历史视角下流域乡土聚落景观格局多尺度研究*——特征与影响因素

王南希，林中晓

引言

当前，城市化和产业结构转变正在加速乡村人地关系的变革。由于对乡土景观的空间结构和形成机制缺乏了解，乡土景观的文化和生态价值得不到重视，原有的乡土风貌容易遭到破坏，乡土文化难以传承。因此，识别乡土景观的空间结构和形成机制、理解不同地区乡土景观的文化与生态差异，对于突出乡土景观的文化和生态价值，保护乡村社会-生态系统的生产生活生态平衡，延续和发展多样性的地域乡土景观具有重要的理论和实际意义。

乡土景观格局的研究是景观生态学领域的一个重要方向。当前，国内外学者已经开展了一些基于遥感技术和地理信息系统的乡土景观格局研究，但大多数研究集中在单一景观类型或小范围内，而对于乡土景观格局整体的研究仍相对较少。因此，需要对乡土景观格局的整体特征、格局演变、影响因素以及其对生态系统的影响进行更加系统深入的研究。研究以广州流溪河流域作为研究整体，重点关注以聚落景观为核心的乡土景观格局。基于对流域乡土景观历史的梳理，综合景观生态学方法和冗余分析方法，分析乡土景观格局的演变特征，探究乡土聚落空间分布及其影响因素，为乡土生态与文化景观的可持续管理提供理论和实践指导，以期更好地保护和管理乡土景观。

1 研究方法

1.1 研究区概况

流溪河流域位于广州市北部，总面积为2290km2，干流全长157.04km，平均坡降0.8‰。该地属于亚热带气候，多年平均气温为21.2℃，多年平均降雨量为1823.6mm。流溪河流域上游的山地森林生态系统是广州市重要的生态源地和生态屏障区[1]，中上游从化地区以发展旅游为战略方向，以降低城市开发对保护区及周边生态功能的影响[2]（图1）。

图1 流溪河流域范围图

1.2 时间范围界定

研究选择了1985 年作为流域尺度研究的关键时间节点，以同时考虑长时间序列历史和城镇化前后的变化。长时间序列可追溯到先秦时期，基于历史文本和考古调查，提供了丰富的历史信息。在短时间序列内，我们专注于城镇化前后的变化，使用1985 年的历史遥感影像，这是目前最早且精确的可获取数据。研究从流域尺度逐渐缩小到子流域尺度，随着尺度的变化，实地调查和访谈等方法变得可行。因此，我们选择了流溪河流域中游的沙溪河子流域作为案例，研究时间跨度为1974 年至2020 年，通过分析子流域乡土景观格局的演变特征，深入探讨了景观格局形成的影响因素，为多尺度乡土景观格局研究提供了理论依据。

1.3 流域尺度乡土聚落景观特征识别与影响因素分析方法

1.3.1 流域乡土景观单元划分

流溪河流域内的聚落景观呈现出沿不同地理单元组团分布的特点。根据聚居特点，研究确定乡土景观单元的边界。丘陵山地、河谷盆地通常有明显的地理边界范围，即分水岭。基于DEM 高程数据，在ArcGIS 中通过水文分析提取流域内的分水岭作为研究单元的边界。在河岸平原地区，分水岭并不明显。在该区域，研究单元边界的划分以聚落空间完整为原则，综合考虑河流、灌渠、道路、行政边界等因素。

1.3.2 乡土聚落景观分布特征

聚落是乡土景观的核心单元，聚落选址分布直接影响了乡土景观的分布特征。自然地理条件是乡土景观格局形成的基础。流溪河流域内各乡土单元的格局呈现出不同特点的空间差异。有研究表明，自然地理因素如地形、坡向等影响聚落的空间格局[3]。为进一步理解流溪河流域各乡土单元的格局分布差异的原因，使用冗余分析探索影响乡土景观格局分布差异的自然地理成因（表1）。

表1乡土聚落景观分布特征

1.3.3 景观格局指数计算

为定量描述不同单元乡土景观格局的空间分布差异，使用景观格局指数对乡土景观格局的结构和形态特征进行量化。引入景观格局指数，一方面有助于量化描述景观格局，进一步探讨乡土景观格局形成机制[4]；另一方面，通过景观格局与过程的研究，量化景观格局的生态与文化价值。有研究表明，景观格局指数跟视觉审美偏好存在影响关系[5]。 研究选用以下7 个指标量化不同乡土单元的空间特征，包括面积特征、聚集特征、破碎度特征、多样性特征等（表2）。

表2流域尺度乡土景观格局描述指标

1.3.4 冗余分析

冗余分析是（Redundancy analysis，RDA）是一种回归分析结合主成分分系的排序分析方法，通过该分析可以直观表达地形地貌因素对景观格局的影响。Li等人使用冗余分析研究自然因素对乡村生态用地景观格局的影响[7]。研究选取聚落景观的斑块总面积CA、平均斑块面积AREA_MN、平均最邻近距离MNN_MN，以及景观级别的平均斑块面积AREA_MN、景观多样性指数SHDI作为响应变量，选取平均最近距离、平均耕地半径、平均高程、平均起伏度、平均坡度5 种因素作为解释变量，基于Canoco 软件进行冗余分析。

1.4 子流域尺度乡土聚落景观特征识别与影响因素分析方法

选取沙溪河子流域为例，基于历史景观特征评估方法，在流域尺度乡土景观数据库的基础上，结合地方文献研究、实地调研、调查访谈方法进一步建立子流域沙溪河乡土景观数据库，利用Arcgis 平台划分乡土景观类型，并使用Arcgis 叠加分析方法图解沙溪河单元从1974～2020 年的乡土聚落景观格局演变。结合历史文献、访谈调查情况分析沙溪河单元景观演变的社会与经济影响因素，提出沙溪河单元各乡土景观类型的景观管理建议。

2 研究结果

2.1 流域乡土景观单元划分

结合行政边界、聚落布点情况、谷歌卫星图像进行边界修正，划分出40个流溪河的乡土单元。最后结合地名、河流名称等以地名+自然地理地貌或以河流流域名称对各个乡土单元命名，突出各个单元的人文地理特征（图2）。

图2 流溪河流域乡土景观单元划分

2.2 流域尺度乡土聚落景观格局

2.2.1 乡土聚落景观分布特征

（1）历史演变特征

先秦时期，流溪河支流的河谷盆地显现人类活动痕迹，考古表明90%人类遗址分布在流溪河支流的大型河谷盆地，呈聚集趋势。遗址分布自先秦从山地迁徙至低地[8]。两宋时，大量中原移民南迁，促成汉文化演变为岭南主流，形成广府、客家、潮汕三大岭南民系。南迁者将耕作经验及优良的“占城稻”引入岭南，聚落人口增加带动农业发展，平原和台地得以开垦，丘陵山地修筑大规模水利如堤围、陂塘[9]。此时流溪河流域13 个聚落位于平原（图3a）。明清，水利进步开发山间盆地农业，流溪河逐形成上、中、下游三聚落中心格局，上游如吕田、安山，中游如从化、桃园、灌村，下游即平原（图3b）。沿岸商埠众多，航运推动沿岸商贸繁荣，清同治记载流溪河流域有421 村落（图3c）。清后，聚落分布基本延续，形成上游客家、中游广客交汇、下游广府民居聚落的格局。

图3 流溪河流域聚落分布核密度演变

（2）地形地貌、水系、耕地半径特征分析结果

流溪河流域各乡土单元的平均起伏度、平均高程和平均坡度呈现出上下游的差异。上游的平均起伏度、平均高程和平均坡度相比下游更大（图4a、4b、4c）。人类聚居和生活对水资源的需求是传统聚落选址和发展的重要因素之一[10]。研究表明，下游河岸平原的聚落离河流的平均最短距离较大（图4d）。这种差异可能是因为靠近河流主干和河岸平原容易受到洪涝灾害的影响，此外，平原河流农业灌溉相对容易，因此，出于安全考虑，平原地区的聚落分布相对远离河流。“耕地半径”指聚落到耕地之间的空间距离，反映了乡土聚落与耕地空间分布的关系。一般人多地少的区域，聚落密集，耕地半径较小，反之，耕地半径大[11]。研究发现，流溪河流域的平原和台地地区耕地半径较大，说明这些地区的耕地相对较多（图4e）。

（3）聚落空间分布特征

在流溪河流域，乡土聚落主要分布在台地阶地（海拔30～100m）和缓斜坡地（坡度0.5°～ 2°）（图5a、5b）。这些台地阶地位于流溪河两侧支流流经的河谷地区，水源充足，水势相对平稳，这与先秦时期从化遗址的分布规律相似[12]。同时，该流域44.35%的村落分布在距离河流100～300m 的范围内，90%的聚落离河流距离小于500m（图5c）。

图5 流溪河流域不同的高程、坡度、到河流的距离聚落选址占比

2.2.2 流域乡土景观格局特征分析

（1）聚落斑块聚集特征分析

在聚落斑块聚集特征方面，流溪河流域的聚落分布呈现出河谷盆地分散、河岸平原密集的特点（图6）。流溪河流域聚落的最小邻近距离MNN_MN 范围为108.50～635.83m，62.5%的乡土单元聚落ENN_MN 在100m～200m 之间。相比之下，上海市城市边缘区聚落斑块的平均最小邻近距离为769.93m[13]，说明流溪河流域聚落分布的密集程度相对较高。

图6 聚落MNN_MN 值空间分布

（2）景观破碎程度/优势度分析

流溪河流域的景观破碎度特征呈现出上游破碎程度低、下游破碎程度高的趋势。沿着流溪河主干流的乡土单元景观破碎度相对于两侧支流更高（图7）。最大的聚落AREA_MN 位于从化平原单元（图8），面积为0.02km2，1985年时已经发展成城镇规模较大。此外，下游河岸平原地区，如泥坑流域（34）和蚌湖平原（32）的聚落AREA_MN 也较大，说明平原地区的聚落平均规模较大，是主要的聚居空间。

图7 景观级别值的空间分布

图8 不同乡土单元聚落的空间分布

（3）景观多样性特征分析

流溪河流域的香农多样性指数（SHDI）呈现出上游较中下游低的特点，表明下游景观多样性较高。虽然下游的斑块丰富度（PR）普遍较上游低，但下游的景观多样性高并非由于景观类型多样，而是因为各景观类型间的面积占比差异相对上游较小，且破碎化程度高，导致多样性高。由于上游以大面积林地为主，景观多样性较低（图9）。

图9 SHDI 值与PR 值的空间分布

2.2.3 流溪河流域乡土聚落景观空间格局特征影响因素

研究结果表明，4 个解释变量可以解释流溪河流域68.7%的景观格局指数，其中平均高程和平均聚落到水系最近距离表现出极显著的相关性（P ＜0.01）（表3）。这两个变量分别表示聚落到水系的平均距离和地形高程。其中，聚落到水系的平均最近距离的解释度最高，可达57.7%。同时，聚落到水系平均最近距离和平均高程的结合可以解释84%的响应变量，表明这两个指标对流溪河流域景观格局的影响起到主要作用。

表3各解释变量的解释程度与显著性检验

根据研究结果（图10），流溪河流域上游的乡土单元聚落到水系的平均最近距离相对较小，与景观多样性、聚落规模和聚集程度等因素呈正相关，与景观破碎程度呈负相关。这表明，相对于下游乡土单元，上游乡土单元的景观破碎化程度较低，优势景观类型之间的连通性更高，因此景观多样性较低。

图10 景观格局指数与自然地理因素的关系

平均高程对响应变量的影响与聚落到水系的平均最近距离对响应变量的影响几乎相反。平均高程与景观平均斑块面积AREA_MN、景观蔓延度CONTAG 呈正相关，说明在流溪河流域内海拔越高的区域景观破碎化程度越低。

2.3 子流域尺度乡土聚落景观格局演变分析

沙溪河流域地理位置和流域结构独特。位于从化区太平镇东北部的沙溪河是流溪河的一级支流，流域面积约为28.47km2。沙溪河流域地势四周高、中间低，形成了一个小盆地，被称为沙溪垌。这种地理特征和流域结构对乡土景观的形成和演变产生了影响，提供了研究历史景观特征评估方法在地理空间尺度上的应用场景。此外，沙溪河流域乡土景观保存较好。目前，该地区的乡土景观风貌得以较好地保留下来，对于研究乡土景观的演变趋势和保护状况具有重要意义。利用ArcGIS 的叠加分析方法，我们绘制了沙溪河流域在1974 年至2020 年历史乡土景观格局的图示。

2.3.1 沙溪河聚落景观演变特征

沙溪河流域的人类聚居历史可以追溯到先秦时期。在河流中游的钱岗村和颜村地区集中分布着先秦时期的遗址和遗迹[8]表明这一地区自古以来就有人类居住。整体布局来看，沙溪河流域的聚落大多依山而建，主要分布在海拔为25～90m 的河岸阶地上，少数分布在平原和低丘陵地区（图11）。大部分聚落位于沙溪河的北岸，只有四个村落分布在沙溪河的南岸。钱岗古道从东南方向穿越沙溪河流域，连接各个村落。

图11 沙溪河流域各时期聚落布点（南宋～明～清～1958 年）

从单个聚落的布局来看，沙溪垌聚落有两种传统布局模式：“林-村-塘-田-河”和“林-河-村-塘-田”。清代以前修建的聚落通常都有池塘（图12）。一般而言，在河岸平坦地区的村落规模较山坡地区的村落规模大，比如钱岗古村和红石村。具有悠久历史的古村落，如钱岗村和红石村的传统民居片区采用梳式布局。然而，随着聚落的发展，新建民居不断向外扩张，由于宅基地限制和交通便利等原因，新建民居片区呈现出破碎和无序的格局。旧民居片区因无人修葺而逐渐荒废，有些村民重新利用这片土地种植树木或蔬菜，从而形成了新聚落环绕古村荒草疏林地的景观格局。

图12 聚落布局朝向与水系、地形的关系

2.3.2 沙溪河乡土景观格局特征识别

基于沙溪河流域的土地覆盖数据和前文对其乡土景观系统的历史发展脉络梳理，我们可以在ArcGIS 中进行历史信息的矢量叠加分析（Overlay analysis）。根据各地块乡土景观的形成时期、演变过程和农业景观特点等原则，我们将沙溪河流域的乡土景观类型划分为15 个类别。通过这一过程，我们能够生成历史乡土景观格局特征图（图13），并描述各个类型乡土景观的历史演变和现状特征。

图13 2020 年沙溪河子流域乡土景观格局

2.3.3 沙溪河乡土景观格局演变的影响因素分析

自然地理因素是决定乡土景观格局空间分布的基础。沙溪河的聚落主要分布在山脚，略远离河流的坡地上。农业生产区主要集中在地势平坦的台地和河岸阶地上，这就形成了沙溪河流域的“七山二田一水”的乡土景观格局基础。自然地理因素对景观空间格局变化起着决定性作用。然而，在较小的范围内，社会经济因素也影响了乡村聚落景观格局的空间分异[13]。

（1）农业土地制度塑造沙溪河流域农业景观变迁1974年至2020年，沙溪河流域农业景观经历3 个阶段：水稻农业（1984年前）、水稻-果林过渡（1984～2000年）、果林-菜地镶嵌（2000 年后）。中国农业土地制度也有3 个阶段的变化。1984 年前，受“以粮为纲”影响，沙溪河流域的农田大范围扩展，主要种粮。改革开放后，农民土地支配权提高，放弃水稻，转种利润更高果树，形成“水稻-果林”格局。2000 年后，果林成片，少水稻，夹小菜地满足日常需求，形成果林-菜地格局。城市边缘区转向经济作物常见[14]，带来农田碎片化多样性，农业土地制度变化是主因。因此，在乡土景观管理中，考虑农业土地制度促进特色发展至关重要。

（2）城镇化驱动农业景观格局向碎片化转变在1974 年至2020 年的演变中，沙溪河流域的土地利用较少受城市扩张的直接影响，与其他城市边缘区乡村的农业用地减少情况不同[15]。然而，城镇化带来的工业发展导致人口流动和劳动力外流，引发了农田撂荒现象，这些撂荒农田以不规则斑块形式镶嵌在果树-菜地景观中。尽管撂荒农田在生态学上对生物多样性的影响尚不清楚，并且在不同地区可能呈现出完全相反的效果[16]，但从景观美学角度看，它增加了多样化的视觉体验。然而，从农业角度看，撂荒导致耕地资源浪费。为减少闲置耕地，广州市政府于2020 年提出了《加快推进耕地“零弃耕”若干措施》。工业化导致的荒野农田景观可能仅为短暂，有望在农业土地流转政策支持下得以改善。

（3）乡土社会凝聚力淡化导致新建聚落无序分布

新建聚落布局差异的根本原因是乡土社会关系的淡化，尽管选址受宅基地分配、交通便利程度、生活方式改变等影响。传统聚落建设中，祠堂控制着整体布局，呈现高度组织性。广州府传统宗族村落常见中心式、梳式、线性布局，其中祠堂在中心式和梳式布局中起主导作用。然而，沙溪河流域明清时期村落多采用梳式布局，而2000 年后新建聚落趋向于沿主要交通廊道布局。新建房屋导致分散、破碎的分布，宗祠废弃未修缮，反映出乡土社会关系淡化，凝聚力不足。因此，通过景观管理唤起公众参与乡土景观营造，提升凝聚力，发展有序、可持续的乡土景观格局至关重要。

3 讨论与结论

3.1 地理环境与人口发展共塑的流域聚落景观演变历程

流溪河流域的聚落演变历程是受到地理环境和人口发展的共同影响，呈现出从高海拔河谷到低海拔盆地与平原的迁移，形成多样化的聚居分布格局。流溪河流域的聚落演变历程呈现出3 个显著阶段：山地河谷穴居期、河谷盆地聚居期、河岸平原-河谷盆地-丘陵山地聚居期。这一历程是地理环境与人口发展相互作用的结果。最初，先秦时期的原始人类选择高海拔河谷作为聚居地，追求丰富的森林资源和水源。随着人口增长，他们逐渐向中海拔盆地迁徙。宋元时期，随着农业的兴起，人们转向低海拔的河谷盆地与河岸平原，进行耕作农田。明清时期，河岸平原成为乡土聚落繁荣的地方，墟镇逐渐形成，人口密度上升。这个历程展示了地理环境与人口发展之间错综复杂的互动关系。这一变化可能反映了不同时期的生产方式、社会组织和资源利用。

3.2 流域乡土聚落景观：传统“盆地经验”的体现

流溪河流域的乡土聚落展现了我国传统聚落建设的“盆地经验”，尽管平原地区在农业和聚落扩张方面具有优势，但大型河谷盆地仍是主要聚居地。虽然平原地区具有丰富的耕地和便捷的交通条件，但流溪河流域的聚落却倾向于建立在大型河谷盆地中。这种选择可能源于盆地提供的丰富水源和适宜的土壤条件，符合了古代聚落选择地点的普遍原则。其次，城市化进程的加速影响了乡土景观。当前城市郊区的平原地区由于其相对较低的开发难度，更容易受到城市快速开发的影响。这种趋势可能导致乡土景观受到破坏，而大型河谷盆地由于其自然地势等因素相对较难开发，保持了较高的乡土景观完整性。此外，最新的考古发现表明，流溪河流域与增江流域间的河谷地带可能在先秦时期是重要的人类活动区域及聚落迁徙走廊。这进一步支持了大型河谷盆地在聚落演变中的重要地位。

3.3 流域上下游乡土景观格局差异与可持续管理

流溪河流域的景观格局呈现出上下游的明显分异特征，上游地区景观较为连贯和单一，而下游地区景观更加破碎和多样化。这种分异性受聚落分布和地理特征的影响，需要不同的管理策略以维护景观的完整性和生态可持续性。上游地区由于地势较高，水系相对较少，因此景观相对较为连贯，但也较为单一。相比之下，下游地区地势较低，水系复杂，导致景观更加破碎和多样化。这种差异性主要受到聚落分布、地貌特征等因素的影响。在上游地区，应采取植被恢复和生态走廊规划等措施，以提高景观的连贯性和生物多样性，促进自然生态的完整性。这有助于维护上游地区的生态平衡和景观的可持续性。而在下游地区，应采取景观片段化管理策略，通过设置绿地和公园等景观节点，增强景观的连通性，为人们提供休闲场所，减缓景观片段化的影响。这有助于保护和改善下游地区的多样化景观，同时满足城市化进程中居民的需求。在规划方面，对于河谷盆地地区的聚落分布特点，应强化规划保护，限制过度的聚落扩张，以维护河谷盆地的景观完整性，避免人类活动对环境的不必要干扰。这有助于保护这一区域的生态系统和文化遗产。

3.4 流域乡土景观格局研究展望

研究在流域尺度上关注乡土景观整体格局演变的过程，丰富了流域尺度乡土景观特征研究理论。未来，乡土景观格局特征识别与演变研究需要大量的历史资料、调查研究、多学科合作、生态系统服务评估、模型分析等综合方法和技术。这些综合性的研究方法，有助于深入理解人类活动与生态系统之间的相互作用，揭示不同乡土景观和人类活动方式对生态过程的影响，为流域可持续发展和生态保护提供更有效的科学依据。以多功能为导向的景观管理是未来发展的趋势，景观格局与过程之间的相互影响机制的研究为景观规划提供科学依据。跨学科的合作是实现这一目标的关键，如何结合多功能目标建立乡土景观格局特征评估体系，指导景观规划实践，仍需进一步探索和研究。

图、表来源

文中所有图、表均由作者绘制。