張 坤，譚雪蘭，黃 婷，何長元

（1. 湖南農(nóng)業(yè)大學資源環(huán)境學院，長沙 410128；2. 湖南農(nóng)業(yè)大學園藝園林學院，長沙 410128）

基于景觀生態(tài)學的農(nóng)村居民點布局特征分析
——以湖南省漢壽縣為例

張 坤1，譚雪蘭1，黃 婷2，何長元1

（1. 湖南農(nóng)業(yè)大學資源環(huán)境學院，長沙 410128；2. 湖南農(nóng)業(yè)大學園藝園林學院，長沙 410128）

為將景觀生態(tài)與農(nóng)村居民點布局相聯(lián)系，應用景觀生態(tài)學的研究方法，針對湖南省漢壽縣農(nóng)村居民點的現(xiàn)狀特征，通過對農(nóng)村居民點斑塊形狀面緣比、近方率、分維數(shù)、碎裂化、分離度等指標的計算分析，歸納總結(jié)了縣級農(nóng)村居民點布局景觀特征的總體態(tài)勢，并分別根據(jù)斑塊規(guī)模、形狀、特征等景觀指數(shù)進行分析，從地形和地域兩個角度提出了湖區(qū)、平原區(qū)、丘陵區(qū)、中部山區(qū)不同地質(zhì)地貌條件下農(nóng)村居民點的規(guī)劃建議，為當前開展的村鎮(zhèn)居民點規(guī)劃和土地整治工作提供新的思路和方法。

土地規(guī)劃；土地整治；景觀生態(tài)學；農(nóng)村居民點；景觀指數(shù)

農(nóng)村居民點布局是是一定區(qū)域內(nèi)農(nóng)村居民與自然環(huán)境、社會文化環(huán)境和經(jīng)濟環(huán)境相互作用的結(jié)果，是農(nóng)村聚落形成與發(fā)展的具體體現(xiàn)[1,2]。

漢壽縣地處湖南省西北部，隸屬常德市，全縣轄30個鄉(xiāng)鎮(zhèn)區(qū)，總面積2034km2。該縣經(jīng)濟結(jié)構(gòu)以農(nóng)業(yè)為主，工業(yè)次之，養(yǎng)殖業(yè)和經(jīng)濟林產(chǎn)業(yè)較為發(fā)達，第三產(chǎn)業(yè)所占比例較少。截至2010年底，全縣總?cè)丝?2.29萬人，其中非農(nóng)業(yè)人口11.54萬，城鎮(zhèn)化（非農(nóng)業(yè)人口城鎮(zhèn)化）水平僅為22.36%。全縣地理地貌條件較為復雜，北部集中分布兩水一湖（沅水、澧水、洞庭湖）；中部為雪峰山脈向洞庭湖平原過渡地帶，有山區(qū)和平原兩種地形；南部為雪峰山余脈丘陵地區(qū)。該縣是同時具有湖區(qū)、平原區(qū)、丘陵區(qū)、山區(qū)農(nóng)村居民點分布的縣級區(qū)域，居民點布局特征復雜，也具有一定代表性。對居民點分布特征進行系統(tǒng)分析[3,4]，可為農(nóng)村土地利用規(guī)劃與整治提供借鑒和技術(shù)支持[5,6]。

為研究漢壽縣農(nóng)村居民點的特征和布局模式，應用景觀生態(tài)學的分析方法，從景觀結(jié)構(gòu)(Structure)、景觀功能(Function)、景觀動態(tài)(Dynamic)三方面入手，根據(jù)鄉(xiāng)村組成單元的類型、多樣性及其空間關(guān)系，以及鄉(xiāng)村景觀結(jié)構(gòu)與生態(tài)結(jié)構(gòu)之間的相互作用和時間推移發(fā)生的變化，確定以景觀指數(shù)作為主要的分析手段。

1 農(nóng)村居民點景觀指數(shù)計算

1.1 景觀指數(shù)的確定

（1）斑塊數(shù)量

斑塊數(shù)量是一個景觀中所有的斑塊數(shù)和一個景觀中某類斑塊的數(shù)量，景觀單位面積內(nèi)的某一類景觀要素的斑塊數(shù)被稱為景觀要素，斑塊數(shù)量能夠反映出景觀的破碎化程度。

（2）斑塊面積

通過對斑塊面積的分析和統(tǒng)計，可以從斑塊空間異質(zhì)性(Spatial Heterogeneity)分析斑塊面積在生態(tài)學過程和格局分布中的不均勻性及其復雜性。景觀的異質(zhì)性，在不同的斑塊面積、走廊和本底之間，因為種群、能量和物質(zhì)的分配不同，相互作用（功能）也會發(fā)生相應變化[7]。

（3）斑塊密度

單位面積內(nèi)景觀斑塊數(shù)量越多，則此類景觀斑塊密度越大，破碎度越大，受人類活動影響越顯著[8]。

（4）斑塊形狀

由于自然界的斑塊都呈不規(guī)則形狀，致使對其描述比較復雜。本文對研究區(qū)農(nóng)村居民點的斑塊形狀，采用以下三個指標進行描述：

式中：Pi為某一類型景觀要素的總周長；k為常數(shù)，對于柵格景觀取值為4。

面緣比主要用于表示斑塊邊界形狀的復雜性，面緣比越大，說明斑塊邊界形狀簡單，邊界效應不明顯；近方率（形狀指數(shù)）是擬分析斑塊形狀與相同面積正方形的比值，也稱為緊密度(Compactness)或邊界發(fā)育程度，比值越趨近于1，說明斑塊形狀趨近于方形，與此相類似的指標還有近圓率和近橢圓率；分維數(shù)用來反映空間實體幾何形狀的不規(guī)則性，分維分析有精確分析和統(tǒng)計性分析，精確分維是完全符合幾何規(guī)則的，在生態(tài)學研究中則多應用統(tǒng)計分維模型(Statistical Fractal Model)，分維數(shù)的理論值在1.0～2.0之間。如果Di=1，則斑塊形狀為歐幾里得正方形；當Di=2時，則表示該斑塊的形狀最為復雜；當Di=1.50時，表示處于一種類似于布朗運動的隨機運動狀態(tài)，即空間結(jié)構(gòu)最不穩(wěn)定。

（5）斑塊整體特征

某類景觀要素斑塊整體特征是指該類景觀要素全部斑塊在整個景觀中呈現(xiàn)出來的特性，如碎裂度、團聚度等。

式中：A為全部景觀總面積。

碎裂化指數(shù)FNi是對景觀中某類要素碎裂化程度的度量；分離度Fi是景觀中某類景觀要素斑塊的團聚程度，該值越小，說明團聚程度越高。

1.2 景觀指數(shù)計算結(jié)果

根據(jù)漢壽縣農(nóng)村居民點分布和地形特征，將研究區(qū)分為北部湖區(qū)、中部平原地區(qū)、南部丘陵山區(qū)三種地貌單元，再按地形和行政鄉(xiāng)鎮(zhèn)兩種情況，分別利用Map-GIS軟件統(tǒng)計農(nóng)村居民點用地的斑塊個數(shù)、面積、周長等數(shù)據(jù)，據(jù)此對農(nóng)村居民點景觀要素指標進行計算，結(jié)果如表1。

表1 研究區(qū)農(nóng)村居民點景觀指標（2010年）Table 1 The landscape indexes of countryside residential area in 2010 year

2 農(nóng)村居民點布局景觀特征分析

2.1 總體景觀特征

結(jié)合表1及實地調(diào)查成果，漢壽縣農(nóng)村居民點布局具如下總體特征：

不同鄉(xiāng)鎮(zhèn)農(nóng)村居民點的面積和斑塊數(shù)相差較大，斑塊之間的自相似程度較低，形狀復雜。如：全縣農(nóng)村居民點的斑塊數(shù)為14130個，其中三和鄉(xiāng)1019個，文蔚鄉(xiāng)則僅為99個，相差懸殊。

農(nóng)村居民點總面積與斑塊總數(shù)呈一定負相關(guān)性。居民點總面積大的鄉(xiāng)鎮(zhèn)，斑塊總數(shù)目并不最多，而是處于中游偏下水平；斑塊數(shù)目多的鄉(xiāng)鎮(zhèn)，總面積也并非最大，同樣處中游偏下水平。

居民點斑塊形狀總體呈現(xiàn)不規(guī)則性且不穩(wěn)定程度高。全縣農(nóng)村居民點斑塊平均面積1.4hm2，密度為0.72個/hm2，分離度1.27；農(nóng)村居民點分維數(shù)1.54，接近1.50。

通過實地走訪調(diào)查，該縣農(nóng)村居民點布局離散，一個居民點斑塊約有17戶農(nóng)戶，多數(shù)居民點是7～8戶聚居，還有一部分居民點為單戶；但區(qū)位條件較好的地區(qū)，如城鎮(zhèn)郊區(qū)、沿江、平原地區(qū)等，居民點平均有上百戶，村落形態(tài)完整，功能較完善。該縣農(nóng)村居民點總體呈現(xiàn)“大分散、小聚居”的分布特點，分散特征較明顯，聚居只在小規(guī)模、小范圍內(nèi)出現(xiàn)，實際情況與計算結(jié)果相符。

2.2 景觀指數(shù)特征分析

（1）斑塊規(guī)模分析

該縣農(nóng)村居民點布局斑塊以湖區(qū)和平原區(qū)最為集中，南部丘陵和中低山區(qū)分散的格局十分明顯。由于地形限制，南部丘陵和中低山區(qū)農(nóng)村居民點規(guī)模小，斑塊數(shù)目多，整體規(guī)劃布局難度較大；中部平原區(qū)雖然地勢條件較好，有利于形成大規(guī)模的農(nóng)村居民點，但由于長期缺乏科學的農(nóng)村居民點規(guī)劃作為指導，農(nóng)民缺乏集約節(jié)約利用土地的概念，有利的地形條件反而促使農(nóng)民多占地、亂占地，所以也沒有形成較大規(guī)模的農(nóng)村居民點；在湖區(qū)，由于傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)和水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)并重，為了生產(chǎn)生活方便，當?shù)鼐用穸嘌亟h(huán)田居住，反而有利于形成連續(xù)的、規(guī)模較大的農(nóng)村居民點。

（2）斑塊形狀分析

湖區(qū)、平原區(qū)、丘陵區(qū)三種地形區(qū)的分維數(shù)分別為1.23、1.27和1.36，相差不大；斑塊面緣比依次是北部湖區(qū)3.21，中部平原地區(qū)2.75，南部丘陵和中低山區(qū)1.92；斑塊近方率南部丘陵和中低山區(qū)最大，中部平原次之，北部湖區(qū)再次之。這說明該縣農(nóng)村居民點建設(shè)的無序性，大部分農(nóng)村居民點規(guī)模小，布局零散，重新統(tǒng)一規(guī)劃難度較大。

（3）斑塊整體特征分析

從斑塊密度、斑塊破碎化指數(shù)和斑塊分離度三個指標可知，北部湖區(qū)居民點斑塊密度為0.3個/hm2、中部平原為0.5個/hm2、南部丘陵地區(qū)1.3個/hm2，居民點斑塊密度總體較小，南部丘陵和中部山區(qū)密度遠大于湖區(qū)和平原地區(qū)；斑塊破碎化指數(shù)，北部湖區(qū)0.01、中部平原區(qū)0.02、南部山區(qū)僅為0.10，與斑塊密度反映情況一致。

分離度是反映斑塊的破碎化程度和斑塊之間分離的程度。北部湖區(qū)的分離度為0.73、中部平原為1.05、南部丘陵和中低山區(qū)為1.94，北部湖區(qū)農(nóng)村居民點團聚程度較高，南部丘陵和中低山區(qū)農(nóng)村居民點分布的團聚程度最差。

3 農(nóng)村居民點布局規(guī)劃的分析與建議

3.1 北部湖區(qū)

該區(qū)域由于村民對生活和交通的自然選擇，居民點規(guī)模大、密度小、分布較為集中，主要是沿江環(huán)田的條帶型分布。這種條帶型布局是環(huán)境優(yōu)選和土地節(jié)制使用帶來的一種傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生態(tài)景觀，雖然這種布局使一些鄉(xiāng)村群落系統(tǒng)由集中走向分散，有違農(nóng)村居民點規(guī)劃的集中原則，但是整體上具有較強的完整性和規(guī)律性，有存在的社會和生態(tài)價值；而且環(huán)湖和條帶分布在居民點之間形成了規(guī)模大、形狀規(guī)則的農(nóng)田斑塊，方便機械化耕作。

但這種布局也存在一定缺陷，主要表現(xiàn)在：土地利用效率低，居民點功能不全；基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)成本高，配套難；由于靠近河道，容易受洪澇災害影響，生活垃圾的丟放也易造成河道污染。

針對這種情況，建議保存現(xiàn)有的農(nóng)村居民點布局形式，同時控制、保持原有形態(tài)不變，居民點采用內(nèi)部挖潛，控制居民點斑塊數(shù)量的增加，居民點居住應該集中，達到節(jié)約和集約用地的目的。

3.2 中部平原區(qū)

集中布局是平原地區(qū)村落發(fā)展的高級形式。位于該縣中部的平原地區(qū)，由于地形相對平坦、交通便利，農(nóng)村居民建房時只考慮便于自身生產(chǎn)生活及出行，又沒有規(guī)劃正確引導，缺乏保護耕地的緊迫意識，該居民點呈現(xiàn)無序分布的特征。

對于這種無序型農(nóng)村居民點可以現(xiàn)有行政村為基點，規(guī)劃建設(shè)中心村和農(nóng)村居民點，利用經(jīng)濟集聚效應和正確的規(guī)劃引導，使無序農(nóng)村居民點變有序、分散農(nóng)村居民點變集中。該地區(qū)農(nóng)村居民點規(guī)劃可遵循以下原則：交通閉塞向交通便利集中；經(jīng)濟落后向經(jīng)濟發(fā)達集中；規(guī)模小的居民點向規(guī)模大的居民點聚居；對于村內(nèi)舊住宅區(qū)、閑散地，可先拆舊再整理，最后合理規(guī)劃再建新。鼓勵農(nóng)村居民點統(tǒng)一安裝水電設(shè)施、統(tǒng)一平整土地和圍墻基礎(chǔ)、統(tǒng)一修建道路、建立農(nóng)村居民小區(qū)，做到合理規(guī)劃、節(jié)約用地、保護耕地、建設(shè)集中。

3.3 南部丘陵和中部山區(qū)

在該縣南部丘陵和中部山區(qū)，居民建房主要位于崗地與谷底交接處，沿農(nóng)田分布。谷地、谷地與崗地交接處，地勢較平坦地區(qū)均分布有大量農(nóng)田，農(nóng)村居民點沿農(nóng)田分布，自然形成樹杈型分布。這種布局的特征在于房屋建設(shè)占用耕地較少，較好地利用了土地，有利于生活生產(chǎn)；但受地形影響，不能集中分布，難以形成規(guī)模，不便于生活服務設(shè)施的建設(shè)。

對于這種多山丘地形，由于人口密度、經(jīng)濟基礎(chǔ)等均比北部地區(qū)薄弱，沒有人力財力，而且客觀的地形條件也不允許建設(shè)集中的農(nóng)村居民點。所以建議充分利用現(xiàn)有的布局形式，一是對已存在的規(guī)模較大的村落進行“減肥”，利用村落中的舊宅基地、閑置宅基地將分散在外的小的居民點斑塊（斑點）逐步并入其中，強壯樹杈主干；二是將分散在主干兩邊、距離主干較近的側(cè)枝，通過農(nóng)村居民點建設(shè)逐步與主干相連，并在節(jié)點處建設(shè)中心村，完善基礎(chǔ)設(shè)施和配套設(shè)施，服務農(nóng)民生活。

4 結(jié)語

當前，我國農(nóng)村各產(chǎn)業(yè)蓬勃興起，居民點布局沒有統(tǒng)一規(guī)劃，在有限的自然資源和經(jīng)濟條件限制下，各產(chǎn)業(yè)分布、居民點布局相互重疊、錯位，有害物質(zhì)、能量和信息在各景觀要素之間無序流動和傳遞。不斷惡化的區(qū)域內(nèi)景觀格局，使農(nóng)村的資源和環(huán)境問題日益突出。時空格局的大幅改變迫切需要淘汰傳統(tǒng)的小尺度農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)研究，運用景觀生態(tài)學原理進行農(nóng)村居民點方面的研究，可更好地為農(nóng)居環(huán)境的改善、形成較高層次的自然生態(tài)村莊規(guī)劃提供新的思路和方法。

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Analysis of the Pattern of Rural Settlement Using Landscape Ecology Methods: A Case Study from Hanshou County, Hunan Province

ZHANG Kun1, TAN Xue-Lan1, HUANG Ting2, HE Chang-Yuan1
(1. College of Resources and Environment, Hunan Agricultural University, Changsha 410128, China;
2. Horticulture & Landscape College, Hunan Agricultural University, Changsha 410128, China)

This study applies landscape ecology methods to examining the relationships between landscape ecology and the pattern of rural settlement in Hanshou County. Calculations were made of various parameters including (amongst others) the ratio of the patch perimeter to the patch area, the approximate square ratio, the fractal dimension, the fragmentation of elements, and the patch resolution. Based on the analysis of the calculated results, four kinds of planning recommendations for rural area settlement were identified, corresponding to the surrounding lake region, the plain region, the hilly region, and the surrounding mountain region. The new conceptions and methods developed in this study should help inform planning for land consolidation and rural settlements.

land use planning; land consolidation and rehabilitation; landscape ecology; rural settlement area; landscape index

K928.5

A

2095-1329(2013)02-0024-04

10.3969/j.issn.2095-1329.2013.02.007

2013-04-11

2013-05-14

張坤(1977-),男,碩士,講師,主要從事土地資源管理研究.

電子郵箱：39116272@qq.com

聯(lián)系電話：0731-84617803

國家自然科學基金項目(41201175);湖南省教育廳科研項目(12C0152)