù)估計方法。假設(shè)地理事件可以發(fā)生在空間的任一地點，但是在不同的位置上所發(fā)生的概率不同。點密集的區(qū)域事件發(fā)生的概率高，點稀疏的地方事件發(fā)生的概率就低。根據(jù)概率理論，核密度估計的定義為：設(shè)點集xi,…,xn為從分布密度函數(shù)為f的總體中抽取的樣本，核密度估計f在某點x處的值為f(x)。計算公式為：

式中，n為點的數(shù)量；h為帶寬，且h＞0；稱為核函數(shù)；(x-xi)表示估計點x到事件xi處的距離。

（3）運用地理集中指數(shù)衡量閩浙木拱廊橋市域分布的集中程度[35]。計算公式為：

式中，G為閩浙木拱廊橋的地理集中指數(shù)，Xi為第i個地區(qū)的木拱廊橋數(shù)量，T為木拱廊橋總數(shù)，n為地區(qū)總數(shù)。G的取值范圍為0～100，G值越大表示木拱廊橋分布越集中；反之，分布越分散。

3 空間分布類型與特征

3.1 空間分布類型

閩浙木拱廊橋在宏觀地理空間上被抽象為點狀要素，通過ArcGIS 10.2 的Spatial Statistics Tools中的Average Nearest Neighbor 工具測算（圖2），得到如下結(jié)果：理論最鄰近距離11.20 km，實際最鄰近距離8.19 km，最鄰近指數(shù)R=0.73＜1，Z得分-5.75，P值＜0.01，通過顯著性檢驗。閩浙木拱廊橋的空間分布類型為集聚型。

3.2 分布集聚特征分析

利用ArcGIS 10.2 Tool Box 中的Density 工具對閩浙木拱廊橋的核密度進(jìn)行分析，生成核密度分布圖（圖3）。由圖3 可知，閩浙木拱廊橋分布有明顯的高密度區(qū)和低密度區(qū)，呈現(xiàn)“中部多，周邊少”的分布格局。其中，在寧德市北部形成1 個高密度區(qū)，還形成3 個次級高密度區(qū)，分別是寧德西部1 處、麗水市南部2 處。

圖2 閩浙木拱廊橋空間分布Fig.2 Spatial distribution of timber arch lounge bridges in Fujian and Zhejiang provinces

圖3 閩浙木拱廊橋分布核密度圖Fig.3 Kernel density of timber arch lounge bridges in Fujian and Zhejiang provinces

3.3 市域分布特征

3.3.1 市域分布集中程度 由表1 可知，本文研究的閩浙木拱廊橋總數(shù)T=125，分布市總數(shù)n=5，通過地理集中指數(shù)公式，計算閩浙木拱廊橋地理集中指數(shù)：G=57.06。假設(shè)125 座閩浙木拱廊橋平均分布于每個縣市地區(qū)，即每個縣市的木拱廊橋數(shù)量為125／5=25，則地理集中指數(shù)為57.06＞25。因此，從市域來看，閩浙木拱廊橋的分布較為集中，主要分布于寧德市、麗水市，其木拱廊橋分布數(shù)量接近總數(shù)的80%。

表1 閩浙木拱廊橋市域分布統(tǒng)計Table 1 Volume Statistics of timber arch lounge bridges in 5 cities

3.3.2 市域空間分布類型 計算最鄰近指數(shù)，得出閩浙木拱廊橋市域空間分布類型。如表2 所示，寧德、麗水兩市木拱廊橋趨于集聚分布；福州、溫州兩市趨于均勻分布；南平市由于點位分布分散，未通過顯著性檢驗，無明顯分布類型。

表2 閩浙木拱廊橋市域最鄰近指數(shù)Table 2 Nearest neighbor index of timber arch lounge bridges for 5 cities

4 閩浙木拱廊橋空間分布影響因素

4.1 自然因素

4.1.1 與地貌的關(guān)系 利用ArcGIS 10.2 將閩浙木拱廊橋的分布圖與閩東北、浙西南區(qū)域地形高程圖疊加生成圖（圖4）。由圖4 可知，閩浙木拱廊橋多數(shù)分布于閩東北、浙西南中部山區(qū)的河谷地區(qū)，海拔200 m～800 m 范圍之間分布的閩浙木拱廊橋占總數(shù)84%。閩東北、浙西南區(qū)域以山地丘陵地貌為主，洞宮山脈與鷲峰山脈貫穿中部，此外涉及雁蕩、括蒼、戴云山脈，是閩浙兩省海拔最高的地區(qū)，呈現(xiàn)為山巒疊嶂、丘陵起伏、溝壑縱橫的地貌特點，素有“九山半水半分田”之說。區(qū)域內(nèi)山脈大體為東北-西南走向，地形險要，形成相對封閉、獨立的地理環(huán)境，山民們?yōu)榭朔烊坏乩砀綦x，更好的與外界往來，開展貿(mào)易、文化交流，因地制宜營造木拱廊橋。

圖4 閩浙木拱廊橋在不同高程上的分布Fig.4 Distribution of timber arch lounge bridges in Fujian and Zhejiang provinces at different elevations

圖5 閩浙木拱廊橋在不同水系上的分布Fig.5 Distribution of timber arch lounge bridges in Fujian and Zhejiang provinces in different water systems

4.1.2 與水系的關(guān)系 利用ArcGIS 10.2 閩浙木拱廊橋的分布圖與閩東北、浙西南區(qū)域地形水系圖疊加生成圖（圖5）。復(fù)雜多變的地貌和豐沛的雨水造就區(qū)域內(nèi)發(fā)達(dá)的水系，縱橫交錯的溪流，使水系呈樹枝狀或網(wǎng)狀分布。甌江水系、飛云江水系、交溪水系、霍童溪水系、閩江古田溪水系、閩江建溪水系等為木拱廊橋主要分布水系。狹窄的河谷空間、湍急的水流和陡峭的巖石岸壁，阻斷了古代山民與外界溝通，因此在高山澗谷中架橋跨越峽谷方便人們出行，更好保持與外界貿(mào)易、文化交流。

4.1.3 與氣候的關(guān)系 研究區(qū)域地處我國東南沿海，緯度較低，屬于亞熱帶海洋性季風(fēng)氣候，冬短夏長，全年溫暖濕潤；長雨季、大雨量、伴隨夏季的臺風(fēng)災(zāi)害容易誘發(fā)山洪，高發(fā)的山洪災(zāi)害對閩浙木拱廊橋的分布格局帶來一定影響。大部分縣市年降雨量超過1500 mm，故木拱橋上建有廊屋，保護橋架同時庇護行人免受日曬雨淋。

4.1.4 與植被的關(guān)系 閩浙山區(qū)森林覆蓋率高，林木資源豐富，其中盛產(chǎn)杉木，杉木高且主干通直、質(zhì)輕、不易蟲蛀朽變、易于加工、便于就地取材等特性[36]，是當(dāng)?shù)亟ㄖ?、橋梁、造船和家具的主要用材，為閩浙木拱廊橋的營建與修繕提供了長久的建筑材料保障。

4.2 人文因素

4.2.1 與中心城鎮(zhèn)的關(guān)系 由圖3 可知，閩浙木拱廊橋分布的1 個高密度區(qū)和3 個次高密度區(qū)均傾向于各省市區(qū)邊界線分布。于是利用ArcGIS 10.2 對省市界線作緩沖區(qū)分析，選取10 km、20 km、30 km為帶寬，緩沖區(qū)內(nèi)木拱廊橋數(shù)量分別為58、93 和116 座，占總數(shù)比重分別是46.4%、74.4%和92.8%。其中，0～10 km、10～20 km、20～30 km 等距離區(qū)間范圍內(nèi)的數(shù)量分別為58 座、35 座、23 座，可知接近50%的木拱廊橋趨于省市邊界分布。

同樣選取研究區(qū)范圍內(nèi)的44 個縣級以上城市作為“中心城鎮(zhèn)”，包含寧德等5 個地級市、建甌等9 個縣級市以及壽寧等30 個縣，探究行政區(qū)劃上的區(qū)域中心城鎮(zhèn)與傳統(tǒng)村落分布格局之間的空間關(guān)系。ArcGIS 10.2 對中心城鎮(zhèn)進(jìn)行5 km 等距離緩沖區(qū)分析，與閩浙木拱廊橋分布圖疊加，得到木拱廊橋與其區(qū)域中心城鎮(zhèn)之間的空間關(guān)系（圖6）。由圖6 可知，木拱廊橋距中心城鎮(zhèn)直線距離主要分布于0～30 km 范圍內(nèi)，距離中心城鎮(zhèn)在15～20 km 范圍內(nèi)是木拱廊橋密集分布的區(qū)域。

木拱廊橋作為古代重要的交通節(jié)點，常位于溝通縣與縣、縣與村、村與村的交通要道上，故呈現(xiàn)邊緣化分布特點?？傮w來說，多數(shù)閩浙木拱廊橋位于鄉(xiāng)村，距離中心城鎮(zhèn)有一定距離，且趨于邊緣化分布，處于相對閉塞的區(qū)域環(huán)境，交通不便利，受到現(xiàn)代文明的沖擊較小，使其得以保存，但由于地理位置偏遠(yuǎn)，不利于廊橋保護與修繕，對木拱廊橋的分布帶來一定影響。

圖6 閩浙木拱廊橋距中心城鎮(zhèn)距離分布圖Fig.6 Distant frequency distribution of timber arch lounge bridges in Fujian and Zhejiang provinces

4.2.2 與人口經(jīng)濟的關(guān)系 閩浙木拱廊橋的分布與地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展、人類活動有緊密聯(lián)系，其傳承與發(fā)展需要依托一定的人口與經(jīng)濟基礎(chǔ)。選取人口密度、人均GDP、第一產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值比重、工業(yè)產(chǎn)值比重、城鎮(zhèn)化率等5 項指標(biāo)，分別以整個地區(qū)、含有木拱廊橋的地區(qū)、含有5 個以上木拱廊橋的地區(qū)為統(tǒng)計單元，統(tǒng)計分析人口經(jīng)濟各項指標(biāo)與閩浙木拱廊橋分布之間的關(guān)系（表3）。由表3 可知，閩浙木拱廊橋的分布與人口經(jīng)濟狀況存在明顯相關(guān)關(guān)系。木拱廊橋所在地區(qū)人口密度低，城鎮(zhèn)化水平較低，第一產(chǎn)業(yè)比重較高，工業(yè)比重較低，人均GDP 水平較低，社會經(jīng)濟發(fā)展水平較低。綜上，某種程度上來看，人口密度低的地區(qū)，發(fā)展較為緩慢、城鎮(zhèn)化建設(shè)較滯后，為木拱廊橋的產(chǎn)生與保留提供了有利條件，但在木拱廊橋的修繕、保護與開發(fā)的支持略顯不足，相反，經(jīng)濟實力基礎(chǔ)能給木拱廊橋的保護、傳承與開發(fā)給予資金與技術(shù)的支撐，其影響有待進(jìn)一步深入研究。

表3 閩浙木拱廊橋分布與人口經(jīng)濟指標(biāo)關(guān)系Table 3 Relationship between population economic indicators and distribution of timber arch lounge bridges in Fujian and Zhejiang provinces

4.2.3 與歷史文化的關(guān)系 閩東北、浙西南地區(qū)歷史上屬于東越范圍，此片區(qū)域為兩省最后開發(fā)的地區(qū)，閩浙開發(fā)與移民交流構(gòu)成了閩浙文化的共同性[37]。自唐末以來，大批中原人為躲避戰(zhàn)亂南遷此地安身立業(yè)，移民帶來的北方中原文化與當(dāng)?shù)厣降匚幕蝗?，形成了獨特的鄉(xiāng)土文化；宋代以后閩浙邊界的人員交流頻繁[38]，形成閩浙文化共同的交疊區(qū)。發(fā)達(dá)的宗族文化為木拱廊橋建造興建與發(fā)展奠定了基礎(chǔ)；村民將橋廟結(jié)合或者以橋為廟，以橋作為精神寄托的空間，進(jìn)行祭祀與民俗活動，以祈求風(fēng)調(diào)雨順，保佑村民、廊橋和村落平安；木拱廊橋的選址一般在村落的水口或者水尾處，與村落的文脈與運勢相關(guān)，體現(xiàn)了村落的風(fēng)水理念。因此，地域歷史文化為木拱廊橋的產(chǎn)生、保存與發(fā)展提供了良好的文化環(huán)境。

5 結(jié)論與討論

5.1 結(jié)論

本文運用ArcGIS 空間分析法，探究閩浙地區(qū)125 座閩浙木拱廊橋空間分布特征及影響因素，結(jié)果表明：（1）閩浙木拱廊橋的空間分布呈集聚型分布，總體呈現(xiàn)為“中部多，周邊少”的分布格局，形成了寧德市北部1 個高密度區(qū)與寧德市西部1 處、麗水市南部2 處3 個次級高密度區(qū)。（2）從市域來看，閩浙木拱廊橋集中分布于寧德市、麗水市，分布類型均為集聚型。（3）閩浙交界山區(qū)擁有相似的自然與人文環(huán)境背景，地貌、水系、氣候、植被中心城鎮(zhèn)、人口經(jīng)濟、歷史文化是影響閩浙木拱廊橋空間分布的重要因素。

5.2 討論

在申請世界文化遺產(chǎn)背景下，閩浙木拱廊橋為中國特色的文化遺產(chǎn)，具有特殊性與脆弱性的特點，閩浙木拱廊橋呈集聚型分布的特點以及分布影響因素的結(jié)論，有利于其片區(qū)統(tǒng)一規(guī)劃與保護，統(tǒng)籌兼顧廊橋、古道、村落、山脈、流域等自然與人文環(huán)境，實現(xiàn)閩浙木拱廊橋科學(xué)合理的開發(fā)利用。通過ArcGIS 平臺構(gòu)建更加全面的木拱廊橋信息數(shù)據(jù)庫，可實現(xiàn)其信息的儲存、管理與更新，進(jìn)而促進(jìn)閩浙木拱廊橋文化遺產(chǎn)的展示、傳承與保護。將閩浙木拱廊橋的屬性拆分為五個方面，即基本信息、整體布局、建筑形制、技藝傳承人、民俗與活動、遺產(chǎn)附屬，組建閩浙木拱廊橋數(shù)據(jù)庫架構(gòu)。基于此數(shù)據(jù)庫框架，將木拱廊橋基本資料、圖片、影像等信息錄入ArcGIS 進(jìn)行科學(xué)管理與分析。借助的先進(jìn)的圖像采集工具進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，結(jié)合三維建模技術(shù)或文物建筑修復(fù)途徑，模擬三維可視虛擬景觀；及時監(jiān)測與更新相關(guān)信息，根據(jù)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行保護現(xiàn)狀評價，建立后續(xù)分類保護與管理的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)而完善閩浙木拱廊橋的宏觀與微觀系統(tǒng)管理。

但是，空間格局的研究還需進(jìn)一步考慮樣本數(shù)量與綜合影響因素：（1）研究樣本有待進(jìn)一步擴展。隨著保護力度加強與城市發(fā)展需要，出現(xiàn)許多新建木拱廊橋，有必要獲得更多的新橋信息，更加全面而精確地把控閩浙木拱廊橋的空間格局。（2）深化影響因素研究。閩浙木拱廊橋在多種因素作用下形成今日分布格局，本文分析還較為淺顯，后續(xù)還需將自然災(zāi)害、人為因素、社會需求、政策措施等不確定因素納入考慮，借助定量化、數(shù)字化等方法深入研究，探討其內(nèi)在影響機制。