重慶山地丘陵區(qū)農(nóng)村居民點(diǎn)分形特征及空間布局優(yōu)化研究.pdf

1、城鎮(zhèn)化是人類發(fā)展的必由之路，我國城鎮(zhèn)化建設(shè)正處于快速發(fā)展階段，為了更好的解決農(nóng)業(yè)、農(nóng)村、農(nóng)民問題，在推進(jìn)城鎮(zhèn)化的過程中提出“城鄉(xiāng)發(fā)展一體化”概念，要將新農(nóng)村建設(shè)與城鎮(zhèn)化建設(shè)緊密結(jié)合，從而推動區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展，實現(xiàn)全面建成小康社會。新農(nóng)村建設(shè)要實現(xiàn)把農(nóng)村建設(shè)成為經(jīng)濟(jì)繁榮、設(shè)施完善、環(huán)境優(yōu)美、文明和諧的社會主義新農(nóng)村的目標(biāo)。農(nóng)村居民點(diǎn)是農(nóng)村人口的載體，是農(nóng)村人地關(guān)系的核心，農(nóng)村居民點(diǎn)建設(shè)在新農(nóng)村建設(shè)中占有不可或缺的地位。我國農(nóng)村居民點(diǎn)具有單個規(guī)

2、模小，分布零散、缺乏規(guī)劃等諸多缺陷，但農(nóng)村居民點(diǎn)總規(guī)模較大，全國農(nóng)村居民點(diǎn)用地達(dá)到24798萬畝，人均農(nóng)村居民點(diǎn)用地214m2，在地形復(fù)雜的丘陵山區(qū)表現(xiàn)得更加突出。主要是因為山區(qū)地形復(fù)雜、地勢起伏大，區(qū)域間海拔差異顯著，使得居民點(diǎn)分布更加零散、受地形條件限制，居民點(diǎn)的建設(shè)規(guī)模更加大小不一，且區(qū)間經(jīng)濟(jì)發(fā)展、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、生產(chǎn)環(huán)境差異大，使得居民點(diǎn)空間布局十分不合理。目前已有學(xué)者針對丘陵山區(qū)居民點(diǎn)布局優(yōu)化開展了大量研究，但研究的尺度比較單一

3、，區(qū)域代表性不顯著，普適性不高。因此，針對丘陵山區(qū)開展不同生態(tài)類型區(qū)、不同尺度農(nóng)村居民點(diǎn)空間分形特征、居民點(diǎn)變化驅(qū)動力分析及居民點(diǎn)優(yōu)化布局研究，以期提高土地節(jié)約集約利用程度，同時改善農(nóng)村人居環(huán)境，對丘陵山區(qū)耕地保護(hù)、農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展及生態(tài)文明建設(shè)具有重要的現(xiàn)實意義。
　　本研究以重慶丘陵山區(qū)為研究對象，利用分形理論在不同生態(tài)類型區(qū)縣域、鎮(zhèn)域尺度開展農(nóng)村居民點(diǎn)分形特征研究，得出了農(nóng)村居民點(diǎn)分形規(guī)律。采用邏輯回歸模型，在Clue-S的支

4、持下，對不同生態(tài)類型區(qū)鎮(zhèn)域尺度居民點(diǎn)變化驅(qū)動因子進(jìn)行量化分析，揭示不同驅(qū)動因子對居民點(diǎn)變化的貢獻(xiàn)程度。借助引力模型、潛能模型，在地理信息系統(tǒng)（Geographic Information System。GIS）的支持下實現(xiàn)了不同生態(tài)類型區(qū)鎮(zhèn)級農(nóng)村居民點(diǎn)優(yōu)化布局，主要結(jié)論如下：
　?。?）重慶市不同生態(tài)類型區(qū)農(nóng)村居民點(diǎn)分形特征
　　農(nóng)村居民點(diǎn)空間分布隨高程變化而變化，在不同生態(tài)類型區(qū)的其分布規(guī)律不一致。淺丘平壩區(qū)80％以上的農(nóng)

5、村居民點(diǎn)都分布在海拔300m以下區(qū)域。低山丘陵區(qū)45%以上的居民點(diǎn)都分布在300-500m之間。中山丘陵區(qū)農(nóng)村居民點(diǎn)主要分布在300-500、500-800m之間，兩個高程段居民點(diǎn)個數(shù)比例均在35%左右。高海拔山區(qū)居民點(diǎn)主要分布在300～800m之間，研究時段內(nèi)的個數(shù)比例均在42.5%左右，其次是800-1200m之間的農(nóng)村居民點(diǎn)，個數(shù)比例均在30.5%左右。
　　坡度對農(nóng)村居民點(diǎn)空間分布的影響具是有規(guī)律的，不同生態(tài)類型區(qū)其變化規(guī)

6、律是一致的。淺丘平壩區(qū)35%以上的居民點(diǎn)分布在6～15°坡度段，低山丘陵區(qū)35%以上的居民點(diǎn)分布在15～25°，中山丘陵區(qū)25%以上的居民點(diǎn)分布在6～15°，33%左右的居民點(diǎn)分布在15～25°，高海拔山區(qū)37%以上的居民點(diǎn)分布在15～25°，6～15°上面的居民點(diǎn)個數(shù)比例在30%左右。不同生態(tài)類型區(qū)的農(nóng)村居民點(diǎn)主要分布在6～15°、15～25°這個兩個坡度上。
　　農(nóng)村居民點(diǎn)的分形特征體現(xiàn)了顯著的區(qū)域差異性和內(nèi)部差異性，揭示了不

7、同生態(tài)類型區(qū)居民點(diǎn)空間占據(jù)能力的強(qiáng)弱程度，從側(cè)面反映了各生態(tài)類型區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和自然條件的差異，經(jīng)濟(jì)越發(fā)達(dá)、自然環(huán)境越好，其分維數(shù)值越高。其中淺丘平壩區(qū)潼南縣的居民點(diǎn)分形維數(shù)值最高，均在1.6以上，高海拔山區(qū)彭水縣的居民點(diǎn)分形維數(shù)值最低，均不到1.47。低山丘陵區(qū)巴南的分維數(shù)值均在1.58左右，中山丘陵區(qū)涪陵的居民點(diǎn)分維數(shù)值均在1.59左右。各鎮(zhèn)居民點(diǎn)分形特征：淺丘平壩區(qū)最高1.563，最低1.41，各鎮(zhèn)的分形特征差別較小。低山丘陵區(qū)各鎮(zhèn)最

8、高1.579，最低1.213，各鎮(zhèn)的分形特征差距較大。中山丘陵區(qū)各鎮(zhèn)最高1.552，最低1.152，高海拔山區(qū)各鎮(zhèn)最高1.409，最低1.110。
　　農(nóng)村交通分維數(shù)值亦存在區(qū)間差異和區(qū)內(nèi)差異，但分維數(shù)值低于農(nóng)村居民點(diǎn)分維數(shù)值，交通分維值的年際變化程度也低于居民點(diǎn)，表明所有生態(tài)類型區(qū)各鎮(zhèn)的交通發(fā)展都不均衡，不能滿足農(nóng)村居民點(diǎn)的實際需求。其中中山丘陵區(qū)交通分維數(shù)值最高1.3742，最低1.3538，分維數(shù)值逐年增加。低山丘陵區(qū)最低1

9、.3282，最高1.3444。高海拔山區(qū)分維數(shù)值1.2643。淺丘平壩區(qū)最低1.2583，最高1.2613，逐年增加。各鎮(zhèn)交通分形特征：淺丘平壩區(qū)分維數(shù)值介于0.881-1.999之間，低山丘陵區(qū)介于0.166-1.317，中山丘陵區(qū)介于1.063-1.322之間，高海拔山區(qū)介于0.869-1.22之間。
　　與居民點(diǎn)、交通相比，農(nóng)村水系分維數(shù)值的區(qū)間差異和區(qū)內(nèi)差異最大的，從側(cè)面反映了不同生態(tài)類型區(qū)水資源的豐富程度。其中最好的中山

10、丘陵區(qū)，其分維數(shù)值均在1.4537以上。淺丘平壩區(qū)的水系分維數(shù)值均為1.3983。低山丘陵區(qū)介于1.3484-1.3602之間，高海拔山區(qū)最小1.2579。各鎮(zhèn)的水系分形特征：淺丘平壩區(qū)最高1.366，最低0.778，低山丘陵區(qū)最高1.498，最低0.797，中山丘陵區(qū)最高1.536，最低0.588，高海拔山區(qū)最高1.252，最低0.728，水系分維數(shù)值與研究區(qū)的水資源豐富程度基本一致。
　?。?）重慶不同生態(tài)類型區(qū)農(nóng)村居民點(diǎn)變化

11、驅(qū)動力分析
　　構(gòu)建了重慶市不同生態(tài)類型區(qū)鎮(zhèn)級農(nóng)村居民點(diǎn)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫，含農(nóng)村居民點(diǎn)、土地利用現(xiàn)狀、土壤、基本農(nóng)田、耕地級別、基礎(chǔ)設(shè)施、地形等，對數(shù)據(jù)庫屬性進(jìn)行了補(bǔ)充完善，對數(shù)學(xué)基礎(chǔ)和數(shù)據(jù)格式進(jìn)行了統(tǒng)一。
　　通過分析鎮(zhèn)級尺度農(nóng)村居民點(diǎn)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫，發(fā)現(xiàn)不同生態(tài)類型區(qū)的基礎(chǔ)條件各不相同。如淺丘平壩區(qū)、中山丘陵區(qū)的農(nóng)村居民點(diǎn)平均面積最大，其單個居民點(diǎn)面積最大的為7.96 hm2，最小的不足0.001 hm2。淺丘平壩區(qū)、中山丘陵區(qū)地

12、類面積最多的是耕地，低山丘陵區(qū)和高海拔山區(qū)地類面積最多的是林地。4種生態(tài)類型區(qū)的土壤質(zhì)地差別大，淺丘平壩區(qū)以紅石骨夾泥土、夾泥田、半沙半泥土為主，低山丘陵區(qū)棕紫色水稻土、棕紫泥為主，中山丘陵區(qū)以夾沙土、沙田、大眼泥田為主，淺丘平壩區(qū)以礦子黃泥為主。中山丘陵區(qū)基本農(nóng)田最多5065.75 hm2，高海拔山區(qū)最少2524.08 hm2。淺丘平壩區(qū)耕地等別最多的是7級，低山丘陵區(qū)耕地等別最多的是6級，中山丘陵區(qū)耕地等別最多的是4級，高海拔山區(qū)耕

13、地等別最多的是10級。中山丘陵區(qū)基礎(chǔ)設(shè)施最好，高海拔山區(qū)最差。
　　農(nóng)村居民點(diǎn)綜合變化、增加、減少均是內(nèi)部因子和外部因子共同驅(qū)動的結(jié)果，但內(nèi)部因子的Wald貢獻(xiàn)值高于外部因子，不同生態(tài)類型居民點(diǎn)的變化均遵循這一規(guī)律。如淺丘平壩區(qū)其綜合變化的驅(qū)動因子有高程、地均第二產(chǎn)業(yè)值、有效灌溉面積、糧食總量、距離道路距離、距離城鎮(zhèn)距離、距離水系距離7個，其中有4個是內(nèi)部因子，距離道路距離Wald統(tǒng)計達(dá)到了1496.450，中山丘陵區(qū)農(nóng)村居民點(diǎn)增

14、加受高程、距離道路距離、距離城鎮(zhèn)距離、距離水系距離、地均第二產(chǎn)業(yè)值、有效灌溉面積6個因子的影響，其中有4個內(nèi)部因子，高海拔山區(qū)農(nóng)村居民點(diǎn)的減少受坡度、距離道路距離、距離城鎮(zhèn)距離、有效灌溉面積4個因子影響，內(nèi)部因子有3個。
　　不同生態(tài)類型區(qū)農(nóng)村居民點(diǎn)變化驅(qū)動因子的個數(shù)不一致，隨著生態(tài)類型區(qū)的變化呈單一變化。從居民點(diǎn)綜合變化、增加、減少三種變化來看，淺丘平壩區(qū)居民點(diǎn)變化的驅(qū)動因子個數(shù)是最多的，其次是低山丘陵區(qū)、再次是中山丘陵區(qū)，最少

15、的是高海拔山區(qū)，說明經(jīng)濟(jì)發(fā)展條件越差、自然條件越不好的生態(tài)類型區(qū)，引起居民點(diǎn)變化的驅(qū)動因子越單純。此外，同一驅(qū)動因子對不同生態(tài)類型區(qū)農(nóng)村居民點(diǎn)變化驅(qū)動的Wald貢獻(xiàn)值不一致。如距離道路距離在淺丘平壩區(qū)的居民點(diǎn)綜合變化中的貢獻(xiàn)值為1496.450，而在中山丘陵區(qū)、高海拔山區(qū)居民點(diǎn)其貢獻(xiàn)值分別為107.407、40.081。
　　農(nóng)村居民點(diǎn)變化影響因子分析受尺度影響。在縣域?qū)用骐S著高程、坡度的變化居民點(diǎn)的空間分布有規(guī)律的變化著。隨著農(nóng)

16、民人均純收入的增加，農(nóng)村人均面積亦增加，二者之間呈顯著正相關(guān)關(guān)系。但在鎮(zhèn)域?qū)用娓叱虒r(nóng)村居民點(diǎn)變化驅(qū)動的貢獻(xiàn)值不是最高的，高程在中山丘陵區(qū)農(nóng)村居民點(diǎn)綜合變化中并未作出達(dá)到統(tǒng)計尺度的貢獻(xiàn)。說明在不同尺度下，同一因子對居民點(diǎn)變化驅(qū)動作用方式是不一致的。
　?。?）重慶不同生態(tài)類型區(qū)農(nóng)村居民點(diǎn)空間布局優(yōu)化研究
　　不同生態(tài)類型區(qū)農(nóng)村居民點(diǎn)引力值存在差異，隨著生態(tài)類型區(qū)經(jīng)濟(jì)條件和自然環(huán)境的變化，表現(xiàn)出一定的規(guī)律性，越是經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)，自然

17、條件好的生態(tài)類型區(qū)其居民點(diǎn)被城鎮(zhèn)吸納的引力計算結(jié)果越高。其中淺丘平壩區(qū)的引力值計算結(jié)果聚類介于0.602-1之間的居民點(diǎn)，城鎮(zhèn)對其吸引力較大，劃分為城鎮(zhèn)化型居民點(diǎn)，引力值介于0-0.602之間的居民點(diǎn)則劃分為非城鎮(zhèn)化型。低山丘陵區(qū)居民點(diǎn)引力值標(biāo)準(zhǔn)化結(jié)果在0.540-1閾值范圍內(nèi)的，劃分為城鎮(zhèn)化型，結(jié)果介于0-0.50之間的居民點(diǎn)劃分為非城鎮(zhèn)化類型。高海拔山區(qū)的居民點(diǎn)引力值標(biāo)準(zhǔn)化結(jié)果介于0.490-1之間的居民點(diǎn)歸為城鎮(zhèn)化型，0-0.49

18、0閾值范圍內(nèi)的劃分為非城鎮(zhèn)化型。
　　農(nóng)村居民點(diǎn)潛能及其影響因素在布局優(yōu)化的過程中的作用機(jī)理較為復(fù)雜，未表現(xiàn)出明顯的規(guī)律，不同生態(tài)類型區(qū)同一潛能因素聚類結(jié)果不同，同一生態(tài)類型區(qū)內(nèi)不同潛能因素聚類結(jié)果不同。潛能因素聚類結(jié)果分為好、一般和較差三個級別，其中淺丘平壩區(qū)發(fā)展基礎(chǔ)的閾值分界點(diǎn)是0.21、0.35，生產(chǎn)條件的分界點(diǎn)是0.23、0.48，生活條件的分界點(diǎn)是0.38、0.45，生態(tài)環(huán)境的分界點(diǎn)是0.18、0.37，綜合潛能分界點(diǎn)是

19、0.26、0.47。低山丘陵區(qū)發(fā)展基分界點(diǎn)是0.45、0.61，生產(chǎn)條件的分界點(diǎn)是0.22、0.64，生活條件的分界點(diǎn)是0.17、0.61，生態(tài)環(huán)境的分界點(diǎn)是0.38、0.58，綜合潛能分界點(diǎn)是0.16、0.35。高海拔山區(qū)發(fā)展基分界點(diǎn)是0.37、0.59，生產(chǎn)條件的分界點(diǎn)是0.43、0.69，生活條件的分界點(diǎn)是0.46、0.73，生態(tài)環(huán)境的分界點(diǎn)是0.42、0.63，綜合潛能分界點(diǎn)是0.16、0.630。
　　根據(jù)引力和潛能分析

20、的結(jié)果，實現(xiàn)了不同生態(tài)類型區(qū)的農(nóng)村居民點(diǎn)布局優(yōu)化。淺丘平壩區(qū)優(yōu)化統(tǒng)計結(jié)果中就地城鎮(zhèn)化型居民點(diǎn)62個，重點(diǎn)發(fā)展型388個，控制擴(kuò)建型2105個，遷移合并型91個。低山丘陵區(qū)的就地城鎮(zhèn)化型居民點(diǎn)183個，重點(diǎn)發(fā)展型950個，控制擴(kuò)建型1391，遷移合并型442個。高海拔山區(qū)的就地城鎮(zhèn)化型居民點(diǎn)149個，重點(diǎn)發(fā)展型278個，控制擴(kuò)建型453個，遷移合并型302個。所有生態(tài)類型區(qū)的計算結(jié)果顯示，控制擴(kuò)建型的農(nóng)村居民點(diǎn)個數(shù)是最多的，而城鎮(zhèn)化型和遷