基于景观格局分析的乡村居民点布局优化研究

刘 颂，郭菲菲

（1.同济大学建筑与城市规划学院，上海 200092；2.高密度人居环境生态与节能教育部重点实验室，上海 200092）

乡村居民点普遍存在着建设缺乏规划、布局分散、节约集约化程度低、土地资源浪费、缺乏集聚效应等问题，随着城镇化进程的加快，新农村的建设，如何在城镇建设用地增加的前提下更集约节约地利用土地，如何优化乡村居民点布局就成为了重中之重的环节。

景观生态学在村镇规划中的应用较早见于乡村区域土地整治和可持续土地利用的研究[1]。近年来，一些学者尝试将景观生态学的理论方法直接应用于乡村居民点空间布局的规划中[2-7]。但目前的大多数研究偏重于通过景观格局的演变定性地分析其驱动力，景观格局指数与乡村居民点布局优化之间缺乏直接联系。

本文通过比较乡村居民点斑块面积、布局形态、空间结构、破碎度、景观多样性等相关指数来分析山东省广饶县乡村居民点景观格局的特征和演变规律，发现景观格局特征-驱动力因素-优化对策之间的对应关系，从景观生态学角度出发，对乡村居民点整理优化提供技术支持和决策参考。

1 研究区域概况

广饶县位于山东省北部，东营市的南部，小清河下游。地理坐标为东经 118°17'04″～118°57'11″，北纬 36°56'09″～37°21'23″。东北部濒临渤海莱州湾，海岸线长11.86 km。县境东西最大距离60.1 km，南北最大距离46.2 km，县域总面积1138 km2。

广饶县地处泰沂山北麓山前冲积平原和黄河冲淤积平原的交迭地带，地势平坦，微微由西南倾向东北，属微地貌类型。温带季风型大陆性气候，气候温和，光照充足。

至2007年底，广饶县下辖广饶、大王、稻庄、石村、丁庄、李鹊6个镇和花官、陈官、大码头、西刘桥4个乡，城区办事处1个，开发区管委会1个，共538个行政村，15个社区和8个居民委员会。县城位于广饶镇。2007年，广饶全县户籍人口为486602人，农业人口为429831人。

2 研究方法和技术路线

2.1 数据来源和技术流程

本研究选取广饶县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）作为获取两个时段广饶县乡村居民点空间分布的信息主要数据源，其他诸如土地利用现状、社会经济指标等均来源于广饶县土地规划局和县建设局，统计数据以2007年为基础。经过影像纠正配准、实地踏勘、影像目视解译，将土地利用斑块如农田、道路、水系、滩涂湿地、盐田、林地、居民点等识别出来，在AUTOCAD成图。然后转入Arcview GIS中进行叠加分析，建立土地利用数据库，获得两个时段广饶县土地利用景观格局图（见彩版Ⅰ、Ⅱ）。再利用景观分析软件 Fragstats计算各项景观指数，进而对广饶县乡村居民点景观格局的演变进行分析对比。

2.2 景观格局指数选取

景观格局（Landscape pattern）是指景观的空间结构特征，是景观组成单元的类型、数目及空间分布与配置，是景观异质性在空间上的综合表现，景观格局指数是指能够高度浓缩景观格局信息，反映其结构组成和空间配置某些方面特征的简单定量指标。景观格局指数可分为斑块水平指数、斑块类型水平指数和景观水平指数[8]。参考国内外相关研究[9]，本文选取了表征乡村居民点（斑块）规模、布局形态、空间结构、破碎度与城市化趋势等10余个景观指数，来反映1995年和2008年两个不同时期广饶县乡村居民点的基本景观格局特征及其演变规律。

3 广饶县乡村居民点景观格局特征

3.1 面积变化分析

面积是斑块最直观的特征指数，直接受乡村居民点内部人口、经济发展程度等影响，是判断研究区乡村居民点发展程度及潜力的重要指标。这组指数包括斑块面积（CA）、斑块所占比例（PLAND）、扩展指数（SI），其中斑块面积（CA）是最基本的，斑块所占比例（PLAND）和扩展指数（SI）则分别可以从空间和时间层面上来对乡村居民点面积的发展进行比较。

1995年至2008年这13年来，县域居民点斑块面积指数和斑块面积比例指数只是略有上升，表明广饶县乡村居民点的总用地面积保持在一定数量，没有显著增加，这主要是由于近些年我国加大了土地管理的力度，保护耕地政策的实施，尤其是1999年修改了《土地管理法》后，宅基地面积严格控制在规定范围之内，从而较为有效地从总体上限制了居民点用地的增长。

从斑块所占比例（PLAND）来看，大王镇、广饶镇、稻庄镇指数值始终较高，表明这三个乡镇的居民点在总体面积中的比例较大，推测与其他乡镇相比居民点斑块面积占绝对优势，人口密度较大。而丁庄镇的指数值始终较低，说明该镇内居民点不占优势，以非居住用地为主。

3.2 破碎度分析

破碎度分析反映了斑块的布局状况，破碎化程度过高，不利于乡村居民点的资源集约利用，也对生态的集聚兼有离析的空间分布造成破坏，是判断研究区乡村居民点撤并潜力的重要指标。这组指数选取斑块密度（PD）、平均斑块面积（MPS）、破碎度指数（FRAG），其中斑块密度（PD）反映了乡村居民点的数量，平均斑块面积（MPS）反映了乡村居民点的平均面积，这两个指数是破碎度指数（FRAG）的计算基础。

计算表明，县域破碎度指数显著减小，可见在我国近年来乡村快速发展和城镇化的背景下，广饶县的乡镇和中心村快速扩张和发展，在显著发展的同时，大量过于零散的居民点被撤销或合并，从而改善了破碎分裂的状况，而居民点的斑块密度显著减少，平均斑块面积则显著扩大，更显示了乡村居民点有从极度分散到适度聚集的趋势，居民点空间布局优化的效果明显。

广饶镇和稻庄镇破碎度始终较高，说明这两个镇的行政村的破碎度较高，乡村居民点土地整理的潜力较大。推测由于其城镇化程度较高，导致在城乡交界地带有大量散落的居民点。

3.3 空间结构分析

空间结构分析反映了斑块的空间形态，空间形态与斑块的外部自然条件和内部活动都息息相关，是判断乡村居民点人工化发展程度和聚集程度的重要指标。本文选取平均斑块分维度指数（MPFD）、平均斑块形状指数（SHAPE），其中平均斑块分维度指数（MPFD）反映了乡村居民点的空间形态的复杂度和人工度，平均斑块形状指数（SHAPE）与平均斑块分维度有相似之处，但反映了乡村居民点的团聚和延展信息。

13年来广饶县域居民点的平均分维数MPFD差别不大，且接近于1，这是因为乡村居民点属人工斑块，受人为影响大，形状较规则，近似方形。而斑块形状指数2008年较1995年显著减小，斑块形状指数反映乡村居民点矢量斑块的复杂程度，形状指数越大，即乡村居民点形状越不规则，边界曲折度越大。斑块形状指数减小，说明2008年的居民点比1995年时形状更接近于圆形，居民点由带状发展至近圆形又至复杂，是其发展的趋势，同与其相依的自然或人工廊道的发展也是相互关联的。相较而言，形状较复杂的通常更具有未来发展的潜力。

3.4 距离分析

距离分析反映了斑块与斑块，斑块与廊道之间的空间孤立性，人工流和生态流一般选择最小的能耗路径运行。距离是判断乡村居民点发展扩张或转移方向的重要指标。这组指数选取平均最近邻体距离（ENN）、斑块与廊道的邻近距离。其中平均最近邻体距离（ENN）在斑块类型层面上可以反映分散度，斑块与廊道的邻近距离可借助GIS分析。

县域平均最近邻体距离的减小，再次说明了在乡村快速发展和城镇化的背景下，乡村居民点集聚发展的趋势，大王镇在1995～2008年间最近邻体距离急剧减小，说明该乡镇在此期间快速的集聚发展。而最近邻体距离较小的居民点，具有集聚发展的优势。

3.5 城镇化分析和复杂化分析

最大斑块指数（LPI）显示了城镇化的程度，13年来广饶县的城镇化进程是迅速的，广饶镇和大王镇的指数都有显著增加，说明它们在这13年内都有较大的发展，聚集了大量的人口，城镇化速率较快。

但同时景观多样性指数（SHDI）有所下降，说明在县域内居民点聚集和城镇化的过程中生态和景观多样性受到了一定的影响。只有石村镇和大王镇景观多样性指数上升，反映出13年来该乡镇发展迅速，城镇边界出现了复杂的交错带。

景观多样性指数始终较高的有两类，一是以自然条件变化不大，地理环境较为复杂的丁庄镇，遥感影像显示盐田、滩涂、旱地等多种地貌；另一类是城镇化进程中的广饶镇、稻庄镇、大王镇，由于城镇化水平较高，村镇、农田、水系、道路等形成了联系紧密、复杂但人工化很强的景观环境。

4 广饶县乡村居民点景观格局优化

4.1 景观格局演变的驱动因素及乡镇发展类型

自然环境和社会经济条件通常是驱动乡村景观空间变化的两大方面。自然环境驱动因素一般指气候、土壤、地形等；社会经济驱动因素通常包括人口变化、经济发展、技术进步及政策因素等几类，乡村景观空间布局往往是社会经济生活在物质上的“投影”。一般地，在相对较短的时间内，自然因素具有相对稳定性，其驱动因素主要来自社会经济政策因素。

综合分析表明，在基本的自然环境变化不大的情况下，产业因素和人口因素、交通因素、生态因素是影响广饶县乡村居民点的演变的主要因素，这也是广饶县乡村居民点景观格局演变的主要驱动力。

根据景观格局特征和驱动力，研究将广饶县的乡镇发展模式划分成四类，即传统城镇化型、新兴快速城镇化型、保持或衰退型以及生态敏感型。研究发现，不同的发展类型下某些景观格局指数的变化表现出一定的特征（见表1），而这些特征实际上是由于驱动力的综合作用，也是特定政策、建设理念引导下的客观反映。

4.2 乡村居民点格局优化措施

针对广饶县不同的乡镇发展类型，对广饶县乡村居民点用地规划提出集聚发展、撤并发展、控制发展三项基本优化措施（见表1）。当然，每个乡镇并不是只单纯地遵守一种优化模式，在主要的优化措施外，还要结合具体乡村居民点地理位置、人口规模和发展潜力等，进一步细化优化措施。而这则是由村庄的发展潜力和主要驱动力综合决定（见表 2）。

表1 乡镇发展类型与景观指数相关性Table1 Types of township and correlation of landscape pattern index

表2 基本优化措施与景观指数相关性Table2 Optimization measures and correlation of landscape pattern index

4.2.1 集聚发展

对于具有一定规模、发展条件好、限制条件少的村庄、或多个行政村已经自然聚集成更大规模、或人口规模不大，但交通条件、自然条件、资源条件优越，具有一定的发展潜力的村庄，应鼓励并引导其他村庄的迁入，增强人口在此类村庄的集聚。此类村庄在空间格局上表现为斑块面积或扩展指数较大，最近邻体距离较小，斑块形状指数较复杂，且与廊道距离较近但要受城镇引力较小。

4.2.2 撤并发展

对于生产生活条件、发展条件较差，现有人口规模过小的村庄，可逐步引导人口向其他人口规模较大、基础设施相对较齐全、发展条件较好的中心村或其他村庄转移；对位于矿产品储藏区或者采空区等禁止建设区内的村庄，逐步进行搬迁撤并；对受水利工程、地质灾害或其他自然灾害影响严重，位于限制建设区内的村庄，逐步缩减用地规模，逐步进行搬迁撤并。

此类村庄在空间格局上表现为斑块面积或扩展指数较小，与廊道距离较远，位于限制建设区内，或属于城镇扩张范围。

4.2.3 控制发展

对于村庄自身发展条件较好，但由于城市发展整体利益的需求对其发展进行限制的村庄；或村庄自身发展条件一般，但由于村庄人口较多或具有一定的文化、历史价值等其他社会文化因素的影响，不能迁入到其他村庄中去的村庄，进行改善居住环境，完善配套为主的整治工作。

此类村庄需结合具体乡村居民点经济、文化、历史进行确定，空间格局上通常斑块形状指数较复杂，最近邻体距离较大，与廊道距离较远。

5 结论

我国乡村的住宅大多布置较为分散，多为一户一宅式。每户居民点占地面积大，闲置土地多，利用率低。由于乡村居民点镶嵌在耕地中，造成耕地不能集中连片，农业的规模化、集约化和机械化受限，至使耕地的规模效益和集约效益低。开展乡村居民点整理，加强乡村居民点的用地集中，复垦整理后的宅基地，可以恢复耕地的集约化和规模化，实现乡村土地的集约经营。乡村居民点土地的集约化利用又可促进城镇化的发展，也是提高农民生活质量的重要载体和途径。本文以山东省广饶县为研究对象，发现在自然条件比较稳定的情况下，社会经济因素是驱动乡村居民点景观格局变化的主要动力，呈现出四种发展模式并表现出不同的景观格局指数变化特征，并提出相应的空间布局优化对策。

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