南昌市农村居民点时空演变及影响因素分析

董 倩，叶长盛

(东华理工大学 地球科学学院，江西 南昌 330013)

0 引言

农村居民点是农民最重要的生产和生活场所，承担了种植、养殖、居住和文化社交等多种功能[1]。随着党的十九大“乡村振兴”战略的提出，农村居民点所面临的土地利用效率低下、扩张无序、布局混乱以及空心化严重等问题愈发受到重视[2]。了解和掌握特定地区农村居民点的分布特征和变化规律对于提高农村居民点土地利用效率、抑制无序扩张、进行布局优化，从而解决农村居民点面临的问题具有重要意义。

早在19世纪，关于乡村聚落演变及驱动因子的研究伴随乡村聚落问题的探讨思潮而兴起[3]，并逐渐由关注农村居民点的空间布局和变化向探索农村居民点在人地关系中的作用[4]转变，国外学者对于农村居民点的研究更加微观化和多元化。国内学者从宏观角度的中国农村居民点分布[5]到微观尺度的特定村域[6]出发，采用高分辨率遥感影像及数字高程模型数据，运用景观格局指数[7]、Voronoi 图[8]、最邻近点指数、核密度[9]以及缓冲区分析等方法，研究平原[10]、高原[11]、丘陵[12]和喀斯特[13]等区域农村居民点的空间分布特征[14]、时空演变规律[15]、空心化[16]、整理潜力评估[17]和布局优化[18]等，并且通常将农村居民点的时空演变与影响因素探析相结合，结果发现，我国多数地区农村居民点具有“低海拔、低坡度、近水系、近道路”的分布特征以及“数量减少、面积扩张、形状复杂”的变化特征，并且受到水系、交通的积极影响及海拔、坡度的制约。

南昌市全境地处鄱阳湖平原，地势平坦，气候湿润，自然条件相对优越，居民点分布与演变具有一定的典型性和代表性。基于此，本文以南昌市为例，利用1980、2000、2017年3期土地利用数据，运用核密度、景观格局指数、缓冲区以及灰色关联等方法，系统、全面地研究近40年间南昌市农村居民点时空演变特征及其影响因素，为农村居民点整理和优化布局提供支持。

1 研究区概况

南昌市地处江西省中北部，鄱阳湖西南岸，赣江与抚河下游，位于东经115°27′～116°35′、北纬28°10′～29°11′，是江西省省会及环鄱阳湖城市群核心。全境以鄱阳湖平原为主，西北起伏而东南平坦，属亚热带湿润季风气候，夏热冬寒，湿度大、日照充足、河网密布，水资源充沛。南昌市下辖青山湖、青云谱、东湖、西湖、新建和湾里6个区，以及南昌县、安义县和进贤县3个县，其中包括80个乡镇及1178个行政村。截至2018年，南昌市农村人口数量为139.13万人，占总人口的24.84%，农村劳动力资源总数为171万人，耕地保有量为2744.34 km2，农林牧渔总产值为3210112万元，其中农业产值为1353821万元。

2 数据来源和研究方法

2.1 数据来源

本研究原始数据来源于1980、2000、2017 年Landsat TM/ETM+ 遥感影像，空间分辨率30 m×30 m，经辐射纠正、几何校正、图像配准和人工解译等处理后得到相应年份的土地利用类型图，通过将外业调查和随机抽取动态图斑进行重复判读分析相结合的方法评价分类精度，总体精度均达到 85%以上，Kappa 系数在 0.7 以上，能满足研究需要。在此基础上，依据全国土地资源遥感分类系统结合中科院提出的土地利用分类提取南昌市农村居民点用地进行研究。本文所涉及DEM数据来自地理空间数据云，交通道路数据来自《全国基础地理信息》，社会经济数据来自《南昌市统计年鉴2018》。

2.2 研究方法

2.2.1 农村居民点用地比重 南昌市农村居民点的用地比重(PR)、密度(PD)、平均面积(PV)的计算公式如下[19]：

PR=a/A

PD=n/A

PV=a/n

其中，a为南昌市农村居民点的面积，单位为km2；n表示南昌市农村居民点的总个数；A表示南昌市或研究所对应区县的面积，单位为km2。

2.2.2 核密度分析法 核密度分析法是用来分析研究要素在一定领域内的分布密度，它可以直观地表示研究要素在空间密度方面的差异性。相较于点密度分析，核密度分析更加注重要素在空间上的连续性[20]。计算公式如下[21]：

其中，Fn(x)表示核密度估计值；h表示带宽；n则表示带宽内点的个数；x-xi的差值表示估计点x与xi的距离。

2.2.3 景观格局指数法 景观格局指数能够高度浓缩景观空间格局信息，它能反映其结构组成和空间配置等方面的特征[22]。本文选取斑块个数、斑块密度、斑块平均面积、最大斑块指数、景观形状指标、平均形状指数、聚集度以及斑块结合度来对南昌市及南昌市各区县农村居民点景观格局进行衡量。

2.2.4 缓冲区分析方法 缓冲区方法是地统计学最基础的空间分析方法之一，是用来研究目标要素的影响和辐射范围，通过建立目标要素的缓冲区以及同其他要素的叠加分析来揭示不同地理要素之间的作用机制[23]。

3 结果与分析

3.1 农村居民点数量变化分析

3.1.1 农村居民点总体数量变化 1980～2017年，南昌市农村居民点数量由2168个减少到2119个，但面积扩张显著，由163.05 km2增加到222.00 km2(图1)，增长了36.15%；农村居民用地占土地总面积比重由2.27%增长至3.09%，平均面积由0.08 km2增加到0.10 km2；分布密度和核密度最高值保持在0.29个/km2和 1.79个/km2不变，分布的热点区域集中在南昌县中部、东南部八一乡、青山湖区罗家镇、安义县鼎湖镇、进贤县架桥镇等地区，新建区、南昌县等局部发生改变(图2)。

图1 南昌市农村居民点总体分布图

其中，1980～2000年，农村居民点面积由163.05 km2增加到167.54 km2，增长率为2.75%，用地比重及平均面积保持稳定。随着人们生活水平的进一步提高， 2000～2017年农村居民点面积由167.54 km2增加到222.00 km2，增长率高达32.51%；用地比重由2.26%增加到3%，平均面积由 0.08 km2增加到0.10 km2，变化更加明显。

3.1.2 农村居民点数量空间差异 1980～2017年，南昌市农村居民点数量变化存在显著的空间差异(表1)。中心城区及周边地区的农村居民点受城市化影响数量减少，其中，西湖区、青云谱、东湖区由于高度城市化只保留了少量农村居民点，有限的空间和扩展潜力使得居民点被侵占的速度放缓，形成了分布数量少、减少数量小的空间特征；周边青山湖区农村居民点从151个减少到105个，南昌县居民点由865个降至836个，表现出分布数量多、减少量大的空间特征，主要原因是青山湖区与南昌县靠近老城区且区域面积广阔、发展潜力巨大，高城镇扩展水平导致农村居民点用地被占用、撤销频繁。距离中心城区较远的区域农村居民点数量增加，其中，新建区由于承接由中心城区撤出居民点分布个数由342个增加到362个，增长率为5.85%，湾里区、安义县、进贤县均有较小幅度的增加。

研究期间，南昌市农村居民点面积变化同样存在显著的空间差异，表现为中心城区农村居民点用地面积的减少及非中心城区农村居民点用地面积的增加。在中心城区，西湖区农村居民点由0.77 km2减少至 0.46 km2，青云谱区居民点面积由0.45 km2下降到0.04 km2，东湖区居民点面积减为0 km2。在非中心城区，新建区农村居民点面积增加21.10 km2，为南昌市各区县面积增加最多，增长的原因主要与新建区东北部居民点扩张有关。受自然条件限制减少，湾里区农村居民点面积增长率达到122.88%，为各区县面积增长率最高，其余青山湖区、进贤县及安义县农村居民点面积均有小幅增加。

3.1.3 农村居民点转移分析 1980～2017年，南昌市农村居民点总转出面积为30.72 km2，主要转为耕地和城镇用地(表2)。其中，农村居民点转为耕地的面积为14.53 km2，占总转出面积的47.27%；转为城镇用地的面积为13.88 km2，占总转出面积的45.18%，仅有7.55%的农村居民点转为其他类型土地；新增农村居民点面积主要由耕地转入，耕地转为农村居民点的面积为79.19 km2，占总转入面积的88.31%。其他类型土地转为农村居民点的面积较小，仅占11.69%。

3.2 农村居民点景观格局变化分析

3.2.1 景观格局变化分析 1980～2017年，南昌市农村居民点总体景观格局呈现优势度增加、形状复杂化、空间聚集程度增加的变化特征。其中，斑块数量(NP)从700个增加到720个，斑块占景观面积比例(PLAM)从2.25%上升到3.07%，最大斑块占景观面积比例(LPI)由0.02%上升到0.09%；景观形状指数(LSI)从27.62上升到28.30，平均形状指数(SHAPE-MN)从1.03上升到1.05，农村居民点形状变得更加复杂但形状指数数值整体较小形状仍较为规整；聚集度指数(AI)由7.47增至12.30，斑块结合度(COHESION)由15.82上升至36.09，表明农村居民点聚集程度增加明显，这一显著变化主要与研究时期内农村居民点连片分布有关。

图2 南昌市农村居民点核密度图

表1 1980～2017年各区县农村居民点数量的变化

表2 1980～2017年南昌市农村居民点面积转移分析 km2

不同时段，南昌市农村居民点景观格局变化有所差异。其中，1980～2000年，景观优势度及形状复杂程度小幅增加，聚集度指数(AI)从7.47上升到8.39，斑块结合度(COHESION)从15.82上升到17.92； 2000～2017年，景观优势度、形状指数增长显著，聚集度指数由8.39升至12.30，斑块结合度由17.92上升至36.09，景观格局在2000～2017年间变化明显(表3)。

表3 1980～2017年南昌市农村居民点总体景观格局的变化

3.2.2 景观格局空间差异 1980～2017年，南昌市农村居民点在景观破碎度、优势度、形状指标、聚集度等方面存在显著的空间差异(表4)。破碎度变化方面，新建区和进贤县破碎程度增加明显，青山湖区和南昌县破碎度受农村居民点数量减少影响而减小显著；优势度变化方面，安义县、青山湖区及青云谱区优势度呈上升趋势，东湖区及西湖区则表现为优势度下降；形状指标变化方面，新建区、湾里区、青云谱区农村居民点形状更加复杂，东湖区、青山湖区及南昌县农村居民点形状呈现简单化的变化趋势；聚集度变化方面，各区县(除东湖区以外)聚集指数及斑块结合度均有一定幅度的上升；其中，新建区聚集度指数增长率为138.76%，斑块结合度增长率为126.44%，为南昌市各区县聚集度变化最剧烈的区域。

总体而言，1980～2017年南昌市农村居民点景观聚集程度均有不同幅度的增加，呈现变化方向相同、变化幅度不同的空间特征，破碎度、优势度及形状指标受到分布数量、居民点面积等多种因素的复杂影响空间差异较大，各区域景观格局指数变化方向和变化幅度明显不同。

3.3 影响因素分析

3.3.1 水系因素 水资源在人类生产和生活当中具有重要的作用和地位，是影响农村居民点分布最为关键的因素之一。利用ArcGIS软件水文分析工具结合DEM数据提取河网并建立多环缓冲区(表5)，结果表明：农村居民点分布个数随着与河网水系距离的增加而显著减少，河网水系对于农村居民点的建立具有积极作用； 0～500m范围始终是农村居民点设立最多的区域，分布个数占总数的比例保持在50%以上；同时，0～500m范围也是农村居民点分布面积最广的区域，并且仍保持增加，占比进一步提升。

3.3.2 交通道路 交通道路是满足农民商品交换、对外联系、人口流动和文化交流的重要因素，如表6所示：1980～2017年，南昌市农村居民点在0～1500 m范围内具有距离交通道路越近分布数量越多的特征，交通道路对农村居民点的分布呈现明显的指向性；其中，农村居民点集中于距离主要交通道路0～500 m范围内，并且集中程度仍在增加，500～1000 m及1000～1500 m范围内居民点数量下降明显，大于1500 m范围内分布数量回升，原因是距离主要交通道路较远区域农村居民点的出行和联系需求由乡间道路代为满足或受其他因素影响更大。

3.3.3 海拔 南昌市海拔最高处为821 m，最低处为-171 m，平均海拔25 m，多数地区地处平原。根据南昌市实际地形地貌，利用ArcGIS采用自然断点法对南昌市海拔进行分级，并与农村居民点分布图进行叠加分析后得出： 1980～2017年南昌市农村居民点主要分布在7～17m内，分布数量为1042和1010个，占总数的比例分别为48.06%和47.66%；在海拔大于7 m范围内，农村居民点的分布数量随海拔的上升而减少明显，总体呈现“低海拔”分布的空间格局(表7)。

表4 1980～2017年各区县农村居民点景观格局的变化

表5 河网缓冲区内南昌市居民点的分布

表6 交通道路缓冲区内南昌市居民点的分布

3.3.4 坡度 南昌市最高坡度为67°，大部分地区处于地势平缓、坡度较低的地区，坡度对市内大部分地区的限制较小，但仍对农村居民点的分布产生影响。如表8所示，0～5°坡度范围内拥有最多农村居民点，个数占总数的比例为92.48%和92.59%；由于坡度的增加会带来水土流失、土壤侵蚀、泥石流等不利条件和灾害风险，农村居民点分布数量及占比随着坡度的增加而显著下降，农民倾向于在低坡度地区设立居民点。

表7 农村居民点在不同海拔的分布

表8 农村居民点在不同坡度的分布

3.3.5 人口、社会及经济因素 除自然及交通条件之外，人口、社会及经济因素同样对南昌市农村居民点的分布具有重要推动作用。选取农村人口数量、人口城镇化率、农村劳动力数量作为人口因素指标，耕地保有量、规模以上工业企业数量、一般公共预算收入、一般公共预算支出作为社会因素指标， GDP、农民人均可支配收入、农业总产值、农林牧渔总产值及固定资产投资额作为经济因素指标，利用灰色关联法对各个指标与南昌市农村居民点分布关联度进行测度(表9)，结果表明：以上12项因子与南昌市农村居民点的分布关联度均大于0.5，即人口、社会和经济因素均对农村居民点的分布产生重要的推动作用。

其中，在人口因素方面，农村人口数量与农村居民点分布关联程度达到0.89，表明农村人口数量对于农村居民点分布影响程度最大，原因是农村居民点作为农民最主要的生活空间与人口数量有着最直接的关系，两者必须在数量上达到匹配以保证正常的生产生活秩序；在经济因素方面，农业总产值和农林牧渔总产值对于农村居民点具有最重要的推动作用；在社会因素方面，耕地保有量与农村居民点分布的关联程度高达0.85，由于耕地是农业最主要的生产资料，为了生产生活的便利，农村居民点的设立多数“镶嵌”于耕地周围。

表9 社会经济因素对于居民点分布的影响

4 结论与讨论

本文以南昌市为例，利用1980、2000、2017年3期土地利用数据及核密度、土地利用转移矩阵、景观格局和缓冲区等方法，对南昌市37年间农村居民点的变化和对影响农村居民点空间分布的因素进行分析，得出以下结论。

(1)1980～2017年，南昌市农村居民点总体数量由2168个减少到2119个，且数量减少主要发生在中心城区和周边城区；但总面积由163.05 km2增加到222.00 km2，增长率达到36.15%；其中，88.31%的新增面积来源于耕地，且面积增加主要集中于非中心城区；农村居民点用地比重和平均面积增加，分布密度和核密度值则分别保持在0.29个/km2和1.79个/km2不变且核密度热点区域基本稳定在南昌县中部及东南部、青山湖区、安义县中部和进贤县西南部等地区。

(2)1980～2017年，南昌市农村居民点景观破碎程度与优势度受面积和数量变化影响小幅增加；形状指数由27.62上升到28.30，平均形状指数由1.03上升到1.05，农村居民点形状更加复杂，但整体数值较小仍较为简单和规整；聚集度指数从7.47上升12.30，斑块结合度从15.82上升至36.09，农村居民点在空间呈现更加聚集的分布形态。研究期间，农村居民点景观聚集程度呈现“变化方向相同、变化幅度不同”的空间特征，而景观破碎度、优势度及形状指标在空间上变化差异较大，变化方向和变化幅度均有明显不同。

(3)水系、交通道路、海拔及坡度对于南昌市农村居民点分布具有决定性影响，南昌市农村居民点呈现出 “近水系、近道路、低海拔、低坡度”的分布特征。其中，水系、交通道路等因素对于农村居民点的分布具有积极影响，具体表现为距离河网水系及交通道路越近的区域农村居民点的分布数量越多；而海拔、坡度对农村居民点的分布具有消极影响，分布数量随着海拔及坡度的增加而减少。在人口、社会及经济方面，农村人口数量、人口城镇化率、农村劳动力数量、耕地保有量、规模以上工业企业数量、一般公共预算收入、一般公共预算支出、GDP、农民人均可支配收入、农业总产值、农林牧渔总产值及固定资产投资等因子与农村居民点的分布关联度均大于0.5，即人口、社会和经济因素均对农村居民点的分布产生重要的推动作用。

本文存在影响因素选取不够全面的不足；在自然因素方面没有考虑到自然灾害发生情况等因素对于南昌市农村居民点分布的影响；在人口、社会经济方面，本文没有纳入政策、文化、农民自身意愿等难以精确量化因素的影响，并且只对社会经济因素进行单独衡量，对各因素之间的协同效应考虑不足，希望在今后的研究当中加以补充和改进。