基于鄉村振興背景下澤普縣鄉村聚落時空演變規劃格局分析

隋學佳 張永福 侯佳文 王盼

摘要 [目的]利用GIS技術對澤普縣過去幾年的鄉村聚落變化進行研究，并分析該縣的土地利用總體規劃中對鄉村聚落規劃布局的影響。[方法]以新疆澤普縣為例，基于規模法則、景觀格局指數、平均最近鄰指數、形狀指數等分析方法，探討研究區2010、2015、2020年鄉村聚落的時空分布特征與景觀格局變化的驅動因素。[結果]2010—2015年是具有分散分布的現象，2015—2020年具有聚集分布的現象。2010—2015年主要表現在聚落面積總體增加，面積較大的聚落斑塊增加數量少，面積較小的聚落斑塊增加數量多;2015—2020年聚落面積總體減少，面積較大的聚落斑塊增加數量少，面積較小的聚落斑塊減少數量多。[結論]澤普縣鄉村聚落時空分布格局特征與演變研究對該縣富民安居工程的實施提供評價分析，為在國家特別貧困地區進行鄉村振興和脫貧致富進行合理的規劃、科學的選址、土地資源利用以及可持續發展提供理論依據。

關鍵詞 鄉村聚落;時空演變;規劃;鄉村振興

中圖分類號 TU982.29文獻標識碼 A

文章編號 0517-6611（2019）11-0097-05

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2019.11.027

開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

Abstract [Objective]Using GIS technology to study the changes of rural settlements in Zepu County in the past few years，and analyze the impact of the countys overall land use planning on the layout of rural settlements.[Method]Taking Zepu County of Xinjiang as an example，based on the analysis methods of scale rule，landscape pattern index，nearest neighbor distance and shape index，this paper discusses the spatial and temporal distribution characteristics of rural settlements and driving factors of landscape pattern change in 2010 and 2015.[Result]From 2010 to 2015，the phenomenon was distributed，and from 2015 to 2020，the phenomenon was clustered.From 2010 to 2015，it was mainly shown in the overall increase of settlement area，the number of patches of larger settlements was small and the area was small.It was mainly the small area of the settlement patch increased in number，large area;from 2015 to 2020，the settlement area was generally reduced，and the number of patches of larger settlements was small and the area was small.It was mainly the small area of the settlement patches reduce the number of large areas.[Conclusion]It is not only the study and analysis of the changes of rural settlements in the past few years，but also the study and analysis of the layout of rural settlements in the overall land use planning of the county，and the analysis of the impact of the planning on rural settlements，which can provide a little reference for the implementation of the project of enriching residential security in the county.At the same time，this paper uses qualitative and quantitative analysis methods to analyze the rural settlement pattern and its evolution process from two levels of time and space，and studies the rural settlement pattern and its evolution process through three different analysis angles.

Key words Rural settlement;Spatiotemporal evolution;Planning;Rural revitalization

作者簡介 隋學佳（1992—），男，新疆沙灣人，碩士研究生，研究方向：國地資源評價與地理信息系統。 通信作者，副教授，碩士生導師，從事國土信息技術和科研工作。

收稿日期 2018-12-05

鄉村聚落是指一定規模與從事農業生產密切相關的人群，在一定地域范圍內集中居住的現象、過程與形態[1]。我國約有5.9億農村常住人口居住在200多萬個自然村中，鄉村聚落是我國人口的主要聚居形式[2-4]。近年來，隨著我國新型城鎮化的快速推進以及對“三農”問題的持續關注，提出并實施社會主義新農村建設、城鄉統籌發展、美麗鄉村建設等系列國家重農政策，使得鄉村進入新的發展階段。傳統鄉村聚落發展格局被打破，鄉村聚落空間結構、形態正發生顯著變化，聚落地域功能分化凸顯，與此同時聚落面積快速無序擴張、空心化及不合理利用等現象日益嚴重[5-7]。如何在國家全面脫貧致富的關鍵時期下，突破傳統大城市導向的城鎮化發展模式，建立符合一定區域可持續發展的農村城鎮化模式，正確引導農村人口向中小城鎮轉移，是提高農村城鎮化質量的現實選擇。

近年來，眾多學者從不同角度對鄉村聚落布局和調整等進行了研究，一是從鄉村聚落布局角度，運用遙感和GIS技術從海拔、坡度和坡向等角度分析鄉村聚落的空間分布特征[8-10]，并基于不同理論和方法對鄉村聚落的空間分布進行描述[11-12];二是從布局調整優化角度出發，針對鄉村聚落利用現狀及分布特點提出了相應的優化方案[13-15]，依據影響鄉村聚落布局的因素的限制程度，對鄉村聚落優化模式進行探討[16];三是針對鄉村聚落布局的研究區域較為廣泛，如黃土塬區[9]、丘崗地區[8]、平原區[11，13]、山地丘陵等交錯地帶[10，15-17]、干旱區綠洲[18-19];四是從土地整理角度，探討了鄉村聚落整理的模式及分區對策[19-20]。筆者以干旱區綠洲的新疆澤普縣為研究區，研究2010—2015年鄉村聚落時空變化情況，再分析土地利用總體規劃中的鄉村聚落規劃，研究2015—2020年的鄉村聚落變化，運用GIS空間分析、景觀指數分析、空間結構分析以及結合實地走訪調研，深入探討鄉村聚落時空演變特征，為促進鄉村振興、建設美麗鄉村、脫貧致富、維護社會穩定提供理論依據。

1 資料與方法

1.1 研究區概況

澤普縣位于新疆維吾爾自治區西南部，西昆侖山北麓，塔里木盆地西緣，葉爾羌河與提孜那甫河沖積扇中上部，地處76°52′30″～77°29′30″E、37°57′30″～38°19′00″N（圖1）。北和西北以葉爾羌河為界同莎車縣為鄰，東和東南隔提孜那甫河與葉城縣相望，東北同莎車縣依干旗鄉相連，西南同葉城縣戈壁灘接壤。海拔1 215～1 490 m，縣境西南至東北長61 km，西北至東南寬14～23 km。

澤普縣行政區劃隸屬喀什地區，是一個以維吾爾族為主體的多民族聚居縣，土地總面積98 797.02 hm2。全縣轄2鎮、10鄉和4場，128個村委會。截至2014年末，全縣人口達22.35萬，城市人口6.05萬，農村人口16.30萬;生產總值達20.08億元;地方財政一般預算收入達1.54億元;固定資產投資達11.22億元。

1.2 研究方法

1.2.1 景觀格局指數。

基于景觀生態學中的景觀格局指數研究方法，選取鄉村聚落斑塊面積（CA）、斑塊數目（NP）、平均斑塊面積（MPS）、最小斑塊面積（MINP）、最大斑塊面積（MAXP）、斑塊密度（PD）等指標定量分析澤普縣鄉村聚落時空演變差異，反映其內部結構組成及空間變化特征。

1.2.2 平均最近鄰指數（ANN）。平均最近鄰分析，用來判斷斑塊的空間分布是屬于集聚模式分布、分散模式分布還是隨機模式分析。平均最近鄰工具測量每個斑塊的質心與其最近鄰斑塊的質心的距離，然后計算所有這些最近鄰距離的平均值。如果該平均距離小于假設隨機分布中的平均距離，則會將所分析的斑塊分布視為聚類斑塊。如果該平均距離大于假設隨機分布中的平均距離，則會將斑塊視為分散斑塊。

平均最鄰近比率的計算方式：

其中，DO-是斑塊與其最鄰近點斑塊之間的平均距離;DE-是在隨機分布模式下點斑塊之間的平均鄰近距離;di是斑塊i與其最鄰近斑塊之間的距離;n是斑塊的總個數;A是能夠包裹所有斑塊的最小多邊形的面積。

Z值的計算公式如下：

平均最鄰近距離比率為R值，為監測的平均最鄰近距離和期望的平均最鄰近距離之比。根據R值的大小鄉村聚落的空間分布模式，如果R值小于1，則點斑塊的分布模式為集聚模式，如果R值大于1，則點斑塊的分布模式為分散模式。對R值進行Z得分檢驗，最終判斷點斑塊的分布模式屬于集聚模式還是分散模式。其中，當Z>1.96或Z<-1.96時，就可認為在顯著性水平為0.05的情況下，分析得出的點斑塊分布模式與隨機分布模式之間存在顯著差異;反之，當-1.96≤Z≤1.96時，則認為分析得出的點斑塊分布模式與隨機分布模式之間不存在顯著差異。

1.2.3 形狀指數（LSI）。形狀指數用于分析聚落斑塊的形狀復雜度，將聚落斑塊與標準正方形形狀進行比較。數值越大，則說明聚落斑塊形狀越復雜;數值越小，則說明聚落斑塊形狀越簡單，公式如下：

式中，A代表聚落斑塊的面積，P代表聚落斑塊的周長。LSI代表聚落斑塊形狀與正方形形狀的比值，正方形形狀指數為1。LSI越大，說明聚落斑塊形狀與正方形相差越大，斑塊形狀越復雜。

1.2.4 規模法則。陳剛強等[21]、周一星[22]研究驗證，規模法則符合我國城鄉位序，無論是城市聚落鄉村聚落都具有等級性，并且在時間發展上呈現出一定的規律。由于城市聚落也是由鄉村聚落聚集逐漸發展形成的，因此利用規模法則去解釋說明鄉村聚落規模的變化發展特征具有一定的可行性。

1.3 數據來源

數據來自4個方面：①土地利用矢量數據，澤普縣2010和2015年土地利用變更數據，來源于澤普縣國土局;②社會經濟統計數據，包括2010—2015年澤普縣人口、國內生產總值等，來源于澤普縣統計年鑒（澤普縣統計局）、澤普縣國民經濟統計資料，部分數據來源于新疆維吾爾自治區統計局（http：//www.xjtj.gov.cn/）;③《2020年澤普縣土地利用總體規劃》，來源于澤普縣國土局;④實地調研資料，2015年10月、2016年5月和2018年3月3次在澤普縣每個鄉鎮進行實地調查，獲得當地鄉村聚落變化的感性認識和理性規劃認識。

2 結果與分析

2.1 基于規模法則的鄉村聚落內部結構變化分析

利用ArcGIS 10.2軟件，從2010年和2015年土地利用變更數據以及《2020年澤普縣土地利用總體規劃》中提取地類編碼為203的村莊作為鄉村聚落來分析。

根據澤普縣鄉村聚落分布實時情況，多次試驗把聚落規模分為≥20.0（1等）、≥10.0～20.0（2等）、≥5.0～10.0（3等）、≥1.0～5.0（4等）、≥0.5～1.0（5等）、<0.5（6等）6個等級。從澤普縣鄉村聚落等級結構的變動上看（表1），對比2010、2015和2020年鄉村聚落的聚落個數、聚落面積以及聚落面積所占比重的關系發現，1等聚落個數2010—2015年增加、2015—2020年個數減少，但是1等聚落占聚落數和聚落面積的比重是增加的。其原因是國家出臺的“三農”政策的實施，讓農民的生活水平提高，向中心鎮、中心村聚集，聚落數增加，聚落面積增大，到2015年政府針對當前的現狀，實施富民安居工程，整改舊址建筑，科學選址，合理布局，在原有的基礎統一規格新建、擴建、改建，擴大1等聚落面積，造成了1等聚落個數2010—2015年增加、2015—2020年個數減少，但是1等聚落占聚落數和聚落面積的比重增加的現狀。

2等聚落2010—2020年聚落個數逐年減少，但是2等聚落的占聚落數和聚落面積的比重2010—2015年是減少的、2015—2020年是增加的。其原因是國家“三農”政策的實施，農民經濟收入增加，把自己的舊房子新建、擴建、改建，向大的基礎設施完善聚落聚集，造成大的聚落面積更大，2等聚落聚集成了1等聚落規模，但是到2015年政府對鄉村聚落進行規劃，合理安排鄉村聚落布局，除了所有農戶的房屋新建、擴建、改建以外，聚落內的道路、水渠、林帶、農民房前屋后的雜樹的清理、老房子的拆除、通電、通水、上下水、電信、廣播、閉路、天然氣都要包括在內進行改建，達到房屋內部功能齊全、附屬設施配套，整體符合安居富民房節能的要求，是2等聚落數量增加，面積規模擴大。造成了2等聚落2010—2020年聚落個數逐年減少，但是2等聚落的占聚落數和聚落面積的比重2010—2015年減少、2015—2020年增加的情況。

3～5等聚落2010—2020年聚落個數、占聚落數以及聚落面積的比重逐年減少。其原因是國家出臺的“三農”政策的實施，讓農民的生活水平提高，向中心鎮、中心村聚集，或者自身聚落規模的擴大，聚落數增加，聚落面積增大。到2015年政府實施富民安居的政策，把現有的聚落與當前的規劃相結合，合理規劃聚落規模，科學選址，節約用地，集約發展，布局合理，對于面積小、功能不完善的聚落通過增加面積，補齊標準，完善內部功能，加強公共及服務設施建設，使其達到規劃標準，使3～5等聚落規模向1～2等聚落規模發展。造成了3～5等聚落聚落個數、占聚落數以及聚落面積的比重逐年減少的現象。

6等聚落個數2010—2015年增加，2015—2020年個數減少，但是6等聚落占聚落數和聚落面積的比重是減少的。其原因是國家“三農”政策的實施，農民經濟收入增加，把自己的舊房子新建、擴建、改建，向大的基礎設施完善聚落聚集，造成6等聚落就近相互聚集融合或者整體遷移進行土地整理。到2015年政府實施富民安居的政策，把離農村道路遠的零星聚落向基礎設施配套、資源環境條件較好的聚落有序遷移，造成6等聚落個數2010—2015年增加、2015—2020年個數減少。

2.2 基于景觀格局指數的鄉村聚落時間演變分析

聚落斑塊變化劇烈，但是變化趨勢卻恰恰相反;2010—2015年斑塊總面積增加了700.89 hm2，2015—2020年減少了69312 hm2，但是2010—2015年斑塊個數增加數量大致是2015—2020年減少的斑塊數量的25%;雖然2010—2015年斑塊面積增加、2015—2020年斑塊面積減少，但是平均斑塊面積逐年上升，斑塊密度卻是逐年下降。這說明2010—2015年與2015—2020年斑塊總面積變化程度大致相同，但是內部結構的變化趨勢卻是相反的。2010—2015年斑塊總面積增加，主要是小斑塊的規模數量總體增加，2010年最小斑塊面積0.04 hm2，2015年卻是0.01 hm2，面積增加了700.89 hm2，說明斑塊密度降低、數量增加;2015—2020年斑塊總面積減少，主要是減少在小斑塊的數量上，最大斑塊面積增加，斑塊密度降低，減少了將近4倍的斑塊數量，但是減少斑塊面積大致相同，所以2010—2015年主要特點是總體增加，以小斑塊增加為主，大斑塊面積增加慢;2015—2020年主要特點是總體減少，以大斑塊增加為主，小斑塊面積聚集成大斑塊。

2.3 基于LSI和ANN鄉村聚落空間格局分析

在進行聚落研究時，既要對鄉村聚落分布格局進行定性分析，還需要定量分析。對空間格局狀態的分析首先要判斷聚落格局是否存在一定的規律，即聚集、均勻、分散的;然后再進一步分析聚落空間格局規律的原因及位置、大小等特征。利用ArcGIS 10.2軟件將提取出來的矢量數據的屬性計算作為澤普縣的鄉村聚落進行空間格局上的分析，結果如表3和圖3所示。

從表3和圖3可以看出，平均最鄰近距離顯示出澤普縣鄉村聚落的空間分布不是隨機分布的，而是2010—2015年是具有分散分布的現象，2015—2020年具有聚集分布的現象。2010年的監測的平均最鄰近距離到2015年下降了5.66 m，說明2010—2015年聚落之間的距離縮小了、數量增多了，原因是國家出臺的“三農”政策的實施，讓農民的生活水平提高，鄉村內的基礎設施逐漸完善，農民會沿著道路向兩邊擴展，向中心鎮、中心村聚集，聚落數增加，相鄰的聚落距離減小;與此同時，鄉村聚落的LSI值普遍增加，由于農民沿著公路或者自己家的耕地附近蓋房子，其聚落的形狀復雜，形狀與正方形形狀相差較大，因此鄉村聚落的LSI值普遍增加。2015年的監測的平均最鄰近距離到2020年上升了13.89 m，說明2015—2020年聚落之間的距離增大了、數量減少了，其原因是2015年后，政府的富民安居政策對鄉村聚落進行規劃，合理安排鄉村聚落布局，除了所有農戶的房屋新建、擴建、改建，基本上以村（組）為單位聚集在一起居住，統一規劃，所以聚落形狀較為簡單，同時也把之前形狀復雜的聚落形狀規劃成了較為簡單的簡單，因此鄉村聚落的LSI值普遍減小。

表3顯示，平均最近鄰距離比率R逐漸減小，聚落的聚集程度逐漸增加，即研究區鄉村聚落分布愈來愈接近不隨機分布。由于Z值得分都是負值，則表示只有1%或更小的可能會使該聚類模式是隨機過程產生的結果。

3 結論與討論

基于2010和2015年土地利用變更數據以及2020年規劃中提取地類編碼為203的村莊的數量數據作為鄉村聚落，運用ArcGIS 10.2景觀指數分析、形狀指數分析、平均最近鄰指數以及規模法則，分析澤普縣2010—2020年鄉村聚落時空演變下的規模法則、景觀格局和空間格局變化，得出以下結論：

（1）在基于規模法則的鄉村聚落內部結構變化上，1等、2等聚落個數2010—2015年增加、2015—2020年減小，但聚落面積逐年增加;3～5等聚落的聚落個數和聚落面積2010—2020年都在逐年減小;6等聚落的聚落個數和聚落面積2010—2015年逐年增加，2015—2020年聚落個數和聚落面積逐年下降。

（2）在基于景觀格局指數的鄉村聚落時間演變分析上，2010—2015年斑塊的總面積和總個數增加，2015—2020年的總面積和總個數減少。2010—2015年斑塊總面積增加的面積與2015—2020年減少的面積大致相同，但是2010—2015年斑塊個數增加的數量大致是2015—2020年斑塊個數減少數量的25%。2010—2015年斑塊面積增加、2015—2020年斑塊面積減少，但是平均斑塊面積逐年上升，斑塊密度卻是逐年下降。

（3）在基于LSI和ANN鄉村聚落空間格局分析上，2010—2015年是具有分散分布的現象，2015—2020年具有聚集分布的現象。2010—2015年鄉村聚落平均最鄰近距離減小，LSI值普遍增加;2015—2020年鄉村聚落平均最鄰近距離增加，LSI值普遍減小。

從研究對象和方法來說，該研究基于2010和2015年土地利用變更數據以及2020年規劃中提取地類編碼為203的村莊的數量數據作為鄉村聚落，既是對過去幾年的鄉村聚落變化的分析，也是對該縣的土地利用總體規劃中對鄉村聚落規劃布局的研究，分析其規劃對鄉村聚落產生的影響，可以為該縣實施富民安居工程的實施提供參考依據。同時該研究采用定性與定量相結合的分析方法，從時間和空間2個層面分析鄉村聚落格局及其演變過程，通過3種不同的分析角度研究該縣鄉村聚落的格局及其演變過程。但是該研究對不同的時間段鄉村聚落時空演變表現特征中內含的本質驅動力沒有進行更深層次的研究，也沒有提出該縣鄉村聚落空間布局結構的方向，只是提供了一種參考;同時對鄉村聚落規劃后，舊的鄉村聚落拆除復墾成耕地這一建設生態鄉村、美麗鄉村的舉措沒有根據研究結果給予評價。

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