基于Voronoi圖與景觀指數(shù)法的山區(qū)農(nóng)村居民點(diǎn)空間分布特征及其影響因素

鐘紫玲, 王占岐, 李偉松

(中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(武漢) 公共管理學(xué)院, 武漢 430074)

基于Voronoi圖與景觀指數(shù)法的山區(qū)農(nóng)村居民點(diǎn)空間分布特征及其影響因素

鐘紫玲, 王占岐, 李偉松

(中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(武漢) 公共管理學(xué)院, 武漢 430074)

農(nóng)村居民點(diǎn)用地空間結(jié)構(gòu)反映著人地關(guān)系演變趨勢(shì)的同時(shí)，也影響著區(qū)域經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。研究農(nóng)村居民點(diǎn)空間分布特征及其影響因素對(duì)開展土地整治活動(dòng)具有重要意義。運(yùn)用Voronoi圖和生態(tài)景觀指數(shù)法，以湖北省神農(nóng)架林區(qū)為研究區(qū)域，全面分析了山區(qū)農(nóng)村居民點(diǎn)空間分布特征，同時(shí)運(yùn)用數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析方法對(duì)農(nóng)村居民點(diǎn)空間分布影響因素進(jìn)行了探究。結(jié)果表明：山區(qū)農(nóng)村居民點(diǎn)集聚型分布現(xiàn)象明顯，表現(xiàn)出大聚居、小散居的分布特征，整體呈現(xiàn)破碎度低、分布零散、分維數(shù)小、斑塊穩(wěn)定的景觀格局；山區(qū)居民點(diǎn)空間分布格局主要影響因素為海拔、坡度、水系、道路交通等，其中受地形和道路交通影響尤其明顯，呈現(xiàn)出較強(qiáng)的地形和道路交通指向。研究對(duì)目前新一輪土地整治規(guī)劃的科學(xué)開展具有引導(dǎo)作用，同時(shí)可為政府部門實(shí)施農(nóng)村居民點(diǎn)整理提供決策支持。

農(nóng)村居民點(diǎn); 空間分布; 山區(qū); Voronoi圖; 景觀指數(shù)

農(nóng)村居民點(diǎn)是人類社會(huì)發(fā)展到一定階段的產(chǎn)物，是農(nóng)村人地關(guān)系的核心表現(xiàn)。然而由于缺乏統(tǒng)一規(guī)劃，我國(guó)農(nóng)村居民點(diǎn)發(fā)展長(zhǎng)期處于無(wú)序狀態(tài)，農(nóng)村居民點(diǎn)普遍存在著分布零散、集約利用程度低、土地資源浪費(fèi)、基礎(chǔ)設(shè)施不完善等問(wèn)題。近年來(lái)，不少學(xué)者對(duì)農(nóng)村居民點(diǎn)存在的這些問(wèn)題進(jìn)行了多角度研究。研究主要集中在三個(gè)方面：農(nóng)村居民點(diǎn)整理潛力測(cè)算[1-4]、農(nóng)村居民點(diǎn)空間分布特征與布局優(yōu)化[5-9]和農(nóng)村居民點(diǎn)用地適宜性評(píng)價(jià)[10-11]。從已有的研究成果可以發(fā)現(xiàn)，當(dāng)前大多數(shù)學(xué)者研究農(nóng)村居民點(diǎn)空間分布特征時(shí)均是從較為宏觀的角度來(lái)分析，忽略了相鄰農(nóng)村居民點(diǎn)間相互作用的微觀力量對(duì)其空間布局的影響，而且少有學(xué)者綜合運(yùn)用多種方法分析農(nóng)村居民點(diǎn)空間分布特征，揭示農(nóng)村居民點(diǎn)空間分布規(guī)律。

基于此，本文選取具有典型地貌的山區(qū)地域——湖北省神農(nóng)架林區(qū)作為研究對(duì)象，綜合運(yùn)用Voronoi圖和景觀指數(shù)法來(lái)揭示農(nóng)村居民點(diǎn)的空間分布特征、規(guī)律及其影響因素，以期為山區(qū)農(nóng)村居民點(diǎn)的整治與優(yōu)化布局提供參考，為政府部門決策提供一定的科學(xué)依據(jù)。

1 研究區(qū)概況與數(shù)據(jù)來(lái)源

1.1 研究區(qū)概況

神農(nóng)架林區(qū)位于湖北省西部邊陲，地跨東經(jīng)109°56′—110°58′，北緯31°15′—31°75′。屬典型的中緯度北亞熱帶季風(fēng)區(qū)，年降水量900～1 000 mm。地形西南高東北低，平均海拔1 700 m。林區(qū)山巒疊嶂，溝壑縱橫，河谷深切，山坡陡峻，地貌復(fù)雜多樣。神農(nóng)架山脈近東西向橫垣于神農(nóng)架林區(qū)西南部，以神農(nóng)頂最高，高程為3 105.4 m。轄區(qū)交通以公路為主，209國(guó)道及多條省道貫穿境內(nèi)。轄區(qū)共5鎮(zhèn)3鄉(xiāng)：松柏、木魚、紅坪、陽(yáng)日鎮(zhèn)，新華、宋洛、九湖、下谷土家族鄉(xiāng)，總?cè)丝?.2萬(wàn)人，土地總面積為3 233 km2，農(nóng)村居民點(diǎn)圖斑共計(jì)4 615個(gè)。

1.2 數(shù)據(jù)來(lái)源與處理

本文以農(nóng)村居民點(diǎn)空間分布特征為研究對(duì)象，研究中用到的數(shù)據(jù)主要來(lái)源于：神農(nóng)架林區(qū)1∶10 000土地利用現(xiàn)狀圖(2009年)及1∶50 000地形圖、交通現(xiàn)狀及規(guī)劃圖，數(shù)字高程模型數(shù)據(jù)(DEM)和《神農(nóng)架志》，《神農(nóng)架林區(qū)統(tǒng)計(jì)年鑒》以及神農(nóng)架林區(qū)土地利用總體規(guī)劃(2006—2020年)等。

研究首先將柵格圖件掃描、幾何校正，進(jìn)行矢量化，然后將不同的矢量數(shù)據(jù)類型利用ArcGIS 9.3統(tǒng)一轉(zhuǎn)為shp格式，進(jìn)而提取本研究所需的數(shù)據(jù)信息。主要信息包括面狀農(nóng)村居民點(diǎn)要素、線狀交通及水系要素、地形高度及坡度數(shù)據(jù)等。

2 研究方法

2.1 Voronoi圖

運(yùn)用計(jì)算幾何學(xué)中Voronoi圖的變異系數(shù)(Cv)對(duì)農(nóng)村居民點(diǎn)空間分布類型進(jìn)行探討分析，Voronoi圖的定義如下[12-15]：

設(shè)平面上的一個(gè)離散發(fā)生點(diǎn)集S={P1，P2，…，Pn}，則任意點(diǎn)Pi的Voronoi圖定義為：

Ti={x:d(xpi)

(1)

式中：d——?dú)W式距離。由定義(1)可知，Ti是一個(gè)凸多邊形。Voronoi圖是對(duì)平面的一種剖分，在任意一個(gè)凸Voronoi多邊形中，任意一個(gè)內(nèi)點(diǎn)到該凸多邊形的發(fā)生點(diǎn)Pi的距離都小于該點(diǎn)到其他任何發(fā)生點(diǎn)Pj的距離，這些發(fā)生點(diǎn)也叫Voronoi圖的質(zhì)心或發(fā)生元。Cv值是Voronoi多邊形面積的標(biāo)準(zhǔn)差與平均值，其計(jì)算公式為：

Cv=標(biāo)準(zhǔn)差/平均差×100%

(2)

Cv值可以衡量現(xiàn)象在空間上的相對(duì)變化變化程度。當(dāng)某個(gè)點(diǎn)集的空間分布為均勻分布時(shí)，其Voronoi多邊形面積的變化性小，Cv值是低的；當(dāng)為集群分布時(shí)，在集群內(nèi)(“類”內(nèi))的Voronoi多邊形面積較小，而在集群間(“類”間)的Voronoi多邊形面積較大，Cv值是高的。但是，應(yīng)該注意到規(guī)則的周期結(jié)構(gòu)也會(huì)導(dǎo)致較高的Cv值，周期性重復(fù)出現(xiàn)的集群分布也會(huì)形成較高的Cv值[16]。

DUYCKAERTS提出了3個(gè)建議值：當(dāng)點(diǎn)集為隨機(jī)分布時(shí)，Cv值為57%(包含33%～64%)；當(dāng)點(diǎn)集為集群分布時(shí)，Cv值為92%(包括大于64%的值)；當(dāng)點(diǎn)集為均勻分布時(shí)，Cv值為29%(包括小于33%的值)[17]。

農(nóng)村居民點(diǎn)用地比例(PR)、農(nóng)村居民點(diǎn)密度(PD)、農(nóng)村居民點(diǎn)平均面積(PV)的計(jì)算公式分別為：

PR=a/A

(3)

PD=n/A

(4)

PV=a/n

(5)

式中：a——農(nóng)村居民點(diǎn)用地面積(km2)；A——研究區(qū)面積(km2)；n——研究區(qū)域內(nèi)農(nóng)村居民點(diǎn)斑塊數(shù)。

該方法以居民點(diǎn)地理位置坐標(biāo)作為質(zhì)心來(lái)研究居民點(diǎn)分布特征，具有較強(qiáng)的空間尺度效應(yīng)，其中Cv值是度量點(diǎn)狀目標(biāo)農(nóng)村居民點(diǎn)集群度的有效指標(biāo)。

2.2 景觀指數(shù)法

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)組成和空間配置某些方面的簡(jiǎn)單定量指標(biāo)[18-23]。本文在景觀空間格局分析軟件Fragstas 4.1支持下，綜合考慮山區(qū)農(nóng)村居民點(diǎn)自身特點(diǎn)，選取最具代表性的7項(xiàng)生態(tài)景觀度量指標(biāo)(見表1)，采用景觀指數(shù)分析法研究農(nóng)村居民點(diǎn)分布特征。該方法從生態(tài)景觀學(xué)的角度對(duì)農(nóng)村居民點(diǎn)分布特征進(jìn)行剖析，可以有效地揭示農(nóng)村居民點(diǎn)的景觀格局。

3 山區(qū)農(nóng)村居民點(diǎn)分布特征分析

3.1基于Voronoi變異系數(shù)的居民點(diǎn)特征分析

通過(guò)統(tǒng)計(jì)分析，得出農(nóng)村居民點(diǎn)相關(guān)的各項(xiàng)參數(shù)值(表2)。由表2可知，神農(nóng)架林區(qū)農(nóng)村居民點(diǎn)總面積為663.39 hm2，共有1 404個(gè)居民點(diǎn)斑塊，用地比例為0.21%，平均用地面積為0.47 hm2，基于Voronoi圖的農(nóng)村居民點(diǎn)空間分布Cv值為233.44%，遠(yuǎn)大于64%，表明林區(qū)整體空間分布類型屬集聚型。這與區(qū)內(nèi)氣候及地形有關(guān)，由于研究區(qū)屬于北亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，氣候垂直分帶明顯；地貌復(fù)雜多樣，多為高山，平均海拔1 700 m，農(nóng)村居民點(diǎn)多呈集聚型分布。

表2 神農(nóng)架林區(qū)各鄉(xiāng)鎮(zhèn)農(nóng)村居民點(diǎn)空間分布

參照DUYCKAERTS提出的3個(gè)建議值[17]，由神農(nóng)架林區(qū)5鎮(zhèn)3鄉(xiāng)計(jì)算得出的值可知，除紅坪鎮(zhèn)與木魚鎮(zhèn)Cv值小于64%，空間分布類型為隨機(jī)分布型以外，其余6個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)的農(nóng)村居民點(diǎn)空間分布類型均為集聚型。其中林區(qū)政府所在地松柏鎮(zhèn)的農(nóng)村居民點(diǎn)斑塊數(shù)最多，有275個(gè)，農(nóng)村居民點(diǎn)平均斑塊面積也最大，為0.65 hm2，密度為1.53，Cv值為202.96%，表現(xiàn)為集聚分布。這主要是由于該鎮(zhèn)是地區(qū)政治、經(jīng)濟(jì)、文化的中心，綜合對(duì)比神農(nóng)架林區(qū)2009第二次農(nóng)村土地調(diào)查成果以及數(shù)字高程模型(DEM)，可發(fā)現(xiàn)該鎮(zhèn)地形地勢(shì)較平坦，且307省道橫穿轄區(qū)，居民點(diǎn)多分布在城鎮(zhèn)周圍或者靠近水源的地方且大多數(shù)村莊連片性較好，規(guī)模較大。而新華鎮(zhèn)、陽(yáng)日鎮(zhèn)、宋洛鄉(xiāng)、下谷坪鄉(xiāng)、大九湖鄉(xiāng)五鄉(xiāng)鎮(zhèn)Cv值也均大于64%，分布類型均為集聚型。結(jié)合社會(huì)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)可知，五鄉(xiāng)鎮(zhèn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展較慢，人口較少，居民點(diǎn)多分布在主干道旁或者河流兩側(cè)，受地形約束較為明顯，居民點(diǎn)規(guī)模較小，多在0.4 hm2左右。紅坪鎮(zhèn)農(nóng)村居民點(diǎn)總面積為54.41 hm2，斑塊個(gè)數(shù)為225，用地比例為0.07%，農(nóng)村居民點(diǎn)空間分布Cv值為37.70%，表現(xiàn)為隨機(jī)型分布；木魚鎮(zhèn)農(nóng)村居民點(diǎn)斑塊個(gè)數(shù)為120，用地比例為0.17%，農(nóng)村居民點(diǎn)空間分布Cv值為45.97%，同樣表現(xiàn)為隨機(jī)分布，原因在于兩鄉(xiāng)鎮(zhèn)地貌類型相似均為河谷型，且高程變化不大，公路分布合理，居民點(diǎn)選址布局相對(duì)自由。

總體來(lái)看，鄉(xiāng)鎮(zhèn)尺度下的神農(nóng)架林區(qū)農(nóng)村居民點(diǎn)空間分布類型主要以集聚型分布為主，整體表現(xiàn)出大散居、小聚居的分布特征。借助Voronoi圖的Cv值可以從定量和定性兩方面很好地揭示農(nóng)村居民點(diǎn)空間分布的集群度，具有較強(qiáng)的空間尺度效應(yīng)。

3.2 基于景觀生態(tài)的農(nóng)村居民點(diǎn)分布特征分析

運(yùn)用ArcGIS軟件和景觀分析軟件Fragstas測(cè)算神農(nóng)架5鎮(zhèn)3鄉(xiāng)的景觀生態(tài)指標(biāo)，計(jì)算結(jié)果如表3所示。由表3可知斑塊密度(PD)指標(biāo)中，陽(yáng)日鎮(zhèn)和紅坪鎮(zhèn)較高，新華鄉(xiāng)、下谷坪鄉(xiāng)較低，表明陽(yáng)日鎮(zhèn)和松柏鎮(zhèn)的農(nóng)村居民點(diǎn)的景觀破碎度高，而新華鄉(xiāng)、下谷坪鄉(xiāng)農(nóng)村居民點(diǎn)的景觀破碎度低。景觀破碎度越低，則空間分布形態(tài)越穩(wěn)定越好，新華鄉(xiāng)和下谷坪鄉(xiāng)的農(nóng)村居民點(diǎn)空間分布形態(tài)上處于連片狀態(tài)。從最大斑塊指數(shù)(LPI)指標(biāo)來(lái)看，宋洛鄉(xiāng)最大，新華鄉(xiāng)、紅坪鎮(zhèn)較??；景觀形態(tài)指數(shù)(LSI)指標(biāo)中，陽(yáng)日鎮(zhèn)和松柏鎮(zhèn)較大，新華鄉(xiāng)最小，分析表明陽(yáng)日鎮(zhèn)和松柏鎮(zhèn)的農(nóng)村居民點(diǎn)受人類活動(dòng)干擾較大，新華鎮(zhèn)的農(nóng)村居民點(diǎn)受人類活動(dòng)干擾較??；斑塊分維數(shù)(FRAC)指標(biāo)中，紅坪鎮(zhèn)和九湖鄉(xiāng)的值較接近于1，表明紅坪鎮(zhèn)和九湖鄉(xiāng)的農(nóng)村居民點(diǎn)形狀較規(guī)則；平均形狀指數(shù)(SHAPE)指標(biāo)中，松柏鎮(zhèn)最大，木魚鎮(zhèn)最小，表面松柏鎮(zhèn)的農(nóng)村居民點(diǎn)大部分都呈不規(guī)則狀，而木魚鎮(zhèn)的農(nóng)村居民點(diǎn)大都呈規(guī)則狀，這與木魚鎮(zhèn)作為神農(nóng)架風(fēng)景旅游區(qū)的旅游接待中心鎮(zhèn)相關(guān)。

表3 神農(nóng)架林區(qū)各鄉(xiāng)鎮(zhèn)農(nóng)村居民點(diǎn)景觀指數(shù)分布

神農(nóng)架林區(qū)農(nóng)村居民點(diǎn)景觀指數(shù)結(jié)果從景觀學(xué)的角度表明：除了松柏鎮(zhèn)、陽(yáng)日鎮(zhèn)以外，其他鄉(xiāng)鎮(zhèn)的景觀破碎度都較低，表明神農(nóng)架林區(qū)農(nóng)村居民點(diǎn)空間形態(tài)穩(wěn)定，自然景觀保護(hù)較好，受人類干擾較少；居民點(diǎn)的形狀除了旅游集鎮(zhèn)——木魚鎮(zhèn)、紅坪鎮(zhèn)以外，其他鄉(xiāng)鎮(zhèn)形狀大都不規(guī)則，反映了農(nóng)村居民居住習(xí)慣的差異。

4 山區(qū)農(nóng)村居民點(diǎn)空間分布影響因素

根據(jù)上述鄉(xiāng)鎮(zhèn)尺度下的山區(qū)農(nóng)村居民點(diǎn)特征分析，可知山區(qū)居民點(diǎn)空間分布特征影響因素主要包括自然環(huán)境因素和社會(huì)經(jīng)濟(jì)因素。自然環(huán)境因素是農(nóng)村居民點(diǎn)形成和發(fā)展的基礎(chǔ)，自然環(huán)境因素決定的地形地貌條件是影響居民點(diǎn)空間布局的重要因素。社會(huì)經(jīng)濟(jì)因素則是農(nóng)村居民點(diǎn)后期擴(kuò)張的重要驅(qū)動(dòng)力。結(jié)合山區(qū)農(nóng)村居民點(diǎn)自身特點(diǎn)，考慮到數(shù)據(jù)采集的可行性和定量數(shù)據(jù)的可操作性，選取海拔、坡度、距河流距離三方面對(duì)自然環(huán)境因素進(jìn)行反映，社會(huì)經(jīng)濟(jì)因素則選取距城鎮(zhèn)距離、距道路距離兩方面加以刻畫。

為定量分析研究影響居民點(diǎn)空間分布特征的自然環(huán)境因素和社會(huì)經(jīng)濟(jì)因素，選取以下7項(xiàng)景觀指數(shù)：斑塊總面積(CA)、斑塊所占景觀比例(PLAND)、斑塊個(gè)數(shù)(NP)、景觀形態(tài)指數(shù)(LSI)、斑塊密度(PD)、距離指數(shù)(E)、分散度(RC)。利用景觀分析軟件Fragstas按分類級(jí)別計(jì)算各項(xiàng)景觀指數(shù)值，計(jì)算結(jié)果如表4所示。

4.1 自然環(huán)境因素分析

(1) 居民點(diǎn)空間分布與海拔的關(guān)系。隨著海拔的增加，居民點(diǎn)的各項(xiàng)景觀指數(shù)呈逐漸遞增或遞減的變化趨勢(shì)，并在平均海拔高度附近范圍內(nèi)達(dá)到極大值或極小值。當(dāng)海拔為1 000～1 500 m時(shí)，斑塊總面積CA，PLAND，NP，LSI，PD最大，該區(qū)域農(nóng)村居民點(diǎn)分布的總量最大，形狀最復(fù)雜。海拔處于小于1 000 m和1 000～1 500 m兩個(gè)范圍時(shí)，居民點(diǎn)分散度RC均小于0.1，表明居民點(diǎn)集聚度較高。距離指數(shù)E隨著海拔的增加逐漸增大，農(nóng)村居民點(diǎn)的分散度逐漸加大，海拔越高，居民點(diǎn)空間布局表現(xiàn)越零亂。上述分析表明在海拔較高的地區(qū)，居民點(diǎn)較少有分布。而在海拔相對(duì)較低的地區(qū)，居民點(diǎn)空間分布相對(duì)密集。這主要是因?yàn)檩^低的海拔有利于基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)和農(nóng)作物的生長(zhǎng)，更適合居民點(diǎn)的聚居。

(2) 居民點(diǎn)空間分布與坡度的關(guān)系。隨著坡度的增加，居民點(diǎn)景觀指數(shù)CA，NP，PLAND值逐漸減小，而PD，LSI，E，RC呈現(xiàn)先增大后減小的總體趨勢(shì)。78.82%的農(nóng)村居民點(diǎn)分布在0～5°相對(duì)平緩的區(qū)域，當(dāng)坡度超過(guò)25°時(shí)，已經(jīng)基本上不適合人類居住，較少有居民點(diǎn)分布在該區(qū)域。當(dāng)坡度為5°～15°時(shí)，景觀形態(tài)指數(shù)LSI值和距離指數(shù)最大，RC值較大，表明居民點(diǎn)斑塊形狀復(fù)雜，空間分布零散，集聚程度低。上述分析表明坡度的變化是影響農(nóng)村居民點(diǎn)布局的重要因素，坡度越小，工程建設(shè)成本越低，更容易進(jìn)行基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)，因此居民點(diǎn)易集聚分布。

(3) 居民點(diǎn)空間分布與河流的關(guān)系。隨著居民點(diǎn)與河流距離的增加，居民點(diǎn)的數(shù)量明顯下降，景觀指數(shù)CA，PLAND，NP，LSI，PD值逐漸降低，E和RC值逐漸升高。在距離河流300 m的范圍內(nèi)，居民點(diǎn)斑塊密度最大，分散度最小，居民點(diǎn)集約利用程度高。表明這個(gè)距離是山區(qū)農(nóng)村居民點(diǎn)聚居的最佳位置。當(dāng)居民點(diǎn)距河流300～600 m和大于600 m時(shí)，居民點(diǎn)距離指數(shù)相等，說(shuō)明在這兩個(gè)區(qū)域范圍內(nèi)居民點(diǎn)斑塊面積平均大小接近。上述分析表明神農(nóng)架林區(qū)農(nóng)村居民點(diǎn)分布顯示出強(qiáng)烈的河流指向，距離水源越近，生產(chǎn)生活用水越方便，越適宜于居民點(diǎn)分布。

表4 神農(nóng)架林區(qū)農(nóng)村居民點(diǎn)影響因子景觀指數(shù)分析

4.2 社會(huì)經(jīng)濟(jì)因素分析

(1) 居民點(diǎn)空間分布與城鎮(zhèn)距離的關(guān)系。隨著居民點(diǎn)與城鎮(zhèn)距離的增加，居民點(diǎn)分布的數(shù)量越來(lái)越多，景觀指數(shù)CA、PLAND、NP、LSI、PD、E值也逐漸升高，RC值逐漸降低。當(dāng)農(nóng)村居民點(diǎn)處于距離城鎮(zhèn)5 000 m以上的范圍時(shí)，距離指數(shù)E值最大，而分散度RC值最小。表明在該區(qū)域農(nóng)村居民點(diǎn)總體呈離散分布，局部呈集聚狀。上述分析表明，農(nóng)村居民點(diǎn)的數(shù)量與距城鎮(zhèn)距離呈“負(fù)相關(guān)”的關(guān)系。與城鎮(zhèn)距離越遠(yuǎn)，農(nóng)村居民點(diǎn)反而越多。這主要是由于神農(nóng)架林區(qū)整體城鎮(zhèn)化程度很低，除了林區(qū)政府所在地松柏鎮(zhèn)和旅游中心集散地木魚鎮(zhèn)的城鎮(zhèn)用地規(guī)模較大，其他鄉(xiāng)鎮(zhèn)的城鎮(zhèn)用地規(guī)模都很非常小，導(dǎo)致大部分農(nóng)村居民點(diǎn)距離城鎮(zhèn)較遠(yuǎn)。

(2) 居民點(diǎn)空間分布與道路交通的關(guān)系。隨著居民點(diǎn)與道路距離的增加，居民點(diǎn)分布越來(lái)越少，所有選取的景觀指數(shù)都隨之減小。距離道路越近，居民點(diǎn)斑塊總面積越大，數(shù)量越多，斑塊所占景觀面積越高，當(dāng)居民點(diǎn)距離道路100 m范圍內(nèi)，各項(xiàng)景觀指數(shù)達(dá)到極值。在距離道路只有100 m的范圍內(nèi)，景觀指數(shù)分散度值只有0.03，居民點(diǎn)沿著道路集聚分布狀態(tài)明顯。上述分析表明山區(qū)農(nóng)村居民點(diǎn)分布的道路指向性明顯，居民點(diǎn)離道路距離越近，居民點(diǎn)集聚程度越高。這主要是由于研究區(qū)屬高山區(qū)，道路兩側(cè)較為平坦，這有利于農(nóng)村居民點(diǎn)的選址建設(shè)，同時(shí)靠近公路定居也有利于人們的交通出行。

5 結(jié)論與討論

本文從山區(qū)農(nóng)村居民點(diǎn)自身的特點(diǎn)出發(fā)，運(yùn)用Voronoi圖與景觀指數(shù)法相結(jié)合的分析方法，從鄉(xiāng)鎮(zhèn)尺度上多角度揭示區(qū)域農(nóng)村居民點(diǎn)空間布局特征，為典型高山地貌類型區(qū)域進(jìn)行居民點(diǎn)科學(xué)合理的空間布局規(guī)劃提供參考。

(1) 借助Voronoi圖的Cv值可以從定量和定性兩方面確定農(nóng)村居民點(diǎn)的集群程度，景觀指數(shù)法則可以從生態(tài)學(xué)的角度描述農(nóng)村居民點(diǎn)的景觀格局特征。基于兩者相結(jié)合的分析方法能夠綜合考慮相鄰農(nóng)村居民點(diǎn)間相互作用的微觀力量對(duì)居民點(diǎn)空間布局的影響，很好地刻畫山區(qū)農(nóng)村居民點(diǎn)分布特征，揭示山區(qū)農(nóng)村居民點(diǎn)分布規(guī)律。

(2) 自然環(huán)境因素中的海拔、坡度、距河流距離等因子和社會(huì)經(jīng)濟(jì)因素中的道路交通、城鎮(zhèn)輻射距離等因子是山區(qū)農(nóng)村居民點(diǎn)空間分布格局的主要影響因素。其中地形和道路交通因素對(duì)山區(qū)居民點(diǎn)分布影響顯著，居民點(diǎn)分布呈現(xiàn)出較強(qiáng)的地形和道路交通指向。

(3) 農(nóng)村居民點(diǎn)影響因子眾多，限于數(shù)據(jù)獲取的難度，本文在選取影響因子時(shí)存在一定的主觀性，僅考慮了自然環(huán)境因素和社會(huì)經(jīng)濟(jì)因素中的主要影響因子。在實(shí)際應(yīng)用中，應(yīng)同時(shí)考慮農(nóng)村人口、人均純收入、居住習(xí)慣、地方政策等因子對(duì)農(nóng)村居民點(diǎn)空間布局的影響，這在今后的研究中有待不斷完善。

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SpatialDistributionCharacteristicsandAffectingFactorsofRuralResidentialLandintheMountainousAreaBasedonVoronoiandLandscapeIndices

ZHONG Zi-ling, WANG Zhan-qi, LI Wei-song

(SchoolofPublicAdministration,ChinaUniversityofGeosciences,Wuhan430074,China)

Rural residential land spatial structure not only reflects the evolution trend of relationship between human and land, but also affects the regional economic development. Taking the typical mountainous landform Shennongjia district as the study area, Voronoi diagram and ecological landscape index were applied in this paper. The result revealed that the rural settlement distribution pattern presented agglomerative type in general and the spatial landscape pattern showed low fragmentation, scattered distribution and stable plaque. The main influence factors are the terrain, the river distribution, transportation. What′s more, the spatial layout of rural residential land is particularly affected by terrain and transportation. It offers theoretical support in renovation of the village residential area.

rural settlement; spatial distribution; mountainous area; voronoi diagram; landscape indices

2013-07-24

：2013-08-07

國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)科學(xué)部主任基金項(xiàng)目(41140014);國(guó)家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目(2012BAB11B04)

鐘紫玲(1991—),女,湖北云夢(mèng)人,碩士生,主要研究方向?yàn)橥恋乩靡?guī)劃與土地信息系統(tǒng)。E-mail:cuglws@126.com

王占岐(1965—),男,陜西岐山人,教授,博導(dǎo),主要從事土地經(jīng)濟(jì)與土地利用的教學(xué)和研究。E-mail:zhqwang@cug.edu.cn

F301.23

：A

：1005-3409(2014)02-0211-06