金塔县乡村聚落空间演变特征及影响因素研究

潘雅诗，王昱之，姚鹏宇

（兰州交通大学 建筑与城市规划学院，甘肃兰州 730070）

0 引言

改革开放以来，中国经济迅猛增长，随着工业化和城镇化的快速发展，城乡一体化、城乡融合发展成为重要的研究课题。乡村作为经济社会发展的重要基础，乡村聚落作为推进乡村地区发展的重要锚点，其演变特征及影响因素的研究也是乡村研究的关键。聚落演变是一个长期持续且具有动态性的研究方向，通过对其形成和演变的研究有助于推进乡村可持续发展，为实现存量规划提供参考。

近年来许多学者围绕乡村进行了诸多研究，研究包含空间演变的过程、演变的影响因素、演变的机制等。部分学者采用构建统计学模型、空间分析模型以定性和定量的研究方法分析了乡村聚落空间之间的关联性[1-4]；部分学者从不同的维度阐述了乡村演变的内部及外部动力机制，并提出空间优化的策略[5-6]；部分学者选取多个时间维度对乡村聚落布局不同时间的聚落形态、破碎度、规模、体系结构等进行分析，探究乡村聚落发展的机制[7-9]。总的来说，乡村聚落的建设推动乡村振兴、城乡融合发展的关键是各个领域研究的重点，其研究方法和理论发展趋于多元化。金塔县作为河西地区的重要县区，其突出的自然本底条件和独特的地理格局与其生态脆弱、发展滞后、土地粗放等产生矛盾。以乡村聚落斑块作为研究的基本单元，在此基础上通过提取2010 年与2020 年乡村聚落斑块对其空间分布特征、用地变化特征、分布的影响因素等进行研究，探讨金塔县乡村聚落演变的影响因素，探究其发展的规律和演变的方向，为未来金塔县乡村聚落空间布局优化提供参考，有助于探寻适宜受限制区域发展的规律和路径，并加强了河西干旱地区的实证研究，以期对有类似较强限制性地区的未来发展研究提供一定的思路和方向，为促进乡村振兴发展与乡村聚落保护提供一定的依据。

1 研究区域概况

金塔县地处河西走廊中段北部边缘，东邻高台县，西接玉门市，南邻酒泉市和嘉峪关市，北靠内蒙古额济纳旗，隶属甘肃省酒泉市，1913 年以县城东南的“金塔寺”取名金塔县。地理位置位于东经97°58′～100°20′、北纬39°47′～40°59′之间。其境内东南北三面皆山，中间低平，地形略呈斜方，平均海拔1 275 m。县域气候特征属于典型的温带大陆性干旱气候，具有冬季寒冷，夏季炎热，温差大，日照充足，蒸发大的特点。

金塔县总面积16 663.55 km2，辖金塔镇、东坝镇、大庄子镇、西坝镇、中东镇、鼎新镇、航天镇、古城乡、羊井子湾乡7 镇2 乡和1 个城市社区管委会（工业园区管委会），有89 个行政村，479 个村民小组，4 个城镇社区，如图1 所示。

图1 金塔县现状行政区划图（作者自绘）

2 数据来源与研究方法

2.1 数据来源及处理

本研究数据主要包括：（1）金塔县2010 年、2020 年土地利用现状数据；（2）DEM 数据，采用地理空间数据云30 m×30 m的DEM 数据；（3）统计数据，包含金塔县历年统计年鉴等数据以及第七次人口普查相关数据；（4）实地调研数据，如乡村聚落发展情况、设施情况等。通过对所需数据进行筛选、整合和处理，以保证研究的可行性和准确性，如图2 所示。

图2 金塔县2010、2020 年乡村聚落分布图（作者自绘）

金塔县乡村聚落特征及演变影响因素数据分析涉及以下几个方面：（1）对现状乡村聚落斑块进行提取并利用ArcGIS 进行可视化分析；（2）通过对DEM 数据进行空间处理得到金塔县高程坡度等可视化图像并与金塔县乡村聚落斑块进行叠加分析；（3）对水域、道路、公共服务设施等不同影响因素下两个时期的乡村聚落斑块数量、面积分布等进行分析。

2.2 研究方法

通过引入核密度分析法（Kernel Density Estimation），分析乡村聚落的空间布局特征，核密度值越大则乡村聚落的分布越密集，核密度值的计算公式为：

式（1）中f(x，y)为计算点(x，y)的分布密度；N 为范围内样本的数量；d 为点(x，y)与样本点之间的距离；k 为核函数；h 为带宽[2]。

3 金塔县乡村聚落演变特征分析

3.1 乡村聚落空间分布特征

3.1.1 乡村聚落呈现出斑块数量增加，面积减少的规模特征

经ArcGIS 可视化处理后，2010 年金塔县乡村聚落斑块共计3 021 个，总面积4 570.59 hm2，最大聚落面积312 977.45 m2，最小聚落面积77.01 m2，聚落平均面积15 129.41 m2；2020 年乡村聚落斑块增加至6 793 个，总面积减少至2 560.46 hm2，最大聚落面积41 442.06 m2，最小聚落面积50.25 m2，聚落平均面积3 768.08 m2；至2020 年，已建成产业园区4 个，总用地面积为23 921.56 hm2，如表1 所示。

表1 金塔县2010 年与2020 年乡村聚落斑块对比

总的来说，在政策的指引下，金塔县乡村聚落在2010—2020年发展过程中，各镇的用地进行了调整，主要表现在：（1）将较为分散的产业集中发展，建立产业园区并配置相应的居住空间，因此，围绕产业园区形成部分乡村聚落；（2）数据呈现出十年间金塔县聚落斑块数量急剧增加，用地面积逐渐减小，用地比例下降的特点；（3）土地经过不断整理，用地性质发生了置换，并随着乡村振兴的发展，乡村聚落平均面积减小，用地向集约化的方向发展；（4）在乡村建设的过程中由于开发建设时序有先后差异，使得乡村聚落斑块被切割，出现斑块数量增加明显的结果。

3.1.2 乡村聚落密度增大，由单核心向多核心发展

利用ArcGIS 将2010 年及2020 年金塔县乡村聚落点，以1 950 m 作为带宽分析得到其密度分布，呈现出较强的非均衡性，在空间格局上呈现出“大集聚，小散居”的分布特征，对核密度进行相同区间的划分，共分为6 级，以此展示核密度在十年间的变化，如图3 所示。

图3 金塔县2010 年与2020 年乡村聚落核密度图（作者自绘）

2021 年金塔县乡村聚落总体密度为0.18 个/km2，2020 年为0.41 个/km2。总体表现为由“单个核心”向“多个核心”发展，在2020 年，金塔县乡村聚落斑块密度明显提升，高密度区显著增加，较为明显地出现在金塔镇、航天镇、东坝镇、鼎新镇等。在空间上表现为向各镇中心集中的趋势，以发展较好的镇中心作为发展核，乡村聚落密度呈现出圈层式向外扩散降低的特征。

3.2 乡村聚落空间演变特征

3.2.1 乡村聚落随高程和坡度呈现出不均衡分布的特征

两个时期内随高程总体的变化趋势相同，乡村聚落主要集中在高程1 186～1 277 m 的范围内，2010 年和2020 年面积分别为3 863.70 hm2、2 180.35 hm2，分别占总聚落面积的84.53%、85.14%，如图4 所示。

图4 乡村聚落斑块数量及面积随高程的变化趋势（作者自绘）

两个时期内，乡村聚落斑块数量随坡度升高而增多，2010 年和2020 年坡度在15°～20°范围内乡村聚落斑块面积分别占县域乡村聚落斑块总面积的59.95%和59.40%；在坡度大于25°的区域内斑块数量较多，但聚落斑块总面积较小，平均面积分别为0.15 hm2和0.08 hm2，如图5 所示。

图5 乡村聚落斑块数量及面积随坡度的变化趋势（作者自绘）

坡度15°以下区域在金塔县全县均有分布，主要分布于东南部、西南部以及北部，该区域内乡村聚落面积相对较少的原因主要为以下几个方面：（1）由于其县域内有较大范围的黑河中下游防风固沙生态保护红线，位于金塔县东南部、东北部以及西南部，对保护红线内开发建设进行了较强的限制，因此该区域内未分布乡村聚落；（2）金塔县生态脆弱区分布较广，土地沙化严重，沙漠化土地约占其总面积的64%，主要位于其北部，西南部及东部部分区域也有涉及。在该类区域内进行建设，首先对房屋施工等有较高要求且造价较高；其次，对于以农牧业为主的金塔县农民来说，该类地区不适宜农业生产，选址在该片区将进而对农民收入产生较大影响。综上所述，坡度15°以下区域因有其他较强的限制条件，不能满足选址的需求，基本未分布乡村聚落。

3.2.2 乡村聚落对道路的指向性较强

对金塔县道路选取公路作为主要交通要道进行分析，选取距公路的距离分段为“＜500 m”“500～1 500 m”“1 500～2 500 m”“2 500～5 000 m”以及“＞5 000 m”范围；经统计发现：（1）2010 年和2020 年两个时期内乡村聚落主要集中在沿公路1 500 m 的范围内，该范围内乡村聚落面积分别占总乡村聚落面积的95.11%和95.51%；（2）乡村聚落分布在距公路500 m 以内的斑块和面积均为最大，其斑块数量占分别总聚落斑块数量的64.53%和65.13%，其斑块面积分别占总聚落斑块面积的71.59%和70.04%；（3）乡村聚落斑块的分布与距公路的距离成反比关系，距公路越远分布越少，斑块面积也相应减少，如图6 所示。

图6 乡村聚落斑块数量及面积随距公路的距离变化趋势（作者自绘）

3.3 在河流水域影响范围内距河流水域越近聚落分布越密集

金塔县地处内陆，河流水域主要为黑河流域，航天镇、鼎新镇乡村聚落布局主要沿河道分布，在距河流水域2 000 m 以外的乡村聚落斑块占比最大，其在总面积的占比分别为53.95%和56.4%；在距河流水域500～2 000 m 影响范围内乡村聚落斑块面积占总聚落斑块面积的37.25%和35.86%；在两个时期河流水域影响的范围内，距河流水域500～1 000 m 范围内斑块数量增长相对明显，如图7 所示。

图7 乡村聚落斑块数量及面积随距水域的距离变化趋势（作者自绘）

4 金塔县乡村聚落演变影响因素分析

4.1 自然地理因素

自然地理因素有影响范围大、作用时间长及长时间稳定的特点。（1）对于金塔县三面环山、以农业生产为主要产业的乡村来说，高程、坡度等是聚落选址的重要参考，良好的自然地理条件决定了生产空间和生活空间建设的适宜程度，以此影响乡村聚落空间的布局；（2）金塔县地处河西，沙漠面积较大，用地类型的限制较为明显，开发建设向外扩散的难度较大；（3）金塔县深居内陆，属于重度干旱的区域，随着农业、工业的发展以及生态保护的要求增强，对水资源的需求不断上升，因此，聚落在沿河区域密集分布。

4.2 社会因素

4.2.1 经济因素

（1）在以农业生产为主要生产方式的乡村，耕作半径和耕地的面积决定了乡村聚落的分布，以农业为主的聚落布局主要影响因素为靠近耕地的程度，使得乡村聚落总体较为集聚，而内部分布较为零散；（2）以工业、商业等产业园区为主的区域，其聚落空间围绕园区进行集中布置，使得集聚性较高；（3）经济发展水平的高低决定了未来乡村聚落发展的方向，当乡村人口有较强的经济支撑、对生活水平有更高的要求后，将失去乡村人口向城市或影响力较强的聚落核心靠拢，居住形式也将向多元化的方向发展，例如集中安置点购房、移居城镇或异地建房等。

4.2.2 人口因素

人口是乡村聚落存在的根本要素，聚落是生产生活的重要场所。随着经济水平的提升、城乡融合的发展，乡村人口大量外出，导致乡村聚落空心化严重，与2010 年常住人口147 460 人相比，2020 年金塔县常住人口减少为121 766 人，减少25 694 人，人口的减少将进一步加速乡村的集聚发展。

4.2.3 文化因素

自乡村振兴发展以来，打造乡村特色产业成为乡村发展的重要目标，历史文化作为乡村特色激活了乡村发展的内生动力，产业兴旺带来人口的集聚，增加了乡村聚落的居住需求，提升了对生活品质的要求，从而加快了乡村聚落转向高质量集约发展的步伐。

4.3 政策因素

政策能够直接干预城乡间、乡村间各要素的流动，进而成为影响乡村聚落分布和演变的重要因素[10]。随着政府对土地制度、乡村振兴战略、黄河流域生态保护和高质量发展以及生态安全战略格局的推行，金塔县持续推进乡村的建设，一方面提升了乡村的村容村貌、乡村服务设施水平，另一方面构建了防风固沙生态屏障、保障了粮食生产安全，加速了乡村聚落在空间分布上的演化进程。

5 总结与讨论

以金塔县乡村聚落空间斑块作为研究基础，对2010 年及2020 年聚落空间格局进行研究，通过对其分布密度、分布数量、规模大小以及影响因素等进行分析，来探索乡村聚落空间演变的规律，加强了河西干旱地区乡村聚落空间格局演变的实证研究。研究结果表明：

1）从金塔县乡村聚落的总体空间格局来看，呈现出“大集聚，小散居”的特征；从聚落规模来看，2010—2020 年乡村聚落数量显著增加，规模减小，逐渐由大型聚落向小型聚落发展，空间呈现出收缩的趋势。

2）在聚落层面来看，其发展由单核心逐渐转向多核心发展，表现为向影响力较大的发展核集中，并以此作为乡村聚落密度的扩散中心，呈现出圈层式向外扩散降低的特征，乡村聚落总体密度增加，以金塔镇、航天镇等最为典型。

3）聚落演变的影响因素是多方面的，自然地理因素诸如高程、坡度等都是影响乡村聚落空间布局和发展演变的基础，乡村聚落斑块的面积和数量在不同高程和坡度上有较为明显的差异。

4）乡村聚落的发展和演变是政治、经济、文化等共同作用的结果，在近十年的发展中，随着乡村振兴战略的实施，乡村发展逐渐向可持续的方向推进，在一定程度上限制了乡村聚落空间扩张的可能性。

随着金塔县经济的增长、城镇化的发展，乡村劳动力将进一步向城市转移，两栖化人口比例的增加将对乡村聚落的形态及布局产生一定的影响，在快速城镇化的背景下如何解决人口减少带来的乡村问题将有利于实现金塔县乡村聚落空间的优化，实现更加集约的发展。在今后的建设中通过发掘乡村内部潜力，支持乡镇企业发展，形成新的产业带动点以加强村镇聚落间的联系，促进乡村聚落合理布局、设施完善，实现可持续发展。