西北干旱区河流与城镇分布耦合关系研究——以兰州、西宁地区为例

范熙伟,谢元礼,段汉明,姚 瑾,王 懿

(西北大学城市与环境学院,陕西 西安 710127)

西北干旱区河流与城镇分布耦合关系研究
——以兰州、西宁地区为例

范熙伟,谢元礼,段汉明,姚 瑾,王 懿

(西北大学城市与环境学院,陕西 西安 710127)

为研究西北干旱区河流与城镇分布的耦合关系,本文首先提取了兰州西宁地区的河流和城镇的位置信息,然后分析河流和城镇分布的相互位置关系,得出该研究区 80%城镇依附着河流分布于河谷中,得出结论在西北地区这种干旱的自然环境下河流是影响城镇布局的重要因素。

城镇;河流;耦合关系

0 前言

“自然地理条件如地质地貌、气候水文、土壤植被首先作为人类生存环境,通过影响人口分布而影响城市的形成发展。世界上不少城市的分布现象明显反映出自然条件的影响[1]。”在城市与环境的众多关系特征之中,临水性是城市分布的普遍规律[2]。由于水系先于城镇体系而存在,且其变化远比城镇体系缓慢得多,城镇体系的时空结构要受水系时空结构的制约(慢变量控制快变量),在某种程度上必以水系为发展的模范。事实上,任何城镇的发展都离不开一定规模的水体的支持,河流是哺育城镇的主要水体,城镇对河流非常依赖。事实上,中国著名经济地理学家陆大道先生在创立社会经济点 -轴系统理论的时候就曾发现,海岸、江河和交通道路是轴带发育的重要依托,而轴带实则为城市体系空间发育的能量集散廊道[3]。河流通常具有交通和供水双重职能,至少具备其中之一。在中国北部城市普遍缺水的今天,无视水系的巨大作用是不符合城市化过程的成本、效益原则的。本文通过研究兰州西宁地区的河流与城镇的位置关系,揭示其耦合关系。

1 河流和城镇位置提取

1.1 研究区概况

本文的研究区域包括兰州和西宁及其之间的共 19个县,具体是:贵德、尖扎、循化、永靖、临夏市、化隆、湟源县、西宁、平安、乐都、民和、兰州、大通、互助、永登、皋兰、湟中、积石山、东乡。

兰州-西宁区域属于黄土高原、青藏高原和蒙古高原三大高原交界地带,是第一阶梯向第二阶梯的过度地带,地貌复杂多样,山地、高原、平川、河谷、盆地等交错分布。该区域地处黄河上游,黄河、湟水河和大通河等多条河流贯穿。地势中间低两边高,中间兰州、白银等地海拔较低,在 1 000m到 2 000m之间,两边西宁、海东地区、临夏、定西等地海拔较高,在 2 000m到 3 000m之间,西宁和海东地区部分地方海拔达 3000m至 5000m。由于气候、地形、水资源等的约束,兰西地区大部分城镇及人口集中分布于海拔高度相对较低的河谷地带,其中 1000～2000m之间,在2008年末,有 255.99万人分布 10个城市中,人口规模占到兰州 -西宁区域同年的 61.73%。2000～3000m之间,分布人口 158.68万人,集中在21城市中,占本区域总人口的 38.27%。因为在干旱区自然环境下,起伏较大的地势情况下,河谷给人类接近水源,寻找适宜的建设用地及其农作物生产提供了便利条件和场所。尽管人类在社会发展层面表现出“水往低处流,人向高出走”的规律,但是在选择居住环境和进行各种生产生活活动时候表现出“人往低处走”和“水往低处流”的方向一致性。

1.2 数据源选择

本研究需要兰州西宁地区的河流和城镇分布数据,对于河流和城镇的位置数据来自国家基础地理信息中心提供的我国 1∶400万行政区划及基础地理信息数据。对于该区域的农田分布,采用遥感技术利用 LandSat5 TM数据进行监督分类后提取出该区域的农田分布数据[4]。

2 城镇、河流分布耦合关系分析

2.1 主要分布于河谷地区

从图 1居民地、河流分布图中可以看出,大部分城镇分布于河流旁,统计河流和城镇的位置关系,如表 1。

图1 居民地、河流分布图

图2 城镇分布和坡度关系图

表1 河流城镇分布关系表

从表 1中可以看出研究区共有 19个县,其中位于湟河和黄河的河流上有 11个县,位于次一级河流上的有 6个县,无河流衣依附的有 2个县,有河流依附的县占到了 89.47%,可见河流成为影响该区域城镇分布的重要因素。图 2城镇分布和坡度关系图中灰色部分是坡度小于 5°的范围,从图中可以看出除了东乡外其他 18个县都分布于小于 5°的范围内,可见地形也是影响城镇分布的重要因素之一。

2.2 河流交叉处

从图 1居民地、河流分布图中继续分析,分析位于两条或三条河流交叉处的城镇并统计,如表 2

表2 城镇位于河流交叉处统计表

从上表 2看出,19个县中有 11个县分布在十字形河流交叉处(有些旁支已经干涸),有 5个县沿河流或湖泊分布,有两个县没有河流依附,其中沿十字形分布的县城占到了63.15%,说明该区域中河流对养育城镇具有十分重要的作用,此外在河流十字交叉处由于是两条河流共同冲刷形成的河谷平原较单条河流形成的平原面积大,能够承载更多的人口。

2.3 河流缓冲区分析

图3 湟河 18 km缓冲区分布图

图4 湟河 18 km缓冲区修正后分布图

图3中黄色部分为湟河流域耕地分布范围,红色范围为湟河和它的两个支流以 18 km为半径生成的缓冲区[5],可以看出耕地大部分都分布在该缓冲区范围内,可见耕地分布与河流距离之间存在很大的相关性。在西宁南部的蓝色区域没有被红色河流缓冲区覆盖,则肯能是由于西宁城市对粮食要求高、辐射范围大超过河流影响力造成的,图 4为以西宁为圆心以 27 500m为半径生成的缓冲区对原有河流缓冲区进行修改后的范围图,可见这个范围可以很好的覆盖湟水流域耕地分布范围,可得出该流域耕地分布式河流和城镇共同作用的结果,人为作用因素相对较弱。

3 结论

以上分析可知,兰州西宁地区的城镇主要依附于河流分布,占该区域城镇总数的 89.47%,其中位于河流交叉处的城镇占到 63.15%;此外,作为作城镇赖以生存的耕地也分布于河流一定范围内,说明在西北地区这种干旱的自然环境下,河谷给人类接近水源,寻找适宜的建设用地及其农作物生产提供了便利条件和场所,河流对于该区域的城镇发育起到决定性作用。

[1]周一星.城市地理学[M].北京:商务印书馆,1995.142-147

[2]陈彦光,刘继生.中心地体系与水系分形结构的相似性分析关于人 -地对称关系的一个理论探讨[J].地理科学进展,2001,20(1):81-88.

[3]陆大道.区域发展及其空间结构[M].北京:科学出版社,1995.

[4]梅安新,秦期明,刘慧平.遥感导论.高等教育出版社[M].2001

[5]汤国安,杨昕.ArcGIS地理信息系统空间分析实验教程[M].北京:科学出版社,2006

Study on Coup led Relation between Rivers and Towns of Northwest Arid Region—— Take Lanzhou,Xining as an Exam p le

FAN Xi-w ei,XIE Yuan-li,DUAN Han-m ing,YAO Jin,WANG Yi
(College of Urban and Environment,Northwest University,X i'an 710127,Shaanxi)

To study the Coupled Relation between rivers and towns in the Arid Region of Northwest,the paper extracts the location information of river and town in Lanzhou and X ining,and then analyzes the distribution of rivers and towns,about 80%of the towns in the studied area located in the valley,the conclusion is that the rivers is an important factor of influence on the urban layout in the arid area of Northwest.

Cities and towns;rivers and the coupled relationsnd Reinforce

P641.69

A

1004-1184(2011)01-0115-02

2010-09-15

国家自然科学基金资助项目(50678149);西北大学研究生交叉学科资助项目(09YJC 16)

范熙伟(1986-),男,山西临汾人,在读研究生,研究方向:遥感与 GIS应用研究。