基于GIS的四川省傳統村落空間分布研究

吳彩燕 宋 林

(西南科技大學環境與資源學院 四川綿陽 621010)

傳統村落，又稱古村落，是指形成較早，具有一定歷史、文化與社會價值的村落[1]。如今，經濟發展以及城鎮化加速推進，越來越多的傳統村落已經淡出了人們的視野。為了更好地保護這些傳統村落，國家高度重視，并投入了很大的精力對傳統村落進行全國性的摸底調查，分別于2012年、2013年、2014年和2016年進行了4次中國傳統村落評選與公示。

傳統村落是珍貴的文化遺產，也是區域地理以及傳統文化研究中的重要對象。目前，已有部分學者對傳統村落相關問題進行了研究，內容主要包括傳統村落的旅游開發、空間布局、保護發展、文化景觀、建筑風貌等[2-14]。劉沛林等[15]從“意象”出發，把中國古村落景觀概括為4個基本意象，并通過差異比較初步研究了我國古村落景觀的多維空間立體圖象。康璟瑤等[16]以前3批國家級傳統村落為研究對象，討論了中國傳統村落分布與經濟、人口、地形、交通、城市格局等要素之間的關系。馮亞芬等[17]對廣東省傳統村落的空間分布特征進行了深入研究，并探討了影響其分布的因素。何小芊等[18]針對湘鄂贛地區的550個傳統村落，運用空間分析方法和數理統計方法，從市域、縣域兩個尺度出發探討了村落的空間分異及影響因素。蔣姝婷[19]從傳統村落民宿旅游角度出發，通過回歸方程的構建，提出可持續發展模式及發展對策。季誠遷[20]從文化生態學視角闡述了肇興侗寨的古村落與生態環境和文化環境之間的關系。雖然目前對于傳統村落的研究成果在不斷增多，但從計量地理學角度研究省域內部傳統村落的分布特征的報道較少。因此，筆者在前人研究成果的基礎上，從計量地理學與GIS的角度對四川省前4批國家級傳統村落的空間分布進行探討，為四川省傳統村落保護和可持續發展提供參考依據。

1 研究區概況及數據來源

1.1 研究區概況

四川省位于北緯26°03′～34°19′，東經97°21′～108°12′ 之間，地處長江上游，與陜西、重慶、貴州、云南、西藏、甘肅、青海7省(市)交界。四川省的地形地貌復雜多樣，同時兼具山地、平原、丘陵和高原4種地貌類型，高度差異大，地勢西高東低。四川省人口眾多，資源豐富，是我國的西部大省，也有著眾多的傳統村落。如表1所示，在四川省前4批225個國家級傳統村落中，第1-4批國家級傳統村落對應的數量分別為20，42，22，141個，其具體分布情況如圖1所示。

表1 四川省前4批國家級傳統村落統計表Table 1 Statistical table of the first four batches of national traditional villages in Sichuan Province

圖1 四川省傳統村落分布圖Fig.1 Distribution map of traditional villages in Sichuan Province

1.2 數據來源

(1)傳統村落數據及整理。文中的四川省前4批國家級傳統村落的名稱、地點、數量等數據均來源于中國住房和城鄉建設部官網(http://www.mohurd.gov.cn/)。全國前4批國家級傳統村落總計4 157個村落，其中，四川省的前4批國家級傳統村落總計225個，通過Excel將以上數據整理成表。通過百度地圖API獲得四川省前4批國家級傳統村落的經緯度坐標，將其錄入到整理的傳統村落的Excel表格中，在ArcGIS軟件中將表格導入、建立數據庫、轉換為矢量數據，以點圖層的形式顯示并保存。

(2)基礎地理數據。研究所需的四川省市級行政區劃的矢量圖層數據與DEM(Digital Elevation Model，數字高程模型)數據均來源于地理空間數據云網站(http://www.gscloud.cn/)。

2 研究方法

本文采用GIS與計量地理的相關方法。從計量地理學角度引入統計模型，從分布類型(最鄰近點指數)、集中程度(地理集中指數與空間基尼系數)、均衡程度(不平衡指數)、分布密度(核密度估計法)4個方面對四川省前4批傳統村落的空間分布特征進行探究。

2.1 最鄰近點指數

(1)

(2)

式中：m為四川省的傳統村落點個數；A為研究區的面積；D為傳統村落的點密度。

2.2 地理集中指數

地理集中指數可用于研究傳統村落空間分布的集中程度，其公式為：

(3)

式中：G表示四川省前4批國家級傳統村落的實際地理集中指數；四川省第i個市內的傳統村落數量用Xi表示；t為四川省前4批國家級傳統村落總數；n為四川省省內的市區總數。G值介于 0～100之間，若G值越接近100，說明四川省內的傳統村落分布越集中；G值越接近于0，則越分散。設G0為傳統村落平均分布于省內各市區時的地理集中指數，其計算公式為：

(4)

式中：t為四川省前4批國家級傳統村落總數;n為四川省的市區總數。當G>G0時，呈集中分布，反之，若G

2.3 空間基尼系數

空間基尼系數可以測量研究對象空間分布的均衡程度，運用空間基尼系數來度量傳統村落在四川省各個市區中的空間分布狀況，探究其在四川省內的分布變化規律，其公式為：

(5)

式中：Gini表示空間基尼系數；Pi表示四川省內第i個市區內的傳統村落個數占全省傳統村落總數的比重；n表示四川省的市區總數。空間基尼系數的取值介于0～1之間，其取值越大，表明四川省傳統村落空間分布的集中程度越高，取值越小則表示傳統村落的集中程度越低。

2.4 不平衡指數

用于反映區域要素分布均衡程度的不平衡指數，能夠體現四川省前4批的國家級傳統村落在省內各市區中分布的均衡性，其計算公式為：

(6)

式中：S表示不平衡指數；n代表四川省的市區總數；Yi表示四川省各個市區擁有的國家級傳統村落數量在全省總數的占比從大到小排序后第i位的累計百分比。不平衡指數S的取值范圍為0～1，當S=0時，表示傳統村落在四川省內各市區中平均分布；當S=1時，表示在四川省的某一市區內集中分布。

2.5 核密度估計法

本文采用核密度估計法來對四川省的傳統村落分布的密集程度進行分析，其計算公式為：

(7)

3 四川省傳統村落空間分布特征分析

3.1 空間分布類型

圖2 平均最鄰近處理結果報表Fig.2 Average nearest neighbor processing result report

3.2 空間分布集中程度

對于四川省前4批國家級傳統村落的空間分布的集中程度的研究，本文通過地理集中指數與空間基尼系數兩個統計模型來進行計算分析，兩個模型的結合相互驗證相互補充，使得結果更具說服力。四川省前4批國家級傳統村落在各個市區中的具體分布情況如表2所示。

在兩個統計模型的計算中，四川省前4批國家級傳統村落的總數t=225，四川省省內的市區總數n=21。通過地理集中指數公式計算出所求的地理集中指數G=28.66，若這些傳統村落在四川省內各市區平均分布時，G0=28.21。由于G>G0，說明四川省傳統村落的分布從整體上看較為集中。通過空間基尼系數的計算公式可以計算出四川省前4批國家級傳統村落的空間基尼系數Gini=0.94，表明國家級傳統村落在四川省內分布的集中程度較高。

3.3 空間分布均衡程度

經計算得出四川省前4批國家級傳統村落的不平衡指數S=0.44，可以知道四川省前4批國家級傳統村落在各個市區分布不均衡。通過繪制對應的洛倫茲曲線(如圖3所示)可發現，有近60%的傳統村落分布在阿壩藏族羌族自治州(16.00%)、甘孜藏族自治州(13.78%)、瀘州市(11.56%)、綿陽市(6.22%)、巴中市(5.78%)與自貢市(5.78%)這6個市州中。

3.4 空間分布密度

通過核密度計算公式，并利用ArcGIS軟件中的核密度分析對四川省的225個國家級傳統村落進行可視化處理，生成核密度分布圖，可以看到四川省的國家級傳統村落在空間上的分布集聚區。制圖時結合Silverman的“經驗法則”，經多次試驗最終選取帶寬為80 km，核密度分析結果如圖4-圖8所示。

由核密度分析結果可見，四川省第1-4批傳統村落的分布均有對應的高密度聚集區。從圖4可知，第一批的傳統村落的密集區有甘孜州、阿壩州、廣元巴中南充三市交界處、雅安成都兩市交界處；從圖5可知，第二批的傳統村落的密集區有阿壩州、瀘州市、內江自貢兩市交界處、雅安市；從圖6可知，第三批的傳統村落的密集區有內江自貢瀘州三市交界處、宜賓瀘州兩市的省界處；從圖7可知，第四批的傳統村落的密集區有瀘州自貢內江三市、巴中達州兩市交界處、綿陽德陽兩市交界處、阿壩州。

圖4 四川省第一批傳統村落核密度分布圖Fig.4 Nuclear density distribution map of the first batch of traditional villages in Sichuan Province

圖5 四川省第二批傳統村落核密度分布圖Fig.5 Nuclear density distribution map of the second batch of traditional villages in Sichuan Province

圖6 四川省第三批傳統村落核密度分布圖Fig.6 Nuclear density distribution map of thethird batch of traditional villages in Sichuan Province

圖7 四川省第四批傳統村落核密度分布圖Fig.7 Nuclear density distribution map of the fourth batch of traditional villages in Sichuan Province

如圖8所示，從四川省的前4批傳統村落整體的核密度分布上看，傳統村落在空間上集中在四川省東南部，主要是在瀘州、內江、自貢、宜賓一帶，在這4個市的交界處形成了一個較大的密集區，該聚集區呈東南-西北走向的帶狀分布；其次，在阿壩州的東南部、巴中達州交界處、德陽綿陽兩市交界處等地區也有較小的塊狀密集分布區。

圖8 四川省前4批傳統村落整體核密度分布圖Fig.8 Distribution map of the overall nuclear density of the first four batches of traditional villages in Sichuan Province

3.5 傳統村落空間分布特征驅動力分析

3.5.1 自然地形條件

通過統計匯總傳統村落所處地區的自然地形條件，可以得到四川省前4批國家級傳統村落所在地的地形條件統計表，如表3所示。由表3可知，就海拔高度而言，四川省的傳統村落在200～700 m的低海拔地區分布占比近半數，為47.11%，在3 000 m以上的高海拔地區分布較少；傳統村落所處地區地形坡度在0°～5° 的數量占比為42.22%，在坡度較大的地區分布很少；從地形起伏度的占比可見，四川省的傳統村落多分布在地形起伏較小的地區；從地表粗糙度來看，在地表粗糙度為1.00～1.03的地區村落占比75.11%，而地表粗糙度較大的地區分布極少。通過表3的分析可以發現，中低海拔、地形起伏較小、地勢平坦的地區更有利于四川省傳統村落的發展與保存。

表3 四川省傳統村落地形條件統計表Table 3 Statistical table of the topographical conditions of traditional villages in Sichuan Province

3.5.2 社會人文條件

結合四川省各市(州)的社會經濟條件(圖9)可以發現：甘孜、阿壩這兩個少數民族自治州的人口經濟條件比較欠缺，但這兩個地區的傳統村落分布數量卻很多；成都的人口經濟交通條件好，傳統村落的數量較少；瀘州、綿陽、巴中這些人口經濟交通條件欠發達地區，傳統村落的數量占比較大。分析圖9可知，人口眾多、經濟發達不利于傳統村落的發展與保存，少數民族地區的傳統村落的保存相對較好，交通要素對傳統村落的影響不太明顯。

圖9 四川省傳統村落社會人文條件統計圖Fig.9 Statistical map of the social and humanistic conditions of the traditional villages in Sichuan Province

4 結論

本文利用GIS技術與計量地理方法，從宏觀角度對四川省前4批的225個國家級傳統村落的空間分布進行了分析，得到以下結論：(1)四川省前4批國家級傳統村落的分布類型為凝聚型；(2)四川省傳統村落在整體上呈現集中分布，且集中程度較高；(3)四川省的傳統村落在市域尺度上分布不均勻，在阿壩、甘孜、瀘州、綿陽、巴中和自貢6個市州中就有59.11%的傳統村落分布；(4)四川省的前4批傳統村落分布具有密集性，在四川省東南部的瀘州、內江、自貢、宜賓4市的交界處形成了一個較大的呈東南-西北走向的帶狀密集區，在阿壩東南部、巴中達州交界處、德陽綿陽交界處等地區也有較小的塊狀密集分布區；(5)地形、交通、民族及經濟發展水平等條件影響四川省傳統村落的空間分布。