李靜幀 陳國(guó)建

[摘要]以四川省達(dá)州市達(dá)川區(qū)麻柳鎮(zhèn)為研究對(duì)象，采用平均最臨近指數(shù)、核密度估計(jì)和景觀格局方法研究農(nóng)村居民點(diǎn)的空間分布特征，結(jié)果表明，麻柳鎮(zhèn)農(nóng)村居民點(diǎn)是聚集的空間分布模式，整體上呈現(xiàn)“東疏南密”的分布特征，在自然環(huán)境因子上農(nóng)村居民點(diǎn)主要分布在海拔400m范圍內(nèi)，距河流300m范圍內(nèi)，坡度上主要分布在5°～15°范圍內(nèi)，地勢(shì)起伏度上主要分布在0m～15m范圍內(nèi)，規(guī)模大、聚集程度高。居民點(diǎn)稀疏區(qū)農(nóng)村居民點(diǎn)越來(lái)越破碎，形狀越不規(guī)則。

[關(guān)鍵詞]鄉(xiāng)村振興;農(nóng)村居民點(diǎn);核密度;景觀格局

[中圖分類號(hào)]F301.24[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A

隨著工業(yè)化和城市化的不斷推進(jìn)，農(nóng)村地區(qū)發(fā)展不平衡、不充分的問(wèn)題越來(lái)越顯著，且受到國(guó)家重視，黨的十九大報(bào)告中提出了鄉(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)風(fēng)文明、治理有效、生活富?！钡默F(xiàn)代化農(nóng)村，農(nóng)村居民點(diǎn)是農(nóng)村人口居住與活動(dòng)的主要形態(tài)和場(chǎng)所，是農(nóng)村經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的主要景觀之一，分析其用地結(jié)構(gòu)和空間分布特征對(duì)于提升農(nóng)村居民居住品質(zhì)、合理利用土地資源具有重要意義。作為人地關(guān)系的表現(xiàn)核心，農(nóng)村居民點(diǎn)也是一種空間系統(tǒng)，我國(guó)的農(nóng)村居民點(diǎn)空間分布往往呈較強(qiáng)的隨機(jī)性、紊亂性。這種現(xiàn)象不僅造成了農(nóng)村土地資源的嚴(yán)重浪費(fèi)，還在一定程度上影響農(nóng)村城鎮(zhèn)化進(jìn)程，甚至?xí)璧K新農(nóng)村建設(shè)和城鄉(xiāng)統(tǒng)籌發(fā)展。學(xué)界關(guān)于農(nóng)村居民點(diǎn)的研究?jī)?nèi)容主要是農(nóng)村居民點(diǎn)的空間格局演變、空間分布特征及其影響因素以及對(duì)其空間布局的優(yōu)化等方面，研究方法方法多樣，已有分形理論、基礎(chǔ)景觀指數(shù)、RS和GIS的空間分析技術(shù)等，研究尺度主要以市、縣為單位，以鎮(zhèn)為研究區(qū)域的研究較少?；诖吮疚囊运拇ㄊ∵_(dá)州市達(dá)川區(qū)麻柳鎮(zhèn)為研究對(duì)象，采用平均最臨近指數(shù)、核密度估計(jì)和景觀格局方法研究農(nóng)村居民點(diǎn)的空間整體分布特征，并選取與居民點(diǎn)相關(guān)的自然環(huán)境因子作為影響因子，在景觀尺度上對(duì)農(nóng)村居民點(diǎn)的空間分布特征進(jìn)行分析。以期為麻柳鎮(zhèn)優(yōu)化農(nóng)村居民點(diǎn)空間分布，建設(shè)美麗鄉(xiāng)村以供參考。

1 研究區(qū)概況與數(shù)據(jù)來(lái)源

1.1 研究區(qū)概況

麻柳鎮(zhèn)位于四川省達(dá)州市達(dá)川區(qū)東南部，其地理位置為E107°34′20″～107°45′25″，N30°48′51″～31°07′16″，屬亞熱帶季風(fēng)性濕熱氣候年平均氣溫17.3℃，年均降雨量在1192.5mm以上，海拔在345m～845m。其地勢(shì)總體呈東部邊緣、北部邊緣和中部偏東高，西部和南部偏低緩，以丘陵地形為主。全鎮(zhèn)轄24個(gè)行政村，2個(gè)社區(qū)，217個(gè)村小組。轄區(qū)幅員面積49.4km2，現(xiàn)有耕地面積14.29km2。全鎮(zhèn)總?cè)丝?5700人，其中常住人口3萬(wàn)余人

1.2 數(shù)據(jù)來(lái)源及數(shù)據(jù)處理

本研究所用航拍影像、外業(yè)實(shí)地調(diào)繪的數(shù)據(jù)、1：10000地形圖均來(lái)源于2016年四川省農(nóng)村承包地確權(quán)所采集。利用ArcGIS10.2軟件，結(jié)合航片影像和外業(yè)實(shí)際調(diào)查數(shù)據(jù)提取農(nóng)村居民點(diǎn)，生成農(nóng)村居民點(diǎn)分布專題圖;同時(shí)提取河流分布數(shù)據(jù)，分別保存為shapefile格式;利用1：10000地形圖建立數(shù)字高程模型（DEM），通過(guò)Spatial analyst模塊生成坡度圖層和地勢(shì)起伏度圖層。

1.3 研究方法

1.3.1 平均最臨近指數(shù)。主要用來(lái)判斷農(nóng)村居民點(diǎn)空間布局屬于集聚模式還是隨機(jī)分布，計(jì)算公式如下：

式中：DO為各居民點(diǎn)斑塊與其最近鄰點(diǎn)之間距離的平均值;Dr為假設(shè)隨機(jī)模式下農(nóng)村居民點(diǎn)斑塊的期望平均距離;N為農(nóng)村居民點(diǎn)斑塊總數(shù);A為研究區(qū)面積。若ANN指數(shù)小于1，表明農(nóng)村居民點(diǎn)空間布局為聚集模式;反之，則為隨機(jī)模式。

1.3.2 核密度估計(jì)。主要用于分析和檢驗(yàn)農(nóng)村居民點(diǎn)在其周圍領(lǐng)域分布的密度大小，是一種統(tǒng)計(jì)非參數(shù)密度估計(jì)的方法。計(jì)算公式如下：

式中：f（x，y）是指位置（x，y）的核密度值;n為農(nóng)村居民點(diǎn)斑塊數(shù)量;h為帶寬;L為核函數(shù);dj為（x，y）位置距第j個(gè)觀測(cè)位置的距離。該值越高，表明農(nóng)村居民點(diǎn)空間分布密度越大，反之則越小。

1.3.3 景觀格局指數(shù)法。景觀格局指數(shù)是景觀生態(tài)學(xué)中一系列量化指標(biāo)，能夠高度濃縮景觀格局信息，反映其結(jié)構(gòu)組成和空間配置等特征。Fragstata軟件景觀指數(shù)分類體系主要是針對(duì)柵格數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算，計(jì)算得到的景觀指數(shù)往往隱含一定的生態(tài)意義。結(jié)合研究目的和借鑒前人研究方法，本文選取斑塊面積（CA）、斑塊個(gè)數(shù)（NP）、斑塊密度（PD）、景觀形態(tài)指數(shù)（LSI）、斑塊分維數(shù)（FRAC）、最大斑塊指數(shù)（LPI）、面積加權(quán)的平均斑塊分形指數(shù)（AWMPFD）、和聚集指數(shù)（AI）8個(gè)指數(shù)。

2 農(nóng)村居民點(diǎn)空間分布特征

2.1 居民點(diǎn)分布模式

利用平均最鄰近指數(shù)（ANN）判別農(nóng)村居民點(diǎn)的分布類型，可以發(fā)現(xiàn)，麻柳鎮(zhèn)農(nóng)村居民點(diǎn)空間分布的平均最鄰近指數(shù)為0.58，小于1，屬于聚集分布模式;且校驗(yàn)值Z為-59.29，小于-2.58，隨機(jī)產(chǎn)生此聚集模式的可能性小于1%

2.2 居民點(diǎn)核密度分析

利用核密度密度分析方法制成麻柳鎮(zhèn)農(nóng)村居民點(diǎn)的密度分異圖（見(jiàn)圖1），在Kernel Density中，搜素半徑是一個(gè)主要的參數(shù)，本文通過(guò)多次實(shí)驗(yàn)選擇搜索半徑為750m，能使麻柳鎮(zhèn)農(nóng)村居民點(diǎn)密度分異圖達(dá)到較好的效果。核密度分析結(jié)果顯示，麻柳鎮(zhèn)農(nóng)村居民點(diǎn)的核密度在0～346.93點(diǎn)/km2，使用自然斷點(diǎn)法把居民點(diǎn)密度圖劃分為五個(gè)評(píng)價(jià)單元，分別為：低密度區(qū)（0～46.26點(diǎn)/km2），中低密度區(qū)（46.26～100.68點(diǎn)/km2），中密度區(qū)（100.68～156.46點(diǎn)/km2），中高密度區(qū)（156.46～235.37點(diǎn)/km2），高密度區(qū)（235.37～346.93點(diǎn)/km2）?？梢园l(fā)現(xiàn)麻柳鎮(zhèn)農(nóng)村居民點(diǎn)整體呈現(xiàn)“東疏南密”的空間分布格局，其中中南部地區(qū)農(nóng)村居民點(diǎn)非常密集，然后向東西兩側(cè)呈階梯狀稀疏化分布，且東南部分布獨(dú)立的中次密度中心。

其中，高密度區(qū)主要分布在麻柳鎮(zhèn)北部的碾盤灣村和地藏寺村，這些區(qū)域位于202省道沿線交通便利，居民點(diǎn)分布密集;南部中高密度區(qū)環(huán)繞在高密度區(qū)外圍主要以202省道為主向南衍生，大部分分布在南部的爛泥湖村、沙河村、新安寨村、雙堰塘村和中部萬(wàn)寶寨村部分區(qū)域，西部劉家壩村和任家廟村也有大面積分布，東部中高密度區(qū)主要分布在桶里廟村和蓮花榜村;中密度、中低密度區(qū)和低密度區(qū)主要分布在麻柳鎮(zhèn)西部邊緣和東北部，麻柳鎮(zhèn)東北部主要以地山丘陵為主，受土地資源和地形限制農(nóng)村居民點(diǎn)分布較為分散，低于中部的河流階地區(qū)，西部邊緣地帶地勢(shì)相對(duì)平坦，耕作半徑較大，使得農(nóng)村居民點(diǎn)分布稀疏。

3 基于景觀格局的農(nóng)村居民點(diǎn)空間特征分析

運(yùn)用Arcgis10.2和Fragstats軟件測(cè)算麻柳鎮(zhèn)25個(gè)村5個(gè)景觀格局指數(shù)，如表1所示。

由表1得知，麻柳鎮(zhèn)場(chǎng)鎮(zhèn)、任家廟村和松樹(shù)堡村斑塊總面積（CA）最大，碾盤灣村、地藏寺村和新安寨村斑塊數(shù)目（NP）最多，麻柳鎮(zhèn)場(chǎng)鎮(zhèn)斑塊數(shù)目最少，因?yàn)槁榱鴪?chǎng)鎮(zhèn)是麻柳鎮(zhèn)的行政中心，居民點(diǎn)密集在目視解譯過(guò)程中，將團(tuán)狀聚集的居民點(diǎn)視為一個(gè)斑塊矢量所致。地藏寺村、碾盤灣村和四方碑村斑塊密度（PD）最高，麻柳場(chǎng)鎮(zhèn)和松樹(shù)堡村最低，說(shuō)明地藏寺村、碾盤灣村和四方碑村景觀破碎度高，麻柳鎮(zhèn)場(chǎng)鎮(zhèn)和松樹(shù)堡村景觀破碎度低，破碎度低表明景觀空間分布形態(tài)穩(wěn)定，麻柳鎮(zhèn)場(chǎng)鎮(zhèn)和松樹(shù)堡村農(nóng)村居民點(diǎn)空間呈連片分布。碾盤灣村、地藏寺村和新安寨村景觀形態(tài)指數(shù)（LSI）最大，麻柳鎮(zhèn)場(chǎng)鎮(zhèn)最小，表明碾盤灣村、地藏寺村和新安寨村的農(nóng)村居民點(diǎn)形狀復(fù)雜，受人類活動(dòng)干擾大，麻柳鎮(zhèn)場(chǎng)鎮(zhèn)農(nóng)村居民點(diǎn)形狀較規(guī)則。麻柳鎮(zhèn)場(chǎng)鎮(zhèn)和西興寺村斑塊分維數(shù)（FRAC）最趨近于1，說(shuō)明這兩個(gè)村居民點(diǎn)形狀較規(guī)則。

麻柳鎮(zhèn)農(nóng)村居民點(diǎn)景觀指數(shù)結(jié)果從景觀學(xué)角度說(shuō)明，除地藏寺村、碾盤灣村和四方碑村景觀破碎度較高外，其他村莊農(nóng)村居民點(diǎn)破碎度較低，說(shuō)明麻柳鎮(zhèn)農(nóng)村居民點(diǎn)空間分布較穩(wěn)定，受人類活動(dòng)干擾較少;居民點(diǎn)形狀除麻柳鎮(zhèn)場(chǎng)鎮(zhèn)景觀較規(guī)則外，其他村莊農(nóng)村居民點(diǎn)形狀較復(fù)雜。

4 農(nóng)村居民點(diǎn)在自然環(huán)境因子上的空間分布特征

自然環(huán)境是農(nóng)村居民點(diǎn)形成和發(fā)展的的基礎(chǔ)，而地形、地貌是影響和制約川東平行嶺谷區(qū)農(nóng)村居民點(diǎn)分布的關(guān)鍵因素。河流的發(fā)育和走向不僅影響人們的生產(chǎn)生活，也影響著人口的分布和居民點(diǎn)的布局。所以本文選取海拔、坡度、地勢(shì)起伏度和河流4個(gè)自然環(huán)境因子，使用ArcGIS10.2軟件對(duì)這4類數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，之后將它們與麻柳鎮(zhèn)農(nóng)村居民點(diǎn)面數(shù)據(jù)進(jìn)行疊加，并選取斑塊面積（CA）、斑塊個(gè)數(shù)（NP）、斑塊密度（PD）、最大斑塊指數(shù)（LPI）、面積加權(quán)的平均斑塊分形指數(shù)（AWMPFD）、和聚集指數(shù)（AI）6個(gè)景觀指數(shù)，利用Fragstates4.2軟件計(jì)算不同分類級(jí)別的景觀指數(shù)，計(jì)算結(jié)果如表2所示。

4.1 居民點(diǎn)在海拔上的空間分布

隨著海拔的升高居民點(diǎn)面積和斑塊個(gè)數(shù)減少，而斑塊密度（PD）隨著海拔的升高先增加后減少，最大斑塊指數(shù)（LPI）和面積加權(quán)平均斑塊分形指數(shù)（AWMPFD）在海拔500～600m達(dá)到極值，說(shuō)明分布在該級(jí)海拔的農(nóng)村居民點(diǎn)形狀比其他海拔的居民點(diǎn)形狀更加不規(guī)則，邊界更加曲折。大于600m海拔范圍中聚集指數(shù)（AI）值最大，斑塊個(gè)數(shù)最少，說(shuō)明該級(jí)海拔農(nóng)村居民點(diǎn)少且集中分布。海拔400m以內(nèi)的農(nóng)村居民點(diǎn)斑塊個(gè)數(shù)最多但斑塊密度（PD）值最小，且聚集指數(shù)（AI）較大，說(shuō)明該級(jí)海拔的農(nóng)村居民點(diǎn)數(shù)量多，斑塊規(guī)模大且分布密集，這是因?yàn)闇\丘地區(qū)耕地面積大，具有較高的人口承載能力，交通、電力、學(xué)校等基礎(chǔ)公共設(shè)施較好，有利于居民的居住和出行。

4.2 居民點(diǎn)在坡度上的空間分布

斑塊面積和斑塊個(gè)數(shù)隨著坡度的增大先增加后減小，在5°～15°達(dá)到最大值，斑塊密度（PD）在坡度大于25°范圍內(nèi)最大，最大斑塊指數(shù)（LPI）和聚集指數(shù)（AI）在該范圍內(nèi)達(dá)到極值，說(shuō)明該坡度范圍內(nèi)的居民點(diǎn)分布零散，且形狀不規(guī)則。可見(jiàn)麻柳鎮(zhèn)農(nóng)村居民點(diǎn)在坡度的配置上是合理的。山區(qū)是泥石流，山洪等自然災(zāi)害易發(fā)地區(qū)，居民在選址時(shí)需要綜合考慮避險(xiǎn)、防洪、排水等因子，加之15°以上的坡度區(qū)域耕地瑣碎，交通不便，不利于房屋的建造，所以居民點(diǎn)主要分布在平地和緩坡區(qū)。

4.3 居民點(diǎn)在地勢(shì)起伏度上的空間分布

結(jié)合麻柳鎮(zhèn)的行政區(qū)劃發(fā)現(xiàn)，地形起伏度最強(qiáng)烈的是羅頂寨村、圣龍廟村、走馬梁村和三清廟村。所選取的6個(gè)景觀指數(shù)都在小于15m的地勢(shì)起伏范圍內(nèi)達(dá)到極值，說(shuō)明該地勢(shì)起伏度范圍內(nèi)農(nóng)村居民點(diǎn)數(shù)量多，規(guī)模大且聚集度高，說(shuō)明該級(jí)地形起伏度范圍內(nèi)最適合當(dāng)?shù)鼐用竦木幼。乙子诰用顸c(diǎn)的集中分布。面積加權(quán)平均斑塊分形指數(shù)（AWMPFD）和聚集指數(shù)（AI）的最大值和最小值在35m～55m地勢(shì)起伏度范圍內(nèi)，說(shuō)明該級(jí)的農(nóng)村居民點(diǎn)斑塊形狀復(fù)雜，受人類活動(dòng)干擾大，且分布零亂。

4.4 居民點(diǎn)在河流上的空間分布

隨著居民點(diǎn)與河流距離的增加，居民點(diǎn)斑塊面積、斑塊數(shù)量、聚最大斑塊指數(shù)（LPI）和集指數(shù)（AI）明顯下降，斑塊密度（PD）逐漸增加，面積加權(quán)平均斑塊分形指數(shù)（AWMPFD）先增加后減小，距河流300m內(nèi)的農(nóng)村居民點(diǎn)斑塊密度最大，聚集程度最緊實(shí)，其集約利用程度高，因?yàn)樵摷?jí)范圍內(nèi)的居民點(diǎn)位于河谷區(qū)，灌溉條件便利，耕地面積比重大，有良好的生產(chǎn)和生活資源。

5 結(jié)論與討論

本文采用 ArcGIS的空間統(tǒng)計(jì)分析法，運(yùn)用平均最臨近指數(shù)、核密度估計(jì)和景觀指數(shù)法分析了麻柳鎮(zhèn)農(nóng)村居民點(diǎn)的整體空間分布特征，并選取與居民點(diǎn)相關(guān)的自然環(huán)境因子作為影響因子，在景觀尺度上對(duì)農(nóng)村居民點(diǎn)的空間分布特征進(jìn)行分析。結(jié)果表明：

（1）在空間分布上，麻柳鎮(zhèn)農(nóng)村居民點(diǎn)是聚集的空間分布模式，整體上呈現(xiàn)“東疏南密”分布特征，特別是在中南部地區(qū)農(nóng)村居民點(diǎn)非常密集，然后向東西兩側(cè)呈階梯狀稀疏化分布，且東南部分布獨(dú)立的中次密度中心。在景觀學(xué)角度上，除地藏寺村、碾盤灣村和四方碑村景觀破碎度較高外，其他村莊農(nóng)村居民點(diǎn)破碎度較低，說(shuō)明麻柳鎮(zhèn)農(nóng)村居民點(diǎn)空間分布較穩(wěn)定，受人類活動(dòng)干擾較少;居民點(diǎn)形狀除麻柳鎮(zhèn)場(chǎng)鎮(zhèn)景觀較規(guī)則外，其他村莊農(nóng)村居民點(diǎn)形狀較復(fù)雜。

（2）麻柳鎮(zhèn)農(nóng)村居民點(diǎn)在自然環(huán)境因子上主要分布在海拔400m范圍內(nèi)，距河流300m范圍內(nèi)，坡度上主要分布在5°～15°范圍內(nèi)，地勢(shì)起伏度上主要分布在0m～15m范圍內(nèi)，規(guī)模大、聚集程度高。形狀方面，隨著海拔的升高、坡度和地形起伏度的增加，農(nóng)村居民點(diǎn)越來(lái)越破碎，形狀越不規(guī)則，邊界曲折性先復(fù)雜后簡(jiǎn)單。

（3）核密度估計(jì)法直觀的反映了麻柳鎮(zhèn)農(nóng)村居民點(diǎn)的聚集程度，這為鄉(xiāng)村振興中農(nóng)村居民點(diǎn)的優(yōu)化空間布局提出了指導(dǎo)方向，可以控制農(nóng)村居民點(diǎn)布局散亂無(wú)序的現(xiàn)象。用景觀格局方法分析農(nóng)村居民點(diǎn)在自然環(huán)境因子上的空間分布，針對(duì)農(nóng)村土地資源浪費(fèi)和空心化現(xiàn)象，提出擴(kuò)展中心村鎮(zhèn)的生產(chǎn)生活功能的想法，加強(qiáng)周邊城市或鄉(xiāng)鎮(zhèn)的輻射作用與雙向聯(lián)系，以城市帶動(dòng)鄉(xiāng)鎮(zhèn)發(fā)展，為居民點(diǎn)整治、建設(shè)美麗宜居鄉(xiāng)村和城鄉(xiāng)統(tǒng)籌發(fā)展提供一定的科學(xué)依據(jù)。

（4）對(duì)于影響農(nóng)村居民點(diǎn)空間分布的環(huán)境因子，本文只考慮了自然環(huán)境因子中海拔、坡度、地勢(shì)起伏度和河流四個(gè)因子，沒(méi)有對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)環(huán)境因子影響農(nóng)村居民點(diǎn)的空間分布進(jìn)行分析，在今后的研究中選擇更多因子更全面地分析農(nóng)村居民點(diǎn)的空間分布特征，以便更嚴(yán)謹(jǐn)更精確地分析農(nóng)村居民點(diǎn)在環(huán)境因子上的空間分布特征。

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