基于GIS的山西省传统村落空间分布特征研究

董艳平，刘树鹏

(太原理工大学 建筑与土木工程学院，太原 030024)

2012年12月，国家住房和城乡建设部、文化部、财政部联合发出《关于加强传统村落保护发展工作的指导意见》，文中将习惯称谓“古村落”正式命名为“传统村落”，指代“拥有物质形态和非物质形态文化遗产，具有较高的历史、文化、科学、艺术、社会、经济价值的村落”。随着城市化进程的推进，中国的乡村正在加速消亡，传统村落丰富的历史文化、科学艺术及社会经济等价值也将随之消失。如何保护传统村落，使之可持续发展成为当下研究者面临的重要课题。

国内学者对山西省传统村落的空间形态等方向的研究极少，有山西本土的学者关注到山西省传统村落的空间形态、分布特征等地理学方向的研究。辛亚等[1]利用GIS平台对山西众多村落的数量结构和空间结构以及与中心城市之间的距离进行了分析；王兴华等[2]运用GeoDa空间分析软件和空间自相关研究方法对山西省国家级传统村落在县域层面的分布规律及空间自相关性进行了研究；肖慧等[3]则分析了山西古村落的分类、村落文化及建筑形态特征；田毅等[4]认为山西省传统村镇的分布受到地形、经济发展状况、人口分布格局、交通条件以及历史文化因素的影响。地理信息系统(GIS)的空间分析和可视化功能可以实现空间信息和属性信息的集成并建立二者之间的联系，对传统村落在大尺度空间范围的研究将大有帮助。因此，本文在前人研究成果基础上，运用GIS技术从山西省的地形地貌、河流、古代交通驿道、农民收入以及边防文化等影响因素对山西省国家级和省级传统村落的空间分布进行研究，以期作为有益补充，为山西省传统村落的保护与可持续发展提供参考与依据。

1 数据来源与研究方法

2012年国家四部委联合部署全国传统村落调查工作，随后山西省住建厅等四部门也联合开展全省传统村落的调查工作。截止到2014年底，评选命名了3批共计2 555个国家级传统村落，其中山西省有129处被纳入国家级传统村落；另山西省也分6批评选命名了239处省级传统村落。获得传统村落称号的所有村庄中，同时拥有国家级传统村落与省级传统村落称号的共有112处。在统计传统村落总数量时，拥有国家级和省级称号的村落只记做1处，因此山西省经国家和省级评选命名的传统村落共有256处。

本文以山西省国家级和省级传统村落256处作为研究对象，运用ArcGIS10.0软件，通过谷歌地图及百度地图校对地理坐标，按照点状要素形式标记在一张配准好地理坐标的山西省行政地图上，建立传统村落空间属性数据库，并进行空间统计分析及可视化处理。采用ArcGIS10.0空间分析方法中的核密度估算法、缓冲区分析、叠置分析等工具，对山西省传统村落的空间结构和距河流、驿道、古长城的距离等特征进行分析研究。

2 山西传统村落空间分布

2.1 市域分布特征

山西省有11个地级行政区划，平均每个地级行政区划有23.27个传统村落。其中5个地级行政区划(晋城、晋中、吕梁、长治、忻州)的传统村落数量超过全省平均值，占到全省传统村落的77.3%，其余6个地级行政区划的传统村落数量只占到22.7%.山西省的传统村落分布极不均衡，呈现出较强的集聚性，详细的分布图如图1。

图1 山西省传统村落市域范围数量分布Fig.1 Quantity distribution of traditional villages in urban area in Shanxi Province

2.2 空间分布集聚

为直观反映山西省传统村落的空间分布规律，利用ArcGIS10.0的空间分析中的核密度估计法分析山西省传统村落的空间分布规律。核密度估计法是假设地理事件可以发生在空间的任一地点，但是在不同的位置上发生的概率不同。点密集的区域事件发生的概率高，点稀疏的地方事件发生的概率就低。核密度估计法的计算公式如下：

图2 山西省传统村落核密度图Fig.2 The Nuclear density of traditional villages in Shanxi Province

山西有其独特的自然地理特征，地处太行山之西，位于黄河以东，故而得名“山西”、“河东”。四周有高山、大河的阻隔，自古被称为“表里山河，四塞之区”[6]。

山西为黄土广泛覆盖的山地型高原，是中国黄土高原的组成部分。山西省山脉众多，多以南北走向为主，诸如吕梁山、太行山、太岳山、恒山、五台山、中条山等，地貌类型复杂多样，省境东部和西部为山地丘陵，中部为断陷盆地[7]。一系列的自北向南的断陷盆地分别是大同盆地、忻定盆地、太原盆地、临汾盆地及运城盆地。这些盆地由于自然条件较为优越，土地肥沃，自古以来就是人类居住和生活的首选之地，逐渐成为山西境内的多个经济中心；山河相间的地形地貌不仅是山西人生存生活的物资来源、天然的屏障，又使得盆地成为山西城镇村落分布较为稠密的地区。

由图2可以看出，山西传统村落聚集的主要区域为5个片区，沿黄河、汾河、太行山三线，结合自北向南的数个盆地，而且传统村落的分布从北向南逐渐增多，在晋东南地区达到最高。

第一片区是晋城市所辖区域，其中高平市、泽州县、沁水县、阳城县、陵川县构成了山西省传统村落聚集程度最高的地区；第二个片区是沿汾河流域以晋中地区及吕梁东部县市为主的区域，尤以灵石县、平遥县、孝义市三县市的传统村落数量最为集中；第三个片区是吕梁地区沿黄河沿线的临县、柳林县两县为主的区域；第四个片区是阳泉市及晋中的昔阳县为主的区域；第五片区是临汾市的襄汾县及运城市的稷山县为主的区域；其他地区则分布数量相对较少或分散，聚集程度差。

3 山西传统村落分布影响因素分析

缓冲区分析法是一种地理空间分析方法，着重于分析平面坐标体系下点、线、面等目标缓冲区的生产和应用[8]。基于线要素的缓冲区，是以线要素为中心轴线，向外距中心轴线一定距离作平行线，建立一定宽度的多边形，即形成缓冲区。其数学表达式为：

Bi={x∶d(xi,Oi)≤R} .

即空间目标对象Oi的缓冲半径为R的缓冲区，为距离对象小于或等于R的全部点的集合[9]。

从宏观角度来看，传统村落在省级行政地图上可以抽象为点状地理事物，而河流、古驿道及古长城属于线状地理事物。利用ArcGIS10.0软件提供的缓冲区分析工具，以河流、古驿道、古长城建立线状图层，创建多环缓冲区。再利用ARCGIS10.0自带的叠加分析工具，将传统村落空间分布图与多环缓冲区图层进行叠加，这样就可以得到在不同半径的缓冲区范围内传统村落的分布情况及具体数量。这里需要指出的是，缓冲区分析法中没有考虑交通路网可达性的影响。

3.1 传统村落与河流

山西境内一系列自北向南的断陷盆地将山西分为东西两部分，山西境内东部的恒山、五台山、太行山、中条山和西部的管涔山、吕梁山是山西的主要山脉，为省境内各河的源头。流域面积大于4 000 km2，长度在150 km以上的河流有8条，其中，汾河、沁河、涑水河、三川河、昕水河属黄河水系，桑干河、滹沱河和漳河属海河水系[8]21。

历史上山西省境内的重要城镇均沿河流选址建设，自然连接城镇的交通驿道也是沿河设置。从山西省的地势图中可以得出大城市大多分布于较大河流一侧，而规模较小的城镇则大多选址于支流之旁。

利用ArcGIS10.0将山西省境内主要的8条河流及黄河与传统村落地理位置进行叠加，做缓冲区分析，可得到图3及以下相关数据：在距离河流5 000 m范围以内，有78个传统村落，5 000～10 000 m范围内有传统村落40个，占到传统村落总数量的46%.

图3 山西省传统村落与主要河流的分布图Fig.3 The distribution map of traditional villages and major rivers in Shanxi Province

水源作为人类聚落选址的一个非常重要的考虑因素，主要有以下几个方面的原因：第一，聚落选址靠近河流，方便取水，利于村民的生产生活；第二，沿河谷形成的平地、台地易于建设房屋，可逐渐形成村落[10]；第三，在生产力尚不发达的古代，水运是重要的交通方式之一，考虑到交通因素，河流沿岸必然成为村落首选之地。黄河、汾河和沁河是山西省境内自西向东的3条河流，是山西与外界沟通的重要通衢。所以，相较于其他东西向河流两岸黄河流域、汾河流域、沁河流域分布着较多的传统村落，符合人类择水而居的规律。

3.2 传统村落与社会经济

山西省2013年城镇化率为52.56%.29个传统村落位于高于山西省城镇化率水平的地区(吕梁市、孝义市、晋中市、介休市、阳泉市、长治市、潞城市、霍州市)，占比11.3%；227个传统村落位于低于山西省城镇化率水平的地区，占到88.7%.

将2013年全省各县市的平均每人全年可支配收入数值通过ArcGIS10.0的可视化处理，得到全省各县市的人均可支配收入分布图(图4)，颜色越深代表数值越大。2013年山西省平均每人全年可支配收入为15 119.72元，其中84个传统村落所在地的城乡居民可支配收入高于全省平均水平，占比32.8%，172个传统村落所在地的城乡居民可支配收入低于全省平均水平，占比67.2%.

图4 山西省各县市2013年人均可支配收入分布图Fig.4 The distribution map of per capita disposable income in counties and cities of Shanxi province in 2013

从以上数据可以看出，各县市经济水平与传统村落数量的分布呈现较弱的相关性的趋势，呈现出多数传统村落偏离于经济发达的中心地区的空间分布特质。在经济状况较差地区及城镇化率水平相对较低的地区传统村落分布较多，经济状况良好以及城镇化率水平加速的地区传统村落数量开始减少。在城镇化快速推进的今天，经济因素对于传统村落的留存与保护是非常重要的，经济实力的不同导致在村落建设及住宅建设上表现出完全不一样的形态，经济富足村落的居民在满足基本生活需求的同时，必然会对建筑、院落作出适当的改善，经济实力窘迫的居民没有这个基础，大多维持现状就已是能力极限了。正是由于相对较低的城镇化率水平和较低的经济水平才得以使得传统村落保留下来，免于改造、破坏的厄运，当然相对较差的经济状况给传统村落的保护与发展也带来不小的困难。

3.3 传统村落与交通驿道

在历史发展过程中，道路多是在一定的地形地貌的基础上形成及发展的，并成为村、镇、城市之间人流、物流和信息流沟通的物质载体。其中对外交通是村落城镇形成、发展的重要条件，发挥对外交通作用的道路在人类发展的历史上起着不可忽视的作用。在中国历史上，发挥对外交通作用的道路主要是交通驿道，包括陆路交通与水路交通，对村落的选址及其格局影响深远。

山西境内山脉多以南北向为主，由于自然条件的限制，山西境内道路主要沿河流分布，呈现出以南北向为主的特点。

在明清时期，山西成为沟通西部地区的重要节点，东西向的道路交通随之大发展，以增强国家层面的东西向联系。在此期间，山西境内道路交通充分发展，基本形成了山西现在的道路格局。所以本文在分析传统村落与交通道路的相关性时选用的是明清时期山西的驿铺路系统。

明代前期，山西境内共分布有6条驿路：1) 太原府至泽州的东南驿路；2) 太原府至平阳府、蒲州的南向驿路；3) 太原府至平定州东出太行山的东向驿路；4) 太原府至大同府的北向驿路；5) 太原府至平型关通紫荆关的东北向驿路；6) 太原府通岢岚州的西北向驿路。这六条以省治太原府为中心的驿道是山西境内的主干道路，构成明代山西驿路的基本格局[11]。

因在明代前期，定都于南京，太原至泽州的东南驿道以及太原至大同的北向驿路，成为当时山西境内的主干驿路，而南向驿路与东向驿路则处于次要地位，在山西境内呈现出以南北向驿路为主的交通格局。

随着国家行政中心的北移，山西境内的东南向驿道退居次要地位，随之东向驿路重要性上升；山西北部地区的交通也转为沿境内的外长城与内长城一侧东西向驿道为主，因有内外长城的缘故，主要是军事交通路线。

由于山西地形地貌所限，省境内主要交通驿道大多不会发生大的变化。在清代，主要是对明代驿路的继承，驿路的走向布局基本没有发生大的变化。但由于清代的政治军事形势发生了巨大的变化，内外长城的边防功能逐渐下降，山西在北京与西北地区沟通中的作用日益凸显，由此境内的交通驿路格局转变为东西向与南北向并重[11]，东西向驿道升级为国家级交通路线，南北向驿道则下降为省境内的重要交通线路。

将张宪功[11]复原的明清时期山西驿铺路与传统村落的地理位置叠加，通过ArcGIS10.0做缓冲区分析，可以分析得出图5及以下数据：距离道路2 000 m范围内分布有96个传统村落，2 000～5 000 m范围内分布有41个传统村落，合计137个，占传统村落总数的53.5%.从图5中可以看出传统村落聚集程度最高的两个地区：一是太原府至泽州的东南向驿路，二是太原府至平阳府、蒲州的南向驿路。

从以上数据可以看出，一方面明清时期形成的驿铺路系统是由于山西山河相间的地形地貌所限，大多沿河流沟谷分布，驿站、急递铺大多依托原有村庄设置；另一方面，随着商品经济的发展，山西古驿道、驿站等的设置也带来了传统村落的繁衍与数量的增长，并且在交通枢纽之处，出现了规模较大的乡村聚落。

图5 山西省明清时期驿铺路与传统村落的分布图Fig.5 The distribution map of yi pu road and traditional villages in Ming and Qing Dynasties of Shanxi Province

3.4 传统村落与长城边防

山西由于其相对封闭的地形环境，东有太行山脉阻隔，易守难攻，西有黄河吕梁山脉等天险可用；又因地理位置特别，处于中原地区与西部、北部少数民族攻防的关键之处，所以山西在中国历代的军事战略地位很高，从战国起，各朝各代都在山西境内修筑长城。

山西境内现存的长城遗址主要以明长城为主，分为外长城和内长城。外长城约450 km，由河北怀安县到雁北的天镇县，一直向西，经阳高、新荣区、左云到偏关，直达黄河东岸；内长城长约400 km，由河北省涞源县到灵丘县，经繁峙、浑源到朔州朔城区，直到偏关白羊岭(古称丫角山)与外长城会合。另外还有沿黄河修筑的从偏关老牛湾到河曲县石梯子的长城[7]。

明代在山西北部沿长城一线设置了大量的军事机构，形成了“卫、所、堡、寨”的军事防御体系，军政信息可以沿长城传递，极大地加强了中央与地方之间的沟通。随着明代后期蒙古部族的侵扰加剧，加强了防御设施的建设，不仅是东西向的横向防御体系，更是增加了南北向的纵深防御[11]。

将山西现存的明代长城与传统村落的地理位置叠加分析，可以得出在山西内外长城两线之侧分布有多个传统村落。长城遗址主要分布区域大同、朔州、忻州，此三地的传统村落数量仅为53处，占全省传统村落总量的20.7%.虽然传统村落数量极少，但从图6中看出山西北部的传统村落的分布规律是沿内外长城两线为轴，关隘为节点的线状分布，二者之间的关系极为密切。

图6 山西省现存明代长城与传统村落的分布图Fig.6 The distribution map of the Great Wall and traditional villages in Ming Dynasty in Shanxi

4 结论与思考

本文应运GIS的空间分析方法，分析了山西省国家级和省级传统村落的市域数量分布、空间集聚程度，以及山西传统村落类型及空间分布形态与自然地理环境、交通驿道、经济发展及历史文化等因素的关联性，得出：

1) 山西省传统村落在地形地貌的影响之下呈现出区域聚集度很高的特征，形成5大片区，即晋东南片区，其中高平市、泽州县、沁水县、阳城县、陵川县聚集程度最高的地区；晋中片区，尤以灵石县、平遥县、孝义市三县市的传统村落数量最为集中；吕梁地区沿黄河沿线片区；阳泉市及晋中的昔阳县为主的区域以及晋南片区；其他地区则分布数量相对较少或分散，聚集程度差。

2) 山西省传统村落的地域特征非常明显。晋东南一直是山西对外的南大门，联通中原腹地与山西其他各盆地，形成以商贸为主要特色的传统村落形态；晋中地区自古就是山西联通南北的核心地带，是国家级和省境内的主要交通要道，水土相较其他区域更为肥沃，因此形成以晋商文化及农耕文明为代表的传统聚落；晋西北地区在明朝时期建设大量的军事机构，形成独特的沿长城线状分布的军事型堡寨聚落；阳泉地区与吕梁沿黄河沿线主要是与以外交通为主因，呈现出商贸型聚落形态的特征。

3) 传统村落聚集度高的区域，经济发展水平相较其他地区要低，自身没有足够的经济实力，难以对传统村落进行必要的保护与改善。

山西省拥有数量众多且反映农耕文化、军事文化、晋商文化等特色鲜明的传统村落，在中国传统村落体系中，占有非常重要的一席之地，具有特殊的历史意义和整体保护价值。目前山西省传统村落的保护与发展面临着诸多的困难和问题，例如空间格局、历史环境遭到破坏，村落基础设施和公共服务设施陈旧老化甚至是缺乏，劳动力外流，村庄空心化严重，保护与发展的资金缺口非常大。另外需要关注的一点是：目前传统村落的保护主要是以单个村落为保护单位的模式，忽略区域范围内村落特色同质化严重的问题，极易造成因为特色明显而导致特色丧失的发展窘境。面对山西庞大数量的古村落，如何将山西众多的古村落作为一个整体进行研究保护与发展，强调区域整体性的同时也要强化区域之间的差异性是下一阶段的重点研究方向。