三江并流地区聚落生态适应性传递规律研究

石若利，袁晓蝶，张 军

(云南大学 建筑与规划学院，云南 昆明 650500)

0 引 言

聚落指人类聚居地，是民居的单体集合，包含相关的生活设施和机构.20世纪40年代，以科尔等人为代表的西方地理学界开始对农村居住方式进行研究，农村聚落的住宅是当时的研究热点.国内外在研究聚落的过程中发现，聚落在社会和自然的影响下，其本身对于环境的物质交换会发生相应的变化，并表现出不同的特征[1].Dredge D[2]以澳大利亚黄金海岸的游轮码头为例，探究了该聚落中如何重振公众利益.Porta J等[3]基于PBIG算法，讨论了聚落中居民点的划定及分区，并使用Java编程语言实现.Naser S S等[4]对伊朗德黑兰地区进行调查，得出住房满意度排名.Tang G R等[5]对中国农村三种人类和牲畜居住形式之间的差异进行了研究.

国内乡村聚落研究主要集中在乡村聚落区位、规模、类型与分类、体系、空间结构以及空间演变等方面[6].任好[7]对富民红印庄园建筑进行设计实践，从多方面对“一颗印”民居适应性进行研究，总结了经验和不足.沈晖[8]以苏州传统村落发展与保护困境为基础，结合苏州传统村落自身特征和保护的多元需求，提出了适应性保护方法和对策.史靖塬[9]从宏观、中观及微观三个角度研究了聚落中的人居环境规划对生态适应性的影响，表明在经济技术等较为落后的地区，聚落的生态适应性更为脆弱，需要通过对聚落中的人居环境进行合理规划才可以缓和生态矛盾，建设国家总体生态文明.

目前，国内专门针对少数民族社区聚落研究成果还不够多，而且存在理论研究基础薄弱、实证研究不够深入、研究方法缺乏创新等诸多问题.在和谐社区建设中，少数民族社区的村寨文化不仅是社区精神的载体，更在民族社区的经济和发展中扮演着重要角色，对于加强民族社区成员凝聚力、脱贫攻坚、社区持续发展具有重大作用.针对我国少数民族社区文化发展的分析，应该从理论与实践两个层面对文化的建设和创新开展讨论.

在对三江并流区域的生态适应性进行调研时发现，当生态适应性强的地区与生态适应性弱的地区建立联系时，生态适应性会由高处向低处转移，其建立联系后形成的新的整体聚落的生态适应性会逐渐趋于平衡.本文创新性地将热力学第二定律应用于聚落的适应性传递之中，并对其中的规律进行数据拟合，得出了适用于生态适应性的聚落适应性平衡定律.此定律指出，当生态适应性强的地区与生态适应性弱的地区建立联系，生态适应性会由高处向低处转移，其建立联系后形成的新的整体聚落的生态适应性会逐渐趋于平衡.本文基于聚落适应性平衡定律尝试对三江并流地区聚落适应性的调研结果给出一定的解释.

1 研究设计

1.1 研究区域选择

“三江并流”是指位于青藏高原南面和滇西北之间的横断山脉纵谷之中的金沙江、澜沧江和怒江(即“三江”)地区.三江同发源于青藏高原，并肩奔流于云南西北部，在云南境内并流里程共170公里，分布于丽江市、迪庆藏族自治州及怒江傈僳族自治州，香格里拉县、德钦县、维西县、泸水县、福贡县、贡山县、兰坪县和玉龙县等三州八县，整个区域4.1万平方公里，总人口约 80万.“三江并流”区域传统产业发育程度低,粗放型生产方式短期内难以改变[10].香格里拉县、贡山县、德钦县都隶属于三江并流区域，且都是少数民族聚集地区，经济都在高速地发展，这些地方也是国家扶贫的重点区，研究此区域对国家扶贫对策可提供一定的支持.选择这三个在三江并流区域有代表性的县城，基本可以代表三江并流区域的总体情况.

独特的地理位置、气候条件，多元的民族和宗教文化造就了形态类型众多、文化内涵丰富的三江并流区域，反映了不同时期、不同地域、不同类型宗教和族群文化交融演进的历史过程，是探析民族聚落适应性很好的样本.全球一体化背景下少数民族文化在外来文化的冲击下成为弱势文化，城镇化进程中脱离地域文化和资源约束条件的建设模式加剧了生态脆弱地区人居环境的矛盾.

运用参与式农村评估法(PRA法)获取数据，对香格里拉县、贡山县、德钦县实地调研各发放问卷200份，一共600份，回收问卷600份，最终有效问卷580份，有效率达96.67%.通过文献梳理识别影响聚落适应性的普适性因素，结合新型农村社区的特殊性，得出包括精神、物质2项二级指标和13项三级指标，以此为基础构建聚落适应性评价指标体系，其指标权重运用层次分析法确定.

本研究按精神、物质2大类因子13个指标进行问卷调查，将收集的数据组成13×580原始数据矩阵.KMO检验和Bartlett球性检验用于检验相关阵中各变量间的相关性及变量之间是否独立，通常KMO统计量越接近于1，变量间的相关性越强，偏相关性越弱，0.5以下不适合用于分析，Bartlett球性检验若显示Sig.<0.05，说明可以认为各变量相互独立.应用SPSS22.0 软件对原始数据矩阵进行KMO和Bartlett的球形度检验，结果如表1所示，KMO统计量为0.658，Bartlett球性检验显示Sig.=0，相关性强，各变量相互独立，数据模型合理.

表1 三江并流区域聚落适应性原始矩阵KMO检验和Bartlett球性检验Tab.1 KMO test and Bartlett ball test of settlement adaptability in three parallel rivers

1.2 研究方法

由于社区聚落是人类文明生产运作的产物，且社区聚落适应性的演变特征受制于农户居住地的地域性和农户的民族性，是在特定的地理环境和人文背景中，人类活动与自然环境相互作用的综合呈现[11]，因此，聚落的区域适应性是依据农户的价值观而变化的.基于此，本文从物质与精神两个层次选取相应的指标数据，以三江流区域中香格里拉县、贡山县、德钦县为研究对象，运用聚落适应性评价模型分析该区域的聚落地域适应性现状.

2 实证分析

2.1 数据获取与处理

分析数据的来源为三江并流区域的三个聚落，在聚落的居民中进行抽样调查得出问卷，汇总得出分析数据.

2.1.1 建立聚落适应性评估指标体系

聚落适应性复杂且难以测度，不仅受自然环境的影响，亦受周边聚落等客观因素影响.通过文献梳理识别影响聚落适应性的普适性因素，结合新型农村社区的特殊性，得出包括精神和物质2项一级指标和13项二级指标的聚落适应性评价指标体系，如表2所示.

表2 聚落适应性综合评估指标体系图Tab.2 Comprehensive assessment index system of settlement adaptability

2.1.2 确定指标权重

在研究评价、评估或决策问题中，计算合理有效的指标权重是进行评价、评估或决策的关键前提[12].AHP(Analytic Hierarchy Process)法是一种用于决策和规划的多层次权重解析方法，由美国著名运筹学家T.L.Saaty提出.具体过程为首先以建立的评价体系为依据，对评判定量化研究进行标度，然后提交给专家组，判断后填写判断矩阵[13]，随后运用方根法计算单一层次下的元素相对权重，最后进行一致性检验.

2.1.3 建立重要程度标度表

为量化不同要素的重要性，建立重要程度标度表，表征它们的优劣及程度，见表 3.

表3 重要程度表Tab.3 The importance level

两个相邻等级间有一个中间状态，即aij，可取值为2，4，6，8.

2.1.4 判断矩阵一致性检验

构造出判断矩阵后对不同元素重要性进行比较时，由于受外界因素影响，人们的判断标准前后可能出现不一致.为使影响因素的重要性比较逻辑一致，进行一致性检验.

第一步：计算一致性指标CI.

(1)

式中：CI为衡量判断矩阵不一致程度的标准；λmax为矩阵特征根.

第二步：查找相应的平均随机一致性指标RI.

第三步：计算一致性比例CR.

(2)

当CR<0.1时，代表判断矩阵在可接受范围内.

第四步：利用和法计算权重向量.

取判断矩阵A=(aij)n×n的n个行向量归一化后的算术平均值近似作为权向量，即

(3)

2.1.5 确定指标权重

对判断矩阵A-B的重要性进行比较，结果如表4所示.

表4 矩阵A-B的重要性比较及权重Tab.4 Importance comparison and weight of matrix A-B

通过Matlab运算，Wi=[0.5 0.5]T，λmax=2，CI=0，CR=NaN(无穷小)<0.1，通过一致性检验.

2.1.6 判断矩阵B-C的重要性比较

精神层面重要性比较分析，见表 5.

表5 精神层面的重要性比较及权重Tab.5 Importance comparison and weight of spiritual level

通过Matlab运算，Wi=[0.5303 0.052 2

0.2206 0.1503 0.040 6]T，λmax=5.144，CI=0.036 0，CR=0.032 1<0.1，通过一致性检验.

物质层面重要性比较分析，见表 6.

表6 物质层面的重要性比较及权重Tab.6 Importance comparison and weight of material level

通过Matlab运算，Wi=[0.2145 0.026 3

0.4397 0.1337 0.1079 0.0215 0.0244 0.0320]T，λmax=8.908 9，CI=0.129 8，CR=0.088 9<0.1，通过一致性检验.

2.1.7 层次总排序

以层次单排序为基础，确定层次总排序的各权重值，见表 7.

表7 聚落适应性综合评估指标权重表Tab.7 List of weights of comprehensive assessment indexes of settlement adaptability

2.2 实证结果

2.2.1 受教育程度评价标准

受教育程度和工作经验对不同年龄的流动人口劳动生产率的影响存在显著差异[14].通过制定的标准，将受教育程度分为未受过教育、小学毕业、初中毕业、高中毕业、大学及以上学历，见表 8.

表8 三江并流区域受教育程度指标评价标准Tab.8 Evaluation criteria of education level in three parallel rivers area

2.2.2 建筑形式评价标准

建筑形式主要考虑该地区居民所住房屋形式，通过实地调研，将该地建筑形式分为土屋、木结构房屋、砖石结构、楼房、别墅，见表 9.

表9 三江并流区域建筑形式指标评价标准Tab.9 Evaluation standard of building form index in three parallel rivers area

2.2.3 经济发展评价标准

乡村要振兴，摆脱贫困是前提，必须把提高脱贫质量放在首位[15]，通过该地区居民年收入情况来近似判断该县经济发展情况，见表 10.

表10 三江并流区域经济发展指标评价标准Tab.10 Evaluation criteria for regional economic development indicators in three parallel rivers

2.2.4 其余指标的等级评价标准

除上述指标之外，其余指标的评价等级统一设定为很好、好、一般、较低、低，见表 11.

表11 三江并流区域其余指标评价标准Tab.11 Evaluation criteria for other indicators in three parallel rivers area

2.3 三江并流地区聚落适应性综合评估

以各个单项指标评价标准为基础，确定三江并流地区聚落适应性评价标准，标准分为5个等级，即4-5，3-4，2-3，1-2，0-1，并构建三江并流地区聚落适应性综合评估公式

(4)

式中：P为评价总得分；Di为单项指标得分；Mi为单项指标权重.

在本指标体系中，i的取值为0至13的自然数.在评估体系中总分为5分，因此建议总分在3分及以上的聚落的适应性可评为较好.

通过Matlab运算，确定香格里拉县、贡山县、德钦县综合评估的得分，见表12和图 1.

表12 三江并流区域聚落适应性精神、物质层面及总得分一览表Tab.12 List of adaptability spirit，material level and total scores of settlements in three parallel rivers area

图1 三江并流区域聚落适应性精神、物质层面分值图Fig.1 Scores of adaptability spirit and material level of settlements in three parallel rivers area

2.4 结果分析

由图1可知，三江并流区域的聚落适应性无论是从精神层面还是从物理层面进行评价均低于4分，总结来说，都没有达到令人满意的程度，还有待加强.

综合评分中，香格里拉县分数最高，分值为 3.79 分，表示该县聚落适应性较好；德钦县分值为3.15分，属于聚落适应性较好水平；贡山县分值为2.99分，属于中等水平；三江并流区域水平分值为3.31分，属于聚落适应性较好水平.详细分析可以看出，香格里拉县各种指标的评价分数均要高于其他两个聚落，表明一个聚落的生态适应性指标评价与该聚落本身的经济等综合发展密切联系.贡山县的旅游景点建设、交通条件、经济发展的指标评价均较低，使得其虽然自然资源丰富，文化传承悠久，但由于经济发展较为落后，最终评价也被拉低，排名垫底.

三江并流区域总体评价水平偏低的原因在于，除了本身具备的自然环境、资源、气候条件以及历史文化传承之外，该区域的现代化建设都有不同程度的落后，经济水平、工业化程度、交通建设条件等均存在一定程度的落后，使得最终的评价指标偏低.从本文的分析不难看出，只有对三江并流区域的三个聚落的经济进行扶持，交通路网进行辐射，工业化进程进行铺设，才能有效地提高三江并流区域的生态适应性水平指标.

3 讨 论

通过调研研究，三江并流区域聚落适应性还未令人满意，而聚落和聚落之间的联系或许可以提高适应性，本文提出的聚落适应性平衡定律可以对此进行解释.

本文以热力学第二定律为基础，以物理传播定律为模板构建了聚落适应性平衡定律.热力学第二定律指出，在自然界中系统的终态必需借助外界作用才能回到初态.克劳修斯对此的表述更为清晰：热量不能自发地从低温物体转移到高温物体，或在一个孤立系统之中，dS≥0[16].

相应地，在本文的调研结果中，聚落的生态适应性近似于热力学中热源之间的热量传播，因此，本文将同一区域的两个聚落设定为两个独立的内生致热源，其可视为两个独立的热力系统，这两个系统的观测温度存在差异，即二者的生态适应性存在差异.对于三江并流区域聚落适应性调研结果，以聚落适应性平衡定律对其进行一定的宏观和微观解释.

3.1 宏观视角

从宏观视角，当两个及以上的独立热力系统发生接触时，热量会从温度高的地方向温度低的地方传播.

Q=c·m·(Thigh-Tlow).

(5)

自然生态亦然，当不同聚落之间的农户产生交集，其生态区域扩大会存在交集，发生人类文明的交集，那么其各自聚落的生态适应性也可以同热量一般，在适应性高和适应性低的聚落之间传播.从三江并流聚落的聚落总体适应性的得分值可以看出，其子区域的得分值与聚落总体适应性相比或高或低，而对于整个区域来讲，其聚落的适应性总是介于子区域的得分值之间，处于折中的水平.简单来说，一旦生态适应性强的地区与生态适应性低的地区建立联系，则生态适应性就会由高处向低处转移，其建立联系后形成的新的整体聚落的生态适应性会逐渐趋于平衡，其量化观测后得到的数值会处于二者建立联系前的折中的水平，宏观视角来看就是生态适应性高的聚落带动生态适应性低的聚落不断发展，符合先富带动后富，最终实现共同富裕的演变机理.

3.2 微观视角

从微观视角，热力学第二定律中不仅指出了热量传递与温度差之间的联系，还引出了熵的定义和熵变理论.仍然以两个聚落为例，先从其中一个聚落的视角出发，

(6)

(7)

(8)

单一的未与外界建立联系的聚落可以视为一个独立的热力系统，由于外界未做功，所以其温度T可以视为常数δ，由热力学第二定律可知，在独立热力系统中，不可逆过程即自发过程，熵流方向是不可逆的，可以说系统内部及系统与环境之间皆处于平衡态.香格里拉县、德钦县和贡山县聚落适应性内部一直存在着能量的传递与交换，且无时无刻都保持不断变化着的平衡态.

3.3 熵增原理

熵源于物理学，表示大量分子的无序运动[17].由熵增原理可知，在独立热力系统中，一切自动进行的过程都是向熵增大的方向进行，即系统内部热量转移的过程就是熵增加的过程，其不可逆的方向便是熵增加的方向.因此热量转化的方向与熵变的方向即为一致，其关系为宏观与微观之间的关系，熵变后，系统熵增加，热量发生变化，系统重新归于平衡，换之于生态适应性亦然，对于一个独立的聚落，其生态适应性的提高与其熵变的方向是一致的，系统不受外界影响时会产生熵变，生态适应性会在独立的空间内发生演变并呈现平衡态，称之为自变性.

将样本选取为两个聚落时，当两个聚落之间建立联系后，该区域内的热量会发生转移，此时的熵变公式如下，设定两个聚落的熵值分别为S1和S2，则该区域内总熵的变化情况为

dStotal=dS1+dS2，

(9)

式中：dS1和dS2均同原假设，二者均为正值，符合社会演变规律.此时，系统的熵会更大，系统会朝着更混乱的方向发展，熵增的表象就是整体研究区域的生态适应性会在另一水平上重新归于平衡.换言之，聚落在发生社会关系，建立交集联系后，区域的熵会因为二者聚落的熵的汇集而增加或减少，区域的生态适应性也会逐渐归一.在乡村生产空间系统内，人类活动干扰是随着社会经济发展需求和土地利用者的微观意愿而展开的，不同的土地利用者对土地提供的产品与服务需求各异，呈现出不同的生产活动行为，犹如系统内分子热运动[18].

4 结 语

本文以三江并流区域为例，运用层次分析法实地调研三江并流区域的相关情况，构建三江并流区域聚落适应性评价指标体系，发现所调研的地区还未达到非常令人满意的程度.本文创新性地在热力学第二定律的框架上提出了聚落适应性平衡定律，对在三江并流地区的生态适应性调研过程中得到的数据进行拟合分析，发现在该定律的作用规律下，聚落的生态适应性演变并不是孤立、线性、死板的，在与其他聚落相互联系时，聚落之间的气候、物种、人员、物资的流通与交换会产生动态而复杂的运动变化，这种动态的运动形式与以往的研究结论不同.本文得出的聚落适应性平衡定律可以较好地阐述部落之间的生态适应性的动态变化，由于聚落的生态适应性会自发地向更高的水平发展，且这种发展过程是不可逆的，当不同聚落建立交集联系后，高水平生态适应性的聚落会对低水平生态适应性的聚落造成影响，即高水平带动低水平发展，总社区水平在另一水平上得以平衡并继续发展.

由目前收集分析得到的数据看来，三江并流区域的生态适应性评价仍然较低，并不能满足相应的要求，这也是符合聚落适应性平衡定律反应规律的，由于各个聚落的生态适应性的指标都较低，无论这些聚落之间的能量、物质如何流通交换，都不能达到同时提高其总体水平的目的，使得目前看来各个聚落之间的平均适应性指标不能达到标准，就如同低热源之间的热量无论如何传递，其总的热量并不能提高.

由聚落适应性平衡定律之下去思考，需要从外在和内在两种机理进行改善：从外在角度来看，对三江并流区域的生态适应性指标的提高，只有从与三江并流区域外围与其接触较近的地区着手，提高其适应性指标，以聚落适应性平衡定律判断，这些区域的聚落会与三江并流区域进行动态的流通，从而形成从外到内的辐射网，逐步提高三江并流区域的生态适应性指标；从内在角度分析，提高该区域内若干易于改善的聚落的适应性指标，借此使得这些聚落与其他指标较低的聚落产生相应的气候、物种、人员、物资的流通，使得其他地区的适应性指标也能够得到相应的提高，如此循环往复，从外在和内在两种演变机理上提高三江并流区域的生态适应性的评价指标.