高寒山地生態脆弱區聚落空間格局特征及成因識別
——以天祝藏族自治縣為例

陳志杰,白永平,*,周 亮

1 西北師范大學地理與環境科學學院, 蘭州 730070 2 蘭州交通大學測繪與地理信息學院, 蘭州 730070 3 中國科學院地理科學與資源研究所/資源與環境信息系統國家重點實驗室, 北京 100101

鄉村振興和城鄉融合發展,最根本的目標是實現區域協調可持續發展[1],聚落空間高度分散,是鄉村振興實現的制約因素之一[2]。高寒山地生態脆弱區聚落格局對區域空間所產生的作用和影響更加敏感和深遠,研究青藏高原高寒山區聚落分布特征及成因,在優化城鄉聚落格局和生態經濟協調可持續發展中具有重要意義。

地貌類型差異性使聚落分布格局特征各不相同,國外結合城市規劃學、景觀生態學和產業經濟學等對山地聚落展開研究,涉及東歐[3]及中東[4]、南亞[5]等山地國家,重點關注城鄉治理與鄉村可持續發展。國內相關研究主要集中在黃土高原[6]、豫西山區[7]、江南丘陵山地[8]以及橫斷山區(巖溶地貌[9]和青藏高原邊緣[10- 12])等。不同研究區聚落空間格局特征差異明顯：其中黃土高原聚落呈現出強烈的地形、交通線和河流指向,并且受耕作半徑和中心城市影響較大;豫西山區聚落分散和零碎分布的現象突出[13- 14];江南丘陵山地聚落集中分布在低山盆地與河谷階地[15],巖溶區聚落沿交通線集聚[9],而青藏高原邊緣區聚落分布垂直地帶性特征明顯[12]。研究視角從比較研究[7]、生態位[10]、分形理論[16]、地理格網分析[17- 18]到高分影像[19],呈現出多學科交叉、技術方法不斷更新的趨勢。在此背景下,技術方法以定性與定量相結合為主,包括利用平均最鄰近指數(Average Nearest Neighbor,ANN)[20]、核密度估計(Kernel Density Estimate,KDE)、景觀指數[21]、探索性空間數據分析(Exploratory Spatial Data Analysis,ESDA)和最小累積阻力值(Minimal Cumulative Resistance,MCR)模型[22- 24]等分析聚落空間格局,也包括利用Logistic回歸[24]、最小二乘回歸(Ordinary Least Square,OLS)、地理加權回歸(Geographically Weighted Regression,GWR)和地理探測器方法(GeoDetector)[17,25]等定量模型識別影響聚落空間格局的因素。通過ANN、KDE、ESDA以及Logistic回歸等技術方法,分析聚落空間格局與識別驅動因素的研究范式,在能客觀和準確分析聚落空間分布特征的同時,也能有效識別約束聚落空間布局的因子[26],結論受主觀判斷的影響較小,可信度較高。盡管如此,現有成果分析交通條件對聚落空間分布影響較少[24],聚落空間區位主要采用歐氏距離和緩沖區分析進行識別,不同層次的道路具有不同的結構和屬性。交通可達性是衡量區域交通網絡結構的重要指標,反映了實際的交通區位條件,在地形復雜的山區,歐式距離分析方法難以準確表達聚落空間分布特征[27- 28],進一步研究基于自然和交通因素的聚落空間分布特征具有重要意義。

天祝縣地處青藏高原區、西北干旱區和東部季風區交匯的區域,祁連山和烏鞘嶺等高大山系深刻影響自然環境和人類活動的空間分布格局,縣域鄉村聚落比重高,城鎮發展規模較小[27],約有80%的國土屬于禁止開發區和限制開發區,生態安全重要,自然環境脆弱,人地關系地域系統敏感性高[29]。其聚落空間分布具有以下特征：一是聚落密集分布在地勢相對平坦開闊的金強河谷地區;二是在特定的地形地貌基底條件下,縣城對縣域聚落分布產生的輻射作用較小[15],開展該類地區人類居住生活空間研究,對于其生態環境保護具有重要的實踐參考價值。因此,本研究通過ANN、“熱點”探測、KDE、MCR和Logistic回歸分析,圍繞聚落的分布、規模和類型3個特征分析縣域聚落空間格局特征,并從地形條件、農業條件、地表坡向和交通可達性4個方面研究聚落分布的區位特征,定量識別基于自然和交通因素的聚落分布疏密影響因子,旨在為青藏高原高寒山區城鄉聚落格局優化管理提供依據。

1 研究區與數據來源

1.1 研究區

圖1 研究區域Fig.1 Study area of Tianzhu County

天祝藏族自治縣地處河西走廊東端,是青藏高原、黃土高原和內蒙古高原的交匯處,也是中國三大自然區重要的交匯地帶。自然環境方面,平均海拔為3075.86 m,祁連山及烏鞘嶺貫穿全境,是重要的分水嶺,對地形地貌和氣候水文影響明顯,境內河流分為石羊河(內流河)和黃河(外流河)兩大流域。交通設施方面,蘭新鐵路、連霍高速公路和312國道等交通線,由東南向西北方向,經烏鞘嶺山脈進入河西走廊,并在華藏寺鎮和打柴溝鎮分別布局客貨鐵路站點,是我國東中部地區聯系西北地區的重要通道。在地形地貌、水系分布和交通線布局等自然和社會因素共同影響下,各鄉鎮聚落分布的空間差異性顯著,祁連鎮、哈溪鎮和黃花灘鎮等9個鄉鎮位于石羊河流域,華藏寺鎮、天堂鎮和松山鎮等8個鄉鎮位于黃河流域。人口及產業方面,農業人口比重為80.34%,第一產業以農牧業混合為主,耕作農業和畜牧業比重各鄉鎮間的差異大。全縣共有鄉鎮17個,行政村167個,縣級政府駐地在華藏寺鎮,便于表述,以鄉鎮為基本研究單元(圖1)。

1.2 數據來源

研究數據主要來源于(1)2018年土地利用變更調查數據來源于天祝縣自然資源局;(2)研究區DEM(30 m)來源于中國科學院資源環境科學數據中心(http://www.resdc.cn);(3)天祝縣行政界線地圖來源于甘肅省自然資源廳的標準地圖服務網站提供的標準畫法示意圖1∶450萬基礎要素版(審圖號：甘S(2017)54號),利用ArcGis10.4軟件進行配準后矢量化所得(http://zrzy.gansu.gov.cn/index.htm);(4)氣溫降水數據由中國科學院資源環境科學數據中心提供的中國氣象背景數據集(http://www.resdc.cn/)提取和重采樣得出;(5)基礎道路數據來源于全國地理信息資源目錄服務系統(http://www.webmap.cn/)發布的1∶25萬全國基礎地理數據庫和Open Street Map(OSM)平臺提供的2018年路網數據,結合兩個數據庫提供的原始數據,提取出研究區內的高速公路、國道、省道、縣道和鄉道矢量數據。(6)《天?？h縣域經濟發展規劃(2018—2035)》和《天?？h城鄉統籌總體規劃(2018—2035)》來源于政府網站(http://www.gstianzhu.gov.cn/)。

2 研究方法

2.1 平均最鄰近指數(ANN)

最鄰近指數指城鄉聚落斑塊中心與其最近鄰聚落之間的平均距離,與假設隨機分布期望平均距離進行比較,分析聚落是隨機還是集聚的分布狀態,通過ArcGIS 10.4對城鄉聚落空間化數據處理分析得出[30]。

2.2 空間“熱點”探測

(1)

式中,Wij(d)為以距離規則定義的空間權重,Xj是j區域的觀測值。

2.3 核密度估計(KDE)

核密度估計通過對區域中每個要素點建立一個平滑的圓形表面,計算點之間的距離,將聚落斑塊抽象為點要素數據集,建立表示聚落空間分布疏密程度的連續表面,依據核密度值劃分聚落疏密等級,表達式見參考文獻[13]。

2.4 最小累積阻力(MCR)模型

MCR模型是指從源到目的地的過程中模型的成本[23],根據表面阻力系數的不同,模型選擇具有MCR值的路徑。MCR值反映了縣城和鄉鎮在現狀道路下可達潛力與趨勢,可以反映聚落空間位置與MCR值之間的關系,公式為：

Mij=fmin∑(Dij×Rj)

(2)

式中,Mij為源點j到i地的最小阻力值,Dij為源點j到i地的空間距離,Rj為摩擦系數。

2.5 二元Logistic回歸分析

基于二元Logistic回歸定量分析聚落時空格局形成的影響因素,取1或0表示有無聚落分布,將聚落轉換為30 m×30 m分辨率的0—1柵格數據,設置自變量可以解釋因變量與自變量之間的關系,回歸模型為：

(3)

式中,p表示事件發生的概率,i與j表示隨機采樣點數量,α為回歸系數,β為常數項,m為影響因子數,xi表示自變量,選取鄉鎮尺度MCR值(x1)、縣域尺度MCR值(x2)、到國道、省道和縣道的距離(x3、x4和x5)、高程(x6)、坡度(x7)、坡向(x8)、到河流的距離(x9)、耕地半徑(x10)、年均氣溫(x11)和年均降水(x12)等12個因子為自變量,進行無量綱處理,通過ArcGIS 10.4平臺隨機抽樣模塊生成200000個隨機抽樣點,建立聚落空間分布與影響因子之間的Logistic模型,得出模型如下：

log(p/(1-p))=-1.55x1+0.79x3-1.49x4-1.69x5-5.23x6-9.73x7-0.22x8-34.69x10+2.07x12-1.73

(4)

3 結果分析

3.1 天祝縣聚落空間格局分析

3.1.1天?？h聚落空間特征

平均最鄰近指數可以揭示聚落空間分布的集中性特征,由表1可知,縣域尺度ANN值<1且通過1%檢驗,聚落空間分布整體上表現為集聚型;鄉鎮尺度ANN值均高于縣域總體水平,各鄉鎮聚落集聚分布程度低于縣域平均水平,且地域差異性顯著。其中,炭山嶺鎮等14個鄉鎮ANN值介于0.35—0.55間,聚落分布集聚程度差異較小,東南部鄉鎮聚落分布集聚特性比西北部鄉鎮明顯。計算村域尺度的ANN值,ANN通過<1%檢驗的村域有89個,比重為53.6%,空間分布較為均勻(圖2)。通過顯著性檢驗的聚落分布類型為集聚型和分散型2種,聚落為集聚型的村域有54個,比重為60.7%,松山鎮、華藏寺鎮和打柴溝鎮等5個鄉鎮在村域尺度下的聚落類型以集聚型為主,毛藏鄉和哈溪鎮在村域尺度下聚落以分散型為主。利用“熱點”分析識別村域尺度ANN的空間聚類特征,“熱點區”在縣域西北部的毛藏鄉和大紅溝鎮等鄉鎮明顯,“冷點區”在縣域東南部的松山鎮、華藏寺鎮和打柴溝鎮等4個鄉鎮明顯,空間上“熱點區”到“冷點區”表現出自西北向東南逐漸過渡的圈層特征,聚落分布集中程度呈現出“東南高、西北低”的空間特征。

通過核密度估計進一步分析聚落空間分布格局,圖2所示核密度值在空間上呈現出“核心-邊緣”結構,形成“東南密集型”和“西北稀疏型”2個典型的聚落分布區。高密度值范圍是2.47—5.5個/km2,形成2個中心,主中心位于華藏寺鎮南部,副中心位于朵什鎮北部;中密度值范圍為1.15—2.46個/km2,主要圍繞主中心和副中心呈帶狀分布;低密度值分布區范圍較廣,一是在烏鞘嶺周邊地區形成規模較大的低密度值環形地帶,二是在西南和西部地區形成條塊型低密度值分布帶。分析各鄉鎮聚落規模分布特征,創建覆蓋縣域的2.5 km×2.5 km格網,以聚落面積為變量進行“熱點”分析(圖2),“熱點區”在華藏寺鎮南部,形成聚落團狀聚集區;“冷點區”一部分位于打柴溝鎮、石門鎮和賽什斯鎮等4個鄉鎮境內的祁連山區,另一部分位于朵什鎮、松山鎮和華藏寺鎮等6個鄉鎮境內的烏鞘嶺山區;“次熱點區”和“次冷點區”分布狀態與核密度中值和低值分布格局基本一致,天?？h聚落規模特征在華藏寺鎮表現為高密度大斑塊,而在其余鄉鎮表現為中低密度小斑塊。

表1 天祝縣聚落最鄰近指數

圖2 天?？h聚落空間分布格局Fig.2 Spatial distribution pattern of settlements in Tianzhu CountyANN: 平均最鄰近指數Average nearest neighbor

3.1.2天祝縣聚落類型特征

將景觀指數作為進行聚落形態分類變量,以2.5 km×2.5 km格網為研究尺度提取聚落屬性數據(平均斑塊面積、平均斑塊密度和平均斑塊形狀指數)并進行分組分析,聚落類型可劃分為6類,平均斑塊密度對聚落類型識別中的相關性較強(R2=0.88),平均斑塊面積相關性次之(R2=0.48),而平均斑塊形狀指數對聚落類型分組性能最弱。天祝縣聚落主要在河谷地區分布,類型組合方式也因河流流域內的地形地貌差異呈現出不同特征(圖3和表2),金強河谷地區6種聚落類型構成完整圈層結構,而古浪河、黃羊河、金塔河以及大通河地區分布的聚落類型相對單一。各鄉鎮聚落類型差異明顯(圖3),Ⅰ型和Ⅱ型聚落整體上在各鄉鎮的比重偏低,Ⅰ型在華藏寺鎮(18%)和西大灘鎮(6%)比較典型,Ⅱ型聚落在松山鎮比重最高(26%);Ⅲ型聚落比重較高的是大紅溝鎮(45%)和祁連鎮(33%);Ⅳ型聚落在賽什斯鎮最典型,比重為36%,8個鄉鎮的Ⅳ型聚落分布比重為0,是分布鄉鎮數量最少的類型,地域性特征顯著;Ⅴ型聚落是東大灘鄉聚落的主導類型,比重值為53%;Ⅵ型聚落在各鄉鎮的比重平均值為50%,毛藏鄉比重最大(93%),毛藏鄉距離縣城華藏寺鎮的距離155 km,人口總數為0.14萬人,少數民族人口比重為90%,是天祝縣人口數量最少、少數民族人口最多的鄉鎮。由此可知,華藏寺鎮和西大灘鎮為代表的重點城鎮聚落類型特征以高密度和大斑塊為主,普通鎮聚落類型特征以中低密度和中等規模為主,而普通鄉聚落類型以低密度和小規模為主。

圖3 天?？h聚落類型空間分布統計Fig.3 Settlement type spatial distribution statistics in Tianzhu CountyⅠ: 高密度團塊型High-density and clusters type; Ⅱ: 中密度團塊型Medium-density and clusters type; Ⅲ: 中密度散點型Medium-density and scatter type; Ⅳ: 低密度散點型Low-density and scatter type; Ⅴ: 低密度條帶型Low-density and bands type; Ⅵ: 高寒區稀疏型Alpine and sparse type

表2 天祝縣聚落分布類型及特征

3.2 天祝縣聚落空間格局影響因素

天祝縣平均海拔在2000 m以上,屬典型高海拔地區,其中海拔在2600 m以下面積僅占10.86%,而海拔在3000 m以上的地區占47.72%,年均氣溫在-8—4℃,高寒氣候是區域最為顯著的自然環境特征,也是影響縣域聚落分布格局的自然基底[31]。同時,天?？h處于中國三大自然區交匯地帶,具有復雜的地貌類型和自然環境條件,多年平均降水量和蒸發量時空差異明顯,但狹長河谷地形居多,不宜進行農業生產和人口居住,水資源和耕作半徑作為農業條件的兩大要素,也影響著鄉村聚落的空間格局[24]。此外,由于日照時數和太陽輻射強度的差異,山區陽坡溫暖干燥,陰坡寒冷潮濕,聚落空間分布與坡向也具有顯著的相關性。交通和區位對聚落分布也起著重要的作用[6],城鎮是公共服務供給的中心場所,對經濟社會發展具有重要影響,交通網絡連接城鄉,促進城鄉要素流通,山區聚落受地形條件的限制,集中在分布在不同等級道路沿線,具有顯著逇指向性和依賴性。不同自然本底條件與人文社會發展因素的非均衡性相互交織、相互影響[32],由于數據可獲得性限制,將高程、坡度、與主干河流距離[33]、耕地半徑[34- 35]、坡向、氣溫、降水[36]和交通可達性[24]等8類要素作為評價聚落分布疏密程度的影響因子。其中,基于MCR模型的交通可達性是指源點在區域中通行的時間成本,通過ArcGIS 10.4平臺構建成本柵格阻力面,柵格時間成本值選定為出行10 km所需要的平均時間,行車速度根據《公路工程技術標準》(JTG B01—2014),其中高速公路時速120 km/h、國道時速80 km/h、省道時速60 km/h、縣道時速30 km/h和鄉道時速20 km/h,據此得出阻力值為5、8、10、20和30。將源點分別設置為縣城和鄉鎮,通過Cost-Distance(成本距離)模塊計算至縣城和至鄉鎮的最小累積可達性阻力值(圖4)。

圖4 天?？h聚落空間格局影響因素Fig.4 Factors affecting settlement spatial pattern in Tianzhu CountyMCR: 最小累積阻力值Minimal cumulative resistance; 影響因素高程、坡度、距離、氣溫、降水和MCR劃分的等級代號L1、L2、L3、L4、L5依次是: 等級1、等級2、等級3、等級4、等級5(Level 1、Level 2、Level 3、Level 4、Level 5,L1、L2、L3、L4、L5); 坡向代碼依次位于不同的方向區間,NNE: 北東北方向(north—northeast,NNE,0—45°);NNE: 北東北方向North-northeast,ENE,0—45°; ESE: 東東南方向East-southeast,ESE,90—135°; SSE: 南東南方向South-southeast,SSE,135—180°; SSW: 南西南方向South-southwest,SSW,180—225°; WSW: 西西南方向West-southwest,WSW,225—270°; WNW: 西西北方向West-northwest,WNW,270—315°; NNW: 北西北方向North-northwest,NNW,315—360°

圖5 天?？h聚落空間格局影響因素分區統計Fig.5 Regional statistics of influencing factors of settlement spatial pattern in Tianzhu County

3.2.1影響因素統計分析

從地形條件、水土配置、地表坡向、氣候條件和交通可達性5個方面展開研究,除坡向分為8個方位外,其余要素根據研究區實際,采用等間距法將要素分為5級(圖4),利用ArcGIS 10.4交集制表模塊,對各要素不同等級內的聚落數量和面積進行統計,為表述方便,將5個等級依據各要素數值范圍由高到低的順序用L1—L5表示。首先,高程等級L3內聚落數量(44.05%)和面積(46.57%)比重最高,隨著高程等級由L3分別向L1和L5變化,聚落數量和面積比重值對稱下降現象明顯(圖4與圖5);坡度等級L1內聚落數量(42.17%)和面積(81.59%)比重最高,其次在L2內比重也較高,聚落主要分布在坡度<15°的地區,坡度增大時,適宜耕作的土地數量減少,聚落在海拔較高的整體環境下主要集中在地勢平坦的河谷地區。第二,耕作半徑等級L1內的聚落數量和面積比重最大,聚落數量及面積之和的比重分別為82.85%和92.05%,聚落分布格局的耕作半徑集中在900—1300 m。與河流距離等級L1和L5內聚落數量和面積比重最大,L1內聚落數比重為32.29%,L5內聚落比重為35.79%,聚落密集度呈“兩端高,中間低”趨勢,其中,距河流較近地區以耕作農業和設施農業為主,距河流較遠地區以畜牧業為主。同時,日照時數和太陽輻射強度在不同的方向具有差異性,在ESE(16.39%)、SSE(15.46%)、SSW(12.82%)和ENE(13.70%)4個坡向聚落比重較大,以偏東和偏南方向為主(圖5),屬于陽坡或半陽坡,日照時數較長,適合農作物生長和農業生產。第三,年均氣溫等級L1內聚落數量和面積比重均在60%以上;年均降水等級L3內聚落數量和面積比重均最大,L1地處河西走廊邊緣,降水較少、蒸發量較大,L5降水較多,但是海拔較高,年均氣溫0℃以下。氣溫降水空間格局表現出顯著的山地垂直地帶性特征,受氣候條件影響,聚落分布密集區屬于典型的高寒氣候區。最后,計算交通可達性可以準確反映區位條件對聚落分布的影響,天?？h鄉鎮零散分布于不同的小流域,受此影響,華藏寺鎮(縣城)的區位輻射能力對分布在金強河流域的鄉鎮較為顯著,難以覆蓋所有鄉鎮。因此,縣域尺度交通可達性格局對縣域聚落分布疏密程度的影響能力有限,需要從更加精細的鄉鎮尺度分析,鄉鎮尺度MCR等級L1內聚落數量(27.52%)和面積(36.67%)比重最大,在L2次之,L1和L2內聚落數量和面積比重為54.94%和65.78%(圖4),聚落密集分布在鄉鎮中心周圍的趨勢較為明顯。

3.2.2影響因素Logistic回歸分析

通過上述根據自然環境條件和交通可達性分析結果,初步得出聚落分布的影響因素,在此基礎上,采用二元Logistic回歸,定量識別影響天祝縣聚落布局的影響因素。結合回歸模型(4),檢驗自變量作為解釋變量對模型的解釋效力具有明顯的等級性,Wald統計量客觀反映了自變量對因變量的解釋效力(表3),依據Wald統計量>100、>10和>15將顯著性Sig.值≤0.05(即P≤5%)的自變量分為3類。

表3 Logistic回歸模型變量參數

第一,Wald統計量≥100的因變量為x7、x10和x12,x7(坡度)的Wald為675.62,概率P值為0,作為解釋變量對回歸方程解釋效力較好,聚落分布疏密程度受到坡度影響的顯著性較強,且回歸系數為-9.73,說明坡度值越小,聚落密集分布的可能性就越大;x10(耕地半徑)對聚落空間分布影響僅次于x7,Wald為362.28,概率P值均為0,回歸系數為-34.69即耕地半徑與聚落分布疏密程度呈負相關,聚落緊鄰耕地布局的趨勢明顯,耕地資源數量與聚落分布疏密程度正相關性顯著;x12(年均降水)的Wald為115.24,概率P值均為0,回歸系數為2.07,說明聚落分布集中的區域降水較多。第二,Wald統計量≥10的因變量為x6、x4、x5和x1,其中x6(高程)的Wald為87.44,概率P值均為0,回歸系數為-5.23,聚落分布疏密程度與高程值呈反比;x4(到省道距離)和x5(到縣道距離)對聚落空間分布影響顯著,Wald值分別是51.68和32.53,概率P值均為0,且回歸系數均<0,到省道和縣道的距離遠近與聚落分布疏密程度呈負相關,距離越遠,聚落密集分布的可能性越小;x1(鄉鎮尺度MCR值)的Wald為21.17,概率P值均為0,回歸系數為-1.55,聚落主要集中在距離鄉鎮中心較近的區域。第三,Wald統計量≥1的因變量為x3和x8,就x3(到國道的距離)而言,僅有312國道在金強河谷布局,相比較省道和縣道,國道對縣域聚落分布影響有限,在模型中的解釋效力也較弱。同樣x8(坡向)Wald值較小,說明了縣域聚落分布影響因素中,坡向是在優先考慮高程、降水和耕地等Wald統計量較大的因子之后,才被作為補充性或者一般性的因子加以考慮。

綜上所述,天?？h聚落空間格局影響最大的是地形條件(即x7)、土地資源(即x10)和降水條件(即x12),而海拔高度(即x6)、交通稟賦(即x5和x4)和交通可達性(即x1)對聚落分布影響程度次之。地形條件、土地資源、降水條件和海拔高度是影響聚落空間分布的自然因素,交通稟賦和交通可達性作為人類活動影響聚落疏密程度的直接因素,引導縣域城鄉空間結構和等級規模結構,從而使各鄉鎮人口規模具有地域差異性。由《天祝藏族自治縣城鄉統籌總體規劃(2018—2035)》可知,鄉鎮按照城鎮人口規模及區域集聚能力分為中心城區(華藏寺鎮)、重點鎮和一般鄉鎮,規劃人口規模依次是10萬、1萬和0.5萬。城鄉空間依據“一心兩軸三區”的結構發展,華藏寺鎮是縣域政治經濟文化中心,城鎮發展主軸依托連霍高速公路和312國道,由“華藏寺鎮-打柴溝鎮-抓喜秀龍鎮-安遠鎮”組成,是中心城區和重點鎮分布區,常住人口數量多,聚落分布密集;城鎮發展次軸依托省道和縣道,由“東大灘鄉-松山鎮-石門鎮-賽什斯鎮-炭山嶺鎮-天堂鎮”組成,是一般鄉鎮分布區,人口規模較小,聚落分布密度較低。進一步驗證模型預測精度,對自變量進行共線性檢驗和ROC分析,共線性診斷的條件指標最大值為8.425,變量容忍度均大于0.1,方差膨脹因子均小于10,自變量在非共線參數值范圍內,變異系數值較低,各變量之間不存在共線性關系。對預測值與實際值P進行ROC分析,得到AUC為0.92,模型分類效果較好,Logistic回歸模型預測具有較高的準確性。

4 結論與討論

4.1 結論

通過分析聚落的分布、規模和類型3個特征,基于聚落空間格局影響因素的統計分析結果,運用Logistic回歸分析識別聚落空間格局形成因素,得出以下結論：(1)聚落空間格局整體上集聚分布特性和地域差異性顯著,空間分布表現出“東南高、西北低”的特征,并形成“東南密集型”和“西北稀疏型”2個典型區域。(2)聚落規模在華藏寺鎮表現為高密度大斑塊,而在其余鄉鎮表現為中低密度小斑塊。自然環境條件對聚落分布具有基礎性作用,垂直帶性特征明顯,地勢相對平坦的河谷盆地是聚落密集分布的主要區域,氣候條件和水土資源分布的空間差異影響區域產業發展模式。(3)二元Logistic回歸分析結果說明,地形條件、土地資源、降水條件和海拔高度是影響聚落空間分布的主要自然因素,交通稟賦和交通可達性作為直接因素,引導縣域城鎮空間結構和等級規模結構,使各鄉鎮人口和聚落規模產生地域差異。

4.2 討論

高寒山區聚落格局極易受到高大山體和重要水系布局的約束,天祝縣境內的聚落受祁連山和烏鞘嶺布局走向影響,總體趨勢表現為分散在地形相對平坦的地區,分布區的空間范圍相對較小?？h域城鎮體系等級性特征不顯著,縣城華藏寺鎮中心性較低,腹地范圍局限在金強河谷地區,對縣域內西北部以及北部鄉鎮的輻射帶動作用較小,政府行政管理成本較高,而毗鄰縣區對縣域內偏遠鄉鎮的影響則更加明顯。

天?？h是國家級重點貧困縣和民族自治縣,貧困發生率較高和少數民族聚居是最基本的社會經濟特征,主導產業是以傳統耕作農業和畜牧業為主的混合農業,聚落空間分布與以上特征有密切關系,適宜耕作區位于河谷地區,局地小氣候對農作物生長有利,而與主要河流相距較遠的地區,成為畜牧業發展的主要區域。農牧混合經營模式是長期以來高寒山區人類活動逐漸形成的聚落分布模式。

生態脆弱區在區域生態安全格局中具有不可或缺的地位和價值,是影響聚落空間格局的自然因素,同時也是維持區域生態平衡、保持生態系統穩定的核心要素。天?？h是河西走廊重要的生態屏障和生態資源密集區域,作為重要水源涵養區和補給區,約有76%的土地屬限制或禁止開發區域,圍繞生態、農業、城鎮空間劃定的生態保護紅線、永久基本農田、城鎮開發邊界,對聚落空間格局具有引導作用,能夠在國土空間規劃工作中關于城鄉聚落格局優化提供政策依據。