基于乡村振兴背景下泽普县乡村聚落时空演变规划格局分析

隋学佳 张永福 侯佳文 王盼

摘要 [目的]利用GIS技術对泽普县过去几年的乡村聚落变化进行研究，并分析该县的土地利用总体规划中对乡村聚落规划布局的影响。[方法]以新疆泽普县为例，基于规模法则、景观格局指数、平均最近邻指数、形状指数等分析方法，探讨研究区2010、2015、2020年乡村聚落的时空分布特征与景观格局变化的驱动因素。[结果]2010—2015年是具有分散分布的现象，2015—2020年具有聚集分布的现象。2010—2015年主要表现在聚落面积总体增加，面积较大的聚落斑块增加数量少，面积较小的聚落斑块增加数量多;2015—2020年聚落面积总体减少，面积较大的聚落斑块增加数量少，面积较小的聚落斑块减少数量多。[结论]泽普县乡村聚落时空分布格局特征与演变研究对该县富民安居工程的实施提供评价分析，为在国家特别贫困地区进行乡村振兴和脱贫致富进行合理的规划、科学的选址、土地资源利用以及可持续发展提供理论依据。

关键词 乡村聚落;时空演变;规划;乡村振兴

中图分类号 TU982.29文献标识码 A

文章编号 0517-6611（2019）11-0097-05

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2019.11.027

开放科学（资源服务）标识码（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

作者简介 隋学佳（1992—），男，新疆沙湾人，硕士研究生，研究方向：国地资源评价与地理信息系统。 通信作者，副教授，硕士生导师，从事国土信息技术和科研工作。

收稿日期 2018-12-05

乡村聚落是指一定规模与从事农业生产密切相关的人群，在一定地域范围内集中居住的现象、过程与形态[1]。我国约有5.9亿农村常住人口居住在200多万个自然村中，乡村聚落是我国人口的主要聚居形式[2-4]。近年来，随着我国新型城镇化的快速推进以及对“三农”问题的持续关注，提出并实施社会主义新农村建设、城乡统筹发展、美丽乡村建设等系列国家重农政策，使得乡村进入新的发展阶段。传统乡村聚落发展格局被打破，乡村聚落空间结构、形态正发生显著变化，聚落地域功能分化凸显，与此同时聚落面积快速无序扩张、空心化及不合理利用等现象日益严重[5-7]。如何在国家全面脱贫致富的关键时期下，突破传统大城市导向的城镇化发展模式，建立符合一定区域可持续发展的农村城镇化模式，正确引导农村人口向中小城镇转移，是提高农村城镇化质量的现实选择。

近年来，众多学者从不同角度对乡村聚落布局和调整等进行了研究，一是从乡村聚落布局角度，运用遥感和GIS技术从海拔、坡度和坡向等角度分析乡村聚落的空间分布特征[8-10]，并基于不同理论和方法对乡村聚落的空间分布进行描述[11-12];二是从布局调整优化角度出发，针对乡村聚落利用现状及分布特点提出了相应的优化方案[13-15]，依据影响乡村聚落布局的因素的限制程度，对乡村聚落优化模式进行探讨[16];三是针对乡村聚落布局的研究区域较为广泛，如黄土塬区[9]、丘岗地区[8]、平原区[11，13]、山地丘陵等交错地带[10，15-17]、干旱区绿洲[18-19];四是从土地整理角度，探讨了乡村聚落整理的模式及分区对策[19-20]。笔者以干旱区绿洲的新疆泽普县为研究区，研究2010—2015年乡村聚落时空变化情况，再分析土地利用总体规划中的乡村聚落规划，研究2015—2020年的乡村聚落变化，运用GIS空间分析、景观指数分析、空间结构分析以及结合实地走访调研，深入探讨乡村聚落时空演变特征，为促进乡村振兴、建设美丽乡村、脱贫致富、维护社会稳定提供理论依据。

1 資料与方法

1.1 研究区概况

泽普县位于新疆维吾尔自治区西南部，西昆仑山北麓，塔里木盆地西缘，叶尔羌河与提孜那甫河冲积扇中上部，地处76°52′30″～77°29′30″E、37°57′30″～38°19′00″N（图1）。北和西北以叶尔羌河为界同莎车县为邻，东和东南隔提孜那甫河与叶城县相望，东北同莎车县依干旗乡相连，西南同叶城县戈壁滩接壤。海拔1 215～1 490 m，县境西南至东北长61 km，西北至东南宽14～23 km。

泽普县行政区划隶属喀什地区，是一个以维吾尔族为主体的多民族聚居县，土地总面积98 797.02 hm2。全县辖2镇、10乡和4场，128个村委会。截至2014年末，全县人口达22.35万，城市人口6.05万，农村人口16.30万;生产总值达20.08亿元;地方财政一般预算收入达1.54亿元;固定资产投资达11.22亿元。

1.2 研究方法

1.2.1 景观格局指数。

基于景观生态学中的景观格局指数研究方法，选取乡村聚落斑块面积（CA）、斑块数目（NP）、平均斑块面积（MPS）、最小斑块面积（MINP）、最大斑块面积（MAXP）、斑块密度（PD）等指标定量分析泽普县乡村聚落时空演变差异，反映其内部结构组成及空间变化特征。

1.2.2 平均最近邻指数（ANN）。平均最近邻分析，用来判断斑块的空间分布是属于集聚模式分布、分散模式分布还是随机模式分析。平均最近邻工具测量每个斑块的质心与其最近邻斑块的质心的距离，然后计算所有这些最近邻距离的平均值。如果该平均距离小于假设随机分布中的平均距离，则会将所分析的斑块分布视为聚类斑块。如果该平均距离大于假设随机分布中的平均距离，则会将斑块视为分散斑块。

平均最邻近比率的计算方式：

其中，DO-是斑块与其最邻近点斑块之间的平均距离;DE-是在随机分布模式下点斑块之间的平均邻近距离;di是斑块i与其最邻近斑块之间的距离;n是斑块的总个数;A是能够包裹所有斑块的最小多边形的面积。

Z值的计算公式如下：

平均最邻近距离比率为R值，为监测的平均最邻近距离和期望的平均最邻近距离之比。根据R值的大小乡村聚落的空间分布模式，如果R值小于1，则点斑块的分布模式为集聚模式，如果R值大于1，则点斑块的分布模式为分散模式。对R值进行Z得分检验，最终判断点斑块的分布模式属于集聚模式还是分散模式。其中，当Z>1.96或Z<-1.96时，就可认为在显著性水平为0.05的情况下，分析得出的点斑块分布模式与随机分布模式之间存在显著差异;反之，当-1.96≤Z≤1.96时，则认为分析得出的点斑块分布模式与随机分布模式之间不存在显著差异。

1.2.3 形状指数（LSI）。形状指数用于分析聚落斑块的形状复杂度，将聚落斑块与标准正方形形状进行比较。数值越大，则说明聚落斑块形状越复杂;数值越小，则说明聚落斑块形状越简单，公式如下：

式中，A代表聚落斑块的面积，P代表聚落斑块的周长。LSI代表聚落斑块形状与正方形形状的比值，正方形形状指数为1。LSI越大，说明聚落斑块形状与正方形相差越大，斑块形状越复杂。

1.2.4 规模法则。陈刚强等[21]、周一星[22]研究验证，规模法则符合我国城乡位序，无论是城市聚落乡村聚落都具有等级性，并且在时间发展上呈现出一定的规律。由于城市聚落也是由乡村聚落聚集逐渐发展形成的，因此利用规模法则去解释说明乡村聚落规模的变化发展特征具有一定的可行性。

1.3 数据来源

数据来自4个方面：①土地利用矢量数据，泽普县2010和2015年土地利用变更数据，来源于泽普县国土局;②社会经济统计数据，包括2010—2015年泽普县人口、国内生产总值等，来源于泽普县统计年鉴（泽普县统计局）、泽普县国民经济统计资料，部分数据来源于新疆维吾尔自治区统计局（http：//www.xjtj.gov.cn/）;③《2020年泽普县土地利用总体规划》，来源于泽普县国土局;④实地调研资料，2015年10月、2016年5月和2018年3月3次在泽普县每个乡镇进行实地调查，获得当地乡村聚落变化的感性认识和理性规划认识。

2 结果与分析

2.1 基于规模法则的乡村聚落内部结构变化分析

利用ArcGIS 10.2软件，从2010年和2015年土地利用变更数据以及《2020年泽普县土地利用总体规划》中提取地类编码为203的村庄作为乡村聚落来分析。

根据泽普县乡村聚落分布实时情况，多次试验把聚落规模分为≥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个等级。从泽普县乡村聚落等级结构的变动上看（表1），对比2010、2015和2020年乡村聚落的聚落个数、聚落面积以及聚落面积所占比重的关系发现，1等聚落个数2010—2015年增加、2015—2020年个数减少，但是1等聚落占聚落数和聚落面积的比重是增加的。其原因是国家出台的“三农”政策的实施，让农民的生活水平提高，向中心镇、中心村聚集，聚落数增加，聚落面积增大，到2015年政府针对当前的现状，实施富民安居工程，整改旧址建筑，科学选址，合理布局，在原有的基础统一规格新建、扩建、改建，扩大1等聚落面积，造成了1等聚落个数2010—2015年增加、2015—2020年个数减少，但是1等聚落占聚落数和聚落面积的比重增加的现状。

2等聚落2010—2020年聚落个数逐年减少，但是2等聚落的占聚落数和聚落面积的比重2010—2015年是减少的、2015—2020年是增加的。其原因是国家“三农”政策的实施，农民经济收入增加，把自己的旧房子新建、扩建、改建，向大的基础设施完善聚落聚集，造成大的聚落面积更大，2等聚落聚集成了1等聚落规模，但是到2015年政府对乡村聚落进行规划，合理安排乡村聚落布局，除了所有农户的房屋新建、扩建、改建以外，聚落内的道路、水渠、林带、农民房前屋后的杂树的清理、老房子的拆除、通电、通水、上下水、电信、广播、闭路、天然气都要包括在内进行改建，达到房屋内部功能齐全、附属设施配套，整体符合安居富民房节能的要求，是2等聚落数量增加，面积规模扩大。造成了2等聚落2010—2020年聚落个数逐年减少，但是2等聚落的占聚落数和聚落面积的比重2010—2015年减少、2015—2020年增加的情况。

3～5等聚落2010—2020年聚落个数、占聚落数以及聚落面积的比重逐年减少。其原因是国家出台的“三农”政策的实施，让农民的生活水平提高，向中心镇、中心村聚集，或者自身聚落规模的扩大，聚落数增加，聚落面积增大。到2015年政府实施富民安居的政策，把现有的聚落与当前的规划相结合，合理规划聚落规模，科学选址，节约用地，集约发展，布局合理，对于面积小、功能不完善的聚落通过增加面积，补齐标准，完善内部功能，加强公共及服务设施建设，使其达到规划标准，使3～5等聚落规模向1～2等聚落规模发展。造成了3～5等聚落聚落个数、占聚落数以及聚落面积的比重逐年减少的现象。

6等聚落个数2010—2015年增加，2015—2020年个数减少，但是6等聚落占聚落数和聚落面积的比重是减少的。其原因是国家“三农”政策的实施，农民经济收入增加，把自己的旧房子新建、扩建、改建，向大的基础设施完善聚落聚集，造成6等聚落就近相互聚集融合或者整体迁移进行土地整理。到2015年政府实施富民安居的政策，把离农村道路远的零星聚落向基础设施配套、资源环境条件较好的聚落有序迁移，造成6等聚落个数2010—2015年增加、2015—2020年个数减少。

2.2 基于景观格局指数的乡村聚落时间演变分析

聚落斑块变化剧烈，但是变化趋势却恰恰相反;2010—2015年斑块总面积增加了700.89 hm2，2015—2020年減少了69312 hm2，但是2010—2015年斑块个数增加数量大致是2015—2020年减少的斑块数量的25%;虽然2010—2015年斑块面积增加、2015—2020年斑块面积减少，但是平均斑块面积逐年上升，斑块密度却是逐年下降。这说明2010—2015年与2015—2020年斑块总面积变化程度大致相同，但是内部结构的变化趋势却是相反的。2010—2015年斑块总面积增加，主要是小斑块的规模数量总体增加，2010年最小斑块面积0.04 hm2，2015年却是0.01 hm2，面积增加了700.89 hm2，说明斑块密度降低、数量增加;2015—2020年斑块总面积减少，主要是减少在小斑块的数量上，最大斑块面积增加，斑块密度降低，减少了将近4倍的斑块数量，但是减少斑块面积大致相同，所以2010—2015年主要特点是总体增加，以小斑块增加为主，大斑块面积增加慢;2015—2020年主要特点是总体减少，以大斑块增加为主，小斑块面积聚集成大斑块。

2.3 基于LSI和ANN乡村聚落空间格局分析

在进行聚落研究时，既要对乡村聚落分布格局进行定性分析，还需要定量分析。对空间格局状态的分析首先要判断聚落格局是否存在一定的规律，即聚集、均匀、分散的;然后再进一步分析聚落空间格局规律的原因及位置、大小等特征。利用ArcGIS 10.2软件将提取出来的矢量数据的属性计算作为泽普县的乡村聚落进行空间格局上的分析，结果如表3和图3所示。

从表3和图3可以看出，平均最邻近距离显示出泽普县乡村聚落的空间分布不是随机分布的，而是2010—2015年是具有分散分布的现象，2015—2020年具有聚集分布的现象。2010年的监测的平均最邻近距离到2015年下降了5.66 m，说明2010—2015年聚落之间的距离缩小了、数量增多了，原因是国家出台的“三农”政策的实施，让农民的生活水平提高，乡村内的基础设施逐渐完善，农民会沿着道路向两边扩展，向中心镇、中心村聚集，聚落数增加，相邻的聚落距离减小;与此同时，乡村聚落的LSI值普遍增加，由于农民沿着公路或者自己家的耕地附近盖房子，其聚落的形状复杂，形状与正方形形状相差较大，因此乡村聚落的LSI值普遍增加。2015年的监测的平均最邻近距离到2020年上升了13.89 m，说明2015—2020年聚落之间的距离增大了、数量减少了，其原因是2015年后，政府的富民安居政策对乡村聚落进行规划，合理安排乡村聚落布局，除了所有农户的房屋新建、扩建、改建，基本上以村（组）为单位聚集在一起居住，统一规划，所以聚落形状较为简单，同时也把之前形状复杂的聚落形状规划成了较为简单的简单，因此乡村聚落的LSI值普遍减小。

表3显示，平均最近邻距离比率R逐渐减小，聚落的聚集程度逐渐增加，即研究区乡村聚落分布愈来愈接近不随机分布。由于Z值得分都是负值，则表示只有1%或更小的可能会使该聚类模式是随机过程产生的结果。

3 结论与讨论

基于2010和2015年土地利用变更数据以及2020年规划中提取地类编码为203的村庄的数量数据作为乡村聚落，运用ArcGIS 10.2景观指数分析、形状指数分析、平均最近邻指数以及规模法则，分析泽普县2010—2020年乡村聚落时空演变下的规模法则、景观格局和空间格局变化，得出以下结论：

（1）在基于规模法则的乡村聚落内部结构变化上，1等、2等聚落个数2010—2015年增加、2015—2020年减小，但聚落面积逐年增加;3～5等聚落的聚落个数和聚落面积2010—2020年都在逐年减小;6等聚落的聚落个数和聚落面积2010—2015年逐年增加，2015—2020年聚落个数和聚落面积逐年下降。

（2）在基于景观格局指数的乡村聚落时间演变分析上，2010—2015年斑块的总面积和总个数增加，2015—2020年的总面积和总个数减少。2010—2015年斑块总面积增加的面积与2015—2020年减少的面积大致相同，但是2010—2015年斑块个数增加的数量大致是2015—2020年斑块个数减少数量的25%。2010—2015年斑块面积增加、2015—2020年斑块面积减少，但是平均斑块面积逐年上升，斑块密度却是逐年下降。

（3）在基于LSI和ANN乡村聚落空间格局分析上，2010—2015年是具有分散分布的现象，2015—2020年具有聚集分布的现象。2010—2015年乡村聚落平均最邻近距离减小，LSI值普遍增加;2015—2020年乡村聚落平均最邻近距离增加，LSI值普遍减小。

从研究對象和方法来说，该研究基于2010和2015年土地利用变更数据以及2020年规划中提取地类编码为203的村庄的数量数据作为乡村聚落，既是对过去几年的乡村聚落变化的分析，也是对该县的土地利用总体规划中对乡村聚落规划布局的研究，分析其规划对乡村聚落产生的影响，可以为该县实施富民安居工程的实施提供参考依据。同时该研究采用定性与定量相结合的分析方法，从时间和空间2个层面分析乡村聚落格局及其演变过程，通过3种不同的分析角度研究该县乡村聚落的格局及其演变过程。但是该研究对不同的时间段乡村聚落时空演变表现特征中内含的本质驱动力没有进行更深层次的研究，也没有提出该县乡村聚落空间布局结构的方向，只是提供了一种参考;同时对乡村聚落规划后，旧的乡村聚落拆除复垦成耕地这一建设生态乡村、美丽乡村的举措没有根据研究结果给予评价。

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