西北干旱區河流與城鎮分布耦合關系研究——以蘭州、西寧地區為例

范熙偉,謝元禮,段漢明,姚 瑾,王 懿

(西北大學城市與環境學院,陜西 西安 710127)

西北干旱區河流與城鎮分布耦合關系研究
——以蘭州、西寧地區為例

范熙偉,謝元禮,段漢明,姚 瑾,王 懿

(西北大學城市與環境學院,陜西 西安 710127)

為研究西北干旱區河流與城鎮分布的耦合關系,本文首先提取了蘭州西寧地區的河流和城鎮的位置信息,然后分析河流和城鎮分布的相互位置關系,得出該研究區 80%城鎮依附著河流分布于河谷中,得出結論在西北地區這種干旱的自然環境下河流是影響城鎮布局的重要因素。

城鎮;河流;耦合關系

0 前言

“自然地理條件如地質地貌、氣候水文、土壤植被首先作為人類生存環境,通過影響人口分布而影響城市的形成發展。世界上不少城市的分布現象明顯反映出自然條件的影響[1]。”在城市與環境的眾多關系特征之中,臨水性是城市分布的普遍規律[2]。由于水系先于城鎮體系而存在,且其變化遠比城鎮體系緩慢得多,城鎮體系的時空結構要受水系時空結構的制約(慢變量控制快變量),在某種程度上必以水系為發展的模范。事實上,任何城鎮的發展都離不開一定規模的水體的支持,河流是哺育城鎮的主要水體,城鎮對河流非常依賴。事實上,中國著名經濟地理學家陸大道先生在創立社會經濟點 -軸系統理論的時候就曾發現,海岸、江河和交通道路是軸帶發育的重要依托,而軸帶實則為城市體系空間發育的能量集散廊道[3]。河流通常具有交通和供水雙重職能,至少具備其中之一。在中國北部城市普遍缺水的今天,無視水系的巨大作用是不符合城市化過程的成本、效益原則的。本文通過研究蘭州西寧地區的河流與城鎮的位置關系,揭示其耦合關系。

1 河流和城鎮位置提取

1.1 研究區概況

本文的研究區域包括蘭州和西寧及其之間的共 19個縣,具體是:貴德、尖扎、循化、永靖、臨夏市、化隆、湟源縣、西寧、平安、樂都、民和、蘭州、大通、互助、永登、皋蘭、湟中、積石山、東鄉。

蘭州-西寧區域屬于黃土高原、青藏高原和蒙古高原三大高原交界地帶,是第一階梯向第二階梯的過度地帶,地貌復雜多樣,山地、高原、平川、河谷、盆地等交錯分布。該區域地處黃河上游,黃河、湟水河和大通河等多條河流貫穿。地勢中間低兩邊高,中間蘭州、白銀等地海拔較低,在 1 000m到 2 000m之間,兩邊西寧、海東地區、臨夏、定西等地海拔較高,在 2 000m到 3 000m之間,西寧和海東地區部分地方海拔達 3000m至 5000m。由于氣候、地形、水資源等的約束,蘭西地區大部分城鎮及人口集中分布于海拔高度相對較低的河谷地帶,其中 1000～2000m之間,在2008年末,有 255.99萬人分布 10個城市中,人口規模占到蘭州 -西寧區域同年的 61.73%。2000～3000m之間,分布人口 158.68萬人,集中在21城市中,占本區域總人口的 38.27%。因為在干旱區自然環境下,起伏較大的地勢情況下,河谷給人類接近水源,尋找適宜的建設用地及其農作物生產提供了便利條件和場所。盡管人類在社會發展層面表現出“水往低處流,人向高出走”的規律,但是在選擇居住環境和進行各種生產生活活動時候表現出“人往低處走”和“水往低處流”的方向一致性。

1.2 數據源選擇

本研究需要蘭州西寧地區的河流和城鎮分布數據,對于河流和城鎮的位置數據來自國家基礎地理信息中心提供的我國 1∶400萬行政區劃及基礎地理信息數據。對于該區域的農田分布,采用遙感技術利用 LandSat5 TM數據進行監督分類后提取出該區域的農田分布數據[4]。

2 城鎮、河流分布耦合關系分析

2.1 主要分布于河谷地區

從圖 1居民地、河流分布圖中可以看出,大部分城鎮分布于河流旁,統計河流和城鎮的位置關系,如表 1。

圖1 居民地、河流分布圖

圖2 城鎮分布和坡度關系圖

表1 河流城鎮分布關系表

從表 1中可以看出研究區共有 19個縣,其中位于湟河和黃河的河流上有 11個縣,位于次一級河流上的有 6個縣,無河流衣依附的有 2個縣,有河流依附的縣占到了 89.47%,可見河流成為影響該區域城鎮分布的重要因素。圖 2城鎮分布和坡度關系圖中灰色部分是坡度小于 5°的范圍,從圖中可以看出除了東鄉外其他 18個縣都分布于小于 5°的范圍內,可見地形也是影響城鎮分布的重要因素之一。

2.2 河流交叉處

從圖 1居民地、河流分布圖中繼續分析,分析位于兩條或三條河流交叉處的城鎮并統計,如表 2

表2 城鎮位于河流交叉處統計表

從上表 2看出,19個縣中有 11個縣分布在十字形河流交叉處(有些旁支已經干涸),有 5個縣沿河流或湖泊分布,有兩個縣沒有河流依附,其中沿十字形分布的縣城占到了63.15%,說明該區域中河流對養育城鎮具有十分重要的作用,此外在河流十字交叉處由于是兩條河流共同沖刷形成的河谷平原較單條河流形成的平原面積大,能夠承載更多的人口。

2.3 河流緩沖區分析

圖3 湟河 18 km緩沖區分布圖

圖4 湟河 18 km緩沖區修正后分布圖

圖3中黃色部分為湟河流域耕地分布范圍,紅色范圍為湟河和它的兩個支流以 18 km為半徑生成的緩沖區[5],可以看出耕地大部分都分布在該緩沖區范圍內,可見耕地分布與河流距離之間存在很大的相關性。在西寧南部的藍色區域沒有被紅色河流緩沖區覆蓋,則肯能是由于西寧城市對糧食要求高、輻射范圍大超過河流影響力造成的,圖 4為以西寧為圓心以 27 500m為半徑生成的緩沖區對原有河流緩沖區進行修改后的范圍圖,可見這個范圍可以很好的覆蓋湟水流域耕地分布范圍,可得出該流域耕地分布式河流和城鎮共同作用的結果,人為作用因素相對較弱。

3 結論

以上分析可知,蘭州西寧地區的城鎮主要依附于河流分布,占該區域城鎮總數的 89.47%,其中位于河流交叉處的城鎮占到 63.15%;此外,作為作城鎮賴以生存的耕地也分布于河流一定范圍內,說明在西北地區這種干旱的自然環境下,河谷給人類接近水源,尋找適宜的建設用地及其農作物生產提供了便利條件和場所,河流對于該區域的城鎮發育起到決定性作用。

[1]周一星.城市地理學[M].北京:商務印書館,1995.142-147

[2]陳彥光,劉繼生.中心地體系與水系分形結構的相似性分析關于人 -地對稱關系的一個理論探討[J].地理科學進展,2001,20(1):81-88.

[3]陸大道.區域發展及其空間結構[M].北京:科學出版社,1995.

[4]梅安新,秦期明,劉慧平.遙感導論.高等教育出版社[M].2001

[5]湯國安,楊昕.ArcGIS地理信息系統空間分析實驗教程[M].北京:科學出版社,2006

Study on Coup led Relation between Rivers and Towns of Northwest Arid Region—— Take Lanzhou,Xining as an Exam p le

FAN Xi-w ei,XIE Yuan-li,DUAN Han-m ing,YAO Jin,WANG Yi
(College of Urban and Environment,Northwest University,X i'an 710127,Shaanxi)

To study the Coupled Relation between rivers and towns in the Arid Region of Northwest,the paper extracts the location information of river and town in Lanzhou and X ining,and then analyzes the distribution of rivers and towns,about 80%of the towns in the studied area located in the valley,the conclusion is that the rivers is an important factor of influence on the urban layout in the arid area of Northwest.

Cities and towns;rivers and the coupled relationsnd Reinforce

P641.69

A

1004-1184(2011)01-0115-02

2010-09-15

國家自然科學基金資助項目(50678149);西北大學研究生交叉學科資助項目(09YJC 16)

范熙偉(1986-),男,山西臨汾人,在讀研究生,研究方向:遙感與 GIS應用研究。