塔里木河源頭綠洲與末流綠洲聚落空間格局對比分析

張貝貝 王宏衛(wèi) 楊勝天

摘要：基于小尺度的網(wǎng)格單元，以塔里木河源頭綠洲和末流綠洲為研究區(qū)，采用地理信息系統(tǒng)（GIS）空間分析方法，從分布密度、規(guī)模、形狀等方面對2片綠洲內的鄉(xiāng)村聚落進行對比分析。研究結果表明，源頭綠洲內聚落整體分布的較為密集，且呈現(xiàn)出由南向北呈階梯狀逐漸稀疏的空間分布特征;末流綠洲內鄉(xiāng)村聚落整體分布稀疏，高密度分布區(qū)位于綠洲西北角。源頭綠洲內整體上大規(guī)模聚落集群分布的現(xiàn)象明顯;末流綠洲整體上則是以小規(guī)模聚落集群分布的現(xiàn)象明顯。源頭綠洲內聚落的形狀復雜，且分布廣泛;而末流綠洲內聚落的形狀大都趨于規(guī)則?？偟膩砜矗锬竞拥挠绊懯窃搭^綠洲內聚落形成和發(fā)展的重要原因，新疆生產(chǎn)建設兵團的人為因素干擾則是末流綠洲內聚落形成和發(fā)展的重要因素。

關鍵詞：塔里木河;綠洲;對比分析;空間分布;規(guī)模

鄉(xiāng)村聚落是指在有限的地域范圍里，與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動緊密相關的人群集聚分布并生活居住的現(xiàn)象與過程[1]。鄉(xiāng)村聚落作為鄉(xiāng)村人地關系表現(xiàn)的核心，是鄉(xiāng)村人口和生活綜合功能的承載體，是人利用自然、改造自然，使之成為能滿足自身居住生活、生產(chǎn)條件的具有一定規(guī)模的聚居場所[2]。鄉(xiāng)村聚落的空間格局分布類型多種多樣，反映了人類對自然環(huán)境的選擇與適應、生活習慣、生產(chǎn)方式、社會形態(tài)演變等方面的信息[3]。隨著新農(nóng)村建設的推進以及美麗鄉(xiāng)村建設的提出，梳理綠洲內鄉(xiāng)村聚落的空間格局特征對于綠洲內的城鄉(xiāng)統(tǒng)籌發(fā)展以及美麗的建設具有重要的現(xiàn)實意義與實用價值。

19世紀末期，國外學者開始對鄉(xiāng)村聚落進行研究，研究主要側重于聚落在地域空間內的布局特征，聚落的形態(tài)演變與分類，聚落的用地變化以及聚落內的景觀等[4]?？傮w上呈現(xiàn)出由簡單向綜合、從定性描述到定量分析、由空間分析向人文社會范式轉變的發(fā)展過程[5]。國內早期的研究領域主要側重于不同地區(qū)特征下鄉(xiāng)村聚落的分布位置與自然因素、耕地數(shù)量之間的關系，但是成果還是少見。近年來，鄉(xiāng)村聚落在空間上的分布格局研究慢慢升溫，研究方法從定性描述向定量與定性相結合的方向發(fā)展，并加強了遙感動態(tài)監(jiān)測技術和地理信息系統(tǒng)（GIS）空間分析軟件的利用[6-8]。但是大多數(shù)鄉(xiāng)村聚落的研究多局限于山區(qū)、丘陵、城郊區(qū)、發(fā)達地區(qū)以及欠發(fā)達地區(qū)，缺乏對西北干旱區(qū)綠洲內鄉(xiāng)村聚落的研究。且研究的尺度一般以行政區(qū)域（縣、市域）為研究單元，對大尺度地域空間的研究相對匱乏。

雖然人為原因是鄉(xiāng)村聚落形成及發(fā)展的重要因素，但是在西北干旱區(qū)這種特殊的地理環(huán)境條件下，水資源對于鄉(xiāng)村聚落的形成與分布也起著巨大的影響作用。塔里木河作為全國最大的內流河，新疆南疆地區(qū)最重要的水源補給，養(yǎng)育了南疆千千萬萬的居民。本研究以塔里木河為主線，選取塔里木河源頭以及末流形成發(fā)育起來的2片綠洲為研究區(qū)，基于小尺度的網(wǎng)格單元，通過探索綠洲內鄉(xiāng)村聚落的密度、鄉(xiāng)村聚落的規(guī)模、鄉(xiāng)村聚落的形狀，并對2片綠洲內鄉(xiāng)村聚落的空間分布特征進行對比，旨在揭示塔里木河對聚落的形成及發(fā)展起到的影響，進而為西北干旱區(qū)內美麗鄉(xiāng)村建設過程中的居民點規(guī)劃布局提供可靠的參考依據(jù)。

1 研究區(qū)與研究方法

1.1 研究區(qū)概況與數(shù)據(jù)來源

新疆作為典型的西北內陸干旱區(qū)，位于南疆的塔里木河則串聯(lián)起了塔克拉瑪干沙漠周圈各塊零散綠洲，筆者選取塔里木河源頭綠洲（葉爾羌河綠洲）和塔里木河末流綠洲（鐵干里克綠洲）為研究區(qū)（圖1）。塔里木河源頭綠洲地處喀什地區(qū)，涉及巴楚縣、麥蓋提縣、莎車縣、葉城縣、澤普縣等5縣。南接昆侖山脈，北望天山，西臨喀什綠洲，東靠塔克拉瑪干沙漠，地理坐標為76°57′～78°58′E，38°4′～39°52′N。而塔里木河末流綠洲則位于巴音郭楞蒙古自治州尉犁縣境內，內有兵團第二師下轄的31、32、33、34、35等5個團場。位于塔克拉瑪干沙漠和庫姆塔格沙漠之間，它作為及其重要的地理屏障，減緩了2個沙漠之間的合并趨勢，地理坐標為85°55′～87°56′E，41°11′～40°41′N。源頭綠洲是典型的沖積扇平原綠洲，而末流綠洲則是經(jīng)人工輸水改造而形成的綠洲。

本研究所使用的數(shù)據(jù)包括：（1）全國第二次土地利用調查數(shù)據(jù)，利用GIS軟件從第二次土地利用調查數(shù)據(jù)庫中提取所需鄉(xiāng)村聚落點數(shù)據(jù)、主要交通道路、主要河流等，根據(jù)實際情況剔除綠洲內小于3 000 m2的鄉(xiāng)村聚落點零星圖斑， 據(jù)實

地考察發(fā)現(xiàn)，小于3 000 m2的斑塊多為廢棄的廠房，年代久遠且早已失修的毛土房以及牧草場等，實際并無居民居住。（2）社會經(jīng)濟數(shù)據(jù)來自于新疆統(tǒng)計年鑒2015以及實地調研、入戶考察所得數(shù)據(jù)。

1.2 研究方法

2 綠洲聚落空間分布特征

2.1 綠洲聚落空間分布模式

利用ArcGIS軟件，提取綠洲內面狀鄉(xiāng)村聚落的質心并將其轉化為點狀數(shù)據(jù)[13]，運用平均最近鄰分析工具，對塔里木河源頭及末流2片綠洲內的聚落進行測度，驗證其分布模式，分析結果見表1。從表1可以看出，源頭綠洲與末流綠洲內聚落分布的最鄰近指數(shù)分別為0.53和0.40，均小于1，表明2片綠洲內的鄉(xiāng)村聚落在空間上的分布整體呈現(xiàn)出集聚的模式，且源頭綠洲的集聚態(tài)勢大于末流綠洲。從Z值來看，2片綠洲內鄉(xiāng)村聚落的標準化Z值均遠小于-1.96，表明2片綠洲內聚落的整體集聚態(tài)勢比較明顯。

2.2 綠洲聚落密度分析

利用Arcgis軟件，依據(jù)綠洲聚落實際情況，將源頭綠洲劃分為4 km×4 km的正方形網(wǎng)格，末流綠洲劃分為1 km×1 km 的正方形網(wǎng)格進行疊置分析，并統(tǒng)計各個網(wǎng)格內的聚落個數(shù)，最后利用自然斷裂法將其劃分為5類。

從圖2可以看出，源頭綠洲鄉(xiāng)村聚落分布具有以下特征：（1）源頭綠洲內鄉(xiāng)村聚落整體分布的較為密集，平均密度約為1.2個/km2。但又呈現(xiàn)出明顯的空間差異性，總體來看表現(xiàn)出南部密集，中部次之，北部稀疏呈階梯狀分布的空間特征。（2）位于綠洲南端的澤普縣、葉城縣境內形成多個密度在12～21個/km2的鄉(xiāng)村聚落密集區(qū)。此高度密集區(qū)的形成，主要是因為地處塔里木河源頭出山口，由于河流沖擊，形成了面積廣闊且地勢平坦的沖積扇平原地帶，加之水資源豐富，適宜居民生產(chǎn)生活。（3）綠洲北部地區(qū)為鄉(xiāng)村聚落分布的稀疏區(qū)域，聚落密度一般都在0～5個/km2之間。但是在綠洲最北端聚落數(shù)量突然增多，聚落密度達到5～12個/km2之間。造成此現(xiàn)象的原因則是因為隨著塔里木河流向下游時水流量逐漸減少，聚落的數(shù)量也隨之減少。到達最北端時由于喀什噶爾河與葉爾羌河匯流，河流流量驟然增加，導致最北端的聚落數(shù)量也隨之增加。

從圖3可以看出，末流綠洲鄉(xiāng)村聚落整體分布較為稀疏，平均密度為0.3個/km2，末流綠洲大部分區(qū)域內鄉(xiāng)村聚落分布密度均在0～2個/km2之間，高密度分布區(qū)位于綠洲的西北角。

對比源頭綠洲與末流綠洲可以發(fā)現(xiàn)，2片綠洲內鄉(xiāng)村聚落分布的密度差異極大，源頭綠洲內鄉(xiāng)村聚落分布較為密集而末流綠洲內鄉(xiāng)村聚落分布比較稀疏。塔里木河上游水量遠大于下游， 而水資源是聚落形成和發(fā)展的不可缺少的重要因素，因此隨著塔里木河從源頭流經(jīng)下游，水量慢慢減少，也引發(fā)了聚落數(shù)量的減少;末流綠洲是20世紀50年代后兵團入駐經(jīng)過引水開墾改造形成的人工綠洲，由于兵團以農(nóng)墾生產(chǎn)為主，且機械化程度高，農(nóng)業(yè)開墾技術相對先進，作物種類單一，生產(chǎn)規(guī)模大，所需人力和勞動強度較小，造成居民用地少且人稀的現(xiàn)象;另一方面，因為源頭綠洲是自然形成的綠洲，民族組成多為世居此地的少數(shù)民族，建國后人口增長較快，人口數(shù)量多，密度大，而末流綠洲多為當年響應國家號召來此開墾的兵團人，其中漢族人口占絕大多數(shù)，其人口基數(shù)本就偏低，再者受到國家政策的限制，人口增長緩慢，人口數(shù)量少，密度小，而人口是導致聚落形成擴展的重要因素。因此種種因素導致末流綠洲內的聚落數(shù)量相對源頭綠洲較少。

3 綠洲聚落規(guī)模分布特征

3.1 綠洲聚落數(shù)量、規(guī)模統(tǒng)計

選取聚落數(shù)量、聚落總面積、平均聚落面積等3個指標來研究源頭綠洲以及末流綠洲內鄉(xiāng)村聚落的規(guī)模特征。郭曉冬等依據(jù)鄉(xiāng)村聚落的圖斑面積將聚落劃分為獨院聚落、小型聚落、中等聚落、大型聚落等4類[8]。本研究依據(jù)新疆綠洲內實際情況將聚落劃分為小型、中型、大型、特大型等4類。從表2可以看出，源頭綠洲聚落個數(shù)為13 721個，聚落總面積為 60 649.5 hm2。末流綠洲聚落個數(shù)為1 105個，聚落總面積為2 327.6 hm2。源頭綠洲的聚落個數(shù)大約是末流綠洲的12倍，聚落總面積大約是末流綠洲的26倍。源頭綠洲內的聚落以小型聚落和中型聚落數(shù)量居多，其小型聚落數(shù)量占比為54.03%，中型聚落數(shù)量占比為28.88%，而末流綠洲內則是以小型聚落數(shù)量居多，占比高達83.71%。2片綠洲內雖然小型聚落數(shù)量極多，占聚落總數(shù)的比例也非常大，但是其面積卻很小，源頭綠洲內小型聚落面積只占總面積的6.61%，平均聚落面積為0.54 hm2。而末流綠洲內小型聚落面積占地達到了10.63%，平均聚落面積為0.27 hm2。說明2片綠洲內的鄉(xiāng)村聚落用地規(guī)模一般都較小。2片綠洲內的大型聚落個數(shù)以及聚落面積均不高，特大型規(guī)模的聚落雖然數(shù)量不多，但是其聚落總面積卻非常大，遠高于其他類型的聚落，源頭綠洲的特大型聚落面積占比為69.18%，平均聚落面積為 29.01 hm2，末流綠洲的特大型聚落占比為75.36%，平均聚落面積為22.49 hm2。說明在2片綠洲內大規(guī)模的聚落分布占比較小，但是用地面積極大?？傮w來看，2片綠洲內聚落規(guī)模差異極大，等級分異十分明顯。

3.2 綠洲聚落規(guī)?？臻g分布特征

以綠洲為單元，分別計算2片綠洲內每個聚落的面積，并以此為變量計算源頭綠洲與末流綠洲內聚落規(guī)模的全局空間關聯(lián)指數(shù)Morans I、全局空間聚類檢驗（Getis-Ord General G）。對局部的規(guī)模分異采用“熱點”探測工具，并以面積為統(tǒng)計屬性生成綠洲聚落規(guī)模分布熱點圖，基于此來研究綠洲內聚落規(guī)模的空間分布特征。從表3可以看出，源頭綠洲與末流綠洲內聚落面積的Morans I指數(shù)均為正，且校驗結果也比較顯著，說明源頭綠洲與末流綠洲聚落的規(guī)模分布在空間上存在明顯的集聚特征，即聚落規(guī)模大的集中分布，聚落規(guī)模小的集中分布。但是Morans I指數(shù)只能說明屬性值在空間上的分布模式，并不可以區(qū)分是高值的空間集聚還是低值的空間集聚。因此采用Getis-Ord General G來區(qū)分空間集聚的類型。源頭綠洲內聚落面積的Getis-Ord General G監(jiān)測值[G（d）]大于期望值[E（d）]，且檢驗結果也顯著，說明源頭綠洲內整體為高值集聚的現(xiàn)象明顯，也就是說大規(guī)模的聚落集聚分布明顯。而末流綠洲內監(jiān)測值[G（d）]小于期望值 E（d）]，檢驗顯著，說明末流綠洲內整體為低值集聚的現(xiàn)象比較明顯，也就是說小規(guī)模的聚落集聚分布明顯。

從圖4可以看出，紅色、橙色區(qū)域代表高值集聚的熱點區(qū)，藍色、淺藍色區(qū)域代表低值集聚的“冷點區(qū)”。源頭綠洲內聚落的規(guī)模在空間上的分布整體上呈現(xiàn)出高值集聚的特征，且局部具有明顯的差異，呈現(xiàn)出南高北低的空間分異特征。高值區(qū)域大都集中分布在源頭綠洲南部莎車縣境內，且位于塔里木河源頭出山口處。低值區(qū)域大都分布在源頭綠洲中部以及北部，即大規(guī)模的聚落大都集群分布在源頭綠洲南部，小規(guī)模的聚落大都集群分布在源頭綠洲中部以及北部。對比密度圖與熱點圖可以發(fā)現(xiàn)，源頭綠洲南部為中高密度大規(guī)模的聚落分布區(qū)，中部地區(qū)為中密度小規(guī)模的聚落分布區(qū)，北部地區(qū)為低密度小規(guī)模的聚落分布區(qū)。

從圖5可以看出，藍色及淺藍色區(qū)域代表低值集聚的冷點區(qū)，紅色及橙色區(qū)域代表高值集聚的熱點區(qū)。末流綠洲內聚落的規(guī)模在空間上的分布整體上呈現(xiàn)出低值集聚的特征，且局部具有明顯的差異，呈現(xiàn)出東高西低的空間分異特征。高值區(qū)域多集中在末流綠洲東部以及中部地區(qū)，低值區(qū)域多集中在末流綠洲的西部，也就是說大規(guī)模的聚落大都集群分布在末流綠洲東部和中部，小規(guī)模的聚落大都集群分布在西部。將密度分布圖與熱點分布圖進行對比可以發(fā)現(xiàn)，末流綠洲內聚落整體上的空間規(guī)模差異與密度差異存在明顯的負相關關系，即在末流綠洲西部出現(xiàn)高密度小規(guī)模、東部出現(xiàn)低密度大規(guī)模的集聚分布特征。

對比源頭綠洲與末流綠洲可以發(fā)現(xiàn)，2片綠洲聚落規(guī)模的集聚模式具有顯著的差異，源頭綠洲以大規(guī)模的聚落集聚為主，而末流綠洲則以小規(guī)模的聚落集聚分布為主，這與2片綠洲的聚落級別層次有關，源頭綠洲是“縣城-鄉(xiāng)鎮(zhèn)-村落”模式，縣城對于大規(guī)模聚落的帶動和布局有著很強的作用，所以造成源頭綠洲大規(guī)模聚落集群分布的現(xiàn)象明顯;而末流綠洲則是“團場（鄉(xiāng)鎮(zhèn)）-連隊（村落）”模式，缺少縣城這一較高級別層次聚落的帶動作用，所以難以形成大規(guī)模聚落集群分布的現(xiàn)象。另一方面，從源頭綠洲局部規(guī)模分異來看，大規(guī)模的聚落多集群分布在綠洲南部，地處塔里木河源頭出山口處，這是由于河流沖擊，形成了面積廣闊且地勢平坦的沖積扇平原地帶，水資源豐富便利，對大規(guī)模聚落的形成提供了有利的自然條件。

4 綠洲聚落形態(tài)空間分布特征

鄉(xiāng)村聚落是聚落地理學研究的重要方向，筆者主要采用景觀形狀指數(shù)（LSI）來對2片綠洲內聚落的平面形態(tài)進行研究。LSI反映鄉(xiāng)村聚落斑塊形狀的復雜程度，LSI的取值越大，說明聚落的形狀越復雜。LSI的取值越小說明聚落的形狀越趨于規(guī)則。本研究聚落形狀指數(shù)計算是以正方形為參照，LSI的取值≥1，當LSI的取值為1時，說明聚落形狀為正方形或者無限接近于正方形[14-16]。

經(jīng)計算得到源頭綠洲內聚落的平均形狀指數(shù)為 1.585 694，最大值為3.495 059，末流綠洲內聚落的平均形狀指數(shù)為1.160 486，最大值為2.772 621。從圖6、圖7可以看出，源頭綠洲內形狀指數(shù)值較高的聚落分布廣泛且明顯多于末流綠洲，而末流綠洲則恰恰相反，表現(xiàn)為形狀指數(shù)值較低的聚落分布廣泛。說明源頭綠洲內聚落的形狀復雜多變，點狀、團塊狀、條帶狀隨機分布，聚落建造布局的規(guī)劃性較弱，哪里方便哪里建，哪里人多哪里建，主要是由于省道S234、S215、三莎高速、吐和高速等主要道路以及葉爾羌河、提孜那甫河、喀什噶爾河等主要水系橫貫源頭綠洲境內，因此聚落大都成條帶狀沿著河流及道路延展分布，這樣的建造模式既有利于居民生活用水，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用水，又方便與外界的溝通交流。而末流綠洲內的聚落形狀則比較規(guī)則，大都成團塊狀分布于農(nóng)耕地旁，一是由于末流綠洲位于兵團轄區(qū)，而兵團又以屯墾戍邊為職責，實行黨政軍企高度統(tǒng)一的特殊管理體制，聚落的建造和發(fā)展受到高度統(tǒng)一的軍事化管理，人為干擾因素強烈;二是由于兵團堅持走農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的道路，機械化程度高，農(nóng)業(yè)基礎設施齊全，農(nóng)作物種類單一且規(guī)模大，所需人力較少;三是塔里木河作為內流河，水量逐階減少，而農(nóng)業(yè)灌溉需水量又比較大，為了水資源的合理配置，聚落大都依農(nóng)業(yè)生產(chǎn)而布局，整齊劃一便于管理。源頭綠洲內形狀較簡單且趨于規(guī)則的聚落多分布于綠洲中北部地區(qū)，因為此處有兵團第三師的2個團場分布。而末流綠洲內聚落的形狀基本都趨于規(guī)則，形狀復雜的聚落極少且呈隨機分布的態(tài)勢，這也和該綠洲基本都是兵團聚落的布局有關。

5 結論與討論

本研究以新疆塔里木河源頭以及末流形成的2片綠洲為研究對象，基于小尺度的網(wǎng)格單元，采用GIS空間分析方法，

從鄉(xiāng)村聚落的密度、 規(guī)模以及形態(tài)結構等方面深入分析了綠洲內鄉(xiāng)村聚落的空間格局特征，并對2片綠洲內的鄉(xiāng)村聚落分布特征進行對比。得出以下結論：（1）源頭綠洲內鄉(xiāng)村聚落整體分布較為密集，但又呈現(xiàn)出顯著的空間差異性，表現(xiàn)為由南向北呈階梯狀的空間分布特征。末流綠洲內鄉(xiāng)村聚落整體分布較為稀疏，高密度分布區(qū)位于末流綠洲的西北角。對比2片綠洲可以發(fā)現(xiàn)，源頭綠洲內的鄉(xiāng)村聚落密度遠大于末流綠洲。（2）源頭綠洲內的聚落以小型聚落和中型聚落居多，且在空間上呈現(xiàn)出高值集聚的特征，也就是說源頭綠洲內大規(guī)模的聚落在空間上集群分布的現(xiàn)象明顯，且大都位于塔里木河出山口處。末流綠洲內的鄉(xiāng)村聚落以小規(guī)模聚落居多，且在空間上呈現(xiàn)出低值集聚的特征，也就是說末流綠洲內小規(guī)模的聚落在空間上集群分布的現(xiàn)象明顯。（3）源頭綠洲內形狀指數(shù)值較高的聚落分布廣泛且明顯多于末流綠洲，表現(xiàn)為源頭綠洲內聚落的形狀復雜多變，而末流綠洲內聚落的形狀更趨向于規(guī)則。

在干旱區(qū)，水資源對綠洲內聚落的形成和發(fā)展起到了重要的影響作用。對比2片綠洲內鄉(xiāng)村聚落在空間上的分布現(xiàn)狀、規(guī)模以及形狀可以發(fā)現(xiàn)，在源頭綠洲，由于塔里木河的影響，在河流出山口處形成的沖積扇平原地帶，地勢平坦且面積廣闊，便于大規(guī)模聚落的形成與發(fā)展，又由于水源充足，適宜居民生產(chǎn)生活，因此聚落的數(shù)量繁多且大規(guī)模的聚落集聚分布在此;而在塔里木河下游形成的末流綠洲內，由于河流水量的減少，聚落的數(shù)量遠小于上游綠洲，加之新疆生產(chǎn)建設兵團的人為因素干擾，聚落的形狀多趨于規(guī)則。

鄉(xiāng)村聚落是在不同時代、不同生產(chǎn)力水平下產(chǎn)生的，體現(xiàn)了人類生活、生產(chǎn)與周圍環(huán)境的統(tǒng)一[5]。筆者不同于以往采用縣域等尺度為研究區(qū)的鄉(xiāng)村聚落研究，而是以塔里木河為主線，選取源頭以及末流2片綠洲為研究區(qū)，并利用小尺度的網(wǎng)格單元，對分布于綠洲內的聚落進行對比分析，探討塔里木河對綠洲內聚落的形成及發(fā)展起到的影響，進而為西北干旱區(qū)綠洲內鄉(xiāng)村聚落的建設與發(fā)展提供參考。然而本研究僅局限于單一的時間尺度，使用的研究方法較為傳統(tǒng)，對聚落形成發(fā)展影響因素方面的分析比較片面沒有定量化，將時間尺度考慮在內，對影響聚落形成發(fā)展的因素進行定量化，探索綠洲內聚落在長時序內的動態(tài)演變過程，是本研究進一步深化的方向。

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