邵 婷, 向明顺,2*, 王春建,2
(1.成都理工大学 旅游与城乡规划学院, 四川 成都 610059;2.青藏高原及其东缘人文地理研究中心, 四川 成都 610059)
乡村聚落作为农村建设用地的主体,代表了乡村土地制度下的农村生产模式和社会文化。在中国实施乡村振兴战略和国土空间规划背景下,挖掘乡村聚落土地潜力,控制好乡村聚落合理的规模和利用方向,对农村可持续发展有重大作用[1-2]。改革开放40多年来,四川省经济总量增长了44倍。省会成都市作为中国经济增长的“第四极”,2018年城镇化率超过了73%。而成都外围的凉山州等山区由于地理位置偏远、交通发展与信息传递滞后等原因,城镇化率不超过40%,GDP更是不足成都市的10%,乡村聚落仍然是四川省西南山区人口空间分布的主要载体。截至2018年末,四川西南山区的人口不足四川省总人口的8%,面积约占全省总面积的14%,人口密度为91人/km2,远低于四川省的平均人口密度(172人/km2),乡村聚落规模小、数量多、布局分散等是制约其发展的突出问题。
探讨山区乡村聚落空间分布的影响因素对于指导乡村聚落规划布局、促进山区经济发展和提高乡村宜居性具有重要意义。近年来,针对乡村聚落空间分布格局的研究成果逐渐丰富,朱彬等运用空间韵律测度、核密度分布估计、最近邻距离指数等模型定量分析了苏北地区乡村聚落的空间格局特征[3];杨忍等利用最邻近距离R指数模型分析了中国村庄分布模式格局,解析乡村空间优化重组的背景和模式[4];Yang等利用核密度、逻辑回归模型等方法分析了海拔、河流等对乡村聚落空间格局的影响[5];罗燚等探讨了高程、坡度、道路等自然因素和人口、农民人均纯收入等社会经济发展因素对山坝乡村聚落时空分布的影响[6];马晓蓉等运用景观格局指数和GIS空间分析等方法,以宁强县为例探寻了秦巴山区乡村聚落的空间演变和影响因素[7];胡航箫等利用核密度和空间耦合关联模型分析了福州山区乡村聚落的空间分布特征及其与水土资源的耦合态势[8]。然而,已有研究大多弱化了乡村聚落空间分布的地域环境依赖性,难以准确识别不同山区乡村聚落问题的差异性。本研究拟借助RS、GIS手段和最小累积阻力模型,以德昌县为例探讨四川西南山区乡村聚落空间分布的影响因素,以期为优化乡村聚落空间结构、促进区域可持续发展提供科学依据。
德昌县位于四川省西南部凉山彝族自治州中部,幅员面积2 284 km2,地理坐标为101°54′E—102°29′E、27°05′N—27°36′N,地处安宁河谷地带,位于横断山区康藏高原东缘,地貌以中山为主,县内主要河流和山脉呈南北向延伸,地势北高南低,坡度范围多在10~40°,属亚热带高原季风气候,水系主要是雅砻江干流和安宁河及其支流茨达河与老碾河[9]。德昌县是彝族和傈僳族等少数民族聚居区,形成了傈僳族文化、红军红色文化、佛道教文化等叠合交汇的多元文化,是四川省乡村旅游示范县和中国攀西战略资源创新开发试验区的重要节点。
2.1.1 核密度分析法
为了呈现乡村聚落在空间上的集聚大小、集聚形状以及集聚位置,本研究运用ArcGIS软件中的核密度分析工具得到聚落分布核密度图[10]。结果显示,德昌县乡村聚落平均密度为5.88个/km2,较为分散,聚落沿国道108、县道092、安宁河、雅砻江等地物以线状和团状聚集为主,呈现中密西疏、东部几乎未见的特征(图1)。
图1 德昌县乡村聚落核密度分析图Figure 1 Nuclear density analysis map of rural settlements in Dechang county
2.1.2 最小累积阻力模型
最小累积阻力模型指物质在从源到目标的运动过程中需要耗费的代价最小的模型,即阻力越小交通流越易进行,阻力值越大交通流越不易进行[11-12]。计算公式为[13-14]为
式中,MCR是最小累积阻力值,Dij表示物质从源j到景观单元i的空间距离,Ri表示景观单元i对某种运动的阻力系数。
乡村聚落耕地、河流、道路等图斑来源于中国科学院资源环境科学与数据中心的2018年土地利用遥感监测数据(http://www.resdc.cn),其中,交通道路结合Google Earth高清遥感影像,经过几何校正、坐标配准、目视解译和矢量化处理进行补充修正。30 m分辨率数字高程模型(DEM)来源于地理空间数据云网站(http://www.gscloud.cn),经过投影转换、重分类等生成了高程、坡度和坡向图。社会经济数据来源于《四川统计年鉴》(2019年)和《凉山统计年鉴》(2019年)等。
地形地貌对聚落的形成和空间分布起着决定性的作用[15]。地形越平坦,越利于居住设施的建设,人类聚集生产生活的场所也越多[15-16]。为了更好地了解海拔对乡村聚落分布的影响,本研究将德昌县的海拔划分为≤1 400、1 401~1 700、1 701~2 000、2 001~2 300、≥2 301 m五个等级,统计不同海拔等级的乡村聚落数量和规模,结果见表1。
表1 不同海拔乡村聚落的分布状况Table 1 Distribution of rural settlements at different altitudes
德昌县地形复杂多样,以中山地貌为主,乡村聚落在不同海拔等级都有分布。海拔频率统计的偏度为1.22,主要分布在海拨0~1 700 m范围内,其中分布的乡村聚落占总量的66.09%。海拔1 401~1 700 m的乡村聚落数量较多,规模较大,占比均超过40%。由此可知,德昌县乡村聚落集中分布于相对低海拔区域,海拔较高区域乡村聚落分布较少;乡村聚落的数量和规模随着海拔的升高呈先增加后减少的趋势,具有明显的中、低海拔指向特征。
结合德昌县坡度变化范围和《第二次全国土地调查技术规程》耕地坡度划分标准[7,17],将德昌县坡度划分为≤2、3~6、7~15、16~25和≥26°5个级别。统计不同坡度级别的乡村聚落数量和规模,结果见表2。
表2 不同坡度乡村聚落的分布状况Table 2 Distribution of rural settlements in different gradients
由表2 可以看出,坡度为0~15°的区域乡村聚落数量较多,规模较大,其聚落数量和面积占比分别为62.96%和69.90%,低坡度指向性特征显著。进一步分析发现,德昌县超过半数的乡村聚落分布在坡度为3~15°的区域;分布在坡度为16~25°区域的乡村聚落数量接近聚落总数量的30%,面积占比为24.90%;2°以下和26°以上的区域乡村聚落分布较少。德昌县平均坡度偏高,坡度≤2°区域的面积极小,不足全县总面积的1%。坡度较大的地区住房建设困难、危险系数高等问题突出,不利于人们生产生活。
坡向是坡面法线在水平面上的投影方向,不同坡向上的日照时数和太阳高度辐射强度不同[2]。光热条件较好的阳坡是聚落选址优先考虑的山地方位[18]。本研究将德昌县划分为阴坡、半阴坡、半阳坡和阳坡四个坡向,统计乡村聚落在不同坡向分布的数量和规模,结果见表3。
表3 不同坡向乡村聚落的分布状况Table 3 Distribution of rural settlements in different slope directions
由表3 可以看出,大多数乡村聚落分布在阳坡、半阳坡,分别占德昌县乡村聚落总量的27.98%和30.15%,占比均超过25%。半阴坡、阴坡区域分布的乡村聚落数量及面积占比均小于25%,呈现出聚落斑块数少、面积小、聚集程度低的特点。分析发现,乡村聚落在不同坡向的分布存在一定的差异,但坡向对乡村聚落分布的影响并不显著。
水是孕育生命的重要条件,河流具有提供水源、运输、灌溉、防治水土流失等作用,对聚落分布影响重大[10,19]。本研究对德昌县主干河流分别做0.5、1.5、2.0 和2.5 km 的缓冲区分析,再统计距离主干河流≤0.5、0.6~1.5、1.6~2.0、2.1~2.5和≥2.6 km五个区间内的乡村聚落数量和面积,结果见表4。
表4 离主干河流不同距离乡村聚落的分布状况Table 4 Distribution of rural settlements at different distances from main rivers
由表4可以看出,在离主干河流2.5 km外虽然有一定数量和规模的乡村聚落分布,但是乡村聚落倾向于分布在距离河流较近地区的特征十分明显,并且越靠近河流聚落数量越多,规模越大。
交通是影响乡村聚落布局的重要因素之一[14],人与人之间的物质交换、信息传递、对外交流等都需要通过交通道路来实现。将德昌县各等级道路矢量图层转化成10×10栅格图,根据交通可达性计算方法计算每个栅格单元到乡镇和县城的可达性最小累计阻力值,并将到乡镇的道路交通可达性最小累积阻力值划分为≤30 000、30 001~60 000、600 001~90 000、90 001~120 000和≥120 001五个区间,将到县城的道路交通可达性最小累积阻力值划分为≤50 000、50 001~100 000、100 001~150 000、150 001~200 000和≥200 001五个区间,分别对各区间分布的乡村聚落数量和面积进行统计,结果见表5。
表5 乡村聚落在到乡镇、县城不同道路交通可达性最小累积阻力值范围内的分布状况Table 5 Distribution of rural settlements in the range of minimum cumulative resistance of the road traffic accessibili⁃ty to the towns and counties
由表5可以看出,距离乡镇最小累积阻力值≤300 000区域内的乡村聚落数量最多、面积最大,数量和面积占比分别为43.78%和51.28%。随着到乡镇的道路交通可达性最小累积阻力值的增加,乡村聚落的数量和规模不断减少。从乡村聚落到县城的交通可达性来看,德昌县51.83%的乡村聚落分布在距离县城道路交通可达性最小累积阻力值≤100 000的区域,而阻力值为100 001~200 000和≥200 001区域内的乡村聚落数量分别占总数的26.87%和21.30%,具有低值指向特征,说明便利的交通能够促进乡村聚落的形成和进一步集聚扩大。
(1)海拔和坡度是影响乡村聚落分布的两个重要地形因素,其对乡村聚落的规模、形态和分布产生重要影响,在它们的共同作用下德昌县乡村聚落主要分布在海拔1 700 m以下、坡度小于15°的区域。
(2)坡向对德昌县乡村聚落的分布有一定的影响,58.13%的乡村聚落分布在阳坡、半阳坡,但不同坡向地区的乡村聚落分布差异并不显著。
(3)河流和交通道路作为影响生产和生活的重要因素,对乡村聚落的选址有着天然的吸引力,德昌县的乡村聚落具有明显的邻河流与交通干线分布特征。