秦巴山區農村居民點空間分布及其影響因素分析
——以陜西省寧強縣為例

李姍姍, 曹廣超, 趙鵬飛

(1.青海師范大學 生命與地理科學學院, 西寧 810008;2.青海省自然地理與環境過程重點實驗室, 西寧 810008; 3.西北大學 城市與環境學院, 西安 710127)

秦巴山區農村居民點空間分布及其影響因素分析
——以陜西省寧強縣為例

李姍姍1,2, 曹廣超1,2, 趙鵬飛3

(1.青海師范大學 生命與地理科學學院, 西寧 810008;2.青海省自然地理與環境過程重點實驗室, 西寧 810008; 3.西北大學 城市與環境學院, 西安 710127)

探討不同地域農村居民點的空間分布規律,是整合優化農村居民點布局、促進土地集約化利用的重要依據。基于寧強縣第二次土地調查數據和SRTM-DEM，采用平均最鄰近指數、核密度估計、探索性數據分析和空間“熱點”探測方法，研究農村居民點空間分布特征，并從自然環境和社會經濟條件兩方面著手，分析其主要影響因素。結果表明：受主導因素地形的影響，農村居民點的分布密度較大，斑塊規模較小，土地利用集約化程度低;居民點的空間分布、用地規模差異顯著，規模較大的斑塊集中分布在河流階地、低山區，呈“拱形分層”結構。依據因地制宜原則，寧強縣農村居民點的整合優化可分為積極發展型、內部挖潛型、異地搬遷型，為該區小城鎮建設與發展提供參考。

農村居民點; 空間分布; 影響因素; 寧強縣

農村居民點是農業勞動者在長期的生產、生活過程中聚集而形成的定居場所,其形態、規模和空間分布狀況是農村居民居住活動于一定的自然和社會經濟環境下在其分布地區的反映[1]。長期以來，我國農村居民點的建設處于自發的狀態，居民點布局散亂、土地利用粗放，浪費嚴重，農村基礎設施和基本公共服務建設也相對滯后。隨著社會經濟的發展和城鎮化進程的加快，整合優化農村居民點布局和用地規模，推進中心村、小城鎮建設，實現基本公共服務均等化等逐步展開。探討不同地域農村居民點的空間分布規律是聚落地理學研究的主要內容之一，對于指導農村居民點空間規劃，促進城鄉統籌發展具有重要意義。近年來，不少學者對不同地域內農村居民點的空間分布特征進行了研究,典型地域包括黃土丘陵溝壑區[2-3]、低山丘陵區[4-5]、干旱綠洲區[6]、東部平原區[7]以及大城市邊緣區[8]等，研究內容包括農村居民點的空間分布特征與影響因素[9-11]、時空演變[4,12-13]、土地整理與布局優化[14-15]等，主要的研究方法有RS與GIS空間分析[16]、景觀生態格局分析[17-19]等，但對秦巴山區農村居民點分布規律的研究較少。秦巴山區是我國重要的生態安全屏障，同時也是山地災害多發區、國家區域發展與扶貧攻堅的重點地區之一。實施移民搬遷工程(生態移民、災害移民、扶貧搬遷等)，整合優化農村居民點布局等，成為該區域協調人地關系的重要舉措之一。本文以陜西省漢中市寧強縣為例，對其農村居民點空間分布及其影響因素進行分析，為進一步探討該區域移民搬遷與農村居民點優化布局，加快小城鎮建設與發展提供研究基礎。

1 研究區概況與研究方法

1.1 研究區概況

寧強縣位于陜西省西南部，漢江和嘉陵江的上游，介于東經105°21′10″—106°35′18″、北緯32°37′06″—33°12′42″。境內秦嶺橫亙于北，巴山綿延于南，東南高，西北低，海拔520～2 103.7 m，以中、低山地貌類型為主。區內水系發育主要有玉帶河、嘉陵江、大安河、安樂河等。山勢陡峻，溝谷深切，多呈“V”字型。年平均氣溫13℃，年平均降水量1 178 mm，屬山地暖溫帶濕潤季風氣候。寧強縣隸屬漢中市，總面積3 282.73 km2，下轄26個鄉鎮、269個村、8個社區居委會、1 717個村民小組。總人口33.34萬人,其中農業人口29.99萬人，占89.95%。主要交通干線有108國道、川陜高速、寶成鐵路等。

1.2 數據來源與預處理

本研究采用的土地利用現狀數據為2009年寧強縣第二次土地調查數據，所采用的DEM數據為美國太空總署(NASA)和國防部國家測繪局(NIMA)聯合測量的SRTM-DEM(Shuttle Radar Topography Mission)數據，分辨率為30 m。從第二次土地調查數據庫中提取出農村居民點、建制鎮、工礦用地及道路、河流等土地利用現狀數據，并對農村居民點進行合并處理，提取多邊形質心，作為研究寧強縣農村居民點分布模式的基礎。將DEM數據進行投影轉換，使之與寧強縣第二次土地調查數據的空間參考相一致。在此基礎上，生成高程圖、坡度圖、地形起伏度圖，同時采用漸變尺度法[20]對道路、河流及城鎮與工礦區做多環緩沖區分析。

1.3 研究思路與方法

2 農村居民點的分布特征

2.1 農村居民點的空間分布

平均最鄰近指數(ANN)用于判別居民點的分布類型為分散型還是集聚型。核密度估計(KDE)用于計算農村居民點在其周圍鄰域中的分布密度。采用平均最鄰近指數(ANN)和核密度估計(KDE)來揭示寧強縣農村居民點的空間分布特征，可以得出：

(1) 集聚型的居民點空間分布特點。通過測度可知，寧強縣農村居民點分布的平均最鄰近指數ANN為0.477,小于1，屬于集聚模式；且校驗值Z為-163.68，小于-2.58，表示只有1%或更小的可能性使得該集聚模式成為隨機過程產生的結果。

(2) 居民點密度分布差異性顯著。依據核密度估計生成的寧強縣農村居民點分布的密度圖(圖1)可以歸納出以下特點：① 由于寧強縣地處秦巴山區，地形起伏較大，居民居住較為分散，單一斑塊面積較小，居民點數量較多，居民點分布的總體密度約為8.25個/km2，屬于農村居民點密集區[23]。② 寧強縣沿嘉陵江、漢江及其支流玉帶河等河流階地、低山區農村居民點分布較為密集，沿河流呈條帶式分布，特別是在寶成鐵路沿線的燕子砭鎮、陽平關鎮、巨亭鎮和陽(陽平關)安(安康)鐵路沿線的代家壩鎮、大安鎮以及108國道和川陜高速公路沿線所經過的漢源鎮、高寨子鎮等地域形成了密度為17～29個/km2的密集分布中心區。③ 在巴山北坡寧強縣東南角的禪家巖鎮、二郎壩鎮以及寧強縣西南部的青木川鎮、廣坪鎮等區域山高谷深，溝壑縱橫，農村居民點的分布相對稀疏，平均密度低于2個/km2。

圖1 農村居民點分布密度

2.2 農村居民點的規模分異特點

以農村居民點用地的斑塊面積為分析變量，通過探索性數據分析、空間“熱點”探測技術分別測度寧強縣農村居民點用地規模的數量分布特征(圖2)和空間分布特征(圖3)，結果表明：

(1) 用地規模差異顯著，斑塊面積較小的居民點比重大。從寧強縣居民點用地規模的統計特征看(圖2)，全縣共有26 749個農村居民點斑塊，斑塊面積大小懸殊。從240.87 m2到70 391.59 m2之間不等，平均斑塊面積1 458.65 m2。斑塊面積的頻率分布均為偏態的，數據背離中心性，形態也缺乏對稱性；其偏斜系數(Skewness)為8.74，遠大于0，但均值(1 458.65 m2)遠遠大于中位數(762.78 m2)，說明存在大量的低值數據集聚分布，而高值數據成離散分布狀態；其峰值系數(Kurtosis)為116.93，遠大于3，說明居民點規模數據有較廣離群分布的“肥尾”特征，同時更具有較窄集聚分布的“尖頂”特征。其中，240.87～1 995.87 m2之間的斑塊數量達到22 829個，占斑塊總數量的85.35%；而斑塊面積大于5 154.87 m2的僅占4.12%，斑塊較大、連片分布的農村居民點比重較小。變異系數為1.83，各農村居民點的用地規模差異顯著。依據統計數據表明，寧強縣農村居民點用地斑塊較為破碎，布局零散，集聚程度低。

(2) 農村居民點用地規模的空間分異顯著，呈現“拱形分層”的空間結構特征。通過對寧強縣空間“熱點”探測進行展布，可以發現：① 寧強縣中西部嘉陵江谷地的代家壩鎮、陽平關鎮的大部分地區和中南部108國道沿線地區農村居民點的規模較大，形成了農村居民點集中分布的“熱點區”。② 北部漢江上游流域的寬川鄉、南坪鄉、胡家壩鎮以及大安鎮的東部地區、居民點的分布規模較小，形成了農村居民點分布的“冷點區”；北部、西部零星散落的巨亭鄉、燕子砭鎮及西南部的青木川鎮、廣坪鎮的部分地區也形成了若干個小規模居民點集聚的“冷點區”。③ 農村居民點規模的次高值區主要分布在“熱點區”的周邊各鎮，依然以嘉陵江及其支流和玉帶河沿岸為主,形成中、東、西部三大片；而次低值區則主要分布在北部、東北部地區及縣西南的部分地區。從整體上看，寧強縣農村居民點用地規模的地域分異呈現“拱形分層”的空間結構。

圖2 農村居民點頻率分布

圖3 農村居民點規模分布

與農村居民點密度分布(圖1)相比，“熱點區”、次高值區與居民點密度分布中的較高密度分布區域基本相吻合；而最大規模的“冷點區”與密度較小的稀疏分布區域范圍存在著較大出入。這與該地區復雜的自然地理環境，特別是地形地貌條件密切相關。

3 影響農村居民點分布的主要因素

3.1 農村居民點的分布與自然環境因子的關系

自然環境是農村居民點形成和發展的基礎。而地形、地貌又是影響和制約山區農村居民點分布的關鍵性因素，對農村居民點的分布格局和規模大小起主導作用。河流的發育和走向不僅影響著人類的農業生產活動，還影響著人口的分布和居民點的布局。本文分析主要選取高程、坡度、地形起伏度、河流4個因子來分析自然環境影響下的農村居民點分布格局。

根據寧強縣的實際情況，將海拔高度分為3個等級：即河流階地、低山區(520～1 000 m)、中山區(1 000～1 800 m)、高中山區(1 800～2 103.7 m)，將分級后的結果轉換為shape格式并與農村居民點面狀數據進行疊加分析，從而得到不同等級的農村居民點分布情況(表1)。隨著海拔的升高，農村居民點的總面積及其所占比重總體呈不斷減小趨勢。在河流階地、低山區居民點面積較大，占總面積的72.51%。這是由于河流階地、低山區的地勢相對平坦開闊，耕地面積較大，具備較高的人口承載力，交通、電力等基礎設施條件相對較好，居民的居住和出行較為便捷。隨著高程的增加，生產條件和居住環境條件都比河流階地、低山區差，居民點分布零散、規模小。而在海拔1 800 m以上的高中山區居民點的數量和斑塊規模更小，面積急劇下降，僅占全區的0.06%。農村居民點的分布和規模呈現出在河流階地、低山區相對較大規模集中分布，而在中山區及高山區形成小規模分散型的分布格局。

表1 不同高程下居民點面積統計

坡度能直觀地反映地表的傾斜程度，是地表形態的重要構成因子之一，對居民點分布有較大影響。應用ArcGIS的空間分析模塊將DEM生成坡度圖，并將其分為5個等級，將分級后的結果與居民點分布圖進行疊加分析，得到不同坡度級別的居民點分布情況(表2)。

表2 不同坡度下居民點面積統計

由表2可知，寧強縣64.45%的居民點分布在坡度小于15°的區域內，在此坡度范圍內隨著坡度的增大,農村居民點的面積所占比重也不斷增大，在5°～15°的坡度范圍內農村居民點所占比重(30.91%)最大。由于山區山洪、滑坡等自然災害易發，在進行居住選址過程中需要綜合考慮到排水、避險、交通等因素，因此農村居民點主要布局在5°～25°的坡度范圍內。當坡度大于25°時，隨著坡度的增加，可供農民居住和農業耕作的大片成塊土地變得不足，水土流失程度增加，生存環境變得惡劣，對農業耕作和基礎設施建設造成一定難度與限制，農村居民點面積較小，僅占10.09%。

地形起伏度(RDLS)是指在某一確定面積內所有柵格中最大高程與最小高程之差，它是定量描述地貌形態、劃分地貌類型的重要指標，在宏觀區域內反映地面的起伏特征[24]。地形起伏度的大小影響著農村居民點的建設成本、交通通達性等。應用ArcGIS空間分析模塊下的柵格計算器Calculator，將柵格鄰域計算工具Neighborhood Statistics所得到的基于海拔高度最大值層面與最小值層面之差生成一個新的層面(圖4)。從圖4可以看出，漢江、玉帶河、嘉陵江及其支流沿岸的河流階地、低山丘陵地區地形起伏度較小，居民點的分布密度較大，同時也是居民點規模分布的“熱點區”。而在寧強縣的東南部巴山北坡、北部和西南部中、高中山區地形起伏度相對較大，居民點分布密度較小，也是居民點規模分布的“冷點區”。地形起伏度與居民點分布密度、規模呈典型的負相關。

圖4 寧強縣地形起伏度分布

將寧強縣境內嘉陵江、漢江及其支流進行多環緩沖區分析，并與居民點分布圖進行疊加分析(表3)，可以發現，緩沖距離在2 500 m以內時，農村居民點集中分布程度和規模均比較大，占全區的88.49%。隨著距河流距離越遠，農村居民點規模越小，超過4 000 m的區域范圍內，居民點規模僅占全區的3.24%。河流是山區農民生產、生活用水的重要來源，同時，河流階地也是耕作、居住的良好場所，因此沿河分布也是山區農村居民點布局的重要區位特征之一。

表3 河流緩沖區分級居民點面積統計

3.2 農村居民點的分布與社會經濟因子的關系

道路作為人們日常生產生活出行不可或缺的條件之一，它對居民點的分布具有重要的影響意義。將研究區主要道路的多環緩沖區與居民點進行疊合分析(表4)，可以看出：居民點的分布面積與其距離道路的遠近密切相關，總體上隨距離的增大，居民分布面積逐漸減少。緩沖距離低于1 000 m時，居民點集中分布，且規模較大，面積占全區的48.68%；當緩沖距離大于3 000 m時，由于距離道路較遠，對居民點的影響相對較小，居民點面積僅占全區的14.2%。交通通達性是山區居民點布局的重要區位因子之一，其規模與分布遵循距離衰減規律。

表4 不同道路緩沖區內居民點面積統計

城鎮是城鄉融合的交匯點，是地區經濟發展、人口集聚和公共服務的中心，對周邊村莊具有較強的吸引力；工礦區需要大量的勞動力，也是農村居民點聚落形成和蔓延的主要因素之一。將城鎮與工礦區進行多環緩沖分析，并與居民點進行疊合(表5)分析可以發現，距離小于3 000 m時，居民點的分布面積隨著離城鎮和工礦區的距離增大而減小。特別是在距離2 000 m范圍內，由于距城鎮或工礦區較近，與其聯系密切，道路等基礎設施相對便利，居民點的面積占到全區的58.13%；在距離城鎮或者工礦區大于3 000 m以外的區域，由于受到地形地貌、河流、道路等其它條件的影響，也分布著約占全區居民點分布面積26.52%的居民點。山區農村居民點布局受地形、地貌等條件的限制，總體上,以城鎮與工礦區為集聚中心的農村居民點布局規模較小。

表5 不同城鎮與工礦緩沖區內居民點面積統計

4 結論與討論

居民點布局優化是統籌城鄉發展和新農村建設的重要內容，對于改善農村人居環境，提高農民生活質量，實現耕地占補平衡，緩解用地矛盾等具有重要意義。本研究通過GIS空間分析技術與方法，深入分析了寧強縣農村居民點的空間分布格局及其影響因素，對寧強縣農村居民點布局優化提出以下幾點建議：

(1) 集中為主，分散為輔，散中有聚的布局原則。總體來看，寧強縣農村居民點的集聚特征較為明顯，屬于居民點分布的密集區；但單一斑塊面積較小，斑塊數量較大、連片分布的農村居民點所占比重較小。依據本文研究結果，應改變當地規劃滯后、布局混亂、占地超標、浪費嚴重、利用率低等放任自流現狀。堅持走內涵挖潛、節約集約利用土地和保護與改善農村生產生活環境之路，整合優化農村居民點布局和用地規模，將農民由原來所在村莊分散居住向中心村、小集鎮、城鎮或社區集中居住轉變，進一步加快城鄉一體化進程，加快農村勞動力轉移，促進農村工業化、城鎮化，提高農民收入水平和生活水平，進一步減小城鄉差距，促進城鄉和諧發展。

(2) 依據因地制宜原則，寧強縣農村居民點可劃分為積極發展型、內部挖潛型、異地搬遷型。① 積極發展型主要為適合建立中心村的居民點。由于該區受地形因素影響極大，河流階地區、鐵路等交通沿線區域地勢相對較平坦開闊，地形起伏度相對較小，區域經濟條件較好，基礎設施比較齊全，人口規模相對較大，對地方經濟具有一定的帶動作用，該類區域可劃分為積極發展型區域。② 內部挖潛型為具有一定規模，但由于受地理條件和自然資源的影響，既未列入搬遷首選區域，而短期內又難以開展新村建設的區域。如坡度為5°～25°，海拔為1 000～1 800 m，距離河流、道路、城鎮約1 000～3 000 m等區域范圍內，農村居民點分布占據一定比重，可暫緩搬遷和進行新村建設。③ 異地搬遷型主要針對分布于偏遠地區或處于不適宜保留居民點的小規模人口集聚區域，如位于1 800 m以上高海拔區(高山區搬遷型)和坡度大于25°的陡坡區(地質災害區搬遷型)；或距離道路、城鎮3 000 m以外交通不便、自然條件差，生產生活環境惡劣區域(生活無保障搬遷型)。該類區域農村居民點搬遷問題亟待解決，應受到當地政府的高度關注，改變其生產生活方式，加快發展步伐，協調土地利用與生態建設。

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AnalysisofSpatialDistributionofRuralSettlementsandItsInfluentialFactorsinQinbaMountainArea—ACaseStudyofNingqiangCountyinShaanxiProvince

LI Shan-shan1,2, CAO Guang-chao1,2, ZHAO Peng-fei3

(1.CollegeofLifeandGeographicalScience,QinghaiNormalUniversity,Xi′ning810008,China;2.QinghaiProvinceKeyLaboratoryofPhysicalGeographyandEnvironmentalProcess,Xi′ning810008,China; 3.CollegeofUrbanandEnvironmentalScience,NorthwestUniversity,Xi′an710127,China)

This paper, studying on the spatial distribution of different rural settlements, can provide significant reference for immigrant relocation project, integration of rural settlement distribution and intensive utilization of land. Based on the second land survey data and SRTM-DEM, and by using average nearest neighbor index (ANNI), kernel density estimation (KDE), exploratory data analysis (EDA) and ‘hotspot’ analysis, the characteristics of the spatial distribution of rural settlements and its influential factors in terms of natural environment and social economic conditions were studied. The results show that the distribution of rural settlements has an ‘arched and layered’ structure and marks difference of the spatial distribution and scale in Ningqiang County, big plaques are mainly in river terrace and low mountain areas, high density, small plaques and low intensive land use were influenced by the dominant factor—terrain. Rural settlements can be classified into three types by the principles of suiting one′s measures to local conditions: positive development, internal potential tapping and strange land relocation. The study results can provide reference for the construction and development of the small cities and towns.

rural settlements; spatial distribution; influential factors; Ningqiang County

2013-08-08

：2013-10-21

青海省重大科技平臺項目資助(2012-2-Y11)

李姍姍(1988—),女,河南中牟人,碩士研究生,主要從事遙感與地理信息系統應用研究。E-mail:lishan0528@126.com

曹廣超(1971—),男,山東蒼山人,教授,博士生導師,主要從事GIS與地表環境過程研究。E-mail:caoguangchao@ qhnu.edu.cn

F301.24

：A

：1005-3409(2014)03-0186-06