基于景观生态学的农村居民点布局特征分析——以湖南省汉寿县为例

张 坤，谭雪兰，黄 婷，何长元

（1. 湖南农业大学资源环境学院，长沙 410128；2. 湖南农业大学园艺园林学院，长沙 410128）

基于景观生态学的农村居民点布局特征分析
——以湖南省汉寿县为例

张 坤1，谭雪兰1，黄 婷2，何长元1

（1. 湖南农业大学资源环境学院，长沙 410128；2. 湖南农业大学园艺园林学院，长沙 410128）

为将景观生态与农村居民点布局相联系，应用景观生态学的研究方法，针对湖南省汉寿县农村居民点的现状特征，通过对农村居民点斑块形状面缘比、近方率、分维数、碎裂化、分离度等指标的计算分析，归纳总结了县级农村居民点布局景观特征的总体态势，并分别根据斑块规模、形状、特征等景观指数进行分析，从地形和地域两个角度提出了湖区、平原区、丘陵区、中部山区不同地质地貌条件下农村居民点的规划建议，为当前开展的村镇居民点规划和土地整治工作提供新的思路和方法。

土地规划；土地整治；景观生态学；农村居民点；景观指数

农村居民点布局是是一定区域内农村居民与自然环境、社会文化环境和经济环境相互作用的结果，是农村聚落形成与发展的具体体现[1,2]。

汉寿县地处湖南省西北部，隶属常德市，全县辖30个乡镇区，总面积2034km2。该县经济结构以农业为主，工业次之，养殖业和经济林产业较为发达，第三产业所占比例较少。截至2010年底，全县总人口62.29万人，其中非农业人口11.54万，城镇化（非农业人口城镇化）水平仅为22.36%。全县地理地貌条件较为复杂，北部集中分布两水一湖（沅水、澧水、洞庭湖）；中部为雪峰山脉向洞庭湖平原过渡地带，有山区和平原两种地形；南部为雪峰山余脉丘陵地区。该县是同时具有湖区、平原区、丘陵区、山区农村居民点分布的县级区域，居民点布局特征复杂，也具有一定代表性。对居民点分布特征进行系统分析[3,4]，可为农村土地利用规划与整治提供借鉴和技术支持[5,6]。

为研究汉寿县农村居民点的特征和布局模式，应用景观生态学的分析方法，从景观结构(Structure)、景观功能(Function)、景观动态(Dynamic)三方面入手，根据乡村组成单元的类型、多样性及其空间关系，以及乡村景观结构与生态结构之间的相互作用和时间推移发生的变化，确定以景观指数作为主要的分析手段。

1 农村居民点景观指数计算

1.1 景观指数的确定

（1）斑块数量

斑块数量是一个景观中所有的斑块数和一个景观中某类斑块的数量，景观单位面积内的某一类景观要素的斑块数被称为景观要素，斑块数量能够反映出景观的破碎化程度。

（2）斑块面积

通过对斑块面积的分析和统计，可以从斑块空间异质性(Spatial Heterogeneity)分析斑块面积在生态学过程和格局分布中的不均匀性及其复杂性。景观的异质性，在不同的斑块面积、走廊和本底之间，因为种群、能量和物质的分配不同，相互作用（功能）也会发生相应变化[7]。

（3）斑块密度

单位面积内景观斑块数量越多，则此类景观斑块密度越大，破碎度越大，受人类活动影响越显著[8]。

（4）斑块形状

由于自然界的斑块都呈不规则形状，致使对其描述比较复杂。本文对研究区农村居民点的斑块形状，采用以下三个指标进行描述：

式中：Pi为某一类型景观要素的总周长；k为常数，对于栅格景观取值为4。

面缘比主要用于表示斑块边界形状的复杂性，面缘比越大，说明斑块边界形状简单，边界效应不明显；近方率（形状指数）是拟分析斑块形状与相同面积正方形的比值，也称为紧密度(Compactness)或边界发育程度，比值越趋近于1，说明斑块形状趋近于方形，与此相类似的指标还有近圆率和近椭圆率；分维数用来反映空间实体几何形状的不规则性，分维分析有精确分析和统计性分析，精确分维是完全符合几何规则的，在生态学研究中则多应用统计分维模型(Statistical Fractal Model)，分维数的理论值在1.0～2.0之间。如果Di=1，则斑块形状为欧几里得正方形；当Di=2时，则表示该斑块的形状最为复杂；当Di=1.50时，表示处于一种类似于布朗运动的随机运动状态，即空间结构最不稳定。

（5）斑块整体特征

某类景观要素斑块整体特征是指该类景观要素全部斑块在整个景观中呈现出来的特性，如碎裂度、团聚度等。

式中：A为全部景观总面积。

碎裂化指数FNi是对景观中某类要素碎裂化程度的度量；分离度Fi是景观中某类景观要素斑块的团聚程度，该值越小，说明团聚程度越高。

1.2 景观指数计算结果

根据汉寿县农村居民点分布和地形特征，将研究区分为北部湖区、中部平原地区、南部丘陵山区三种地貌单元，再按地形和行政乡镇两种情况，分别利用Map-GIS软件统计农村居民点用地的斑块个数、面积、周长等数据，据此对农村居民点景观要素指标进行计算，结果如表1。

表1 研究区农村居民点景观指标（2010年）Table 1 The landscape indexes of countryside residential area in 2010 year

2 农村居民点布局景观特征分析

2.1 总体景观特征

结合表1及实地调查成果，汉寿县农村居民点布局具如下总体特征：

不同乡镇农村居民点的面积和斑块数相差较大，斑块之间的自相似程度较低，形状复杂。如：全县农村居民点的斑块数为14130个，其中三和乡1019个，文蔚乡则仅为99个，相差悬殊。

农村居民点总面积与斑块总数呈一定负相关性。居民点总面积大的乡镇，斑块总数目并不最多，而是处于中游偏下水平；斑块数目多的乡镇，总面积也并非最大，同样处中游偏下水平。

居民点斑块形状总体呈现不规则性且不稳定程度高。全县农村居民点斑块平均面积1.4hm2，密度为0.72个/hm2，分离度1.27；农村居民点分维数1.54，接近1.50。

通过实地走访调查，该县农村居民点布局离散，一个居民点斑块约有17户农户，多数居民点是7～8户聚居，还有一部分居民点为单户；但区位条件较好的地区，如城镇郊区、沿江、平原地区等，居民点平均有上百户，村落形态完整，功能较完善。该县农村居民点总体呈现“大分散、小聚居”的分布特点，分散特征较明显，聚居只在小规模、小范围内出现，实际情况与计算结果相符。

2.2 景观指数特征分析

（1）斑块规模分析

该县农村居民点布局斑块以湖区和平原区最为集中，南部丘陵和中低山区分散的格局十分明显。由于地形限制，南部丘陵和中低山区农村居民点规模小，斑块数目多，整体规划布局难度较大；中部平原区虽然地势条件较好，有利于形成大规模的农村居民点，但由于长期缺乏科学的农村居民点规划作为指导，农民缺乏集约节约利用土地的概念，有利的地形条件反而促使农民多占地、乱占地，所以也没有形成较大规模的农村居民点；在湖区，由于传统农业和水产养殖业并重，为了生产生活方便，当地居民多沿江环田居住，反而有利于形成连续的、规模较大的农村居民点。

（2）斑块形状分析

湖区、平原区、丘陵区三种地形区的分维数分别为1.23、1.27和1.36，相差不大；斑块面缘比依次是北部湖区3.21，中部平原地区2.75，南部丘陵和中低山区1.92；斑块近方率南部丘陵和中低山区最大，中部平原次之，北部湖区再次之。这说明该县农村居民点建设的无序性，大部分农村居民点规模小，布局零散，重新统一规划难度较大。

（3）斑块整体特征分析

从斑块密度、斑块破碎化指数和斑块分离度三个指标可知，北部湖区居民点斑块密度为0.3个/hm2、中部平原为0.5个/hm2、南部丘陵地区1.3个/hm2，居民点斑块密度总体较小，南部丘陵和中部山区密度远大于湖区和平原地区；斑块破碎化指数，北部湖区0.01、中部平原区0.02、南部山区仅为0.10，与斑块密度反映情况一致。

分离度是反映斑块的破碎化程度和斑块之间分离的程度。北部湖区的分离度为0.73、中部平原为1.05、南部丘陵和中低山区为1.94，北部湖区农村居民点团聚程度较高，南部丘陵和中低山区农村居民点分布的团聚程度最差。

3 农村居民点布局规划的分析与建议

3.1 北部湖区

该区域由于村民对生活和交通的自然选择，居民点规模大、密度小、分布较为集中，主要是沿江环田的条带型分布。这种条带型布局是环境优选和土地节制使用带来的一种传统农业生态景观，虽然这种布局使一些乡村群落系统由集中走向分散，有违农村居民点规划的集中原则，但是整体上具有较强的完整性和规律性，有存在的社会和生态价值；而且环湖和条带分布在居民点之间形成了规模大、形状规则的农田斑块，方便机械化耕作。

但这种布局也存在一定缺陷，主要表现在：土地利用效率低，居民点功能不全；基础设施建设成本高，配套难；由于靠近河道，容易受洪涝灾害影响，生活垃圾的丢放也易造成河道污染。

针对这种情况，建议保存现有的农村居民点布局形式，同时控制、保持原有形态不变，居民点采用内部挖潜，控制居民点斑块数量的增加，居民点居住应该集中，达到节约和集约用地的目的。

3.2 中部平原区

集中布局是平原地区村落发展的高级形式。位于该县中部的平原地区，由于地形相对平坦、交通便利，农村居民建房时只考虑便于自身生产生活及出行，又没有规划正确引导，缺乏保护耕地的紧迫意识，该居民点呈现无序分布的特征。

对于这种无序型农村居民点可以现有行政村为基点，规划建设中心村和农村居民点，利用经济集聚效应和正确的规划引导，使无序农村居民点变有序、分散农村居民点变集中。该地区农村居民点规划可遵循以下原则：交通闭塞向交通便利集中；经济落后向经济发达集中；规模小的居民点向规模大的居民点聚居；对于村内旧住宅区、闲散地，可先拆旧再整理，最后合理规划再建新。鼓励农村居民点统一安装水电设施、统一平整土地和围墙基础、统一修建道路、建立农村居民小区，做到合理规划、节约用地、保护耕地、建设集中。

3.3 南部丘陵和中部山区

在该县南部丘陵和中部山区，居民建房主要位于岗地与谷底交接处，沿农田分布。谷地、谷地与岗地交接处，地势较平坦地区均分布有大量农田，农村居民点沿农田分布，自然形成树杈型分布。这种布局的特征在于房屋建设占用耕地较少，较好地利用了土地，有利于生活生产；但受地形影响，不能集中分布，难以形成规模，不便于生活服务设施的建设。

对于这种多山丘地形，由于人口密度、经济基础等均比北部地区薄弱，没有人力财力，而且客观的地形条件也不允许建设集中的农村居民点。所以建议充分利用现有的布局形式，一是对已存在的规模较大的村落进行“减肥”，利用村落中的旧宅基地、闲置宅基地将分散在外的小的居民点斑块（斑点）逐步并入其中，强壮树杈主干；二是将分散在主干两边、距离主干较近的侧枝，通过农村居民点建设逐步与主干相连，并在节点处建设中心村，完善基础设施和配套设施，服务农民生活。

4 结语

当前，我国农村各产业蓬勃兴起，居民点布局没有统一规划，在有限的自然资源和经济条件限制下，各产业分布、居民点布局相互重叠、错位，有害物质、能量和信息在各景观要素之间无序流动和传递。不断恶化的区域内景观格局，使农村的资源和环境问题日益突出。时空格局的大幅改变迫切需要淘汰传统的小尺度农业生态系统研究，运用景观生态学原理进行农村居民点方面的研究，可更好地为农居环境的改善、形成较高层次的自然生态村庄规划提供新的思路和方法。

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Analysis of the Pattern of Rural Settlement Using Landscape Ecology Methods: A Case Study from Hanshou County, Hunan Province

ZHANG Kun1, TAN Xue-Lan1, HUANG Ting2, HE Chang-Yuan1
(1. College of Resources and Environment, Hunan Agricultural University, Changsha 410128, China;
2. Horticulture & Landscape College, Hunan Agricultural University, Changsha 410128, China)

This study applies landscape ecology methods to examining the relationships between landscape ecology and the pattern of rural settlement in Hanshou County. Calculations were made of various parameters including (amongst others) the ratio of the patch perimeter to the patch area, the approximate square ratio, the fractal dimension, the fragmentation of elements, and the patch resolution. Based on the analysis of the calculated results, four kinds of planning recommendations for rural area settlement were identified, corresponding to the surrounding lake region, the plain region, the hilly region, and the surrounding mountain region. The new conceptions and methods developed in this study should help inform planning for land consolidation and rural settlements.

land use planning; land consolidation and rehabilitation; landscape ecology; rural settlement area; landscape index

K928.5

A

2095-1329(2013)02-0024-04

10.3969/j.issn.2095-1329.2013.02.007

2013-04-11

2013-05-14

张坤(1977-),男,硕士,讲师,主要从事土地资源管理研究.

电子邮箱：39116272@qq.com

联系电话：0731-84617803

国家自然科学基金项目(41201175);湖南省教育厅科研项目(12C0152)