新疆绿洲内乡村聚落空间格局∗特征及类型划分
——以泽普县为例

张贝贝，王宏卫，何珍珍，王盼，王慧

(1.新疆大学资源与环境科学学院，新疆乌鲁木齐830046；2.绿洲生态教育部重点实验室，新疆乌鲁木齐830046)

0 前言

乡村聚落是指在有限的地域范围里，与农业生产活动紧密相关的人群集聚分布并生活居住的现象与过程[1]．乡村聚落空间格局的分布特征受到多种因素的影响，在空间上揭示了人类活动强度的大小[2−4]．它是人文地理学和聚落地理学的重要研究内容[5]．因此，在我国经济快速发展以及城乡差距不断扩大的背景下，研究乡村聚落的空间分布格局能切实了解其规模、形状以及用地现状，对乡村用地规划和居民点的整理建设具有重大的现实意义和实用价值．

19世纪末期，国外学者开始对乡村聚落进行研究，研究主要侧重于聚落在地域空间内的布局特征，聚落的形态演变与分类，聚落的用地变化以及聚落内的景观等[6]．总体上呈现出由简单向综合、从定性描述到定量分析、由空间分析向人文社会范式转变的发展过程[7]．国内早期的研究领域主要侧重于不同地区特征下乡村聚落的分布位置与自然因素、耕地数量之间的关系[8,9]．近年来，乡村聚落在空间上的分布格局研究慢慢升温，研究方法从定性描述向定量与定性相结合的方向发展，并加强了遥感动态监测技术和GIS空间分析的利用[10−12]．但是大多数乡村聚落的研究集中在山地、丘陵、流域等地带，且大都位于东部经济较发达的地区，对于西北干旱区绿洲内乡村聚落的研究相对匮乏．泽普县位于新疆喀什地区叶尔羌河绿洲，深居内陆，气候干旱复杂，剖析其绿洲内的乡村聚落空间格局分布现状，显的格外重要．

本文以土地利用调查变更资料为基础数据源，采用GIS空间分析方法结合景观韵律指数，深入挖掘泽普县乡村聚落的空间格局现状，并对其类型进行划分，以期为新疆绿洲内乡村聚落的发展和乡村用地规划提供参考．

1 研究区和研究方法

1.1 研究区概况与数据来源

泽普县隶属于新疆喀什地区，位于新疆西南部，昆仑山北麓，喀喇昆仑山东侧，塔克拉玛干沙漠的西缘.西以叶尔羌河为界，同莎车县相望，东和东南隔提孜那甫河与叶城县为邻，西南接叶城县界.地形起伏较大，地势西南高东北低.至2015年末，全县总面积为8.3×104hm2，包含两镇、十乡、四场，共有人口22.3万人，其中乡村人口数量为16.9万人，占总人口的75.7%.形成维吾尔、汉、哈萨克等多个民族共同生活居住的多民族乡村聚落，其中维吾尔族、汉族分别占总人口的81%和16%[13].

本研究所使用的数据有空间矢量数据，包括：泽普县2015年土地利用现状图（1:50000）和泽普县第二次土地利用调查数据．社会经济数据采用《泽普县统计年鉴2016》．数据处理如下：将所有空间数据进行统一投影，转换坐标系；运用GIS软件对泽普县乡村聚落用地、河流、道路等信息进行提取，将提取的居民点用地图转化为ESRI GRID格式，并运用Fragstats软件计算所需景观指数．最终将提取出的居民点用地、河流、道路等信息与泽普县界限共同导入数据库，得到2015年泽普县乡村聚落空间分布图（图1）．

图1 泽普县乡村聚落分布图

1.2 研究方法

1.2.1 核密度分析

核密度估算属于非参数密度估计的一种统计方法，用来测度乡村聚落斑块的空间分布密度[14]．核密度值越高，说明居民点分布密度越大．其表达式如下

式中f(x,y)为位于(x,y)位置的密度估计；n为观测数量；h为带宽；k为核函数；di为位置距第i个观测位置的距离．

1.2.2 空间热点探测分析（Getis-OrdGi∗）

空间热点探测用来检验居民点规模在局部地区是否存在统计上显著的高值和低值，可以用可视化的方法揭示“热点”区和“冷点”区，用于农村居民点规模分异研究[15,16]．其计算式为

式中参数Wij(d)为以距离规则定义的空间权重；xi和xj分别是i和j区域的变量值；对数据进行标准化处理，若Z(G∗i)为正，且统计显著，则属于高值聚集“热点”区，即居民点呈现局部的大规模斑块集聚；若Z(G∗i)为负，且统计显著，则属于低值聚集“冷点”区，即居民点斑块规模低值集聚[17]．

2 结果与分析

2.1 乡村聚落的方向分布特征

在Arcgis中，将提取的泽普县乡村聚落斑块面状数据转为点数据，并采用标准差椭圆分析方法生成泽普县乡村聚落分布方向图（图2）．从图2可以看出，标准差椭圆的方向与泽普县行政区的方向是一致的，为东北—西南走向，标准差椭圆内包含65%的乡村聚落面积．泽普县乡村聚落的分布中心（经面积加权）则是坐落在赛力乡境内．

泽普县的大部分地区都位于椭圆内．椭圆的短轴较为匀称的镶嵌在泽普县内，长轴则较短，虽然泽普县的形状对标准差椭圆有一部分的影响，但是椭圆的中心相较于行政区的重心，明显向南偏移，聚落的整体分布东部与西部较为匀称，南部高于北部．表明泽普县的乡村聚落主要集中在中部以及南部一些地区，乡村聚落的分布方向逐渐向南偏移．由于泽普县的水资源主要来自地表水以及地下水，从水资源的分布来看，中南部地区水库水面的面积是北部地区的2.5倍，且中部地区地下水深3∼6 m，占全县面积的38%，含水层多为砾石，透水性好，给水度高，有很好的开采条件．又由于南部有石油基地和泽普县工业园区，推动了泽普县二三产业的发展，吸引了更多周边及外来人口向中南部地区聚集．

图2 泽普县乡村聚落方向分布图

2.2 乡村聚落的空间分布特征

2.2.1 最近邻距离指数

利用Arcgis中的平均最近邻分析模块，对泽普县乡村聚落斑块进行测度，验证其分布模式，结果如表1所示．由表1可知，泽普县聚落图斑的平均最近邻值为168.180 m，小于随机分布模式下的期望距离280.215 m，泽普县聚落分布的平均最近邻指数为0.60，小于1，说明泽普县乡村聚落的分布模式属于集聚分布．校验值Z为-48.32，小于临界值-2.85，但与临界值相差不大，说明乡村聚落的集聚程度一般，结果的可信度超过99%．通过以上分析可以得出，泽普县乡村聚落为集聚分布模式，但集聚的程度一般．

表1 平均最邻近距离分析

2.2.2 乡村聚落密度分析

在Arcgis软件中使用Feature To Point模块，提取乡村聚落斑块的中心点，运用Kernel方法生成泽普县乡村聚落密度分布图（图3）[7]，在空间上可以发现以下特征：泽普县乡村聚落分布的平均密度约为0.657个/km2，乡村聚落整体分布较为密集．但又呈现出显著的空间差异性，总体来看呈现出“中密南北疏”的空间分布特征，中部乡村聚落分布最为密集，然后向周边地区逐渐稀疏呈现阶梯状分布；泽普县的中部地区为乡村聚落分布的高密度区域，平均密度达到1.5个/km2，其中阿克塔水乡、奎依巴格乡、县园艺场的交界处以及波斯喀木乡、塞力乡、阿依库勒乡的交界处、依玛乡的南部，形成多个密度在1.3∼2.7个/km2的高密度乡村聚落集中分布区域；在阿依库勒乡西部、塞力乡以及奎依巴格乡东部的大片区域形成次一级的乡村聚落密集区，密度值在0.5∼0.8个/km2之间；在泽普县最南部、东北部的大片区域，出现明显的乡村聚落稀疏分布区域，乡村聚落密度均在0∼0.5个/km2之间．造成以上现象的原因是由于中南部水资源分布较多，且中部地区地下水占全县面积的38%，给水度高，易于开采．另一方面，由于东北部区域荒草地分布多，占全县荒草地总面积的73%．而最南端奎依巴格镇境内则是裸地分布最广泛的区域，占全县裸地总面积的96%，土层较薄、土质贫瘠不适宜耕作，因此泽普县乡村聚落在中部地区分布的密度最高．

图3 泽普县乡村聚落密度分布图

2.3 乡村聚落的规模分布特征

2.3.1 空间自相关分析

使用Arcgis中的空间自相关分析方法，把泽普县乡村聚落的面积当作参数，来测度泽普县乡村聚落规模的分布模式．空间自相关的分析结果如表2所示．由表2可知，泽普县乡村聚落面积的Morans I指数为正，且检验结果也比较显著．表明泽普县乡村聚落的规模在空间上存在明显的集聚特征，大规模的聚落四周聚集着较多的大聚落，小规模聚落的四周聚集着较多的小聚落．

表2 空间自相关分析结果

2.3.2 冷热点探测

将泽普县乡村聚落斑块的面积当作统计属性，利用“热点”探测工具，生成泽普县乡村聚落规模分布的热点图（图4）．图中红色区域为高值集聚的热点区，蓝色区域为低值集聚的冷点区．

图4 泽普县乡村聚落规模差异“热点”图

从图4可以看出：泽普县乡村聚落规模在空间上的分布存在明显的差异性，大致呈现出北高南低，且北部地区出现“中部低四周高”的环形围绕特征．（1）从热点区的空间分布来看，大多数集中在依克苏乡、赛力乡、阿依库勒乡、县良种场、依玛乡北部以及古鲁巴格乡西北部等区域，主要围绕着泽普镇的四周分布．表明在泽普县乡村聚落规模的分布格局中，这些地区内的乡村聚落规模较大，大规模的村庄集中分布．主要是由于泽普镇经济发展良好，周边区域也因此受益，且这些地区位于叶尔羌河冲积扇中部，地势平坦、地形起伏不大、适宜耕作，因而造成大规模的聚落出现．（2）从冷点区的空间分布来看，大多数集中在奎依巴格乡、阿克塔水乡、县园艺场等地，表明这些地区的乡村聚落规模比较小，小规模村庄分布较多．主要是由于这些地区位于叶尔羌河冲积扇中上部以及扇缘地带，范围狭小，地形因素极大的限制了聚落规模的发展．（3）将核密度分布图与热点探测图进行对比，发现泽普县乡村聚落整体上的空间规模差异与密度差异存在明显的负相关性，即在空间上呈现高密度小规模和低密度大规模的集聚分布特征．整个乡村聚落的规模受到地形的影响比较明显，低值和次低值区域多集中在泽普县南部区域，高值和次高值区域多集中在泽普县中部及北部地区，且高值聚落围绕着泽普镇呈环形分布．

2.4 乡村聚落的形态分布特征

根据聚落房屋的集合或分散状态，可以把聚落分为集聚型和散漫型两种形态，散漫型村落又称散村，集聚型村落又称集村[18]，集聚型村落按照延展形式又可以分为团状、带状、环状，散漫型村落依据延展形式又可形成散点式村落[19−21]．

图5 泽普县聚落形态示意图

如图5，图中a、b、c分别是利用GIS软件提取的泽普县不同形态的乡村聚落用地，a为散点状，b为条带状，c为团块状．图中A、B、C是通过谷歌地图和实际调查发现的泽普县不同形态的乡村聚落用地，A为散点状，B为条带状，C为团块状．因而泽普县乡村聚落的平面形态大致可以分为团块状、条带状、散点状等三种聚落形态，散点状的乡村聚落密度低、规模小、布局高度离散．条带状的乡村聚落密度较高、规模中等、布局相对集中，主要分布在道路的两侧．居民出行的便捷程度对乡村聚落的建设具有较大的吸引力，聚落的建设大都选择了离道路较近的地点，多呈条带状沿道路分布．同时聚落分布的形态特征也反作用于交通线路，2005年至2014年间，随着G315以及S215道路的贯通运行，道路旁边的居民点快速增加，形成了条带状的分布特征．团块状的乡村聚落密度高、用地面积大、规模大，主要分布在地势平坦且水资源充足的叶尔羌河冲积扇中部平原地区．

2.5 乡村聚落的类型划分

运用泽普县乡村聚落面积加权平均斑块分维数（AWMPFD）、景观形状指数（LSI）、平均斑块面积（MPS）、斑块面积标准差（PSSD）、斑块密度（PD）、平均最邻近距离（MNN）等6个空间韵律指数为变量[12,22−24]，以乡级行政地域为基本单元，利用SPASS系统聚类方法进行聚类，并利用GIS软件将最终结果在空间上表达出来，生成泽普县乡村聚落类型分布图（图6）．其中面积加权平均斑块分维数（AWMPFD）和景观形状指数（LSI）主要表达乡村聚落形态方面的特征；平均斑块面积（MPS）和斑块面积标准差（PSSD）主要表达乡村聚落规模方面的特征；平均斑块密度（PD）和平均最邻近距离（MNN）主要表达乡村聚落空间分布方面的特征[25,26]．

图6 泽普县乡村聚落类型分布图

对四类乡村聚落的空间韵律指数的平均值进行统计，并分析各类型乡村聚落的特点．四种类型乡村聚落的平均指标如表3所示．

表3 各类型平均指标

第一种类型的乡级行政单位主要分布在泽普县中南部地区，包括阿克塔木乡、县园艺场、奎依巴格乡、奎依巴格镇（此镇只讨论北部地区，因南部大片区域荒漠化无人居住，并无乡村聚落分布）等．从表3可以看出，其PD的值远大于其他三种类型高居第一，MNN的值大于平均值位居第二，说明此种类型的乡村聚落分布密度极高且在区域内分布比较均匀．MPS的值在四种类型里最小，PSSD的值处在第三位且小于平均值，说明乡村聚落的规模小，且聚落之间的规模差异也较小．AWMPFD的值和LSI的值相对于平均值来说略高，且都处在第三位，表明乡村聚落的形态规则性一般且离散程度不大，形成高密度小规模分布模式．

第二种类型的乡级行政单元则包括县良种场、县农场以及国营林场，从表3可以看出其PD的值以及MNN的值均远小于其他三种类型屈居末位，说明此种类型的乡村聚落分布密度极低且在某些地区集中分布．MPS的值远大于其他三种类型高居第一，PSSD的值远小于其他类型，说明此种类型乡村聚落的规模大，聚落之间的规模差异小．AWMPFD的值和LSI的值均为四种类型里的最低值且远小于平均值，说明乡村聚落的形态规则且离散程度最小．此类型乡村聚落占地面大，空间分布稀疏，形成低密度大规模分布模式．

第三种类型的乡级行政单元主要分布在泽普县东部地区，包括波斯喀木乡、泽普镇、图呼其乡、古鲁巴格乡、依克苏乡等．PD的值处在第三位小于平均值，MNN的值高居第一远大于其他三种类型，说明聚落分布密度中等偏下，均匀的分布在区域内．MPS的值略小于平均值处在第二位，PSSD的值则高居第一，说明乡村聚落的规模中等，但是聚落之间的规模差异大．AWMPFD和LSI的值均处于高水平，说明乡村聚落形态不规则且离散程度较高．此类型乡村聚落在空间分布较为稀疏，聚落形态多变，整体形成中低密度中等规模分布模式．

第四种类型的乡级行政单元主要分布在泽普县中部以及北部，包括赛丽乡、布依鲁克塔吉乡、阿依库勒乡、依玛乡等，其PD的值位居第二，MNN的值则是处于第三位，说明乡村聚落的分布密度较高，在区域内的分布较为集中．MPS的值处在第三位与处在第二位的值相差不大，PSSD的值处在第二位且大于均值，说明乡村聚落的规模中等，聚落之间的规模差异较大．LSI的值远大于其他三种类型，AWMPFD的值也处于较高水平，说明此种类型的乡村聚落形状规则性一般且离散程度高．此类型乡村聚落区域内分布密度较高，整体上形成中高密度中等规模分布模式．

3 结论与讨论

（1）空间分布上，泽普县乡村聚落整体分布较为密集，但在空间上又表现出显著的差异性．大致呈现出“中密南北疏”的分异特征，中部乡村聚落分布最为密集，然后向周边地区逐渐稀疏呈现阶梯状分布且乡村聚落的分布方向逐渐向南偏移．一方面，由于泽普县的水资源主要来自地表水以及地下水，从地表水的分布来看中南部水库水面远多于北部，从地下水的分布来看，中部地区地下水占全县面积的38%，东北部地区荒草地分布占全县荒草地总面积的73%，土层较薄、土质贫瘠．另一方面，南部有石油基地以及工业园区，带动了县城经济发展的同时增加了更多的就业机会，吸引了更多人口向中南部聚集．

（2）规模分布上，泽普县乡村聚落的规模分布在空间上存在显著的集聚特征，出现了明显的冷点区和热点区集中分布现象，大致呈现出北高南低，且北部地区呈现出“中部低四周高”的环形围绕特征．大规模的聚落多位于叶尔羌河冲积扇平原地带，小规模聚落多位于低山河谷地区，聚落规模的发展受地形的制约极为严重．

（3）平面形态上，泽普县乡村聚落主要分为散点状、条带状以及团块状．交通线路的建设可以快速改变乡村聚落的分布及形态，同时聚落分布的形态特征也反作用于交通线路．2005年至2014年间，随着G315以及S215道路的贯通运行，道路旁边的居民点快速增加，乡村聚落呈条带状的分布特征明显．

（4）在类型上，依据各乡景观韵律指数值，泽普县乡村聚落大致可以分为中等规模中高密度分布、小规模高密度分布、中等规模中低密度分布、大规模低密度分布四种类型．

（5）新疆作为多民族共同生活的区域，其乡村聚落的规模、形态必然受到文化影响，同时新疆特殊的区位条件，社会经济的发展都不同程度的对绿洲内乡村聚落的形成产生影响．

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