四明山區域農村居民點景觀格局變化及特征研究

邵姝遙，李加林

（寧波大學地理與空間信息技術系，浙江·寧波 315211）

三農問題是關系國計民生的根本性問題，是黨和國家工作的重中之重。近年來，隨著中國社會經濟的發展，人民生活水平的提高，一些農村問題日益凸顯，農村居民點的研究引起各方重視。農村居民點作為農村居民生產和生活的聚落場所，其空間布局是鄉村地理學研究的領域之一[1-2]。當前農村土地利用存在的一個問題就是在農村人口非農化的過程中，農村居民點用地的規模并沒有隨著城市化的發展而減小，反而有增加的勢頭，加之農村居民點周圍常是優質耕地，它對耕地資源減少的威脅顯著[3-5]。黨的十九大報告指出，要堅持農業農村優先發展，加快推進農業農村現代化。因此，研究農村居民點空間格局變化對于理解人類活動與農村土地結構變化之間的關系，分析農村景觀格局的形成與演化機制[6-8]，保護農村自然資源，制定農村建設規劃以及促進土地集約利用具有重要的意義[9]。

四明山區域是浙東地區水源涵養和水土保持的重點區域，鑲嵌其間的農村居民點景觀格局與空間分布是影響自然生態環境的重要因素，農村居民點空間分布及其布局的合理性對促進區域生態環境整體協調發展具有重要意義。文章以景觀生態學方法為主，利用遙感和GIS技術，對四明山區1990-2015年農村居民點空間格局動態變化進行分析，以期為四明山區域生態環境保護提供科學基礎。

1 研究區域概況

四明山區域位于浙江省東南沿海，寧波市西南部，地理位置介于東經120～121、北緯29～圖1）。四明山域研究區范圍包括地屬寧波市海曙區的章水鎮、龍觀鄉、橫街鎮、鄞江鎮，奉化區的溪口鎮；余姚市的梁弄鎮、大嵐鎮、四明山鎮、鹿亭鄉、陸埠鎮、大隱鎮、梨洲街道、蘭江街道；紹興市上虞區的永和鎮、豐惠鎮、丁宅鄉、下管鎮、嶺南鄉、陳溪鄉，嵊州市的下王鎮共20個鄉鎮，研究區域總面積1809.53km2。截至2015年末，四明山區域人口城鎮化率約在45%左右，人均生產總值52048元，三次產業增加值比重為11.8:59.7:28.5。四明山區資源豐富，林地面積925.33km2，森林覆蓋率高達72.1%。區域內河流湖庫密布，是甬江水系的主要發源地。地貌類型多低山丘陵，山脈縱橫，平均海拔700m。氣候微冷濕潤，四季分明，冬夏季風交替明顯，光照充足，雨量充沛，年降水量一般在2000mm以上。

2 研究方法

2.1 數據來源與數據處理

本研究以美國地質調查局官方網站提供的1990、1995、2000、2005、2010、2015年6期空間分辨率30m的Landsat TM /OLI遙感影像為數據基礎，經幾何校正與配準、假彩色合成、圖像拼接、研究區裁剪等預處理步驟，得到四明山區域遙感影像圖。再借助ENVI 5.1和ArcGIS 10.2軟件，采用監督分類及目視解譯方法提取地物信息，經檢驗識別精度達81.6%，滿足研究需要。參照LUCC分類體系和研究區實際情況，將土地利用類型劃分為耕地、林地、草地、水域、農村居民點、城鎮及其他建設用地、未利用地7類（表1）。利用ArcGIS制作了四明山區域1990-2015年6期農村居民點用地分布圖（圖2）。再將6期農村居民點用地矢量圖轉換成GRID格式，運用Fragstats軟件計算農村居民點的景觀格局指數，對四明山區域農村居民點的景觀格局演變特征進行系統研究。

圖1 研究區范圍Fig.1 The study area

表1 四明山區域景觀分類系統Table 1 The classification system of Simingshan

（1）Markov轉移矩陣

景觀類型狀態轉移矩陣是對一固定地理區域在某時間段內，從兩方面直觀表述土地利用類型相互轉化關系的二維表。一是某種土地利用類型向哪些土地利用類型轉變，二是哪些土地利用類型轉變為該土地利用類型[10]。它能比較全面具體的勾畫出四明山區域的農村居民點景觀類型轉移情況，反映人類活動對景觀結構變化的影響，有助于景觀格局動態變化分析[11-12]。Markov轉移矩陣其數學表達形式為：

式中：Sij為研究期初與期末的土地利用狀態，n為土地利用類型數目。

圖2 四明山不同時期農村居民用地空間分布Fig.2 The layout of rural residential area expansion during different periods in Simingshan

（2）景觀格局分析

景觀指數是指能夠高度濃縮景觀格局信息，反映其結構組成和空間配置某方面特征的簡單定義指標[13-14]。本文運用景觀格局分析方法，選取斑塊個數（NP）、斑塊占景觀面積比（PLAND）、平均斑塊面積（MPS）、最大斑塊指數（LPI）、斑塊密度（PD）、平均形狀指數（MSI）、平均斑塊分維度（MPFD）等指標直觀、有效地描述農村居民點的規模、形狀、布局等基本特征及變化規律[15-16]。

（3）土地利用變化區域差異模型

土地利用變化存在著顯著的地區差異，可以用各區域某種土地利用類型相對變化率及各區域土地利用動態度來反映土地利用變化的區域差異[17-18]。某研究區某一特定土地利用類型相對變化率可表示為：

式中：Ka、Kb分別代表某區域某一特定土地利用類型研究期初和研究期末的面積；Ca、Cb分別代表全研究區某一特定土地利用類型研究起初和研究期末的面積。若某區域某土地利用類型的相對變化率R＞1，則表示該區域這種土地利用變化類型變化較全區域大。

3 結果分析

3.1 景觀面積總體變化特征分析

研究區內，林地景觀面積占比最大，其次是耕地和農村居民點（圖3），四明山區域農村居民點景觀格局變化結果顯示（表2）：從耕地景觀來看，1990s以來，耕地面積不斷減少，總減少量達8304.54ha。隨著耕地資源保護力度加大，縮減速度由快變緩，年均減少量由1990-2005的506.69ha降低至 2005-2015年間的70.41ha，耕地流轉速度變緩。從農村居民點景觀來看，研究期間，用地面積雖發生小幅下降，但總體增長明顯，特別是2000-2005年間，年均增長量達654.67ha，與同期耕地面積大幅縮減現象有明顯的負相關關系。受村鎮整治政策影響，1995-2000年期間大量分散農村居民點得到整合，使得總面積減少了131.61ha。

圖3 1990-2015年四明山各種景觀類型占比Fig.3 The proportion of landscape types from 1990 to 2015 in Simingshan

表2 1990-2015年四明山景觀類型面積變化Table 2 The change of rural residential type area in Simingshan from 1990 to 2015

城鎮及其他建設用地面積一直保持增長態勢，先快速后漸變緩，總面積由1990年的858.79ha增長至2015年的5157.50ha，年均增長171.95ha，2000-2005年間年均增長551.97ha，建設用地高速擴展，與同期農村居民點擴張趨勢一致。林地面積先增后減，因占地面積基數極大，整體變化幅度較小。自1995年起，林地面積發生較小幅度的縮減，年均減少量100.23ha，表明四明山區域林地資源保護有力。草地、水域面積小幅度波動增加，而未利用地景觀面積則變化較小。

3.2 農村居民點景觀類型轉移分析

由四明山區域景觀類型轉移矩陣結果可知（表3），各景觀類型之間的轉變呈現多樣性特征，既有單方向轉變，也有多方向的相互轉化。本文主要對農村居民點土地類型轉移進行分析，總體來說，耕地是農村居民點的主要轉化來源，耕地和城鎮及其他建設用地是農村居民點的主要轉移方向。

表3 四明山區域景觀類型面積轉移矩陣Table 3 The transfer matrix of rural residential area of Simingshan

（1）農村居民點轉入特征分析

從整個研究區域的變化區間來看，農村居民點的轉化來源中，耕地轉入的面積達4232.17ha，轉移概率83.07%，林地轉入的面積為815.48ha，轉移概率16.01%。25年內，在所有轉入農村居民點的土地類型中，耕地一直占有較高比例，但轉入面積數量不定，存在波動的情況，具體表現為：1990-1995年，耕地轉入農村居民點的面積為875.08ha；1995-2000年下降至149.41ha，雖然轉移面積大幅減少，但耕地所占的轉移面積概率呈現上升趨勢；2000-2005年，有2913.69ha的耕地轉至農村居民點，是歷史最大轉移量，致使農村居民點規模在這五年中獲得急劇擴張；2005-2010年，僅有19.44ha耕地轉入，但其占所有轉移土地類型總面積的99.91%，幾乎成為農村居民點土地面積增長的所有轉入來源。2010-2015年，耕地轉入面積上升至274.55ha，再次發生較大幅度增長。

（2）農村居民點轉出特征分析

在全區域農村居民點轉出類型中，轉為耕地306.51ha，轉為城鎮及其他建設用地257.77ha，轉為林地72.68ha，轉移概率分別為47.67%、40.09%、11.30%。農村居民點用地類型轉出沒有特別明顯的規律，時期不同，類型和數量各異?？傮w來說，耕地在農村居民點轉出類型中常年保持較高的轉出量，僅在2000-2005年間出現較大幅度下降，與上一個5年相比減少了244.28ha。農村居民點對城鎮及其他建設用地最大轉化發生在2000-2005年間，面積總量達249.80ha。其后轉移量驟降。而居民點轉入林地的面積與前兩者相比，波動較小，特別是2005-2015年間幾乎沒有農村居民點轉移變為林地，一直保持較穩定的狀態。

3.3 農村居民點景觀格局指數

農村居民點景觀類型是人類活動和自然條件相互作用下組成的不同大小、形狀的鑲嵌體[6]。所以它的分布情況會受到多種自然及人文因素影響，農村居民點的規模、形態和分布情況等變化規律能反映出各因素綜合作用的結果（表4）。

表4 四明山區農村居民點分布景觀格局指數動態變化Table 4 Dynamic change of distributing pattern index of rural residential area in Simingshan

（1）農村居民點規模變化

從農村居民點的規模來看，25年來農村居民點斑塊所占景觀面積比例迅速上升，從1990年的1.16%提高到2015年的3.62%，斑塊數量從281塊增加到435塊，平均斑塊面積由7.45ha增加到15.05ha，最大斑塊面積指數由0.03增加大0.34，農村居民點的平均規模呈增加趨勢。這表明，四明山區域農村居民點面積擴張明顯，數量大幅度增加且不斷由分散向聚集演變。一方面在于農村居民點在原有居民點的基礎上不斷擴大；另一方面，隨著經濟發展和農村居民生活水平的提高，新的住房需求也刺激了新的居民點建設，使得居民點規模不斷擴大。

（2）農村居民點形狀變化

從平均形狀指數可以來看，數值從1990年的1.54上升到2015年的1.56，表明研究期間四明山農村居民點的斑塊復雜程度沒有發生較明顯的變化。1990-1995年間小幅度下降約0.1，但總體呈現較穩定的水平，主要在1.55左右浮動。與此同時，四明山區農村居民點的平均斑塊分維數（FRAC-AM）較小，均不超過1.1，主要在1.07和1.08之間上下波動。這是因為農村居民點屬于人工斑塊，受人類行為影響較大，所以農村居民點形狀近似于方形，一直以來保持較為完整和規則的狀態，有一定的穩定性。說明農村居民點的規模在不斷擴張的過程中，有著較好的規劃引導和控制，沒有呈現無序蔓延的態勢。

（3）農村居民點分布變化

通過斑塊的分布特征和斑塊密度分析，可得知斑塊在空間分布上的集散趨勢，以此探究其背后蘊藏的自然或人為影響因素。四明山區域農村居民點的斑塊密度歷經增減后又有所回升。斑塊密度從1990年的0.16增加至1995年的0.25，在2000年又降至0.21，之后15年保持增長態勢，最終在2015年增長到0.24。通過25年來農村居民點分布動態變化，可以看出農村居民點景觀的聚集程度不斷提高。這是因為在節地政策的正確引導下，村民由分散居住向集中居住發展轉變，區域內農村居民點布局也更加密集，居民點土地利用效益大大提高。

3.4 農村居民點變化區域差異

農村居民點在不同時期不同區域內的變化存在差異，通過對土地利用相對變化率的計算，得到不同村鎮的農村居民點較之整個區域的變化結果（圖4）。

圖4 四明山區域各鄉鎮農村居民點相對變化率Fig. 4 The rate of relative change of Simingshan

1990-1995年，農村居民點變化比較明顯的鄉鎮是橫街鎮、龍觀鄉、鄞江鎮，相對變化率分別達到了1.64、1.81、2.61；嶺南鄉、溪口鎮和章水鎮的變化率數值也均大于1。這主要是因為橫街鎮、龍觀鄉、鄞江鎮、章水鎮位于四明山區域東部，地形主要是山區、半山區和平原的混合帶，靠近寧波城區，交通便利。溪口鎮位于寧波市奉化區，是目前浙江省行政區域面積最大的建制鎮，作為首批國家重點風景名勝區，較早取得區域發展優勢。這些鄉鎮由于發展較早，現今農村居民點分布相對密集，且城鎮化水平較高。

1995-2000年，農村居民點景觀格局變化的區域差異度不明顯，基本上各鄉鎮的相對變化率都比較相近，基本上都是呈現減少的情況，嶺南鄉的農村居民點在這5年內減少的幅度較大。

2000-2005年，相對變化率較大的有嶺南鄉1.71，鄞江鎮1.88，大嵐鎮2.60，龍觀鄉3.03，尤其是章水鎮達到了4.46。嶺南鄉位于紹興市上虞區，屬于低山丘陵地帶，森林覆蓋率高；大嵐鎮位于四明山腹地，是姚江、曹娥江、奉化江三大水系的發源地之一；而章水鎮地屬寧波市海曙區，是連通鄞西平原與四明山腹地的樞紐地區。這三個鄉鎮自2000年起便開始大力開發旅游產業，同時帶動農家樂產業，從而使得農村居民的收入得到了增長。隨著旅游產業開發的成熟，需求也隨之增高，農村居民點的規模不斷擴充。

20005-2015年，這10年間農村居民點相對變化率較為穩定，各鄉鎮相對變化率數值也比較接近。2010-2015年，與全區域相比，變化比較明顯的有蘭江街道、下王鎮和永和鎮。蘭江街道和永和鎮位于四明山區域的北部，分屬余姚市和紹興市上虞區，兩地毗鄰，地理位置優越，交通十分便捷。兩地的個體、私營經濟發達，工業化程度高，鄉鎮范圍內的中小型企業星羅棋布，經濟的發展吸引大量人口、資金、產業等生產要素的聚集。在一定區域范圍內不斷產生的新增人口必然會刺激住房需求，從而導致農村居民點的擴張。

3.5 農村居民點景觀格局的影響因素分析

通過景觀格局面積轉移矩陣、景觀格局指數和不同區域相對變化率等方法對四明山區域的農村居民點景觀格局特征進行分析，可以看出，農村居民點景觀格局與區域自然、人文條件之間存在著密切聯系，其影響因素主要包括以下幾點：

（1）區域經濟發展和鄉鎮工業發展

四明山區域地處寧波市，民營經濟發展程度很高，中小型企業密布。隨著經濟快速發展，人口、產業、資金等生產要素的也迅速在此集聚。區域內增長的人口刺激了更多的住房建設需求，從而推動農村居民點數量和規模的擴張。

（2）旅游經濟的興起和興盛

四明山區域以其自然風光，以運動休閑度假、農家特色體驗等為主題的特色旅游產業快速發展，2015年四明山區域的旅客接待量達到了1073萬人次，有力地推動了區域經濟的發展。與此同時，為了應對提升的旅客需求，農村居民點的建設得到開發，基礎設施和公共服務質量也不斷得到升級。

（3）居民人均收入和生活水平

據統計2015年四明山區域農民人均可支配收入達到16988元，增速明顯高于寧波市水平。伴隨社會經濟的發展，人民對生活質量的要求也逐漸增多，期望擁有更好的居住條件，農民收入的增長使得農民擁有蓋房的經濟基礎，于是大大刺激和推動了農村蓋房的熱潮。

4 結論

因地制宜對美麗鄉村建設和人民居住環境進行合理規劃與開發，引導農村居民點朝著集約化的方向發展，對于顯示村鎮特色、提高城鎮化水平、推動城鄉一體化進程有十分重要的意義。本研究利用景觀生態學相關方法，通過對四明山農村居民點景觀格局演變及特征分析，得到以下結論：

（1）1990-2015年間，四明山區農村居民點用地面積總體呈增長趨勢，共增加了4451.84ha，年均擴展178.07ha。其中，2000-2005年擴展速度最快，而比較特殊的是1995-2000年，農村居民點總面積減少了137.61ha。

（2）耕地是農村居民點的主要轉化來源，耕地和城鎮及其他建設用地是農村居民點的主要轉移方向。25年內，耕地轉入農村居民點的面積達4232.17ha，轉移概率83.07%。農村居民點轉為耕地306.51ha，轉為城鎮及其他建設用地257.77ha，轉為林地72.68ha，轉移概率分別為47.67%、40.09%、11.30%。

（3）四明山村鎮整體建設受到較好的規劃和控制，農村居民點景觀格局速度適宜變化有序。25年來四明山區農村居民點用地面積、平均斑塊面積、最大面積指數、斑塊密度等呈增加趨勢，平均形狀指數和分維數基本保持不變。區域內農村居民點斑塊規模不斷擴大，空間布局趨向集中和密集，而斑塊形狀一直較規則，沒有出現明顯的無序蔓延。

（4）四明山區域農村居民點演變有明顯的區域差異。通過農村居民點相對變化率的區域分異可知，1990-2005年，農村居民點用地的變化主要集中在四明山區域的東部地區；2005-2015年，大部分東部地區已達到較高的城鎮化水平，農村居民點用地變化的活躍地帶逐漸轉移至四明山區域的西北部地區。

（5）區域經濟和鄉鎮工業發展、旅游經濟的興起和興盛、居民人均收入和生活水平等因素是影響農村居民點空間布局變化的主要原因。經濟快速發展吸引人口、產業、資金要素的迅速集聚，刺激了新的住房建設需求，加上特色旅游產業的推動、人均收入和生活水平的提高、基礎設施和公共服務質量的升級，使得農村居民點數量和規模不斷擴張，并趨于集中。

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