鄉村振興戰略下農村居民點空間分布特征

李靜幀 陳國建

[摘要]以四川省達州市達川區麻柳鎮為研究對象，采用平均最臨近指數、核密度估計和景觀格局方法研究農村居民點的空間分布特征，結果表明，麻柳鎮農村居民點是聚集的空間分布模式，整體上呈現“東疏南密”的分布特征，在自然環境因子上農村居民點主要分布在海拔400m范圍內，距河流300m范圍內，坡度上主要分布在5°～15°范圍內，地勢起伏度上主要分布在0m～15m范圍內，規模大、聚集程度高。居民點稀疏區農村居民點越來越破碎，形狀越不規則。

[關鍵詞]鄉村振興;農村居民點;核密度;景觀格局

[中圖分類號]F301.24[文獻標識碼]A

隨著工業化和城市化的不斷推進，農村地區發展不平衡、不充分的問題越來越顯著，且受到國家重視，黨的十九大報告中提出了鄉村振興戰略，致力于建設“產業興旺、生態宜居、鄉風文明、治理有效、生活富裕”的現代化農村，農村居民點是農村人口居住與活動的主要形態和場所，是農村經濟和社會的主要景觀之一，分析其用地結構和空間分布特征對于提升農村居民居住品質、合理利用土地資源具有重要意義。作為人地關系的表現核心，農村居民點也是一種空間系統，我國的農村居民點空間分布往往呈較強的隨機性、紊亂性。這種現象不僅造成了農村土地資源的嚴重浪費，還在一定程度上影響農村城鎮化進程，甚至會阻礙新農村建設和城鄉統籌發展。學界關于農村居民點的研究內容主要是農村居民點的空間格局演變、空間分布特征及其影響因素以及對其空間布局的優化等方面，研究方法方法多樣，已有分形理論、基礎景觀指數、RS和GIS的空間分析技術等，研究尺度主要以市、縣為單位，以鎮為研究區域的研究較少。基于此本文以四川省達州市達川區麻柳鎮為研究對象，采用平均最臨近指數、核密度估計和景觀格局方法研究農村居民點的空間整體分布特征，并選取與居民點相關的自然環境因子作為影響因子，在景觀尺度上對農村居民點的空間分布特征進行分析。以期為麻柳鎮優化農村居民點空間分布，建設美麗鄉村以供參考。

1 研究區概況與數據來源

1.1 研究區概況

麻柳鎮位于四川省達州市達川區東南部，其地理位置為E107°34′20″～107°45′25″，N30°48′51″～31°07′16″，屬亞熱帶季風性濕熱氣候年平均氣溫17.3℃，年均降雨量在1192.5mm以上，海拔在345m～845m。其地勢總體呈東部邊緣、北部邊緣和中部偏東高，西部和南部偏低緩，以丘陵地形為主。全鎮轄24個行政村，2個社區，217個村小組。轄區幅員面積49.4km2，現有耕地面積14.29km2。全鎮總人口55700人，其中常住人口3萬余人

1.2 數據來源及數據處理

本研究所用航拍影像、外業實地調繪的數據、1：10000地形圖均來源于2016年四川省農村承包地確權所采集。利用ArcGIS10.2軟件，結合航片影像和外業實際調查數據提取農村居民點，生成農村居民點分布專題圖;同時提取河流分布數據，分別保存為shapefile格式;利用1：10000地形圖建立數字高程模型（DEM），通過Spatial analyst模塊生成坡度圖層和地勢起伏度圖層。

1.3 研究方法

1.3.1 平均最臨近指數。主要用來判斷農村居民點空間布局屬于集聚模式還是隨機分布，計算公式如下：

式中：DO為各居民點斑塊與其最近鄰點之間距離的平均值;Dr為假設隨機模式下農村居民點斑塊的期望平均距離;N為農村居民點斑塊總數;A為研究區面積。若ANN指數小于1，表明農村居民點空間布局為聚集模式;反之，則為隨機模式。

1.3.2 核密度估計。主要用于分析和檢驗農村居民點在其周圍領域分布的密度大小，是一種統計非參數密度估計的方法。計算公式如下：

式中：f（x，y）是指位置（x，y）的核密度值;n為農村居民點斑塊數量;h為帶寬;L為核函數;dj為（x，y）位置距第j個觀測位置的距離。該值越高，表明農村居民點空間分布密度越大，反之則越小。

1.3.3 景觀格局指數法。景觀格局指數是景觀生態學中一系列量化指標，能夠高度濃縮景觀格局信息，反映其結構組成和空間配置等特征。Fragstata軟件景觀指數分類體系主要是針對柵格數據進行運算，計算得到的景觀指數往往隱含一定的生態意義。結合研究目的和借鑒前人研究方法，本文選取斑塊面積（CA）、斑塊個數（NP）、斑塊密度（PD）、景觀形態指數（LSI）、斑塊分維數（FRAC）、最大斑塊指數（LPI）、面積加權的平均斑塊分形指數（AWMPFD）、和聚集指數（AI）8個指數。

2 農村居民點空間分布特征

2.1 居民點分布模式

利用平均最鄰近指數（ANN）判別農村居民點的分布類型，可以發現，麻柳鎮農村居民點空間分布的平均最鄰近指數為0.58，小于1，屬于聚集分布模式;且校驗值Z為-59.29，小于-2.58，隨機產生此聚集模式的可能性小于1%

2.2 居民點核密度分析

利用核密度密度分析方法制成麻柳鎮農村居民點的密度分異圖（見圖1），在Kernel Density中，搜素半徑是一個主要的參數，本文通過多次實驗選擇搜索半徑為750m，能使麻柳鎮農村居民點密度分異圖達到較好的效果。核密度分析結果顯示，麻柳鎮農村居民點的核密度在0～346.93點/km2，使用自然斷點法把居民點密度圖劃分為五個評價單元，分別為：低密度區（0～46.26點/km2），中低密度區（46.26～100.68點/km2），中密度區（100.68～156.46點/km2），中高密度區（156.46～235.37點/km2），高密度區（235.37～346.93點/km2）。可以發現麻柳鎮農村居民點整體呈現“東疏南密”的空間分布格局，其中中南部地區農村居民點非常密集，然后向東西兩側呈階梯狀稀疏化分布，且東南部分布獨立的中次密度中心。

其中，高密度區主要分布在麻柳鎮北部的碾盤灣村和地藏寺村，這些區域位于202省道沿線交通便利，居民點分布密集;南部中高密度區環繞在高密度區外圍主要以202省道為主向南衍生，大部分分布在南部的爛泥湖村、沙河村、新安寨村、雙堰塘村和中部萬寶寨村部分區域，西部劉家壩村和任家廟村也有大面積分布，東部中高密度區主要分布在桶里廟村和蓮花榜村;中密度、中低密度區和低密度區主要分布在麻柳鎮西部邊緣和東北部，麻柳鎮東北部主要以地山丘陵為主，受土地資源和地形限制農村居民點分布較為分散，低于中部的河流階地區，西部邊緣地帶地勢相對平坦，耕作半徑較大，使得農村居民點分布稀疏。

3 基于景觀格局的農村居民點空間特征分析

運用Arcgis10.2和Fragstats軟件測算麻柳鎮25個村5個景觀格局指數，如表1所示。

由表1得知，麻柳鎮場鎮、任家廟村和松樹堡村斑塊總面積（CA）最大，碾盤灣村、地藏寺村和新安寨村斑塊數目（NP）最多，麻柳鎮場鎮斑塊數目最少，因為麻柳場鎮是麻柳鎮的行政中心，居民點密集在目視解譯過程中，將團狀聚集的居民點視為一個斑塊矢量所致。地藏寺村、碾盤灣村和四方碑村斑塊密度（PD）最高，麻柳場鎮和松樹堡村最低，說明地藏寺村、碾盤灣村和四方碑村景觀破碎度高，麻柳鎮場鎮和松樹堡村景觀破碎度低，破碎度低表明景觀空間分布形態穩定，麻柳鎮場鎮和松樹堡村農村居民點空間呈連片分布。碾盤灣村、地藏寺村和新安寨村景觀形態指數（LSI）最大，麻柳鎮場鎮最小，表明碾盤灣村、地藏寺村和新安寨村的農村居民點形狀復雜，受人類活動干擾大，麻柳鎮場鎮農村居民點形狀較規則。麻柳鎮場鎮和西興寺村斑塊分維數（FRAC）最趨近于1，說明這兩個村居民點形狀較規則。

麻柳鎮農村居民點景觀指數結果從景觀學角度說明，除地藏寺村、碾盤灣村和四方碑村景觀破碎度較高外，其他村莊農村居民點破碎度較低，說明麻柳鎮農村居民點空間分布較穩定，受人類活動干擾較少;居民點形狀除麻柳鎮場鎮景觀較規則外，其他村莊農村居民點形狀較復雜。

4 農村居民點在自然環境因子上的空間分布特征

自然環境是農村居民點形成和發展的的基礎，而地形、地貌是影響和制約川東平行嶺谷區農村居民點分布的關鍵因素。河流的發育和走向不僅影響人們的生產生活，也影響著人口的分布和居民點的布局。所以本文選取海拔、坡度、地勢起伏度和河流4個自然環境因子，使用ArcGIS10.2軟件對這4類數據進行預處理，之后將它們與麻柳鎮農村居民點面數據進行疊加，并選取斑塊面積（CA）、斑塊個數（NP）、斑塊密度（PD）、最大斑塊指數（LPI）、面積加權的平均斑塊分形指數（AWMPFD）、和聚集指數（AI）6個景觀指數，利用Fragstates4.2軟件計算不同分類級別的景觀指數，計算結果如表2所示。

4.1 居民點在海拔上的空間分布

隨著海拔的升高居民點面積和斑塊個數減少，而斑塊密度（PD）隨著海拔的升高先增加后減少，最大斑塊指數（LPI）和面積加權平均斑塊分形指數（AWMPFD）在海拔500～600m達到極值，說明分布在該級海拔的農村居民點形狀比其他海拔的居民點形狀更加不規則，邊界更加曲折。大于600m海拔范圍中聚集指數（AI）值最大，斑塊個數最少，說明該級海拔農村居民點少且集中分布。海拔400m以內的農村居民點斑塊個數最多但斑塊密度（PD）值最小，且聚集指數（AI）較大，說明該級海拔的農村居民點數量多，斑塊規模大且分布密集，這是因為淺丘地區耕地面積大，具有較高的人口承載能力，交通、電力、學校等基礎公共設施較好，有利于居民的居住和出行。

4.2 居民點在坡度上的空間分布

斑塊面積和斑塊個數隨著坡度的增大先增加后減小，在5°～15°達到最大值，斑塊密度（PD）在坡度大于25°范圍內最大，最大斑塊指數（LPI）和聚集指數（AI）在該范圍內達到極值，說明該坡度范圍內的居民點分布零散，且形狀不規則。可見麻柳鎮農村居民點在坡度的配置上是合理的。山區是泥石流，山洪等自然災害易發地區，居民在選址時需要綜合考慮避險、防洪、排水等因子，加之15°以上的坡度區域耕地瑣碎，交通不便，不利于房屋的建造，所以居民點主要分布在平地和緩坡區。

4.3 居民點在地勢起伏度上的空間分布

結合麻柳鎮的行政區劃發現，地形起伏度最強烈的是羅頂寨村、圣龍廟村、走馬梁村和三清廟村。所選取的6個景觀指數都在小于15m的地勢起伏范圍內達到極值，說明該地勢起伏度范圍內農村居民點數量多，規模大且聚集度高，說明該級地形起伏度范圍內最適合當地居民的居住，且易于居民點的集中分布。面積加權平均斑塊分形指數（AWMPFD）和聚集指數（AI）的最大值和最小值在35m～55m地勢起伏度范圍內，說明該級的農村居民點斑塊形狀復雜，受人類活動干擾大，且分布零亂。

4.4 居民點在河流上的空間分布

隨著居民點與河流距離的增加，居民點斑塊面積、斑塊數量、聚最大斑塊指數（LPI）和集指數（AI）明顯下降，斑塊密度（PD）逐漸增加，面積加權平均斑塊分形指數（AWMPFD）先增加后減小，距河流300m內的農村居民點斑塊密度最大，聚集程度最緊實，其集約利用程度高，因為該級范圍內的居民點位于河谷區，灌溉條件便利，耕地面積比重大，有良好的生產和生活資源。

5 結論與討論

本文采用 ArcGIS的空間統計分析法，運用平均最臨近指數、核密度估計和景觀指數法分析了麻柳鎮農村居民點的整體空間分布特征，并選取與居民點相關的自然環境因子作為影響因子，在景觀尺度上對農村居民點的空間分布特征進行分析。結果表明：

（1）在空間分布上，麻柳鎮農村居民點是聚集的空間分布模式，整體上呈現“東疏南密”分布特征，特別是在中南部地區農村居民點非常密集，然后向東西兩側呈階梯狀稀疏化分布，且東南部分布獨立的中次密度中心。在景觀學角度上，除地藏寺村、碾盤灣村和四方碑村景觀破碎度較高外，其他村莊農村居民點破碎度較低，說明麻柳鎮農村居民點空間分布較穩定，受人類活動干擾較少;居民點形狀除麻柳鎮場鎮景觀較規則外，其他村莊農村居民點形狀較復雜。

（2）麻柳鎮農村居民點在自然環境因子上主要分布在海拔400m范圍內，距河流300m范圍內，坡度上主要分布在5°～15°范圍內，地勢起伏度上主要分布在0m～15m范圍內，規模大、聚集程度高。形狀方面，隨著海拔的升高、坡度和地形起伏度的增加，農村居民點越來越破碎，形狀越不規則，邊界曲折性先復雜后簡單。

（3）核密度估計法直觀的反映了麻柳鎮農村居民點的聚集程度，這為鄉村振興中農村居民點的優化空間布局提出了指導方向，可以控制農村居民點布局散亂無序的現象。用景觀格局方法分析農村居民點在自然環境因子上的空間分布，針對農村土地資源浪費和空心化現象，提出擴展中心村鎮的生產生活功能的想法，加強周邊城市或鄉鎮的輻射作用與雙向聯系，以城市帶動鄉鎮發展，為居民點整治、建設美麗宜居鄉村和城鄉統籌發展提供一定的科學依據。

（4）對于影響農村居民點空間分布的環境因子，本文只考慮了自然環境因子中海拔、坡度、地勢起伏度和河流四個因子，沒有對社會經濟環境因子影響農村居民點的空間分布進行分析，在今后的研究中選擇更多因子更全面地分析農村居民點的空間分布特征，以便更嚴謹更精確地分析農村居民點在環境因子上的空間分布特征。

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