基于GIS的河南美丽乡村试点空间分布特征及影响因素研究

2020-08-04唐洁芳李帅刁云翔

江苏农业科学 2020年11期

唐洁芳李帅刁云翔

摘要：通过奥维互动地图地理信息系统及ArcGIS 10.5软件，采用核密度估计、最邻近距离及地理集中指数等方法，对河南省858个美麗乡村试点的空间分布类型、格局、均衡度以及影响因素进行探析。研究结果表明，试点整体呈集聚型分布，并出现了一片、一带、两点的核密度分布特征。其中以漯河市、许昌市为核心形成中心片区;鹤壁市、新乡市、焦作市，形成西北带;商丘市、南阳2地区分别形成次密集中心。空间分布受行政区划、城市化程度、传统文化以及地理要素等因素影响，造成试点呈现出密集、疏散、真空并立的局面。在下一步设置试点的过程中，应将城镇化率、县域面积、村镇数量、乡村人口等要素作为参考依据。

关键词：河南省;美丽乡村;空间分布;影响因素;GIS技术

中图分类号： TU982.29 文献标志码： A 文章编号：1002-1302（2020）11-0001-07

收稿日期：2020-02-19

基金项目：河南省科学技术攻关项目（编号：112102110027）。

作者简介：唐洁芳（1979—），女，河南开封人，博士，讲师，研究方向为风景园林规划与设计。E-mail：56730174@qq.com。

通信作者：苏金乐，教授，博士生导师，研究方向为风景园林规划与设计，园林植物教学与研究。E-mail：1144708115@qq.com。《农业部办公厅关于开展“美丽乡村”创建活动的意见》[1]指出：“美丽乡村”创建活动的重要意义在于全面推进全体农村地区的生态、经济以及建设水平。合理、均衡地设置美丽乡村试点的分布，是实现以点带面的全面覆盖作用的重要条件。

截至2017年年底，河南省省域内共有行政村46 198个，乡村人口5 409万[2]，占河南省总人口的4984%，比全国乡村人口比例41.48%[3]高出8.4百分点，河南省农业人口占全国总农业人口的938%，表明河南省是农业大省，美丽乡村建设具有重要的示范意义[4]。

2013年国家正式启动“美丽乡村”创建活动。河南省在2013年年底进行了美丽乡村建设试点的立项，将70个县（区）作为建设试点，并计划至2020年建成省级美丽宜居村庄 1 000 处。2014—2017年，是河南美丽乡村建设的重点时期，4年中共设立788处（2014年为178处、2015年为150处、2016年为139处、2017年为321处）乡村为美丽乡村建设试点。

关于河南省美丽乡村的研究始于2013年，2015年是拐点，2016年美丽乡村建设经过3年的建设初显成效，其研究也随之进入快速发展时期。研究内容主要集中于建设模式、发展路径、评价指标3种类型，3类研究同时又多以个案为切入点聚焦于乡村景观规划、乡村旅游、乡村生态等方面[5-8]。纵观整体分布，研究仍以个案为主。以省域或地区范围为切入点进行宏观研究的屈指可数，目前，谢文全等利用Voronoi图变异系数法、标准差椭圆等方法对河南省境内美丽乡村的空间分布进行研究[9]。此外，以美丽乡村为视角，张笃川以河南境内的乡村聚落为对象[10]、刘玉凤以林州南部乡镇聚落为对象[11]，分别提出优化策略。王艳想等对河南境内的传统村落空间分布特征和影响因素进行了探究[12]。以上相关研究为河南美丽乡村的宏观探索提供了研究基础和背景。

1 材料与方法

1.1 研究区概况

河南省地处华北平原，介于110°21′～116°39′E、31°23′～36°22′N之间，总面积16.7万km2。气候以暖温带气候为主，南部兼具亚热带气候特征。大别山、桐柏山、伏牛山、太行山沿省界南、西、北3侧环形分布，整体地势西高东低。省域内平原（包括盆地）、山地、丘陵等地形分别占55.7%、26.6%、17.7%。全省最高海拔为2 413.8 m，最低海拔仅23.2 m。境内主干河流有1 500多条，其中493条流域面积达到100 km2以上。

至2019年5月，河南省下辖17个省辖市，1个省直管市，21个县级市，83个县，53个市辖区，1 791个乡镇，660个街道办事处。全省总人口10 906万人，人口密度575人/km2，城镇化率达51.71%。

1.2 数据来源与研究方法

1.2.1 数据来源以河南省财政厅2013—2017年公示的858处美丽乡村建设试点为研究对象;河南省域、市域、县域、镇域行政区划界限，以及省域内海拔高程、地表水流分布等信息均来自于国家地球系统科学数据共享服务平台;美丽乡村村落经纬度坐标来自于奥维互动地图地理信息系统;河南省市、县级行政区划信息来自于河南省人民政府网，行政村落数量及乡村人口等相关信息分别来自于《2018中国统计年鉴》和《2018河南统计年鉴》。基于以上信息，利用ArcGIS 10.5软件对信息进行矢量化处理，建立河南省美丽乡村建设试点空间分布图。

1.2.2 研究方法

1.2.2.1 核密度估计核密度估计法（kernel density estimation）是一种非参数检验方法，用以估计未知的密度函数，可以通过点密度的空间变化来获知其分布特征[13]。核密度估计计算公式如下：

式中：f（x）是核密度估计在点x处的值，n为样本数，h为带宽，x-Xi为估计点x到样本点Xi处的距离。

1.2.2.2 最邻近距离最邻近距离法使用最为邻近点的分布模式体现点状物体的空间分布特征[14]，是其相互邻近程度的地理指标。最邻近距离计算公式如下：

式中：n为选取样本点的数量，s为样本所在区域面积，r是实际测量各点的平均最邻近距离，r1是理论最邻近距离。最邻近点R的数值越小表示分布越密集，数值越大表示分布越分散。当R<1时，点呈集聚分布，R=1时，点呈随机分布，R>1时，点呈离散分布。

1.2.2.3 地理集中指数地理集中指数用以表述空间分布的集中程度，其计算公式如下：

式中：X是第i个区域内样本点数，T是所有区域内总样本点数，地理集中指数G介于0～100之间，数值越大样本越集中，数值越小样本越分散。

2 美丽乡村空间分布特征

2.1 整体分布特征

对河南省美丽乡村试点以市域为单位进行统计，结合市域面积、乡村人口、村镇数量等影响因子，可得出不同地区试点的整体分布状况（表1）。首先，以地区占有试点数量排序可知，南阳市、商丘市、周口市、信阳市等地试点数量较多，明显高于各市平均值（47.7），南阳市试点数高于平均值的2倍以上。而济源市、濮阳市、鹤壁市等地试点数量较少，尤其是济源试点数量仅为平均值的1/8。从地区试点密度排序可知，漯河市、鹤壁市、许昌市、焦作市等地区密度较高，其中漯河地区试点密度几乎是平均值的3倍，而信阳市、济源市等地区密度相对较低，尤其是信阳市、南阳市、驻马店市、洛阳市等地区，试点密度均在40以下，与其总试点数量排名差距较大。从乡村人口人均试点数量排名可知，鹤壁市、三门峡市、漯河市等地区人均数量远远高于平均值，鹤壁市的情况尤其突出;安阳市、周口市等地密度较低，但低密度地区整体差距不明显，分布较均匀。从村均试点数量排名可知，鹤壁市、许昌市、漯河市等地区村均试点数量明显高于平均值，安阳市、濮阳市等地区数量较低。

综合以上分布可以得知，各地区的试点总量排名与试点密度、人均试点数量、村均试点数量排名差距较大。如试点总量排名前5的南阳市、商丘市、周口市、信阳市、驻马店市等地，其他3类密度排名多落后于平均值，其中周口地区尤其突出。而后三者排名在一定程度上体现出一致性：其中鹤壁市、漯河市、许昌市3地区，3类排名均较高，周口市、安阳市等地区整体试点数量排名较低。

2.2 空间密度分析

纵观2013—2017年美丽乡村试点核密度分布，可知河南境内形成了一片、一带、两点的整体密度分布特征。首先，以漯河市、许昌市为核心，东至开封西南、西至平顶山东北、南至驻马店北，形成中心片区。其中尤其是漯河东南部地区，核密度范围介于0.014 555 125～0.016 374 515之间，达到全省最高值。另外，北起鹤壁、向西南经新乡、至焦作，形成核密度较高的西北带。其中鹤壁、焦作2地核密度最高值均达到0.012 735 734～0.014 555 125。由于鹤壁市域面积小，高核区域占比大，因此成为河南省北部的高核中心地区。此外，河南东部的商丘地区，核密度最高值达到0.012 735 734～0.014 555 125;河南西南部的南阳地区核密度最高值达到0.010 916 344～0.012 735 734。2地形成了省域内2个次级中心。

与之相反，在周口市、信阳市、洛阳市、驻马店市、三门峡市、安阳市等地区，绝大部分区域核密度值介于0～0.005 458 172之间。以上地区具有市域面积广阔的特点，除了安阳市以外的5个市市域面积都超过了10 000 km2。与之相类似的还有南阳地区，南阳地区虽然是省西南部的核密度次级中心，但是其市域面积达到26 600 km2，其中绝大部分地区核密度值低于0.005 458 172，因此，南阳地区整体仍属于低核密度区。同时，三门峡南、洛阳南、南阳北3地区域接连成片，形成相对真空地带，其中大部分区域核密度低于0.003 638 781。郑州市域东北部分也形成明显的真空地带。

此外，濮阳市、郑州市2地区，以及新乡大部分地區属于中核密度区域，最高核密度值达到 0.007 277 562～0.009 096 953，在省域平均值上下浮动。

2.3 空间集聚度分析

利用AacGIS 10.5的Average Nearest Neighbor工具，通过公式（2）、公式（3）计算，可得河南省美丽乡村试点实际最邻近距离为7 211.382 1 m，理论最邻近距离为9 134.422 6 m，最临近点指数R=0.789 5。R<1，因此试点呈集聚型分布。图2为平均最临近分析报表。从图2可以看出，试点集聚型分布特征显著。

2.4 空间均衡度分析

由地理集中指数公式（4）可知，美丽乡村试点总数T=858，河南省市级行政区划总数n=18，假设

美丽乡村试点在所有市级行政区平均分布，则市均占有量约为47.67个，此时可得理想地理集中指数G=23.570 226。而根据试点实际分布量得出的地理集中指数G=25.510 368 5，稍高于平均值。因此可知，各地区的地理集中程度较低，区域分布较为均衡。若将河南18地（市）归为豫东（商丘市、周口市、开封市）、豫西（三门峡市、洛阳市）、豫南（南阳市、驻马店市、信阳市）、豫北（新乡市、濮阳市、鹤壁市、安阳市、焦作市、济源市）、豫中（郑州市、许昌市、漯河市、平顶山市）五大片区。统计表明，美丽乡村试点在大部分片区的分布相对较为均衡，如豫东、豫南、豫北、豫中4片区，分别占比为20.86%、25.41%、20.40%、22.14%，而豫西仅为11.19%。

3 影响因素分析

3.1 行政区划数量

统计显示，河南省美丽乡村试点主要分布于县级行政区范围，因此市辖县的数量与市域范围内美丽乡村试点的数量呈现出明显的正相关关系（表2）。

河南省所属的18个地级市下辖83个县和21个县级市，由于地级市的历史沿革存在较大差异，因此，其下辖县级行政区的数量也各有不同。如南阳地区有2 000多年的建城史，自战国时期就设南阳郡，元代之后改南阳郡为南阳府，民国时期，南阳成立行政区。1949年建国之初，南阳下辖市、县有13个之多。此后70年间，所辖县区虽有增删，但基本仍保持原规模。与之相类似的还有商丘市、洛阳市、开封市等地区。而另有部分地级市建市较晚，辖区有限。如济源市原为济源县，建国以来在不同时期分别归新乡市、焦作市所辖，直至1997年，才升为省辖市，但其所辖范围基本保持原济源县规模。由于行政区划的原因，每个地区的美丽乡村数量产生明显的差距。

3.2 城市化程度

城市化是“社会由以农业为主的传统乡村型社会向以工业和服务业等非农产业为主的现代城市型社会逐渐转变的历史过程。”城市化程度是一个地区经济活动的重要特征之一，通常表现为城市人口占总人口的比例。分析结果河南省各个地区美丽乡村试点数量与其城镇化率呈现出负相关的增长关系（表2）。

至2018年年底，河南省城镇化率为51.71%，其所辖18个地区城镇化程度较为均衡，基本在 40%～60%之间浮动。但局部地区也呈现出较大的差异，其中省会郑州市表现得最为显著。郑州市的城镇化率高达72.2%，高出省平均值20百分点，比城镇化率最低的周口地区（41.2%）高出31百分点。受主城区高度城市化影响，郑州市范围内出现较大面积的真空区域（图3、图4），美丽乡村试点数量和密度明显下降。与之类似，由于特殊的历史沿革，导致济源市的城镇化率高居全省第2，达到611%，其试点数量和密度也受到很大程度的影响。

3.3 传统文化留存状况

2014年2月，原农业部发布了中国美丽乡村“十大创建模式”[15]，其中“文化传承型”是较为典型的模式之一，指具有特殊人文景观，包括古村落、古建筑、古民居以及传统文化的地区，其特点是乡村文化资源丰富，具有优秀民俗文化以及非物质文化，文化展示和传承的潜力大，即历史人文等内源动力对村落发展的影响超过了工业化、信息流和物质流等外源动力[16]。在河南美丽乡村试点申报的过程中，文化传承被列为申报条件之一，《河南省2014年美丽乡村建设试点项目申报指南》指出：“特色村应具有较为典型的特点，如：自然风景、田园风貌、特色产业或传统文化及古建筑等方面的条件较好。”同时，《河南省财政奖补美丽乡村建设试点项目实地考察意见表》中，将“项目地自然风景、文化民俗等旅游资源特色明显，具备发展潜力”，作为专家考察的重要指标。

由上可见，“传统文化及古建筑”、古村落、古民居，以及民俗文化是河南美丽乡村试点申报的重要指标。而以上要素包含于“传统村落”的定义内。由美丽乡村试点（图1）和河南传统村落（在国家住房和城乡建设部、文化部、文物局和财政部联合评审认定的4 153个全国传统村落中，有124个河南省传统村落）的核密度分布（图5）对比可见，二者体现出高度一致性。由于特定的历史、文化、地理、经济等因素，致使河南传统村落在豫中以平顶山为中心形成集聚区，同时在豫西北从三门峡市至安阳市形成聚集带。从分布特征可以清晰地辨别河南地域文化的脉络和发展轨迹。中原文化按照地域空间分野可划分为河洛文化、天中文化、河内文化、黄淮文化和楚文化等5个子文化地区[17]，这与美丽乡村试点分布体现出相同的特征，反映出后者的设立在很大程度上受到传统文化留存状况的影响。

3.4 地理要素分布特征

河南地势西高东低，中东部为黄淮海冲积平原，西南方有南阳盆地，北、西、南三面有太行、伏牛、桐柏、大别4座主要山脉沿省界呈半环状围合。位于豫西的洛阳南部、南阳北部、以及三门峡大部分地区属于深山区（图6）。以三门峡为例，市域面积为10 496 km2，其中山地占比达54.8%，丘陵占36%，平原仅占9.2%。陕西华山山脉向东延伸进入三门峡灵宝境内，形成小秦岭主脉，东西长达 40 km 以上，其山势险峻，海拔高度多在2 000 m以上，其中老鸦岔海拔达到2 413.8 m，形成了河南境内的最高峰。深山区内，可耕种土地比例低，居住环境的適宜度较差，因此，村落分布稀疏。洛阳市、南阳市域内情况与之类似。因此在以上所述地区，以及南阳的东南和西南2侧出现了较大比例的核密度真空区。再如位于河南中东部的开封、商丘、濮阳等地在历史上属于黄泛区，自然村落分布相对稀疏。因此在开封、商丘以北至濮阳以南的中间过渡地带，试点分布也随之形成低核区。

4 结论与讨论

对河南境内的858处美丽乡村试点分布特征进行研究发现，试点整体属于凝聚性分布，在空间上形成一片、一带、两点的分布特征。其中以漯河市、许昌市为核心，东至开封西南、西至平顶山东北、南至驻马店北，形成中心片区，漯河东南部地区密度达到全省最高值。鹤壁市、新乡市、焦作市，形成核密度较高的西北带。商丘地区、南阳地区分别形成省域东、西2侧的次密集中心。受到城市化和地理要素分布的影响，在省会郑州市、豫西的三门峡市、南阳市、洛阳市等地形成了较为明显的真空区域。

结果显示，试点在设置的过程中主要受到行政区划数量、城市化程度、传统文化留存状况、地理要素分布特征等因素影响。其中市、县行政区数量对试点分布的均衡性影响较为明显。由于行政区巨大的面积悬殊，造成核密度形成密集、疏散、真空并立的局面。如果将独特的地理、经济、人口等因素纳入评价体系，发现“县域狭小”“地广村稀”“高城镇化率”等因素对试点分布的全面性和合理性产生较大影响，因此在下一步设置试点的过程中，应将城镇化率、县域面积、村镇数量、乡村人口等要素作为参考依据。

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