西北干旱區(qū)河流與城鎮(zhèn)分布耦合關(guān)系研究——以蘭州、西寧地區(qū)為例

范熙偉,謝元禮,段漢明,姚 瑾,王 懿

(西北大學(xué)城市與環(huán)境學(xué)院,陜西 西安 710127)

西北干旱區(qū)河流與城鎮(zhèn)分布耦合關(guān)系研究
——以蘭州、西寧地區(qū)為例

范熙偉,謝元禮,段漢明,姚 瑾,王 懿

(西北大學(xué)城市與環(huán)境學(xué)院,陜西 西安 710127)

為研究西北干旱區(qū)河流與城鎮(zhèn)分布的耦合關(guān)系,本文首先提取了蘭州西寧地區(qū)的河流和城鎮(zhèn)的位置信息,然后分析河流和城鎮(zhèn)分布的相互位置關(guān)系,得出該研究區(qū) 80%城鎮(zhèn)依附著河流分布于河谷中,得出結(jié)論在西北地區(qū)這種干旱的自然環(huán)境下河流是影響城鎮(zhèn)布局的重要因素。

城鎮(zhèn);河流;耦合關(guān)系

0 前言

“自然地理?xiàng)l件如地質(zhì)地貌、氣候水文、土壤植被首先作為人類生存環(huán)境,通過(guò)影響人口分布而影響城市的形成發(fā)展。世界上不少城市的分布現(xiàn)象明顯反映出自然條件的影響[1]?！痹诔鞘信c環(huán)境的眾多關(guān)系特征之中,臨水性是城市分布的普遍規(guī)律[2]。由于水系先于城鎮(zhèn)體系而存在,且其變化遠(yuǎn)比城鎮(zhèn)體系緩慢得多,城鎮(zhèn)體系的時(shí)空結(jié)構(gòu)要受水系時(shí)空結(jié)構(gòu)的制約(慢變量控制快變量),在某種程度上必以水系為發(fā)展的模范。事實(shí)上,任何城鎮(zhèn)的發(fā)展都離不開一定規(guī)模的水體的支持,河流是哺育城鎮(zhèn)的主要水體,城鎮(zhèn)對(duì)河流非常依賴。事實(shí)上,中國(guó)著名經(jīng)濟(jì)地理學(xué)家陸大道先生在創(chuàng)立社會(huì)經(jīng)濟(jì)點(diǎn) -軸系統(tǒng)理論的時(shí)候就曾發(fā)現(xiàn),海岸、江河和交通道路是軸帶發(fā)育的重要依托,而軸帶實(shí)則為城市體系空間發(fā)育的能量集散廊道[3]。河流通常具有交通和供水雙重職能,至少具備其中之一。在中國(guó)北部城市普遍缺水的今天,無(wú)視水系的巨大作用是不符合城市化過(guò)程的成本、效益原則的。本文通過(guò)研究蘭州西寧地區(qū)的河流與城鎮(zhèn)的位置關(guān)系,揭示其耦合關(guān)系。

1 河流和城鎮(zhèn)位置提取

1.1 研究區(qū)概況

本文的研究區(qū)域包括蘭州和西寧及其之間的共 19個(gè)縣,具體是:貴德、尖扎、循化、永靖、臨夏市、化隆、湟源縣、西寧、平安、樂都、民和、蘭州、大通、互助、永登、皋蘭、湟中、積石山、東鄉(xiāng)。

蘭州-西寧區(qū)域?qū)儆邳S土高原、青藏高原和蒙古高原三大高原交界地帶,是第一階梯向第二階梯的過(guò)度地帶,地貌復(fù)雜多樣,山地、高原、平川、河谷、盆地等交錯(cuò)分布。該區(qū)域地處黃河上游,黃河、湟水河和大通河等多條河流貫穿。地勢(shì)中間低兩邊高,中間蘭州、白銀等地海拔較低,在 1 000m到 2 000m之間,兩邊西寧、海東地區(qū)、臨夏、定西等地海拔較高,在 2 000m到 3 000m之間,西寧和海東地區(qū)部分地方海拔達(dá) 3000m至 5000m。由于氣候、地形、水資源等的約束,蘭西地區(qū)大部分城鎮(zhèn)及人口集中分布于海拔高度相對(duì)較低的河谷地帶,其中 1000～2000m之間,在2008年末,有 255.99萬(wàn)人分布 10個(gè)城市中,人口規(guī)模占到蘭州 -西寧區(qū)域同年的 61.73%。2000～3000m之間,分布人口 158.68萬(wàn)人,集中在21城市中,占本區(qū)域總?cè)丝诘?38.27%。因?yàn)樵诟珊祬^(qū)自然環(huán)境下,起伏較大的地勢(shì)情況下,河谷給人類接近水源,尋找適宜的建設(shè)用地及其農(nóng)作物生產(chǎn)提供了便利條件和場(chǎng)所。盡管人類在社會(huì)發(fā)展層面表現(xiàn)出“水往低處流,人向高出走”的規(guī)律,但是在選擇居住環(huán)境和進(jìn)行各種生產(chǎn)生活活動(dòng)時(shí)候表現(xiàn)出“人往低處走”和“水往低處流”的方向一致性。

1.2 數(shù)據(jù)源選擇

本研究需要蘭州西寧地區(qū)的河流和城鎮(zhèn)分布數(shù)據(jù),對(duì)于河流和城鎮(zhèn)的位置數(shù)據(jù)來(lái)自國(guó)家基礎(chǔ)地理信息中心提供的我國(guó) 1∶400萬(wàn)行政區(qū)劃及基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)。對(duì)于該區(qū)域的農(nóng)田分布,采用遙感技術(shù)利用 LandSat5 TM數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)督分類后提取出該區(qū)域的農(nóng)田分布數(shù)據(jù)[4]。

2 城鎮(zhèn)、河流分布耦合關(guān)系分析

2.1 主要分布于河谷地區(qū)

從圖 1居民地、河流分布圖中可以看出,大部分城鎮(zhèn)分布于河流旁,統(tǒng)計(jì)河流和城鎮(zhèn)的位置關(guān)系,如表 1。

圖1 居民地、河流分布圖

圖2 城鎮(zhèn)分布和坡度關(guān)系圖

表1 河流城鎮(zhèn)分布關(guān)系表

從表 1中可以看出研究區(qū)共有 19個(gè)縣,其中位于湟河和黃河的河流上有 11個(gè)縣,位于次一級(jí)河流上的有 6個(gè)縣,無(wú)河流衣依附的有 2個(gè)縣,有河流依附的縣占到了 89.47%,可見河流成為影響該區(qū)域城鎮(zhèn)分布的重要因素。圖 2城鎮(zhèn)分布和坡度關(guān)系圖中灰色部分是坡度小于 5°的范圍,從圖中可以看出除了東鄉(xiāng)外其他 18個(gè)縣都分布于小于 5°的范圍內(nèi),可見地形也是影響城鎮(zhèn)分布的重要因素之一。

2.2 河流交叉處

從圖 1居民地、河流分布圖中繼續(xù)分析,分析位于兩條或三條河流交叉處的城鎮(zhèn)并統(tǒng)計(jì),如表 2

表2 城鎮(zhèn)位于河流交叉處統(tǒng)計(jì)表

從上表 2看出,19個(gè)縣中有 11個(gè)縣分布在十字形河流交叉處(有些旁支已經(jīng)干涸),有 5個(gè)縣沿河流或湖泊分布,有兩個(gè)縣沒有河流依附,其中沿十字形分布的縣城占到了63.15%,說(shuō)明該區(qū)域中河流對(duì)養(yǎng)育城鎮(zhèn)具有十分重要的作用,此外在河流十字交叉處由于是兩條河流共同沖刷形成的河谷平原較單條河流形成的平原面積大,能夠承載更多的人口。

2.3 河流緩沖區(qū)分析

圖3 湟河 18 km緩沖區(qū)分布圖

圖4 湟河 18 km緩沖區(qū)修正后分布圖

圖3中黃色部分為湟河流域耕地分布范圍,紅色范圍為湟河和它的兩個(gè)支流以 18 km為半徑生成的緩沖區(qū)[5],可以看出耕地大部分都分布在該緩沖區(qū)范圍內(nèi),可見耕地分布與河流距離之間存在很大的相關(guān)性。在西寧南部的藍(lán)色區(qū)域沒有被紅色河流緩沖區(qū)覆蓋,則肯能是由于西寧城市對(duì)糧食要求高、輻射范圍大超過(guò)河流影響力造成的,圖 4為以西寧為圓心以 27 500m為半徑生成的緩沖區(qū)對(duì)原有河流緩沖區(qū)進(jìn)行修改后的范圍圖,可見這個(gè)范圍可以很好的覆蓋湟水流域耕地分布范圍,可得出該流域耕地分布式河流和城鎮(zhèn)共同作用的結(jié)果,人為作用因素相對(duì)較弱。

3 結(jié)論

以上分析可知,蘭州西寧地區(qū)的城鎮(zhèn)主要依附于河流分布,占該區(qū)域城鎮(zhèn)總數(shù)的 89.47%,其中位于河流交叉處的城鎮(zhèn)占到 63.15%;此外,作為作城鎮(zhèn)賴以生存的耕地也分布于河流一定范圍內(nèi),說(shuō)明在西北地區(qū)這種干旱的自然環(huán)境下,河谷給人類接近水源,尋找適宜的建設(shè)用地及其農(nóng)作物生產(chǎn)提供了便利條件和場(chǎng)所,河流對(duì)于該區(qū)域的城鎮(zhèn)發(fā)育起到?jīng)Q定性作用。

[1]周一星.城市地理學(xué)[M].北京:商務(wù)印書館,1995.142-147

[2]陳彥光,劉繼生.中心地體系與水系分形結(jié)構(gòu)的相似性分析關(guān)于人 -地對(duì)稱關(guān)系的一個(gè)理論探討[J].地理科學(xué)進(jìn)展,2001,20(1):81-88.

[3]陸大道.區(qū)域發(fā)展及其空間結(jié)構(gòu)[M].北京:科學(xué)出版社,1995.

[4]梅安新,秦期明,劉慧平.遙感導(dǎo)論.高等教育出版社[M].2001

[5]湯國(guó)安,楊昕.ArcGIS地理信息系統(tǒng)空間分析實(shí)驗(yàn)教程[M].北京:科學(xué)出版社,2006

Study on Coup led Relation between Rivers and Towns of Northwest Arid Region—— Take Lanzhou,Xining as an Exam p le

FAN Xi-w ei,XIE Yuan-li,DUAN Han-m ing,YAO Jin,WANG Yi
(College of Urban and Environment,Northwest University,X i'an 710127,Shaanxi)

To study the Coupled Relation between rivers and towns in the Arid Region of Northwest,the paper extracts the location information of river and town in Lanzhou and X ining,and then analyzes the distribution of rivers and towns,about 80%of the towns in the studied area located in the valley,the conclusion is that the rivers is an important factor of influence on the urban layout in the arid area of Northwest.

Cities and towns;rivers and the coupled relationsnd Reinforce

P641.69

A

1004-1184(2011)01-0115-02

2010-09-15

國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(50678149);西北大學(xué)研究生交叉學(xué)科資助項(xiàng)目(09YJC 16)

范熙偉(1986-),男,山西臨汾人,在讀研究生,研究方向:遙感與 GIS應(yīng)用研究。