基于景觀生態學的農村居民點布局特征分析
——以湖南省漢壽縣為例

張 坤，譚雪蘭，黃 婷，何長元

（1. 湖南農業大學資源環境學院，長沙 410128；2. 湖南農業大學園藝園林學院，長沙 410128）

基于景觀生態學的農村居民點布局特征分析
——以湖南省漢壽縣為例

張 坤1，譚雪蘭1，黃 婷2，何長元1

（1. 湖南農業大學資源環境學院，長沙 410128；2. 湖南農業大學園藝園林學院，長沙 410128）

為將景觀生態與農村居民點布局相聯系，應用景觀生態學的研究方法，針對湖南省漢壽縣農村居民點的現狀特征，通過對農村居民點斑塊形狀面緣比、近方率、分維數、碎裂化、分離度等指標的計算分析，歸納總結了縣級農村居民點布局景觀特征的總體態勢，并分別根據斑塊規模、形狀、特征等景觀指數進行分析，從地形和地域兩個角度提出了湖區、平原區、丘陵區、中部山區不同地質地貌條件下農村居民點的規劃建議，為當前開展的村鎮居民點規劃和土地整治工作提供新的思路和方法。

土地規劃；土地整治；景觀生態學；農村居民點；景觀指數

農村居民點布局是是一定區域內農村居民與自然環境、社會文化環境和經濟環境相互作用的結果，是農村聚落形成與發展的具體體現[1,2]。

漢壽縣地處湖南省西北部，隸屬常德市，全縣轄30個鄉鎮區，總面積2034km2。該縣經濟結構以農業為主，工業次之，養殖業和經濟林產業較為發達，第三產業所占比例較少。截至2010年底，全縣總人口62.29萬人，其中非農業人口11.54萬，城鎮化（非農業人口城鎮化）水平僅為22.36%。全縣地理地貌條件較為復雜，北部集中分布兩水一湖（沅水、澧水、洞庭湖）；中部為雪峰山脈向洞庭湖平原過渡地帶，有山區和平原兩種地形；南部為雪峰山余脈丘陵地區。該縣是同時具有湖區、平原區、丘陵區、山區農村居民點分布的縣級區域，居民點布局特征復雜，也具有一定代表性。對居民點分布特征進行系統分析[3,4]，可為農村土地利用規劃與整治提供借鑒和技術支持[5,6]。

為研究漢壽縣農村居民點的特征和布局模式，應用景觀生態學的分析方法，從景觀結構(Structure)、景觀功能(Function)、景觀動態(Dynamic)三方面入手，根據鄉村組成單元的類型、多樣性及其空間關系，以及鄉村景觀結構與生態結構之間的相互作用和時間推移發生的變化，確定以景觀指數作為主要的分析手段。

1 農村居民點景觀指數計算

1.1 景觀指數的確定

（1）斑塊數量

斑塊數量是一個景觀中所有的斑塊數和一個景觀中某類斑塊的數量，景觀單位面積內的某一類景觀要素的斑塊數被稱為景觀要素，斑塊數量能夠反映出景觀的破碎化程度。

（2）斑塊面積

通過對斑塊面積的分析和統計，可以從斑塊空間異質性(Spatial Heterogeneity)分析斑塊面積在生態學過程和格局分布中的不均勻性及其復雜性。景觀的異質性，在不同的斑塊面積、走廊和本底之間，因為種群、能量和物質的分配不同，相互作用（功能）也會發生相應變化[7]。

（3）斑塊密度

單位面積內景觀斑塊數量越多，則此類景觀斑塊密度越大，破碎度越大，受人類活動影響越顯著[8]。

（4）斑塊形狀

由于自然界的斑塊都呈不規則形狀，致使對其描述比較復雜。本文對研究區農村居民點的斑塊形狀，采用以下三個指標進行描述：

式中：Pi為某一類型景觀要素的總周長；k為常數，對于柵格景觀取值為4。

面緣比主要用于表示斑塊邊界形狀的復雜性，面緣比越大，說明斑塊邊界形狀簡單，邊界效應不明顯；近方率（形狀指數）是擬分析斑塊形狀與相同面積正方形的比值，也稱為緊密度(Compactness)或邊界發育程度，比值越趨近于1，說明斑塊形狀趨近于方形，與此相類似的指標還有近圓率和近橢圓率；分維數用來反映空間實體幾何形狀的不規則性，分維分析有精確分析和統計性分析，精確分維是完全符合幾何規則的，在生態學研究中則多應用統計分維模型(Statistical Fractal Model)，分維數的理論值在1.0～2.0之間。如果Di=1，則斑塊形狀為歐幾里得正方形；當Di=2時，則表示該斑塊的形狀最為復雜；當Di=1.50時，表示處于一種類似于布朗運動的隨機運動狀態，即空間結構最不穩定。

（5）斑塊整體特征

某類景觀要素斑塊整體特征是指該類景觀要素全部斑塊在整個景觀中呈現出來的特性，如碎裂度、團聚度等。

式中：A為全部景觀總面積。

碎裂化指數FNi是對景觀中某類要素碎裂化程度的度量；分離度Fi是景觀中某類景觀要素斑塊的團聚程度，該值越小，說明團聚程度越高。

1.2 景觀指數計算結果

根據漢壽縣農村居民點分布和地形特征，將研究區分為北部湖區、中部平原地區、南部丘陵山區三種地貌單元，再按地形和行政鄉鎮兩種情況，分別利用Map-GIS軟件統計農村居民點用地的斑塊個數、面積、周長等數據，據此對農村居民點景觀要素指標進行計算，結果如表1。

表1 研究區農村居民點景觀指標（2010年）Table 1 The landscape indexes of countryside residential area in 2010 year

2 農村居民點布局景觀特征分析

2.1 總體景觀特征

結合表1及實地調查成果，漢壽縣農村居民點布局具如下總體特征：

不同鄉鎮農村居民點的面積和斑塊數相差較大，斑塊之間的自相似程度較低，形狀復雜。如：全縣農村居民點的斑塊數為14130個，其中三和鄉1019個，文蔚鄉則僅為99個，相差懸殊。

農村居民點總面積與斑塊總數呈一定負相關性。居民點總面積大的鄉鎮，斑塊總數目并不最多，而是處于中游偏下水平；斑塊數目多的鄉鎮，總面積也并非最大，同樣處中游偏下水平。

居民點斑塊形狀總體呈現不規則性且不穩定程度高。全縣農村居民點斑塊平均面積1.4hm2，密度為0.72個/hm2，分離度1.27；農村居民點分維數1.54，接近1.50。

通過實地走訪調查，該縣農村居民點布局離散，一個居民點斑塊約有17戶農戶，多數居民點是7～8戶聚居，還有一部分居民點為單戶；但區位條件較好的地區，如城鎮郊區、沿江、平原地區等，居民點平均有上百戶，村落形態完整，功能較完善。該縣農村居民點總體呈現“大分散、小聚居”的分布特點，分散特征較明顯，聚居只在小規模、小范圍內出現，實際情況與計算結果相符。

2.2 景觀指數特征分析

（1）斑塊規模分析

該縣農村居民點布局斑塊以湖區和平原區最為集中，南部丘陵和中低山區分散的格局十分明顯。由于地形限制，南部丘陵和中低山區農村居民點規模小，斑塊數目多，整體規劃布局難度較大；中部平原區雖然地勢條件較好，有利于形成大規模的農村居民點，但由于長期缺乏科學的農村居民點規劃作為指導，農民缺乏集約節約利用土地的概念，有利的地形條件反而促使農民多占地、亂占地，所以也沒有形成較大規模的農村居民點；在湖區，由于傳統農業和水產養殖業并重，為了生產生活方便，當地居民多沿江環田居住，反而有利于形成連續的、規模較大的農村居民點。

（2）斑塊形狀分析

湖區、平原區、丘陵區三種地形區的分維數分別為1.23、1.27和1.36，相差不大；斑塊面緣比依次是北部湖區3.21，中部平原地區2.75，南部丘陵和中低山區1.92；斑塊近方率南部丘陵和中低山區最大，中部平原次之，北部湖區再次之。這說明該縣農村居民點建設的無序性，大部分農村居民點規模小，布局零散，重新統一規劃難度較大。

（3）斑塊整體特征分析

從斑塊密度、斑塊破碎化指數和斑塊分離度三個指標可知，北部湖區居民點斑塊密度為0.3個/hm2、中部平原為0.5個/hm2、南部丘陵地區1.3個/hm2，居民點斑塊密度總體較小，南部丘陵和中部山區密度遠大于湖區和平原地區；斑塊破碎化指數，北部湖區0.01、中部平原區0.02、南部山區僅為0.10，與斑塊密度反映情況一致。

分離度是反映斑塊的破碎化程度和斑塊之間分離的程度。北部湖區的分離度為0.73、中部平原為1.05、南部丘陵和中低山區為1.94，北部湖區農村居民點團聚程度較高，南部丘陵和中低山區農村居民點分布的團聚程度最差。

3 農村居民點布局規劃的分析與建議

3.1 北部湖區

該區域由于村民對生活和交通的自然選擇，居民點規模大、密度小、分布較為集中，主要是沿江環田的條帶型分布。這種條帶型布局是環境優選和土地節制使用帶來的一種傳統農業生態景觀，雖然這種布局使一些鄉村群落系統由集中走向分散，有違農村居民點規劃的集中原則，但是整體上具有較強的完整性和規律性，有存在的社會和生態價值；而且環湖和條帶分布在居民點之間形成了規模大、形狀規則的農田斑塊，方便機械化耕作。

但這種布局也存在一定缺陷，主要表現在：土地利用效率低，居民點功能不全；基礎設施建設成本高，配套難；由于靠近河道，容易受洪澇災害影響，生活垃圾的丟放也易造成河道污染。

針對這種情況，建議保存現有的農村居民點布局形式，同時控制、保持原有形態不變，居民點采用內部挖潛，控制居民點斑塊數量的增加，居民點居住應該集中，達到節約和集約用地的目的。

3.2 中部平原區

集中布局是平原地區村落發展的高級形式。位于該縣中部的平原地區，由于地形相對平坦、交通便利，農村居民建房時只考慮便于自身生產生活及出行，又沒有規劃正確引導，缺乏保護耕地的緊迫意識，該居民點呈現無序分布的特征。

對于這種無序型農村居民點可以現有行政村為基點，規劃建設中心村和農村居民點，利用經濟集聚效應和正確的規劃引導，使無序農村居民點變有序、分散農村居民點變集中。該地區農村居民點規劃可遵循以下原則：交通閉塞向交通便利集中；經濟落后向經濟發達集中；規模小的居民點向規模大的居民點聚居；對于村內舊住宅區、閑散地，可先拆舊再整理，最后合理規劃再建新。鼓勵農村居民點統一安裝水電設施、統一平整土地和圍墻基礎、統一修建道路、建立農村居民小區，做到合理規劃、節約用地、保護耕地、建設集中。

3.3 南部丘陵和中部山區

在該縣南部丘陵和中部山區，居民建房主要位于崗地與谷底交接處，沿農田分布。谷地、谷地與崗地交接處，地勢較平坦地區均分布有大量農田，農村居民點沿農田分布，自然形成樹杈型分布。這種布局的特征在于房屋建設占用耕地較少，較好地利用了土地，有利于生活生產；但受地形影響，不能集中分布，難以形成規模，不便于生活服務設施的建設。

對于這種多山丘地形，由于人口密度、經濟基礎等均比北部地區薄弱，沒有人力財力，而且客觀的地形條件也不允許建設集中的農村居民點。所以建議充分利用現有的布局形式，一是對已存在的規模較大的村落進行“減肥”，利用村落中的舊宅基地、閑置宅基地將分散在外的小的居民點斑塊（斑點）逐步并入其中，強壯樹杈主干；二是將分散在主干兩邊、距離主干較近的側枝，通過農村居民點建設逐步與主干相連，并在節點處建設中心村，完善基礎設施和配套設施，服務農民生活。

4 結語

當前，我國農村各產業蓬勃興起，居民點布局沒有統一規劃，在有限的自然資源和經濟條件限制下，各產業分布、居民點布局相互重疊、錯位，有害物質、能量和信息在各景觀要素之間無序流動和傳遞。不斷惡化的區域內景觀格局，使農村的資源和環境問題日益突出。時空格局的大幅改變迫切需要淘汰傳統的小尺度農業生態系統研究，運用景觀生態學原理進行農村居民點方面的研究，可更好地為農居環境的改善、形成較高層次的自然生態村莊規劃提供新的思路和方法。

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Analysis of the Pattern of Rural Settlement Using Landscape Ecology Methods: A Case Study from Hanshou County, Hunan Province

ZHANG Kun1, TAN Xue-Lan1, HUANG Ting2, HE Chang-Yuan1
(1. College of Resources and Environment, Hunan Agricultural University, Changsha 410128, China;
2. Horticulture & Landscape College, Hunan Agricultural University, Changsha 410128, China)

This study applies landscape ecology methods to examining the relationships between landscape ecology and the pattern of rural settlement in Hanshou County. Calculations were made of various parameters including (amongst others) the ratio of the patch perimeter to the patch area, the approximate square ratio, the fractal dimension, the fragmentation of elements, and the patch resolution. Based on the analysis of the calculated results, four kinds of planning recommendations for rural area settlement were identified, corresponding to the surrounding lake region, the plain region, the hilly region, and the surrounding mountain region. The new conceptions and methods developed in this study should help inform planning for land consolidation and rural settlements.

land use planning; land consolidation and rehabilitation; landscape ecology; rural settlement area; landscape index

K928.5

A

2095-1329(2013)02-0024-04

10.3969/j.issn.2095-1329.2013.02.007

2013-04-11

2013-05-14

張坤(1977-),男,碩士,講師,主要從事土地資源管理研究.

電子郵箱：39116272@qq.com

聯系電話：0731-84617803

國家自然科學基金項目(41201175);湖南省教育廳科研項目(12C0152)