買 哲 馬海鵬 趙 磊 索志輝

1.新鄉(xiāng)學(xué)院土木工程與建筑學(xué)院，河南 新鄉(xiāng) 453003；2.河南省城鄉(xiāng)規(guī)劃設(shè)計(jì)研究總院股份有限公司，河南 鄭州 450000

0 引言

傳統(tǒng)村落蘊(yùn)藏著豐富的歷史文化，保存著珍貴的歷史信息與文化景觀，極具文明價(jià)值和傳承意義。我國(guó)高度重視傳統(tǒng)村落的發(fā)展和保護(hù)。2022 年，中共中央辦公廳、國(guó)務(wù)院辦公廳印發(fā)《鄉(xiāng)村建設(shè)行動(dòng)實(shí)施方案》，明確提出要傳承保護(hù)傳統(tǒng)村落民居和優(yōu)秀鄉(xiāng)土文化，突出地域特色和鄉(xiāng)村特點(diǎn)，保留具有本土特色和鄉(xiāng)土氣息的鄉(xiāng)村風(fēng)貌，防止機(jī)械照搬城鎮(zhèn)建設(shè)模式，打造各具特色的現(xiàn)代版“富春山居圖”。

我國(guó)關(guān)于傳統(tǒng)村落的研究起步于20 世紀(jì)初，研究主要集中在村莊規(guī)劃和土地利用方面［1］。我國(guó)學(xué)者對(duì)傳統(tǒng)村落的研究關(guān)注度及相關(guān)發(fā)文量在2012 年明顯增加，原因在于當(dāng)時(shí)我國(guó)開展了第一批國(guó)家級(jí)傳統(tǒng)村落調(diào)查保護(hù)工作，研究?jī)?nèi)容也逐漸擴(kuò)展至鄉(xiāng)村建筑布局［2］、公共空間［3］、空間分布［4］與文化傳承認(rèn)知［5］等方面。隨著鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略的提出與實(shí)施，我國(guó)對(duì)傳統(tǒng)村落的研究進(jìn)入保護(hù)與發(fā)展的新階段，村落遺產(chǎn)保護(hù)與區(qū)域發(fā)展受到重視［6-7］，相關(guān)研究隨之增加。

從現(xiàn)有研究來(lái)看，學(xué)者對(duì)傳統(tǒng)村落的研究方法主要為定量、定性或定量定性相結(jié)合。定量研究主要運(yùn)用地理信息系統(tǒng)（Geographic Information System，GIS）平臺(tái)，構(gòu)建模型并進(jìn)行相關(guān)數(shù)值的測(cè)算，針對(duì)傳統(tǒng)村落的活力、空間分異、區(qū)域性的空間結(jié)構(gòu)等進(jìn)行分析［8-9］。定性研究采用現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研、實(shí)地訪談等方法，探究傳統(tǒng)村落分布及發(fā)展的影響因素、生長(zhǎng)內(nèi)在邏輯、驅(qū)動(dòng)機(jī)制等。目前，在傳統(tǒng)村落研究中采用較多的是定性定量相結(jié)合的方法，也是未來(lái)的主要研究方法。

筆者以河南省南太行山區(qū)為研究區(qū)域，以傳統(tǒng)村落為研究對(duì)象，運(yùn)用定量與定性相結(jié)合的分析方法，以30 m精度數(shù)字高程模型（Digital Elevation Model，DEM）為基礎(chǔ)，并結(jié)合地形地貌分析，研究河南省南太行山區(qū)傳統(tǒng)村落分布與自然現(xiàn)狀的關(guān)系，采用最鄰近指數(shù)、地理集中指數(shù)、核密度估計(jì)等定量研究方法，利用ArcGIS軟件分析傳統(tǒng)村落集聚性的分布特征，探究傳統(tǒng)村落的空間分布特征與形成因素，為河南省南太行山區(qū)傳統(tǒng)村落的振興與可持續(xù)發(fā)展提供支持。

1 研究區(qū)域概況

研究區(qū)域位于河南省西北部與山西省接壤的太行山南麓，包括安陽(yáng)市、鶴壁市、新鄉(xiāng)市、焦作市、濟(jì)源市等5個(gè)省轄市，涉及37個(gè)縣（市、區(qū)）。南太行山區(qū)地形地貌多樣，山體由東北向西南呈弧形延伸；當(dāng)?shù)貧夂驕睾蜐駶?rùn)，夏季炎熱多雨，冬季寒冷干燥，為傳統(tǒng)村落的形成與發(fā)展提供了良好的自然條件。

2 研究對(duì)象

2012—2019 年，我國(guó)共正式公布5 批傳統(tǒng)村落。其中，位于河南省南太行山區(qū)的傳統(tǒng)村落有63 個(gè)，分布在安陽(yáng)市、新鄉(xiāng)市、鶴壁市、焦作市、濟(jì)源市5 市，具體分布情況如表1所示。

表1 南太行山區(qū)傳統(tǒng)村落分布

3 數(shù)據(jù)獲取與處理

傳統(tǒng)村落信息來(lái)源于住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部、文化和旅游部、國(guó)家文物局、財(cái)政部、自然資源部、農(nóng)業(yè)農(nóng)村部等聯(lián)合發(fā)布的中國(guó)傳統(tǒng)村落名錄；采用百度坐標(biāo)API拾取器獲取每個(gè)傳統(tǒng)村落的地理坐標(biāo)，通過(guò)ArcGIS 10.8以經(jīng)緯度為坐標(biāo)生成點(diǎn)數(shù)據(jù)庫(kù)。

整合河南省南太行山區(qū)傳統(tǒng)村落信息后，以全國(guó)地理信息資源目錄服務(wù)系統(tǒng)（www.webmap.cn/）1∶100 萬(wàn)公眾版基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)為底圖數(shù)據(jù)，將傳統(tǒng)村落的空間位置落位至2000 國(guó)家大地坐標(biāo)系的行政區(qū)劃范圍內(nèi)；高程數(shù)據(jù)采用精度為30 m 的河南省DEM 數(shù)據(jù)，來(lái)源于地理空間數(shù)據(jù)云（http：//www.giscloud.cn/），運(yùn)用ArcGIS 10.8軟件進(jìn)行空間特征分析。

4 研究方法

筆者選取最鄰近點(diǎn)指數(shù)、地理集中指數(shù)、不平衡指數(shù)及核密度估計(jì)，研究河南省南太行山區(qū)傳統(tǒng)村落空間分布規(guī)律和特征。

4.1 最鄰近指數(shù)

最鄰近指數(shù)（R）是一個(gè)比例型指標(biāo)，用于表示點(diǎn)與點(diǎn)之間最鄰近距離與期望距離（平均距離）之間的比值。最鄰近指數(shù)計(jì)算公式為

式中：R表示最鄰近指數(shù)，rˉ1表示點(diǎn)與點(diǎn)之間最鄰近距離，rˉE表示期望距離，A表示河南省南太行山區(qū)區(qū)域面積，n為河南省南太行山區(qū)傳統(tǒng)村落的總數(shù)量，D為傳統(tǒng)村落點(diǎn)位的密度。R=1表明傳統(tǒng)村落點(diǎn)數(shù)據(jù)隨機(jī)分布，R＜1 表明傳統(tǒng)村落點(diǎn)數(shù)據(jù)呈現(xiàn)出集聚性的分布特征，R＞1表示傳統(tǒng)村落點(diǎn)數(shù)據(jù)均勻分布。

4.2 地理集中指數(shù)

地理集中指數(shù)（G）用于衡量河南省南太行山區(qū)傳統(tǒng)村落的集中程度。通過(guò)最鄰近指數(shù)判別傳統(tǒng)村落的分布特征后，利用地理集中指數(shù)可更清晰地判斷傳統(tǒng)村落的集中程度。筆者以縣（市、區(qū)）為單元進(jìn)行劃分，定量測(cè)算河南省南太行山區(qū)傳統(tǒng)村落的集中程度，計(jì)算公式為

式（3）中：G為地理集中指數(shù)，Xi為第i個(gè)縣（市、區(qū)）中傳統(tǒng)村落的數(shù)量，n為河南省南太行山區(qū)縣（市、區(qū)）的總數(shù)量，T為河南省南太行山區(qū)內(nèi)傳統(tǒng)村落總數(shù)量。若各區(qū)域地理集中指數(shù)大于河南省南太行山區(qū)的地理集中指數(shù)，則說(shuō)明各區(qū)域傳統(tǒng)村落呈集中分布，反之則說(shuō)明其呈分散分布。

4.3 不平衡指數(shù)

不平衡指數(shù)（S）用來(lái)測(cè)算河南省南太行山區(qū)傳統(tǒng)村落在不同行政區(qū)域范圍內(nèi)分布的均衡程度。通過(guò)不平衡指數(shù)可以查看區(qū)域之間的累加量，結(jié)合洛倫茲曲線可直觀分析區(qū)域分布特征，計(jì)算公式為

式（4）中：S為不平衡指數(shù)，n為某一縣（市、區(qū)）傳統(tǒng)村落的數(shù)量，Yi為縣（市、區(qū)）傳統(tǒng)村落數(shù)量在南太行山區(qū)所占比重。S的取值范圍在0～1，當(dāng)S值趨向于0時(shí)，表明傳統(tǒng)村落在各區(qū)域內(nèi)均勻分布；當(dāng)S值接近于1 時(shí)，說(shuō)明傳統(tǒng)村落集中分布在一個(gè)區(qū)域，呈現(xiàn)集聚型分布特征。

4.4 核密度估計(jì)

核密度估計(jì)是通過(guò)一定的搜索半徑確定研究區(qū)域內(nèi)點(diǎn)密度的一種方法。其因?qū)儆诜菂?shù)估計(jì)方法，在點(diǎn)狀數(shù)據(jù)空間密度分析中應(yīng)用廣泛。通過(guò)核密度估計(jì)將點(diǎn)數(shù)據(jù)插值為面狀柵格數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)點(diǎn)數(shù)據(jù)的擴(kuò)展統(tǒng)計(jì)。在計(jì)算過(guò)程中，它以圓為鄰域，越靠近中心的點(diǎn)，權(quán)重值越大，核密度值越高，計(jì)算公式為

式（5）中：n表示距離傳統(tǒng)村落點(diǎn)x小于或等于h的傳統(tǒng)村落點(diǎn)要素?cái)?shù)量，k表示核函數(shù)，h為核函數(shù)帶寬，x-xi表示傳統(tǒng)村落位置x到村落集{x1，x2，…，xn}的距離。x1，x2，…，xn是從分布密度函數(shù)為f的總體中抽取的獨(dú)立同分布樣本，估計(jì)fn(x)在某點(diǎn)x處的密度值。筆者采用ArcGIS 10.8 中核密度估計(jì)工具自動(dòng)生成默認(rèn)帶寬，默認(rèn)值采用分析數(shù)據(jù)圖層中的最小寬度或長(zhǎng)度除以30得出。

5 河南省南太行山區(qū)傳統(tǒng)村落空間分布特征

5.1 空間鄰近類型分析

傳統(tǒng)村落的空間分布可抽象為點(diǎn)群分布；點(diǎn)狀要素空間分布分為3 種類型，分別為聚集的、均勻的和隨機(jī)的。均勻分布的點(diǎn)狀要素最鄰近距離最大，隨機(jī)分布次之，聚集分布最小。運(yùn)用ArcGIS 10.8 的Average Nearest Neighbor工具計(jì)算空間鄰近相關(guān)參數(shù)（見(jiàn)表2），最鄰近點(diǎn)之間的距離r1（NNObserved）為5 320.082 179 m，平均距離rˉ1（NNExpected）為8 256.668 697 m，最鄰近指數(shù)R（NN 比率）為0.644 338，P=0，模型計(jì)算結(jié)果顯著可靠。R=0.644 338＜1，表明河南省南太行山區(qū)傳統(tǒng)村落呈現(xiàn)聚集性的分布特征。

表2 Average Nearest Neighbor計(jì)算結(jié)果

5.2 集中程度分析

河南省南太行山區(qū)傳統(tǒng)村落共63 個(gè)，分布在5 個(gè)省轄市的11 個(gè)縣（市、區(qū)）內(nèi)。傳統(tǒng)村落在不同縣（市、區(qū)）間的數(shù)量分布存在顯著差異，其中以安陽(yáng)市林州市傳統(tǒng)村落數(shù)量最多（占河南省南太行山區(qū)傳統(tǒng)村落總量的36.51%），新鄉(xiāng)市輝縣市、鶴壁市鶴山區(qū)次之。

地理集中指數(shù)用于分析河南省南太行山區(qū)63 個(gè)傳統(tǒng)村落分布的集中情況。G值越大，傳統(tǒng)村落越集中于某一區(qū)域；G值越小，分布越分散。通過(guò)計(jì)算得到地理集中指數(shù)G=141.42，表明傳統(tǒng)村落在縣（市、區(qū)）層面集中分布。

5.3 均衡程度分析

為了進(jìn)一步研究河南省南太行山區(qū)傳統(tǒng)村落在空間上的分布特征，計(jì)算出不平衡指數(shù)S=0.44，表明南太行山區(qū)傳統(tǒng)村落在空間分布上不均衡。

根據(jù)不平衡指數(shù)繪制河南省南太行山區(qū)傳統(tǒng)村落分布洛倫茲曲線，如圖1 所示。由圖1 可知，洛倫茲曲線距均勻分布直線較遠(yuǎn)且彎曲程度大。河南省南太行山區(qū)的傳統(tǒng)村落主要分布在安陽(yáng)市、鶴壁市、新鄉(xiāng)市3個(gè)市，這3 個(gè)市的傳統(tǒng)村落數(shù)量占河南省南太行山區(qū)傳統(tǒng)村落總數(shù)的85.71%。

圖1 河南省南太行山區(qū)傳統(tǒng)村落分布洛倫茲曲線

5.4 核密度估計(jì)

通過(guò)鄰近分析、集中程度分析及平衡程度分析可知，河南省南太行山區(qū)傳統(tǒng)村落具有一定的集聚特征。為進(jìn)一步探究其集聚核心，采用ArcGIS 10.8 的kernel density 工具進(jìn)行核密度估計(jì)，分析半徑選取默認(rèn)計(jì)算出的合理半徑。根據(jù)核密度估計(jì)結(jié)果，河南省南太行山區(qū)傳統(tǒng)村落總體的分布格局為北密南疏，離縣城越遠(yuǎn)越密集，地勢(shì)起伏越大的地方越密集；有兩個(gè)高度集聚核心，第一個(gè)集聚核心在新鄉(xiāng)市、鶴壁市與安陽(yáng)市3市交界處，第二個(gè)集聚核心是安陽(yáng)市林州市與山西省平順縣交界處；另有一個(gè)次集聚核心，位于焦作市北側(cè)。

6 河南省南太行山區(qū)傳統(tǒng)村落分布形成因素

6.1 地形地貌

以河南省30 m 精度DEM 數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，運(yùn)用Arc-GIS 10.8 進(jìn)行高程分析，并運(yùn)用空間分析工具中的表面分析工具進(jìn)行坡度與坡向分析。

高程分析結(jié)果表明，河南省南太行山區(qū)的海拔在-95～1 911 m，地形起伏較大，整體地勢(shì)西高東低。河南省南太行山區(qū)傳統(tǒng)村落分布與高程之間有著顯著相關(guān)性，傳統(tǒng)村落主要集中分布在西部山麓的淺山丘陵地區(qū)，在研究區(qū)域東部、南部等平原地區(qū)鮮有分布。通過(guò)對(duì)河南省南太行山區(qū)傳統(tǒng)村落分布的高程分析可知，傳統(tǒng)村落大多分布在中山和低山范圍內(nèi)。由此可見(jiàn)，海拔適中的山區(qū)比較容易形成傳統(tǒng)村落聚集點(diǎn)。

由坡度分析可知，河南省南太行山區(qū)的傳統(tǒng)村落主要分布在具有一定坡度的區(qū)域，以8°～17°居多。傳統(tǒng)村落主要分布在具有一定坡度的區(qū)域的原因可能有兩個(gè)：一是可有效利用地形實(shí)現(xiàn)排水等需求，二是可以防止洪澇災(zāi)害。

由坡向分析可知，河南省南太行山區(qū)傳統(tǒng)村落的主要坡向?yàn)檎希@與中原地區(qū)主要建筑坐北朝南的傳統(tǒng)一致。

6.2 氣候水文

從氣候上看，河南省南太行山區(qū)屬于暖溫帶半濕潤(rùn)大陸性季風(fēng)氣候區(qū)，四季分明，冬季寒冷干燥，夏季高溫多雨；7—8 月降水多，11—12 月降水少；年日照時(shí)間約為2 500 h。溫和濕潤(rùn)的氣候有利于傳統(tǒng)村落的形成與發(fā)展。

河南省南太行山區(qū)內(nèi)的河流主要有沁河、漳河、丹河［10］。沁河是黃河的一級(jí)支流，發(fā)源于山西省平遙縣，切穿太行山，自晉城市郊區(qū)流入河南省，經(jīng)濟(jì)源市、沁陽(yáng)市、博愛(ài)縣、溫縣，于武陟縣南流入黃河。漳河發(fā)源于山西省東南部太行山腹地。丹河發(fā)源于山西省晉城市，流經(jīng)河南省焦作市、沁陽(yáng)市。河南省南太行山區(qū)水資源豐富，提供了傳統(tǒng)村落早期發(fā)展需要的水源，適宜傳統(tǒng)村落的形成與發(fā)展。

6.3 人文因素

河南省南太行山區(qū)傳統(tǒng)村落呈現(xiàn)出遠(yuǎn)離城市中心的分布特征，即遠(yuǎn)離城區(qū)、鎮(zhèn)區(qū)。傳統(tǒng)村落能夠在一輪輪的城市更新、城郊融合中保留自身的鄉(xiāng)村特色，其區(qū)位因素起到了巨大作用。同時(shí)，河南省南太行山區(qū)傳統(tǒng)村落集聚的區(qū)域處于經(jīng)濟(jì)發(fā)展的“洼地”。傳統(tǒng)村落的產(chǎn)業(yè)仍以農(nóng)業(yè)為主，基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)也存在不足，缺乏與區(qū)域內(nèi)其他村莊的互動(dòng)。

7 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)分析河南省南太行山區(qū)63 個(gè)傳統(tǒng)村落空間分布，得出以下結(jié)論：第一，河南省南太行山區(qū)傳統(tǒng)村落在空間分布上呈現(xiàn)集聚性；第二，河南省南太行山區(qū)傳統(tǒng)村落分布受地形影響顯著，主要分布在具有一定坡度的南向丘陵地區(qū)；第三，河南省南太行山區(qū)傳統(tǒng)村落遠(yuǎn)離城區(qū)與鎮(zhèn)區(qū)?？偟膩?lái)說(shuō)，河南省南太行山區(qū)傳統(tǒng)村落主要分布在海拔較高、坡度較高、坡向朝南、遠(yuǎn)離城鎮(zhèn)的區(qū)域。

為了全面實(shí)現(xiàn)鄉(xiāng)村振興，河南省南太行山區(qū)需要做好村莊分類和布局規(guī)劃，保護(hù)傳統(tǒng)村落民居，傳承優(yōu)秀鄉(xiāng)土文化，延續(xù)村莊傳統(tǒng)街巷肌理和建筑布局，彰顯當(dāng)?shù)貍鹘y(tǒng)民居風(fēng)貌，建設(shè)特色鮮明、宜居宜業(yè)、富有活力的美麗村莊。