基于GIS的黄山市传统村落空间分布及影响因素研究

刘磊 徐志强 姚林

摘要 基于ArcGIS空间分析和数理模型方法，定量揭示了黄山市271个传统村落的空间分布情况及影响因素，以期为村落的活态保护与有效利用提供参考。结果表明：1）传统村落的空间分布类型为“整体集聚、局部离散”，其中离散型村落主要分布于市域中部的徽州区、黄山区和西部的祁门县;2）空间分布结构的均衡程度较低，边缘化特征显著;3）空间分布的密度呈“一主+两次+多节点”的簇团状格局，密度高值区发生在歙县中东部地区，次核心区集中于歙县西北部及黟县盆地一带;4）黄山市传统村落的空间分布特征与历史文化、社会经济发展和自然环境等影响要素具有高度耦合关系，分别表现为传承性、逆向性和地带性分异规律。

关 键 词 传统村落;空间分布;影响因素;GIS;黄山市

中图分类号 K925.4     文献标志码 A

Abstract This paper quantitatively reveals the spatial distribution and influencing factors of traditional villages in Huangshan City based on ArcGIS spatial analysis and mathematical model. The purpose of the study is to provide a scientific reference for the overall development and live heritage of traditional villages. Studies show that： 1） The spatial distribution types of traditional villages are clustered as a whole， but they are dispersed in parts， among which discrete villages are mainly distributed in Huizhou District， Huangshan District and Qimen County in the west; 2） The spatial distribution structure is less balanced and exhibits obvious marginal characteristics; 3） In addition， from the density distribution pattern of traditional villages， its overall structure presents a cluster-like distribution pattern of core area， two sub-core areas and multiple nodes， and the high-density area occurs in the central and eastern parts of Shexian County. The secondary core areas are concentrated in the northern part of Shexian County and the Yixian Basin; 4） The spatial distribution of traditional villages in Huangshan City is highly coupled with history and culture， socio-economic development and natural environment，which are characterized by Inheritance， reverse and zonality distribution.

Key words traditional village; spatial distribution; influencing factor; ArcGIS; Huangshan City

0 引言

傳统村落由“古村落”一词更迭而来，是指起源较早，兼具物质和非物质双重文化形态，传统资源相对丰富，具有一定的历史、文化、科学、艺术、社会和经济价值，并予以保护、赓续至今的村落[1]。而今，在快速城镇化和乡村旅游热潮下，传统村落一方面因面临现代文明的过度透支而逐渐走向“空心化”、“老龄化”的湮没之路;另一方面，无差别的样版式、规模化旅游开发忽视了长期处于自组织发展模式下村落生长—拓展—延续所遵循的基本规律与范式，因对其风貌、肌理、文脉和人居环境格局特色提取与定位偏差，最终陷入了“千村一面”的同质化困境[2]。

20世纪80年代以来，国内传统村落研究开始散见于建筑、规划、地理及旅游等相关学科领域，其理论根基多源于科尔、白吕纳等早期国外学者进行的乡村聚落地理学研究[3-6]。既有成果主要围绕传统村落保护与更新的方法及制度体系架构[7-8]、文化和聚落景观的内涵认知及价值识别[9-10]、旅游资源利用与可持续发展路径辨析[11-12]、村落结构形态及演化机制[13]等层面展开。随着2012年国家四部委联合开展的中国传统村落评选与资助工作帷幕的拉开，村落选址与布局成为三大基本参评指标之一[14]，在此背景下传统村落空间分布研究成为热点方向并取得了积极进展，核心内容包括：1）从区域差异性视角出发，剖析传统村落的空间分异格局及成因，如佟玉权等[15]研究提出交通区位和自然环境是影响全国传统村落呈现地域组团分布的主要原因，唐璟瑶[16]补充论证了人口和经济要素与全国村落分异格局不具显著相关性;2）通过解构分布特征与影响因素的耦合关系，追溯村落的生成与演化机理，如龚胜生[17]集成了“历史时间断面+历史文献分析+空间分析”方法对研究区四类传统村落在不同时间节点上的分布特征进行了解析，认为区域开发进程是影响山西省传统村落生成的主要原因，卢松等[18]突出强调了徽州地区传统村落在时空尺度上的聚散特征与时代背景的关联，宋以后政治、经济南迁是催生该区域村落密集分布的重要根源;3）透过传统村落“点”状分布现象，挖掘深层次的空间信息及溢出效应，如马勇等[19]在分析村落空间格局的基础上，采用GWR模型对长江中游地区传统村落的可达性进行了量化研究，对于实现整体保护和指导旅游资源利用具有现实意义。综合来看，多数学者从全国[15-16，20]、省域[21-23]、经济区[24]和文化区[18，25]等宏观单元出发，具有整体性、系统性、全局性保护的前瞻意义，但仍局限于大尺度、跨政区的空间构想层面，难以与地方规划保护细则有效融合;方法上开始尝试纳入GIS、SD模型、计量地理学等新技术手段。

目前针对徽文化区的研究略显单薄且尚存不足之处：在研究内容上，已有成果多侧重于村落形态演化、民居建筑、布局肌理等微观层面[18，26]，对于区域层面总体分布的共性特征及其成因考虑有所欠缺;在研究对象上，随着第五批国家级传统村落名录的公示，徽州地区古村落样本得到极大程度的丰富，地理空间分布信息数据库亟待更新;在研究尺度上，多数研究立足的古徽州整体区划由于行政建制的调整，现已被分割成两省三市，管辖主体的跨区差异成为建立完善协调保护与发展机制难以逾越的鸿沟，而建制完整的市县层面却鲜有涉及。同时，考虑到黄山市传统村落所具备的代表性特征：一是该区域建制悠久、地缘政治稳定，沿袭了古徽州区划约70%的国土面积，同时西递、宏村被列入世界级文化遗产，其传统村落更是徽文化精神与物质遗存的典型表征;二是黄山市传统村落规模宏大、特色鲜明、保存完整，数量结构占比达古徽州地区的83.64%，是文化部确立的“徽州文化生态保护实验区”的重点保护对象与核心范畴，可以较为客观的概括徽文化区传统村落空间布局及其成因的普适规律。鉴于此，采用GIS技术对黄山市五批传统村落进行了空间分析，旨在补充、完善和丰富徽文化区传统村落保护与利用的实证研究。

1 研究区域概况

黄山市（117°02′E—118°55′E，29°24′N—30°24′N），古称歙州，地处谷岭交错的皖南山区，素有皖、浙、赣“三省通衢”之称。其文明之源可追溯至距今5 000多年前的旧石器时代，秦代成为首设郡县行政单元之一，宋以后逐渐形成了古徽州“一府六邑”的建制格局，市内现辖黄山、徽州、屯溪三区和歙、黟、休宁、祁门四县，是徽文化的主要发祥地和延展空间。黄山市以其“八山一水一分田”的独特地理景观格局、以聚族而居为特征的宗族血缘关系型社会结构和以深邃的人居环境布局思想等自然与人文根基，塑造和孕育了地域特色鲜明的新安文化、徽商文化、徽派建筑文化、饮食文化等区域文化体系，是皖赣徽文化核心区的文脉所在。作为见证和记载徽文化兴衰起落的“活化石”与“代言人”，黄山市传统村落拥有绝对的数量、完整度以及文化多样性优势，截至2018年第五批国家级传统村落名录公示，该区以271个村落总量位居安徽省首位、全国地级市排行第二位，具有较高的保护和科研价值。

2 数据来源与研究方法

2.1 数据来源

本文数据来源分为4部分：1）传统村落样本来源于住建部网站公布的5批国家传统村落名录，利用Google Earth并以百度地图API坐标拾取系统为辅助进行标注，在ArcGIS中转为点要素，得到黄山市传统村落的空间分布图（图1）;2）GDEMDEM 30M数据和Landsat遥感影像来自于地理空间数据云平台，坡度、高程等要素在ArcGIS中通过表面提取分析工具对DEM数据进行提取得到，水体通过ENVI对遥感影像进行波段运算即可提取出归一化水体指数，并以国家基础地理信息中的水系矢量数据进行修正;3）政区图、河流等矢量数据来源于国家基础地理信息系统数据库（2017，1∶25万）;4）社会经济数据来源于《黄山市统计年鉴（2017）》、黄山市各县区地方志等。上述数据需在ArcGIS中进行地理配准、投影、裁剪和统一坐标投影等预处理操作，转换为矢量或栅格数据格式，建立黄山市传统村落地理空间信息数据库。

2.2 研究方法

2.2.1 空间分布类型的识别方法：最邻近距离法（NNI）

传统村落离散点在空间中呈现出聚集、随机、离散3种分布类型，可通过“最邻近指数（R）”来识别。其基本原理是测定某个聚落点与周边相邻聚落点的距离并取均值，称该值为“平均观测距离”，用以衡量不同聚落点在地理空间中的相互邻近程度。若村落点未表现出一定的规律（即呈现Poisson分布）时，一般可表示为[15]

式中：[E（dm）]为预期平均距离;A为研究區国土面积;n为村落数量;D为聚落点密度。

式中：[dm]为平均观测距离;R为最邻近指数。当R > 1时，即平均观测距离大于预期观测距离，表明村落在空间上处于竞争或离散模式;当R = 1时，表明村落呈完全随机分布;当R<1时，表明村落呈聚类分布。

2.2.2 空间分布结构的判定方法：不平衡指数法

不平衡指数法用以衡量村落在不同政区层级或地理分区中的空间分布差异情况，本文选取洛伦兹曲线的集中指数模型解析村落分布的均衡程度[23]：

式中：S为不平衡指数;n为研究区个数，[Yi]为研究区域内传统村落数量占全市村落总数比重按从大到小排序后的第i位累积百分比。若0 < S < 1则表示村落在研究区分布不均衡，若S = 0则表示为均衡分布;若S = 1，表示村落集中于某一个研究区内。

2.2.3 空间分布密度格局的判定方法：核密度估计法（KDE）

核密度估计模型能够进一步解释传统村落空间集聚的整体差异，算法原理即通过采集村落的离散点进行插值，设置适当的搜索半径，根据距离远近对目标村落点带宽内的相邻聚落点赋予权重，以此计算村落点在周围邻域中的密度，模型表示为

式中：[fh（x）]为核密度估计值，[kx-xih]为核函数，h为带宽（即搜索半径，h > 0），n为村落数量，[（x-xi）]为样本点x到事件点xi的距离。

3 传统村落空间分布格局分析

3.1 空间分布类型——“整体集聚+局部离散”

利用ArcGIS10.2空间统计模块中的最近邻分析可计算出市域和县域两个层面的相关指标数值（表1）。从市域层面来看，黄山市271个传统村落的平均观测距离[dm]= 2.47 km，预期平均距离[E（dm）]= 3.60 km，最邻近指数R = 0.69 < 1，P值为0，通过显著性水平检验，表明黄山市传统村落的整体分布为集聚型;从县域层面来看，歙县、黟县、休宁县的平均观测距离小于预期平均距离值，邻近指数R < 1，表明市域东部和南部区域内传统村落为集聚型分布;黄山区、徽州区、祁门县的平均观测距离均超过预期平均距离值，即邻近指数R > 1，说明市域中部和西部地区传统村落趋于离散型分布。综上，黄山市传统村落的空间分布类型表现为“整体集聚，局部离散”。

3.2 空间分布结构——“非均衡+边缘化”

参考式（3）并结合表2，计算出不平衡指数S = 0.66，结果表明传统村落在全市分布均衡性较差，仅歙县和黟县的村落数量即超过市域总数的70%。由图2的洛伦兹曲线可知，全市约92%的传统村落分布于东部、南部和西部四县，集聚区多处于市县政区的边缘，而市域北部和中北部的黄山、徽州二区的村落数量仅占总数的8%左右，作为市府驻地和几何中心的屯溪区则无传统村落分布。

3.3 空间分布密度——“一主+两次+多节点”

通过估算样本在研究区内核密度值的大小能够直观地反映其在地理空间中的集聚程度，并检测事件在地理区域中的发生概率。根据式（4）的原理，采用ArcGIS10.2中空间分析模块的核密度计算功能，研究设计带宽值为5 km，像元值设为10 m，采取自然间断点法将核密度值重分为9类，得到黄山市传统村落核密度分布图（图3）。

经测算，黄山市平均每百平方公里拥有国家级传统村落2.8个，其中密度最高的县级政区为歙县，达 7个/100 km2，密度最高的乡镇为歙县的昌溪乡，平均每10 km2就有2个村落分布。从图3的核密度分布情况来看，总体呈现出“一主+两次+多节点”的簇团状空间分布格局，主核心区范围包括歙县的杞梓里镇、霞坑镇、深渡镇、昌溪乡和武阳乡，平均核密度值为0.21。次核心区分别为歙县西北部的许村镇、上丰乡以及黟县盆地的碧阳镇、西递镇、宏村镇，平均核密度值分别为0.19和0.20。此外，休宁县西南部的板桥乡—汪村镇、祁门县西部的箬坑乡—历阳镇—古溪乡、歙县西北部溪头镇以及东北侧的三阳镇等多个节点的密度值也相对较高。歙县盆地和黟县盆地为传统村落密集区的原因之一是由于其相对便利的交通条件、宜居适产的自然环境和物产丰饶的资源优势;二是境内的黄山、天目山、白际山等众多山脉屏障的阻隔形成了相对闭塞、独立的人居环境，内外部联系作用弱，外界对传统村落的干扰小，村落更易保存。

4 黄山市传统村落空间分布特征及其影响因素分析

4.1 传承性特征——历史文化影响因素

黄山市传统村落的空间分布具有鲜明的地域性特征与历史文化渊源，村落的衍生是文化传承的重要见证。由图4可知，歙县传统村落数量占比达54.6%，黟县次之，占比16.24%，其余五个县区村落总和不足30%。历史上，歙、黟二县为秦代首设县，是黄山市最早的建制行政区域，其中歙县更为古徽州府千年治所，此为传统村落的形成与发展奠定了深厚的物质文化基础。乡镇层面上，传统村落数量达10个以上的乡镇包括杞梓里、深渡、碧阳、宏村、北岸、霞坑、岔口、三阳等数十个乡镇，多沿新安江干支流两岸分布，是新安文化的重要组成部分。同时，上述区域因其相对闭塞的地理环境和秀美的自然风光，唐宋以来即为躲避战乱而南迁并在此聚族而居的中原氏族的目标地之一[26]，形成了數量庞大的移民型古村落。明末清初，高度繁荣的徽商文化进一步刺激了像定潭村这一类处于水陆通商渠道上古村落的发展，传统徽州地区的通商古道沿线亦是村落集中布局的重要区域。清中叶以后，随着徽商的逐渐没落，不少古村落因此走向凋零。

在迁村并点、现代文化冲击、城镇化发展等复杂环境背景下，乡村的遗失不可避免。文化是徽州地区传统村落传承的精气神，也是黄山乃至皖南地区古村落密布的重要原因之一。究其根本，黄山地区传统村落中蕴含的地缘关系、宗族血缘关系、乡贤文化和高度的文化认同感等内部要素是村落迸发活力的源泉。具体来看，一是宗族血缘关系形成的凝聚力，皖南传统村落的典型社会结构特征是以宗族血缘关系为纽带达到对族人和村落的管控，演化为物质形态则表现为聚族而居和以宗族祠堂为中心的村落空间布局结构，这种社会形态架构出一套完整的村落管理制度体系，严谨的宗族血缘体系强化了村庄的向心力和凝聚力，这类结构关系在歙县和黟县地区尤为显著。这种上下齐心的凝聚力释放出传统村落独有的文化气息，并可转化为村庄遗产保护和发展的推动力。二是乡贤回归形成的驱动力，沿袭百年、经久不衰的乡贤文化至今仍具活力，农业文明时期局限于“无田可业”的生产空间现状，从村落走出去的徽商巨贾、官员显贵、学者文人和能人志士富有浓烈的家国情怀，成为村落建设的主力军和精神领袖。新乡贤的回归不仅为村庄发展带来了资金、管理经验和智力支持，还通过发达的社会网络关系和领域的影响力吸引更多外界的关注，开辟了新的发展道路。此外，新乡贤的作用还体现在对村落生产、生活、生态功能的更新、传统文化的宣扬和村庄治理体系的创新等诸多层面，推动了传统村落的传承与发展。

4.2 地带性特征——自然环境影响因素

徽文化区传统村落的选址、布局和营建的各个工程环节处处遵循着风水和堪舆学说强调的“藏风聚气、依山傍水、自成其理”的基本原则，“以山为骨、以水为源”的营造思想彰显了自然环境对古村落衍生与分布的重要性。研究基于30 m分辨率的Dem数据，利用ArcGIS10.2中的空间分析模块的表面分析方法提取出研究区的高程、坡度信息，依据地貌特征将高程数据重新分为谷地、低丘、高丘、低山、中山5类（图5a））[27]，将坡度信息重新分为平地、平坡地、缓坡地、中坡地和陡坡地5类（图5b））[28]。此外，地形起伏度指数能够反映目标区域的海拔、坡度、地表切割程度等综合地理信息，是村落选址布局的重要地理依据，该指数提取的基本原理参考封志明等人的研究成果[29]，以窗口分析法为基础，结合FOCAL函数和地图代数运算得到地形起伏度结果，并以周成虎等[30]研究成果与本文实际相结合将地貌形态按起伏度大小划分为4类：丘陵平原区（<200 m）、小起伏山区（200～500 m）、中起伏山区（500～1 000 m）和大起伏山区（>1 000 m），分类结果见图5c）。

同时，河流作为人类文明的发源地，不仅为人类提供淡水、食物等必要的生活物质资源，自古以来为水运交通提供天然条件，是徽州古村落选址布局的重要因素之一。黄山市境内河流密布（图5d）），结合邻域分析中的多环缓冲区工具建立以300 m、500 m、700 m、1 000 m、1 500 m为缓冲距离的缓冲环。将传统村落离散点叠加到上述底图中，得到不同自然环境条件下的传统村落分布情况，将各类栅格底图转为矢量数据，采用ArcGIS10.2的交集制表功能计算不同自然区域面积及其落在其内的村落数量情况（表3）。

从竖向自然环境要素来看，分布于200 m以下的谷（盆）地区的村落数量有127个，占比达46.86%，密度为5.2个/100 km2，主要分布于休歙盆地东侧、黟县盆地等低海拔地区;海拔高度在200～550 m的低丘陵地貌面积最为广阔，坐落其间的村落数量也居半数以上，密度为2.6个/100 km2，集中分布在黄山、天目山等主要山脉间的谷地;海拔550 m以上的地形区分布的村落数量仅为7个，占比2.59%，密度不足1个/100 km2。在坡度要素下，2°以下的平缓坡面积最少，密度最高，坡度在5°以下的地形区村落总数超过50%，15°以上地形区的村落总数为38个，占比14.02%，其中25°以上仅有2个村落分布。从地形起伏度分布情况来看，分布于200 m以下的丘陵平原区数量为106个，小起伏山区数量达151个，中起伏山及以上地貌区仅有14个村落分布，考虑到各类型区面积的巨大差异，从密度角度来进行分析即可发现，密度值由起伏度较小区域向高值区递减。由此可见，黄山市传统村落布局选址与周边地形联系紧密，形成了紧凑、密闭的人居环境空间，呈现出自下而上的垂直地带性分布特征。

从水平方向上来看，距离河流300 m以内的村落数量为111个，占比40.96%，密度为8.2个/100 km2，1 000 m以内的村落数量为169个，占比62.37%，密度高值区发生在新安江古航道、富资河、昌源河、漳水河、大洲源等河流沿岸谷地和冲积平原，1 500 m之内的村落总量占比高达71.96%。通过进一步的邻域分析发现，黄山市传统村落一般距河流距离不会超过3 000 m，具有显著的亲水、近河分布特征。

综合上述现状特征，黄山市传统村落在选址布局上受到地形、水文等自然环境要素的作用显著，具体可概括为“沿谷（盆）聚合、泽水而居”的地带性分异规律。

4.3 逆向性特征——社会经济影响因素

区域社会经济发展水平与传统村落空间分布具有显著的相关性[23]。农业文明时期，皖南山区的农耕经济发展受到自然环境的制约，同时受战乱南迁等社会政治因素的影响，为了利用有限的生产空间，村落往往布局于水源相对充沛、地势较低的山间河谷地带，距离平原地区的中心城市较远。通过ArcGIS点距离分析结果（图6）可知，传统村落距离所属县级中心区多在5～25 km的中程、中近程范围内，距离市级中心40 km以上的村落数量占比近40%，黟县的国土面积较小，近程范围内的村落数量相对较多。山区地形环境下，黄山市整体交通通达度不高，通过计算5 km带宽的道路核密度并与传统村落进行叠加发现，图7中，分布于路网密集地区（深色区域）的传统村落不足总量的20%，落后的交通水平進一步降低了传统村落内外联系的便捷度，发展与保护的潜能难以得到充分的挖掘。概之，黄山市传统村落整体布局位置偏远，区位优势并不显著。

此外，从农业生产论向后生产主义时代观的转变反映了当代社会对城乡关系和农村职能的重新审视，城镇化与现代化的迅速发展也使社会经济发展水平与传统村落空间分布的内在机理发生改变，传统村落的空间布局与社会发展方向之间的纽带发生断裂。由表4可知，黄山市传统村落多分布于经济发展水平相对落后的地区，2017年人均GDP达65 000元的徽州区、屯溪区村落总和仅为11个，而祁门县、歙县、黟县和休宁县人均GDP不足35 000元，村落总量占比高达90%以上。户籍城镇化率指标也直观的佐证了传统村落空间分布与其呈反比关系，即城镇化率越高的地区传统村落密度反而越低。可见，黄山市传统村落主要分布于经济发展的末流地区，相对落后的经济发展水平、较低的交通通达度以及低水平的城镇化率等因素极大地限制了村落的开发利用的潜能，村落的原真性得以最大限度的体现，映射了传统村落在空间分布层面上与社会发展所呈现的逆向性特征。

5 结论

研究以黄山市五批国家级传统村落为对象，利用GIS技术方法，量化分析了其分布的类型、结构与密度等空间格局，探讨了不同影响因素作用下黄山市传统村落的空间分布特征，结论如下。

1）基于GIS平台建立的黄山市传统村落空间分布信息数据库可有效包容文化、自然、社会和经济等多元属性，实现在统一坐标系统和操作平台环境中分析各类空间要素对村落分布格局、特征产生的影响，并具备以量化和可视化手段输出重要研究成果的优势。

2）“集聚”与“离散”并存的分布状态是目前黄山市传统村落在不同政区层级上的基本类型格局;不平衡指数客观揭示了传统村落在市域范围内呈现出“偏东北”的边缘化、非均衡的空间结构布局，中北部的市辖区则成为传统村落数量分布结构上的“贫困带”;KDE模型进一步显示了黄山市传统村落形成了以一主（歙县中部）、两次（歙县西北和黟县盆地）和多节点（西部的休宁县和南部的祁门县境内）的密度格局，“簇团状”形态特征显著。

3）稳定宗族血缘关系下的社会结构、高度的地域文化认同感和浓厚家国情怀的文化积淀是推进黄山市传统村落世代传承的内在动力，历史文化因素始终是影响传统村落生存与发展的精、气、神;垂直方向上的“沿谷聚集”和水平方向上“泽水而居”的空间分布现状，衍射出自然环境要素影响下传统村落选址布局植根于自下而上、由近及远的“地带性”分异规律;而“闭塞”和“偏远”是黄山市传统村落人居环境与空间分布的典型特征，低水平的交通可达性和偏僻的地理区位成为内外交流的主要屏障，在时间的催化作用下逐步演化为与社会、经济和城镇化相悖的逆向发展特性，但也正因如此，在外界因素干扰较少的社会环境中传统村落文化遗产的原真性、在地性和完整性相对更易存留。

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[责任编辑    杨    屹]