中國西南山區(qū)公路沿線鄉(xiāng)村聚落景觀格局演變

郜紅娟 ， 韓會慶 ， 羅緒強(qiáng)

(貴州師范學(xué)院 地理與旅游學(xué)院，貴陽 550018)

中國西南山區(qū)公路沿線鄉(xiāng)村聚落景觀格局演變

郜紅娟 ， 韓會慶 ， 羅緒強(qiáng)

(貴州師范學(xué)院 地理與旅游學(xué)院，貴陽 550018)

山區(qū)鄉(xiāng)村聚落演化機(jī)制是聚落地理學(xué)研究的熱點(diǎn)，為探究山區(qū)公路對鄉(xiāng)村聚落變化的驅(qū)動機(jī)理，以貴州省麻江縣為研究對象，基于1992，2012年鄉(xiāng)村聚落數(shù)據(jù)，運(yùn)用GIS技術(shù)和景觀分析軟件，對山區(qū)不同地貌的公路沿線鄉(xiāng)村聚落景觀格局變化進(jìn)行研究。結(jié)果表明：(1)與整個研究區(qū)(行政單元)相比，公路影響范圍內(nèi)鄉(xiāng)村聚落景觀快速增加，景觀趨于破碎化和形狀復(fù)雜化。鄉(xiāng)村聚落景觀演變速度呈現(xiàn)巖溶槽谷區(qū)>低山丘陵區(qū)>中山峽谷區(qū)的特點(diǎn)。(2)距公路越近的緩沖區(qū)，景觀格局變化更加劇烈。在3個公路距離緩沖區(qū)，鄉(xiāng)村聚落景觀演變速度都呈巖溶槽谷區(qū)>低山丘陵區(qū)>中山峽谷區(qū)的特點(diǎn)。(3)在0～1 500 m距離緩沖區(qū)，低坡度的鄉(xiāng)村聚落景觀格局變化速度明顯快于中坡度與高坡度地區(qū)。低坡度的景觀格局演變速度呈現(xiàn)出巖溶槽谷區(qū)>低山丘陵區(qū)>中山峽谷區(qū)的特點(diǎn)，而中坡度與高坡度的景觀格局演變速度呈現(xiàn)出中山峽谷區(qū)>低山丘陵區(qū)>巖溶槽谷區(qū)的特點(diǎn)。這說明距公路遠(yuǎn)近和坡度的變化是影響山區(qū)公路影響范圍內(nèi)鄉(xiāng)村聚落景觀格局演變差異的重要因素。

山區(qū)公路；鄉(xiāng)村聚落；地貌類型；景觀格局；麻江縣

0 引言

公路是人類活動的產(chǎn)物，不僅帶來了經(jīng)濟(jì)的繁榮，也對沿線的景觀格局結(jié)構(gòu)有著不同程度影響[1-2]。公路引起了區(qū)域景觀的破碎化，也重塑了沿線區(qū)域景觀格局[3-7]。已有研究多集中在公路對森林、草地、聚落等景觀的影響方面[8-9]，對聚落的研究多是從單一公路和公路網(wǎng)層面上分析道路對聚落景觀格局的影響[10-12]。此外，還有部分研究散見于公路對沿線土地利用/覆被變化的影響[13-14]。這些研究更多地關(guān)注單一交通要素對聚落景觀的影響，很少關(guān)注山區(qū)公路對沿線聚落景觀格局影響的復(fù)雜性，尤其是山區(qū)地形和交通對沿線聚落景觀格局影響的效應(yīng)。

山區(qū)鄉(xiāng)村聚落的分布與地形有著密切的關(guān)系[15-16]，復(fù)雜的地形使山區(qū)鄉(xiāng)村聚落景觀具有明顯的異質(zhì)性[17-18]。近年來，山區(qū)公路使沿線鄉(xiāng)村聚落景觀格局發(fā)生了明顯變化[19-20]。因此，針對山區(qū)復(fù)雜的地貌特征，選取不同的地貌形態(tài)，比較分析山區(qū)公路沿線鄉(xiāng)村聚落演變差異，為區(qū)域土地資源的合理利用和新農(nóng)村建設(shè)提供理論依據(jù)。

假設(shè)山區(qū)鄉(xiāng)村聚落景觀變化與公路沿線地貌差異、距公路遠(yuǎn)近有關(guān)。本研究以貴州省麻江縣為研究對象，比較公路沿線與整個研究區(qū)鄉(xiāng)村聚落景觀格局變化差異，在公路不同距離緩沖區(qū)比較不同地貌的鄉(xiāng)村聚落景觀格局變化特點(diǎn)，在公路影響范圍內(nèi)比較不同坡度鄉(xiāng)村聚落景觀格局變化特點(diǎn)。

1 研究區(qū)域

貴州省麻江縣位于中國西南的巖溶山區(qū)，年均氣溫15 °C，年均降水量1 300 mm。地形地貌復(fù)雜，最高海拔1 862 m，最低海拔576 m。東部為低山丘陵區(qū)，中部為巖溶槽谷區(qū)，西部為中山峽谷區(qū)。東部的下司鎮(zhèn)、中部的賢昌鄉(xiāng)和西部的壩芒鄉(xiāng)分別代表低山丘陵區(qū)、巖溶槽谷區(qū)和中山峽谷區(qū)(圖1)。下司鎮(zhèn)平均海拔720 m，山地起伏較??；賢昌鄉(xiāng)平均海拔870 m，地形平坦，起伏??；壩芒鄉(xiāng)平均海拔1 300 m，地形崎嶇，坡度大。至2014年，全縣人口22.84萬人，城鎮(zhèn)化率35%。20世紀(jì)80年代中國實(shí)施改革開放政策以來，麻江縣經(jīng)濟(jì)的快速增長使公路建設(shè)速度加快。至2010年，麻江縣的公路總長度達(dá)1 075 km，公路密度達(dá)0.88 km/km2。

2 數(shù)據(jù)來源與研究方法

2.1 數(shù)據(jù)來源與處理

鄉(xiāng)村聚落數(shù)據(jù)由1992，2012年土地利用數(shù)據(jù)庫提取。矢量格式的公路數(shù)據(jù)是由麻江縣交通地圖數(shù)字化而得。鄉(xiāng)村道路吸引力較小，對沿線鄉(xiāng)村聚落的影響較小，主要選取對鄉(xiāng)村聚落影響較大的國道。另外，受地形限制，山區(qū)公路(省道)對周圍區(qū)域作用范圍較小，根據(jù)當(dāng)?shù)貙?shí)際情況和前人研究成果，將公路影響范圍界定為0～1 500 m。利用ArcGIS 9.3，采用等間隔法將公路影響范圍分為0～500 m(Ⅰ)，500～1 000 m(Ⅱ)，1 000～1 500 m (Ⅲ)3個緩沖區(qū)。此外，鑒于3個不同地貌區(qū)的坡度特點(diǎn)及鄉(xiāng)村聚落的坡度分布特征，為統(tǒng)一進(jìn)行比較分析，采用手工斷點(diǎn)法將公路影響范圍內(nèi)(0～1 500 m)的坡度分為低坡度0°～10°(A)、中坡度10°～20°(B)、高坡度20°～58°(C)。最后，將鄉(xiāng)村聚落數(shù)據(jù)由矢量格式轉(zhuǎn)換為5 m×5 m柵格格式。

圖1 研究區(qū)位置

2.2 分析方法

景觀指數(shù)已被廣泛應(yīng)用于景觀格局研究中。合理的景觀格局指數(shù)可用于定量評價公路對鄉(xiāng)村聚落的影響，包括斑塊總面積(TA)、斑塊數(shù)量(NP)、斑塊密度(PD)以及周邊-面積分維指數(shù)(PAFRAC)[10,21-22](表1)。利用Fragstats 3.3軟件分析景觀格局的變化。

表1 景觀指數(shù)的定義

3 研究結(jié)果

3.1 鄉(xiāng)村聚落景觀格局總體變化

整個研究區(qū)內(nèi)(行政單元)鄉(xiāng)村聚落景觀格局變化(圖2)表明，1992—2012年間整個研究區(qū)內(nèi)鄉(xiāng)村聚落景觀格局發(fā)生了較小變化，各景觀格局指標(biāo)變化緩慢，說明3個研究區(qū)整體的新增聚落面積、景觀破碎化趨勢及景觀形狀復(fù)雜化變化較小。此外，在不同地貌之間，整個研究區(qū)(行政單元)的鄉(xiāng)村聚落景觀格局變化差異較小，這主要與3個研究區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度較慢有關(guān)。

公路影響范圍內(nèi)鄉(xiāng)村聚落景觀格局變化(圖3)表明，與整個研究區(qū)內(nèi)鄉(xiāng)村聚落景觀格局的變化相比，雖然3個地貌區(qū)公路影響范圍內(nèi)的鄉(xiāng)村聚落景觀格局變化存在差異，但都表現(xiàn)出劇烈的變化幅度。在低山丘陵區(qū)、中山峽谷區(qū)和巖溶槽谷區(qū)的公路影響范圍內(nèi)，TA分別增加28.09%，24.64%，34.69%，而在整個研究區(qū)范圍內(nèi)，TA分別僅增加7.48%，6.78%，9.52%(圖2)。TA、NP、PD和PAFRAC大幅增加說明公路促進(jìn)了鄉(xiāng)村聚落的增加，也使得聚落景觀趨于破碎化和形狀復(fù)雜化。

圖2 1992—2012年整個研究區(qū)鄉(xiāng)村聚落景觀格局演變

圖3 1992—2012年公路影響范圍內(nèi)鄉(xiāng)村聚落景觀格局演變

3.2 公路緩沖區(qū)鄉(xiāng)村聚落景觀格局變化

3個公路緩沖區(qū)內(nèi)鄉(xiāng)村聚落景觀格局變化(圖4)表明，在距離公路兩側(cè)不同的范圍內(nèi)，景觀格局變化有明顯的不同。變化幅度由大到小依次為0～500，500～1 000，1 000～1 500 m緩沖區(qū)。在低山丘陵區(qū)的3個緩沖區(qū)中，0～500 m緩沖區(qū)的TA，NP，PD，PAFRAC分別增加43.43%，53.51%，34.49%，4.09%；500～1 000 m緩沖區(qū)分別增加13.96%，29.69%，13.62%，3.33%；1 000～1 500 m分別只增加10.02%，22.22%，10.16%，1.67%。這說明越靠近公路的聚落受人類干擾越強(qiáng)，新增聚落越多，形狀復(fù)雜化和景觀破碎化越快。從3個地貌的緩沖區(qū)比較來看，鄉(xiāng)村聚落景觀格局變化幅度排序?yàn)椋簬r溶槽谷區(qū)>低山丘陵區(qū)>中山峽谷區(qū)。在巖溶槽谷區(qū)，PD在3個緩沖區(qū)分別增加70.22%，25.71%，13.28%；在低山丘陵區(qū)，PD在3個緩沖區(qū)分別增加34.49%，13.62%，10.16%；在中山峽谷區(qū)，PD在3個緩沖區(qū)分別只增加17.21%，9.47%，6.06%。這說明巖溶槽谷區(qū)受到更強(qiáng)的人為干擾，低山丘陵區(qū)次之，中山峽谷區(qū)的影響較小。

圖4 1992—2012年公路沿線各緩沖區(qū)鄉(xiāng)村聚落景觀格局演變

3.3 不同坡度的鄉(xiāng)村聚落景觀格局變化

公路影響范圍內(nèi)(0～1 500 m)不同坡度的鄉(xiāng)村聚落景觀格局變化(圖5)表明，景觀格局變化幅度表現(xiàn)出低坡度>中坡度>高坡度的特點(diǎn)。在0°～10°的巖溶槽谷區(qū)TA，NP，PD，PAFRAC分別增加40.79%，78.52%，46.49%，10.94%；在10°～20°分別增加4.97%，12.20%，9.58%，3.31%；而在20°～58°分別只增加1.93%，9.09%，9.15%，2.52%。從3個地貌區(qū)的比較來看，在低坡度地區(qū)，景觀格局變化幅度由大到小依次為巖溶槽谷區(qū)、低山丘陵地區(qū)、中山峽谷區(qū)；而在中坡度和高坡度地區(qū)，卻表現(xiàn)出相反的特點(diǎn)，即中山峽谷區(qū)>低山丘陵地區(qū)>巖溶槽谷區(qū)。以TA為例，在低坡度地區(qū)，巖溶槽谷區(qū)、低山丘陵區(qū)和中山峽谷區(qū)的TA分別增加了40.79%，32.04%，31.05%；在中坡度地區(qū)，TA分別增加了4.97%，9.36%，20.80%；在高坡度地區(qū)，TA分別增加了1.93%，3.53%，10.83%。

圖5 1992—2012年公路影響范圍內(nèi)各坡度的鄉(xiāng)村聚落景觀格局演變

4 結(jié)論與討論

4.1 結(jié)論

通過整個研究區(qū)(行政單元)與公路影響范圍內(nèi)鄉(xiāng)村聚落景觀格局變化差異比較，發(fā)現(xiàn)山區(qū)公路對沿線鄉(xiāng)村聚落產(chǎn)生較大影響。受公路吸引力影響，距公路越近的緩沖區(qū)，景觀格局變化越劇烈。在公路3個距離緩沖區(qū)內(nèi)，鄉(xiāng)村聚落增加速度、景觀破碎化和形狀復(fù)雜化程度都呈現(xiàn)出巖溶槽谷區(qū)>低山丘陵區(qū)>中山峽谷區(qū)。在不同坡度帶(公路影響范圍)，低坡度帶的鄉(xiāng)村聚落景觀格局變化速度明顯快于中坡度與高坡度地區(qū)。且3種地貌的不同坡度帶鄉(xiāng)村聚落景觀格局變化也存在明顯差異?？傊?，地形條件改變了公路對沿線聚落景觀格局的一般影響，使得鄉(xiāng)村聚落更加趨向于山區(qū)公路沿線低平地區(qū)，從而表現(xiàn)出其復(fù)雜性。巖溶山區(qū)不同地貌類型的地形條件差異導(dǎo)致了山區(qū)公路沿線鄉(xiāng)村聚落演變的不同，這在景觀格局指數(shù)變化上均有所體現(xiàn)。

4.2 討論

山區(qū)河谷地區(qū)地形平坦，交通便利，因此公路沿線河谷成為新增鄉(xiāng)村聚落的首選。在3種地貌中，由中山峽谷區(qū)經(jīng)低山丘陵區(qū)到巖溶槽谷區(qū)，河谷寬度不斷增加，這使得不同地貌對公路沿線新增鄉(xiāng)村聚落的選址的限制性不同。在巖溶槽谷地區(qū)，平坦的地勢有利于新增聚落集聚，而較少出現(xiàn)在中坡度和高坡度地區(qū)，這使得巖溶槽谷區(qū)的低坡度鄉(xiāng)村聚落景觀增加迅速，景觀破碎化和形狀復(fù)雜化快速加劇，而中坡度和高坡度地區(qū)則變化緩慢。在低山丘陵地區(qū)，地形有一定起伏，新增聚落的空間選擇會有一定的限制，因此，部分新增聚落選擇公路沿線的中坡度和高坡度地區(qū)。這使得公路影響范圍內(nèi)低山丘陵區(qū)的中坡度和高坡度地區(qū)景觀破碎化和形狀復(fù)雜化加快。在中山峽谷地區(qū)，地形坡度大，受地形限制影響強(qiáng)烈，空間可選余地很小。因此，較大部分公路沿線新增聚落只能選擇中坡度和高坡度地區(qū)。這使得中山峽谷區(qū)的中坡度和高坡度地區(qū)景觀破碎化和形狀復(fù)雜化最快。

由于鄉(xiāng)村聚落數(shù)據(jù)來源于1992，2012年的土地利用數(shù)據(jù)庫，沒有考慮自然環(huán)境變化和社會經(jīng)濟(jì)對公路沿線鄉(xiāng)村聚落變化的影響。為了深入研究山區(qū)公路沿線鄉(xiāng)村聚落景觀變化，今后應(yīng)將研究時段延長，全面分析自然環(huán)境變化、社會經(jīng)濟(jì)條件變化與公路沿線鄉(xiāng)村聚落景觀變化的關(guān)系。

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Effects of Roads on Rural Settlement Landscape Pattern in Mountain Areas of Southwest China

Gao Hongjuan , Han Huiqing , Luo Xuqiang

(CollegeofGeographyandTourism,GuizhouNormalCollege,Guiyang550018,China)

In order to explore the effect of road on rural settlements in mountain areas, taking Majiang County in Guizhou Province as the example, this paper analyzed the landscape pattern changes of rural settlements along the mountain road in different landforms using the data in 1992 and 2012. Comparing with the entire study area, the landscape of rural settlements along the road increased rapidly, and landscape fragmentation was exacerbated and landscape shape became more complicated. The change rate of landscape pattern was karst ridge trough > low mountain and hilly > mid mountain gorge. Dramatic changes of landscape pattern occurred in the closer buffer. The change rate of landscape pattern in three road buffers was karst ridge trough > low mountain and hilly > mid mountain gorge. The change rate of landscape pattern in low slope level was greater than moderate slope and steep slope levels in 0～1 500 m buffer. The change rate in low slope level was karst ridge trough > low mountain and hilly > mid mountain gorge, while was mid mountain gorge > low-mountain and hilly > karst ridge trough in moderate and steep slope levels. The results suggested that the change of distances and slopes along the road are important factors resulting in different evolution characteristics of landscape pattern in mountain area.

mountain road; rural settlements; landforms; landscape pattern; Majiang County

2014-10-20；

2016-04-02

國家社會科學(xué)基金項(xiàng)目(10XJY044)；貴州省環(huán)境科學(xué)教學(xué)團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目(黔教高[2012]426號)

郜紅娟(1981-)，女，山東菏澤市人，講師，碩士，主要從事自然資源開發(fā)與區(qū)域規(guī)劃研究，(E-mail)cgp1963@126.com。

韓會慶(1983-)，男，山東濟(jì)南市人，講師，博士研究生，主要從事土地利用開發(fā)與保護(hù)研究，(E-mail)hhuiqing2006@126.com。

K901.8

A

1003-2363(2016)03-0139-05