趙渺希 徐 穎 ZHAO Miaoxi, XU Ying
一般認(rèn)為,聚落是人類文明的肇始之地,但學(xué)界對村鎮(zhèn)聚落間聯(lián)系方面的研究明顯不足。由于傳統(tǒng)耕作半徑對聚落尺度的空間限制,村莊的規(guī)模報(bào)酬遞增效應(yīng)相對有限。因此,農(nóng)業(yè)地區(qū)的社會(huì)文明進(jìn)階基本依賴于與城市以及村鎮(zhèn)彼此間的聯(lián)系交流。20世紀(jì)以來,探索村落間相互關(guān)系是現(xiàn)代城鄉(xiāng)規(guī)劃和人文地理發(fā)軔的理論原點(diǎn)之一。1930年代,克里斯特勒在《德國南部中心地原理》中通過對南德地區(qū)村鎮(zhèn)的研究,揭示了平原假說條件下市場、行政、交通等原則下的聚落體系,由此誕生了城鄉(xiāng)規(guī)劃與人文地理領(lǐng)域中著名的中心地理論。二戰(zhàn)后,無論是城市商業(yè)設(shè)施規(guī)劃亦或是城鎮(zhèn)體系、中心鎮(zhèn)、中心村的規(guī)劃,多遵循這一理論。但在現(xiàn)實(shí)環(huán)境中,村落所處地理環(huán)境并不全然是平原,不同地域居民有其特定的行為特征,哈格斯特朗的時(shí)間地理學(xué)解釋了地域組織的時(shí)空行為差異,信息社會(huì)的扁平化交流模式為村鎮(zhèn)關(guān)系帶來了新的理論范式,諸多因素意味著真實(shí)世界的村鎮(zhèn)網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系有著更為復(fù)雜的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和空間層次。
然而,村鎮(zhèn)多屬數(shù)據(jù)稀疏地區(qū),統(tǒng)計(jì)年鑒和地方志又往往以城市為重點(diǎn)、對于個(gè)體鄉(xiāng)村基本忽略不計(jì),致使村鎮(zhèn)聚落的空間聯(lián)系一直難以偵測。既有研究大多以引力模型為基礎(chǔ)開展村鎮(zhèn)關(guān)系研究,但是這種假想的靜態(tài)聯(lián)系將空間相互作用視為集聚規(guī)模及距離因素的共同作用,無法解釋工作日、休息日以及節(jié)假日等不同時(shí)間段“流”分布的可能波動(dòng)性,并且引力模型在地理空間的因果前提也并不總是成立,各種靜態(tài)意義上的聚落規(guī)模、區(qū)位實(shí)際上都是各類微觀個(gè)體所組成的網(wǎng)絡(luò)“流”的瞬間堆積,由此形塑了當(dāng)代鄉(xiāng)村社會(huì)運(yùn)行的潮起潮落。因此,以可靠的數(shù)據(jù)揭示村鎮(zhèn)聚落網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系的時(shí)空特征,有助于把握村鎮(zhèn)的演化趨勢與動(dòng)力機(jī)制,也是合理制定新時(shí)期村鎮(zhèn)聚落發(fā)展規(guī)劃、實(shí)現(xiàn)鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略的起點(diǎn)。
目前,國內(nèi)外關(guān)于村鎮(zhèn)聯(lián)系的研究成果明顯少于城市網(wǎng)絡(luò);國外研究則多借助交通調(diào)查、商業(yè)交易、手機(jī)信令等數(shù)據(jù),結(jié)合復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論方法,從人群的通勤聯(lián)系、就業(yè)聯(lián)系和社會(huì)經(jīng)濟(jì)聯(lián)系方面構(gòu)建村鎮(zhèn)聯(lián)系。Servillo等[1]基于意大利皮埃蒙特區(qū)37個(gè)微觀區(qū)域中心的通勤數(shù)據(jù),分別選取前5位最主要通勤流、構(gòu)建通勤聯(lián)系網(wǎng)絡(luò),分析不同等級中小城鎮(zhèn)聯(lián)系的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。Verhetsel等[2]基于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)理論和社區(qū)發(fā)現(xiàn)技術(shù),利用比利時(shí)通勤數(shù)據(jù),探索城市社區(qū)不同收入、年齡人群通勤模式的差異。Br?nd[3]利用社會(huì)網(wǎng)絡(luò)分析方法揭示了非洲加納4個(gè)相鄰鄉(xiāng)村聚落小規(guī)模棕櫚油交易的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)特征,并總結(jié)了不同地方的經(jīng)濟(jì)組織模式。Playford等[4]對農(nóng)村地區(qū)醫(yī)學(xué)畢業(yè)生通勤的社會(huì)關(guān)系網(wǎng)絡(luò)做出細(xì)致的研究。
國內(nèi)研究主要運(yùn)用屬性數(shù)據(jù)、而非實(shí)測型的聯(lián)系數(shù)據(jù),基本屬于引力模型的引申,缺少對真實(shí)的村鎮(zhèn)空間聯(lián)系的分析。既有成果主要包括:覃永暉等[5]借鑒網(wǎng)絡(luò)形城鎮(zhèn)體系理論分析工具,以地處洞庭湖區(qū)的臨澧縣佘市橋鎮(zhèn)為例,采取層次分析法、發(fā)展條件評價(jià)法與引力強(qiáng)度分析法,對鎮(zhèn)域各村的發(fā)展條件與引力強(qiáng)度進(jìn)行定量分析;宿瑞等[6]選取重慶市沙坪壩區(qū)鳳凰鎮(zhèn)19個(gè)鎮(zhèn)村社區(qū)作為網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn),采用修正后的引力強(qiáng)度模型反映節(jié)點(diǎn)之間的聯(lián)系。規(guī)劃運(yùn)用方面,宋小冬等[7]先確定中心村,再在基層自然村中選擇集聚村技術(shù),實(shí)際上也是基于屬性數(shù)據(jù)的村落關(guān)系探索。在實(shí)測網(wǎng)絡(luò)方面,黃勇、張四朋[8]基于村鎮(zhèn)間人際聯(lián)系構(gòu)建村鎮(zhèn)空間聯(lián)系網(wǎng)絡(luò),用以表征區(qū)域村鎮(zhèn)空間結(jié)構(gòu)。
總體上,國內(nèi)既有文獻(xiàn)中,場強(qiáng)模型、空間相互作用模型、斷裂點(diǎn)公式等方法均來自于社會(huì)物理學(xué)的引力模型。這種“假想”的空間聯(lián)系并不是實(shí)測的村鎮(zhèn)網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系,空間尺度以縣域、市域?yàn)橹?,忽略了微觀尺度的村鎮(zhèn)聚落(聚落往往不是一個(gè)獨(dú)立的空間統(tǒng)計(jì)單元、因此也沒有統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)可用),無法真實(shí)反映村鎮(zhèn)聚落之間微觀的空間聯(lián)系,且既有研究不涉及社會(huì)性網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系的時(shí)間序列分析,因而可信度較低、應(yīng)用價(jià)值有限。
城鎮(zhèn)化、信息化快速發(fā)展的時(shí)代,利用海量、多源數(shù)據(jù)對城鄉(xiāng)規(guī)劃焦點(diǎn)問題進(jìn)行量化分析逐漸成為熱潮。智能手機(jī)定位數(shù)據(jù)具有可獲得性強(qiáng)、覆蓋面較廣、實(shí)時(shí)可持續(xù)等優(yōu)勢,能夠真實(shí)表征空間中人的行為特征及社會(huì)經(jīng)濟(jì)屬性,反映實(shí)際的人群流向,為區(qū)域空間聯(lián)系研究提供了新方法和新視野。
國外對手機(jī)信令數(shù)據(jù)的應(yīng)用較早,聚焦于人群流動(dòng)與行為、城市空間結(jié)構(gòu)、社區(qū)發(fā)現(xiàn)等方面。Csáji等[9]基于葡萄牙手機(jī)通信數(shù)據(jù),利用聚類分析方法,對家庭和辦公地點(diǎn)進(jìn)行識別。Bajardi 等[10]利用意大利米蘭移動(dòng)電話用戶撥打和接收的通信數(shù)據(jù),以熵函數(shù)測量國際通話活動(dòng)在時(shí)間和空間上的異質(zhì)性,識別城市熱點(diǎn)國際社區(qū)。Eagle等[11]利用手機(jī)信令數(shù)據(jù)對農(nóng)村和城市社區(qū)的研究發(fā)現(xiàn),農(nóng)村和城市社區(qū)不僅在網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)方面存在顯著差異,而且在旅游等潛在行為特征方面的差異也很明顯。Louail等[12]通過研究西班牙31個(gè)城市的通話數(shù)據(jù),測算一天中個(gè)人平均出行距離的演變,來揭示不同類型的城市結(jié)構(gòu)。
目前,手機(jī)信令數(shù)據(jù)在區(qū)域聯(lián)系方面的研究對象集中在城市之間或城市群內(nèi)部的關(guān)聯(lián),主要包括城市群空間結(jié)構(gòu)特征、城市功能區(qū)邊界的劃分、城市網(wǎng)絡(luò)的層級與結(jié)構(gòu)、城鎮(zhèn)體系規(guī)劃等方面,少數(shù)學(xué)者對其應(yīng)用于村鎮(zhèn)規(guī)劃的適用性做出了探索。周永杰,劉潔貞等[13]以手機(jī)信令數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),構(gòu)建城市聯(lián)系強(qiáng)度模型,對珠三角城市群空間發(fā)展格局進(jìn)行分析。王德等[14]根據(jù)手機(jī)信令數(shù)據(jù)測度上海市中心城區(qū)與外圍地區(qū)的通勤聯(lián)系與消費(fèi)聯(lián)系,由此劃分上海都市區(qū)。王垚等[15]以江西省北部區(qū)域?yàn)槔?,分別利用手機(jī)信令數(shù)據(jù)和企業(yè)關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)測度城市的人流聯(lián)系和經(jīng)濟(jì)聯(lián)系,比較這兩種城市關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的層級、結(jié)構(gòu)、腹地的差異。姚凱等[16]利用手機(jī)信令數(shù)據(jù)測算了區(qū)域內(nèi)跨鎮(zhèn)出行聯(lián)系強(qiáng)度,研究城鎮(zhèn)等級體系、中心城市腹地、區(qū)域發(fā)展廊道等,為大數(shù)據(jù)應(yīng)用于城鎮(zhèn)體系規(guī)劃做出了實(shí)踐探索。除此之外,譚文墾等[17]先分析村鎮(zhèn)手機(jī)信令數(shù)據(jù)的特性,并結(jié)合現(xiàn)有村鎮(zhèn)規(guī)劃技術(shù),通過上海郊區(qū)的實(shí)證研究對手機(jī)信令應(yīng)用于活動(dòng)空間、村鎮(zhèn)體系及問題區(qū)域診斷等方面的可行性進(jìn)行驗(yàn)證。
圖1 三鄉(xiāng)鎮(zhèn)村鎮(zhèn)聚落劃分圖
圖2 三鄉(xiāng)鎮(zhèn)移動(dòng)基站居住人口分布圖(單位:人)
需要指出的是,學(xué)界對手機(jī)信令數(shù)據(jù)應(yīng)用于空間聯(lián)系已經(jīng)有過一定探索,但既有的研究仍較少關(guān)注村鎮(zhèn)聚落的空間網(wǎng)絡(luò),且缺少對村鎮(zhèn)聚落聯(lián)系復(fù)雜性的測度方法?;趫D論衍生出的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)分析工具,具備相對完整的統(tǒng)計(jì)量,能夠揭示復(fù)雜系統(tǒng)的宏觀特征。利用手機(jī)信令數(shù)據(jù)研究村鎮(zhèn)聚落網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和空間層次,能夠以微觀的視角揭示村鎮(zhèn)聚落空間人群流動(dòng)的時(shí)空特征,反映村鎮(zhèn)聚落空間聯(lián)系的結(jié)構(gòu)形態(tài)及其發(fā)展模式,為村鎮(zhèn)聚落體系規(guī)劃提供有益的指導(dǎo)。鑒于此,本文以中山市三鄉(xiāng)鎮(zhèn)為例,使用手機(jī)信令數(shù)據(jù)測度工作日、休息日、節(jié)假日3個(gè)不同時(shí)段村鎮(zhèn)聚落空間的人群聯(lián)系,結(jié)合復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)統(tǒng)計(jì)指標(biāo)表征村鎮(zhèn)聚落網(wǎng)絡(luò)的空間結(jié)構(gòu)差異,以期為多源時(shí)空大數(shù)據(jù)應(yīng)用于村鎮(zhèn)聚落網(wǎng)絡(luò)研究做出有益的探索。
三鄉(xiāng)鎮(zhèn)位于中山市南部,毗鄰珠海、澳門,總面積96 km2,2017年末常住人口20.4萬人(戶籍人口5.2萬人),包含圩仔、前隴、南龍、西山等4個(gè)居委會(huì)和古鶴村等12個(gè)行政村,是廣東省中心鎮(zhèn)以及中山南部組團(tuán)中心。三鄉(xiāng)鎮(zhèn)有良好的交通區(qū)位優(yōu)勢,105國道、城桂快線貫穿全境,位于珠中江城市“半小時(shí)生活圈”和珠三角“1小時(shí)生活圈”內(nèi),與中山南部鎮(zhèn)區(qū)之間的聯(lián)系一直較為緊密,是以外向型經(jīng)濟(jì)為主導(dǎo)的經(jīng)濟(jì)強(qiáng)鎮(zhèn)。
三鄉(xiāng)鎮(zhèn)處于典型的半城鎮(zhèn)化地區(qū),兼具城市和鄉(xiāng)村的雙重職能和景觀特點(diǎn)。區(qū)域內(nèi)土地利用混合程度高;就業(yè)呈現(xiàn)多樣性,農(nóng)、工、商等行業(yè)已基本取代傳統(tǒng)農(nóng)業(yè);基礎(chǔ)設(shè)施和公共服務(wù)設(shè)施較完善;鄉(xiāng)村旅游也有所發(fā)展。因此,其是相對典型的東南部地區(qū)村鎮(zhèn)發(fā)展研究的樣本區(qū)域。為更細(xì)致地表現(xiàn)村鎮(zhèn)聚落網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系,評估村鎮(zhèn)聚落聯(lián)系的影響機(jī)制,本文對三鄉(xiāng)鎮(zhèn)進(jìn)行聚落空間單元的劃分。根據(jù)三鄉(xiāng)鎮(zhèn)行政村邊界、自然地理環(huán)境、道路交通設(shè)施、用地功能布局等因素,將三鄉(xiāng)鎮(zhèn)劃分為49個(gè)聚落單元,其中47個(gè)聚落單元作為研究對象(單元⑤⑥內(nèi)部缺乏基站,且主要為非建設(shè)用地,故不考慮在內(nèi)),并按次序編號(見圖1)。三鄉(xiāng)鎮(zhèn)鎮(zhèn)區(qū)以外的地域以鄉(xiāng)鎮(zhèn)行政村邊界為空間單元進(jìn)行劃分。
手機(jī)信令數(shù)據(jù)是手機(jī)用戶在開機(jī)、關(guān)機(jī)、主叫、被叫、收發(fā)短信或由位置的移動(dòng)導(dǎo)致連接基站發(fā)生變更時(shí)所產(chǎn)生的能記錄用戶手機(jī)識別號、所處基站及停留時(shí)間等信息的移動(dòng)定位大數(shù)據(jù),能夠反映用戶在村鎮(zhèn)聚落之間的出行時(shí)空軌跡,測度村鎮(zhèn)聚落的真實(shí)人流聯(lián)系。隨著互聯(lián)網(wǎng)和移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在村鎮(zhèn)的迅速發(fā)展普及,村鎮(zhèn)中手機(jī)持有者比例大幅提升,利用手機(jī)信令數(shù)據(jù)可以較全面地獲取居民大規(guī)模出行樣本,較好地反映村鎮(zhèn)聚落之間居民的出行聯(lián)系。雖然手機(jī)信令數(shù)據(jù)的精度受基站位置布局及輻射范圍等因素限制,手機(jī)持有率也與居民年齡及其他社會(huì)經(jīng)濟(jì)屬性有關(guān),但是這些因素并不影響使用手機(jī)信令數(shù)據(jù)在建制鎮(zhèn)尺度下研究村鎮(zhèn)聚落的網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系。
本文使用的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)為中國移動(dòng)手機(jī)信令數(shù)據(jù)。經(jīng)統(tǒng)計(jì),鎮(zhèn)域范圍內(nèi)移動(dòng)基站共325個(gè)。根據(jù)基站居住人數(shù),對三鄉(xiāng)鎮(zhèn)居住人口分布進(jìn)行可視化(見圖2),發(fā)現(xiàn)中心鎮(zhèn)區(qū)基站分布密集,人口眾多,而外圍山區(qū)基站分布稀疏,居住人口較少。
手機(jī)信令數(shù)據(jù)取自2018年10月1日—14日,包含一個(gè)連續(xù)的國慶節(jié)假日(1日—7日)、5個(gè)工作日(8日—12日)和兩個(gè)休息日(13日—14日),用于不同時(shí)間維度村鎮(zhèn)聚落居民出行的差異比較。數(shù)據(jù)標(biāo)簽包括用戶ID、時(shí)間戳、基站位置編號等信息。其中,用戶ID為手機(jī)用戶的唯一標(biāo)識碼,用于標(biāo)識追蹤用戶軌跡;時(shí)間戳表示手機(jī)信令的傳遞時(shí)間;基站位置編號可以通過匹配基站的經(jīng)緯度來定位手機(jī)用戶所在地。
值得說明的是,數(shù)據(jù)的目標(biāo)是發(fā)生在三鄉(xiāng)鎮(zhèn)鎮(zhèn)區(qū)內(nèi)部、從三鄉(xiāng)鎮(zhèn)前往中山其他鎮(zhèn)及從其他鎮(zhèn)區(qū)去三鄉(xiāng)鎮(zhèn)的居民出行數(shù)據(jù),包括通勤聯(lián)系和非通勤聯(lián)系數(shù)據(jù)。以三鄉(xiāng)鎮(zhèn)聚落斑塊與三鄉(xiāng)鎮(zhèn)其他聚落斑塊及中山其他鎮(zhèn)行政村之間的出行人次數(shù)作為村鎮(zhèn)聚落之間聯(lián)系度的基礎(chǔ),測算方法包括用戶居住地識別、就業(yè)地識別、其他出行目的地識別、聯(lián)系次數(shù)計(jì)算及村鎮(zhèn)聚落聯(lián)系度匯總5個(gè)步驟。首先,將10月20:00點(diǎn)至次日10:00的月累積停留時(shí)長最長、且停留時(shí)間大于45 h的基站作為居民居住地;10:00至19:00的月累計(jì)停留時(shí)長最長、且停留時(shí)間大于5.5 h的基站作為工作地;居民進(jìn)行跨空間單元出行,在目的地基站范圍停留時(shí)間大于30 min,且停留基站不為工作地所在基站時(shí),將該基站定義為其他目的地;將居民由居住地至就業(yè)地的往返聯(lián)系定義為通勤聯(lián)系,居民在其他目的地之間的來往定義為非通勤聯(lián)系,統(tǒng)計(jì)居民在不同基站之間的出行聯(lián)系次數(shù)(通勤與非通勤出行頻次之和);同時(shí)基于劃定的村鎮(zhèn)聚落空間單元,累計(jì)聚落斑塊之間的出行聯(lián)系,構(gòu)建村鎮(zhèn)聚落的聯(lián)系網(wǎng)絡(luò)。
2.3.1 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
本文基于網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),從密度、強(qiáng)度、群集性等方面進(jìn)行計(jì)算,比較工作日、休息日、節(jié)假日村鎮(zhèn)聚落的網(wǎng)絡(luò)差異。首先,定義村鎮(zhèn)聚落網(wǎng)絡(luò)的基本單位為兩聚落斑塊之間日均人流出行頻次,以Wij表示由i聚落斑塊前往j聚落斑塊的日均人流量,聚落斑塊i和j之間的聯(lián)系強(qiáng)度為Wij+Wji。在分析部分拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)相關(guān)指標(biāo)前,需要對聚落斑塊間人流量進(jìn)行二值化處理,以得到無權(quán)無向網(wǎng)絡(luò),若人流量大于閾值w,則聚落斑塊間聯(lián)系值Tij為1,否則,Tij為0。
(1)自容性。為了描述村鎮(zhèn)聚落聯(lián)系的外向性,研究借用了Hall等[18]的自容性概念,定義eij為三鄉(xiāng)鎮(zhèn)聚落斑塊i內(nèi)部日均人流聯(lián)系。則聚落斑塊i的自容性Lei可以表示為:
Lei的值域在0和1之間,當(dāng)Lei的值越接近于0,表明該聚落斑塊與其他聚落斑塊之間聯(lián)系越強(qiáng),反之說明該聚落斑塊參與村鎮(zhèn)一體化程度越弱。為便于不同時(shí)間維度村鎮(zhèn)聚落網(wǎng)絡(luò)之間的橫向比較,本文借鑒趙渺希等[19]空間網(wǎng)絡(luò)的整體自容性(Le),其度量公式如下:
(2)群集性。對于村鎮(zhèn)聚落空間網(wǎng)絡(luò)的多向性特征,采用群集性的概念進(jìn)行度量。根據(jù)拓?fù)鋵W(xué)相關(guān)理論,以任意3個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的聯(lián)系組成的三角形數(shù)量能夠表征網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系的真實(shí)狀態(tài),即復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)統(tǒng)計(jì)工具中群集性的指標(biāo)。Watts等[20]提出網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系中相鄰節(jié)點(diǎn)之間的凝聚力可以用群集性來衡量,在拓?fù)鋵W(xué)中通過計(jì)算構(gòu)成三角形的數(shù)量來統(tǒng)計(jì)。三角形數(shù)量越少,說明網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系越松散。假定村鎮(zhèn)聚落聯(lián)系為兩兩相等的無權(quán)網(wǎng)絡(luò),其計(jì)算公式為:
式中Ci為群集性,Ei是包含節(jié)點(diǎn)i的三角形數(shù)量,ki是節(jié)點(diǎn)i與其他節(jié)點(diǎn)的連線數(shù)量,ki(ki-1)是包含節(jié)點(diǎn)i的邊可能構(gòu)成的最多三角形數(shù)量。Ci的取值范圍是0—1。值越大,說明該節(jié)點(diǎn)與整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中其他節(jié)點(diǎn)的三元數(shù)組越明顯,在網(wǎng)絡(luò)中的聯(lián)系越緊密。同樣,本文提出空間網(wǎng)絡(luò)的整體群集性(C),作為不同時(shí)間段村鎮(zhèn)聚落聯(lián)系的比較指標(biāo),其度量公式如下:
(3)網(wǎng)絡(luò)效率。測量村鎮(zhèn)聚落網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)聯(lián)結(jié)的便利性程度,引入圖論中全局效率(Latora等[21])的計(jì)算公式:
式中dij是網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)i、j的最小步長,若兩節(jié)點(diǎn)沒有任何路徑連通時(shí),定義dij為∞,相應(yīng)的值為0。網(wǎng)絡(luò)效率η的取值范圍是0—1,當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中任意兩節(jié)點(diǎn)都彼此相連時(shí),形成正則網(wǎng)絡(luò),且全局效率達(dá)到最大值1。
(4)變異系數(shù)。變異系數(shù)Cv可用于衡量不同聚落在空間上聯(lián)系的相對變化程度。計(jì)算公式如下:
式中Std和Ave分別表示聚落斑塊間形成聯(lián)系的邊的標(biāo)準(zhǔn)差和平均值。
利用公式(4)(5)(6),可以計(jì)算和比較不同聚落空間組織條件下,網(wǎng)絡(luò)的群集性、網(wǎng)絡(luò)效率和變異系數(shù)(見表1)。
2.3.2 空間層次
相對于傳統(tǒng)鄉(xiāng)村聚落在空間上等級性、向心性聯(lián)系,信息時(shí)代村鎮(zhèn)聚落更可能存在跨越自然地理要素、行政邊界等條件的多向?qū)蛹壥疥P(guān)系“流”。從空間層次的視角,將村鎮(zhèn)聚落斑塊聯(lián)系劃分為村內(nèi)聯(lián)系、村際聯(lián)系、鎮(zhèn)區(qū)聯(lián)系、外鎮(zhèn)聯(lián)系和中心城區(qū)聯(lián)系5種類型(見圖3)。
其中,村內(nèi)聯(lián)系是指聚落斑塊間聯(lián)系發(fā)生在鎮(zhèn)內(nèi)同一行政村;村際聯(lián)系是指聚落斑塊間聯(lián)系發(fā)生在鎮(zhèn)內(nèi)不同行政村之間;鎮(zhèn)區(qū)聯(lián)系是聚落斑塊的聯(lián)系發(fā)生在中心鎮(zhèn)區(qū)與鎮(zhèn)內(nèi)行政村之間;外鎮(zhèn)聯(lián)系是聚落斑塊的聯(lián)系發(fā)生在鎮(zhèn)內(nèi)行政村與鎮(zhèn)外其他地域之間;中心城區(qū)聯(lián)系是聚落斑塊的聯(lián)系發(fā)生在行政村與中心城區(qū)(本文包括東區(qū)、西區(qū)、火炬區(qū)、石岐區(qū)、南區(qū)、港口鎮(zhèn)、五桂山)之間。其中比較特別的是行政村的外鎮(zhèn)聯(lián)系、中心城區(qū)聯(lián)系有助于度量不同于一般行政層級的空間躍遷現(xiàn)象。
以村鎮(zhèn)聚落斑塊為基本空間單元,計(jì)算工作日、休息日、節(jié)假日村鎮(zhèn)聚落網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)度,以聚落斑塊之間的人流聯(lián)系表征聚落斑塊間聯(lián)系強(qiáng)度,比較三鄉(xiāng)鎮(zhèn)村鎮(zhèn)聚落斑塊在不同時(shí)間維度的聯(lián)系差異。需要說明的是,為便于不同時(shí)間維度村鎮(zhèn)聚落網(wǎng)絡(luò)特征的比較,且不出現(xiàn)孤立的聚落斑塊,人流聯(lián)系及點(diǎn)度的比較均采用休息日、工作日、節(jié)假日的日平均值,并將聚落斑塊聯(lián)系閾值設(shè)定為60(事先擬定聚落斑塊聯(lián)系閾值取100人次,按照移動(dòng)市場占有率71%、手機(jī)在全年齡段覆蓋面85%,最終信令聯(lián)系值取整為60人次)。在ArcGIS中對網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行包含地理位置的空間可視化,根據(jù)數(shù)據(jù)特征采用相同區(qū)間對聚落斑塊聯(lián)系強(qiáng)度分級,得到村鎮(zhèn)聚落斑塊關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)(見圖4)。
從圖4可以看出,三鄉(xiāng)鎮(zhèn)整體上呈現(xiàn)簇群式的空間結(jié)構(gòu),具有復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)特征,從空間聯(lián)系強(qiáng)度上可以較為明顯地劃分為東部、中部、西部3個(gè)片區(qū)。各個(gè)片區(qū)內(nèi)部的聚落斑塊之間聯(lián)系較為緊密,既存在向心性垂直聯(lián)系,也包含多中心的網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系,而片區(qū)之間的聯(lián)系相對稀疏。
進(jìn)一步分析村鎮(zhèn)聚落斑塊聯(lián)系強(qiáng)度的影響因素,發(fā)現(xiàn)行政邊界對村鎮(zhèn)聚落聯(lián)系的約束相對較小,空間上鄰近但屬于不同行政村的斑塊之間仍可能存在較強(qiáng)的聯(lián)系(如①與神灣鎮(zhèn),44 與坦洲鎮(zhèn)等)。相比之下,自然地理環(huán)境、道路交通條件、土地使用混合程度等因素對村鎮(zhèn)聚落相互作用的影響更大。三鄉(xiāng)鎮(zhèn)與中心城區(qū)的聯(lián)系因受到五桂山自然地形的阻隔而較弱,白石村聚落斑塊聯(lián)系同樣受內(nèi)部山地的影響,使得其對內(nèi)聯(lián)系更加緊密,形成條帶式發(fā)展。道路交通設(shè)施完善、土地混合程度較高的中心鎮(zhèn)區(qū),聚落斑塊自身社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展條件較好,斑塊間聯(lián)系較強(qiáng),更容易形成網(wǎng)絡(luò)化的多向聯(lián)系。
表1 不同聚落空間組織模式拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)指標(biāo)測度
圖3 村鎮(zhèn)聚落斑塊空間層次聯(lián)系模式圖
圖4 三鄉(xiāng)鎮(zhèn)聚落斑塊關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)表征圖
對村鎮(zhèn)聚落網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)展開分析,計(jì)算不同時(shí)間維度三鄉(xiāng)鎮(zhèn)村鎮(zhèn)聚落網(wǎng)絡(luò)的自容性、群集性、網(wǎng)絡(luò)效率和變異系數(shù)等相關(guān)指標(biāo),結(jié)果見表2。
從三鄉(xiāng)鎮(zhèn)村鎮(zhèn)聚落網(wǎng)絡(luò)的整體自容性來看,工作日村鎮(zhèn)聚落網(wǎng)絡(luò)整體自容性最小,聚落斑塊間聯(lián)系最強(qiáng);相比之下,節(jié)假日聚落網(wǎng)絡(luò)整體自容性最大,聚落斑塊間聯(lián)系最弱。這說明半城鎮(zhèn)化地區(qū)的出行聯(lián)系仍主要發(fā)生在聚落內(nèi)部,而節(jié)假日人群回流現(xiàn)象較為明顯,人口的潮汐變化對聚落斑塊聯(lián)系強(qiáng)度的影響較大。
表2 村鎮(zhèn)聚落網(wǎng)絡(luò)自容性、群集性、網(wǎng)絡(luò)效率及變異系數(shù)
表3 村鎮(zhèn)聚落網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系的點(diǎn)度和變異系數(shù)
表4 村鎮(zhèn)聚落斑塊不同空間層次聯(lián)系的比重
表5 村鎮(zhèn)聚落斑塊不同空間層次聯(lián)系的一致性檢驗(yàn)
進(jìn)一步分析村鎮(zhèn)聚落網(wǎng)絡(luò)在不同時(shí)間維度群集性的變化,不同時(shí)間維度村鎮(zhèn)聚落網(wǎng)絡(luò)群集性均未超過0.02,整體網(wǎng)絡(luò)群集性較低,說明三鄉(xiāng)鎮(zhèn)村鎮(zhèn)聚落仍未形成較成熟的網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系,但局部已經(jīng)表現(xiàn)出較強(qiáng)的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)特征。工作日與休息日村鎮(zhèn)聚落網(wǎng)絡(luò)群集性差異較小,而節(jié)假日網(wǎng)絡(luò)群集性明顯下降,表征為較弱的網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系。
從村鎮(zhèn)聚落斑塊的網(wǎng)絡(luò)效率來看,不同時(shí)間維度村鎮(zhèn)聚落的網(wǎng)絡(luò)效率一般,結(jié)合不同網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)模式中全局效率的變化,可發(fā)現(xiàn)三鄉(xiāng)鎮(zhèn)聚落網(wǎng)絡(luò)的聯(lián)結(jié)性不高,聚落斑塊形成內(nèi)部聯(lián)系緊密的群體,但群體間聚落關(guān)聯(lián)較弱。同時(shí),工作日和休息日聚落斑塊的網(wǎng)絡(luò)效率非常接近,聚落斑塊的連通性差異不大,相比之下,節(jié)假日村鎮(zhèn)聚落的網(wǎng)絡(luò)效率明顯降低,聚落斑塊的聯(lián)系數(shù)量減少且聯(lián)系強(qiáng)度減弱,整體連通性變小。
同時(shí),分析三鄉(xiāng)鎮(zhèn)聚落斑塊的網(wǎng)絡(luò)點(diǎn)度及變異系數(shù),計(jì)算結(jié)果見表3。休息日節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)點(diǎn)度的平均值最大,為6 554;工作日略低于休息日,為6 419;節(jié)假日平均點(diǎn)度明顯降低,僅5 699。從變異系數(shù)來看,節(jié)假日節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)點(diǎn)度的變異系數(shù)略大于工作日和休息日,但不同時(shí)間維度節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)點(diǎn)度的變異系數(shù)均超出80%,說明聚落斑塊點(diǎn)度差異較大。根據(jù) Duyckaerts等[22]利用Cv值分析點(diǎn)模式給出的建議值:當(dāng)Cv值>64%時(shí),點(diǎn)集為集群分布,說明三鄉(xiāng)鎮(zhèn)聚落斑塊的點(diǎn)度在空間分布上具有集聚性特征。
綜合以上分析,節(jié)假日村鎮(zhèn)網(wǎng)絡(luò)的活力明顯減弱,說明半城鎮(zhèn)化地區(qū)村鎮(zhèn)聯(lián)系強(qiáng)度取決于人口的潮汐變化。在國慶節(jié)假日,村鎮(zhèn)消費(fèi)、休閑外流,不但鎮(zhèn)內(nèi)的整體聯(lián)系強(qiáng)度下降,聚落斑塊間聯(lián)系比重、網(wǎng)絡(luò)效率、群集性下降,而變異系數(shù)上升,反映出短期人口流失后村鎮(zhèn)聚落網(wǎng)絡(luò)處于相對均衡的弱聯(lián)系狀態(tài)。
以三鄉(xiāng)鎮(zhèn)聚落斑塊為單位,分別統(tǒng)計(jì)工作日、休息日、節(jié)假日聚落斑塊5類空間層次聯(lián)系及其比重,利用SPSS的Kendall檢驗(yàn)方法,分別對5類空間層次聯(lián)系在不同時(shí)間維度的一致性進(jìn)行檢驗(yàn),結(jié)果見表4、表5。
從村內(nèi)聯(lián)系來看,節(jié)假日聚落斑塊村內(nèi)聯(lián)系比重的平均值大于工作日和休息日,且比較結(jié)果在99%的置信區(qū)間具有一致性(sig<0.01)。這說明節(jié)假日半城鎮(zhèn)化地區(qū)居民可能存在一定的回流現(xiàn)象,以家庭為單位的就近消費(fèi)休閑活動(dòng)得到促進(jìn)。同時(shí),休息日相對于工作日聚落斑塊的村內(nèi)聯(lián)系差異小,不足以刺激居民“返鄉(xiāng)”。但是,不同時(shí)間維度聚落斑塊的村內(nèi)聯(lián)系比重的平均值均超出50%,反映了三鄉(xiāng)鎮(zhèn)聚落斑塊就地城鎮(zhèn)化的特點(diǎn)。
從村際聯(lián)系來看,工作日聚落斑塊的村際聯(lián)系比重的平均值明顯大于休息日和節(jié)假日,檢驗(yàn)結(jié)果在99%的置信區(qū)間存在一致性(sig<0.01,且Kendall協(xié)同系數(shù)>0.5),說明村際聯(lián)系可能會(huì)受到通勤聯(lián)系的影響。類似的,工作日聚落斑塊鎮(zhèn)區(qū)聯(lián)系比重的平均值略大于休息日和節(jié)假日,檢驗(yàn)結(jié)果在90%的置信區(qū)間可靠(sig<0.01)。與此同時(shí),不同時(shí)間維度聚落斑塊與三鄉(xiāng)鎮(zhèn)中心鎮(zhèn)區(qū)聯(lián)系比重的平均值均小于0.01,說明聚落斑塊與中心鎮(zhèn)區(qū)的聯(lián)系較穩(wěn)定,三鄉(xiāng)鎮(zhèn)村鎮(zhèn)聚落網(wǎng)絡(luò)并非呈現(xiàn)出單一的自上而下的垂直式、向心性聯(lián)系,而是表現(xiàn)為多中心網(wǎng)絡(luò)化的水平多向聯(lián)系。
相反,不同時(shí)間維度村鎮(zhèn)聚落斑塊的外鎮(zhèn)聯(lián)系和中心城區(qū)聯(lián)系差異表現(xiàn)出一定的一致性。在節(jié)假日和休息日,聚落斑塊與外鎮(zhèn)、中心城區(qū)聯(lián)系比重的平均值均明顯大于工作日,且檢驗(yàn)結(jié)果在統(tǒng)計(jì)學(xué)意義上均具有99%的可靠性(sig<0.01)。這也表明,相比工作日的通勤出行,半城鎮(zhèn)化地區(qū)居民在休息日與節(jié)假日愿意付出更高的交通出行成本,來滿足更高品質(zhì)的休閑消費(fèi)活動(dòng)。
從橫向聯(lián)系來看,相比于中心城區(qū)聯(lián)系,聚落斑塊與外鎮(zhèn)的聯(lián)系更強(qiáng),說明中心城區(qū)對三鄉(xiāng)鎮(zhèn)村鎮(zhèn)聚落斑塊尚未構(gòu)成相對的強(qiáng)吸引力,村鎮(zhèn)聚落斑塊聯(lián)系在空間層次上具有距離衰減的特征。具體剖析其原因,一方面在于中山南部山脈連綿不斷,三鄉(xiāng)鎮(zhèn)北部五桂山等鎮(zhèn)區(qū)內(nèi)廣泛分布的群山在某種程度上會(huì)加大三鄉(xiāng)鎮(zhèn)村鎮(zhèn)聚落與中心城區(qū)的聯(lián)系成本,阻隔其與中心城區(qū)的關(guān)聯(lián),并促使其更容易與空間上鄰近的鎮(zhèn)區(qū)產(chǎn)生聯(lián)系。另一方面,從歷史發(fā)展的角度來看,1949年后中山南部4鎮(zhèn)(三鄉(xiāng)鎮(zhèn)、坦洲鎮(zhèn)、神灣鎮(zhèn)和板芙鎮(zhèn))之間一直保持著較為緊密的政治經(jīng)濟(jì)聯(lián)系,三鄉(xiāng)鎮(zhèn)作為中山南部組團(tuán)的核心,在大型公共服務(wù)設(shè)施配套、道路交通設(shè)施規(guī)劃及產(chǎn)業(yè)發(fā)展等方面與其余三鎮(zhèn)關(guān)系密切。
通過對不同時(shí)間維度三鄉(xiāng)鎮(zhèn)村鎮(zhèn)聚落斑塊空間層次聯(lián)系比重的比較,總結(jié)得到半城鎮(zhèn)化地區(qū)村鎮(zhèn)聚落斑塊空間層次聯(lián)系模式(見圖5):以工作日聯(lián)系為標(biāo)準(zhǔn)的傾斜直線,休息日、節(jié)假日曲線呈現(xiàn)頭部和尾部同時(shí)上翹、中部相對塌陷的趨勢,表明在這一城鎮(zhèn)化地區(qū),休閑時(shí)段的居民要么“宅”在本村聚落內(nèi)部、要么去往中心城區(qū)或者外鎮(zhèn),去往本鎮(zhèn)鎮(zhèn)區(qū)的出行比例明顯降低。鑒于三鄉(xiāng)鎮(zhèn)為中山南部的中心鎮(zhèn),這一特征模式也說明,網(wǎng)絡(luò)扁平化趨勢下村鎮(zhèn)體系規(guī)劃應(yīng)重新審視中心鎮(zhèn)的實(shí)質(zhì)性功效。
鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略實(shí)施過程中,應(yīng)對村鎮(zhèn)的擴(kuò)展或收縮離不開對鄉(xiāng)村聚落空間關(guān)系的洞察,尤其是村莊居民點(diǎn)布局、基礎(chǔ)設(shè)施和公共服務(wù)規(guī)劃,均應(yīng)以區(qū)域共享為原則、盡可能發(fā)揮村鎮(zhèn)聚落體系的網(wǎng)絡(luò)外部性。本文的主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)在于:運(yùn)用手機(jī)信令數(shù)據(jù)的人流聯(lián)系表征村鎮(zhèn)聚落的空間聯(lián)系,并據(jù)此構(gòu)建不同時(shí)間維度的村鎮(zhèn)聚落空間聯(lián)系網(wǎng)絡(luò),結(jié)合復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)相關(guān)統(tǒng)計(jì)指標(biāo),從網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和聚落斑塊聯(lián)系的空間層次兩方面剖析村鎮(zhèn)聚落聯(lián)系的網(wǎng)絡(luò)特征,反映了半城鎮(zhèn)化地區(qū)的居民出行特征,揭示了新時(shí)期村鎮(zhèn)體系發(fā)展的網(wǎng)絡(luò)扁平化趨勢規(guī)律,對多源數(shù)據(jù)應(yīng)用于村鎮(zhèn)規(guī)劃具有借鑒意義。
本文選取中山三鄉(xiāng)鎮(zhèn)為實(shí)證案例,研究結(jié)果表明,三鄉(xiāng)鎮(zhèn)整體上呈現(xiàn)出簇群式的空間聯(lián)系結(jié)構(gòu),既具有向心性的垂直聯(lián)系,又包含多中心、多指向的網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系;地勢平坦、交通設(shè)施完善、用地混合多樣的中部片區(qū),聚落斑塊存在更普遍的跨越行政村邊界的密切聯(lián)系,相反,西部、東部片區(qū)受山地阻隔、道路交通條件的限制,與中心鎮(zhèn)區(qū)聯(lián)系松散,西部村鎮(zhèn)聚落與鄰近的神灣鎮(zhèn)產(chǎn)生緊密聯(lián)系,而東部聚落斑塊則形成明顯的向心性聯(lián)系。因此,為促進(jìn)村鎮(zhèn)聚落一體化發(fā)展格局,可考慮加強(qiáng)西部、東部片區(qū)與中心鎮(zhèn)區(qū)及鄰近其他村鎮(zhèn)的聯(lián)系,統(tǒng)籌發(fā)展道路交通設(shè)施、公共服務(wù)設(shè)施建設(shè),協(xié)調(diào)就業(yè)設(shè)施布局。從時(shí)間維度來看,工作日聚落聯(lián)系的群集性、網(wǎng)絡(luò)效率較高,自容性和變異系數(shù)較小,而節(jié)假日村鎮(zhèn)聯(lián)系降低,整體網(wǎng)絡(luò)效率,群集性也更低,說明半城鎮(zhèn)化地區(qū)村鎮(zhèn)聯(lián)系強(qiáng)度取決于人口的潮汐變化。同時(shí),節(jié)假日聚落斑塊與中心城、外鎮(zhèn)的聯(lián)系比例較工作日顯著增加,村民消費(fèi)的空間躍遷現(xiàn)象明顯,網(wǎng)絡(luò)扁平化趨勢下村鎮(zhèn)體系規(guī)劃應(yīng)該重新審視中心鎮(zhèn)的實(shí)質(zhì)性功效。
傳統(tǒng)研究方法多利用改進(jìn)的引力模型來探究村鎮(zhèn)社會(huì)空間聯(lián)系網(wǎng)絡(luò),這種靜態(tài)模擬網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建更依賴于社會(huì)經(jīng)濟(jì)要素的集聚以及空間距離等因素,并不一定能很好地解釋現(xiàn)實(shí)生活中村鎮(zhèn)之間的空間聯(lián)系。利用手機(jī)信令數(shù)據(jù)測算村鎮(zhèn)空間聯(lián)系,以人群流動(dòng)的空間關(guān)系,可靠地反映不同時(shí)間段村鎮(zhèn)網(wǎng)絡(luò)實(shí)際聯(lián)系的動(dòng)態(tài)變化,由此構(gòu)建的村鎮(zhèn)聚落空間網(wǎng)絡(luò)能反映微觀層面道路、山體等環(huán)境因素的影響,揭示了真實(shí)環(huán)境下村鎮(zhèn)聚落網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系的動(dòng)態(tài)特征,有助于把握村鎮(zhèn)聚落的演化趨勢和動(dòng)力機(jī)制。當(dāng)然,手機(jī)信令數(shù)據(jù)僅能從人流方面反映村鎮(zhèn)聚落的空間聯(lián)系,基站布局的地域尺度也會(huì)對研究精度帶來一定的影響,未來可考慮結(jié)合Wifi、GPS軌跡點(diǎn)等粒度數(shù)據(jù)構(gòu)建多重網(wǎng)絡(luò),使研究結(jié)果更精準(zhǔn)。
圖5 半城鎮(zhèn)化地區(qū)村鎮(zhèn)聚落聯(lián)系的空間層次差異圖
隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)在村鎮(zhèn)的進(jìn)一步發(fā)展,運(yùn)用多項(xiàng)人流、物流、信息流數(shù)據(jù)定量研究村鎮(zhèn)聚落體系發(fā)展,指導(dǎo)村鎮(zhèn)規(guī)劃將成為新的趨勢。研究發(fā)現(xiàn),手機(jī)信令數(shù)據(jù)能夠全面而完整地展現(xiàn)半城鎮(zhèn)化地區(qū)村鎮(zhèn)聚落的網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系特征,為理清村鎮(zhèn)聚落網(wǎng)絡(luò)發(fā)展?fàn)顩r并優(yōu)化其網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)提供新方法,有利于推進(jìn)城鄉(xiāng)一體化進(jìn)程中村鎮(zhèn)聚落資源的合理配置,使村鎮(zhèn)規(guī)劃更科學(xué)地指導(dǎo)村鎮(zhèn)發(fā)展。但是本文僅僅對中山三鄉(xiāng)鎮(zhèn)的案例進(jìn)行研究,案例僅代表了沿海發(fā)達(dá)的半城鎮(zhèn)化地區(qū)村鎮(zhèn),后續(xù)研究可對比不同社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、區(qū)位等因素影響下的村鎮(zhèn)聚落網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系。同時(shí),對于村鎮(zhèn)聚落聯(lián)系的驅(qū)動(dòng)因素,也可運(yùn)用相關(guān)計(jì)量方法做進(jìn)一步驗(yàn)證。