黑龙江省乡村聚落分布特征分析



黑龙江省乡村聚落分布特征分析

杜国明1, 2，刘艳1，罗奇云1

（1.东北农业大学资源与环境学院，哈尔滨150030；2.黑龙江省村镇发展研究中心，哈尔滨150030）

摘要：剖析乡村聚落分布特征是推进区域新型城镇化建设、统筹城乡发展、优化村镇体系的客观依据。研究基于2010年第二次土地调查获得的典型县土地利用数据，综合运用GIS、景观指数计算及空间分析等方法，从空间、形态、规模分布揭示黑龙江省乡村聚落分布特征。分析表明，受地形地貌、交通条件等多因素综合影响，黑龙江省由西北至东南、高纬度到低纬度区域呈现乡村聚落密度升高而规模减小趋势。由于主导产业、社会经济发展模式的差异，北部林区典型县聚落斑块为低密度的随机分布模式；农区属多核心高密度的连续分布；而林（牧、矿）复合区存在局部区域聚落斑块高密度的热点分布，且斑块规模变化幅度最大。

关键词：乡村聚落；分布特征；黑龙江省

网络出版时间2015-3-13 15:23:00

[URL]http://www.cnki.net/kcms/detail/23.1391.S.20150313.1523.011.html

杜国明,刘艳,罗奇云.黑龙江省乡村聚落分布特征分析[J].东北农业大学学报, 2015, 46(3): 95-102.

乡村聚落作为一定地域范围内从事农业及相关产业为主的人群聚居的过程与形态，是包含社会、经济、文化活动的空间系统，是人类社会经济活动与自然环境互相作用的结果[1-2]。分析乡村聚落研究历程，国外学者起步于19世纪初逐渐发展成为独立学科，历经聚落分布模式[3]、景观、生态等研究方向[4-5]，国内学者研究自1980年起步以来，注重结合现代地理信息技术手段对其分布、格局演变[6]、空间集聚性[7]、适宜性研究，但多集中于全国、西南区域的大尺度[8-10]及县域尺度[11]研究。随着中国步入城乡发展转型关键期，人口高度流动、交通拥堵、生态环境超载等“城市病”与农村社会主体老弱化、建设用地日益空废化、生产要素非农化、水土环境污染等“乡村病”并存[12]。使得分析乡村聚落分布格局特征，继而构筑村镇建设新格局、优化乡村空间格局、推进城乡公共资源均衡配置任务显得更加艰巨与紧迫[13]。

黑龙江省是国家重要商品粮生产基地与现代农业综合配套改革试验区，同时是东北老工业基地。2013年黑龙江省乡村人口占总人口比重42.6%。其高纬度的地理环境，独特的地形地貌因素，社会经济发展水平，使其乡村聚落分布格局呈现显著的区域差异。

本研究基于全国第二次土地调查获取的土地利用数据，综合运用地理信息系统与景观生态学分析方法，探讨不同类型土地利用区域内乡村聚落分布格局特征，以期为因地制宜推动新型城镇化建设、科学引导乡村转型、优化聚落体系提供科学依据。

1　研究区概况

1.1黑龙江省概况

黑龙江省位于中国东北部，地处东经121°11'~ 135°05'，北纬43°25'~53°33'。全省东西相距930 km，南北相距1 120 km，土地总面积达47.2万km2，占全国土地总面积的4.9%。属温带大陆性季风气候，横跨中温带与寒温带。地貌形态主要由山地、台地、平原等组成，呈现西北、东南与北部地势高，东北部与西南部地势低趋势。海拔高于300 m丘陵占全省面积的35.8%，海拔高度于50~200 m的平原占37.0%。至2013年末，黑龙江省常住总人口数3 835.1万人，乡村人口为1 633.7万人，比重为42.6%。全省2013年实现地区生产总值14 382.8亿元，按可比价格比上年增长8.0%，三产业结构比为17.5ϑ41.1ϑ41.4。全省人均地区生产总值实现37 509.3元，比上年增长7.9%。

在气候、地形地貌、土壤、水文等自然条件以及土地权属、人口、经济发展等社会经济条件共同影响和制约下，黑龙江省土地利用呈现出显著的区域差异，可划分为大兴安岭山地林业区、小兴安岭低山地林农区、松嫩平原农牧区、三江平原农业区和张广才岭、老爷岭山地农林区5个类型区[14]。除大兴安岭山地林业区外，其余4个类型区均划分相应亚区（见表1）。

表1　黑龙江省土地利用类型区划分Table 1　Type division of land use in Heilongjiang Province

1.2典型县概况

在综合考虑土地利用特征、人口状况、经济发展水平等因素基础上，在每一个土地利用亚区（区）分别选择一个具有代表性的典型县市，如图1所示。2010年，漠河、通河、泰来、北安国内生产总值为26.6~55.3亿元，勃利、海林、富锦生产总值60.6~100.9亿元，宾县、尚志为151.2~160.2亿元。富锦市第一产业占总产值比例为55.1%、漠河、泰来、通河、北安第一产业比值33.7%~ 36.5%，宾县、尚志、勃利、海林第一产业比值取值17.8%~21.7%。勃利、海林以第二产业主导，通河、北安、宾县等旅游产业较发达，其第三产业占县域产值比例较高。

图1　黑龙江土地利用分区及典型县分布Fig. 1　Land use zoning and distribution of typical county in Heilongjiang Province

2　研究方法与数据来源

2.1数据来源

本研究以第二次土地调查成果1ϑ1万县级土地利用现状数据库2010年变更数据为基础，原始格式为Arcgis的Geodatabase。该数据的调查方法、土地利用分类方法、数据库建设方法均符合全国第二次土地调查相关行业标准和要求[15]。聚落用地对应土地利用现状分类中农村居民点，以及部分其他涉及农村生产生活的聚居地。需指出的是独立于各市县驻地之外的垦区国有农场、森工林业局居民点无论其形态如何，由于没有民政建制，均被认定为农村居民点用地，既乡村聚落；而地方政府辖区内的乡村聚落为城镇以外的居住用地。社会经济背景数据源于《黑龙江省2011年统计年鉴》、典型县的县志以及社会经济发展报告等资料。获取各县市土地利用数据库后，将地类为农村居民的图斑另存为乡村聚落层，以用于后续分析。

2.2研究方法

2.2.1景观格局指数分析

研究采用景观格局指数以量化景观空间连接性与分布特征[16-17]，结合Fragstats 3.3景观格局分析软件与Arcgis 9.3的Patch Analyst模块，分别选用以下指数：斑块密度（PD）、平均最近距离（MNN）、平均临近指数（MPI）；平均形状指数（MSI）、平均斑块分维数（MPFD）、面积加权平均分形指数（AWMPFD），分析黑龙江省乡村聚落规模、分布、形态特征。指数涵义、计算方法、取值范围、单位等参照Fragstats user guidelines与Arc⁃gis Patch Analyst Help。

2.2.2空间统计分析

高/低聚类分析，使用Getis-Ord General G统计可度量高值或低值的聚类程度，针对指定的不同空间位置的测量高值或低值的密度，揭示聚落分布模式。

表达式如下：

式中，xi与xj为要素i与j的属性值；wij是要素间的空间权重；n是数据集中要素总数；∀j≠i表示i与j不可谓同一要素；E[G]与V[G]为G值的期望与方差；用ZG判断G的空间相关性，判断验证区域存在高值簇群或低值簇群。

3　结果与分析

3.1乡村聚落的空间分布特征

运用平均邻近距离（MNN）与平均邻近指数（MPI）衡量乡村聚落斑块的邻近程度与破碎度[3]，斑块密度（PD）体现聚落斑块空间分布密集性[18]，并将聚落斑块转为点模式，采用Arcgis中核密度（Kernel Density）功能生成典型县聚落斑块的核密度图（见图2）[19]。由表2可知，漠河、北安、通河MNN值波动于600~1 700 m的高值区间，MPI值亦处于10~17的较高区间，宾县、泰来、富锦、勃利的乡村聚落MNN与MPI指数分别位于400~600、5~13的低值域。引入斑块核密度分布图发现，漠河、通河、北安属散点式分布，乡村聚落斑块密度取值于0.01~0.17个·km-2；海林、尚志具有多个斑块空间分布热点，密度值在0.20~0.44个·km-2，具有低密度集中分布特点；泰来、勃利乡村聚落斑块存在核心分布区，勃利是典型县中唯一农矿区域，存在13.46个·km-2的密度值与其辖区面积小，特殊土地利用分区相关，矿产、工业园区的分布位置多处于斑块分布热点区域；宾县聚落斑块密度水平分布均衡，多处于0.5~2个·km-2；富锦聚落分布呈现东西差异，由其西部垦区聚落空间分布更为密集，平均规模小于农区使然[20]。

图2　典型县聚落斑块核密度分布图Fig. 2　Settlement patch nuclear density distribution of typical counties

表2　典型县乡村聚落分布特征景观指数Table 2　Rural settlement landscape features index distribution of Typical Counties

乡村聚落斑块空间分布特征差异主要体现在漠河、北安、海林、尚志所属的山地林（农）区斑块密度偏低，北部林区典型县过大的辖区面积使其邻近距离、邻近指数高于其他区域；松嫩平原农牧区的宾县、泰来，平均密度较高，泰来存在7.0~8.5个·km-2的局部高密度地区，宾县由于邻近省会人口密集，又属于农区土地利用方式，更为趋近连续分布；三江平原农业区的富锦、勃利密度较高、邻近指数较高，沿水系等农业生产要素形成条带状的分布热点，具有农区聚落空间分布代表性。结合Global Moran'sⅠ指数的验证结果均为正值，漠河以外典型县聚落斑块均趋于集聚分布黑龙江省乡村聚落空间分布特征概括为“林区低密度、随机分布；农区平均密度高，属多核心的连续分布型；农林（牧、矿）交错区属多热点分布，局部高密度类型”。

3.2乡村聚落的形态分布特征

选取平均形状指数（MSI）、平均斑块分维数（MPFD）、面积加权平均分形指数（AWMPFD）等景观格局指数定量描述聚落斑块的形态特征，计算结果如表3所示。平均形状指数用于描述斑块形状的规则性[21]，MSI=1时斑块趋近正方形，聚落形态不规则形、边界曲折度随MSI值上升而加剧，计算结果显示，整体取值为1.23~1.45，其中富锦、勃利、泰来等地势平坦的平原区县市数值变化于1.23~1.30，聚落形态较为规则；北安、宾县、尚志等地面起伏稍大的平原或山区县市聚落形态指数值1.31~1.37间波动，漠河、海林等山区县市取值分别为1.40、1.45，形态不规则。平均斑块分维数（MPFD）衡量斑块周长、面积对聚落形态、演化过程的影响程度。宾县、泰来、北安、漠河MPFD值波动于1.31~1.35，东部三江平原农业区的富锦、勃利分维数值高达1.36。面积加权平均分形指数（AWMPFD）等于斑块形状指数乘以斑块的丰富度，用斑块面积除以同类斑块面积总和，而非景观面积。典型县的总体取值区间为1.26~1.31，均>1。海林、尚志分形指数最高，其次是松嫩平原农牧区的泰来、宾县，可见西南部聚落形态复杂程度高于东部平原区域，而东北部聚落破碎程度高于西南部地区。分析发现典型县乡村聚落形态特征存在显著的区位差异，与所属土地利用类型区密切相关。整体而言，大、小兴安岭与张广才老爷岭所属林区的地势起伏较大，聚落斑块形态不规则；三江、松嫩平原地区其地势平坦，且同时区域内存在大量垦区的农场聚落斑块形态相对规则。

3.3乡村聚落的规模分布特征

分析聚落斑块的规模特征，选用斑块数量（NP）、平均规模（MPS）、最大斑块面积（LPS）与面积标准差（PSSD）等景观指数，计算结果见表4。尚志、富锦、泰来、宾县斑块个数多于典型县市的平均数量，介于2 000~4 000，其斑块平均规模均接近或低于5.58 hm2的平均规模面积；漠河、北安、泰来聚落斑块个数介于170~1 200，具有240.36与134.13 hm2的超大聚落斑块；通河、宾县斑块数量、平均规模均处于平均水平，最大斑块规模仅为70 hm2。面积标准差用来衡量斑块面积的波动幅度，漠河、泰来、富锦面积标准差波动于15~30，变化幅度最大；海林、尚志、宾县标准差值波动于5~8，斑块规模相对均匀。

表3　典型县乡村聚落形态特征景观指数Table 3　Landscape index characteristics of rural settlements of the typical counties

表4　典型县乡村聚落规模特征景观指数Table 4　Landscape index of rural settlement scale characteristics of typical counties

依据聚落斑块规模数值的频率分布，划分若干小组，其中：≤0.5 hm2为微型聚落，占富锦、勃利、尚志聚落斑块总数比例60%以上，通河、泰来斑块总数的50%多，超过漠河、北安、海林斑块总数40%；1~5 hm2的小型聚落占漠河、海林聚落总数20%以上，规模>5 hm2，≤10 hm2为中型部落，是宾县、北安总数的20%~30%，超过通河、泰来聚落数量的15%；50 hm2以上的大型聚落仅在漠河、通河、北安超过总数的5%。结合高/低聚类（Geris- Ord General G）[22]指数判别典型县聚落斑块的空间集聚类型，宾县、泰来、尚志的聚落斑块存在低值集聚现象，通河、勃利、海林具有偏低值簇，漠河、北安、富锦不存在斑块面积的显著簇群现象，9典型县市均未出现高值的簇群现象，可见作为高纬度省份，黑龙江省人口密度较低，聚落空间集聚性较弱。

分析表明不同土地利用类型区乡村聚落规模分布特征差异显著，漠河所属大小兴安岭山地林业区是中国纬度最高地区，地势复杂、气候寒冷、地广人稀的社会条件使其聚落斑块数量少、平均规模大、波动幅度大的鲜明特点；松嫩、三江平原的富锦、勃利位于三江平原农业区，河网密布、地势平坦开阔，对乡村聚落分布限制较小，受农业耕作半径小限制，聚落斑块数量较多、规模较小，存在斑块低值集聚现象，但垦区管局、场部驻地多为300~600 hm2的超大居民点。南部的海林、尚志林农交错的土地利用类型，聚落规模分布兼具农区、林区特征。复杂地势限制聚落规模使得平均规模最小，存在农业区域典型的斑块低值集聚现象。整体呈现出“西北部林区聚落规模波动幅度大，趋向随机分布模式；东南部斑块平均规模小，存在低值集聚现象。”

图3　典型县乡村聚落面积频率直方图Fig. 3　Area frequency histogram of rural settlement of typical counties

4　讨论与结论

结合不同土地利用类型区社会经济背景分析，黑龙江省乡村聚落空间分布表现出一定特征：

①大兴安岭山地林业区，辖区面积广阔、人口数量少等因素影响下，聚落呈现低密度、破碎度高的随机性空间分布模式，聚落形态不规则性、破碎度高，规模分布具有数量小、规模大特征，漠河地区存在200 hm2以上的超大居民点，且规模波动幅度最大。如何实现土地集约节约利用、提高土地利用效率是区域土地利用规划需要进一步探讨的方向。

②小兴安岭低山地林农区，受地形、地貌等因素限制，其聚落空间分布于山谷平原区域存在相对高密度的分布核心，聚落形态仍不规则，北安属于农林交错区聚落分布特征较为接近农区，斑块数量增多且面积变化幅度减小。

③三江平原农业区聚落斑块空间分布存在相对高密度、多核心连续分布与临近度较高的偏低值簇集聚。受农业耕作半径、农业人口居住习惯影响，使聚落形态相对规则、斑块平均规模小，其中富锦具有典型农业县分布特征，而垦区与普通农区乡村聚落分布特征差异是富锦东西区域差异主要原因。未来发展建议继续推动居民点迁并，同时规划农机停放站、晒谷场等农业附属独立设施建设，以协调农业现代化建设与新型城镇化。

④松嫩平原农牧区西部为传统牧区，聚落斑块规模大小、数量均处于全省平均水平，宾县所在东部地区社会经济发展水平相对较高，聚落形态相对规则，空间分布密度高于其他区域，邻近距离最小说明聚落分布具有空间连续性。应进一步挖掘闲置土地利用潜力，聚落格局调整着力与产业发展道路相适宜。

⑤张广才岭、老爷岭属于林农交错区域，聚落斑块空间密度相对偏低，其形态不规则、平均规模偏大符合林区聚落分布特征，而斑块总数多、临近性、规模分布主频区间、平均密度特征更接近农区。尚志比海林聚落分布特征更为接近农区，应发挥自身地理优势，推动林区转型、农区现代农业共同发展。

社会经济转型时期，城镇化不断推进，乡村关系更为复杂，使得乡村发展进入新阶段，聚落空间布局不断面临新挑战，积极开展农村居民点研究尤为重要。考虑周围自然、经济环境，因地制宜制定聚落发展规划，以期为黑龙江省对主体功能定位以及当前新型城镇化和农村发展道路探索提供借鉴价值。

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Du Guoming, Liu Yan, Luo Qiyun. Analysis of distribution characteristics of rural settlements in Heilongjiang Province[J]. Journal of Northeast Agricultural University, 2015, 46(3): 95-102. (in Chinese with English abstract)

Analysis of distribution characteristics of rural settlements in Heilongji⁃

ang Province/

DU Guoming1, 2, LIU Yan1, LUO Qiyun1(1. School of Resources and Environmental Science, Northeast Agricultural University, Harbin 150030, China; 2. Towns and Villages Development Research Center in Heilongjiang, Harbin 150030, China)

Abstract:Analysis of rural settlement distribution is the objective basis to promote the construction of new regional urbanization, urban and rural development, optimization village system. This study was based on the second land use survey data of typical counties in 2010. The integrated use of GIS, landscape indices and spatial analysis methods, from space, shape, size distribution reveals the distribution of rural settlements in Heilongjiang Province. Analysis showed that the multi factor comprehensive affected by topography, traffic conditions, Heilongjiang from northwest to southeast, high latitude to low latitude regions present rural settlement density increased and reduced scale trend. Due to differences in leading industries, socio-economic development model, the northern forest typical county, settlement patches showed random distribution pattern of low density. Agricultural areas belonging to continuous distribution of multi core high density. In the forest (animal husbandry, mining) complex regions existence of local settlement patched in hot high density distribution, and changed in the amplitude of the largest patch scale.

Key words:rural settlement; distribution characteristics; Heilongjiang Province

作者简介：杜国明（1978-），男，副教授，博士，研究方向为土地资源优化配置。E-mail:nmgdgm@126.com

基金项目：黑龙江省普通高等学校青年学术骨干支持计划项目（1252G012）；国家自然科学基金项目（71341049）

收稿日期：2014-11-15

文章编号：1005-9369（2015）03-0095-08

文献标志码：A

中图分类号：F127.4