基于地理信息的山東省傳統(tǒng)村落空間分布特征

遼寧師范大學(xué)地理科學(xué)學(xué)院 田金梅

傳統(tǒng)村落是指村落形成較早，擁有較豐富的傳統(tǒng)資源，具有一定歷史、文化、科學(xué)、藝術(shù)、社會(huì)、經(jīng)濟(jì)價(jià)值，應(yīng)給予以保護(hù)的村落[1]，是中國(guó)傳統(tǒng)文化的物質(zhì)載體。但伴隨著城鎮(zhèn)化、工業(yè)化的迅速推進(jìn)，城市要素不斷涌入鄉(xiāng)村，傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)生活方式被迫瓦解，大批傳統(tǒng)村落由于人口流失而逐漸衰敗，村落生存和發(fā)展環(huán)境逐漸惡化，傳統(tǒng)村落生存狀態(tài)令人擔(dān)憂(yōu)。因此，保護(hù)、發(fā)展我國(guó)傳統(tǒng)村落，實(shí)現(xiàn)村落的更新活化刻不容緩。2012年4月國(guó)家四部門(mén)聯(lián)合啟動(dòng)了中國(guó)傳統(tǒng)村落的調(diào)查，同年12月公布了首批中國(guó)傳統(tǒng)村落名錄。截至2021年，我國(guó)已完成了五批中國(guó)傳統(tǒng)村落評(píng)選，共計(jì)6819個(gè)傳統(tǒng)村落。

近年來(lái)，學(xué)術(shù)界對(duì)傳統(tǒng)村落的相關(guān)研究愈來(lái)愈多。學(xué)者們分別從多個(gè)學(xué)科領(lǐng)域研究傳統(tǒng)村落，如建筑學(xué)、地理學(xué)、社會(huì)學(xué)等。研究?jī)?nèi)容上，主要集中于空間分布[2]、景觀基因圖譜[3]、保護(hù)與發(fā)展[4]、人居環(huán)境[5]、公共空間[6]、動(dòng)力機(jī)制[7]等方面。研究范圍可以劃分為國(guó)家、省、市層面。從研究方法與手段看，最初研究方法以傳統(tǒng)的田野調(diào)查、史料考證等定性分析為主，隨著地理信息技術(shù)與大數(shù)據(jù)等技術(shù)手段的融入，研究逐漸轉(zhuǎn)向?qū)嵉卣{(diào)研與3S技術(shù)、點(diǎn)云模型等定性與定量相結(jié)合，研究方法不斷完善。因此，本文借鑒前人的研究，運(yùn)用地理信息技術(shù)研究山東省內(nèi)125個(gè)傳統(tǒng)村落的空間分布及特征，分析地形對(duì)傳統(tǒng)村落的影響，為山東省傳統(tǒng)村落的可持續(xù)發(fā)展提供理論支撐。

一、研究區(qū)概況

山東省地處我國(guó)東部沿海地區(qū)，位于114 ° 19′E-122 ° 43′E、34°22′N(xiāo)-38°23′N(xiāo)之間。北臨渤海，東臨黃海，三面環(huán)海，陸地海岸線占全國(guó)海岸線的1/6，多天然港灣，自西北向東南接壤河北、河南、安徽、江蘇4省份，全省土地面積15.79萬(wàn)平方公里[8]。山東省地勢(shì)中部高，東部起伏小，西南、西北平坦，境內(nèi)有平原、丘陵、山地等地形，擁有5大水系。山東歷史可以追溯到四五十萬(wàn)年以前，是中華民族古老文明發(fā)祥地之一，山東省是孔孟之鄉(xiāng)，擁有濃厚的儒家文化，文化遺產(chǎn)豐富，造就了獨(dú)具地方風(fēng)格和特色的傳統(tǒng)村落，其歷史文化、科學(xué)價(jià)值和藝術(shù)價(jià)值非常高。截至2019年，山東省國(guó)家級(jí)傳統(tǒng)村落共計(jì)125個(gè)，覆蓋全省12個(gè)地市，探討其傳統(tǒng)村落的空間格局及特征具有一定代表性，對(duì)研究其他區(qū)域傳統(tǒng)村落的空間分布特征提供有益的參考。

二、研究方法及研究數(shù)據(jù)

（一）研究方法

本文運(yùn)用Excel軟件和ArcGIS 10.1空間分析工具，對(duì)125個(gè)傳統(tǒng)村落進(jìn)行定量分析，同時(shí)測(cè)算其核密度。

核密度估計(jì)法是指在指定鄰域范圍內(nèi)計(jì)算點(diǎn)或線要素的個(gè)數(shù)，揭示地理事物的空間分布規(guī)律，用于估計(jì)未知事物在其某個(gè)范圍內(nèi)的集聚狀況，是一種常用的非參數(shù)估計(jì)方法。即將點(diǎn)或線要素賦值大小通過(guò)軟件進(jìn)行處理，轉(zhuǎn)化為熱力圖像表達(dá)。核密度值愈大，則代表傳統(tǒng)村落愈密集。計(jì)算公式為:

式中：f(x)為核密度估計(jì)值；k為核密度估計(jì)值的權(quán)重系數(shù)；h為搜索半徑（帶寬），h＞0，其取值大小能夠影響到圖形光滑程度；n為要素點(diǎn)數(shù)，即傳統(tǒng)村落個(gè)數(shù)；(x-xi)為估計(jì)點(diǎn)與測(cè)量點(diǎn)xi的距離值[9]。

（二）數(shù)據(jù)來(lái)源

本文傳統(tǒng)村落數(shù)據(jù)信息來(lái)源于2012年-2020年發(fā)布的五批中國(guó)傳統(tǒng)村落名錄。分別從中提取出山東省的傳統(tǒng)村落，共計(jì)125個(gè)，采用核密度分析、最鄰近點(diǎn)分析以及疊加分析等方法進(jìn)行研究。利用google earth標(biāo)定，通過(guò)ArcGIS 10.1軟件對(duì)其矢量化，得到山東省傳統(tǒng)村落空間分布圖（圖1）。

圖1 山東省傳統(tǒng)村落空間分布圖

三、空間分布特征分析

（一）空間分布類(lèi)型

山東省傳統(tǒng)村落屬于點(diǎn)狀要素，本文通過(guò)利用最鄰近點(diǎn)指數(shù)對(duì)點(diǎn)狀要素進(jìn)行判別，而點(diǎn)狀要素的空間分布狀態(tài)有均勻、隨機(jī)、凝聚3種狀態(tài)[10]，最鄰近點(diǎn)指數(shù)R是指點(diǎn)狀要素的實(shí)際最鄰近距離與理論最鄰近距離之比的地理指標(biāo)[11]，能夠反映點(diǎn)狀要素在空間上的位置關(guān)系。其公式為：

式中：R為最鄰近點(diǎn)指數(shù)；為實(shí)際最鄰近點(diǎn)之間距離的平均值；為理論最鄰近點(diǎn)之間距離的平均值；D為點(diǎn)密度。當(dāng)R=1時(shí)，說(shuō)明傳統(tǒng)村落分布狀態(tài)為隨機(jī)狀態(tài)；當(dāng)R＜1時(shí)，傳統(tǒng)村落分布狀態(tài)趨于凝聚分布狀態(tài)；當(dāng)R＞1時(shí)，傳統(tǒng)村落分布狀態(tài)趨于均勻分布狀態(tài)。利用Arc GIS 10.1軟件中Average Nearest Neighbor，計(jì)算得出R=0.53＜1，說(shuō)明山東省傳統(tǒng)村落空間分布狀態(tài)為凝聚分布。

（二）市域分布特征

在ArcGIS 10.1中利用Quantities對(duì)全省傳統(tǒng)村落的空間位置進(jìn)行可視化分析，最終得出山東省各市域傳統(tǒng)村落分布狀況（圖2），并分析傳統(tǒng)村落的分布特征，圖中市域色塊顏色愈深，代表該地區(qū)傳統(tǒng)村落分布數(shù)量愈多。由圖2可知，各市域色塊顏色并不均勻，說(shuō)明山東省的傳統(tǒng)村落存在分布不均衡的現(xiàn)象，多集中分布于魯東地區(qū)、魯中南地區(qū)。市域傳統(tǒng)村落定量分布統(tǒng)計(jì)如表 1所示，煙臺(tái)、淄博、威海、臨沂、濟(jì)南、棗莊分布較多，其中煙臺(tái)、淄博各有25個(gè)；濰坊、泰安、濟(jì)寧、青島、日照、菏澤等城市分布數(shù)量較少；德州、聊城、濱州、東營(yíng)等城市傳統(tǒng)村落的數(shù)量為0個(gè)。

圖2 山東省傳統(tǒng)村落市域分布圖

表1 市域傳統(tǒng)村落定量分布統(tǒng)計(jì)表

（三）空間分布聚集區(qū)域分析

空間聚集區(qū)域分析，采用分布密度進(jìn)行測(cè)量。核密度估計(jì)法認(rèn)為某種特定事件可能會(huì)在任意地點(diǎn)上出現(xiàn)，但是這種情況在不同的空間上出現(xiàn)的概率不同。如果在某個(gè)特定地區(qū)內(nèi)的某一事件出現(xiàn)的次數(shù)比較多時(shí)，則認(rèn)為區(qū)域內(nèi)某事件的發(fā)生頻率更高，即點(diǎn)（傳統(tǒng)村落）數(shù)量愈多的區(qū)域，發(fā)生地理事件的概率愈高，反之愈低。采用ArcGIS 10.1軟件Spatial Analyst中集成Kernel Density工具對(duì)125個(gè)傳統(tǒng)村落進(jìn)行核密度分析，得到山東省傳統(tǒng)村落的核密度分布圖（圖3）。

由圖3可以看出，傳統(tǒng)村落分布有2個(gè)高密度集聚區(qū)，分別是以濟(jì)南、淄博為中心的高密度集聚區(qū)和以煙臺(tái)市為中心的高密度集聚區(qū)。首先，濟(jì)南、淄博等均位于魯中山區(qū)，作為東夷文化的發(fā)源地，文化遺產(chǎn)豐富，自唐朝以來(lái)一直是傳統(tǒng)村落聚集的重要地區(qū)，其村落建筑風(fēng)貌和整體格局擁有較高的歷史、人文意義，例如濟(jì)南長(zhǎng)清縣方峪村，村落建筑采用全石建造，受齊魯文化影響，民居造型極為大氣。由于山區(qū)地形崎嶇復(fù)雜，交通不便，村落與外界的溝通貧乏，近代接受城市文化的影響較小，因此傳統(tǒng)村落數(shù)量較多，保存較好。其次，煙臺(tái)市地處魯東丘陵區(qū)，地形平坦、降水豐富，其區(qū)域內(nèi)的傳統(tǒng)村落多形成于近代，傳統(tǒng)村落多集中分布在招遠(yuǎn)市，自然環(huán)境造就魯東地區(qū)獨(dú)特的村落風(fēng)貌和建筑風(fēng)格，村落特征明顯，海草房成為沿海地區(qū)濱海與農(nóng)業(yè)相結(jié)合的典型代表。此外，在泰安、濟(jì)寧—棗莊—臨沂、威海形成3處傳統(tǒng)村落次級(jí)高密度區(qū)。其中，濟(jì)寧是儒家文化孕育的搖籃，村落民俗文化氛圍濃厚；棗莊、臨沂地區(qū)的傳統(tǒng)村落主要位于山區(qū)，村落依山而建，造型單一、風(fēng)格樸素，與外界的溝通、交流較為困難；在明朝時(shí)期，威海榮成地區(qū)受?chē)?guó)家政策的影響下，設(shè)置了海防設(shè)備、兵戶(hù)成村，村落防御性較強(qiáng)[12]。

圖3 山東省傳統(tǒng)村落分布核密度圖

四、傳統(tǒng)村落影響因素分析——地形因素

在山東省傳統(tǒng)村落空間分布圖的基礎(chǔ)上，利用ArcGIS10.1軟件疊加山東省地形高程圖。由圖4可知，山東省的傳統(tǒng)村落主要分布在丘陵、平原和低山3種地形上，3種地形相對(duì)較為平坦、土壤肥沃，利用傳統(tǒng)村落建設(shè)和發(fā)展，能夠滿(mǎn)足農(nóng)業(yè)社會(huì)時(shí)期人民生產(chǎn)、生活的需求。自然條件是早期傳統(tǒng)村落選址和延伸的重要參考，受地形的阻隔，山間平原地區(qū)形成了相對(duì)偏遠(yuǎn)、封閉和孤立的區(qū)域，這些區(qū)域交通相對(duì)滯后，村落與外界的溝通較少，傳統(tǒng)村落受現(xiàn)代文明沖擊更少，加之地形相對(duì)平坦，更加適合農(nóng)業(yè)生產(chǎn)種植和農(nóng)民居住生活，傳統(tǒng)村落保留較好。反之，魯西北平原地區(qū)傳統(tǒng)村落由于受頻繁人口流動(dòng)的影響；沿海地區(qū)由于開(kāi)放程度較高，接受現(xiàn)代化思想的洗禮，傳統(tǒng)村落保留情況較差，數(shù)量十分稀少。

圖4 山東省傳統(tǒng)村落在不同高程上的分布

五、結(jié)論

利用Excel軟件和ArcGIS 10.1空間分析工具，對(duì)山東省125個(gè)傳統(tǒng)村落的空間分布、特征及地形地勢(shì)影響進(jìn)行了研究，并得到以下結(jié)果：（1）山東省傳統(tǒng)村落空間分布類(lèi)型為凝聚狀態(tài)，其中煙臺(tái)、淄博、威海、臨沂、濟(jì)南、棗莊等城市傳統(tǒng)村落數(shù)量分布較多，濰坊、泰安、濟(jì)寧、青島、日照、菏澤等城市分布數(shù)量較少，德州、聊城、濱州、東營(yíng)等地區(qū)屋傳統(tǒng)村落分布。（2）全省傳統(tǒng)村落分布不均衡，以魯中南山區(qū)及魯東丘陵區(qū)為主，存在濟(jì)南—淄博、煙臺(tái)兩個(gè)高密度區(qū)。另外，在泰安、濟(jì)寧—棗莊—臨沂、威海是3處次級(jí)高密度區(qū)。（3）山東省傳統(tǒng)村落分布受地形地勢(shì)因素的制約。

山東省的傳統(tǒng)村落是傳承齊魯傳統(tǒng)文化的載體。但伴隨著城市化和工業(yè)化進(jìn)程的不斷推進(jìn)，城鄉(xiāng)溝通加深，在城市文明和現(xiàn)代生活的影響下人口流失嚴(yán)重，村落自身特色消失，傳統(tǒng)村落逐漸失去原有活力。在鄉(xiāng)村振興與新型城鎮(zhèn)化大背景下，如何實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)村落保護(hù)和發(fā)展，確保傳統(tǒng)村落的有機(jī)更新是目前亟須解決的重要問(wèn)題。本文嘗試運(yùn)用地理信息技術(shù)研究山東省傳統(tǒng)村落空間分布及特征，其目的在于探究省域?qū)用娴膫鹘y(tǒng)村落科學(xué)保護(hù)和有效開(kāi)發(fā)，為深入研究山東省傳統(tǒng)村落空間布局提供了理論依據(jù)。但傳統(tǒng)村落的保護(hù)與發(fā)展是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程，受歷史、社會(huì)、交通、經(jīng)濟(jì)等多種現(xiàn)實(shí)因素的影響，后續(xù)將探究多因素對(duì)傳統(tǒng)村落的空間格局和特征，以更好地實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)村落的可持續(xù)發(fā)展。