鄭旭東 王宏衛(wèi) 羅魁 吳常蕊 閆曉梅

摘要：以天山北坡經(jīng)濟帶城鄉(xiāng)聚落為研究對象，采用景觀格局指數(shù)、地理信息系統(tǒng)（GIS）空間分析、位序-規(guī)模法等分析1980-2020年間城鄉(xiāng)聚落格局的變化，結(jié)合地理探測器從自然、區(qū)位及社會經(jīng)濟因素探究城鄉(xiāng)聚落格局的影響因素。結(jié)果表明：1980-2020年間，城鄉(xiāng)聚落數(shù)量、規(guī)模持續(xù)擴張且趨于集聚，前20 a擴張以耕地、草地為主，后20 a以未利用地為主；城鄉(xiāng)聚落密度變化顯著，高密度區(qū)主要集中在各綠洲呈現(xiàn)“多核集中分布”特征，中密度區(qū)沿高密度區(qū)周圍擴張，低密度區(qū)沿綠洲邊緣分布并在非綠洲區(qū)有擴張；首位聚落規(guī)模發(fā)展較好，趨于位序-規(guī)模曲線，中型聚落略微發(fā)育，小型聚落數(shù)量持續(xù)減少；交通等區(qū)位因素是天山北坡城鄉(xiāng)聚落格局的首位影響因素，社會經(jīng)濟因素次之，自然地理因素影響較小，各影響因素差異顯著。

關(guān)鍵詞：城鄉(xiāng)聚落；景觀格局；位序-規(guī)模法；地理探測器；天山北坡經(jīng)濟帶

中圖分類號：TU 98；K 901.8文獻標(biāo)志碼：A

文章編號：1000-5013（2024）03-0383-11

Analysis on Changes and Influencing Factors of Urban and Rural Settlements in North Slope Economic Belt of Tianshan Mountains

ZHENG Xudong^1，2，WANG Hongwei^1，2，LUO Kui^1，2，WU Changrui^1，2，YAN Xiaomei^1，2

（1. College of Geography and Remote Sensing Sciences，Xinjiang University，Urumqi 830017，China；2. Key Laboratory of Xinjiang Oasis Ecological Autonomous Region，Xinjiang University，Urumqi 830017，China）

Abstract：Taking the urban and rural settlements of the north slope economic belt of Tianshan Mountains as the research object，the changes of urban and rural settlement pattern during 1980-2020 are analyzed by using landscape pattern index，geographic information system （GIS）spatial analysis and ranking-scale method，and the influencing factors of urban and rural agglomeration pattern are explored from the nature，location and socio-economic factors using geographical detectors. The results show that the number and scale of urban and rural settlements have continued to expand and tend to gather during 1980-2020. In the first 20 years，the expansion is mainly cultivated land and grassland，and in the second 20 years，the expansion is mainly unused land. The density of urban and rural settlements changes significantly. The high-density areas mainly concentrate in the oases showing the characteristics of “multi-core concentrated distribution”，the medium density areas expand along the high-density areas，and the low density areas distribute along the edge of the oasis and expand in the non-oasis areas. The scale of the first settlement has developed well，tending towards a ranking-scale curve，medium sized settlements have slightly developed，while the number of small settlements continues to decrease. The location factors such as traffic are the first influencing factors of urban and rural settlement pattern in the north slope of Tianshan Mountains，followed by socio-economic factors，and the influence of natural geographical factors is relatively small. The differences in various influencing factors are significant.

Keywords：urban and rural settlement；landscape pattern; ranking-scale method; geographic detector；north slope economic belt of Tianshan Mountains

城鎮(zhèn)化的快速推進使得區(qū)域人居環(huán)境發(fā)生劇變，長期以來的城鄉(xiāng)二元結(jié)構(gòu)帶來了諸多的“城市病”、“鄉(xiāng)村病”和城鄉(xiāng)發(fā)展失衡問題^[1]，如鄉(xiāng)村人口減少而建設(shè)用地持續(xù)增加的用地不協(xié)調(diào)^[2]、城鄉(xiāng)聚落雙擴張對耕地的侵占^[3]等問題。城鄉(xiāng)融合戰(zhàn)略為我國新時代重構(gòu)城鄉(xiāng)關(guān)系，破解城鄉(xiāng)發(fā)展不平衡不協(xié)調(diào)問題提供了政策支持。未來我國將進一步全面推進城鄉(xiāng)融合發(fā)展^[4]。推動城鄉(xiāng)融合發(fā)展是當(dāng)前地理學(xué)的重要任務(wù)^[5]，構(gòu)建合理的城鄉(xiāng)聚落規(guī)模體系是實現(xiàn)城鄉(xiāng)融合的重要抓手，探究城鄉(xiāng)聚落演變特征，理清城鄉(xiāng)聚落分布的驅(qū)動因素，對當(dāng)前階段繼續(xù)推進城鄉(xiāng)融合發(fā)展具有重要意義。

聚落作為人們居住、從事生產(chǎn)、進行各種日常社會活動的聚居點，是人地關(guān)系的復(fù)合系統(tǒng)^[6]，包括城市聚落和鄉(xiāng)村聚落。城鄉(xiāng)聚落規(guī)模體系是由一定范圍內(nèi)一系列不同規(guī)模、等級的城市、集鎮(zhèn)、鄉(xiāng)村等通過各種組合形式構(gòu)成的獨立且緊密聯(lián)系的有機整體^[7]。不同地區(qū)的地理、社會、經(jīng)濟和政策不同導(dǎo)致城鄉(xiāng)聚落差異化發(fā)展^[8]，其規(guī)模、結(jié)構(gòu)、形態(tài)的分布與變化能揭示不同階段、不同地區(qū)的人地地域系統(tǒng)的地域發(fā)展特征^[9]。從人地關(guān)系角度看，城鄉(xiāng)融合就是在新的發(fā)展階段使城市與鄉(xiāng)村的人口數(shù)量、各生產(chǎn)要素、各類經(jīng)濟活動逐步走向協(xié)調(diào)的過程^[10]。國外學(xué)者對城鄉(xiāng)聚落的研究代表性理論有1933年Christaller提出的中心地理論、20世紀(jì)中葉Doxiadis提出的人類聚居學(xué)理論^[11]等。隨著地理信息系統(tǒng)（GIS）空間信息和計量革命的興起，研究逐漸向定量和多學(xué)科交叉轉(zhuǎn)變，研究內(nèi)容上多關(guān)注聚落形態(tài)、結(jié)構(gòu)和演化^[12]、城鎮(zhèn)規(guī)模的位序規(guī)模結(jié)構(gòu)、等級劃分^[13]、城鄉(xiāng)關(guān)系^[14]、時空演化^[15-16]等，研究方法以數(shù)理統(tǒng)計、網(wǎng)絡(luò)分析和數(shù)學(xué)模型為主，研究對象多以國家和省市為主^[17]。隨著20世紀(jì)80年代中國社會快速發(fā)展重構(gòu)，國內(nèi)相關(guān)研究主要集中在城鎮(zhèn)規(guī)模等級^[18]、聚落空間體系^[19]、模擬預(yù)測^[20]等內(nèi)容，研究方法主要有位序-規(guī)模法^[15]、空間自相關(guān)^[21]、網(wǎng)絡(luò)分析^[22]，研究區(qū)域主要集中在東部沿海地區(qū)^[23]、中部地區(qū)^[24]、干旱區(qū)綠洲^[25]等，研究尺度涉及省、市、縣、流域等多尺度^[26]。

天山北坡經(jīng)濟帶是新疆政治、經(jīng)濟和文化的核心地帶，是新疆人口最密集、人類活動最活躍的區(qū)域^[27]。當(dāng)前有關(guān)天山北坡的研究主要集中在城市群發(fā)展^[28]、聚落融合發(fā)展^[29]、聚落地名文化^[30]，對天山北坡城鄉(xiāng)聚落的研究較少。在全面推進城鄉(xiāng)融合戰(zhàn)略的關(guān)鍵時期，理清城鄉(xiāng)聚落的發(fā)展規(guī)律、演變原理、布局特征，才能更好地布局未來城鄉(xiāng)聚落格局，實現(xiàn)土地集約化發(fā)展^[31]。因此，本文以天山北坡經(jīng)濟帶為研究區(qū)，采用景觀格局指數(shù)、GIS空間分析、位序-規(guī)模法、地理探測器等方法，從時間、空間等維度分析天山北坡經(jīng)濟帶城鄉(xiāng)聚落格局變化的趨勢，總結(jié)城鄉(xiāng)聚落發(fā)展規(guī)律，理清聚落格局影響因素。

1 研究區(qū)概況與數(shù)據(jù)來源

1.1 研究區(qū)概況

天山北坡經(jīng)濟帶位于亞歐大陸腹地，北部為準(zhǔn)噶爾盆地，南部為天山山麓地帶，位于42°78′N～45°59′N，84°33′E～90°32′E，海拔介于105～5 252 m，屬于溫帶大陸性氣候，常年氣溫日較差和年較差均相差較大^[32]。研究區(qū)示意圖，如圖1所示。圖1基于國家測繪地理信息局標(biāo)準(zhǔn)地圖服務(wù)網(wǎng)站下載的審圖號為GS（2019）1822號的標(biāo)準(zhǔn)地圖制作，底圖無修改。根據(jù)《新疆主體功能區(qū)規(guī)劃》，該區(qū)是我國面向中亞、西亞地區(qū)對外開放的門戶和樞紐，位于絲綢之路經(jīng)濟帶建設(shè)的核心區(qū)，是國家西部地區(qū)重點發(fā)展的綜合經(jīng)濟帶^[33]，在興疆固邊中發(fā)揮著不可代替的作用。研究的行政區(qū)劃主要包括烏魯木齊市、昌吉回族自治州、吐魯番市、克拉瑪依市、伊犁州奎屯市、塔城地區(qū)、烏蘇市、沙灣縣、五家渠市，共24個市縣，總面積24.48萬km²，占新疆面積的15.1%，城鄉(xiāng)聚落面積1 302.60 km²。根據(jù)第七次人口普查數(shù)據(jù)，2020年底天山北坡經(jīng)濟帶總?cè)丝跒?66.6萬人，占新疆人口的33.55%。

1.2 數(shù)據(jù)來源

研究使用的數(shù)據(jù)包括：1）1980年、1990年、2000年、2010年、2020年城鄉(xiāng)聚落數(shù)據(jù)、地質(zhì)災(zāi)害點數(shù)據(jù)、人口密度、人均國內(nèi)生產(chǎn)總值（GDP）、年均降水量、年均氣溫柵格數(shù)據(jù)，來源于中國科學(xué)院資源環(huán)境科學(xué)數(shù)據(jù)中心（http：∥www.resdc.cn）；2）河流、交通數(shù)據(jù)等基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)，來源于1∶100萬全國基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)庫；3）數(shù)字高程模型（DEM）數(shù)據(jù)，來源于地理空間數(shù)據(jù)云（http：∥www.gscloud.cn），用于提取天山北坡經(jīng)濟帶的高程、坡度等要素；4）景區(qū)興趣點（POI）數(shù)據(jù)，來源于高德地圖。

2 研究方法

研究技術(shù)路線，如圖2所示。

2.1 景觀格局空間分析

景觀格局是人類活動和環(huán)境干擾促動下的結(jié)果^[34]，其變化在一定程度上能反映聚落的空間格局特征。參考文獻[35]，借助Fragstats 4.2軟件測度天山北坡經(jīng)濟帶1980年、1990年、2000年、2010年、2020年各個時期城鄉(xiāng)聚落的景觀格局變化特征。選取斑塊個數(shù)、斑塊總面積、平均斑塊面積、斑塊密度測度城鄉(xiāng)聚落規(guī)模變化特征；景觀形狀指數(shù)測度城鄉(xiāng)聚落形態(tài)變化特征；斑塊聚合度測度城鄉(xiāng)聚落集聚程度變化特征。

2.2 土地利用轉(zhuǎn)移矩陣

GIS平臺的可視化分析只能顯示城鄉(xiāng)聚落不同階段的分布變化特征，卻無法定量分析各個時期城鄉(xiāng)聚落用地的轉(zhuǎn)化特征^[36]。因此，為反映城鄉(xiāng)聚落內(nèi)部結(jié)構(gòu)的用地變化特征，采用土地利用轉(zhuǎn)移矩陣的方法定量分析不同階段城鄉(xiāng)聚落的用地變化特征，即A_i，j=S_1，1S_1，2S_1，3…

式（1）中：A_i，j為不同土地利用類型轉(zhuǎn)入、轉(zhuǎn)出的城鄉(xiāng)聚落土地利用類型面積，i為研究初期土地利用類型，j為研究末期土地利用類型；S為城鄉(xiāng)聚落面積；n為土地利用類型。

2.3 核密度分析法

核密度分析是一種用于統(tǒng)計非參數(shù)密度的方法，能夠反映地理現(xiàn)象的空間距離衰減效應(yīng)^[37]。該方法可用于分析城鄉(xiāng)聚落密度分布特征，并在地圖上實現(xiàn)可視化。核密度分析的表達式為

式（2）中：f（x，y）為位于（x，y）位置的密度值；c為城鄉(xiāng)聚落數(shù)量；b為帶寬；K為核函數(shù)；x-x_i為樣點x到x_i的距離。

2.4 位序-規(guī)模法

研究城鄉(xiāng)聚落規(guī)模演變可采用位序-規(guī)模法測度城鄉(xiāng)聚落的規(guī)模分布及動態(tài)過程^[15]。采用改進后的位序-規(guī)模法測度研究區(qū)城鄉(xiāng)聚落位序規(guī)模的發(fā)展特征，其表達式為

P_r=P₁r^-q。（3）

式（3）中：r為城鄉(xiāng)聚落斑塊面積的位序；P_r為排序r位的城鄉(xiāng)聚落規(guī)模；P₁為城鄉(xiāng)聚落中首位聚落規(guī)模；q為齊夫指數(shù)，表征聚落規(guī)模分布結(jié)構(gòu)，當(dāng)q=1時，表明城鄉(xiāng)聚落體系處于均衡發(fā)展?fàn)顟B(tài)，當(dāng)q>1時，表明城鄉(xiāng)聚落規(guī)模分布較為集中，首位聚落優(yōu)勢明顯，位序靠后的中小型聚落有待提升，當(dāng)q<1時，表明城鄉(xiāng)聚落規(guī)模分布相對集中，首位聚落優(yōu)勢不突出，中小型規(guī)模聚落規(guī)模適度。

2.5 地理探測器分析法

地理探測器是一種探測因變量與自變量空間分布格局是否一致性的方法，目前已被學(xué)者應(yīng)用于聚落的研究^[38]。地理探測器模型如下

式（4）中：d表示因子的解釋力，d∈[0，1]；h為被解釋變量的分層；N_h和σ²_h分別表示整個區(qū)域的單元數(shù)和方差；N和σ²分別表示探測區(qū)域的單元數(shù)和方差；SSW為層內(nèi)方差之和；SST為整個區(qū)域總方差。

不同分類方法和分類等級對地理探測器的結(jié)果影響較大，相較于傳統(tǒng)的地理探測器，借助地理探測器R語言中的GD包對參數(shù)進行篩選能避免主觀判斷對結(jié)果的影響^[39]。因此，采用2 km×2 km格網(wǎng)對天山北坡經(jīng)濟帶城鄉(xiāng)聚落相關(guān)影響因素進行提取分析，采用最優(yōu)參數(shù)的地理探測器將各驅(qū)動因子的分類級別劃分為3～12類，結(jié)合等距分類法、自然斷點法、分位數(shù)分類法、標(biāo)準(zhǔn)差分類法、集合間隔分類法，選擇出各因子最大的d值作為地理探測器的分析結(jié)果。

2.6 變量的選擇

聚落形成、分布、變化是自然地形、地貌、氣候及區(qū)位交通、人口、社會經(jīng)濟及政策多種因素綜合作用的結(jié)果。地形如高程、坡度等要素為聚落形成和發(fā)展提供空間，但也制約著聚落的空間格局^[40]。已有研究表明，天山北坡鄉(xiāng)村聚落具有交通、河流及城鎮(zhèn)指向性^[29]，景點可以帶動地方經(jīng)濟的發(fā)展。因此，在結(jié)合天山北坡經(jīng)濟帶區(qū)域特征，并參考已有研究^{[26，29，39-41]}的基礎(chǔ)上，考慮到數(shù)據(jù)的可獲取性、科學(xué)性、系統(tǒng)性等原則，從自然、區(qū)位、社會經(jīng)濟維度綜合選取12個影響因素，變量選擇及計算方法，如表1所示，以2020年城鄉(xiāng)聚落核密度值作為因變量，探究城鄉(xiāng)聚落空間分布的驅(qū)動力。

3 研究結(jié)果與分析

3.1 城鄉(xiāng)聚落景觀格局變化特征

通過土地利用數(shù)據(jù)提取得到1980年、1990年、2000年、2010年、2020年的城鄉(xiāng)聚落圖斑數(shù)據(jù)，不同時期天山北坡經(jīng)濟帶城鄉(xiāng)聚落景觀格局指數(shù)，如表2所示。表2中：N_P為斑塊個數(shù)；S_T為斑塊總面積；S_ave為平均斑塊面積；I_LS為景觀形狀指數(shù)；D_P為斑塊密度；I_A為斑塊聚合度。

1980-1990年間，斑塊個數(shù)增加3個，增加較少，斑塊總面積增加73.18 km²，增幅達到5.33%，平均斑塊面積增加0.04 km²，增幅達到5.16%，景觀形狀指數(shù)增加了0.28%，斑塊密度未變化，斑塊聚合度增加，該階段城鄉(xiāng)聚落規(guī)模、形狀和集聚度略微增加，但變化強度不大。

092.8720103 1042 665.900.8665.370.012 793.7620203 7083 530.810.9572.220.015 294.00

1990-2000年間，斑塊個數(shù)增加608個，增幅達到32.94%，斑塊總面積增加350.66 km²，增幅達到24.26%，平均斑塊面積減少了6.53%，景觀形狀指數(shù)增加了18.36%，斑塊密度增加了33.33%，斑塊聚合度減少了0.47%，該階段城鄉(xiāng)聚落規(guī)模形狀變化增量明顯，但集聚度變小，聚落斑塊趨于分散。

2000-2010年間，斑塊個數(shù)增加650個，增幅達到26.49%，斑塊總面積增加869.89 km²，增幅達到48.43%，平均斑塊面積增加0.13 km²，增加了17.35%，景觀形狀指數(shù)增加了6.56%，斑塊密度增加了27.00%，斑塊聚合度增加了0.96%，該階段城鄉(xiāng)聚落規(guī)模變化增量和變化率均較大，聚落形狀特征、密度特征、集聚特征逐漸增大。

2010-2020年間，斑塊個數(shù)增加604個，增幅達到19.46%，斑塊總面積增加864.91 km²，增幅達到32.44%，平均斑塊面積增加0.09 km²，增加了10.87%，景觀形狀指數(shù)增加了10.47%，斑塊密度增加了19.69%，斑塊聚合度增加了0.26%，該階段城鄉(xiāng)聚落規(guī)模變化增量和變化率相較于前一階段均有所降低，聚落形狀特征、密度特征、集聚特征也逐漸增大。

3.2 城鄉(xiāng)聚落用地變化特征

40年間天山北坡經(jīng)濟帶城鄉(xiāng)聚落變化，如圖3所示。從空間變化特征來看，天山北坡經(jīng)濟帶城鄉(xiāng)聚落擴張主要集中在烏魯木齊市、昌吉市、烏蘇市、博樂市、塔城市、奇臺縣、巴里坤哈薩克自治縣等市域周邊，此外，在吉木薩爾縣、奇臺縣、巴里坤哈薩克自治縣、伊吾縣四縣北部鄉(xiāng)村聚落也有較明顯增加。聚落減少區(qū)域主要集中在克拉瑪依市、胡楊河市、吉木薩爾縣等地區(qū)，以及靠近古爾班通古特沙漠邊緣地帶和天山北坡綠洲南部邊緣。結(jié)合土地利用轉(zhuǎn)移矩陣定量分析城鄉(xiāng)聚落用地變化特征，得到天山北坡經(jīng)濟帶城鄉(xiāng)聚落用地變化轉(zhuǎn)移表，如表3所示。

由表3可知：1990-2000年，天山北坡經(jīng)濟帶城鄉(xiāng)聚落用地擴張迅速增加，聚落用地面積增加528.63 km²，主要為耕地、草地轉(zhuǎn)入，減少面積達177.53 km²，主要為耕地、草地，轉(zhuǎn)入面積大于轉(zhuǎn)出面積；2000-2010年，天山北坡經(jīng)濟帶城鄉(xiāng)聚落用地擴張進一步增加，聚落用地面積增加1 516.07 km²，主要為耕地、草地、未利用地，未利用地轉(zhuǎn)入急速增加，減少面積達645.22 km²，主要為耕地、草地、未利用地；2010-2020年間，該時期城鄉(xiāng)聚落用地擴張開始放緩，但聚落用地面積仍增加了1 047.18 km²，主要為草地、耕地、未利用地，轉(zhuǎn)出面積迅速減少了182.41 km²，主要為未利用地、耕地、草地。

3.3 城鄉(xiāng)聚落核密度變化特征

利用ArcGIS 10.8軟件，將1980年、1990年、2000年、2010 年、2020年城鄉(xiāng)聚落圖斑轉(zhuǎn)化為點狀數(shù)據(jù)，采用Kernel工具，分別生成5個時期的天山北坡經(jīng)濟帶城鄉(xiāng)聚落核密度圖，如圖4所示。

由圖4可知：1980年、1990年城鄉(xiāng)聚落核密度變化較小，高密度區(qū)主要集中分布在塔城市、石河子市、昌吉市、烏魯木齊市、阜康市、呼圖壁縣等地，集中連片分布，中密度區(qū)主要集中在博樂市、額敏縣、烏蘇市、吉木薩爾縣、奇臺縣、木壘哈薩克自治縣及高密度地區(qū)周邊，低密度區(qū)主要沿綠洲周圍及巴里坤哈薩克自治縣、伊吾縣等地分布；2000年、2010年、2020年城鄉(xiāng)聚落高密度區(qū)擴張且有連片分布的趨勢，在博樂市、烏蘇市、瑪納斯縣、石河子市、烏魯木齊市等地高密度區(qū)增大，中密度區(qū)在博樂市增加明顯，低密度區(qū)除在各大綠洲邊緣增加之外，在克拉瑪依市、吉木薩爾縣、木壘哈薩克自治縣有增加趨勢。

總體來看，1980-2020年，城鄉(xiāng)聚落整體密度中心向東部地區(qū)發(fā)展，其高值區(qū)主要集中分布在塔城-額敏盆地綠洲、博爾塔拉綠洲、天山北坡中段綠洲、巴里坤綠洲等區(qū)域，城鄉(xiāng)聚落高值區(qū)呈現(xiàn)“多核分散”的特征。天山北坡經(jīng)濟帶城鄉(xiāng)聚落高密度區(qū)集中分布在各個綠洲各大城市周邊，中密度區(qū)主要分布在高密度區(qū)周圍，中密度區(qū)在非綠洲區(qū)域有“多點零星連片分布”的特征，低密度區(qū)主要分布在綠洲外圍區(qū)域的沙漠地區(qū)及高山地帶。

3.4 城鄉(xiāng)聚落位序規(guī)模特征分析

采用位序-規(guī)模法分別對1980年、1990年、2000年、2010年、2020年各個時期天山北坡經(jīng)濟帶城鄉(xiāng)聚落位序（X）和規(guī)模（Y）進行擬合，得到不同時期擬合曲線（圖5）的優(yōu)勢度R²分別為0.587，0.616，0.728，0.821，0.830，可知該方法的擬合效果較好。結(jié)果表明，天山北坡經(jīng)濟帶城鄉(xiāng)聚落基本符合位序規(guī)模法則。

由圖5可知：除2000年齊夫指數(shù)q＜1外，其他年份的q均大于1，1980年齊夫指數(shù)（q=1.22）大于2020年（q=1.07），表明近40 a來，城鄉(xiāng)聚落斑塊規(guī)模差異先減后增，但整體呈現(xiàn)減少趨勢；首位聚落的規(guī)模居壟斷地位并逐漸貼合擬合曲線，趨于理論值接近最優(yōu)聚落規(guī)模特征；中位聚落的數(shù)量逐漸減少且位于擬合曲線下方，其規(guī)模逐漸增大，表明中位聚落發(fā)展緩慢，仍有持續(xù)發(fā)展的潛力；末尾聚落的數(shù)量逐漸減少，但整體分布特征垂直于擬合曲線，不符合位序規(guī)模法則，表明零星聚落仍具有優(yōu)化重構(gòu)的潛力。

基于馬晨等^[15]關(guān)于城鄉(xiāng)聚落的研究，篩選出2020年位于位序-規(guī)模擬合曲線之下的零星聚落共369個，理論整治面積達到2 430.63 hm²。首先，選取4個典型區(qū)域?qū)α阈蔷勐溥M行重構(gòu)，以城鄉(xiāng)聚落規(guī)模代表聚落活躍度，基于引力模型構(gòu)建引力線，將各城市間的引力值劃分為高引力值、中引力值、低引力值，以表征各城市間的引力值大??；其次，將優(yōu)化零星聚落向中心城鎮(zhèn)遷移來進行優(yōu)化（圖6）。

從整體來看，天山北坡經(jīng)濟帶城市聚落間高引力值主要集中在烏魯木齊、昌吉市、五家渠市、石河子市、烏蘇市、奎屯市、吉木薩爾縣、奇臺縣及精河縣、博樂市等區(qū)域；中引力值集中在克拉瑪依市和托里縣，其他城市聚落間吸引力較低，表明社會經(jīng)濟發(fā)展條件較好的聚落規(guī)模較大，對周圍城市有較強的吸引力。此外，以精河縣、石河子市、烏魯木齊市、巴里坤哈薩克自治縣為例，零星聚落整治應(yīng)向中心縣市集聚整治優(yōu)化，精河縣有待優(yōu)化零星聚落達到28個，可整治零星聚落面積為194.31 hm²；石河子市有待優(yōu)化零星聚落達到6個，可整治零星聚落面積為46.62 hm²；烏魯木齊市有待優(yōu)化零星聚落達到63個，可整治聚落面積為348.84 hm²；巴里坤哈薩克自治縣有待優(yōu)化零星聚落達到 21個，可整治零星聚落面積為165.78 hm²。

3.5 城鄉(xiāng)聚落空間分布特征影響因素分析

3.5.1 單因子探測 天山北坡經(jīng)濟帶城鄉(xiāng)聚落分布特征單因子探測與驅(qū)動力排序，如表4所示。由表4可知：各個驅(qū)動因子的p值均小于0.01，通過0.01%顯著性檢驗，表明各因子對天山北坡經(jīng)濟帶城鄉(xiāng)聚落分布特征均具有顯著影響。各因子驅(qū)動力大小排名為X₇>X₁₁>X₁₂>X₉>X₆>X₃>X₁₀>X₁>X₅>X₄>X₂>X₈。

從總體來看，社會經(jīng)濟因子對城鄉(xiāng)聚落空間分布影響程度較大，人口密度和人均GDP兩者的q值分別為0.332，0.303，影響力排名為第2和第3。經(jīng)濟水平的影響力僅次于人口密度的影響力，表明人口密度影響著城鄉(xiāng)聚落的規(guī)模分布，各地區(qū)的GDP水平同樣不同程度地影響著天山北坡經(jīng)濟帶城鄉(xiāng)聚落規(guī)模分布，人口密集和經(jīng)濟水平較發(fā)達的地區(qū)推動著城鄉(xiāng)聚落規(guī)模的發(fā)育。此外，區(qū)位因素對城鄉(xiāng)聚落規(guī)模的影響程度也較深，距縣道的距離影響力最大，q值為0.421，表明縣級道路的發(fā)展對區(qū)域城鄉(xiāng)聚落的影響程度最大，交通道路引導(dǎo)著城鄉(xiāng)聚落的空間分布，道路交通的發(fā)展有利于農(nóng)村物質(zhì)、產(chǎn)品與人口的流動，使得聚落間互聯(lián)互通。其他區(qū)位因子距景點距離（X₉）、距省道距離（X₆）、距縣政府距離（X₁₀）、距河流距離（X₅），q值分別為0.282，0.246，0.165，0.129，排名均較前，但距災(zāi)害點距離（X₈）的q值僅為0.017，排名最后，這可能是由于地質(zhì)災(zāi)害點易發(fā)生在山區(qū)，因此對城鄉(xiāng)聚落的分布和規(guī)模影響最小。自然因素對城鄉(xiāng)聚落的影響較小，年均氣溫、年均降水、海拔、坡度等因素的排名均靠后，海拔的q值大于坡度的q值，表明城鄉(xiāng)聚落主要分布在低海拔地區(qū)。干旱區(qū)降水稀少，水系是綠洲居民生產(chǎn)、生活的基礎(chǔ)，天山北坡經(jīng)濟帶城鄉(xiāng)聚落主要分布在山前綠洲，而綠洲的形成又與水系有很大的關(guān)系，因此水源影響著城鄉(xiāng)聚落的發(fā)展。新疆農(nóng)業(yè)的發(fā)展離不開水源的支撐，因此，水系的分布對城鄉(xiāng)聚落的驅(qū)動力較高。綜上所述，各驅(qū)動因子中城鄉(xiāng)聚落空間分布的主要影響因素為區(qū)位中的距縣道距離、人口密度和人均GDP等，這與張惠婷^[29]，林金萍^[40]等學(xué)者的研究結(jié)果一致。

3.5.2 交互因子探測 基于單因子探測結(jié)果，對12個驅(qū)動因子進行交互因子探測，利用Origin中的熱力圖將各交互因子進行可視化，交互因子探測結(jié)果，如圖7所示。由圖7可知：各驅(qū)動因子對天山北坡經(jīng)濟帶城鄉(xiāng)聚落的交互作用呈現(xiàn)單因子增強或雙因子增強的結(jié)果，說明各因子間的交互作用對城鄉(xiāng)聚落分布特征能更好的解釋其差異性。

從整體來看，X₃∩X₇因子的交互作用最強，兩者交互作用q值達到0.531，解釋力約為53%，表明氣候和交通的作用對天山北坡經(jīng)濟帶城鄉(xiāng)聚落的規(guī)模具有很大的推動力，氣溫是城鄉(xiāng)聚落規(guī)模建設(shè)與發(fā)展中的基礎(chǔ)性要素，交通建設(shè)是城鄉(xiāng)聚落規(guī)模發(fā)展和聯(lián)通的基礎(chǔ)性設(shè)施要素。除此之外，X₁∩X₇，X₄∩X₇，X₉∩X₃，X₉∩X₇，X₁₁∩X₂，X₁₁∩X₃，X₁₁∩X₇，X₁₁∩X₉，X₁₂∩X₃，X₁₂∩X₇，X₁₂∩X₉等因子之間的交互作用也較強，交互作用對城鄉(xiāng)聚落規(guī)模的驅(qū)動力大小解釋力也達到了40%以上，雙因子相較于單因子對于天山北坡經(jīng)濟帶城鄉(xiāng)聚落的規(guī)模分布影響更突出。城鄉(xiāng)聚落是城市人口和農(nóng)業(yè)人口生活、生產(chǎn)的主要集聚之地，地形和坡度等自然要素構(gòu)成了城鄉(xiāng)聚落發(fā)展的基礎(chǔ)本底；交通區(qū)位等因素有力地推動了城市和鄉(xiāng)村各要素之間的流動；河流等要素在以農(nóng)業(yè)生產(chǎn)為主的鄉(xiāng)村聚落有較強的影響，對城鄉(xiāng)聚落規(guī)模的擴張影響力不如交通因素的影響；區(qū)位和自然條件較好的城市和鄉(xiāng)村的產(chǎn)業(yè)發(fā)展更具優(yōu)勢，對其他地區(qū)的極化效應(yīng)較強，有利于人口的聚集，進而引起城鄉(xiāng)聚落規(guī)模的持續(xù)擴張。

4 討論

劉彥隨等^[42]指出鄉(xiāng)村和城市之間是母子關(guān)系，應(yīng)該將城鄉(xiāng)視為一個有機體，轉(zhuǎn)變城鄉(xiāng)關(guān)系中“城市中心主義”觀念，樹立鄉(xiāng)村母體思維。傳統(tǒng)的城市聚落研究偏重于對城市群內(nèi)部之間的發(fā)展態(tài)勢的研究，而鄉(xiāng)村聚落的研究側(cè)重于對農(nóng)村居民點布局及優(yōu)化等進行研究，多就城市論城市，就鄉(xiāng)村論鄉(xiāng)村^[43]，將城市聚落與鄉(xiāng)村聚落作為兩個獨立個體割裂研究對整體把握城鄉(xiāng)聚落發(fā)展存在一定局限性。將城鄉(xiāng)聚落作為一個有機體進行分析，能較好地從整體把握城鄉(xiāng)發(fā)展的特征及驅(qū)動力，可為該地區(qū)城鄉(xiāng)融合發(fā)展提供一定的參考。

城鄉(xiāng)發(fā)展帶動土地利用轉(zhuǎn)型，不同時期土地利用轉(zhuǎn)型能反映不同階段土地利用政策和人類活動對土地的開發(fā)強度。從天山北坡經(jīng)濟帶城鄉(xiāng)聚落近40年間整體呈現(xiàn)的擴張態(tài)勢來看，其城鄉(xiāng)聚落主要侵占耕地和開發(fā)未利用地。在2000-2010年，城鄉(xiāng)聚落的發(fā)展最為迅速，這主要是得益于2000年以后西部大開發(fā)戰(zhàn)略的實施，國家對西部地區(qū)的投資加大，經(jīng)濟的發(fā)展、人口的增長對天山北坡經(jīng)濟帶土地利用和城鄉(xiāng)聚落發(fā)展產(chǎn)生了深遠的影響^[44]。天山北坡存在大量的油氣資源，隨著技術(shù)水平的提升和能源需求的增加，原本不適宜人居住的荒漠地帶也出現(xiàn)了一定的新興聚落，進而導(dǎo)致未利用地的開發(fā)增強。在國土空間規(guī)劃大背景下，天山北坡經(jīng)濟帶城鄉(xiāng)聚落的開發(fā)應(yīng)嚴(yán)格遵守“三區(qū)三線”劃定成果，禁止城鄉(xiāng)聚落擴張侵占耕地資源，嚴(yán)守耕地紅線。天山北坡經(jīng)濟帶城鄉(xiāng)聚落受干旱區(qū)獨特氣候和地理條件的影響，行成了獨特風(fēng)格的聚落類型^[45]，城鄉(xiāng)聚落的發(fā)展變化深刻反映了該地區(qū)城鄉(xiāng)融合的態(tài)勢，推進天山北坡經(jīng)濟帶城鄉(xiāng)融合戰(zhàn)略要綜合考慮該地區(qū)城鄉(xiāng)聚落分布的自然、區(qū)位和社會經(jīng)濟因素。

天山北坡經(jīng)濟帶作為中國西部對外開放的門戶，綠洲是承載該地區(qū)聚落的核心區(qū)域，自然本底決定城鄉(xiāng)聚落的分布態(tài)勢，由不同水系形成的綠洲因區(qū)域尺度較廣等因素導(dǎo)致綠洲間的聯(lián)系較為薄弱。從研究結(jié)果來看，交通對城鄉(xiāng)聚落的分布具有較強的吸引力，從而加強了綠洲間的區(qū)域聯(lián)系，未來應(yīng)進一步完善城鄉(xiāng)基礎(chǔ)網(wǎng)，強化聚落間社會經(jīng)濟聯(lián)系。中高密度聚落集中密集分布在綠洲核心區(qū)域，區(qū)域沿高密度區(qū)持續(xù)擴張。低密度區(qū)主要集中分布在綠洲邊緣地帶，低密度地區(qū)地表徑流較少，靠近沙漠邊緣，環(huán)境惡劣，交通不便，不利于城鄉(xiāng)聚落的形成，城鄉(xiāng)聚落規(guī)模分布較為分散。隨著對資源的開發(fā)，天山北坡經(jīng)濟帶一些非綠洲區(qū)域也呈現(xiàn)聚落發(fā)展的態(tài)勢。城鄉(xiāng)聚落位序規(guī)模特征變化明顯，大中型聚落持續(xù)發(fā)展，逐漸趨于位序-規(guī)模擬合曲線，小型聚落持續(xù)減少但仍有分布，表明小型聚落仍然有待優(yōu)化的潛力。在未來城鄉(xiāng)聚落體系布局中，應(yīng)以城鄉(xiāng)融合為導(dǎo)向，加強中心城市綜合職能，調(diào)整優(yōu)化聚落規(guī)模等級結(jié)構(gòu)；構(gòu)建以縣域為載體城鄉(xiāng)融合發(fā)展模式，以城市帶縣進而帶動周邊小城鎮(zhèn)和鄉(xiāng)村聚落發(fā)展；著力完善交通等基礎(chǔ)設(shè)施，促進城鄉(xiāng)資源要素流動與配置；積極探索在現(xiàn)行城鄉(xiāng)融合背景下的城鄉(xiāng)體制改革。同時，應(yīng)嚴(yán)格“三區(qū)三線”劃定成果，實行最嚴(yán)格的耕地保護政策，嚴(yán)禁將侵占耕地用于居民宅基地的修建；科學(xué)劃定生態(tài)保護紅線以構(gòu)建合理的生態(tài)安全格局，提升人居環(huán)境質(zhì)量；在劃定城鎮(zhèn)開發(fā)邊界的基礎(chǔ)上，限制城鎮(zhèn)聚落對周邊區(qū)域的擴張。

從宏觀層面分析了天山北坡經(jīng)濟帶城鄉(xiāng)聚落時空演變的特征，對于微觀尺度城鄉(xiāng)聚落發(fā)展特征的差異情況解釋不足，未來可加強微觀尺度區(qū)域城鄉(xiāng)聚落發(fā)展的研究。其次，受制于歷史時期數(shù)據(jù)的可獲取性，研究未能揭示歷史時期城鄉(xiāng)聚落發(fā)展的驅(qū)動力。以往的“土地驅(qū)動發(fā)展”的模式在推動經(jīng)濟快速增長的同時，也導(dǎo)致了土地供需不匹配和城鄉(xiāng)土地空間布局不合理等矛盾，政策因素是城鄉(xiāng)發(fā)展中起到的作用也較大。由于政策因素難以量化，未定量分析政策因素等對城鄉(xiāng)聚落發(fā)展的影響，未來可以融合多學(xué)科、多領(lǐng)域綜合考慮將政策因素納入到城鄉(xiāng)聚落發(fā)展研究中，進而為未來實現(xiàn)城鄉(xiāng)統(tǒng)籌發(fā)展和城鄉(xiāng)土地可持續(xù)利用提供積極探索。最后，本研究僅以城鄉(xiāng)聚落的引力來對零星聚落進行優(yōu)化，對于農(nóng)牧民而言，其生產(chǎn)生活隨著鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略的實施也逐漸轉(zhuǎn)入定居生活，傳統(tǒng)的逐水而居的農(nóng)牧生活已不再是農(nóng)牧民是主要生產(chǎn)生活方式，本研究中未考慮到農(nóng)牧民發(fā)展意愿及聚落優(yōu)化財政支撐等要素，未來的研究中可考慮結(jié)合實地調(diào)研數(shù)據(jù)及深度訪談等方法構(gòu)建相關(guān)指標(biāo)體系對城鄉(xiāng)聚落進行優(yōu)化。

5 結(jié)論

采用景觀格局指數(shù)、GIS空間分析、位序-規(guī)模法和地理探測器等方法，研究了天山北坡經(jīng)濟帶1980-2020年近40年間城鄉(xiāng)聚落的景觀格局特征、密度特征、等級結(jié)構(gòu)特征，并識別和探測了天山北坡經(jīng)濟帶城鄉(xiāng)聚落分布格局的影響因素，結(jié)論如下。

1）1980-2020年，天山北坡經(jīng)濟帶城鄉(xiāng)聚落規(guī)模持續(xù)增加。城鄉(xiāng)聚落斑塊個數(shù)和面積前期增量少，后期增量變大，主要集中在沿天山北坡的各大綠洲內(nèi)且趨于集聚。

2）1980-2020年，天山北坡經(jīng)濟帶城鄉(xiāng)聚落用地變化特征明顯。天山北坡經(jīng)濟帶城鄉(xiāng)聚落用地擴張主要以侵占耕地、草地，開發(fā)建設(shè)未利用地為主，城鄉(xiāng)聚落擴張增量大于城鄉(xiāng)聚落轉(zhuǎn)出。

3）1980-2020年，天山北坡經(jīng)濟帶城鄉(xiāng)聚落密度變化特征顯著。高密度區(qū)域主要呈現(xiàn)多核集中分布各大綠洲核心區(qū)呈現(xiàn)“多核分散”的特征，中密度區(qū)域主要沿綠洲核心區(qū)擴散分布，聚落低密度區(qū)域分布在綠洲邊緣并在部分非綠洲地區(qū)有增加態(tài)勢。

4）1980-2020年，天山北坡經(jīng)濟帶城鄉(xiāng)聚落規(guī)模體系變化特征較為明顯。首位聚落規(guī)模持續(xù)增加，在城鄉(xiāng)聚落體系中呈現(xiàn)“壟斷地位”，其規(guī)模特征更貼近理論值；中位聚落的數(shù)量逐漸減少但規(guī)模逐漸增大，小型聚落“垂尾”特征明顯但其數(shù)量減少，中小聚落均有優(yōu)化提升的潛力。

5）天山北坡經(jīng)濟帶城鄉(xiāng)聚落密度的分布不同因子和影響度不同。城鄉(xiāng)聚落的規(guī)模受自然地理、區(qū)位因素、社會經(jīng)濟發(fā)展影響差異較大，社會經(jīng)濟因子對城鄉(xiāng)聚落用地分布特征影響最大，其次是區(qū)位因子和自然地理因子。各因子的交互作用對城鄉(xiāng)聚落的發(fā)展存在協(xié)同增強效應(yīng)，道路交通是城鄉(xiāng)聚落發(fā)展的主要驅(qū)動力，人口及社會的發(fā)展對城鄉(xiāng)聚落的影響也較高。

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（責(zé)任編輯：黃曉楠 ?英文審校：吳逢鐵）