重慶市低山丘陵區(qū)農(nóng)村居民點(diǎn)分布格局及其影響因素

張 霞，魏朝富，倪九派，殷 帥

(西南大學(xué)三峽庫區(qū)生態(tài)環(huán)境教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，西南大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院，重慶 400715)

農(nóng)村居民點(diǎn)作為農(nóng)村人地關(guān)系的表現(xiàn)核心，是農(nóng)村居民生產(chǎn)和生活的承載體，是社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展到一定歷史階段的產(chǎn)物［1］;作為農(nóng)村社會(huì)的基本地域單元，農(nóng)村居民點(diǎn)既是社會(huì)主義新農(nóng)村建設(shè)的重要物質(zhì)載體，也是城鄉(xiāng)統(tǒng)籌發(fā)展的助推器［2］。農(nóng)村居民點(diǎn)分布格局是在一定自然、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展環(huán)境下農(nóng)村居民居住活動(dòng)在其分布地區(qū)的反映，是居民點(diǎn)體系職能類型結(jié)構(gòu)和規(guī)模序列結(jié)構(gòu)在區(qū)域內(nèi)的空間組合表現(xiàn)形式［3，4］。因此，在當(dāng)前我國農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化和城鎮(zhèn)化不斷加速的背景下，研究區(qū)域自然環(huán)境影響下的農(nóng)村居民點(diǎn)分布格局，能準(zhǔn)確地掌握農(nóng)村居民點(diǎn)的用地狀況及分布格局，對(duì)制定農(nóng)村居民點(diǎn)整理規(guī)劃具有重要的實(shí)踐指導(dǎo)意義。

目前，我國對(duì)農(nóng)村居民點(diǎn)的研究，主要是以縣域或更大的尺度為研究對(duì)象，運(yùn)用GIS空間分析技術(shù)或GIS與RS技術(shù)相結(jié)合，以探討農(nóng)村居民點(diǎn)空間分布特征、格局及變化規(guī)律［4-7］。為此，該文以GIS為技術(shù)支撐，綜合運(yùn)用景觀分析軟件Fragstats3.3，選取表征農(nóng)村居民點(diǎn)用地、規(guī)模、形狀和分布的11個(gè)景觀指數(shù)指標(biāo)，以重慶市“一圈兩翼”代表區(qū)內(nèi)的合川區(qū)大石鎮(zhèn)柿子等4個(gè)村 (以下簡稱合川區(qū)大石鎮(zhèn))、忠縣拔山鎮(zhèn)拔山等3個(gè)村(以下簡稱忠縣拔山鎮(zhèn))和秀山土家族苗族自治縣梅江鎮(zhèn)新營等2個(gè)村 (以下簡稱秀山縣梅江鎮(zhèn))為研究對(duì)象，分析了低山丘陵區(qū)農(nóng)村居民點(diǎn)分布與海拔、坡度和坡向的關(guān)系，并對(duì)自然環(huán)境影響下農(nóng)村居民點(diǎn)的分布格局進(jìn)行了整體分析和探討，以期為合理利用土地資源、制定村莊發(fā)展建設(shè)規(guī)劃和農(nóng)村居民點(diǎn)規(guī)劃提供科學(xué)決策依據(jù)。

1 研究區(qū)概況與研究方法

1.1 研究區(qū)概況

合川區(qū)大石鎮(zhèn)位于重慶市合川區(qū)西南部，地處以主城區(qū)為核心、以大約1小時(shí)通勤距離為半徑范圍的城市經(jīng)濟(jì)區(qū)內(nèi) (即 “一圈”)，地理位置介于 106°10＇24″～106°12＇45″E，30°04＇06″～30°06＇35″N 之間，涉及合川區(qū)大石鎮(zhèn)竹山村、懣井村、高川村和柿子村4個(gè)行政村;忠縣拔山鎮(zhèn)位于重慶市忠縣西北部、長江北岸，地處以萬州區(qū)為中心的三峽庫區(qū)城鎮(zhèn)群 (即 “渝東北翼”)，地理位置介于107°43＇48″～107°46＇42″E，30°18＇15″～30°20＇24″N之間，涉及忠縣拔山鎮(zhèn)拔山村、石聯(lián)村和蘇家村3個(gè)行政村;秀山縣梅江鎮(zhèn)位于重慶市秀山土家族苗族自治縣東南部，地處以黔江區(qū)為中心的武陵山區(qū)城鎮(zhèn)群 (即“渝東南翼”)，地理位置介于 109°00＇31″～109°05＇04″E，北緯 28°14＇47″～28°16＇35″N 之間，涉及秀山土家族苗族自治縣梅江鎮(zhèn)新營村和邑中居委會(huì)兩個(gè)行政村。

表1 研究區(qū)概況比較

圖1 研究區(qū)位置示意

1.2 數(shù)據(jù)來源與處理

該文數(shù)據(jù)來源包括:研究區(qū)1∶2000土地利用現(xiàn)狀圖、1∶2000地形圖以及行政區(qū)劃圖。在Arc-GIS9.3的支持下，首先將農(nóng)村居民點(diǎn)用地信息從土地利用現(xiàn)狀圖中提取出來，然后利用GIS的3D analysis功能，生成研究區(qū)的DEM圖、坡度圖和坡向圖，并將其分級(jí)，再將提取出的農(nóng)村居民點(diǎn)分布圖分別與分級(jí)后的DEM圖、坡度圖和坡向圖進(jìn)行疊加和空間分析與計(jì)算;最后運(yùn)用景觀分析軟件Fragstats3.3進(jìn)一步處理上述數(shù)據(jù)，最終計(jì)算出所需的11種景觀格局指數(shù)，以分析農(nóng)村居民點(diǎn)分布與海拔、坡度和坡向等自然要素間的關(guān)系。

1.3 研究方法

聚居斑塊是當(dāng)今地球上最明顯且又普遍存在的景觀成分之一，農(nóng)村居民點(diǎn)聚居斑塊是由不同大小、形狀和組合的自然及人文斑塊組成的鑲嵌體，是表征農(nóng)村居民點(diǎn)空間分布的重要指標(biāo)［8］。因此，現(xiàn)有研究中都主要采用農(nóng)村居住用地斑塊來反映農(nóng)村居民點(diǎn)分布格局。景觀指數(shù)是指能夠高度濃縮景觀格局信息，反映其結(jié)構(gòu)組成和空間配置等方面特征的簡單定量指標(biāo)［9］，景觀指數(shù)之間是相輔相成的，沒有一個(gè)景觀指數(shù)能夠充分反映某一景觀的所有特征。為此，研究中常常是幾個(gè)指標(biāo)組合使用，以最大限度地減少信息冗余和盡量全面地反映景觀特征。綜合學(xué)者們對(duì)景觀格局指數(shù)的研究結(jié)果［10-13］，該文選取以下11個(gè)景觀指數(shù)來分析農(nóng)村居民點(diǎn)分布格局，主要指標(biāo)計(jì)算公式及代表含義見表2。

表2 農(nóng)村居民點(diǎn)景觀格局特征指標(biāo)及含義

2 結(jié)果分析

2.1 農(nóng)村居民點(diǎn)用地比重分析

為更好地反映農(nóng)村居民點(diǎn)分布的區(qū)域差異以及不同區(qū)域的農(nóng)村居民點(diǎn)疏密程度，田光進(jìn)等［14］將農(nóng)村居民點(diǎn)用地比重 (PLAND=TA/A*100%)分為5級(jí)，分級(jí)值為S1;當(dāng)PLAND＜0.001%時(shí)，S1=1，為極稀疏區(qū);0.001%≤PLAND＜1%，S1=2，為稀疏區(qū);1%≤PLAND＜5%，S1=3，為較稀疏區(qū);5%≤PLAND＜10%，S1=4，為較密集區(qū);當(dāng)PLAND≥10%，S1=5，為密集區(qū)。據(jù)圖2分析，在居民點(diǎn)用地上，合川區(qū)大石鎮(zhèn)TA=117.06hm2＞秀山縣梅江鎮(zhèn)TA=41.85hm2＞忠縣拔山鎮(zhèn)TA=18.83hm2，合川區(qū)大石鎮(zhèn)農(nóng)村居民點(diǎn)用地比重PLAND為11.82%、忠縣拔山鎮(zhèn)為1.95%、秀山縣梅江鎮(zhèn)為3.65%，分析表明合川區(qū)大石鎮(zhèn)農(nóng)村居民點(diǎn)用地比重最高，為5級(jí)，其原因在于，該研究區(qū)位于重慶市“一圈兩翼”中的“一圈”內(nèi)，且合川區(qū)地處重慶市北大門，是重慶北部區(qū)域性中心城市，再加上大石鎮(zhèn)位于城郊，受城市輻射的影響，經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速，居民點(diǎn)分布密集;而忠縣拔山鎮(zhèn)和秀山縣梅江鎮(zhèn)地處經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平相對(duì)較弱的“兩翼”內(nèi)，農(nóng)村居民點(diǎn)分布相對(duì)分散，其用地比重相對(duì)比“一圈”內(nèi)低，均為3級(jí)?？傮w來看，在農(nóng)村居民點(diǎn)用地比重上，合川區(qū)大石鎮(zhèn)＞秀山縣梅江鎮(zhèn)＞忠縣拔山鎮(zhèn)，但都屬于農(nóng)村居民點(diǎn)分布比較集中的地區(qū)，這和重慶“大農(nóng)村”的市情有著密切聯(lián)系。

2.2 農(nóng)村居民點(diǎn)分布與海拔的關(guān)系

在眾多自然因素中，海拔對(duì)農(nóng)村居民點(diǎn)分布具有重要影響。一般來說，越是海拔高的地區(qū)，農(nóng)村居民點(diǎn)分布得越少［15］。由表3知，在居民點(diǎn)用地上，隨著海拔的升高，農(nóng)村居民點(diǎn)用地面積呈現(xiàn)出垂直遞減規(guī)律;規(guī)模上，無論是NP、MPS，還是PSSD、LPI，都并未隨海拔的變化而表現(xiàn)出一定的規(guī)律性，而是表現(xiàn)為合川區(qū)大石鎮(zhèn)的MPS和PSSD最大、NP和LPI最小，忠縣拔山鎮(zhèn)的MPS和PSSD最小、NP最大，這是因?yàn)楹洗▍^(qū)大石鎮(zhèn)地處淺丘區(qū)，地勢(shì)相對(duì)平坦，農(nóng)村居住用地相對(duì)集中，呈現(xiàn)出較為明顯的中心集聚特征，而忠縣拔山鎮(zhèn)地處由丘陵向低山過渡區(qū)，微地勢(shì)通常起伏不定，因而農(nóng)村居民點(diǎn)表現(xiàn)出斑塊數(shù)目明顯增多，但平均斑塊面積和斑塊面積標(biāo)準(zhǔn)差都很小，農(nóng)村居住用地集中度較低;形狀上，隨著海拔的不斷增加，表征農(nóng)村居民點(diǎn)邊界曲折度的平均斑塊形狀指數(shù) (MSI)和面積加權(quán)平均斑塊分維數(shù) (AWMPFD)都有所減小，結(jié)合具體情況分析:在地勢(shì)相對(duì)平坦的地區(qū)，農(nóng)村居民點(diǎn)分布規(guī)模較大，農(nóng)戶住宅建設(shè)長時(shí)期的不規(guī)則布局通常使居民點(diǎn)邊界曲折度增加，而對(duì)于分布在較高海拔地區(qū)的農(nóng)村居民點(diǎn)而言，農(nóng)村居民點(diǎn)的平均面積較小，但農(nóng)戶居住空間卻相對(duì)緊湊，這也從整體上減弱了居民點(diǎn)斑塊形狀的不規(guī)則程度;分布上，忠縣拔山鎮(zhèn)和秀山縣梅江鎮(zhèn)的低山區(qū)農(nóng)村居民點(diǎn)斑塊密度 (PD)、平均最鄰近距離 (MNND)相對(duì)較高和蔓延度指數(shù) (CONTAG)相對(duì)較低的情況，則反映出地形過渡地帶和低山區(qū)農(nóng)戶居住空間不集中，農(nóng)村居民點(diǎn)空間分布相對(duì)分散。

圖2 研究區(qū)農(nóng)村居民點(diǎn)用地比重

表3 研究區(qū)不同高程帶農(nóng)村居民點(diǎn)分布格局

2.3 農(nóng)村居民點(diǎn)分布與坡度的關(guān)系

坡度是農(nóng)村居民點(diǎn)空間分布的宏觀地理背景，直接關(guān)系到農(nóng)村居民點(diǎn)的分布格局。為研究需要，首先將研究區(qū)的坡度分成4個(gè)坡度級(jí):0°～5°為平地、5°～15°為緩坡、15°～25°為中坡、＞25°為陡坡。從地形坡度來看，適宜或較適宜于人類居住的是坡度≤15°的地帶，也是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)最理想的坡度帶。由表4可知，合川區(qū)大石鎮(zhèn)、忠縣拔山鎮(zhèn)、秀山縣梅江鎮(zhèn)分布在0°～15°的平地、緩坡地上的居民點(diǎn)面積各占區(qū)內(nèi)農(nóng)村居民點(diǎn)總面積的93.45%、85.82%和74.03%，這說明農(nóng)村居民對(duì)居住地的選擇，傾向于選擇自然位置和農(nóng)業(yè)耕作條件較好的區(qū)域;另外，隨著坡度的不斷增加，農(nóng)村居民點(diǎn)用地面積、規(guī)模和分布比重基本上呈逐漸遞減的趨勢(shì)，居民點(diǎn)的形狀也越來越不規(guī)則，空間分布也相對(duì)分散，這進(jìn)一步證明了坡度變化對(duì)農(nóng)村居民點(diǎn)空間分布有著明顯的影響。

表4 研究區(qū)不同坡度帶農(nóng)村居民點(diǎn)分布格局

2.4 農(nóng)村居民點(diǎn)分布與坡向的關(guān)系

坡向是重要的地貌因子，坡向的不同導(dǎo)致環(huán)境中光、熱、水等自然條件產(chǎn)生差異?！吧侥纤敝^之陽”，即山的南面，水 (山谷)的北面是陽坡，反之則是陰坡。我國位于北半球，因此“山南水北”的方位，日照都比較充足;再加上研究區(qū)內(nèi)的山脈大都為東西走向。為此，該文將坡向?yàn)闁|向、東南向、南向和西南向的確定為陽坡，將坡向?yàn)楸毕?、東北向、西向和西北向的確定為陰坡。從表5知，在居民點(diǎn)用地上，3個(gè)研究區(qū)中，無論是居民點(diǎn)的面積 (TA)，還是居民點(diǎn)的個(gè)數(shù) (NP)，分布在陽坡上的總大于陰坡，這是因?yàn)槠孪蛑苯佑绊懝庹諒?qiáng)度，在陽坡上的房屋采光性會(huì)更好;規(guī)模上，合川區(qū)大石鎮(zhèn)的居民點(diǎn)平均斑塊面積 (MPS)，分布在陽坡上的小于陰坡，這表明在淺丘區(qū)，居住在陰坡上的人們通過擴(kuò)大房屋建筑面積來滿足房屋采光需要;形狀上，3個(gè)研究區(qū)的居民點(diǎn)平均斑塊形狀指數(shù) (MSI)和面積加權(quán)平均斑塊分維數(shù) (AWMPFD)，分布在陽坡上的大于陰坡，說明分布在陽坡上的居民點(diǎn)的邊界曲折度、不規(guī)則程度和破碎程度都更大;分布上，除合川區(qū)大石鎮(zhèn)外，其余兩個(gè)研究區(qū)的居民點(diǎn)分布在陽坡上的更密集。

表5 研究區(qū)不同坡向農(nóng)村居民點(diǎn)分布格局

3 結(jié)論與討論

3.1 自然環(huán)境、地理區(qū)位影響農(nóng)村居民點(diǎn)分布格局

該文的分析表明，(1)農(nóng)村居民點(diǎn)分布格局受海拔、坡度、坡向等因素的影響，其用地規(guī)模、形態(tài)和分布模式反映了這些因素的綜合作用:①用地上，隨著海拔的升高或坡度的增加，農(nóng)村居民點(diǎn)用地面積呈減少趨勢(shì)，且受坡向的影響，分布在陽坡上的居民點(diǎn)也多于陰坡;②規(guī)模上，合川區(qū)大石鎮(zhèn)＞秀山縣梅江鎮(zhèn)＞忠縣拔山鎮(zhèn)，分布在平地、緩坡的＞中坡、陡坡的，陽坡的＞陰坡的;③形狀上，隨著海拔的升高，農(nóng)村居民點(diǎn)形狀越來越規(guī)則，而隨著坡度的增加，其形狀的不規(guī)則程度和邊界曲折度也隨之增加，從坡向來說，分布在陰坡上的農(nóng)村居民點(diǎn)形狀比陽坡上的規(guī)則;④分布上，隨著海拔、坡度的增加，農(nóng)村居民點(diǎn)的密集程度呈減小趨勢(shì)，分布在陽坡上的也比陰坡上的密集。(2)因自然環(huán)境和地理區(qū)位的差異，農(nóng)村居民點(diǎn)分布格局表現(xiàn)出不同的區(qū)域特征:丘陵區(qū)農(nóng)村居民點(diǎn)平均斑塊面積大、分布密度小，其空間分布相對(duì)集中;由丘陵向低山過渡區(qū)由于微地勢(shì)起伏不定，農(nóng)村居民點(diǎn)數(shù)量多、單個(gè)居民點(diǎn)規(guī)模小，其空間分布集中度較低;低山區(qū)農(nóng)村居民點(diǎn)分布仍比較零碎，并表現(xiàn)出明顯的地帶性特征。上述研究成果與同類研究具有一致性，如通過對(duì)山東省平邑縣農(nóng)村居民點(diǎn)的空間布局研究，得出該縣農(nóng)村居民點(diǎn)主要分布在坡度變化平緩、高程變化不大的地區(qū)［16］;低山丘陵地帶的農(nóng)村居民點(diǎn)分布在海拔相對(duì)較低的區(qū)域和陽坡上［4，17］。上述研究綜合表明，地形地貌是構(gòu)成農(nóng)村居民點(diǎn)分布格局的基礎(chǔ)框架，制約著農(nóng)村居民點(diǎn)的用地、規(guī)模、形狀和分布特征。

3.2 小尺度下居民點(diǎn)分布的研究宜采用GIS與Fragstats相結(jié)合

居民點(diǎn)是社會(huì)生產(chǎn)發(fā)展的產(chǎn)物，它既是人們生活居住的區(qū)域，又是從事生產(chǎn)和其他活動(dòng)的場(chǎng)所。目前，在研究居民點(diǎn)分布的相關(guān)文獻(xiàn)中，學(xué)者們的研究區(qū)域集中在東部或中部城郊地區(qū)，研究尺度為縣級(jí)及以上尺度，研究方法多采用RS、GIS或SDA［4-7］。但由于我國農(nóng)村居民點(diǎn)規(guī)模小、數(shù)量多、分布零散、斑塊大小各異且形狀復(fù)雜，特別像西南丘陵山區(qū)這種復(fù)雜的地形，難于用單一指標(biāo)或方法表示其分布、大小及形狀特征，因此對(duì)西南低山丘陵區(qū)農(nóng)村居民點(diǎn)分布格局的研究，宜采用多個(gè)定量指標(biāo)共同描述;而對(duì)于村級(jí)尺度下農(nóng)村居民點(diǎn)分布格局的研究，運(yùn)用景觀生態(tài)學(xué)方法和GIS空間分析方法的有效結(jié)合，可以較好地描述農(nóng)村居民點(diǎn)斑塊的用地、規(guī)模、形狀和分布狀況，進(jìn)而更好地反映農(nóng)村居民點(diǎn)的分布格局。

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