基于景觀格局分析的鄉村居民點布局優化研究

劉 頌，郭菲菲

（1.同濟大學建筑與城市規劃學院，上海 200092；2.高密度人居環境生態與節能教育部重點實驗室，上海 200092）

鄉村居民點普遍存在著建設缺乏規劃、布局分散、節約集約化程度低、土地資源浪費、缺乏集聚效應等問題，隨著城鎮化進程的加快，新農村的建設，如何在城鎮建設用地增加的前提下更集約節約地利用土地，如何優化鄉村居民點布局就成為了重中之重的環節。

景觀生態學在村鎮規劃中的應用較早見于鄉村區域土地整治和可持續土地利用的研究[1]。近年來，一些學者嘗試將景觀生態學的理論方法直接應用于鄉村居民點空間布局的規劃中[2-7]。但目前的大多數研究偏重于通過景觀格局的演變定性地分析其驅動力，景觀格局指數與鄉村居民點布局優化之間缺乏直接聯系。

本文通過比較鄉村居民點斑塊面積、布局形態、空間結構、破碎度、景觀多樣性等相關指數來分析山東省廣饒縣鄉村居民點景觀格局的特征和演變規律，發現景觀格局特征-驅動力因素-優化對策之間的對應關系，從景觀生態學角度出發，對鄉村居民點整理優化提供技術支持和決策參考。

1 研究區域概況

廣饒縣位于山東省北部，東營市的南部，小清河下游。地理坐標為東經 118°17'04″～118°57'11″，北緯 36°56'09″～37°21'23″。東北部瀕臨渤海萊州灣，海岸線長11.86 km。縣境東西最大距離60.1 km，南北最大距離46.2 km，縣域總面積1138 km2。

廣饒縣地處泰沂山北麓山前沖積平原和黃河沖淤積平原的交迭地帶，地勢平坦，微微由西南傾向東北，屬微地貌類型。溫帶季風型大陸性氣候，氣候溫和，光照充足。

至2007年底，廣饒縣下轄廣饒、大王、稻莊、石村、丁莊、李鵲6個鎮和花官、陳官、大碼頭、西劉橋4個鄉，城區辦事處1個，開發區管委會1個，共538個行政村，15個社區和8個居民委員會。縣城位于廣饒鎮。2007年，廣饒全縣戶籍人口為486602人，農業人口為429831人。

2 研究方法和技術路線

2.1 數據來源和技術流程

本研究選取廣饒縣1995年9月8日LANDSAT TM 影像（分辨率30 m）和2008年10月10日SPOT影像（分辨率10 m）作為獲取兩個時段廣饒縣鄉村居民點空間分布的信息主要數據源，其他諸如土地利用現狀、社會經濟指標等均來源于廣饒縣土地規劃局和縣建設局，統計數據以2007年為基礎。經過影像糾正配準、實地踏勘、影像目視解譯，將土地利用斑塊如農田、道路、水系、灘涂濕地、鹽田、林地、居民點等識別出來，在AUTOCAD成圖。然后轉入Arcview GIS中進行疊加分析，建立土地利用數據庫，獲得兩個時段廣饒縣土地利用景觀格局圖（見彩版Ⅰ、Ⅱ）。再利用景觀分析軟件 Fragstats計算各項景觀指數，進而對廣饒縣鄉村居民點景觀格局的演變進行分析對比。

2.2 景觀格局指數選取

景觀格局（Landscape pattern）是指景觀的空間結構特征，是景觀組成單元的類型、數目及空間分布與配置，是景觀異質性在空間上的綜合表現，景觀格局指數是指能夠高度濃縮景觀格局信息，反映其結構組成和空間配置某些方面特征的簡單定量指標。景觀格局指數可分為斑塊水平指數、斑塊類型水平指數和景觀水平指數[8]。參考國內外相關研究[9]，本文選取了表征鄉村居民點（斑塊）規模、布局形態、空間結構、破碎度與城市化趨勢等10余個景觀指數，來反映1995年和2008年兩個不同時期廣饒縣鄉村居民點的基本景觀格局特征及其演變規律。

3 廣饒縣鄉村居民點景觀格局特征

3.1 面積變化分析

面積是斑塊最直觀的特征指數，直接受鄉村居民點內部人口、經濟發展程度等影響，是判斷研究區鄉村居民點發展程度及潛力的重要指標。這組指數包括斑塊面積（CA）、斑塊所占比例（PLAND）、擴展指數（SI），其中斑塊面積（CA）是最基本的，斑塊所占比例（PLAND）和擴展指數（SI）則分別可以從空間和時間層面上來對鄉村居民點面積的發展進行比較。

1995年至2008年這13年來，縣域居民點斑塊面積指數和斑塊面積比例指數只是略有上升，表明廣饒縣鄉村居民點的總用地面積保持在一定數量，沒有顯著增加，這主要是由于近些年我國加大了土地管理的力度，保護耕地政策的實施，尤其是1999年修改了《土地管理法》后，宅基地面積嚴格控制在規定范圍之內，從而較為有效地從總體上限制了居民點用地的增長。

從斑塊所占比例（PLAND）來看，大王鎮、廣饒鎮、稻莊鎮指數值始終較高，表明這三個鄉鎮的居民點在總體面積中的比例較大，推測與其他鄉鎮相比居民點斑塊面積占絕對優勢，人口密度較大。而丁莊鎮的指數值始終較低，說明該鎮內居民點不占優勢，以非居住用地為主。

3.2 破碎度分析

破碎度分析反映了斑塊的布局狀況，破碎化程度過高，不利于鄉村居民點的資源集約利用，也對生態的集聚兼有離析的空間分布造成破壞，是判斷研究區鄉村居民點撤并潛力的重要指標。這組指數選取斑塊密度（PD）、平均斑塊面積（MPS）、破碎度指數（FRAG），其中斑塊密度（PD）反映了鄉村居民點的數量，平均斑塊面積（MPS）反映了鄉村居民點的平均面積，這兩個指數是破碎度指數（FRAG）的計算基礎。

計算表明，縣域破碎度指數顯著減小，可見在我國近年來鄉村快速發展和城鎮化的背景下，廣饒縣的鄉鎮和中心村快速擴張和發展，在顯著發展的同時，大量過于零散的居民點被撤銷或合并，從而改善了破碎分裂的狀況，而居民點的斑塊密度顯著減少，平均斑塊面積則顯著擴大，更顯示了鄉村居民點有從極度分散到適度聚集的趨勢，居民點空間布局優化的效果明顯。

廣饒鎮和稻莊鎮破碎度始終較高，說明這兩個鎮的行政村的破碎度較高，鄉村居民點土地整理的潛力較大。推測由于其城鎮化程度較高，導致在城鄉交界地帶有大量散落的居民點。

3.3 空間結構分析

空間結構分析反映了斑塊的空間形態，空間形態與斑塊的外部自然條件和內部活動都息息相關，是判斷鄉村居民點人工化發展程度和聚集程度的重要指標。本文選取平均斑塊分維度指數（MPFD）、平均斑塊形狀指數（SHAPE），其中平均斑塊分維度指數（MPFD）反映了鄉村居民點的空間形態的復雜度和人工度，平均斑塊形狀指數（SHAPE）與平均斑塊分維度有相似之處，但反映了鄉村居民點的團聚和延展信息。

13年來廣饒縣域居民點的平均分維數MPFD差別不大，且接近于1，這是因為鄉村居民點屬人工斑塊，受人為影響大，形狀較規則，近似方形。而斑塊形狀指數2008年較1995年顯著減小，斑塊形狀指數反映鄉村居民點矢量斑塊的復雜程度，形狀指數越大，即鄉村居民點形狀越不規則，邊界曲折度越大。斑塊形狀指數減小，說明2008年的居民點比1995年時形狀更接近于圓形，居民點由帶狀發展至近圓形又至復雜，是其發展的趨勢，同與其相依的自然或人工廊道的發展也是相互關聯的。相較而言，形狀較復雜的通常更具有未來發展的潛力。

3.4 距離分析

距離分析反映了斑塊與斑塊，斑塊與廊道之間的空間孤立性，人工流和生態流一般選擇最小的能耗路徑運行。距離是判斷鄉村居民點發展擴張或轉移方向的重要指標。這組指數選取平均最近鄰體距離（ENN）、斑塊與廊道的鄰近距離。其中平均最近鄰體距離（ENN）在斑塊類型層面上可以反映分散度，斑塊與廊道的鄰近距離可借助GIS分析。

縣域平均最近鄰體距離的減小，再次說明了在鄉村快速發展和城鎮化的背景下，鄉村居民點集聚發展的趨勢，大王鎮在1995～2008年間最近鄰體距離急劇減小，說明該鄉鎮在此期間快速的集聚發展。而最近鄰體距離較小的居民點，具有集聚發展的優勢。

3.5 城鎮化分析和復雜化分析

最大斑塊指數（LPI）顯示了城鎮化的程度，13年來廣饒縣的城鎮化進程是迅速的，廣饒鎮和大王鎮的指數都有顯著增加，說明它們在這13年內都有較大的發展，聚集了大量的人口，城鎮化速率較快。

但同時景觀多樣性指數（SHDI）有所下降，說明在縣域內居民點聚集和城鎮化的過程中生態和景觀多樣性受到了一定的影響。只有石村鎮和大王鎮景觀多樣性指數上升，反映出13年來該鄉鎮發展迅速，城鎮邊界出現了復雜的交錯帶。

景觀多樣性指數始終較高的有兩類，一是以自然條件變化不大，地理環境較為復雜的丁莊鎮，遙感影像顯示鹽田、灘涂、旱地等多種地貌；另一類是城鎮化進程中的廣饒鎮、稻莊鎮、大王鎮，由于城鎮化水平較高，村鎮、農田、水系、道路等形成了聯系緊密、復雜但人工化很強的景觀環境。

4 廣饒縣鄉村居民點景觀格局優化

4.1 景觀格局演變的驅動因素及鄉鎮發展類型

自然環境和社會經濟條件通常是驅動鄉村景觀空間變化的兩大方面。自然環境驅動因素一般指氣候、土壤、地形等；社會經濟驅動因素通常包括人口變化、經濟發展、技術進步及政策因素等幾類，鄉村景觀空間布局往往是社會經濟生活在物質上的“投影”。一般地，在相對較短的時間內，自然因素具有相對穩定性，其驅動因素主要來自社會經濟政策因素。

綜合分析表明，在基本的自然環境變化不大的情況下，產業因素和人口因素、交通因素、生態因素是影響廣饒縣鄉村居民點的演變的主要因素，這也是廣饒縣鄉村居民點景觀格局演變的主要驅動力。

根據景觀格局特征和驅動力，研究將廣饒縣的鄉鎮發展模式劃分成四類，即傳統城鎮化型、新興快速城鎮化型、保持或衰退型以及生態敏感型。研究發現，不同的發展類型下某些景觀格局指數的變化表現出一定的特征（見表1），而這些特征實際上是由于驅動力的綜合作用，也是特定政策、建設理念引導下的客觀反映。

4.2 鄉村居民點格局優化措施

針對廣饒縣不同的鄉鎮發展類型，對廣饒縣鄉村居民點用地規劃提出集聚發展、撤并發展、控制發展三項基本優化措施（見表1）。當然，每個鄉鎮并不是只單純地遵守一種優化模式，在主要的優化措施外，還要結合具體鄉村居民點地理位置、人口規模和發展潛力等，進一步細化優化措施。而這則是由村莊的發展潛力和主要驅動力綜合決定（見表 2）。

表1 鄉鎮發展類型與景觀指數相關性Table1 Types of township and correlation of landscape pattern index

表2 基本優化措施與景觀指數相關性Table2 Optimization measures and correlation of landscape pattern index

4.2.1 集聚發展

對于具有一定規模、發展條件好、限制條件少的村莊、或多個行政村已經自然聚集成更大規模、或人口規模不大，但交通條件、自然條件、資源條件優越，具有一定的發展潛力的村莊，應鼓勵并引導其他村莊的遷入，增強人口在此類村莊的集聚。此類村莊在空間格局上表現為斑塊面積或擴展指數較大，最近鄰體距離較小，斑塊形狀指數較復雜，且與廊道距離較近但要受城鎮引力較小。

4.2.2 撤并發展

對于生產生活條件、發展條件較差，現有人口規模過小的村莊，可逐步引導人口向其他人口規模較大、基礎設施相對較齊全、發展條件較好的中心村或其他村莊轉移；對位于礦產品儲藏區或者采空區等禁止建設區內的村莊，逐步進行搬遷撤并；對受水利工程、地質災害或其他自然災害影響嚴重，位于限制建設區內的村莊，逐步縮減用地規模，逐步進行搬遷撤并。

此類村莊在空間格局上表現為斑塊面積或擴展指數較小，與廊道距離較遠，位于限制建設區內，或屬于城鎮擴張范圍。

4.2.3 控制發展

對于村莊自身發展條件較好，但由于城市發展整體利益的需求對其發展進行限制的村莊；或村莊自身發展條件一般，但由于村莊人口較多或具有一定的文化、歷史價值等其他社會文化因素的影響，不能遷入到其他村莊中去的村莊，進行改善居住環境，完善配套為主的整治工作。

此類村莊需結合具體鄉村居民點經濟、文化、歷史進行確定，空間格局上通常斑塊形狀指數較復雜，最近鄰體距離較大，與廊道距離較遠。

5 結論

我國鄉村的住宅大多布置較為分散，多為一戶一宅式。每戶居民點占地面積大，閑置土地多，利用率低。由于鄉村居民點鑲嵌在耕地中，造成耕地不能集中連片，農業的規模化、集約化和機械化受限，至使耕地的規模效益和集約效益低。開展鄉村居民點整理，加強鄉村居民點的用地集中，復墾整理后的宅基地，可以恢復耕地的集約化和規模化，實現鄉村土地的集約經營。鄉村居民點土地的集約化利用又可促進城鎮化的發展，也是提高農民生活質量的重要載體和途徑。本文以山東省廣饒縣為研究對象，發現在自然條件比較穩定的情況下，社會經濟因素是驅動鄉村居民點景觀格局變化的主要動力，呈現出四種發展模式并表現出不同的景觀格局指數變化特征，并提出相應的空間布局優化對策。

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