歷史文化名鎮名村空間格局的分形演化特征及優化策略

張 泉，鄒成東，薛珊珊

（合肥工業大學 建筑與藝術學院，安徽 合肥 230601）

0 引言

歷史文化名鎮名村是指由國家核定公布的，保存文物特別豐富且具有重大歷史價值或紀念意義的，能較完整地反映一些歷史時期傳統風貌和地方民族特色的村和鎮［1］。探討歷史文化名鎮名村保護、傳承與發展的相關理論方法與研究進展，在弘揚民族傳統文化、增強文化自信與認同、豐富傳統聚落保護層級和助力鄉村振興建設等方面有所裨益。梳理現有文獻發現，我國歷史文化名鎮名村的早期研究大多關注保護方法［2］、評價體系［3］等方面。直到首批歷史文化名鎮名村公布后，以名鎮或名村單個體系為研究對象的地理空間分析才逐漸興起，具體涉及空間分布特征［4］、時空分布及其成因［5，6］等方面。李亞娟等［7］發現，我國歷史文化名村在資源稟賦、評價標準、政策導向等因素的影響下存在集聚區、相對集聚區和過渡擴散區三種分布區；趙宏波等［8］得出黃河流域的歷史文化名鎮名村在各方向上受不同因素影響而呈集聚型分布的結論；陳郁青等［9］對福建省的歷史文化名鎮名村進行了研究，發現其集中分布在閩東地區和境內低海拔區域。由此可見，在地理模型和空間統計分析等方法的輔助下，歷史文化名鎮名村空間格局的研究呈現出多尺度、多學科交叉的趨勢。

分形理論起源于數學領域，是運用分數維度描述和研究不規則自相似體系的方法。該理論對系統的描述更加符合事物復雜多樣的屬性與狀態，因此被廣泛應用于城鄉聚落體系的研究中，如城鎮體系規模結 構［10］、土 地 利 用 空 間 形 態［11，12］、景 區 系 統 空間演變［13，14］等。城鄉聚落分形研究經歷了從區域城鎮體系、個體城市到傳統聚落的轉換，呈現出具體化、微觀化的研究趨勢。運用分形理論和方法研究傳統聚落體系，既可從區域層面揭示要素的整體格局與空間特征，也可在微觀個體層面進行形態變化和演變特征的探討。近年來，分形維數理論與方法在傳統聚落空間特征方面的研究逐漸增多。如：鄭光輝等［15］運用空間自相關、網格維數等方法探究了我國鄉村旅游重點村的空間特征并揭示其影響機理，發現鄉村旅游重點村具有復雜的分形結構，且在自然和區位因素的影響下沿著旅游景區地理線分布；李博等［16］、楊艷等［17］引入網格維數方法對湖南省、貴州省傳統村落空間格局進行了研究，得到傳統村落存在顯著分形且分布狀態呈多點聚集的結論；張磊等［18］運用網格維數研究區域鄉村聚落格局，發現徽州傳統村落存在明顯的空間分形，且具有非均衡性、線性集聚分布的趨勢；朱磊等［19］運用可達性測度、網格維數等方法分析旅游景點的空間分布，發現皖南國際文化旅游示范區內旅游景點具有分形特征，且各類型景點集聚程度不同。

分形理論在上述研究領域的不斷深化拓展，為其引入歷史文化名鎮名村空間格局的研究提供了理論支撐與經驗借鑒。然而，現有空間格局的研究多以單體要素的靜態分析為主，時間維度的空間分布演變類研究相對較少；所采用方法大多為地理模型，分形維數則被視為輔助工具，缺少單獨的分形維數分析，因此不利于深入有效地闡釋其分布格局的演變規律?；诖耍疚倪\用分形維數理論研究我國歷史文化名鎮名村的空間分布特征，揭示其內在規律與演變邏輯，并在此基礎上提出空間格局的優化策略，進而推進我國歷史文化名鎮名村的全域保護與健康發展。

1 研究對象、數據來源與研究方法

1.1 研究對象與數據來源

國家文物局與建設部于2003 年、2005 年、2007年、2008 年、2010 年、2014 年、2019 年公布各批次名鎮名村名單，公布數量分別為22 個、58 個、77 個、94個、99 個、178 個、271 個。本文以國家公布的799 個歷史文化名鎮名村（其中名鎮312 個、名村487 個）為研究對象，將其視為點狀要素進行研究（圖1）。各名鎮名村的名稱、數量、地點等信息來源于國家住房與城鄉建設部官方網站，國家行政邊界的矢量數據和底圖數據下載自國家測繪地理信息局標準地圖服務系統。

圖1 研究對象與研究范圍Figure 1 Research object and research scope

1.2 研究節點選取與數據處理

從宏觀區域視角進行歷史文化名鎮名村空間格局的演變研究，大多將其視為點狀要素并借助GIS技術與計量地理方法展開，其結果準確度在某種程度上會受到點狀要素定位精度、時間節點跨度、模型方法選取等方面的制約。因此，需在考慮可操作性的基礎上處理所得數據，并選取適當的研究節點以擴展時間序列，增加研究可信度，揭示其動態演變特征。

在研究節點選取方面，考慮到名鎮名村評選與公布時間不固定且受非主觀因素影響較大，因此以各批次公布時間為研究節點（即第一時間點至第七時間點），對比分析和探尋其演變特征。在數據處理方面，既有研究常采用以下兩種方法：一是通過百度衛星地圖、圖新地圖等輔助工具手工拾取坐標；二是運用Map Location、百度API等線上服務網站查詢坐標。第一種方法適用于樣本數量較少，且對坐標精度要求較高的研究；第二種方法可操作性強，但定位坐標精度相對不高。綜合考慮研究樣本容量與演變特征分析的影響因素，本文決定借助Map Location進行地理定位，并抽取部分樣本進行坐標拾取、檢驗與校正。

1.3 研究方法

分形維數是進行自相似系統分形特征描述的重要參數，主要指標包含形狀維數、集聚維數和網格維數，常用于空間結構的形成、演化模式及優化研究。形狀維數適用于研究面狀要素的分形特征，主要考慮研究對象自身的形態特性，而集聚維數與網格維數多用于點狀要素空間分布特征的分析。其中，集聚維數反映點狀要素的集聚程度，網格維數則反映點狀要素均衡與否。本文擬采用網格維數來研究名鎮名村的空間格局，包括容量維數和信息維數兩個測算指數。

根據網格維數理論，若名鎮名村系統存在一定的自相似性特征，且其空間分布存在無標度性，那么在特定范圍內進行網格分析時，其所占據的網格數N（K）會隨著網格尺寸K 的變化而變化［20］，且兩者之間符合以下關系：

式中：K 為等比例劃分的網格尺寸；E 為被分割的段數，本文選取均分段數E ＝［2，16］；D0為容量維數；N（K）為歷史文化名鎮名村占據的網格數；N0為比例系數。

在實際測算過程中，某一網格內的歷史文化名鎮名村分布概率pij可由該網格內歷史文化名鎮名村的數量mij與名鎮名村總數目M 確定，即pij＝mij/m。根據如下公式計算出信息量I（K）：

式中：D1即為信息維數；I0為常數。

容量維數、信息維數和網格維數（D）的取值范圍相同，一般介于0—2 之間［21］。當D ＝0 時，所有歷史文化名鎮名村集聚于一點；當D ＝1 時，歷史文化名鎮名村均勻分布在一條線上；當D ＝2 時，歷史文化名鎮名村在空間中呈完全均勻狀態。當D 在0—1 之間時，歷史文化名鎮名村在空間中趨于集聚分布；當D 在1—2 之間，歷史文化名鎮名村在空間中趨于均衡分布，其值越大，均衡特征越明顯。

2 空間格局分形演化特征

截至2022 年，我國名鎮名村的總數已從22 個增加到799 個，分布范圍也由11 個省級單位到全覆蓋，從15 個地級單位增加到209 個（占比超過60%），增速斐然。然而，名鎮名村各階段的增長具有明顯差異且單個時間點存在各自的變化，因此有必要從時間縱向和空間橫向分析網格維數并總結其空間格局的演變特征。在實際測算中，先借助Arc-GIS“創建漁網”工具進行網格劃分，并將其與名鎮名村空間分布圖進行空間連接（圖2），計算出名鎮名村占據的網格個數N（K）、各網格內名鎮名村的分布概率pij和信息熵I（K）。由公式（2）、（4）可知，lnN（K）、I（K）與lnE 具有線性相關關系。因此，制作ln E -lnN（K）和lnE - I（K）散點圖并進行線性擬合，即可確定容量維數與信息維數的值。

圖2 區域網格化等分示意圖（以第七時間點E ＝16 為例）Figure 2 Schematic diagram of regional meshing division（take the 7th time point E ＝16 as an example）

2.1 不同時間維度的顯著分形

第一時間點的容量維數和信息維數回歸擬合效果（R2分別為0.959、0.941）較好，第二時間點至第七時間點的擬合效果（R2均大于0.99）很好，說明各個時間點的歷史文化名鎮名村均存在空間分形（圖3）。第一時間點的擬合效果不佳，卻大致符合網格維數理論的一般情況，表明在受到首批歷史文化名鎮名村公布數量、相關政策偏移等因素的影響，該時間點仍具有一定的分形特征。同時，各個時間點的名鎮名村點列散點圖均存在明顯的無標度區間，其網格維數的數值均在0—2 之間。這與網格維數理論中信息維數小于容量維數的現象一致，進一步證明了“各個時間點的名鎮名村空間分布具有分形特征”的結論。這是我國傳統村落與城鎮在自組織演化過程中受隱含法則支配的結果，一定程度上反映了其結構與整體的相似性容易受到歷史文化和自然地理等因素的影響。

圖3 歷史文化名鎮名村網格維數演變Figure 3 Evolution of grid dimension of historical and cultural towns and villages

2.2 多點集聚向線性均衡演變

整體來看，第一時間點的網格維數均小于1（容量維和信息維分別為0.864、0.885），表明該時間點名鎮名村的空間分布為集聚分布態，而非均衡態；第二時間點至第七時間點網格維數的值均在1—2 之間，則名鎮名村的空間分布在該段時間內為均衡分布態。而7 個時間點的網格維數值均趨近于1，表明名鎮名村系統在其自組織演化過程中具有沿實體線性空間分布的趨勢（如平原、古道、運河等）；同時，在區位、歷史、人文等多重因素的影響下，呈現出了多層線性的分布規律。而在名鎮名村的空間格局研究中，趙玉瑞等［22］、吳必虎等［23］、李亞娟等［7］也得到相同的結論，這進一步印證了網格維數測算結果的準確性。

由圖4 可知，第一時間點的名鎮名村在成渝城市群、長三角區域、閩西南和山西中部等地形成集聚點，且這些集聚點在第二至四時間點不斷靠攏最終形成了名鎮名村的連續集聚區?？梢姡覈偯宓目臻g格局經歷了多點集聚向線性均衡的轉變，且不同時間點的整體均衡度在增加。呈現出由集聚到均衡的演變特征，原因是受我國傳統聚落長期演化的內在特性和名鎮名村的公布政策影響。

圖4 歷史文化名鎮名村核密度分布演變Figure 4 Evolution of kernel density distribution of historical and cultural towns and villages

2.3 空間均衡呈現階段性變化

為直觀地感受網格維數的變化，制作網格維數變化圖（圖5）。由圖5 可知，無論是容量維數還是信息維數，其數值都在逐步增大，即我國名鎮名村呈均衡分布且隨著時間變化越來越均衡?？v向比較不同時間點之間的網格維數值差值，發現存在一定差異。究其原因：一是第一時間點至第二時間點的名鎮名村空間正處于集聚態向均衡態演變的過程；二是各批次的名鎮名村公布時間和數量與之前的階段具有較大差別。在不同時間點對容量維數與信息維數進行橫向比較，發現兩者差值也在發生變化（分別為0. 021、0. 098、0.110、0. 115、0. 095、0. 050、-0.001）。兩者差值在第一時間點開始增加，而后在第四時間點下降，最終在第七時間點出現信息維大于容量維的情況。整體上，各時間點的網格維數差值不大，表明名鎮名村系統在不同方向均具有準自相似性的分形特征。由兩者差值的地理意義可知，名鎮名村的空間分形正在由復雜分形向簡單分形轉變，且名鎮名村在網格中的分布概率正在變小。

圖5 不同時間點的網格維數變化Figure 5 Changes of grid dimension at different time points

綜上所述，我國名鎮名村空間格局經歷了4 個演變階段（圖6）：第一階段（2003—2005 年）為集聚向均衡轉變期，主要特征表現為保護區域不斷擴大，空間格局從集聚分布向均衡分布轉變，這與我國在名鎮名村保護方法和制度等層面的探索與實踐有關；第二階段（2005—2008 年）為空間均衡快速變化期，該階段的空間均衡度變化相對顯著，說明在總體基數不大的情況下，名鎮名村分布狀態受公布數量、公布時間、自身分布狀態等因素的影響更為劇烈；第三階段（2008—2014 年）為空間均衡緩慢變化期，受我國出臺的名鎮名村政策影響，該階段的空間均衡性變化逐漸降緩，但分布更加均衡合理，其實質是我國名鎮名村的政策走向成熟；第四階段（2014—2019年）為空間均衡倒退期，雖然第七批名鎮名村數量高達271 個，但其自身在閩西南、長三角和山西中部等地形成了過度集聚區，對名鎮名村的整體分布產生影響，導致該階段空間分布均衡度出現倒退現象，并出現向集聚分布演變的趨勢。

圖6 歷史文化名鎮名村空間格局演變的不同階段Figure 6 Different stages of spatial pattern evolution of historical and cultural towns and villages

3 空間格局優化策略

總體而言，我國名鎮名村系統的空間分形從復雜分形向簡單分形演變，空間結構由多點集聚階段向線性均衡階段轉變，表明其空間均衡度和空間格局正在不斷完善。然而，在各地資源稟賦、保護政策偏移等因素的綜合影響下，名鎮名村空間格局出現了均衡倒退現象，說明其空間結構在一定程度上還不夠穩定，存在問題需要進一步優化。“點—軸”系統是區域空間發展的優化結構，能夠使區域結構得到優化與調整［24］。因此，結合上述分形演化特征，從“集聚點—線性軸—均衡面”3 個層面提出空間格局優化策略。

3.1 集聚點：提倡組團式集群式保護

經過前后7 次的評選與公布，我國名鎮名村系統的空間分布總體表現為均衡態，局部區域也存在集聚與稀疏之地。從單個名鎮名村集聚點來看，其內部的傳統聚落因受同種因素影響，在特定區域內形成了同類型村鎮的集群區。如皖南徽州傳統村落群、晉東南傳統村落群等，這些村鎮通過地理、文化、交通、氣候等要素保持溝通與聯系，一定程度上有利于傳統聚落整體性保護的探索與實踐。從名鎮名村集聚點數量及分布來看，各批次的名鎮名村公布數量及其集聚特征是促使其發生變化的首要原因，不僅增加了集聚區內名鎮名村的密集程度，還優化了集聚點的數量和分布狀態。因此，通過加強同類型村鎮的聯系，鼓勵名鎮名村的組團式、集群式發展，并依托都市圈、地理圈、文化圈等圈層系統地開展傳統村落的挖掘與保護，能夠有效地優化名鎮名村的空間格局，即在全國范圍內形成多個集聚點并使其朝著“集聚點均衡分布”的態勢發展。此外，未來批次的名鎮名村公布應在公布時間、公布數量和空間結構等方面保持穩定，并在符合評選制度的基礎上優先考慮稀疏之地，以促進我國名鎮名村的整體性保護與開發。

3.2 線性軸：加強名鎮名村區域協作

在傳統聚落演化過程中，古村鎮受到實體或無形線性要素（如河流、平原、文化貿易等）的影響而發生地理區位的擴張與變遷，并在經濟、政治等因素的輻射下形成相對集中的區域，最終折射成我國名鎮名村的空間分形。同時，名鎮名村系統所具備的分形特征能夠為各村鎮之間跨區域、跨文化的交流提供有力支撐，進而反哺名鎮名村的保護與發展，因此其空間結構優化策略的提出應當遵循其原本的演變規律。例如，以茶馬古道、京杭大運河、“一帶一路”等線性要素為框架，對沿線的名鎮名村進行系統全面的挖掘、保護與開發，以強化其線性分布的趨勢。同時，借助區域交通線路、文化貿易渠道、旅游景點路線，合理規劃傳統文化要素的配置與流動，加強線性區域內部的文化、經濟、政策的交流與協作，促使名鎮名村現存空間廊道得以進一步強化，并最終發展成為我國名鎮名村空間結構的主導形態。其次，在全域旅游的背景下，應更加注重傳統村落與旅游景點的聯系與合作，實現旅游收入與傳統村落保護資金的轉換，推動名鎮名村的整體性保護與健康持續發展。

3.3 均衡面：推動保護措施全域落實

我國名鎮名村空間格局的均衡程度得到增加，空間結構也正在優化。這不僅是受地理條件、區際人口、經濟水平等資源稟賦的影響，還與名鎮名村核定公布標準、傳統村落保護措施、區域合作政策走向成熟密切相關，其實質是我國傳統聚落保護工作進展順利。隨著國家對傳統聚落和文化遺產重視程度逐漸增加，傳統村落的保護開發力度不斷加強，越來越多的政策措施得以頒布，這極大地促進了名鎮名村的保護與發展，進而對其空間格局產生影響。因此，未來應當繼續出臺名鎮名村核定公布、規劃制定、評估檢查和保護開發等方面的政策措施，并加強傳統聚落保護開發的宏觀調控與差異化管理。一方面，通過推動名鎮名村保護措施全域落實、優化資源區域配置、協調整體保護進程，能夠較好地實現其在新時代的全面可持續發展；另一方面，通過經濟支持、旅游發展、保護措施等方面的政策引導，加快推進傳統村鎮與名鎮名村環境的整治與改善，實現其在全域范圍內的健康發展。

4 結語

運用網格維數理論和方法，對歷史文化名鎮名村的空間格局特征及其演變規律進行了分析，并基于分析結果提出了整體優化策略，是傳統聚落定量研究的一次有效探索，從更加宏觀的層面來探究歷史文化遺產的保護工作。結果表明，名鎮名村系統在不同時間點均具有顯著的分形特征，并經過4 個不同的演變階段實現了從多點集聚到線性均衡的轉變。在深入分析名鎮名村演變特征及形成原因的過程中，發現其空間格局在不斷演變過程中存在一定問題。

未來，我國應當積極提倡名鎮名村組團式、集群式的保護方法與發展模式，加強區域內傳統聚落的交流與合作，深入推進傳統聚落保護政策的頒布與實施，以優化名鎮名村集聚點、線性軸、均衡面的分布狀態，進而推動整個系統的良性發展。本文在名鎮名村空間格局的影響因素、形成原因和內在機制等層面的分析仍存在不足之處，今后研究可從分形理論和空間演變的視角進行相關探索與實踐。