锡林郭勒盟南部典型农牧区乡村聚落时空演变对比研究——以多伦县和正蓝旗为例

张 璐

(内蒙古师范大学 地理科学学院，内蒙古 呼和浩特 010022)

乡村聚落又称为农村居民点，是乡村人口生产生活的重要场所，是乡村地区人地关系的集中体现。近年来，随着城镇化的快速发展，乡村聚落空废化[1-2]、农村居民点无序扩张、传统乡村聚落遭破坏等不合理现象屡见不鲜。十九大报告中提出了“产业兴旺、生态宜居、乡风文明、治理有效、生活富裕”的乡村建设总要求，因此如何缩小城乡之间的差距，合理利用土地资源，改善乡村聚落人居环境，已经成为地理学、生态学等学科领域关注的重点[3]。

19世纪，国外就对乡村聚落进行了一系列的研究，且在整体上呈现出由简单向综合、由定性描述向定量分析、由空间分析向人文社会范式转变的发展过程[4-5]。相比而言，国内乡村聚落研究起步较晚，研究内容主要集中在乡村聚落区位[6]、空间格局演变及影响因素[7]、空间形态[8]、聚落体系[9]、聚落优化重构[10]等方面。其中，简钰清等[11]研究发现广东省乡村聚落用地呈现以珠三角为主、东西两翼为辅的空间扩张格局；吴江国等[12]研究发现苏南与皖北平原地区乡村聚落体系在规模分布和空间结构上均有比较明显的分形特征，表现出自相似结构，分形特征与其城市化阶段密切相关；马晓蓉等[13]认为自然环境因素在聚落演变中发挥着重要作用。然而，在研究区域上，国内现有研究主要集中在山地[14]、丘陵[15]、平原[16]和经济发达[17]等地区，对于传统农牧区特别是内蒙古农牧区的研究相对较少。另外，对于农牧区乡村聚落的研究多数基于定性层面，定量方面的研究还有待补充。

锡林郭勒盟位于中国正北方，内蒙古自治区中部，是西部大开发的前沿，是重要的畜产品基地，也是距京津唐地区最近的草原牧区。其农业和畜牧业交错分布，随着时间的推移，形成了独具特色的聚落体系。之前有关学者针对锡林郭勒盟牧区乡村聚落演变做过相关研究，但有关农牧区乡村聚落时空演变的对比研究还鲜见纸端。本文以锡林郭勒盟南部典型的农牧区旗县多伦县和正蓝旗为例，结合GIS空间分析方法，从聚落数量、规模、空间分布、影响因素等方面，对比分析农牧区乡村聚落时空演变的差异性，以期为今后锡林郭勒盟农牧区乡村聚落规划提供依据[1]。

1 研究区概况与数据来源

1.1 研究区概况

多伦县位于内蒙古自治区锡林郭勒盟东南端，总面积3 863 km2，气候属中温带大陆性气候，年均气温1.6℃，年均降水量385mm。正蓝旗与多伦县相邻，全旗总面积10 182km2，地势西南高东北低，南端为低山丘陵，以草甸草原为主。两县的地形起伏度、年均温度、年均降水量等指标相差不大，但其生产生活方式不同，多伦县以农业为主要的生产方式，正蓝旗以牧业为主要的生产方式，是锡林郭勒盟南部典型的农牧区旗县。

图1 研究区位置示意图

1.2 数据来源及处理

基于1990—2018年4期Landsat遥感影像，利用 ENVI软件，进行几何校正、地理坐标配准，之后在 ArcGIS 平台下人工目视解译获得多伦县和正蓝旗乡村聚落图斑，并从中提取出乡镇行政区划边界、道路、河流等矢量数据。社会经济数据来源于《内蒙古统计年鉴》《锡林郭勒盟统计年鉴》，部分来自锡林郭勒盟国民经济与社会发展统计公报。

2 研究方法

2.1 平均最邻近指数

通过对乡村聚落的质心与其最邻近聚落质心之间的距离平均值和假设随机分布的期望平均距离进行分析，判断锡林郭勒盟农牧区乡村聚落是随机分布还是集聚分布[18]。公式如下：

(1)

式中：D0表示每个聚落斑块质心与其最近邻斑块质心的距离的平均值；De表示随机分布下，斑块质心的平均距离；n为斑块总数；di为第i个斑块与距其最邻近斑块之间的距离；A为研究区面积。ANN<1，说明聚落整体为集聚分布；ANN>1，则乡村聚落为随机分布。

2.2 核密度分析

以点要素为分析变量，采用核密度分析方法反映不同地区聚落空间分布密度特征[19]。计算公式为：

(2)

式中：f(x，y)为位于(x，y)位置的密度估计；n为观测数值；h为平滑参数或带宽(h>0)；k为核函数；di为(x，y)位置距离第i个观测位置的距离。

2.3 空间热点探测分析

(3)

3 结果分析

3.1 数量变化对比分析

由表1可知，农牧区斑块数量存在明显差异。1990—2018年，农区的斑块数量约为牧区斑块数量的2倍。农区的聚落斑块数量增加13个，牧区斑块数量增加2个，农区斑块数量的增长幅度约为牧区的6倍，这表明农区斑块数量较牧区增长趋势显著。

表1 农牧区乡村聚落数量变化

3.2 规模变化对比分析

3.2.1 总体变化

选取聚落斑块面积、平均斑块面积、最大斑块指数等3个景观指数来分析农牧区乡村聚落规模总体变化特征。由表2可知，1990—2018年，农牧区的聚落斑块面积、平均斑块面积和最大斑块指数均有所增长，这表明农牧区乡村聚落在不断地向外扩张。对比两县发现，农区聚落斑块面积和平均斑块面积大于牧区，且农区的最大斑块面积较大。

表2 农牧区乡村聚落规模总体变化

3.2.2 结构变化

本文采用自然断裂法，将多伦县和正蓝旗的乡村聚落规模划分为5个等级。由表3—表4可知，两县0.2km2以下的聚落数量偏多，而3 km2以上的聚落数量偏少。1990—2018年，农区0—1km2聚落数量和面积占比均在下降，数量占比由1990年的99.61%降至98.50%，面积占比由82.17%降至69.93 %；1km2以上的聚落数量占比由1990年的0.39%增至1.5%，面积占比由17.83%增至30.07 %；牧区0—1km2聚落的数量和面积占比也在下降，数量占比由1990年的98.50%降至94.85%，面积占比由84.26%降至60.11%；1km2以上的聚落数量占比由1990年的1.5%增加至5.15%，面积占比由15.74%增至39.89 %。这表明两县乡村聚落以小型聚落分布为主，且聚落规模逐渐由小型聚落向大、中型聚落发展。对比两县发现，农区小型聚落数量和面积占比较大且牧区大型聚落的扩展速度更快。

3.2.3 空间集聚变化

利用 ArcGIS10.6 软件中的“热点”探测工具分析农牧区聚落规模的空间分异特征(见图2、图3)。1990—2018年，多伦县聚落规模呈现出低值集聚的特征，且具有“中部高，南北部低”的空间分异特征。“热点”区多集中在中部地区即分布在多伦新型工业化化工区境内，“冷点”区多集中在南北部，即大规模聚落分布在中部地区，小规模聚落分布在南北部地区。正蓝旗聚落规模也呈现出低值集聚的特征，且聚落规模逐渐向四周扩展。其中，上都镇、哈毕日嘎镇和黑城子示范区的聚落规模由“冷点”区逐渐向“热点”区过渡且聚落规模大小较为相似。2018年，“热点”区大都分布在五一种畜场农场境内，即大规模的聚落大都分布在五一种畜场农场境内。对比两县发现，农牧区聚落规模均为低值集聚且农区的聚落规模差异比牧区更加显著。

表3 多伦县乡村聚落规模等级表

表4 正蓝旗乡村聚落规模等级表

图2 多伦县聚落规模热点分析图

图3 正蓝旗聚落规模热点分析图

3.3 空间分布变化对比分析

3.3.1 分布模式分析

采用平均最邻近指数来判定农牧区乡村聚落空间分布模式。由表5可知，两县各年份最邻近指数均小于1，说明农牧区乡村聚落空间分布呈现出集聚模式。1990—2018年，农区最邻近指数由0.863 6变化到0.840 6，表明2018年较1990年代农区聚落集聚程度增强。牧区最邻近指数由0.738 3变化到0.769 0，表明牧区聚落集聚程度减弱。

表5 平均最邻近指数统计

3.3.2 密度变化分析

基于ArcGIS10.6空间分析模块中的核密度分析工具，对1990—2018年锡盟农牧区乡村聚落斑块的密度分布情况进行分析和制图(见图4、图5)。1990—2018年，多伦县乡村聚落整体分布较为紧密，聚落高密度区均表现为以大北沟镇、多伦诺尔镇、多伦新型工业化化工区为中心的多核分布；随着时间的推移，聚落在多伦新型工业化化工区的核密度逐渐增强。正蓝旗乡村聚落整体分布较为稀疏，表现出南密北疏的特点，聚落高密度区主要集中在哈毕日嘎镇，且聚落核密度变化不明显。对比两县发现，两县乡村聚落核密度分布差异显著，表现为农区的乡村聚落分布密集，牧区的乡村聚落分布稀疏。

图4 多伦县核密度分布图

图5 正蓝旗核密度分布图

4 影响因素对比分析

4.1 地形因素

本文基于ArcGIS10.6提取高程和坡度信息，结合研究区实际的情况，将高程分为600—1 000 m 、1 000—1 400m、1 400—1 800m、1 800m以上4个等级，将坡度分为0°—3°、3°—8°、8°—15°、15°—25°、25°以上5个等级，分析在不同的高程、坡度等级下农牧区聚落斑块数量、面积占比情况(见表6、表7)。

表6 不同高程分区内聚落数量、面积占比

表7 不同坡度分区内聚落数量、面积占比

从表6可以看出，农区66%以上的聚落分布在高程1 000—1 400 m的地区，30%以上的聚落分布在1 400—1 800 m的地区，牧区90%以上的聚落分布在高程1 000—1 400 m的范围内。两县在高程1 800m以上的区域内都没有聚落分布。从表7可以看出，两县聚落主要集中分布在坡度0°—8°的范围内，在坡度大于15°的范围内，没有聚落的分布。对比两县发现，农牧区乡村聚落的分布和聚落面积的增加主要在中高程低坡度地区，这表明地形因素对农牧区聚落的空间分布和扩展的差异影响较小。

4.2 交通因素

道路是乡村聚落物资运输、人员流动、信息传递的重要载体，对聚落的空间布局、延伸发展都有着一定的影响。本文应用ArcGIS10.6的缓冲区分析，以2km为半径，对多伦县和正蓝旗的主要道路进行缓冲区分析，并与1990—2018年农牧区乡村聚落分布图叠加，得到不同道路缓冲区内聚落的数量和面积占比情况(见图6)。

图6 道路缓冲区分析结果图

由图6可知，随着距离的增大，两县四个时期的乡村聚落数量和面积占比逐渐减少，且在不同的缓冲区范围内，乡村聚落数量和面积占比表现出明显的差异性。距离道路越近，数量和面积占比越大；距离道路越远，数量和面积占比越小。这表明两县乡村聚落的空间分布具有明显的交通指向性。对比两县发现，在相同的缓冲区内，农牧区乡村聚落数量和面积占比的变化速率不同。与牧区相比，农区的变化速率更为显著，特别是在0—4km缓冲区内，农区乡村聚落数量和面积占比变化更加明显，这表明交通因素对农区聚落的作用效果更明显。

4.3 城镇化因素

在乡村聚落的发展过程当中，城镇化对乡村聚落具有一定的辐射带动作用。由图7可知，1990—2018年，在距离乡镇中心0—10km范围内，农区聚落数量占比呈现出增长趋势，10—25km范围内，聚落数量占比逐渐减小；农区聚落面积占比在0—25km范围内，逐渐减小。从总体上看，农区聚落数量和面积占比变化较为清晰。而随着距乡镇中心距离的增加，牧区聚落数量占比出现先增加后减小再增加的趋势，聚落面积占比出现先减小后增加再减小的趋势，聚落数量和面积占比存在波动变化。对比两县发现，城镇化因素对牧区聚落的影响更复杂。

4.4 社会经济因素

社会经济因素作用机理复杂，包括人口、传统文化、经济水平、政策制度等一系列影响因素。本文选取了人口数量和农牧民人均纯收入2个指标来分析社会经济因素对农牧区乡村聚落分布差异的影响。由图8可知，1990—2018年，两县乡村聚落面积与人口数量、农牧民人均纯收入的变化趋势相同，这表明人口和经济发展逐渐与聚落扩展相适应。将两县农牧民人均纯收入与聚落面积对比发现，两县农牧民人均纯收入差别较小，而农区的聚落面积与牧区聚落面积差异较大，这表明经济发展对引起农牧区聚落分布差异的影响较小。将两县人口数量与聚落面积对比发现，农区人口数量明显大于牧区，且农区的聚落面积大于牧区的聚落面积，说明人口是导致农牧区乡村聚落分布差异的重要因素。

图7 距乡镇中心的距离缓冲区分析结果

图8 聚落面积与总人口数、农牧民人均纯收入对比

5 结论

本研究以多伦县和正蓝旗为例，采用平均最近邻指数、核密度、空间热点探测分析等方法，对比分析1990—2018年锡林郭勒盟农牧区乡村聚落时空演变的差异性。主要结论如下：

(1)两县聚落数量存在显著差异，农区聚落数量约为牧区聚落数量的2倍；随着时间的推移，农区聚落数量较牧区斑块数量增长趋势显著。

(2)农区斑块面积、平均斑块面积、最大斑块指数均大于牧区；农区小型聚落数量和面积占比较大，牧区大型聚落扩展速度更快；与牧区相比，农区的聚落规模差异显著。

(3)农区最邻近指数逐渐减小，聚落空间集聚程度逐渐增强；牧区最邻近指数逐渐变大，聚落空间集聚程度逐渐减弱。农区乡村聚落分布密集；牧区乡村聚落分布稀疏。

(4)地形条件和经济发展对农牧区聚落的空间分布和扩展的差异影响较小；交通因素对农区聚落的作用效果更加明显；城镇化因素对牧区聚落的辐射带动作用更复杂；人口是导致农牧区乡村聚落分布差异的重要因素。

6 讨论

不同于已有的分析不同地域下的乡村聚落特征，本文通过对比分析探讨农牧区乡村聚落演变特征及影响因素的差异性，对于锡林郭勒盟乡村聚落的调整、发展与重构具有一定的现实意义。然而，本研究在选取影响乡村聚落发展的社会经济因素时，缺少对政策因素的考虑，因此探索农牧区乡村聚落发展的影响因素还有待进一步深化，从而更好地为锡林郭勒盟农牧区乡村聚落发展和规划提供合理依据。