四明山区域农村居民点景观格局变化及特征研究

邵姝遥，李加林

（宁波大学地理与空间信息技术系，浙江·宁波 315211）

三农问题是关系国计民生的根本性问题，是党和国家工作的重中之重。近年来，随着中国社会经济的发展，人民生活水平的提高，一些农村问题日益凸显，农村居民点的研究引起各方重视。农村居民点作为农村居民生产和生活的聚落场所，其空间布局是乡村地理学研究的领域之一[1-2]。当前农村土地利用存在的一个问题就是在农村人口非农化的过程中，农村居民点用地的规模并没有随着城市化的发展而减小，反而有增加的势头，加之农村居民点周围常是优质耕地，它对耕地资源减少的威胁显著[3-5]。党的十九大报告指出，要坚持农业农村优先发展，加快推进农业农村现代化。因此，研究农村居民点空间格局变化对于理解人类活动与农村土地结构变化之间的关系，分析农村景观格局的形成与演化机制[6-8]，保护农村自然资源，制定农村建设规划以及促进土地集约利用具有重要的意义[9]。

四明山区域是浙东地区水源涵养和水土保持的重点区域，镶嵌其间的农村居民点景观格局与空间分布是影响自然生态环境的重要因素，农村居民点空间分布及其布局的合理性对促进区域生态环境整体协调发展具有重要意义。文章以景观生态学方法为主，利用遥感和GIS技术，对四明山区1990-2015年农村居民点空间格局动态变化进行分析，以期为四明山区域生态环境保护提供科学基础。

1 研究区域概况

四明山区域位于浙江省东南沿海，宁波市西南部，地理位置介于东经120～121、北纬29～图1）。四明山域研究区范围包括地属宁波市海曙区的章水镇、龙观乡、横街镇、鄞江镇，奉化区的溪口镇；余姚市的梁弄镇、大岚镇、四明山镇、鹿亭乡、陆埠镇、大隐镇、梨洲街道、兰江街道；绍兴市上虞区的永和镇、丰惠镇、丁宅乡、下管镇、岭南乡、陈溪乡，嵊州市的下王镇共20个乡镇，研究区域总面积1809.53km2。截至2015年末，四明山区域人口城镇化率约在45%左右，人均生产总值52048元，三次产业增加值比重为11.8:59.7:28.5。四明山区资源丰富，林地面积925.33km2，森林覆盖率高达72.1%。区域内河流湖库密布，是甬江水系的主要发源地。地貌类型多低山丘陵，山脉纵横，平均海拔700m。气候微冷湿润，四季分明，冬夏季风交替明显，光照充足，雨量充沛，年降水量一般在2000mm以上。

2 研究方法

2.1 数据来源与数据处理

本研究以美国地质调查局官方网站提供的1990、1995、2000、2005、2010、2015年6期空间分辨率30m的Landsat TM /OLI遥感影像为数据基础，经几何校正与配准、假彩色合成、图像拼接、研究区裁剪等预处理步骤，得到四明山区域遥感影像图。再借助ENVI 5.1和ArcGIS 10.2软件，采用监督分类及目视解译方法提取地物信息，经检验识别精度达81.6%，满足研究需要。参照LUCC分类体系和研究区实际情况，将土地利用类型划分为耕地、林地、草地、水域、农村居民点、城镇及其他建设用地、未利用地7类（表1）。利用ArcGIS制作了四明山区域1990-2015年6期农村居民点用地分布图（图2）。再将6期农村居民点用地矢量图转换成GRID格式，运用Fragstats软件计算农村居民点的景观格局指数，对四明山区域农村居民点的景观格局演变特征进行系统研究。

图1 研究区范围Fig.1 The study area

表1 四明山区域景观分类系统Table 1 The classification system of Simingshan

（1）Markov转移矩阵

景观类型状态转移矩阵是对一固定地理区域在某时间段内，从两方面直观表述土地利用类型相互转化关系的二维表。一是某种土地利用类型向哪些土地利用类型转变，二是哪些土地利用类型转变为该土地利用类型[10]。它能比较全面具体的勾画出四明山区域的农村居民点景观类型转移情况，反映人类活动对景观结构变化的影响，有助于景观格局动态变化分析[11-12]。Markov转移矩阵其数学表达形式为：

式中：Sij为研究期初与期末的土地利用状态，n为土地利用类型数目。

图2 四明山不同时期农村居民用地空间分布Fig.2 The layout of rural residential area expansion during different periods in Simingshan

（2）景观格局分析

景观指数是指能够高度浓缩景观格局信息，反映其结构组成和空间配置某方面特征的简单定义指标[13-14]。本文运用景观格局分析方法，选取斑块个数（NP）、斑块占景观面积比（PLAND）、平均斑块面积（MPS）、最大斑块指数（LPI）、斑块密度（PD）、平均形状指数（MSI）、平均斑块分维度（MPFD）等指标直观、有效地描述农村居民点的规模、形状、布局等基本特征及变化规律[15-16]。

（3）土地利用变化区域差异模型

土地利用变化存在着显著的地区差异，可以用各区域某种土地利用类型相对变化率及各区域土地利用动态度来反映土地利用变化的区域差异[17-18]。某研究区某一特定土地利用类型相对变化率可表示为：

式中：Ka、Kb分别代表某区域某一特定土地利用类型研究期初和研究期末的面积；Ca、Cb分别代表全研究区某一特定土地利用类型研究起初和研究期末的面积。若某区域某土地利用类型的相对变化率R＞1，则表示该区域这种土地利用变化类型变化较全区域大。

3 结果分析

3.1 景观面积总体变化特征分析

研究区内，林地景观面积占比最大，其次是耕地和农村居民点（图3），四明山区域农村居民点景观格局变化结果显示（表2）：从耕地景观来看，1990s以来，耕地面积不断减少，总减少量达8304.54ha。随着耕地资源保护力度加大，缩减速度由快变缓，年均减少量由1990-2005的506.69ha降低至 2005-2015年间的70.41ha，耕地流转速度变缓。从农村居民点景观来看，研究期间，用地面积虽发生小幅下降，但总体增长明显，特别是2000-2005年间，年均增长量达654.67ha，与同期耕地面积大幅缩减现象有明显的负相关关系。受村镇整治政策影响，1995-2000年期间大量分散农村居民点得到整合，使得总面积减少了131.61ha。

图3 1990-2015年四明山各种景观类型占比Fig.3 The proportion of landscape types from 1990 to 2015 in Simingshan

表2 1990-2015年四明山景观类型面积变化Table 2 The change of rural residential type area in Simingshan from 1990 to 2015

城镇及其他建设用地面积一直保持增长态势，先快速后渐变缓，总面积由1990年的858.79ha增长至2015年的5157.50ha，年均增长171.95ha，2000-2005年间年均增长551.97ha，建设用地高速扩展，与同期农村居民点扩张趋势一致。林地面积先增后减，因占地面积基数极大，整体变化幅度较小。自1995年起，林地面积发生较小幅度的缩减，年均减少量100.23ha，表明四明山区域林地资源保护有力。草地、水域面积小幅度波动增加，而未利用地景观面积则变化较小。

3.2 农村居民点景观类型转移分析

由四明山区域景观类型转移矩阵结果可知（表3），各景观类型之间的转变呈现多样性特征，既有单方向转变，也有多方向的相互转化。本文主要对农村居民点土地类型转移进行分析，总体来说，耕地是农村居民点的主要转化来源，耕地和城镇及其他建设用地是农村居民点的主要转移方向。

表3 四明山区域景观类型面积转移矩阵Table 3 The transfer matrix of rural residential area of Simingshan

（1）农村居民点转入特征分析

从整个研究区域的变化区间来看，农村居民点的转化来源中，耕地转入的面积达4232.17ha，转移概率83.07%，林地转入的面积为815.48ha，转移概率16.01%。25年内，在所有转入农村居民点的土地类型中，耕地一直占有较高比例，但转入面积数量不定，存在波动的情况，具体表现为：1990-1995年，耕地转入农村居民点的面积为875.08ha；1995-2000年下降至149.41ha，虽然转移面积大幅减少，但耕地所占的转移面积概率呈现上升趋势；2000-2005年，有2913.69ha的耕地转至农村居民点，是历史最大转移量，致使农村居民点规模在这五年中获得急剧扩张；2005-2010年，仅有19.44ha耕地转入，但其占所有转移土地类型总面积的99.91%，几乎成为农村居民点土地面积增长的所有转入来源。2010-2015年，耕地转入面积上升至274.55ha，再次发生较大幅度增长。

（2）农村居民点转出特征分析

在全区域农村居民点转出类型中，转为耕地306.51ha，转为城镇及其他建设用地257.77ha，转为林地72.68ha，转移概率分别为47.67%、40.09%、11.30%。农村居民点用地类型转出没有特别明显的规律，时期不同，类型和数量各异。总体来说，耕地在农村居民点转出类型中常年保持较高的转出量，仅在2000-2005年间出现较大幅度下降，与上一个5年相比减少了244.28ha。农村居民点对城镇及其他建设用地最大转化发生在2000-2005年间，面积总量达249.80ha。其后转移量骤降。而居民点转入林地的面积与前两者相比，波动较小，特别是2005-2015年间几乎没有农村居民点转移变为林地，一直保持较稳定的状态。

3.3 农村居民点景观格局指数

农村居民点景观类型是人类活动和自然条件相互作用下组成的不同大小、形状的镶嵌体[6]。所以它的分布情况会受到多种自然及人文因素影响，农村居民点的规模、形态和分布情况等变化规律能反映出各因素综合作用的结果（表4）。

表4 四明山区农村居民点分布景观格局指数动态变化Table 4 Dynamic change of distributing pattern index of rural residential area in Simingshan

（1）农村居民点规模变化

从农村居民点的规模来看，25年来农村居民点斑块所占景观面积比例迅速上升，从1990年的1.16%提高到2015年的3.62%，斑块数量从281块增加到435块，平均斑块面积由7.45ha增加到15.05ha，最大斑块面积指数由0.03增加大0.34，农村居民点的平均规模呈增加趋势。这表明，四明山区域农村居民点面积扩张明显，数量大幅度增加且不断由分散向聚集演变。一方面在于农村居民点在原有居民点的基础上不断扩大；另一方面，随着经济发展和农村居民生活水平的提高，新的住房需求也刺激了新的居民点建设，使得居民点规模不断扩大。

（2）农村居民点形状变化

从平均形状指数可以来看，数值从1990年的1.54上升到2015年的1.56，表明研究期间四明山农村居民点的斑块复杂程度没有发生较明显的变化。1990-1995年间小幅度下降约0.1，但总体呈现较稳定的水平，主要在1.55左右浮动。与此同时，四明山区农村居民点的平均斑块分维数（FRAC-AM）较小，均不超过1.1，主要在1.07和1.08之间上下波动。这是因为农村居民点属于人工斑块，受人类行为影响较大，所以农村居民点形状近似于方形，一直以来保持较为完整和规则的状态，有一定的稳定性。说明农村居民点的规模在不断扩张的过程中，有着较好的规划引导和控制，没有呈现无序蔓延的态势。

（3）农村居民点分布变化

通过斑块的分布特征和斑块密度分析，可得知斑块在空间分布上的集散趋势，以此探究其背后蕴藏的自然或人为影响因素。四明山区域农村居民点的斑块密度历经增减后又有所回升。斑块密度从1990年的0.16增加至1995年的0.25，在2000年又降至0.21，之后15年保持增长态势，最终在2015年增长到0.24。通过25年来农村居民点分布动态变化，可以看出农村居民点景观的聚集程度不断提高。这是因为在节地政策的正确引导下，村民由分散居住向集中居住发展转变，区域内农村居民点布局也更加密集，居民点土地利用效益大大提高。

3.4 农村居民点变化区域差异

农村居民点在不同时期不同区域内的变化存在差异，通过对土地利用相对变化率的计算，得到不同村镇的农村居民点较之整个区域的变化结果（图4）。

图4 四明山区域各乡镇农村居民点相对变化率Fig. 4 The rate of relative change of Simingshan

1990-1995年，农村居民点变化比较明显的乡镇是横街镇、龙观乡、鄞江镇，相对变化率分别达到了1.64、1.81、2.61；岭南乡、溪口镇和章水镇的变化率数值也均大于1。这主要是因为横街镇、龙观乡、鄞江镇、章水镇位于四明山区域东部，地形主要是山区、半山区和平原的混合带，靠近宁波城区，交通便利。溪口镇位于宁波市奉化区，是目前浙江省行政区域面积最大的建制镇，作为首批国家重点风景名胜区，较早取得区域发展优势。这些乡镇由于发展较早，现今农村居民点分布相对密集，且城镇化水平较高。

1995-2000年，农村居民点景观格局变化的区域差异度不明显，基本上各乡镇的相对变化率都比较相近，基本上都是呈现减少的情况，岭南乡的农村居民点在这5年内减少的幅度较大。

2000-2005年，相对变化率较大的有岭南乡1.71，鄞江镇1.88，大岚镇2.60，龙观乡3.03，尤其是章水镇达到了4.46。岭南乡位于绍兴市上虞区，属于低山丘陵地带，森林覆盖率高；大岚镇位于四明山腹地，是姚江、曹娥江、奉化江三大水系的发源地之一；而章水镇地属宁波市海曙区，是连通鄞西平原与四明山腹地的枢纽地区。这三个乡镇自2000年起便开始大力开发旅游产业，同时带动农家乐产业，从而使得农村居民的收入得到了增长。随着旅游产业开发的成熟，需求也随之增高，农村居民点的规模不断扩充。

20005-2015年，这10年间农村居民点相对变化率较为稳定，各乡镇相对变化率数值也比较接近。2010-2015年，与全区域相比，变化比较明显的有兰江街道、下王镇和永和镇。兰江街道和永和镇位于四明山区域的北部，分属余姚市和绍兴市上虞区，两地毗邻，地理位置优越，交通十分便捷。两地的个体、私营经济发达，工业化程度高，乡镇范围内的中小型企业星罗棋布，经济的发展吸引大量人口、资金、产业等生产要素的聚集。在一定区域范围内不断产生的新增人口必然会刺激住房需求，从而导致农村居民点的扩张。

3.5 农村居民点景观格局的影响因素分析

通过景观格局面积转移矩阵、景观格局指数和不同区域相对变化率等方法对四明山区域的农村居民点景观格局特征进行分析，可以看出，农村居民点景观格局与区域自然、人文条件之间存在着密切联系，其影响因素主要包括以下几点：

（1）区域经济发展和乡镇工业发展

四明山区域地处宁波市，民营经济发展程度很高，中小型企业密布。随着经济快速发展，人口、产业、资金等生产要素的也迅速在此集聚。区域内增长的人口刺激了更多的住房建设需求，从而推动农村居民点数量和规模的扩张。

（2）旅游经济的兴起和兴盛

四明山区域以其自然风光，以运动休闲度假、农家特色体验等为主题的特色旅游产业快速发展，2015年四明山区域的旅客接待量达到了1073万人次，有力地推动了区域经济的发展。与此同时，为了应对提升的旅客需求，农村居民点的建设得到开发，基础设施和公共服务质量也不断得到升级。

（3）居民人均收入和生活水平

据统计2015年四明山区域农民人均可支配收入达到16988元，增速明显高于宁波市水平。伴随社会经济的发展，人民对生活质量的要求也逐渐增多，期望拥有更好的居住条件，农民收入的增长使得农民拥有盖房的经济基础，于是大大刺激和推动了农村盖房的热潮。

4 结论

因地制宜对美丽乡村建设和人民居住环境进行合理规划与开发，引导农村居民点朝着集约化的方向发展，对于显示村镇特色、提高城镇化水平、推动城乡一体化进程有十分重要的意义。本研究利用景观生态学相关方法，通过对四明山农村居民点景观格局演变及特征分析，得到以下结论：

（1）1990-2015年间，四明山区农村居民点用地面积总体呈增长趋势，共增加了4451.84ha，年均扩展178.07ha。其中，2000-2005年扩展速度最快，而比较特殊的是1995-2000年，农村居民点总面积减少了137.61ha。

（2）耕地是农村居民点的主要转化来源，耕地和城镇及其他建设用地是农村居民点的主要转移方向。25年内，耕地转入农村居民点的面积达4232.17ha，转移概率83.07%。农村居民点转为耕地306.51ha，转为城镇及其他建设用地257.77ha，转为林地72.68ha，转移概率分别为47.67%、40.09%、11.30%。

（3）四明山村镇整体建设受到较好的规划和控制，农村居民点景观格局速度适宜变化有序。25年来四明山区农村居民点用地面积、平均斑块面积、最大面积指数、斑块密度等呈增加趋势，平均形状指数和分维数基本保持不变。区域内农村居民点斑块规模不断扩大，空间布局趋向集中和密集，而斑块形状一直较规则，没有出现明显的无序蔓延。

（4）四明山区域农村居民点演变有明显的区域差异。通过农村居民点相对变化率的区域分异可知，1990-2005年，农村居民点用地的变化主要集中在四明山区域的东部地区；2005-2015年，大部分东部地区已达到较高的城镇化水平，农村居民点用地变化的活跃地带逐渐转移至四明山区域的西北部地区。

（5）区域经济和乡镇工业发展、旅游经济的兴起和兴盛、居民人均收入和生活水平等因素是影响农村居民点空间布局变化的主要原因。经济快速发展吸引人口、产业、资金要素的迅速集聚，刺激了新的住房建设需求，加上特色旅游产业的推动、人均收入和生活水平的提高、基础设施和公共服务质量的升级，使得农村居民点数量和规模不断扩张，并趋于集中。

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