汾河流域小城鎮空間分布格局及影響因素

鄭澤文，張 昱，郭文炯

（太原師范學院，山西 晉中 030619）

小城鎮作為連城帶鄉的紐帶，其健康發展與否直接影響著城市與鄉村的協調發展，在實施鄉村振興戰略和實現城鄉融合發展的過程中是重要的著力點和支撐點。關于小城鎮的研究一直以來就是國內學術界關注的熱點。近年來研究的熱點主要包括小城鎮發展模式[1-2]、影響因素[3-4]、產業發展[5-8]、人口規模分布及結構演化[9-11]、農業轉移人口[12-13]、公共服務設施供給與布局[14-16]和特色小鎮發展[17-20]等方面。從研究主題來看，小城鎮發展的研究呈現出了多樣化的趨勢，對小城鎮的研究越來越細化，但對小城鎮空間分布格局的研究較少，已有研究主要是從全國層面對特色小城鎮空間分布特征的探討[21-22]。從研究區域來看，區域發展不平衡是我國小城鎮研究的基本特征，大多數關于小城鎮的研究主要集中在東部地區，研究區域集中體現在全國、省域、縣域、鎮域等行政區域的角度。而以流域為單元對小城鎮空間格局的研究很少，一些研究更多的是側重鄉村居民點的研究[23]，或側重整體的城鎮化空間演進的研究[24-25]。

流域為一條河流的集水區域，是一個從源頭到河口完整、獨立、自成系統的自然單元，又是解讀各種社會現象、探索社會發展規律和組織管理國民經濟，進行以水資源為核心綜合開發利用的重要地域單元。與其他地域相比，流域小城鎮的城鄉聚落分布具有不同的特征和演變規律，以流域為區域研究小城鎮，揭示其空間分布格局及區位特征，對認識城鄉空間演變總體特征無疑是一個新的視角。汾河流域具有悠久的開發歷史，是山西省城鎮化發展的核心區域，其城鎮化和城鎮發展對山西具有極其重要的意義。通過對汾河流域小城鎮的研究有利于對小城鎮建設和發展提供科學性與可行性的政策建議，對山西省的城鎮空間格局、城鎮群的發展提供一些有價值的依據，對汾河流域的綜合治理工程提供參考。

一、研究區概況、數據來源與研究方法

（一）研究區概況

汾河流域地跨山西省中部和西南部，地處110°30′E-113°32′E，35°20′N-39°00′N。汾河是山西天然徑流量最大的河流，干流全長716 km，流域面積39 471 km2，約占全省面積的四分之一。涉及忻州、太原、晉中、呂梁、臨汾、運城、長治、晉城8個地級市，40多個縣（市、區），是山西省經濟和社會發展的核心區域。通過統計，汾河流域小城鎮數量為183個，占全省的32.4%。以汾河流域小城鎮作為研究樣本，能夠挖掘出流域小城鎮的空間分布的共有特征。

（二）數據來源

汾河流域DEM數據（分辨率30米）來源于中國科學院地理空間數據云網站，并提取高程、坡度；2016年LandSat8影像（分辨率30米）來源于中國科學院地理空間數據云網站并利用ArcGIS10.2軟件從中提取汾河流域小城鎮斑塊；小城鎮、河流、道路、景區、工業園區等空間信息通過數字矢量化得到。

（三）研究方法

1.最鄰近點指數法。最鄰近點指數可以用來計算點狀要素的空間分布類型，最鄰近點指數（R）為實際最鄰近距離（ri）與理論最鄰近距離（rj）之比，其公式為：R=ri/rj[21]。當R=1時，說明小城鎮分布為隨機型；當R>1時，小城鎮分布為均勻型；當R<1時，小城鎮分布為集聚型。利用ArcGIS空間統計工具中的平均最近鄰進行分析，通過最近鄰指數來判斷小城鎮的分布類型特征。

2.核密度估計法。核密度估計是用來估計未知的密度函數的一種非參數檢驗方法，X1，X2，…，Xn為獨立同分布F的n個樣本點，設其概率密度函數為f，核密度估計表達式如下：

式中，K（.）為核函數；h為帶寬。該分析方法可計算出點狀要素在周圍領域的密度，顯示出空間上要素集中的地區。利用ArcGIS空間分析工具中的核密度分析功能，可對小城鎮的聚集區域進行分析。

3.疊置分析法。疊置分析是在統一空間參考系統下，通過對兩個圖層數據進行的一系列集合運算，產生新要素層數據的分析方法。本文將汾河流域小城鎮的地理位置信息與地形、水系、道路、景區及工業園區等空間數據在ArcGIS中進行疊加分析，用于分析小城鎮分布與地形、水系、道路、景區及工業園區等等要素之間的相互關系，以揭示影響小城鎮分布的區位性特征。

二、汾河流域小城鎮空間格局特征分析

（一）空間分布類型

汾河流域小城鎮總體上呈集聚型分布。從宏觀上看，小城鎮在空間上屬于點狀要素，本文利用ArcGIS軟件，提取汾河流域小城鎮斑塊的中心點，生成小城鎮空間分布的點要素數據集，以此作為空間分析的基礎。通過最鄰近點分析可知，汾河流域小城鎮空間分布的最近鄰距離R指數為0.85，其值小于1，說明汾河流域小城鎮在宏觀空間上整體呈現集聚型分布模式。

汾河流域小城鎮在空間上分布的差異明顯。從縣級角度看，縣域小城鎮分布密度集中在流域中下游地區，小城鎮高密度主要分布在汾河中游晉中地區的介休市（10.41個/10-3km2）以及汾河下游運城市新絳縣（14.15個/10-3km2）、曲沃縣（12.19個/10-3km2）。為了進一步分析汾河流域小城鎮斑塊的空間分布特征，利用ArcGIS軟件，采用Density工具對汾河流域小城鎮進行核密度分析，生成不同寬度帶下的核密度分布圖（見圖1）。由圖1可知，汾河流域小城鎮在上中下游的空間差異性明顯，小城鎮在流域中下游地區集聚，其分布明顯存在2個核心集聚區，分別為晉中盆地南部和臨汾-運城盆地區域。在流域中游的晉中盆地小城鎮呈環狀分布態勢，在流域下游的臨汾-運城地區小城鎮圍繞臨汾市等呈中心地分布趨勢。晉中盆地和臨汾-運城盆地位于汾河流域中下游，交通便利，經濟發展好，城鎮化水平高，在自然環境、交通和經濟發展的影響下形成了小城鎮的高密度分布區。

圖1 不同寬度帶下汾河流域小城鎮核密度等級圖

（二）汾河流域小城鎮規模分布特征

根據2016年LandSat8遙感影像提取并生成汾河流域小城鎮斑塊分布矢量圖（見圖2），并統計出斑塊數（NP）、斑塊總面積（CA）、最大斑塊面積（MAXP）、最小斑塊面積（MINP）、斑塊平均面積（MPS）等小城鎮景觀指數。統計結果為，2016年汾河流域小城鎮斑塊數量為182個，小城鎮總面積為26 866.02 hm2，最大斑塊面積為1 196.23 hm2，最小斑塊面積為10.96 hm2，小城鎮斑塊平均面積為147.62 hm2，小城鎮斑塊最大和最小面積之間相差懸殊，平均斑塊面積較小，汾河流域小城鎮斑塊的規模分異明顯。從總數看，用地規模較大的小城鎮數量較少，大部分小城鎮是中小規模的。

由圖2可知，汾河流域小城鎮斑塊的規模分布的差異性明顯。從流域角度看，汾河可分為上、中、下游三段，汾河流域小城鎮斑塊分布的空間差異明顯，流域上游地區面積小且小城鎮分布少；中游地區范圍最大且小城鎮數量最多；下游地區的小城鎮分布的數量較多且密度最大。從規模分布看，規模較大小城鎮在空間上分布在海拔較低、坡度較小的中下游地區，主要分布在晉中盆地和臨汾-運城盆地的平川區域內部，且這些小城鎮大多位于中下游地區的城鎮密集區；中小規模的小城鎮除了在中下游地區的平原和臺地區集中分布外，還在上游地區零散分布于河谷地區，在流域東西兩側的支流部分也是主要沿谷地分布。

圖2 2016年汾河流域小城鎮斑塊分布圖

三、汾河流域小城鎮空間分布的影響因素分析

（一）小城鎮與地形因素

流域是一個相對完整的自然單元，其地形因素在區域空間的分布對城鎮的選擇及其發展過程中具有重要的影響，對交通聯系、社會經濟發展和文化交流等產生一定的抑制作用，制約著小城鎮的分布和演化。根據汾河流域地形特征，將汾河流域海拔高程劃分為500 m以下、500～1 000 m、1 000～1 500 m、1 500～2 000 m、2 000～2 500 m 及2 500 m以上六個等級范圍，坡度劃分為5°以下、5°～10°、10°～15°、15°～25°及 25°以上五個等級范圍，通過與汾河流域的小城鎮分布圖的疊加分析，定量地揭示出汾河流域小城鎮空間分布與地形之間的內在關系。從表1可知，在海拔高度1 000 m范圍內，小城鎮分布的數量最多，所占的比重最大，且隨著高程的增加小城鎮分布所占的比重逐漸下降，汾河流域小城鎮主要集中分布在汾河流域中下游地區的河谷和臺地區域。在地形坡度方面，流域內小城鎮分布在5°以下的坡度地區共有91個，所占比重最大，且隨著坡度的增加小城鎮分布所占的比重逐漸下降。通過上述分析表明汾河流域小城鎮的選址具有典型的低海拔、低坡度指向的規律。

表1 汾河流域小城鎮斑塊在不同等級高程和坡度分布統計表

（二）小城鎮與水系因素

河流是汾河流域內小城鎮分布的又一重要區位因素，對小城鎮的發展有著十分重要的作用。本文以汾河流域為基礎，探討流域內小城鎮分布與水系的空間耦合關系。研究利用ArcGIS軟件，將距離最近河流干流劃分為五個近水距離等級，分別是1.5 km以下，1.5～3.0 km，3.0～6.0 km，6.0～10.0 km及10.0 km以上，并通過緩沖區分析，統計出河流與小城鎮之間不同距離級別內的小城鎮斑塊數量百分比來分析小城鎮空間格局與水系分布的關系，結果表明：汾河流域183個小城鎮中，距離河流1.5 km以內的小城鎮的數量為59個，比重達32.42%，小城鎮數量隨著與河流距離的不斷增大呈現出遞減趨勢。汾河流域小城鎮的空間分布具有明顯的“親水性”特征。

（三）小城鎮與交通條件的可達性

交通區位是影響小城鎮空間發展的重要因素，既可以加強小城鎮與周邊的聯系，又可以影響小城鎮的空間發展方向。汾河流域內國道、省道是其交通空間的主要干道系統。研究利用ArcGIS軟件，將小城鎮距離最近公路（國道、省道）劃分為五個距離等級，分別為0.5 km以下，0.5～1.5 km，1.5～3.0 km，3.0～6.0 km及6.0 km以上。通過分析可知，在汾河流域的183個小城鎮中，距離道路1.5 km以內的小城鎮有115個，比重達63.19%，交通的可達性好，其中在108、307國道附近的小城鎮分布較多。隨著與小城鎮距離的增加，小城鎮的斑塊數量逐漸減少，空間分布密度逐漸降低。通過上述分析可知，汾河流域的小城鎮沿道路分布的空間分布特征明顯，小城鎮的布局趨向于交通可達性較好的區域。

（四）小城鎮與中心城市的可接近性

小城鎮作為城鄉之間的紐帶在區域發展中占有重要的地位，其與中心城市的空間關系，特別是與中心城市的距離大小直接影響著小城鎮區域發展潛力和方向，可為小城鎮的空間發展的優化布局提供有用信息。中心城市，是指在區域空間內具有較強輻射力和吸引力具有中心地職能的大中小城市。選取汾河流域內3個地級市、7個縣級市及23個縣城作為小城鎮可接近性分析的對象，探究中心城市與小城鎮之間的空間關系。研究利用ArcGIS軟件，將汾河流域159個小城鎮距離各級城市（地級市、縣級市、縣城）劃分為<5 km，5～10 km，10～15 km…40～50 km、50～55 km 這 10個等級，通過緩沖區分析可知，距離各級城市在10～15 km范圍之間的小城鎮最多，有62個，比重達39%，隨著距離的增加，小城鎮的分布密度越來越小。總體來看，小城鎮與中心城市的可接近性較好。

（五）小城鎮與景區、工業園區的融合性

汾河流域4A景區38個，5A景區3個，工業園區42個，具體空間分布如圖3、圖4所示。研究利用ArcGIS軟件，以景區、工業園區為中心，以10 km為緩沖距離，建立11個緩沖距離等級。通過分析可知，汾河流域內183個小城鎮與4A級以上景區的距離在10～20 km之間的小城鎮最多，為62個，占比33.9%，與景區的融合性較好，其4A級以上景區以人文景觀為主，旅游資源在空間上的分布與小城鎮的關聯性較強，兩者存在明顯的耦合關系，有利于借助旅游資源，充分發揮資源優勢，發展旅游業，為特色小城鎮的建設發展提供了良好的區位條件；而汾河流域內的小城鎮與各工業園區的距離在0～10 km范圍內小城鎮數量最多，為80個，占比43.7%，說明小城鎮與工業園區的融合性很好，有利于依托工業園區，通過工業園區進行引導，發展特色產業，推動特色小城鎮的建設。總體來看，汾河流域小城鎮與景區、工業園區的融合性好。

圖3 汾河流域小城鎮與 景區分布圖

圖4 汾河流域小城鎮與 工業園區分布圖

四、結論與討論

本文以汾河流域183個小城鎮為例，基于GIS空間分析方法，對汾河流域小城鎮的空間分布特征進行研究，探究小城鎮分布的影響因素。結果表明：汾河流域小城鎮在宏觀空間上整體呈現集聚型分布特征，成凝聚型分布格局，集中分布在中下游地區，在空間上形成2個核心集聚區，為臨汾-運城盆地和晉中盆地南部區域；汾河流域小城鎮規模分布的空間分異明顯，在空間上存在上中下游的差異性特征，中游地區小城鎮數量最多，下游地區的小城鎮密度最大。汾河流域小城鎮空間分布區位特征明顯，從自然因素看，汾河流域小城鎮分布具有低海拔、低坡度指向和“親水性”特征；從人文因素看，汾河流域的小城鎮與公路的交通可達性，與各級城市可接近性，與景區、工業園區的融合性好，區位因素對小城鎮的建設和發展具有重要的作用。

近年來，隨著美麗鄉村、特色小鎮等模式的逐漸盛行，小城鎮特色化發展和鄉村振興成為新時代下實施國家戰略的新路徑。在實現鄉村振興、城鄉融合發展的過程中，小城鎮發展與建設起到了重要的支撐作用。基于此，本文根據汾河流域小城鎮的空間分布特征及區位影響因素，提出汾河流域小城鎮的發展建議：

第一，加強培育重點中心鎮，建設小城鎮生活圈。汾河流域小城鎮在等級規模結構方面不盡合理，汾河流域小城鎮數量偏多，規模較小，發育不完善。因此，未來要根據小城鎮的發展潛力及有利區位，從質量、功能上提升小城鎮的發展水平，完善其基本公共服務功能，提升其人口集聚能力，加快建設小城鎮縣域經濟、服務、文化副中心，有重點地發展小城鎮，加強以小城鎮為中心的生活圈建設，促進城鄉融合發展。

第二，加強特色小城鎮的建設。根據汾河流域小城鎮與交通、景區工業園區的優勢區位條件，立足于區域特色文化或產業基礎，強化小城鎮特色產業配套基礎設施，建設和做強一批資源主導型、交通樞紐型、旅游休閑型、文化創意型等特色小城鎮，形成星羅棋布的特色小城鎮布局，帶動農村地區走上依附小城鎮的共生發展之路，實現鄉村振興。

第三，促進小城鎮與城市群發展相融合。汾河流域小城鎮涉及到山西省太原盆地城鎮密集區、晉南中部城市群，以晉中、晉南城市群發展為核心，依托太原、臨汾等核心城市，借助區域交通優勢，通過加強城鎮群空間內各個城鎮的聯系，共同發展大中小城鎮發展集合體，推動汾河流域城鎮化進程的快速發展，使流域城鎮體系進一步得到優化。