基于GIS的山西省傳統村落空間分布特征研究

董艷平，劉樹鵬

(太原理工大學 建筑與土木工程學院，太原 030024)

2012年12月，國家住房和城鄉建設部、文化部、財政部聯合發出《關于加強傳統村落保護發展工作的指導意見》，文中將習慣稱謂“古村落”正式命名為“傳統村落”，指代“擁有物質形態和非物質形態文化遺產，具有較高的歷史、文化、科學、藝術、社會、經濟價值的村落”。隨著城市化進程的推進，中國的鄉村正在加速消亡，傳統村落豐富的歷史文化、科學藝術及社會經濟等價值也將隨之消失。如何保護傳統村落，使之可持續發展成為當下研究者面臨的重要課題。

國內學者對山西省傳統村落的空間形態等方向的研究極少，有山西本土的學者關注到山西省傳統村落的空間形態、分布特征等地理學方向的研究。辛亞等[1]利用GIS平臺對山西眾多村落的數量結構和空間結構以及與中心城市之間的距離進行了分析；王興華等[2]運用GeoDa空間分析軟件和空間自相關研究方法對山西省國家級傳統村落在縣域層面的分布規律及空間自相關性進行了研究；肖慧等[3]則分析了山西古村落的分類、村落文化及建筑形態特征；田毅等[4]認為山西省傳統村鎮的分布受到地形、經濟發展狀況、人口分布格局、交通條件以及歷史文化因素的影響。地理信息系統(GIS)的空間分析和可視化功能可以實現空間信息和屬性信息的集成并建立二者之間的聯系，對傳統村落在大尺度空間范圍的研究將大有幫助。因此，本文在前人研究成果基礎上，運用GIS技術從山西省的地形地貌、河流、古代交通驛道、農民收入以及邊防文化等影響因素對山西省國家級和省級傳統村落的空間分布進行研究，以期作為有益補充，為山西省傳統村落的保護與可持續發展提供參考與依據。

1 數據來源與研究方法

2012年國家四部委聯合部署全國傳統村落調查工作，隨后山西省住建廳等四部門也聯合開展全省傳統村落的調查工作。截止到2014年底，評選命名了3批共計2 555個國家級傳統村落，其中山西省有129處被納入國家級傳統村落；另山西省也分6批評選命名了239處省級傳統村落。獲得傳統村落稱號的所有村莊中，同時擁有國家級傳統村落與省級傳統村落稱號的共有112處。在統計傳統村落總數量時，擁有國家級和省級稱號的村落只記做1處，因此山西省經國家和省級評選命名的傳統村落共有256處。

本文以山西省國家級和省級傳統村落256處作為研究對象，運用ArcGIS10.0軟件，通過谷歌地圖及百度地圖校對地理坐標，按照點狀要素形式標記在一張配準好地理坐標的山西省行政地圖上，建立傳統村落空間屬性數據庫，并進行空間統計分析及可視化處理。采用ArcGIS10.0空間分析方法中的核密度估算法、緩沖區分析、疊置分析等工具，對山西省傳統村落的空間結構和距河流、驛道、古長城的距離等特征進行分析研究。

2 山西傳統村落空間分布

2.1 市域分布特征

山西省有11個地級行政區劃，平均每個地級行政區劃有23.27個傳統村落。其中5個地級行政區劃(晉城、晉中、呂梁、長治、忻州)的傳統村落數量超過全省平均值，占到全省傳統村落的77.3%，其余6個地級行政區劃的傳統村落數量只占到22.7%.山西省的傳統村落分布極不均衡，呈現出較強的集聚性，詳細的分布圖如圖1。

圖1 山西省傳統村落市域范圍數量分布Fig.1 Quantity distribution of traditional villages in urban area in Shanxi Province

2.2 空間分布集聚

為直觀反映山西省傳統村落的空間分布規律，利用ArcGIS10.0的空間分析中的核密度估計法分析山西省傳統村落的空間分布規律。核密度估計法是假設地理事件可以發生在空間的任一地點，但是在不同的位置上發生的概率不同。點密集的區域事件發生的概率高，點稀疏的地方事件發生的概率就低。核密度估計法的計算公式如下：

圖2 山西省傳統村落核密度圖Fig.2 The Nuclear density of traditional villages in Shanxi Province

山西有其獨特的自然地理特征，地處太行山之西，位于黃河以東，故而得名“山西”、“河東”。四周有高山、大河的阻隔，自古被稱為“表里山河，四塞之區”[6]。

山西為黃土廣泛覆蓋的山地型高原，是中國黃土高原的組成部分。山西省山脈眾多，多以南北走向為主，諸如呂梁山、太行山、太岳山、恒山、五臺山、中條山等，地貌類型復雜多樣，省境東部和西部為山地丘陵，中部為斷陷盆地[7]。一系列的自北向南的斷陷盆地分別是大同盆地、忻定盆地、太原盆地、臨汾盆地及運城盆地。這些盆地由于自然條件較為優越，土地肥沃，自古以來就是人類居住和生活的首選之地，逐漸成為山西境內的多個經濟中心；山河相間的地形地貌不僅是山西人生存生活的物資來源、天然的屏障，又使得盆地成為山西城鎮村落分布較為稠密的地區。

由圖2可以看出，山西傳統村落聚集的主要區域為5個片區，沿黃河、汾河、太行山三線，結合自北向南的數個盆地，而且傳統村落的分布從北向南逐漸增多，在晉東南地區達到最高。

第一片區是晉城市所轄區域，其中高平市、澤州縣、沁水縣、陽城縣、陵川縣構成了山西省傳統村落聚集程度最高的地區；第二個片區是沿汾河流域以晉中地區及呂梁東部縣市為主的區域，尤以靈石縣、平遙縣、孝義市三縣市的傳統村落數量最為集中；第三個片區是呂梁地區沿黃河沿線的臨縣、柳林縣兩縣為主的區域；第四個片區是陽泉市及晉中的昔陽縣為主的區域；第五片區是臨汾市的襄汾縣及運城市的稷山縣為主的區域；其他地區則分布數量相對較少或分散，聚集程度差。

3 山西傳統村落分布影響因素分析

緩沖區分析法是一種地理空間分析方法，著重于分析平面坐標體系下點、線、面等目標緩沖區的生產和應用[8]。基于線要素的緩沖區，是以線要素為中心軸線，向外距中心軸線一定距離作平行線，建立一定寬度的多邊形，即形成緩沖區。其數學表達式為：

Bi={x∶d(xi,Oi)≤R} .

即空間目標對象Oi的緩沖半徑為R的緩沖區，為距離對象小于或等于R的全部點的集合[9]。

從宏觀角度來看，傳統村落在省級行政地圖上可以抽象為點狀地理事物，而河流、古驛道及古長城屬于線狀地理事物。利用ArcGIS10.0軟件提供的緩沖區分析工具，以河流、古驛道、古長城建立線狀圖層，創建多環緩沖區。再利用ARCGIS10.0自帶的疊加分析工具，將傳統村落空間分布圖與多環緩沖區圖層進行疊加，這樣就可以得到在不同半徑的緩沖區范圍內傳統村落的分布情況及具體數量。這里需要指出的是，緩沖區分析法中沒有考慮交通路網可達性的影響。

3.1 傳統村落與河流

山西境內一系列自北向南的斷陷盆地將山西分為東西兩部分，山西境內東部的恒山、五臺山、太行山、中條山和西部的管涔山、呂梁山是山西的主要山脈，為省境內各河的源頭。流域面積大于4 000 km2，長度在150 km以上的河流有8條，其中，汾河、沁河、涑水河、三川河、昕水河屬黃河水系，桑干河、滹沱河和漳河屬海河水系[8]21。

歷史上山西省境內的重要城鎮均沿河流選址建設，自然連接城鎮的交通驛道也是沿河設置。從山西省的地勢圖中可以得出大城市大多分布于較大河流一側，而規模較小的城鎮則大多選址于支流之旁。

利用ArcGIS10.0將山西省境內主要的8條河流及黃河與傳統村落地理位置進行疊加，做緩沖區分析，可得到圖3及以下相關數據：在距離河流5 000 m范圍以內，有78個傳統村落，5 000～10 000 m范圍內有傳統村落40個，占到傳統村落總數量的46%.

圖3 山西省傳統村落與主要河流的分布圖Fig.3 The distribution map of traditional villages and major rivers in Shanxi Province

水源作為人類聚落選址的一個非常重要的考慮因素，主要有以下幾個方面的原因：第一，聚落選址靠近河流，方便取水，利于村民的生產生活；第二，沿河谷形成的平地、臺地易于建設房屋，可逐漸形成村落[10]；第三，在生產力尚不發達的古代，水運是重要的交通方式之一，考慮到交通因素，河流沿岸必然成為村落首選之地。黃河、汾河和沁河是山西省境內自西向東的3條河流，是山西與外界溝通的重要通衢。所以，相較于其他東西向河流兩岸黃河流域、汾河流域、沁河流域分布著較多的傳統村落，符合人類擇水而居的規律。

3.2 傳統村落與社會經濟

山西省2013年城鎮化率為52.56%.29個傳統村落位于高于山西省城鎮化率水平的地區(呂梁市、孝義市、晉中市、介休市、陽泉市、長治市、潞城市、霍州市)，占比11.3%；227個傳統村落位于低于山西省城鎮化率水平的地區，占到88.7%.

將2013年全省各縣市的平均每人全年可支配收入數值通過ArcGIS10.0的可視化處理，得到全省各縣市的人均可支配收入分布圖(圖4)，顏色越深代表數值越大。2013年山西省平均每人全年可支配收入為15 119.72元，其中84個傳統村落所在地的城鄉居民可支配收入高于全省平均水平，占比32.8%，172個傳統村落所在地的城鄉居民可支配收入低于全省平均水平，占比67.2%.

圖4 山西省各縣市2013年人均可支配收入分布圖Fig.4 The distribution map of per capita disposable income in counties and cities of Shanxi province in 2013

從以上數據可以看出，各縣市經濟水平與傳統村落數量的分布呈現較弱的相關性的趨勢，呈現出多數傳統村落偏離于經濟發達的中心地區的空間分布特質。在經濟狀況較差地區及城鎮化率水平相對較低的地區傳統村落分布較多，經濟狀況良好以及城鎮化率水平加速的地區傳統村落數量開始減少。在城鎮化快速推進的今天，經濟因素對于傳統村落的留存與保護是非常重要的，經濟實力的不同導致在村落建設及住宅建設上表現出完全不一樣的形態，經濟富足村落的居民在滿足基本生活需求的同時，必然會對建筑、院落作出適當的改善，經濟實力窘迫的居民沒有這個基礎，大多維持現狀就已是能力極限了。正是由于相對較低的城鎮化率水平和較低的經濟水平才得以使得傳統村落保留下來，免于改造、破壞的厄運，當然相對較差的經濟狀況給傳統村落的保護與發展也帶來不小的困難。

3.3 傳統村落與交通驛道

在歷史發展過程中，道路多是在一定的地形地貌的基礎上形成及發展的，并成為村、鎮、城市之間人流、物流和信息流溝通的物質載體。其中對外交通是村落城鎮形成、發展的重要條件，發揮對外交通作用的道路在人類發展的歷史上起著不可忽視的作用。在中國歷史上，發揮對外交通作用的道路主要是交通驛道，包括陸路交通與水路交通，對村落的選址及其格局影響深遠。

山西境內山脈多以南北向為主，由于自然條件的限制，山西境內道路主要沿河流分布，呈現出以南北向為主的特點。

在明清時期，山西成為溝通西部地區的重要節點，東西向的道路交通隨之大發展，以增強國家層面的東西向聯系。在此期間，山西境內道路交通充分發展，基本形成了山西現在的道路格局。所以本文在分析傳統村落與交通道路的相關性時選用的是明清時期山西的驛鋪路系統。

明代前期，山西境內共分布有6條驛路：1) 太原府至澤州的東南驛路；2) 太原府至平陽府、蒲州的南向驛路；3) 太原府至平定州東出太行山的東向驛路；4) 太原府至大同府的北向驛路；5) 太原府至平型關通紫荊關的東北向驛路；6) 太原府通岢嵐州的西北向驛路。這六條以省治太原府為中心的驛道是山西境內的主干道路，構成明代山西驛路的基本格局[11]。

因在明代前期，定都于南京，太原至澤州的東南驛道以及太原至大同的北向驛路，成為當時山西境內的主干驛路，而南向驛路與東向驛路則處于次要地位，在山西境內呈現出以南北向驛路為主的交通格局。

隨著國家行政中心的北移，山西境內的東南向驛道退居次要地位，隨之東向驛路重要性上升；山西北部地區的交通也轉為沿境內的外長城與內長城一側東西向驛道為主，因有內外長城的緣故，主要是軍事交通路線。

由于山西地形地貌所限，省境內主要交通驛道大多不會發生大的變化。在清代，主要是對明代驛路的繼承，驛路的走向布局基本沒有發生大的變化。但由于清代的政治軍事形勢發生了巨大的變化，內外長城的邊防功能逐漸下降，山西在北京與西北地區溝通中的作用日益凸顯，由此境內的交通驛路格局轉變為東西向與南北向并重[11]，東西向驛道升級為國家級交通路線，南北向驛道則下降為省境內的重要交通線路。

將張憲功[11]復原的明清時期山西驛鋪路與傳統村落的地理位置疊加，通過ArcGIS10.0做緩沖區分析，可以分析得出圖5及以下數據：距離道路2 000 m范圍內分布有96個傳統村落，2 000～5 000 m范圍內分布有41個傳統村落，合計137個，占傳統村落總數的53.5%.從圖5中可以看出傳統村落聚集程度最高的兩個地區：一是太原府至澤州的東南向驛路，二是太原府至平陽府、蒲州的南向驛路。

從以上數據可以看出，一方面明清時期形成的驛鋪路系統是由于山西山河相間的地形地貌所限，大多沿河流溝谷分布，驛站、急遞鋪大多依托原有村莊設置；另一方面，隨著商品經濟的發展，山西古驛道、驛站等的設置也帶來了傳統村落的繁衍與數量的增長，并且在交通樞紐之處，出現了規模較大的鄉村聚落。

圖5 山西省明清時期驛鋪路與傳統村落的分布圖Fig.5 The distribution map of yi pu road and traditional villages in Ming and Qing Dynasties of Shanxi Province

3.4 傳統村落與長城邊防

山西由于其相對封閉的地形環境，東有太行山脈阻隔，易守難攻，西有黃河呂梁山脈等天險可用；又因地理位置特別，處于中原地區與西部、北部少數民族攻防的關鍵之處，所以山西在中國歷代的軍事戰略地位很高，從戰國起，各朝各代都在山西境內修筑長城。

山西境內現存的長城遺址主要以明長城為主，分為外長城和內長城。外長城約450 km，由河北懷安縣到雁北的天鎮縣，一直向西，經陽高、新榮區、左云到偏關，直達黃河東岸；內長城長約400 km，由河北省淶源縣到靈丘縣，經繁峙、渾源到朔州朔城區，直到偏關白羊嶺(古稱丫角山)與外長城會合。另外還有沿黃河修筑的從偏關老牛灣到河曲縣石梯子的長城[7]。

明代在山西北部沿長城一線設置了大量的軍事機構，形成了“衛、所、堡、寨”的軍事防御體系，軍政信息可以沿長城傳遞，極大地加強了中央與地方之間的溝通。隨著明代后期蒙古部族的侵擾加劇，加強了防御設施的建設，不僅是東西向的橫向防御體系，更是增加了南北向的縱深防御[11]。

將山西現存的明代長城與傳統村落的地理位置疊加分析，可以得出在山西內外長城兩線之側分布有多個傳統村落。長城遺址主要分布區域大同、朔州、忻州，此三地的傳統村落數量僅為53處，占全省傳統村落總量的20.7%.雖然傳統村落數量極少，但從圖6中看出山西北部的傳統村落的分布規律是沿內外長城兩線為軸，關隘為節點的線狀分布，二者之間的關系極為密切。

圖6 山西省現存明代長城與傳統村落的分布圖Fig.6 The distribution map of the Great Wall and traditional villages in Ming Dynasty in Shanxi

4 結論與思考

本文應運GIS的空間分析方法，分析了山西省國家級和省級傳統村落的市域數量分布、空間集聚程度，以及山西傳統村落類型及空間分布形態與自然地理環境、交通驛道、經濟發展及歷史文化等因素的關聯性，得出：

1) 山西省傳統村落在地形地貌的影響之下呈現出區域聚集度很高的特征，形成5大片區，即晉東南片區，其中高平市、澤州縣、沁水縣、陽城縣、陵川縣聚集程度最高的地區；晉中片區，尤以靈石縣、平遙縣、孝義市三縣市的傳統村落數量最為集中；呂梁地區沿黃河沿線片區；陽泉市及晉中的昔陽縣為主的區域以及晉南片區；其他地區則分布數量相對較少或分散，聚集程度差。

2) 山西省傳統村落的地域特征非常明顯。晉東南一直是山西對外的南大門，聯通中原腹地與山西其他各盆地，形成以商貿為主要特色的傳統村落形態；晉中地區自古就是山西聯通南北的核心地帶，是國家級和省境內的主要交通要道，水土相較其他區域更為肥沃，因此形成以晉商文化及農耕文明為代表的傳統聚落；晉西北地區在明朝時期建設大量的軍事機構，形成獨特的沿長城線狀分布的軍事型堡寨聚落；陽泉地區與呂梁沿黃河沿線主要是與以外交通為主因，呈現出商貿型聚落形態的特征。

3) 傳統村落聚集度高的區域，經濟發展水平相較其他地區要低，自身沒有足夠的經濟實力，難以對傳統村落進行必要的保護與改善。

山西省擁有數量眾多且反映農耕文化、軍事文化、晉商文化等特色鮮明的傳統村落，在中國傳統村落體系中，占有非常重要的一席之地，具有特殊的歷史意義和整體保護價值。目前山西省傳統村落的保護與發展面臨著諸多的困難和問題，例如空間格局、歷史環境遭到破壞，村落基礎設施和公共服務設施陳舊老化甚至是缺乏，勞動力外流，村莊空心化嚴重，保護與發展的資金缺口非常大。另外需要關注的一點是：目前傳統村落的保護主要是以單個村落為保護單位的模式，忽略區域范圍內村落特色同質化嚴重的問題，極易造成因為特色明顯而導致特色喪失的發展窘境。面對山西龐大數量的古村落，如何將山西眾多的古村落作為一個整體進行研究保護與發展，強調區域整體性的同時也要強化區域之間的差異性是下一階段的重點研究方向。