三峡库区农村居民点布局特点与驱动力分析_以重庆市涪陵区为例

湖北农业科学2013年收稿日期：2012－08－01

基金项目：科技部西部开发科技行动重大项目（2005BA901A01）

作者简介：刘心怡（1987－），女，贵州织金人，在读硕士研究生，研究方向为土地信息系统，（电话）186********（电子信箱）454377659＠qq．com ；

通讯作者，田永中，副教授，博士，硕士生导师，主要从事地理信息系统和土地信息系统研究，（电子信箱）983162391＠qq．com 。

第52卷第8期

2013年4月

湖北农业科学

H ubei A gricultural S ciences Vol．52No.8

Apr ．，2013

农村居民点是农村人口主要集中居住的区域，是研究农村人地关系的核心［1］。随着城镇化的逐步推进，城乡统筹以及社会主义新农村建设的兴起，对农村居民点的相关研究成为热点。以往，国内学者主要从农村居民点整理的角度探讨农村居民点集约利用潜力和整理模式［2］，近年来，国内学者开始在多个地区使用RS 和GIS 的空间分析技术结合景观生态学的研究方法，探讨农村居民点分布格局及变迁规律［3］。但是，研究范围主要为县域或更大的区

域，而小尺度的，特别是村域范围的研究成果鲜见报道。为此，基于GIS 空间分析方法，利用景观指数模型，以村域为研究范围，分析不同村域农村居民点的布局特点及背后的驱动力，以期为即将进行的土地整治规划提供参考［4］。

研究区概况

三峡库区包含了长江流域因修建三峡水电站

而被淹没的地区，共约7．9万km 2。研究区包括重庆

三峡库区农村居民点布局特点与驱动力分析

———以重庆市涪陵区为例

刘心怡，田永中，林

森，高

凡，王晓燕

（西南大学地理科学学院，重庆

400715）

摘要：基于GIS 空间分析方法，结合景观指数模型，从处于三峡库区腹地的涪陵区选取了9个村作为研究区域，从整体空间分布和局部斑块形态两个方面分析了村域农村居民点的布局特点，并从地理条件和交通条件两个方面分析了它们对村域农村居民点布局的影响。结果表明，研究区域农村居民点的布局特点差异明显。其中，空间分布集聚的村落，其居民点内部空间的利用却相对粗放；海拔高度对农村居民点的布局影响较明显，农村居民点主要集中在村域平均海拔值附近区域；坡度的影响较弱；过境公路对农村居民点布局影响较强，农村居民点的数量与面积都与其到公路的距离成负相关关系。关键词：农村居民点；GIS 空间分析；布局特点；驱动力中图分类号：F301；P208

文献标识码：A

文章编号：0439－8114（2013）08－1800-06

Distribution Characteristics and Driving Force Analysis for Rural Residential in the

Tree Gorges Reservoir Area Based on GIS ：A Case study of Fuling District ，Chongqing

L IU X in -yi ，T IAN Y ong -zhong ，L IN S en ，G AO F an ，W ANG X iao -yan

（School of Geographical Sciences ，Southwest University ，Chongqing 400715，China ）

Abstract ：This research was conducted in 9villages in Fuling District ，Chongqing where Three Gorges Reservoir is located．Adapting GIS Spatial analysis and following the mode of landscape indexes ，it has researched into the features of local resi-dence layout from both overall and partial space layout perspectives ，and analyzed the influence of the local geographical en-vironment and transportation condition on the residence layout．Research results disclosed significant difference in residence layouts among those 9villages．For example ，in those villages where residents inhabit close to each other ，the usage of space is

relatively causal and arbitrary．Besides ，the altitude ’s influence on the residence layout is strong while the gradient

shows little influence．Specifically ，the residents collectively inhabit in the areas with average elevation．Roads had strong im-plication to the residence layout ，as the residence quantity and proportion we re both negatively correlated to its distance to the road．

Key words ：rural residential ；spatial analysis of GIS ；distribution characteristics ；driving force

第8期市核心城区及所辖15个区、县、湖北省所辖4个区、县，共涉及129座城镇、淹没耕地1．94万hm 2、产生移民117．15万人。随着库区城市化进程不断加快，用地需求迅速增加，人地矛盾尤为突出。

涪陵区地处三峡库区腹地，是库区仅有的两座中等级城市之一，2007年被划入重庆市一小时经济圈。境内横有长江，纵有乌江，有承接东西、辐射两江的战略地位；地貌以丘陵、台地及低山为主，共占区域总面积的85．5％，余下为中山和少量平坝。地层断面向两江河谷倾斜，大体上南高北低。境内海拔最高点1977m ，最低点138m ，海拔多在200～800m ；

2009年，全区常住人口103．17万人，农村常住人口

45．66万人，占全区的44．26％。同年，地区生产总值355．04亿元，在全重庆市所属40个区、县中位居第五位，人均GDP 达到34517元；全区共1050个村

级行政单位，所处地理位置差异较大。采用随机抽样的方法抽取9个村作为研究样本，分别为四合村、庄子村、永丰村、治坪村、荷香村、莲池村、蒲江村、袁家村、角帮寨村（图1）［5］，其中，治坪、四合、袁家、庄子4个村沿江分布，剩下的5个村中，荷香村

为乡镇合并之前的老乡镇政府驻地、角帮寨村所处海拔最高。

研究内容与方法

2．1

研究内容

首先，提取出9个村的土地利用现状信息，采

用景观生态学的景观指数模型量化分析村域范围内农村居民点的布局特征及差异［5］。然后，结合区域内DEM 及2009年涪陵区公路现状矢量数据，运用

GIS 空间分析中的叠加分析、缓冲区分析、空间链接

等技术手段，分析各项因素对农村居民点空间布局的影响［6］。

2．2数据源与数据处理

研究数据主要包括涪陵区2009年全国第二

次土地资源调查土地利用现状矢量数据、地形图（1∶10000）、《涪陵统计年鉴2010》。土地利用现状数据原始格式为VCT ，经过数据转换及数据处理后，成为Shapefile 文件，方便之后使用Arc GIS 进行相应空间分析。地形图为纸质地形图，经扫描后在

Arc GIS 中进行配准、矢量化、赋值等数字化操作，最

图1

研究区域位置关系图

刘心怡等：三峡库区农村居民点布局特点与驱动力分析———以重庆市涪陵区为例1801

湖北农业科学2013年

表1

景观格局指标公式涵义及参数说明

空间布局差异指标

斑块形态差异指标

指标

斑块所占景观面积比例斑块分散度斑块密度

平均斑块面积斑块形状紧凑度

最大斑块指数

分维数

公式

PLAND=CA/A

RC=E/PLAND

PD=NP/A

MPS=CA/NP CR=

πa 姨P LPI=

c CA

2ln

P 姨姨ln A

公式涵义

该指标能反映区域内农村居民点的建设总规模

反映农村居民点斑块与临近斑块之间的集聚程度，值越小，越集聚

该指标能反映区域内农村居民点分布密度

单个农村居民点规模平均值

反映农村居民点斑块形状特征和内部用地紧凑度，值越大，越紧凑

反映农村居民点最大斑块面积比例，其值越大，说明农村居民点用地集聚度越高

反映农村居民点斑块形状特征即规整

程度

参数说明

CA 为农村居民点斑块总面积（hm 2）；A 为研究区域总面积（hm 2）

E 是距离指数，可侧面反映斑块大小，E ＝NP ／CA

NP 为研究区域内农村居民点斑块的数量

面积单位hm 2

a 表示最大斑块面积（m 2）；P 表示最大斑块的周长（m ）

a 是区域内各农村居民点斑块面积（hm 2）P 为斑块周长（m ）；A 为斑块面积（m 2），D 越大则斑块形状越复杂，1．0≤D ≤2．0，1．0是简单的四边形，越接近2．0，形状越复杂

表2

空间分析指标涵义及计算方法说明

最高海拔最低海拔海拔极差平均海拔农村居民点平均距离

Max H Min H △H Mean H MD

指标涵义

用于宏观分析村域范围内的地形地貌对农村居民点布局的影响，单位：m

直观体现村域农村居民点布局的集聚程度，单位：m

计算方法

使用ArcGIS 软件，在提取出的村域DEM 属性中直接查看，△H =Max H -Min H

使用ArcGIS 软件中的分析工具Point

distance 进行计算。

指标

后生成DEM ，像元大小为2m×2m 。全部空间数据均采用Gauss－Kruger 投影的1980西安坐标系。

2．3研究指标

2．3．1

景观格局指标公式及说明

此次研究主要

借鉴景观生态学中的以下景观指数进行分析，包括斑块个数（NP ）、斑块总面积（CA ）、平均斑块面积（MPS ）、斑块所占景观面积比例（PLAND ）、斑块密度（PD ）、斑块形状紧凑度（CR ）、斑块分散度（RC ）、最大斑块指数（LPI ）、分维数（D ）（表1）［7］。

2．3．2空间分析指标及说明空间分析指标涵义

及计算方法说明见表2。

结果与分析

3．1

研究区农村居民点布局分析

由于不同的空间地理位置，在不同的社会经济

发展水平影响下，研究区域农村居民点的空间分布格局存在明显差异。2009年研究区景观格局指标计算结果见表3，2009年研究区平均海拔及农村居民点平均距离见表4。

3．1．1研究区农村居民点空间分布比较从研究

区农村居民点总体建设规模上看，农村居民点斑块面积占村域面积超过5％的4个村分别是治坪村

（10．74％）、庄子村（9．38％）、袁家村（7．03％）、四合村（6．92％），相应的4个村农村居民点斑块密度也排在前4位，总体建设规模最小的是角帮寨村，仅

0．98％；从农村居民点空间分布集聚程度上来看，分散度小于100的有4个村：庄子村仅29．09，位列第

一位，随后依次是治坪村、荷香村、袁家村，分别是

49．84、84．36、94．56，分散度最高的仍然是角帮寨村，

高达601．29。分散度计算结果与空间分析中点距离平均值成正相关，符合实际情况。从空间位置上看，建设规模较大的4个村有一定的同性特征，它们均邻近长江，处于地势相对平缓的河谷地带，海拔均为200～400m ，而位于涪陵区东南角的角帮寨村，平均海拔高达924．95m ，测算空间分布的各项指标计算结果均处于劣势。

3．1．2研究区农村居民点形态构造比较从研究

区农村居民点的形态构造上看，庄子村平均斑块面积高达0．37hm 2，荷香村第二、永丰村、莲池村并列第三位，治平村仅排第五位；最大斑块指数最高的是荷香村，高达0．12，蒲江村、永丰村分列第二、三位，分别为0．08、0．06，荷香村有明显优势主要是因为其在村舍合并之前是老乡镇政府所在地，有街道，所以形成了较大的居住群落，相应的荷香村平

1802

第8期

表42009年研究区平均海拔及农村居民点平均距离

（单位：m）

村名四合村庄子村永丰村治坪村荷香村莲池村蒲江村袁家村角帮寨村Max H

668

547

757

311

775

925

853

590

1792

Min H

148

250

290

150

266

690

545

150

152

△H

520

297

467

161

509

235

308

440

1640

Mean H

364.80

423.07

529.90

243.20

476.92

754.71

645.64

352.46

924.95

1617.74

1339.63

1809.96

1329.64

1562.67

1608.73

1283.07

1895.65

2285.86

表32009年研究区农村居民点景观格局指标计算结果

村名

四合村庄子村永丰村治坪村荷香村莲池村蒲江村袁家村角帮寨村研究区域农村

居民点斑块数

个

501

153

220

362

134

224

149

424

149

研究区域

总面积

hm2

1017.86

597.90

1304.15

630.06

968.90

994.50

642.87

907.51

2566.76

研究区域农村

居民点总面积

hm2

70.46

56.08

46.39

67.65

39.23

46.53

23.41

63.79

25.22

斑块所占景观

面积比例

6.92

9.38

3.56

10.74

4.05

4.68

3.64

7.03

0.98

斑块

密度

0.49

0.26

0.17

0.57

0.14

0.23

0.47

0.06

平均斑块

面积

hm2

0.14

0.37

0.21

0.19

0.29

0.21

0.16

0.15

0.17

农村居民

点分散度

102.72

29.09

133.32

49.84

84.36

102.89

174.79

94.56

601.29

最大

斑块

指数

0.02

0.04

0.06

0.03

0.12

0.02

0.08

0.02

0.03

分维数

1.22

1.18

1.13

1.23

1.11

1.15

1.11

1.21

1.02

农村居民点

形状紧

凑度

0.48

0.43

0.44

0.57

0.46

0.68

0.44

0.60

0.70

表52009年农村居民点分布情况

村名

四合村庄子村永丰村治坪村荷香村莲池村蒲江村袁家村角帮寨村斑块数量

比例//%

71.20

20.47

8.45

100.00

31.35

0.00

86.45

0.00

斑块面积

比例//%

69.86

19.61

11.82

100.00

29.85

0.00

100.00

85.38

0.00

斑块平均

面积//hm2

0.14

0.38

0.15

0.19

0.31

0.00

0.15

0.00

斑块数量

比例//%

28.80

79.53

91.55

0.00

68.65

91.10

100.00

13.55

0.24

斑块面积

比例//%

30.14

80.39

88.18

0.00

70.15

87.05

0.00

14.62

0.67

斑块平均

面积//hm2

0.13

0.36

0.22

0.00

0.29

0.22

0.00

0.14

0.06

斑块数量

比例//%

0.00

8.90

0.00

98.14

斑块面积

比例//%

0.00

12.95

0.00

96.64

斑块平均

面积//hm2

0.00

0.14

0.00

0.17

斑块数量

比例//%

0.00

1.63

斑块面积

比例//%

0.00

2.68

斑块平均

面积//hm2

0.00

0.10

海拔0～400m海拔400～800m海拔800～1200m海拔>1200m

均斑块面积也偏高；分维数占优势的几个村分别是治坪村、四合村、袁家村，最低的是角帮寨村，分维数计算结果总体上与空间分布格局集聚程度成正相关关系，即空间分布集聚程度高的农村居民点形状相对较规整；农村居民点形状紧凑度计算结果显示，角帮寨村排在第一位，而庄子村却排在最后一位，由此可见，空间分布的集聚程度并非与农村居民点形状紧凑度成正比，相反，空间分布集聚程度越高的地区，其内部空间挖掘潜力越大。

3．2研究区农村居民点空间布局驱动力分析研究所涉及的9个村无论从空间分布格局还是从农村居民点的形态上都差异明显，而村域农村居民点的空间布局差异背后是不同的地理位置、交通条件、人口、文化等因素共同作用的结果，下面主要选择地理条件和交通条件两个因素来进行分析。3．2．1地理条件分析基于研究区域的DEM，在Arc GIS9．3中，通过重分类、矢量叠加、空间链接、频率统计等技术手段从海拔和坡度两个方面入手对影响农村居民点空间布局的地理条件进行分析。

1）海拔。主要从不同海拔级别斑块数量与全村斑块数量的比例、不同海拔级别斑块面积与全村斑块面积的比例以及不同海拔级别斑块平均面积3个指标分析农村居民点分布对海拔高度变化的响应，统计结果如表5。由表5可知，海拔高度对农村居民点的布局影响明显。总体上，随海拔高度的上升，农村居民点的数量、面积、平均面积均呈下降趋势。根据9个村的平均海拔（表4），将其分为低海拔组（Mean H＜400m）、中海拔组（400m＜Mean H＜800 m）、高海拔组（Mean H＞800m）3个组。

3组农村居民点不同海拔的数量比例与面积比例均成正相关关系，并且3组农村居民点都主要分布于自身村域内海拔平均值附近。第二组不同海拔的斑块数量比例和面积比例略有出入，处于这一平

刘心怡等：三峡库区农村居民点布局特点与驱动力分析——

—以重庆市涪陵区为例1803

湖北农业科学2013年

点斑块面积呈明显下降趋势。

4结论与讨论

1）村域之间农村居民点的空间分布集聚程度及内部结构紧凑程度差异明显。农村居民点空间分布的集聚程度并不与其内部结构的紧凑程度成正相关关系，研究所涉及9个村的农村居民点空间分布集聚程度越高，其内部结构的紧凑程度越低，即单个居民点内部空间利用潜力越大。因此，在未来的土地整治规划中，根据各村的不同情况，整治侧重点将有所不同。

2）农村居民点空间集聚程度越高，其农村居民点的形状越规整。农村居民点的过于规整是否会造成土地资源不必要的浪费或者是否有利于生态农村的建设，还需要深入研究。

3）海拔高度对农村居民点分布的影响明显，各村农村居民点主要布局在村域平均海拔高度附近，在中海拔组，农村居民点的面积对海拔高度变化的响应与农村居民点个数对海拔高度变化的响应不同。

表7公路对农村居民点分布的影响

村名

四合村永丰村治坪村荷香村蒲江村袁家村斑块数量比例//%

14.97

40.00

27.07

41.04

34.23

35.61

斑块面积比例//%

17.63

44.99

36.79

50.47

28.88

37.02

斑块数量比例//%

20.76

32.73

48.34

21.64

32.21

30.42

斑块面积比例//%

19.83

37.03

40.62

21.79

35.20

29.99

斑块数量比例//%

64.27

27.27

24.59

37.31

33.56

33.96

斑块面积比例//%

62.55

17.98

22.59

27.73

35.92

32.99

0～200m缓冲区200～500m缓冲区>500m区域

表6研究区2009年农村居民点不同坡度级别分布情况

村名

四合村庄子村永丰村治坪村荷香村莲池村蒲江村袁家村角帮寨村斑块数量

比例//%

斑块面积

比例//%

斑块平均

面积//hm2

0.16

0.43

0.21

0.19

0.41

0.21

0.19

0.15

0.19

斑块数量

比例//%

斑块面积

比例//%

斑块平均

面积//hm2

0.13

0.34

0.21

0.17

0.22

0.21

0.15

0.16

0.14

斑块数量

比例//%

斑块面积

比例//%

斑块平均

面积//hm2

0.12

0.25

0.20

0.17

0.23

0.21

0.11

0.13

0.17

缓坡0°～15°中坡15°～25°陡坡>25°

均海拔区间的农村居民点在0～400m的区域内数量虽小，但面积较大，相应农村居民点平均面积较大，随海拔逐渐上升至平均海拔附近，农村居民点数量迅速增加，面积却上升缓慢，即农村居民点平均面积明显减少。

2）坡度。主要从不同坡度级别斑块数量与全村斑块数量的比例、不同坡度级别斑块面积与全村斑块面积的比例以及不同坡度级别斑块平均面积3个指标分析农村居民点分布对坡度变化的响应。结合当地的整体情况，将地形坡度分为缓坡（0°～15°）、中坡（15°～25°）、陡坡（＞25°）3个级别，统计结果见表6。由表6可知，农村居民点分布数量、斑块面积、平均面积均随坡度的上升而减少，总体上分布与坡度的增加呈反比。但是四合村及角帮寨村略有不同。四合村的差异表现在农村居民点斑块数比例的极大值出现在15°～25°的中坡区域，而角帮寨村十分特殊，其3项指标的极小值均出现在中坡区域，缓坡及陡坡区域的农村居民点集中分布，且陡坡区域的平均面积略小。

3．2．2交通条件分析首先将研究区域内的线状地物进行筛选，将宽度大于7m的道路定义为公路。向公路两侧分别取200m和500m的缓冲区。研究区域涉及的9个村中有3个村未通公路，分别是庄子村、莲池村、角帮寨村，故交通条件分析将该3个村排除。剩下的6个村中有5个村被公路横切，四合村则情况不同，虽然有公路过境，但公路位于村域边缘。公路对农村居民点分布的影响情况见表7。由表7可知，除四合村以外，其他各村农村居民点受道路影响明显，斑块个数及斑块面积均与离道路的距离成反比，随着离公路距离的增加，农村居民

1804

第8期表2

正交试验结果

试验号123456789T 1T 2T 3R

硅藻土用量//g/L 111222333165.0141.4150.923.6

温度//℃

123123123161.6132.7163.030.3

pH 123231312176.6154.4126.350.3

振荡时间//min 123312231152.1150.6154.64.0

脱色率//％

66.041.145.053.439.158.142.252.559.9

pH 3，反应温度为20℃，在此条件下进行试验，染

料废水的脱色率较佳，可达66．0％。

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（责任编辑郑威）

（上接第1787页）

（责任编辑郑威）

4）坡度对农村居民点的分布有一定影响，但由

于各村自然条件的不同，对坡度的响应情况也相应不同。在未来的规划中，农村居民点并不一定要全部布局在平坦地区。在经论证没有地质灾害威胁的中坡甚至陡坡地区布局农村居民点，不但符合山地丘陵地区的现状，还能减少农村居民点对优质耕地的占用。

5）交通条件对农村居民点分布的影响主要体

现在离公路越近，农村居民点数量越多，面积也越大。在规划时，应将村级道路规划置于重要位置，道路建成也能从侧面推动农村居民点的集聚。

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刘心怡等：三峡库区农村居民点布局特点与驱动力分析———以重庆市涪陵区为例1805