汾河流域小城鎮(zhèn)空間分布格局及影響因素

鄭澤文，張 昱，郭文炯

（太原師范學(xué)院，山西 晉中 030619）

小城鎮(zhèn)作為連城帶鄉(xiāng)的紐帶，其健康發(fā)展與否直接影響著城市與鄉(xiāng)村的協(xié)調(diào)發(fā)展，在實(shí)施鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略和實(shí)現(xiàn)城鄉(xiāng)融合發(fā)展的過程中是重要的著力點(diǎn)和支撐點(diǎn)。關(guān)于小城鎮(zhèn)的研究一直以來就是國內(nèi)學(xué)術(shù)界關(guān)注的熱點(diǎn)。近年來研究的熱點(diǎn)主要包括小城鎮(zhèn)發(fā)展模式[1-2]、影響因素[3-4]、產(chǎn)業(yè)發(fā)展[5-8]、人口規(guī)模分布及結(jié)構(gòu)演化[9-11]、農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)移人口[12-13]、公共服務(wù)設(shè)施供給與布局[14-16]和特色小鎮(zhèn)發(fā)展[17-20]等方面。從研究主題來看，小城鎮(zhèn)發(fā)展的研究呈現(xiàn)出了多樣化的趨勢，對(duì)小城鎮(zhèn)的研究越來越細(xì)化，但對(duì)小城鎮(zhèn)空間分布格局的研究較少，已有研究主要是從全國層面對(duì)特色小城鎮(zhèn)空間分布特征的探討[21-22]。從研究區(qū)域來看，區(qū)域發(fā)展不平衡是我國小城鎮(zhèn)研究的基本特征，大多數(shù)關(guān)于小城鎮(zhèn)的研究主要集中在東部地區(qū)，研究區(qū)域集中體現(xiàn)在全國、省域、縣域、鎮(zhèn)域等行政區(qū)域的角度。而以流域?yàn)閱卧獙?duì)小城鎮(zhèn)空間格局的研究很少，一些研究更多的是側(cè)重鄉(xiāng)村居民點(diǎn)的研究[23]，或側(cè)重整體的城鎮(zhèn)化空間演進(jìn)的研究[24-25]。

流域?yàn)橐粭l河流的集水區(qū)域，是一個(gè)從源頭到河口完整、獨(dú)立、自成系統(tǒng)的自然單元，又是解讀各種社會(huì)現(xiàn)象、探索社會(huì)發(fā)展規(guī)律和組織管理國民經(jīng)濟(jì)，進(jìn)行以水資源為核心綜合開發(fā)利用的重要地域單元。與其他地域相比，流域小城鎮(zhèn)的城鄉(xiāng)聚落分布具有不同的特征和演變規(guī)律，以流域?yàn)閰^(qū)域研究小城鎮(zhèn)，揭示其空間分布格局及區(qū)位特征，對(duì)認(rèn)識(shí)城鄉(xiāng)空間演變總體特征無疑是一個(gè)新的視角。汾河流域具有悠久的開發(fā)歷史，是山西省城鎮(zhèn)化發(fā)展的核心區(qū)域，其城鎮(zhèn)化和城鎮(zhèn)發(fā)展對(duì)山西具有極其重要的意義。通過對(duì)汾河流域小城鎮(zhèn)的研究有利于對(duì)小城鎮(zhèn)建設(shè)和發(fā)展提供科學(xué)性與可行性的政策建議，對(duì)山西省的城鎮(zhèn)空間格局、城鎮(zhèn)群的發(fā)展提供一些有價(jià)值的依據(jù)，對(duì)汾河流域的綜合治理工程提供參考。

一、研究區(qū)概況、數(shù)據(jù)來源與研究方法

（一）研究區(qū)概況

汾河流域地跨山西省中部和西南部，地處110°30′E-113°32′E，35°20′N-39°00′N。汾河是山西天然徑流量最大的河流，干流全長716 km，流域面積39 471 km2，約占全省面積的四分之一。涉及忻州、太原、晉中、呂梁、臨汾、運(yùn)城、長治、晉城8個(gè)地級(jí)市，40多個(gè)縣（市、區(qū)），是山西省經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的核心區(qū)域。通過統(tǒng)計(jì)，汾河流域小城鎮(zhèn)數(shù)量為183個(gè)，占全省的32.4%。以汾河流域小城鎮(zhèn)作為研究樣本，能夠挖掘出流域小城鎮(zhèn)的空間分布的共有特征。

（二）數(shù)據(jù)來源

汾河流域DEM數(shù)據(jù)（分辨率30米）來源于中國科學(xué)院地理空間數(shù)據(jù)云網(wǎng)站，并提取高程、坡度；2016年LandSat8影像（分辨率30米）來源于中國科學(xué)院地理空間數(shù)據(jù)云網(wǎng)站并利用ArcGIS10.2軟件從中提取汾河流域小城鎮(zhèn)斑塊；小城鎮(zhèn)、河流、道路、景區(qū)、工業(yè)園區(qū)等空間信息通過數(shù)字矢量化得到。

（三）研究方法

1.最鄰近點(diǎn)指數(shù)法。最鄰近點(diǎn)指數(shù)可以用來計(jì)算點(diǎn)狀要素的空間分布類型，最鄰近點(diǎn)指數(shù)（R）為實(shí)際最鄰近距離（ri）與理論最鄰近距離（rj）之比，其公式為：R=ri/rj[21]。當(dāng)R=1時(shí)，說明小城鎮(zhèn)分布為隨機(jī)型；當(dāng)R>1時(shí)，小城鎮(zhèn)分布為均勻型；當(dāng)R<1時(shí)，小城鎮(zhèn)分布為集聚型。利用ArcGIS空間統(tǒng)計(jì)工具中的平均最近鄰進(jìn)行分析，通過最近鄰指數(shù)來判斷小城鎮(zhèn)的分布類型特征。

2.核密度估計(jì)法。核密度估計(jì)是用來估計(jì)未知的密度函數(shù)的一種非參數(shù)檢驗(yàn)方法，X1，X2，…，Xn為獨(dú)立同分布F的n個(gè)樣本點(diǎn)，設(shè)其概率密度函數(shù)為f，核密度估計(jì)表達(dá)式如下：

式中，K（.）為核函數(shù)；h為帶寬。該分析方法可計(jì)算出點(diǎn)狀要素在周圍領(lǐng)域的密度，顯示出空間上要素集中的地區(qū)。利用ArcGIS空間分析工具中的核密度分析功能，可對(duì)小城鎮(zhèn)的聚集區(qū)域進(jìn)行分析。

3.疊置分析法。疊置分析是在統(tǒng)一空間參考系統(tǒng)下，通過對(duì)兩個(gè)圖層數(shù)據(jù)進(jìn)行的一系列集合運(yùn)算，產(chǎn)生新要素層數(shù)據(jù)的分析方法。本文將汾河流域小城鎮(zhèn)的地理位置信息與地形、水系、道路、景區(qū)及工業(yè)園區(qū)等空間數(shù)據(jù)在ArcGIS中進(jìn)行疊加分析，用于分析小城鎮(zhèn)分布與地形、水系、道路、景區(qū)及工業(yè)園區(qū)等等要素之間的相互關(guān)系，以揭示影響小城鎮(zhèn)分布的區(qū)位性特征。

二、汾河流域小城鎮(zhèn)空間格局特征分析

（一）空間分布類型

汾河流域小城鎮(zhèn)總體上呈集聚型分布。從宏觀上看，小城鎮(zhèn)在空間上屬于點(diǎn)狀要素，本文利用ArcGIS軟件，提取汾河流域小城鎮(zhèn)斑塊的中心點(diǎn)，生成小城鎮(zhèn)空間分布的點(diǎn)要素?cái)?shù)據(jù)集，以此作為空間分析的基礎(chǔ)。通過最鄰近點(diǎn)分析可知，汾河流域小城鎮(zhèn)空間分布的最近鄰距離R指數(shù)為0.85，其值小于1，說明汾河流域小城鎮(zhèn)在宏觀空間上整體呈現(xiàn)集聚型分布模式。

汾河流域小城鎮(zhèn)在空間上分布的差異明顯。從縣級(jí)角度看，縣域小城鎮(zhèn)分布密度集中在流域中下游地區(qū)，小城鎮(zhèn)高密度主要分布在汾河中游晉中地區(qū)的介休市（10.41個(gè)/10-3km2）以及汾河下游運(yùn)城市新絳縣（14.15個(gè)/10-3km2）、曲沃縣（12.19個(gè)/10-3km2）。為了進(jìn)一步分析汾河流域小城鎮(zhèn)斑塊的空間分布特征，利用ArcGIS軟件，采用Density工具對(duì)汾河流域小城鎮(zhèn)進(jìn)行核密度分析，生成不同寬度帶下的核密度分布圖（見圖1）。由圖1可知，汾河流域小城鎮(zhèn)在上中下游的空間差異性明顯，小城鎮(zhèn)在流域中下游地區(qū)集聚，其分布明顯存在2個(gè)核心集聚區(qū)，分別為晉中盆地南部和臨汾-運(yùn)城盆地區(qū)域。在流域中游的晉中盆地小城鎮(zhèn)呈環(huán)狀分布態(tài)勢，在流域下游的臨汾-運(yùn)城地區(qū)小城鎮(zhèn)圍繞臨汾市等呈中心地分布趨勢。晉中盆地和臨汾-運(yùn)城盆地位于汾河流域中下游，交通便利，經(jīng)濟(jì)發(fā)展好，城鎮(zhèn)化水平高，在自然環(huán)境、交通和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的影響下形成了小城鎮(zhèn)的高密度分布區(qū)。

圖1 不同寬度帶下汾河流域小城鎮(zhèn)核密度等級(jí)圖

（二）汾河流域小城鎮(zhèn)規(guī)模分布特征

根據(jù)2016年LandSat8遙感影像提取并生成汾河流域小城鎮(zhèn)斑塊分布矢量圖（見圖2），并統(tǒng)計(jì)出斑塊數(shù)（NP）、斑塊總面積（CA）、最大斑塊面積（MAXP）、最小斑塊面積（MINP）、斑塊平均面積（MPS）等小城鎮(zhèn)景觀指數(shù)。統(tǒng)計(jì)結(jié)果為，2016年汾河流域小城鎮(zhèn)斑塊數(shù)量為182個(gè)，小城鎮(zhèn)總面積為26 866.02 hm2，最大斑塊面積為1 196.23 hm2，最小斑塊面積為10.96 hm2，小城鎮(zhèn)斑塊平均面積為147.62 hm2，小城鎮(zhèn)斑塊最大和最小面積之間相差懸殊，平均斑塊面積較小，汾河流域小城鎮(zhèn)斑塊的規(guī)模分異明顯。從總數(shù)看，用地規(guī)模較大的小城鎮(zhèn)數(shù)量較少，大部分小城鎮(zhèn)是中小規(guī)模的。

由圖2可知，汾河流域小城鎮(zhèn)斑塊的規(guī)模分布的差異性明顯。從流域角度看，汾河可分為上、中、下游三段，汾河流域小城鎮(zhèn)斑塊分布的空間差異明顯，流域上游地區(qū)面積小且小城鎮(zhèn)分布少；中游地區(qū)范圍最大且小城鎮(zhèn)數(shù)量最多；下游地區(qū)的小城鎮(zhèn)分布的數(shù)量較多且密度最大。從規(guī)模分布看，規(guī)模較大小城鎮(zhèn)在空間上分布在海拔較低、坡度較小的中下游地區(qū)，主要分布在晉中盆地和臨汾-運(yùn)城盆地的平川區(qū)域內(nèi)部，且這些小城鎮(zhèn)大多位于中下游地區(qū)的城鎮(zhèn)密集區(qū)；中小規(guī)模的小城鎮(zhèn)除了在中下游地區(qū)的平原和臺(tái)地區(qū)集中分布外，還在上游地區(qū)零散分布于河谷地區(qū)，在流域東西兩側(cè)的支流部分也是主要沿谷地分布。

圖2 2016年汾河流域小城鎮(zhèn)斑塊分布圖

三、汾河流域小城鎮(zhèn)空間分布的影響因素分析

（一）小城鎮(zhèn)與地形因素

流域是一個(gè)相對(duì)完整的自然單元，其地形因素在區(qū)域空間的分布對(duì)城鎮(zhèn)的選擇及其發(fā)展過程中具有重要的影響，對(duì)交通聯(lián)系、社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和文化交流等產(chǎn)生一定的抑制作用，制約著小城鎮(zhèn)的分布和演化。根據(jù)汾河流域地形特征，將汾河流域海拔高程劃分為500 m以下、500～1 000 m、1 000～1 500 m、1 500～2 000 m、2 000～2 500 m 及2 500 m以上六個(gè)等級(jí)范圍，坡度劃分為5°以下、5°～10°、10°～15°、15°～25°及 25°以上五個(gè)等級(jí)范圍，通過與汾河流域的小城鎮(zhèn)分布圖的疊加分析，定量地揭示出汾河流域小城鎮(zhèn)空間分布與地形之間的內(nèi)在關(guān)系。從表1可知，在海拔高度1 000 m范圍內(nèi)，小城鎮(zhèn)分布的數(shù)量最多，所占的比重最大，且隨著高程的增加小城鎮(zhèn)分布所占的比重逐漸下降，汾河流域小城鎮(zhèn)主要集中分布在汾河流域中下游地區(qū)的河谷和臺(tái)地區(qū)域。在地形坡度方面，流域內(nèi)小城鎮(zhèn)分布在5°以下的坡度地區(qū)共有91個(gè)，所占比重最大，且隨著坡度的增加小城鎮(zhèn)分布所占的比重逐漸下降。通過上述分析表明汾河流域小城鎮(zhèn)的選址具有典型的低海拔、低坡度指向的規(guī)律。

表1 汾河流域小城鎮(zhèn)斑塊在不同等級(jí)高程和坡度分布統(tǒng)計(jì)表

（二）小城鎮(zhèn)與水系因素

河流是汾河流域內(nèi)小城鎮(zhèn)分布的又一重要區(qū)位因素，對(duì)小城鎮(zhèn)的發(fā)展有著十分重要的作用。本文以汾河流域?yàn)榛A(chǔ)，探討流域內(nèi)小城鎮(zhèn)分布與水系的空間耦合關(guān)系。研究利用ArcGIS軟件，將距離最近河流干流劃分為五個(gè)近水距離等級(jí)，分別是1.5 km以下，1.5～3.0 km，3.0～6.0 km，6.0～10.0 km及10.0 km以上，并通過緩沖區(qū)分析，統(tǒng)計(jì)出河流與小城鎮(zhèn)之間不同距離級(jí)別內(nèi)的小城鎮(zhèn)斑塊數(shù)量百分比來分析小城鎮(zhèn)空間格局與水系分布的關(guān)系，結(jié)果表明：汾河流域183個(gè)小城鎮(zhèn)中，距離河流1.5 km以內(nèi)的小城鎮(zhèn)的數(shù)量為59個(gè)，比重達(dá)32.42%，小城鎮(zhèn)數(shù)量隨著與河流距離的不斷增大呈現(xiàn)出遞減趨勢。汾河流域小城鎮(zhèn)的空間分布具有明顯的“親水性”特征。

（三）小城鎮(zhèn)與交通條件的可達(dá)性

交通區(qū)位是影響小城鎮(zhèn)空間發(fā)展的重要因素，既可以加強(qiáng)小城鎮(zhèn)與周邊的聯(lián)系，又可以影響小城鎮(zhèn)的空間發(fā)展方向。汾河流域內(nèi)國道、省道是其交通空間的主要干道系統(tǒng)。研究利用ArcGIS軟件，將小城鎮(zhèn)距離最近公路（國道、省道）劃分為五個(gè)距離等級(jí)，分別為0.5 km以下，0.5～1.5 km，1.5～3.0 km，3.0～6.0 km及6.0 km以上。通過分析可知，在汾河流域的183個(gè)小城鎮(zhèn)中，距離道路1.5 km以內(nèi)的小城鎮(zhèn)有115個(gè)，比重達(dá)63.19%，交通的可達(dá)性好，其中在108、307國道附近的小城鎮(zhèn)分布較多。隨著與小城鎮(zhèn)距離的增加，小城鎮(zhèn)的斑塊數(shù)量逐漸減少，空間分布密度逐漸降低。通過上述分析可知，汾河流域的小城鎮(zhèn)沿道路分布的空間分布特征明顯，小城鎮(zhèn)的布局趨向于交通可達(dá)性較好的區(qū)域。

（四）小城鎮(zhèn)與中心城市的可接近性

小城鎮(zhèn)作為城鄉(xiāng)之間的紐帶在區(qū)域發(fā)展中占有重要的地位，其與中心城市的空間關(guān)系，特別是與中心城市的距離大小直接影響著小城鎮(zhèn)區(qū)域發(fā)展?jié)摿头较?，可為小城?zhèn)的空間發(fā)展的優(yōu)化布局提供有用信息。中心城市，是指在區(qū)域空間內(nèi)具有較強(qiáng)輻射力和吸引力具有中心地職能的大中小城市。選取汾河流域內(nèi)3個(gè)地級(jí)市、7個(gè)縣級(jí)市及23個(gè)縣城作為小城鎮(zhèn)可接近性分析的對(duì)象，探究中心城市與小城鎮(zhèn)之間的空間關(guān)系。研究利用ArcGIS軟件，將汾河流域159個(gè)小城鎮(zhèn)距離各級(jí)城市（地級(jí)市、縣級(jí)市、縣城）劃分為<5 km，5～10 km，10～15 km…40～50 km、50～55 km 這 10個(gè)等級(jí)，通過緩沖區(qū)分析可知，距離各級(jí)城市在10～15 km范圍之間的小城鎮(zhèn)最多，有62個(gè)，比重達(dá)39%，隨著距離的增加，小城鎮(zhèn)的分布密度越來越小?？傮w來看，小城鎮(zhèn)與中心城市的可接近性較好。

（五）小城鎮(zhèn)與景區(qū)、工業(yè)園區(qū)的融合性

汾河流域4A景區(qū)38個(gè)，5A景區(qū)3個(gè)，工業(yè)園區(qū)42個(gè)，具體空間分布如圖3、圖4所示。研究利用ArcGIS軟件，以景區(qū)、工業(yè)園區(qū)為中心，以10 km為緩沖距離，建立11個(gè)緩沖距離等級(jí)。通過分析可知，汾河流域內(nèi)183個(gè)小城鎮(zhèn)與4A級(jí)以上景區(qū)的距離在10～20 km之間的小城鎮(zhèn)最多，為62個(gè)，占比33.9%，與景區(qū)的融合性較好，其4A級(jí)以上景區(qū)以人文景觀為主，旅游資源在空間上的分布與小城鎮(zhèn)的關(guān)聯(lián)性較強(qiáng)，兩者存在明顯的耦合關(guān)系，有利于借助旅游資源，充分發(fā)揮資源優(yōu)勢，發(fā)展旅游業(yè)，為特色小城鎮(zhèn)的建設(shè)發(fā)展提供了良好的區(qū)位條件；而汾河流域內(nèi)的小城鎮(zhèn)與各工業(yè)園區(qū)的距離在0～10 km范圍內(nèi)小城鎮(zhèn)數(shù)量最多，為80個(gè)，占比43.7%，說明小城鎮(zhèn)與工業(yè)園區(qū)的融合性很好，有利于依托工業(yè)園區(qū)，通過工業(yè)園區(qū)進(jìn)行引導(dǎo)，發(fā)展特色產(chǎn)業(yè)，推動(dòng)特色小城鎮(zhèn)的建設(shè)?？傮w來看，汾河流域小城鎮(zhèn)與景區(qū)、工業(yè)園區(qū)的融合性好。

圖3 汾河流域小城鎮(zhèn)與 景區(qū)分布圖

圖4 汾河流域小城鎮(zhèn)與 工業(yè)園區(qū)分布圖

四、結(jié)論與討論

本文以汾河流域183個(gè)小城鎮(zhèn)為例，基于GIS空間分析方法，對(duì)汾河流域小城鎮(zhèn)的空間分布特征進(jìn)行研究，探究小城鎮(zhèn)分布的影響因素。結(jié)果表明：汾河流域小城鎮(zhèn)在宏觀空間上整體呈現(xiàn)集聚型分布特征，成凝聚型分布格局，集中分布在中下游地區(qū)，在空間上形成2個(gè)核心集聚區(qū)，為臨汾-運(yùn)城盆地和晉中盆地南部區(qū)域；汾河流域小城鎮(zhèn)規(guī)模分布的空間分異明顯，在空間上存在上中下游的差異性特征，中游地區(qū)小城鎮(zhèn)數(shù)量最多，下游地區(qū)的小城鎮(zhèn)密度最大。汾河流域小城鎮(zhèn)空間分布區(qū)位特征明顯，從自然因素看，汾河流域小城鎮(zhèn)分布具有低海拔、低坡度指向和“親水性”特征；從人文因素看，汾河流域的小城鎮(zhèn)與公路的交通可達(dá)性，與各級(jí)城市可接近性，與景區(qū)、工業(yè)園區(qū)的融合性好，區(qū)位因素對(duì)小城鎮(zhèn)的建設(shè)和發(fā)展具有重要的作用。

近年來，隨著美麗鄉(xiāng)村、特色小鎮(zhèn)等模式的逐漸盛行，小城鎮(zhèn)特色化發(fā)展和鄉(xiāng)村振興成為新時(shí)代下實(shí)施國家戰(zhàn)略的新路徑。在實(shí)現(xiàn)鄉(xiāng)村振興、城鄉(xiāng)融合發(fā)展的過程中，小城鎮(zhèn)發(fā)展與建設(shè)起到了重要的支撐作用。基于此，本文根據(jù)汾河流域小城鎮(zhèn)的空間分布特征及區(qū)位影響因素，提出汾河流域小城鎮(zhèn)的發(fā)展建議：

第一，加強(qiáng)培育重點(diǎn)中心鎮(zhèn)，建設(shè)小城鎮(zhèn)生活圈。汾河流域小城鎮(zhèn)在等級(jí)規(guī)模結(jié)構(gòu)方面不盡合理，汾河流域小城鎮(zhèn)數(shù)量偏多，規(guī)模較小，發(fā)育不完善。因此，未來要根據(jù)小城鎮(zhèn)的發(fā)展?jié)摿坝欣麉^(qū)位，從質(zhì)量、功能上提升小城鎮(zhèn)的發(fā)展水平，完善其基本公共服務(wù)功能，提升其人口集聚能力，加快建設(shè)小城鎮(zhèn)縣域經(jīng)濟(jì)、服務(wù)、文化副中心，有重點(diǎn)地發(fā)展小城鎮(zhèn)，加強(qiáng)以小城鎮(zhèn)為中心的生活圈建設(shè)，促進(jìn)城鄉(xiāng)融合發(fā)展。

第二，加強(qiáng)特色小城鎮(zhèn)的建設(shè)。根據(jù)汾河流域小城鎮(zhèn)與交通、景區(qū)工業(yè)園區(qū)的優(yōu)勢區(qū)位條件，立足于區(qū)域特色文化或產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)，強(qiáng)化小城鎮(zhèn)特色產(chǎn)業(yè)配套基礎(chǔ)設(shè)施，建設(shè)和做強(qiáng)一批資源主導(dǎo)型、交通樞紐型、旅游休閑型、文化創(chuàng)意型等特色小城鎮(zhèn)，形成星羅棋布的特色小城鎮(zhèn)布局，帶動(dòng)農(nóng)村地區(qū)走上依附小城鎮(zhèn)的共生發(fā)展之路，實(shí)現(xiàn)鄉(xiāng)村振興。

第三，促進(jìn)小城鎮(zhèn)與城市群發(fā)展相融合。汾河流域小城鎮(zhèn)涉及到山西省太原盆地城鎮(zhèn)密集區(qū)、晉南中部城市群，以晉中、晉南城市群發(fā)展為核心，依托太原、臨汾等核心城市，借助區(qū)域交通優(yōu)勢，通過加強(qiáng)城鎮(zhèn)群空間內(nèi)各個(gè)城鎮(zhèn)的聯(lián)系，共同發(fā)展大中小城鎮(zhèn)發(fā)展集合體，推動(dòng)汾河流域城鎮(zhèn)化進(jìn)程的快速發(fā)展，使流域城鎮(zhèn)體系進(jìn)一步得到優(yōu)化。