錫林郭勒盟南部典型農(nóng)牧區(qū)鄉(xiāng)村聚落時空演變對比研究
——以多倫縣和正藍旗為例

張 璐

(內(nèi)蒙古師范大學(xué) 地理科學(xué)學(xué)院，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010022)

鄉(xiāng)村聚落又稱為農(nóng)村居民點，是鄉(xiāng)村人口生產(chǎn)生活的重要場所，是鄉(xiāng)村地區(qū)人地關(guān)系的集中體現(xiàn)。近年來，隨著城鎮(zhèn)化的快速發(fā)展，鄉(xiāng)村聚落空廢化[1-2]、農(nóng)村居民點無序擴張、傳統(tǒng)鄉(xiāng)村聚落遭破壞等不合理現(xiàn)象屢見不鮮。十九大報告中提出了“產(chǎn)業(yè)興旺、生態(tài)宜居、鄉(xiāng)風(fēng)文明、治理有效、生活富?！钡泥l(xiāng)村建設(shè)總要求，因此如何縮小城鄉(xiāng)之間的差距，合理利用土地資源，改善鄉(xiāng)村聚落人居環(huán)境，已經(jīng)成為地理學(xué)、生態(tài)學(xué)等學(xué)科領(lǐng)域關(guān)注的重點[3]。

19世紀(jì)，國外就對鄉(xiāng)村聚落進行了一系列的研究，且在整體上呈現(xiàn)出由簡單向綜合、由定性描述向定量分析、由空間分析向人文社會范式轉(zhuǎn)變的發(fā)展過程[4-5]。相比而言，國內(nèi)鄉(xiāng)村聚落研究起步較晚，研究內(nèi)容主要集中在鄉(xiāng)村聚落區(qū)位[6]、空間格局演變及影響因素[7]、空間形態(tài)[8]、聚落體系[9]、聚落優(yōu)化重構(gòu)[10]等方面。其中，簡鈺清等[11]研究發(fā)現(xiàn)廣東省鄉(xiāng)村聚落用地呈現(xiàn)以珠三角為主、東西兩翼為輔的空間擴張格局；吳江國等[12]研究發(fā)現(xiàn)蘇南與皖北平原地區(qū)鄉(xiāng)村聚落體系在規(guī)模分布和空間結(jié)構(gòu)上均有比較明顯的分形特征，表現(xiàn)出自相似結(jié)構(gòu)，分形特征與其城市化階段密切相關(guān)；馬曉蓉等[13]認為自然環(huán)境因素在聚落演變中發(fā)揮著重要作用。然而，在研究區(qū)域上，國內(nèi)現(xiàn)有研究主要集中在山地[14]、丘陵[15]、平原[16]和經(jīng)濟發(fā)達[17]等地區(qū)，對于傳統(tǒng)農(nóng)牧區(qū)特別是內(nèi)蒙古農(nóng)牧區(qū)的研究相對較少。另外，對于農(nóng)牧區(qū)鄉(xiāng)村聚落的研究多數(shù)基于定性層面，定量方面的研究還有待補充。

錫林郭勒盟位于中國正北方，內(nèi)蒙古自治區(qū)中部，是西部大開發(fā)的前沿，是重要的畜產(chǎn)品基地，也是距京津唐地區(qū)最近的草原牧區(qū)。其農(nóng)業(yè)和畜牧業(yè)交錯分布，隨著時間的推移，形成了獨具特色的聚落體系。之前有關(guān)學(xué)者針對錫林郭勒盟牧區(qū)鄉(xiāng)村聚落演變做過相關(guān)研究，但有關(guān)農(nóng)牧區(qū)鄉(xiāng)村聚落時空演變的對比研究還鮮見紙端。本文以錫林郭勒盟南部典型的農(nóng)牧區(qū)旗縣多倫縣和正藍旗為例，結(jié)合GIS空間分析方法，從聚落數(shù)量、規(guī)模、空間分布、影響因素等方面，對比分析農(nóng)牧區(qū)鄉(xiāng)村聚落時空演變的差異性，以期為今后錫林郭勒盟農(nóng)牧區(qū)鄉(xiāng)村聚落規(guī)劃提供依據(jù)[1]。

1 研究區(qū)概況與數(shù)據(jù)來源

1.1 研究區(qū)概況

多倫縣位于內(nèi)蒙古自治區(qū)錫林郭勒盟東南端，總面積3 863 km2，氣候?qū)僦袦貛Т箨懶詺夂?，年均氣?.6℃，年均降水量385mm。正藍旗與多倫縣相鄰，全旗總面積10 182km2，地勢西南高東北低，南端為低山丘陵，以草甸草原為主。兩縣的地形起伏度、年均溫度、年均降水量等指標(biāo)相差不大，但其生產(chǎn)生活方式不同，多倫縣以農(nóng)業(yè)為主要的生產(chǎn)方式，正藍旗以牧業(yè)為主要的生產(chǎn)方式，是錫林郭勒盟南部典型的農(nóng)牧區(qū)旗縣。

圖1 研究區(qū)位置示意圖

1.2 數(shù)據(jù)來源及處理

基于1990—2018年4期Landsat遙感影像，利用 ENVI軟件，進行幾何校正、地理坐標(biāo)配準(zhǔn)，之后在 ArcGIS 平臺下人工目視解譯獲得多倫縣和正藍旗鄉(xiāng)村聚落圖斑，并從中提取出鄉(xiāng)鎮(zhèn)行政區(qū)劃邊界、道路、河流等矢量數(shù)據(jù)。社會經(jīng)濟數(shù)據(jù)來源于《內(nèi)蒙古統(tǒng)計年鑒》《錫林郭勒盟統(tǒng)計年鑒》，部分來自錫林郭勒盟國民經(jīng)濟與社會發(fā)展統(tǒng)計公報。

2 研究方法

2.1 平均最鄰近指數(shù)

通過對鄉(xiāng)村聚落的質(zhì)心與其最鄰近聚落質(zhì)心之間的距離平均值和假設(shè)隨機分布的期望平均距離進行分析，判斷錫林郭勒盟農(nóng)牧區(qū)鄉(xiāng)村聚落是隨機分布還是集聚分布[18]。公式如下：

(1)

式中：D0表示每個聚落斑塊質(zhì)心與其最近鄰斑塊質(zhì)心的距離的平均值；De表示隨機分布下，斑塊質(zhì)心的平均距離；n為斑塊總數(shù)；di為第i個斑塊與距其最鄰近斑塊之間的距離；A為研究區(qū)面積。ANN<1，說明聚落整體為集聚分布；ANN>1，則鄉(xiāng)村聚落為隨機分布。

2.2 核密度分析

以點要素為分析變量，采用核密度分析方法反映不同地區(qū)聚落空間分布密度特征[19]。計算公式為：

(2)

式中：f(x，y)為位于(x，y)位置的密度估計；n為觀測數(shù)值；h為平滑參數(shù)或帶寬(h>0)；k為核函數(shù)；di為(x，y)位置距離第i個觀測位置的距離。

2.3 空間熱點探測分析

(3)

3 結(jié)果分析

3.1 數(shù)量變化對比分析

由表1可知，農(nóng)牧區(qū)斑塊數(shù)量存在明顯差異。1990—2018年，農(nóng)區(qū)的斑塊數(shù)量約為牧區(qū)斑塊數(shù)量的2倍。農(nóng)區(qū)的聚落斑塊數(shù)量增加13個，牧區(qū)斑塊數(shù)量增加2個，農(nóng)區(qū)斑塊數(shù)量的增長幅度約為牧區(qū)的6倍，這表明農(nóng)區(qū)斑塊數(shù)量較牧區(qū)增長趨勢顯著。

表1 農(nóng)牧區(qū)鄉(xiāng)村聚落數(shù)量變化

3.2 規(guī)模變化對比分析

3.2.1 總體變化

選取聚落斑塊面積、平均斑塊面積、最大斑塊指數(shù)等3個景觀指數(shù)來分析農(nóng)牧區(qū)鄉(xiāng)村聚落規(guī)?？傮w變化特征。由表2可知，1990—2018年，農(nóng)牧區(qū)的聚落斑塊面積、平均斑塊面積和最大斑塊指數(shù)均有所增長，這表明農(nóng)牧區(qū)鄉(xiāng)村聚落在不斷地向外擴張。對比兩縣發(fā)現(xiàn)，農(nóng)區(qū)聚落斑塊面積和平均斑塊面積大于牧區(qū)，且農(nóng)區(qū)的最大斑塊面積較大。

表2 農(nóng)牧區(qū)鄉(xiāng)村聚落規(guī)?？傮w變化

3.2.2 結(jié)構(gòu)變化

本文采用自然斷裂法，將多倫縣和正藍旗的鄉(xiāng)村聚落規(guī)模劃分為5個等級。由表3—表4可知，兩縣0.2km2以下的聚落數(shù)量偏多，而3 km2以上的聚落數(shù)量偏少。1990—2018年，農(nóng)區(qū)0—1km2聚落數(shù)量和面積占比均在下降，數(shù)量占比由1990年的99.61%降至98.50%，面積占比由82.17%降至69.93 %；1km2以上的聚落數(shù)量占比由1990年的0.39%增至1.5%，面積占比由17.83%增至30.07 %；牧區(qū)0—1km2聚落的數(shù)量和面積占比也在下降，數(shù)量占比由1990年的98.50%降至94.85%，面積占比由84.26%降至60.11%；1km2以上的聚落數(shù)量占比由1990年的1.5%增加至5.15%，面積占比由15.74%增至39.89 %。這表明兩縣鄉(xiāng)村聚落以小型聚落分布為主，且聚落規(guī)模逐漸由小型聚落向大、中型聚落發(fā)展。對比兩縣發(fā)現(xiàn)，農(nóng)區(qū)小型聚落數(shù)量和面積占比較大且牧區(qū)大型聚落的擴展速度更快。

3.2.3 空間集聚變化

利用 ArcGIS10.6 軟件中的“熱點”探測工具分析農(nóng)牧區(qū)聚落規(guī)模的空間分異特征(見圖2、圖3)。1990—2018年，多倫縣聚落規(guī)模呈現(xiàn)出低值集聚的特征，且具有“中部高，南北部低”的空間分異特征?！盁狳c”區(qū)多集中在中部地區(qū)即分布在多倫新型工業(yè)化化工區(qū)境內(nèi)，“冷點”區(qū)多集中在南北部，即大規(guī)模聚落分布在中部地區(qū)，小規(guī)模聚落分布在南北部地區(qū)。正藍旗聚落規(guī)模也呈現(xiàn)出低值集聚的特征，且聚落規(guī)模逐漸向四周擴展。其中，上都鎮(zhèn)、哈畢日嘎鎮(zhèn)和黑城子示范區(qū)的聚落規(guī)模由“冷點”區(qū)逐漸向“熱點”區(qū)過渡且聚落規(guī)模大小較為相似。2018年，“熱點”區(qū)大都分布在五一種畜場農(nóng)場境內(nèi)，即大規(guī)模的聚落大都分布在五一種畜場農(nóng)場境內(nèi)。對比兩縣發(fā)現(xiàn)，農(nóng)牧區(qū)聚落規(guī)模均為低值集聚且農(nóng)區(qū)的聚落規(guī)模差異比牧區(qū)更加顯著。

表3 多倫縣鄉(xiāng)村聚落規(guī)模等級表

表4 正藍旗鄉(xiāng)村聚落規(guī)模等級表

圖2 多倫縣聚落規(guī)模熱點分析圖

圖3 正藍旗聚落規(guī)模熱點分析圖

3.3 空間分布變化對比分析

3.3.1 分布模式分析

采用平均最鄰近指數(shù)來判定農(nóng)牧區(qū)鄉(xiāng)村聚落空間分布模式。由表5可知，兩縣各年份最鄰近指數(shù)均小于1，說明農(nóng)牧區(qū)鄉(xiāng)村聚落空間分布呈現(xiàn)出集聚模式。1990—2018年，農(nóng)區(qū)最鄰近指數(shù)由0.863 6變化到0.840 6，表明2018年較1990年代農(nóng)區(qū)聚落集聚程度增強。牧區(qū)最鄰近指數(shù)由0.738 3變化到0.769 0，表明牧區(qū)聚落集聚程度減弱。

表5 平均最鄰近指數(shù)統(tǒng)計

3.3.2 密度變化分析

基于ArcGIS10.6空間分析模塊中的核密度分析工具，對1990—2018年錫盟農(nóng)牧區(qū)鄉(xiāng)村聚落斑塊的密度分布情況進行分析和制圖(見圖4、圖5)。1990—2018年，多倫縣鄉(xiāng)村聚落整體分布較為緊密，聚落高密度區(qū)均表現(xiàn)為以大北溝鎮(zhèn)、多倫諾爾鎮(zhèn)、多倫新型工業(yè)化化工區(qū)為中心的多核分布；隨著時間的推移，聚落在多倫新型工業(yè)化化工區(qū)的核密度逐漸增強。正藍旗鄉(xiāng)村聚落整體分布較為稀疏，表現(xiàn)出南密北疏的特點，聚落高密度區(qū)主要集中在哈畢日嘎鎮(zhèn)，且聚落核密度變化不明顯。對比兩縣發(fā)現(xiàn)，兩縣鄉(xiāng)村聚落核密度分布差異顯著，表現(xiàn)為農(nóng)區(qū)的鄉(xiāng)村聚落分布密集，牧區(qū)的鄉(xiāng)村聚落分布稀疏。

圖4 多倫縣核密度分布圖

圖5 正藍旗核密度分布圖

4 影響因素對比分析

4.1 地形因素

本文基于ArcGIS10.6提取高程和坡度信息，結(jié)合研究區(qū)實際的情況，將高程分為600—1 000 m 、1 000—1 400m、1 400—1 800m、1 800m以上4個等級，將坡度分為0°—3°、3°—8°、8°—15°、15°—25°、25°以上5個等級，分析在不同的高程、坡度等級下農(nóng)牧區(qū)聚落斑塊數(shù)量、面積占比情況(見表6、表7)。

表6 不同高程分區(qū)內(nèi)聚落數(shù)量、面積占比

表7 不同坡度分區(qū)內(nèi)聚落數(shù)量、面積占比

從表6可以看出，農(nóng)區(qū)66%以上的聚落分布在高程1 000—1 400 m的地區(qū)，30%以上的聚落分布在1 400—1 800 m的地區(qū)，牧區(qū)90%以上的聚落分布在高程1 000—1 400 m的范圍內(nèi)。兩縣在高程1 800m以上的區(qū)域內(nèi)都沒有聚落分布。從表7可以看出，兩縣聚落主要集中分布在坡度0°—8°的范圍內(nèi)，在坡度大于15°的范圍內(nèi)，沒有聚落的分布。對比兩縣發(fā)現(xiàn)，農(nóng)牧區(qū)鄉(xiāng)村聚落的分布和聚落面積的增加主要在中高程低坡度地區(qū)，這表明地形因素對農(nóng)牧區(qū)聚落的空間分布和擴展的差異影響較小。

4.2 交通因素

道路是鄉(xiāng)村聚落物資運輸、人員流動、信息傳遞的重要載體，對聚落的空間布局、延伸發(fā)展都有著一定的影響。本文應(yīng)用ArcGIS10.6的緩沖區(qū)分析，以2km為半徑，對多倫縣和正藍旗的主要道路進行緩沖區(qū)分析，并與1990—2018年農(nóng)牧區(qū)鄉(xiāng)村聚落分布圖疊加，得到不同道路緩沖區(qū)內(nèi)聚落的數(shù)量和面積占比情況(見圖6)。

圖6 道路緩沖區(qū)分析結(jié)果圖

由圖6可知，隨著距離的增大，兩縣四個時期的鄉(xiāng)村聚落數(shù)量和面積占比逐漸減少，且在不同的緩沖區(qū)范圍內(nèi)，鄉(xiāng)村聚落數(shù)量和面積占比表現(xiàn)出明顯的差異性。距離道路越近，數(shù)量和面積占比越大；距離道路越遠，數(shù)量和面積占比越小。這表明兩縣鄉(xiāng)村聚落的空間分布具有明顯的交通指向性。對比兩縣發(fā)現(xiàn)，在相同的緩沖區(qū)內(nèi)，農(nóng)牧區(qū)鄉(xiāng)村聚落數(shù)量和面積占比的變化速率不同。與牧區(qū)相比，農(nóng)區(qū)的變化速率更為顯著，特別是在0—4km緩沖區(qū)內(nèi)，農(nóng)區(qū)鄉(xiāng)村聚落數(shù)量和面積占比變化更加明顯，這表明交通因素對農(nóng)區(qū)聚落的作用效果更明顯。

4.3 城鎮(zhèn)化因素

在鄉(xiāng)村聚落的發(fā)展過程當(dāng)中，城鎮(zhèn)化對鄉(xiāng)村聚落具有一定的輻射帶動作用。由圖7可知，1990—2018年，在距離鄉(xiāng)鎮(zhèn)中心0—10km范圍內(nèi)，農(nóng)區(qū)聚落數(shù)量占比呈現(xiàn)出增長趨勢，10—25km范圍內(nèi)，聚落數(shù)量占比逐漸減??；農(nóng)區(qū)聚落面積占比在0—25km范圍內(nèi)，逐漸減小。從總體上看，農(nóng)區(qū)聚落數(shù)量和面積占比變化較為清晰。而隨著距鄉(xiāng)鎮(zhèn)中心距離的增加，牧區(qū)聚落數(shù)量占比出現(xiàn)先增加后減小再增加的趨勢，聚落面積占比出現(xiàn)先減小后增加再減小的趨勢，聚落數(shù)量和面積占比存在波動變化。對比兩縣發(fā)現(xiàn)，城鎮(zhèn)化因素對牧區(qū)聚落的影響更復(fù)雜。

4.4 社會經(jīng)濟因素

社會經(jīng)濟因素作用機理復(fù)雜，包括人口、傳統(tǒng)文化、經(jīng)濟水平、政策制度等一系列影響因素。本文選取了人口數(shù)量和農(nóng)牧民人均純收入2個指標(biāo)來分析社會經(jīng)濟因素對農(nóng)牧區(qū)鄉(xiāng)村聚落分布差異的影響。由圖8可知，1990—2018年，兩縣鄉(xiāng)村聚落面積與人口數(shù)量、農(nóng)牧民人均純收入的變化趨勢相同，這表明人口和經(jīng)濟發(fā)展逐漸與聚落擴展相適應(yīng)。將兩縣農(nóng)牧民人均純收入與聚落面積對比發(fā)現(xiàn)，兩縣農(nóng)牧民人均純收入差別較小，而農(nóng)區(qū)的聚落面積與牧區(qū)聚落面積差異較大，這表明經(jīng)濟發(fā)展對引起農(nóng)牧區(qū)聚落分布差異的影響較小。將兩縣人口數(shù)量與聚落面積對比發(fā)現(xiàn)，農(nóng)區(qū)人口數(shù)量明顯大于牧區(qū)，且農(nóng)區(qū)的聚落面積大于牧區(qū)的聚落面積，說明人口是導(dǎo)致農(nóng)牧區(qū)鄉(xiāng)村聚落分布差異的重要因素。

圖7 距鄉(xiāng)鎮(zhèn)中心的距離緩沖區(qū)分析結(jié)果

圖8 聚落面積與總?cè)丝跀?shù)、農(nóng)牧民人均純收入對比

5 結(jié)論

本研究以多倫縣和正藍旗為例，采用平均最近鄰指數(shù)、核密度、空間熱點探測分析等方法，對比分析1990—2018年錫林郭勒盟農(nóng)牧區(qū)鄉(xiāng)村聚落時空演變的差異性。主要結(jié)論如下：

(1)兩縣聚落數(shù)量存在顯著差異，農(nóng)區(qū)聚落數(shù)量約為牧區(qū)聚落數(shù)量的2倍；隨著時間的推移，農(nóng)區(qū)聚落數(shù)量較牧區(qū)斑塊數(shù)量增長趨勢顯著。

(2)農(nóng)區(qū)斑塊面積、平均斑塊面積、最大斑塊指數(shù)均大于牧區(qū)；農(nóng)區(qū)小型聚落數(shù)量和面積占比較大，牧區(qū)大型聚落擴展速度更快；與牧區(qū)相比，農(nóng)區(qū)的聚落規(guī)模差異顯著。

(3)農(nóng)區(qū)最鄰近指數(shù)逐漸減小，聚落空間集聚程度逐漸增強；牧區(qū)最鄰近指數(shù)逐漸變大，聚落空間集聚程度逐漸減弱。農(nóng)區(qū)鄉(xiāng)村聚落分布密集；牧區(qū)鄉(xiāng)村聚落分布稀疏。

(4)地形條件和經(jīng)濟發(fā)展對農(nóng)牧區(qū)聚落的空間分布和擴展的差異影響較小；交通因素對農(nóng)區(qū)聚落的作用效果更加明顯；城鎮(zhèn)化因素對牧區(qū)聚落的輻射帶動作用更復(fù)雜；人口是導(dǎo)致農(nóng)牧區(qū)鄉(xiāng)村聚落分布差異的重要因素。

6 討論

不同于已有的分析不同地域下的鄉(xiāng)村聚落特征，本文通過對比分析探討農(nóng)牧區(qū)鄉(xiāng)村聚落演變特征及影響因素的差異性，對于錫林郭勒盟鄉(xiāng)村聚落的調(diào)整、發(fā)展與重構(gòu)具有一定的現(xiàn)實意義。然而，本研究在選取影響鄉(xiāng)村聚落發(fā)展的社會經(jīng)濟因素時，缺少對政策因素的考慮，因此探索農(nóng)牧區(qū)鄉(xiāng)村聚落發(fā)展的影響因素還有待進一步深化，從而更好地為錫林郭勒盟農(nóng)牧區(qū)鄉(xiāng)村聚落發(fā)展和規(guī)劃提供合理依據(jù)。