基于maxEnt模型的包頭市達(dá)茂旗居民點(diǎn)空間分布適宜性評(píng)價(jià)

周海濤, 寧小莉, 張雪峰, 魏光慧

(內(nèi)蒙古科技大學(xué) 包頭師范學(xué)院, 內(nèi)蒙古 包頭 014030)

農(nóng)村居民點(diǎn)作為人類生產(chǎn)生活的重要載體[1-3]，伴隨著中國改革開放社會(huì)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，在快速城鎮(zhèn)化和工業(yè)化的擾動(dòng)下[4]，以及城鄉(xiāng)二元結(jié)構(gòu)的長期束縛和“重城輕鄉(xiāng)”發(fā)展戰(zhàn)略導(dǎo)向驅(qū)使下[5-6]，農(nóng)村居民點(diǎn)用地粗放、功能單一、缺乏規(guī)劃、空心化、貧困化、環(huán)境污染化等一系列“鄉(xiāng)村病”日益凸顯、越發(fā)嚴(yán)重[7]。黨的“十九大”審時(shí)度勢(shì)，鮮明指出中國特色社會(huì)主義進(jìn)入新時(shí)代，并首次提出“實(shí)施鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略”，致力于建設(shè)“產(chǎn)業(yè)興旺、生態(tài)宜居、鄉(xiāng)村文明、治理有效、生活富?！钡默F(xiàn)代化新農(nóng)村[6]。鄉(xiāng)村振興，生態(tài)宜居是關(guān)鍵，居民點(diǎn)適宜性評(píng)價(jià)是進(jìn)行鄉(xiāng)村整治、優(yōu)化重構(gòu)，改善人居環(huán)境的前提基礎(chǔ)[8-10]。因此，在新時(shí)代實(shí)施鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略背景下，基于科學(xué)、客觀的居民點(diǎn)適宜性評(píng)價(jià)結(jié)果，立足區(qū)域發(fā)展實(shí)際、根據(jù)資源稟賦因地制宜的探索開展人居環(huán)境整治，已成為亟待解決的重點(diǎn)前沿課題。

國際學(xué)者針對(duì)農(nóng)村居民點(diǎn)適宜性評(píng)價(jià)開展了大量研究，取得豐碩成果?？偨Y(jié)已有研究，主要呈現(xiàn)以下幾方面特點(diǎn)：(1) 研究地域多樣化。涵蓋平原、山地、農(nóng)區(qū)、盆地、少數(shù)民族區(qū)域和生態(tài)經(jīng)濟(jì)區(qū)，主要有陜西關(guān)中平原腹地西安楊陵區(qū)[11]、寶雞市隴縣[12]、黑龍江省五常市[13]、山西忻定盆地忻府區(qū)[14]、江西省潘陽湖生態(tài)經(jīng)濟(jì)區(qū)潘陽縣[15]、西南典型低山丘陵區(qū)[16]以及四川盆地震后重建北川羌族自治縣[17]、川中丘陵隆昌市[18]、成都平原都江堰市[19]；(2) 評(píng)價(jià)指標(biāo)完善化。在傳統(tǒng)的土地適宜性評(píng)價(jià)指標(biāo)，例如高程、坡度、坡向等自然因素[19]以及距道路、距城鎮(zhèn)等區(qū)位因素[16]的基礎(chǔ)上，根據(jù)評(píng)價(jià)目標(biāo)的導(dǎo)向性以及區(qū)域的差異性，反映社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r的人居可支配收入、人口城鎮(zhèn)化率、土地經(jīng)濟(jì)密度等因子，以及土地利用類型、生態(tài)保護(hù)區(qū)、人文景觀、地質(zhì)災(zāi)害、植被覆蓋度等生態(tài)環(huán)境因素逐漸納入到評(píng)價(jià)指標(biāo)體系中[13-15,20]；(3) 研究數(shù)據(jù)多源化。涵蓋了中國資源3號(hào)衛(wèi)星、全球MODIS NDVI，Landsat OLI，DEM等遙感影像數(shù)據(jù)，土地利用現(xiàn)狀、國土資源調(diào)查及年度變更等土地利用數(shù)據(jù)，地形圖、土壤圖、交通道路、河流水系、植被、地質(zhì)災(zāi)害、城鄉(xiāng)規(guī)劃等輔助數(shù)據(jù)以及統(tǒng)計(jì)年鑒等社會(huì)經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)[11,13,21-22]；(4) 評(píng)價(jià)模型、理論豐富化。在傳統(tǒng)的土地資源學(xué)土地適宜性評(píng)價(jià)理論基礎(chǔ)上逐漸引入景觀生態(tài)學(xué)、生態(tài)位理論[23-24]、AVC三力[20]、“源、匯”景觀理論等[25]新理論，評(píng)價(jià)模型在傳統(tǒng)的AHP層次分析法基礎(chǔ)上，利用RS遙感影像，基于GIS空間分析，最小積累阻力模型[19]、灰靶模型[26]、生態(tài)位適宜度模型[27]、物元模型等[28]模型方法已廣泛應(yīng)用到居民點(diǎn)適宜性評(píng)價(jià)中。已有研究成果豐富了農(nóng)村居民點(diǎn)適宜性評(píng)價(jià)前沿研究，為農(nóng)村居民點(diǎn)規(guī)劃、整治、重構(gòu)，人居環(huán)境改善及鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略實(shí)施提供科學(xué)依據(jù)。但尚且存在部分問題沒有很好的解決，例如評(píng)價(jià)因子權(quán)重賦值人為主觀臆斷現(xiàn)象。截至目前，評(píng)價(jià)指標(biāo)因子選取和因子權(quán)重賦值尚無統(tǒng)一規(guī)范或標(biāo)準(zhǔn)，主要依靠參與人員或?qū)＜医?jīng)驗(yàn)進(jìn)行權(quán)重賦值，因而由于人員的專業(yè)背景、學(xué)術(shù)經(jīng)驗(yàn)差異化以及研究區(qū)域的獨(dú)特性，導(dǎo)致因子權(quán)重賦值存在較為嚴(yán)重的人為主觀臆斷現(xiàn)象，進(jìn)而引發(fā)評(píng)價(jià)結(jié)果準(zhǔn)確性存在偏差。

基于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的機(jī)器學(xué)習(xí)方法可以杜絕人為主觀臆斷影響。近年來，隨著信息科學(xué)技術(shù)的興起，使得基于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的機(jī)器學(xué)習(xí)方法在土地科學(xué)領(lǐng)域的土地類型分類[8]、城市擴(kuò)張[29]、資源生態(tài)安全評(píng)價(jià)[30]、棲息地適宜性評(píng)價(jià)等[31]方面得到了廣泛運(yùn)用。探討基于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的機(jī)器學(xué)習(xí)方法在居民點(diǎn)適宜性評(píng)價(jià)領(lǐng)域應(yīng)用的案例成果雖為罕見，但已成為學(xué)術(shù)前沿研究趨勢(shì)[8]。因此，本文以生態(tài)環(huán)境脆弱、少數(shù)民族邊疆地區(qū)的內(nèi)蒙古包頭市達(dá)爾罕茂明安聯(lián)合旗(簡稱達(dá)茂旗)為例，基于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的機(jī)器學(xué)習(xí)maxEnt模型方法，選取DEM、坡度、坡向自然環(huán)境因素，距道路距離、距城鎮(zhèn)距離區(qū)位條件因素，距耕地距離、距林地距離、距水域距離生產(chǎn)條件因素以及植被覆蓋度、距草地距離生態(tài)環(huán)境因素，對(duì)達(dá)茂旗居民點(diǎn)空間分布適宜性進(jìn)行評(píng)價(jià)研究，進(jìn)而厘清各因子要素對(duì)居民點(diǎn)適宜性影響的重要程度，明晰適宜區(qū)居民點(diǎn)與各因子要素的最佳配置關(guān)系，以期為該區(qū)域居民點(diǎn)優(yōu)化整治、人居環(huán)境改善提供新思路。

1 研究區(qū)概況

達(dá)茂旗全稱達(dá)爾罕茂明安聯(lián)合旗，地理位置處于109°16′—111°25′E，41°20′—42°40′N，位于陰山山脈北麓，北與蒙古國接壤，東鄰烏蘭察布市四子王旗，西接巴彥淖爾市烏拉特中旗，南連呼和浩特市武川縣、包頭市固陽縣，國境線長88.6 km。達(dá)茂旗是包頭市唯一以蒙古族為主體、漢族占多數(shù)、多民族聚居的邊境少數(shù)民族地區(qū)，旗內(nèi)總?cè)丝?2萬人，其中少數(shù)民族1.83萬人(蒙古族1.73萬人)，有蒙、漢、回、滿等15個(gè)民族。全旗管轄7個(gè)鎮(zhèn)、2個(gè)鄉(xiāng)、3個(gè)蘇木、77個(gè)村(嘎查)委員會(huì)，總面積1.82萬km2，其中天然草場(chǎng)面積1.66萬km2，是內(nèi)蒙古自治區(qū)十大天然牧場(chǎng)之一。達(dá)茂旗地處大青山西北內(nèi)蒙古高原地帶，地勢(shì)南高北低，緩緩向北傾斜，南部屬丘陵區(qū)，中、西有低山陡坡，北部屬高平原臺(tái)地，間有開闊原野，最高海拔1 846 m，平均海拔1 367 m。達(dá)茂旗地處中溫帶，又深居內(nèi)陸腹地，大陸性氣候特征顯著，屬中溫帶半干旱大陸性氣候。達(dá)茂旗地廣人稀，資源豐富，民族文化底蘊(yùn)深厚，居民點(diǎn)建設(shè)功能單一，缺少規(guī)劃，呈“滿天星”的高度離散特征[32]。

2 數(shù)據(jù)來源與研究方法

2.1 數(shù)據(jù)來源及處理

研究所用數(shù)據(jù)主要包括達(dá)茂旗2016年1∶5萬土地利用類型及道路數(shù)據(jù)、Landsat8 OLI(時(shí)相為7—8月)和DEM遙感影像數(shù)據(jù)，研究區(qū)行政邊界等矢量數(shù)據(jù)?；贏rcGIS 10.0軟件平臺(tái)，利用DEM數(shù)據(jù)提取研究區(qū)坡度、坡向因子。以土地利用類型數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，提取研究區(qū)河流水域、林地、草地、耕地、居民地及城鎮(zhèn)圖層。利用ENVI 5.1軟件對(duì)Landsat8 OLI數(shù)據(jù)進(jìn)行輻射定標(biāo)、大氣校正、鑲嵌等處理。所有因子圖層統(tǒng)一投影坐標(biāo)系，進(jìn)行掩膜裁剪等預(yù)處理。

2.2 研究方法

2.2.1 maxEnt模型 生態(tài)位被認(rèn)為是一個(gè)生物單元(個(gè)體、種群或物種)生存條件的總集合體，其主要反映生物個(gè)體或種群在生態(tài)系統(tǒng)中，在時(shí)間空間上所占據(jù)的環(huán)境、位置及其與相關(guān)種群之間的功能關(guān)系與作用[23-24,33-34]。農(nóng)村居民點(diǎn)是生產(chǎn)生活等綜合功能的重要載體，受區(qū)域自然、社會(huì)、經(jīng)濟(jì)等多重因素的影響與制約，是一種自然—社會(huì)—經(jīng)濟(jì)綜合一體的復(fù)合生態(tài)位[23-24]。因此，生態(tài)位理論已廣泛應(yīng)用到居民點(diǎn)適宜性研究領(lǐng)域中。maxEnt模型由Philips團(tuán)隊(duì)于2004年利用JAVA語言編寫開發(fā)，利用物種“出現(xiàn)點(diǎn)”樣本數(shù)據(jù)及周邊環(huán)境特征信息，計(jì)算最大熵概率的可能分布進(jìn)而預(yù)測(cè)物種潛在的最佳空間分布位置及釋義與周邊環(huán)境關(guān)系的一種基于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的機(jī)器學(xué)習(xí)生態(tài)位理論經(jīng)典模型[35-36]。maxEnt模型自發(fā)布以來在物種潛在分布預(yù)測(cè)[37]、棲息地適宜性評(píng)價(jià)[31,36]、疾病空間傳播[38]、人口與社會(huì)環(huán)境關(guān)系評(píng)價(jià)[39]、古文化遺址保護(hù)等[40]研究領(lǐng)域備受國內(nèi)外學(xué)者的青睞，部分學(xué)者已將maxEnt模型引入到居民點(diǎn)適宜性評(píng)價(jià)[41]、聚落格局優(yōu)化等[42]人居環(huán)境研究領(lǐng)域中。

2.2.2 因子選取 農(nóng)村居民點(diǎn)作為人類活動(dòng)的重要空間場(chǎng)所，其空間分布受自然因素、社會(huì)經(jīng)濟(jì)條件等多重因素影響與制約[32]。綜合已有研究成果[43-45]，本文選取DEM、坡度、坡向自然環(huán)境因素，距道路距離、距城鎮(zhèn)距離的區(qū)位因素，距耕地距離、距林地距離、距水域距離生產(chǎn)條件因素以及植被覆蓋度、距草地距離生態(tài)環(huán)境因素對(duì)達(dá)茂旗居民點(diǎn)空間分布適宜性進(jìn)行評(píng)價(jià)研究。

(1) 自然環(huán)境因素?；贏rcGIS 10.0軟件平臺(tái)，利用空間分析功能，從研究區(qū)30 m×30 m分辨率的DEM數(shù)據(jù)中計(jì)算出研究區(qū)坡度、坡向因子。

(2) 區(qū)位條件因素?；谘芯繀^(qū)2016年1∶5萬土地利用數(shù)據(jù)，利用屬性提取功能提取出研究區(qū)城鎮(zhèn)圖層，采用距離制圖功能計(jì)算出距城鎮(zhèn)距離因子。對(duì)研究區(qū)1∶5萬道路數(shù)據(jù)距離制圖得到距道路距離因子。

(3) 生產(chǎn)條件因素?；谘芯繀^(qū)2016年1∶5萬土地利用數(shù)據(jù)，利用屬性提取功能提取出研究區(qū)耕地、林地、水域圖層，采取距離制圖功能得出距耕地距離、距林地距離和距水域距離因子。

(4) 生態(tài)環(huán)境因素。利用研究區(qū)時(shí)相為7—8月的Landsat8 OLI影像數(shù)據(jù)，采用ENVI 5.1軟件，結(jié)合像元二分法[46-47]提取研究區(qū)植被覆蓋度因子。利用ArcGIS 10.0屬性提取功能從土地利用數(shù)據(jù)中提取草地圖層，采用距離制圖功能獲得距離草地距離因子。

2.2.3 模型構(gòu)建 將2016年居民點(diǎn)數(shù)據(jù)按照maxEnt模型要求，以名字和經(jīng)度、緯度編輯保存為.asv格式文件。所有圖層統(tǒng)一投影坐標(biāo)系，統(tǒng)一邊界及分辨率，轉(zhuǎn)換為.asc格式。隨機(jī)選取70%居民點(diǎn)數(shù)據(jù)用于模型驅(qū)動(dòng)，30%數(shù)據(jù)用于精度驗(yàn)證，選擇刀切法(Jackknife)判讀環(huán)境因子重要性。利用ROC曲線下的AUC值檢測(cè)模型精確度，AUC值在0.5～0.7表示模型精度較低；0.7～0.9表示模型精度較好；0.9～1代表模型效果最優(yōu)精度較高[41,48]。為提高評(píng)價(jià)精度，模型重復(fù)迭代運(yùn)行10次，結(jié)果以Logistic形式輸出。

陽光餐飲示范街（區(qū)）的審核是與中國烹飪協(xié)會(huì)北京市餐飲行業(yè)協(xié)會(huì)聯(lián)手，從基礎(chǔ)條件、明廚亮灶、管理水平、誠信管理、社會(huì)責(zé)任、清潔衛(wèi)生等維度進(jìn)行的綜合評(píng)判。今年首次開展的陽光餐飲示范村遴選工作，中國烹飪協(xié)會(huì)結(jié)合北京美麗鄉(xiāng)村建設(shè)，挖掘出了6個(gè)各具特色的示范村，即：門頭溝清水鎮(zhèn)黃塔村、昌平十三陵鎮(zhèn)仙人洞村、延慶大莊科鄉(xiāng)鐵爐村、懷柔喇叭溝門滿族鄉(xiāng)中榆樹店村、懷柔湯河口鎮(zhèn)后安嶺村、平谷黃松峪鄉(xiāng)刁窩村。

3 結(jié)果與分析

3.1 評(píng)價(jià)體系因子量化結(jié)果

適宜性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系因子量化結(jié)果見圖1。研究區(qū)高程值為1 000～1 861 m(圖1A)，其坡度(圖1B)最大值為53.947°，坡向值范圍為0°～359.665°(圖1C)；區(qū)位條件因素中居民點(diǎn)距道路距離(圖1D)及距城鎮(zhèn)距離(圖1E)其最大值分別為68 503，112 281 m；生產(chǎn)條件因素中居民點(diǎn)距林地距離最遠(yuǎn)，其峰值為112 295 m(圖1G)，距耕地(圖1F)及水域距離(圖1H)最大值依次為87 957, 69 385 m；生態(tài)環(huán)境因素其植被覆蓋度(圖1I)值在0～1區(qū)間，達(dá)茂旗東南部地區(qū)植被覆蓋度值較高；居民點(diǎn)距草地距離最大值為66 628 m(圖1J)。

圖1 評(píng)價(jià)因子量化結(jié)果

3.2 maxEnt模型評(píng)價(jià)結(jié)果

ROC曲線分析表明，模型10次迭代運(yùn)行結(jié)果AUC平均值為0.753，遠(yuǎn)高于模型隨機(jī)AUC值(0.5)，表明maxEnt模型評(píng)價(jià)精度較好，具有一定適用性。

3.3 居民點(diǎn)空間分布適宜性評(píng)價(jià)結(jié)果

利用ArcGIS 10.0空間分析的重分類Natural Breaks(Jenks)方法對(duì)maxEnt模型適宜性評(píng)價(jià)結(jié)果進(jìn)行適宜性等級(jí)劃分，依次劃分為4個(gè)等級(jí)(圖2)，分別為非適宜區(qū)、次適宜區(qū)、較適宜區(qū)和最適宜區(qū)。根據(jù)適宜區(qū)空間分布圖，計(jì)算出各適宜等級(jí)區(qū)所占研究區(qū)的面積及百分比(表1)。達(dá)茂旗居民點(diǎn)最適宜區(qū)面積為3 274.498 km2，僅占研究區(qū)總面積的18.738%，研究區(qū)內(nèi)較適宜區(qū)所占面積最大，占比為27.656%，略高于次適宜區(qū)等級(jí)面積。

圖2 達(dá)茂旗居民點(diǎn)空間分布適宜性等級(jí)

由圖2可見，達(dá)茂旗居民點(diǎn)空間分布最適宜區(qū)主要分布在百靈廟鎮(zhèn)東北部、石寶鎮(zhèn)東南部的石寶村、腮烏素村、幸福村，希拉穆仁鎮(zhèn)的哈拉烏素、白彥淖爾，烏克忽洞鎮(zhèn)的烏克忽洞村、大西灘村、烏蘭忽洞村和東河村，西河鄉(xiāng)的西河村、前河村及德令溝村，達(dá)爾罕蘇木鄉(xiāng)的查干敖包嘎查南部、哈沙圖嘎查等區(qū)域。非適宜區(qū)主要分布在達(dá)茂旗北部的滿都拉鎮(zhèn)、巴音花鎮(zhèn)及查干哈達(dá)蘇木區(qū)域內(nèi)，達(dá)茂旗西南部的明安鎮(zhèn)也存在大面積非適宜區(qū)。

表1 2016年居民點(diǎn)空間分布適宜性等級(jí)劃分

3.4 結(jié)果分析

3.4.1 因子重要性分析 maxEnt模型使用刀切法判斷環(huán)境因子的重要性。如圖3所示，距道路距離、距耕地距離及距林地距離因子對(duì)居民點(diǎn)空間分布適宜性影響較大，其次為距草地距離、距城鎮(zhèn)距離及植被覆蓋度值，而距水域距離、坡度、DEM及坡向因子對(duì)居民點(diǎn)適宜性影響作用較弱。

3.4.2 評(píng)價(jià)因子與居民點(diǎn)空間分布適宜性關(guān)系分析根據(jù)maxEnt模型模擬各因子對(duì)居民點(diǎn)空間分布適宜性影響的反映曲線(圖4)，可以直觀分析出達(dá)茂旗居民點(diǎn)空間分布適宜性隨各因子數(shù)值的改變而變化的趨勢(shì)。圖4A顯示達(dá)茂旗居民點(diǎn)隨著DEM值的增加其適宜性逐漸增大，大約DEM值在1 350～1 400 m區(qū)間時(shí)適宜性達(dá)到峰值，DEM值在1 400～1 650 m時(shí)居民點(diǎn)適宜性趨于平穩(wěn)變化不大。坡度因子(圖4B)反映出隨著坡度值從0°增大其適宜性增加，在坡度值達(dá)到約2.5°時(shí)最適宜，隨后坡度值增加其適宜性迅速降低。坡向值大約在126°～234°區(qū)間時(shí)最適宜居民點(diǎn)分布(圖4C)，該區(qū)間為東南坡、南坡和西南坡。圖4D為達(dá)茂旗居民點(diǎn)適宜性與距道路距離的關(guān)系，隨著距道路距離的增加其適宜性逐漸降低，大約在距離道路1 500 m時(shí)適宜性不再隨距離的增加而發(fā)生變化。達(dá)茂旗居民點(diǎn)空間分布適宜性距城鎮(zhèn)距離的變化趨勢(shì)整體與距道路距離因子呈現(xiàn)出一致性，但距城鎮(zhèn)距離因子變化趨勢(shì)緩慢(圖4E)。隨著距耕地距離的增加達(dá)茂旗居民點(diǎn)適宜性下降，在距耕地距離約為4～15 km時(shí)，適宜性無變化，超過15 km時(shí)適宜性呈斷崖式下降，超過臨界值約20 km之后適宜性趨于平緩(圖4F)。距林地距離對(duì)達(dá)茂旗居民點(diǎn)適宜性的影響表現(xiàn)出隨著距離的增加其適宜性逐漸降低的趨勢(shì)(圖4G)。圖4H表明距水域距離與距耕地距離因子影響趨勢(shì)相似，距水域距離值約在1.5～12.5 km區(qū)間時(shí)適宜性無明顯變化，在此臨界值后，適宜性斷崖式迅速降低，斷崖式現(xiàn)象較明顯。達(dá)茂旗居民點(diǎn)空間分布適宜性隨著植被覆蓋度值的增加而表現(xiàn)出明顯的增加趨勢(shì)，表明植被覆蓋度值越大適宜性越高(圖4I)。草地對(duì)達(dá)茂旗居民點(diǎn)空間分布適宜性的影響表現(xiàn)出距草地距離增加其適宜性增加，大約在300～800 m距離時(shí)最適宜居民點(diǎn)空間分布(圖4J)。

圖3 因子重要性刀切圖

4 討 論

評(píng)價(jià)因子響應(yīng)曲線顯示出，達(dá)茂旗居民點(diǎn)空間分布適宜性分區(qū)在高程值選擇上并未呈現(xiàn)出低地取向性，高程值約在1 350～1400 m時(shí)適宜性最高，在1 400～1800 m時(shí)也呈現(xiàn)出較好的適宜性，該結(jié)果與已有研究結(jié)論一致[32,49]。達(dá)茂旗地處陰山北麓，區(qū)內(nèi)地勢(shì)南高北低，呈現(xiàn)出向北逐漸傾斜趨勢(shì)，居民點(diǎn)空間分布上也具有南部聚集北部較離散的特征。坡度值在0°～2.5°區(qū)間內(nèi)隨著坡度值增加其適宜性增高，而在15°臨界值之內(nèi)，隨著坡度增加其適宜性降低，該結(jié)果與一般研究結(jié)論相同。達(dá)茂旗居民點(diǎn)空間分布適宜區(qū)多集中在坡向值126°～234°，即東南坡、南坡和西南坡上。李飛等[50]對(duì)同屬于農(nóng)牧交錯(cuò)區(qū)的科爾沁左翼中旗農(nóng)村居民點(diǎn)研究中同樣證實(shí)農(nóng)牧交錯(cuò)區(qū)的居民點(diǎn)在坡向選擇中部分居民點(diǎn)坐落于東南坡等陰坡，同樣現(xiàn)象在張?chǎng)蔚萚49]對(duì)達(dá)茂旗居民點(diǎn)空間分異特征研究中也得到佐證。

maxEnt模型與傳統(tǒng)模型對(duì)比在對(duì)達(dá)茂旗居民點(diǎn)空間分布適宜性評(píng)價(jià)中表現(xiàn)出一定的優(yōu)越性，為基于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的機(jī)器學(xué)習(xí)模型與方法對(duì)鄉(xiāng)村地理學(xué)研究中居民點(diǎn)適宜性評(píng)價(jià)、人居環(huán)境優(yōu)化重構(gòu)等研究提供參考案例。但在maxEnt模型評(píng)價(jià)結(jié)果進(jìn)行適宜區(qū)等級(jí)劃分中尚無統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)而導(dǎo)致各類適宜區(qū)空間分布位置及面積大小等受到一定影響。農(nóng)村居民點(diǎn)作為人類生產(chǎn)生活的重要載體，已然成為一種自然—社會(huì)—經(jīng)濟(jì)的復(fù)合生態(tài)位，深受自然環(huán)境、社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、民族文化、民族信仰，政府調(diào)控政策等多重因素的影響，由于數(shù)據(jù)獲取等原因，本文僅局限于單一時(shí)間點(diǎn)分析，而未能夠?qū)ζ溥M(jìn)行長時(shí)間序列的綜合全面研究。maxEnt模型雖然備受國內(nèi)外學(xué)者青睞，近年來得到了較為廣泛的認(rèn)可和較高的使用率，但該模型其普適性等問題還需慎重考慮，通過廣泛的應(yīng)用及逐漸的改進(jìn)優(yōu)化，該模型將會(huì)給居民點(diǎn)適宜性研究帶來新的憧憬，基于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的機(jī)器學(xué)習(xí)模型與方法也終將開拓鄉(xiāng)村地理學(xué)研究的新境界。

圖4 因子響應(yīng)曲線

5 結(jié) 論

(1) 達(dá)茂旗居民點(diǎn)空間分布最適宜區(qū)面積最小，主要分布在達(dá)茂旗百靈廟鎮(zhèn)東北部、石寶鎮(zhèn)東南部、希拉穆仁鎮(zhèn)南部、達(dá)爾罕蘇木鄉(xiāng)西北部及達(dá)茂旗南部的烏克忽洞鎮(zhèn)及西河鄉(xiāng)范圍內(nèi)，非適宜區(qū)多集中在達(dá)茂旗北部的滿都拉鎮(zhèn)、巴音花鎮(zhèn)和查干哈達(dá)蘇木區(qū)域內(nèi)，所占面積高于最適宜區(qū)占比。

(2) 距道路距離因子對(duì)達(dá)茂旗居民點(diǎn)空間分布適宜性影響最為重要，距草地距離、距城鎮(zhèn)距離及植被覆蓋度因子影響重要性低于距耕地距離和距林地距離因子。相比較上述因子而言，距水域距離、坡度、DEM及坡向因子對(duì)達(dá)茂旗居民點(diǎn)空間分布適宜性影響作用最弱。

(3) 高程值在1 350～1 400 m時(shí)最適宜，無低地取向性，但有較明顯的低平緩坡度指向性，0°～2.5°適宜性最高。坡向方面適宜區(qū)青睞于南坡和西南坡，東南坡陰坡上也具有一定適宜性。隨著距道路、城鎮(zhèn)的距離值增加適宜性降低。距耕地距離因子與距水域距離因子影響趨勢(shì)相似，起初適宜性隨著距離增加而降低，接著出現(xiàn)適宜性平緩區(qū)域，超過某個(gè)臨界值后適宜性呈斷崖式下降，最后趨于無變化。距草地距離約300～800 m時(shí)適宜性最好，植被覆蓋度值越高其居民點(diǎn)空間分布適宜性越高。