黄河流域九省（区）水利风景区时空分异特征研究

李建辉 党争 陈琳 张丹

摘 要：为准确把握黄河流域九省（区）水利风景区发展的时空特征，以黄河流域九省（区）３５６ 个水利风景区为研究对象，综合运用空间自相关分析、核密度法、标准差椭圆、地理探测器等方法分析黄河流域九省（区）水利风景区的时空分异特征和影响因素。结果表明：２００１—２０２１ 年黄河流域九省（区）水利风景区数量呈快速增长趋势，空间分布经历了由低值区向中值区、高值区演变的过程；黄河流域九省（区）水利风景区在空间上正相关，呈显著集聚空间分布格局，且集聚程度不断提高；核密度呈“兴”字形分布特征，以黄河中下游为核心集聚区，集聚差异从中游向下游逐步扩大；冷热点呈“西部冷、东部热”的分布格局，表现为冷点区持续扩大、热点区趋于稳定的变化趋势；分布方向呈东（略偏北）—西（略偏南）的空间态势；黄河流域九省（区）水利风景区空间分异是多因素共同作用的结果，经济水平是主导因素，交通条件是关键因素，自然条件是相关因素。

关键词：水利风景区；时空分异；空间自相关；核密度分析；标准差椭圆；地理探测器；黄河流域

中图分类号：ＴＶ－９ 文献标志码：Ａ ｄｏｉ：１０．３９６９／ ｊ．ｉｓｓｎ．１０００－１３７９．２０２３．０７．０１７

引用格式：李建辉，党争，陈琳，等．黄河流域九省（区）水利风景区时空分异特征研究［Ｊ］．人民黄河，２０２３，４５（７）：９１－９６．

水利风景区是依托水域或水利设施，在生态、文化、服务和安全设施建设基础上，开展科普、文化、教育、旅游等活动的区域。２００１ 年水利部启动国家水利风景区建设工作，首批建设１８ 个，２００２—２０１８ 年连续１７ 批建设８６０ 个，２０２１ 年建设２４ 个，共１９ 批建设９０２个国家水利风景区。黄河流域九省（区）横跨中国东中西部，是我国重要的生态安全屏障。近年来，黄河流域九省（区）以推动水利高质量发展为目标，以维护河湖健康生命为主线，获批建设３５６ 个国家水利风景区。国家水利风景区以维护水利工程安全为前提，以加强水生态保护为基础，促进水资源可持续利用，实现人与自然和谐相处。

近年来，学者们关于水利风景区开展了诸多探讨，研究成果颇丰。研究内容方面，多以水利风景区的建设与管理［１－３］ 、规划与设计［４－５］ 、发展与评价［６－７］ 为主，对布局与结构［８－９］ 研究较少。研究尺度方面，多集中在国家、省域、市域层面，较少涉及流域层面［１０］ 。研究视角方面，多聚焦于社会学、管理学和经济学，从地理学角度考量较少。随着黄河流域生态保护和高质量发展的不断推进，学者们开始关注黄河流域水利风景区的研究，张建松［１１］ 提出了黄河流域水利风景区高质量发展应坚持的原则，并给出了具体实施的５ 个路径；左其亭等［１２］ 提出了黄河流域水利风景区的建设框架。但关于黄河流域水利风景区时空分异特征和影响机理未进行深入探讨。因此，本文以黄河流域九省（区）为研究区域，从地理学视角，利用全局自相关方法揭示水利风景区的集聚演变特征，通过局部自相关方法探究水利风景区冷热点演变趋势，采用核密度法分析水利风景区分布格局，使用标准差椭圆法分析水利风景区重心轨迹变迁，运用地理探测器揭示水利风景区时空分异的内在影响因素，以期为推动黄河流域九省（区）水利高质量发展、生态旅游建设提供参考。

１ 数据来源与研究方法

１．１ 数据来源

从水利部公布的９０２ 个国家水利风景区名单中提取出黄河流域３５６ 个水利风景区名单，其中２００１—２０１８ 年数据来源于２０１９ 年《中国水利风景区发展报告》，２０２１ 年数据来源于水利部网站（ｈｔｔｐ：／／ ｗｗｗ．ｍｗｒ．ｇｏｖ．ｃｎ）。借助百度地图ＡＰＩ 获取水利风景区的地理坐标。黄河流域行政区划、交通、水系数据来自资源环境科学与数据中心（ｈｔｔｐｓ：／／ ｗｗｗ．ｒｅｓｄｃ．ｃｎ），ＤＥＭ 数据来自地理空间数据云（ｈｔｔｐ：／／ ｗｗｗ．ｇｓｃｌｏｕｄ．ｃｎ），经济发展水平、交通条件等数据来源于２０２１ 年《中国统计年鉴》。

１．２ 研究方法

１）空间自相关分析。采用全局自相关指数（莫兰指数）判断水利风景区在空间分布上属于集聚、离散还是随机模式。计算公式为［１３］

２ 水利风景区空间分布

２．１ 水利风景区空间分布态势

黄河流域九省（区）水利风景区数量从２００１ 年的４ 个增加到２０２１ 年的３５６ 个，发展态势良好，但不同时段水利风景区数量的增长存在差距， 见图１。２００１—２０１４ 年黄河流域九省（区）水利风景区新增数量呈逐年振荡上升趋势，２０１４ 年新增数量最多，达到３９ 个，之后呈逐年下降趋势。

选取２００５ 年、２０１０ 年、２０１５ 年、２０２１ 年４ 个时间节点，将黄河流域水利风景区数量空间分布划分为低值区［０，１０］、中低值区［１１，２０］、中值区［２１，３０］、中高值区［３１，６０］、高值区［６１，１０７］５ 个区间。由图２ 可知，水利风景区空间分布呈现出上游由低值向中高值演变，中游由低、中低值向中高值演变，下游由中、中高值向高值演变的特征。

具体来看，２００５ 年黄河流域水利风景区整体数量偏少，处于低、中低值区间；２０１０ 年水利风景区数量增加，出现了２ 个中高值区，中低值区增加至４ 个，低值区减少至３ 个；２０１５ 年水利风景区数量持续增加，增加了１ 个高值区、２ 个中值区，中高值区增加至３ 个，中低值区减少至２ 个，低值区减少至１ 个；２０２１ 年水利风景区数量趋于稳定，高、中高值区保持不变，仅山西变为中值区，宁夏变为中低值区。

２．２ 水利风景区空间集聚演变

为了表征黄河流域水利风景区的空间集聚演变趋势，用ＡｒｃＧＩＳ １０．５ 中的空间自相关工具计算黄河流域水利风景区的全局莫兰指数。２００５ 年、２０１０ 年、２０１５ 年、２０２１ 年全局莫蘭指数分别为０．０４４、０．１３４、０．１９５、０．２０７，均为正值，表明黄河流域九省（区）水利风景区在空间上正相关，具有显著空间集聚性，不存在随机分布性。４ 个节点全局莫兰指数呈上升趋势，表示水利风景区在黄河流域九省（区）的空间集聚性不断增强。

２．３ 水利风景区冷热点分布

根据局部自相关指数Ｇ∗ｉ 及其显著性水平，利用ＡｒｃＧＩＳ １０．５ 的自然断点法按Ｚｉ 值将各单元水利风景区分为冷点区、次冷点区、次热点区和热点区４ 类，分析２００５ 年、２０１０ 年、２０１５ 年、２０２１ 年黄河流域九省（区）水利风景区的空间格局演变趋势。由图３ 可知，４ 个时点冷点区和热点区呈现较为显著的空间演变特征，冷点区从四川向其北部的青海、甘肃、内蒙古扩大并向中部的陕西、山西等地区辐射，热点区由中下游的陕晋豫地区转移至下游的山东。

具体而言，２００５ 年四川、青海以冷点区和次冷点区为主，甘肃、内蒙古、宁夏、山东以次冷点区和次热点区为主，山西以次冷点区、次热点区和热点区为主，陕西以次热点区和热点区为主，河南以热点区为主。到２０１０ 年，山东演变为以热点区为主，河南演变为以次热点区为主，陕西、山西由热点区为主演变为以次冷点区为主。到２０１５ 年，冷点区有所扩大，由四川扩大到青海东部、甘肃中部、宁夏等省（区），热点区变化不大。到２０２１ 年，冷点区持续扩大，辐射范围进一步扩大，四川、青海、甘肃、宁夏、内蒙古５ 个省（区）均以冷点区分布为主，河南的次热点区范围继续减小，山东保持以热点区为主。

２．４ 水利风景区密度分布

利用ＡｒｃＧＩＳ １０．５ 中的核密度分析工具，对２００５年、２０１０ 年、２０１５ 年、２０２１ 年数据进行可视化处理，获得黄河流域九省（区）水利风景区的核密度空间分布。从图４ 可以看出，黄河流域九省（区）水利风景区整体呈“兴”字形空间分布，表现出以黄河中下游为“核心集聚区”、集聚差异从中游向下游逐步扩大的空间演化格局。

具体来看，２００５ 年黄河流域九省（区）水利风景区整体核密度较小，核密度最大值仅为２． ３７３ 个／ 万ｋｍ２，核心集聚区呈现π 形集聚的分布格局，主要分布在川甘陕晋豫鲁地区。２０１０ 年，随着水利事业和旅游业的发展，黄河流域九省（区）水利风景区数量明显增加，核密度最大值增大至５．７１２ 个／ 万ｋｍ２，核心集聚区演变为Ｔ 形集聚的分布格局，从川甘陕晋向豫鲁地区扩展，此时山东地区集聚最明显。２０１５ 年，黄河流域九省（区） 水利风景区核密度值持续增大，高达１０．７６３个／ 万ｋｍ２，核心集聚区演变为“一”字形集聚的分布格局。２０２１ 年，黄河流域九省（区）水利风景区分布格局趋于稳定，保持“一”字形集聚的分布格局。

２．５ 水利风景区时空演变

对２００５ 年、２０１０ 年、２０１５ 年和２０２１ 年黄河流域九省（区）水利风景区进行标准差椭圆分析，标准差椭圆及重心见图５，标准差椭圆参数见表１。黄河流域九省（区）水利风景区分布格局整体呈现东（略偏北）—西（略偏南）的空间分布态势，水利风景区分布长轴大体上处在陇南—临汾—烟台一线附近，短轴大体上处在榆林—临汾—南阳一线附近，标准差椭圆的方位角为６７．１２８°～７８．３２７°，方位角波动不大；标准差椭圆以上游的甘肃、宁夏，中游的陕西、山西和下游的河南、山东为主，整体呈现出向东扩散的趋势。２００５—２０２１ 年标准差椭圆长轴和扁率呈增大趋势，表明水利风景区的向心力持续增强，方向性更加明显。

具体来看，２００５ 年椭圆方位角为７８．３２７°，呈现接近于正东—正西的空间分布态势。２０１０ 年椭圆长短轴差距增大，即椭圆的扁率增大，水利风景区在长轴上出现了向东扩散的趋势。２０１５ 年椭圆长短轴差距进一步增大，即扁率进一步增大，水利风景区在长轴上进一步向东辐射。２０２１ 年椭圆长短轴变化不大，扁率变化较小。从分布重心来看，椭圆重心均位于山西省，重心首先向东北方向迁移、然后向西南方向迁移。

３ 水利風景区空间分布影响因素

３．１ 影响指标选取

黄河流域九省（区） 水利风景区空间分异特征明显，其分布是多种因素共同作用的结果。综合考虑指标选取的科学性和数据的可获取性，结合相关研究成果和水利风景区的特点，选取自然条件、经济水平和交通条件３ 个维度的一级指标，自然条件的地形起伏度（Ｘ１） 和河网密度（Ｘ２）、经济水平的地区生产总值（Ｘ３） 和公共预算支出（Ｘ４）、交通条件的路网密度（Ｘ５）、旅客周转量（Ｘ６） 共６ 个二级指标，构建水利风景区空间分布影响指标体系。

３．２ 影响指标探测

将黄河流域九省（区） 水利风景区数量作为被解释因变量，６ 个二级指标作为解释自变量，利用地理探测器对影响指标进行探测。３ 个维度下二级指标Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３、Ｘ４、Ｘ５、Ｘ６ 的ｑ 值分别为０．５２７、０．４６６、０．８４５、０．６２５、０．５６６、０．５５０，进而得到自然条件、经济水平、交通条件的综合ｑ 值分别为０．４９７、０．７３５、０．５５８。

３．３ 结果分析

影响黄河流域九省（区）水利风景区空间分布的二级指标探测结果为Ｘ３ ＞Ｘ４ ＞Ｘ５ ＞Ｘ６ ＞Ｘ１ ＞Ｘ２，一级指标综合影响力为经济水平＞交通条件＞自然条件。经济水平是主导因素，交通条件是关键因素，自然条件是相关因素。

１）经济水平的促进作用。经济发展水平对黄河流域九省（区）水利风景区的空间分布具有重大影响，地区生产总值和公共预算支出对水利风景区空间分布的解释力分别高达８４．５％、６２．５％。ＧＤＰ 总值较高的山东、河南、四川等，其水利风景区分布较为密集；ＧＤＰ总值相对较低的青海、宁夏等省（区），水利风景区分布较为稀疏。公共预算支出为水利风景区的基础设施建设提供资金保障，促进了水利风景区的建设。

２）交通条件的联系作用。便利的交通条件在水利风景区发展中起着关键的联系作用。利用ＡｒｃＧＩＳ１０．５ 软件，对黄河流域九省（区）主要公路创建５、１０、１５、２０、２５ ｋｍ 为半径的多环缓冲区，统计不同缓冲区的水利风景区数量得出，（０，５］ ｋｍ、（５，１０］ ｋｍ、（１０，１５］ ｋｍ、（１５，２０］ ｋｍ、（２０，２５］ ｋｍ 范围内分别平均分布有１１５、６１、４１、３０、２６ 个水利风景区，水利风景区数量随着缓冲区半径的增大而减少，水利风景区呈现沿道路分布的特征。旅客周转量反映了各省（区）的交通运载能力。交通越便利，承运能力越强，越能吸引游客，良好的交通可达性是影响水利风景区空间分布的主要驱动力。

３）自然条件的先决作用。黄河流域九省（区）地势东低西高，依据ＤＥＭ 数据利用ＡｒｃＧＩＳ １０．５ 软件将黄河流域九省（区）重分类为平原（海拔＜２００ ｍ）、丘陵（２００ ｍ≤海拔＜５００ ｍ）、低山（５００ ｍ≤海拔＜１ ０００ｍ）、中山（１ ０００ ｍ≤海拔＜３ ５００ ｍ）、高山（３ ５００ ｍ≤海拔＜５ ０００ ｍ）、极高山（海拔≥５ ０００ ｍ）６ 类。统计不同海拔的水利风景区数量，７４．７％的水利风景区分布在海拔１ ０００ ｍ 以下地区，仅２．２％的水利风景区分布在海拔３ ５００ ｍ 以上地区，表现出明显的低海拔分布特征。河流是水利风景区建设的重要依托，河流两侧４ ｋｍ 范围内分布有１９０ 个水利风景区，占总数的５３．４％。因此，地形与河流水系对水利风景区的空间分布具有先决作用。

４ 结论与建议

４．１ 结论

基于ＡｒｃＧＩＳ １０．５ 软件，通过空间自相关分析、核密度法、标准差椭圆、地理探测器等方法，对２００１—２０２１ 年黄河流域九省（区）水利风景区的时空分异特征和影响因素进行了分析，结果表明：２００１—２０２１ 年黄河流域水利风景区数量呈快速增长趋势，空间分布经历了由低值区向中值区、高值区演变的过程；水利风景区在空间上正相关，呈显著集聚分布格局，且集聚程度不断提高；水利风景区整体呈“兴”字形空间分布，以黄河中下游为核心集聚区，集聚差异从中游向下游逐步扩大；水利风景区整体呈“西部冷、东部热”的冷热点分布格局，表现为冷点区持续扩大、热点区趋于稳定的变化趋势；水利风景区分布格局整体呈现东（略偏北）—西（略偏南）的空间分布态势，且向心力持续增强，方向性更加明显；水利风景区空间分布受经济水平、交通条件和自然条件的共同影响，经济水平是主导因素、起到促进作用，交通条件是关键因素、起到联系作用，自然条件是相关因素、起到先决作用。

４．２ 建议

１）依托自然资源，统筹资源配置，推动持续发展。上游优先在水生态、水文化、水景观等水利风景资源较好的区域发展，因地制宜、因水制宜，可重点依托大中型水利工程，结合水资源保护和水生态修复，建设生态效益显著的水利风景区。中、下游从提升品质、创新制度、规范管理、示范引领等方面持续健康发展，突出特色，推动水利旅游和区域经济发展，并向周边及更远地区延伸。

２）加大资金投入，完善设施建设，提高服务水平。加强基础设施和服务设施建设，各省（区）结合自身区位优势和经济发展水平，完善交通基础设施建设，可以配置交通专线、环保交通工具等；同时，完善水利风景区住宿、餐饮、安全、医疗等服务设施，全面促进水利风景区提质升级。

３）落实政策支持，拓展旅游市场，优化发展布局。将水利风景区发展与地区经济社会发展有效衔接起来，相关部门根据职责分工从用地、财政、投资、人才等方面形成合力进行支持。挖掘旅游市场潜力，通过创新投融资模式、人才引进与队伍建设的政策支持等，推进水利风景区建设。

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【责任编辑 吕艳梅】