重庆市喀斯特地区聚落分布与周围环境的关系

摘要

聚落,是人类定居的场所,是人们居住、生活以及生产活动的物质载体,是人类与环境系统发生联系最直接、最密切的空间单元,它代表着特定环境中相对和谐的人类聚居空间,综合体现着区域自然环境、生产环境和交通环境,而且人类与环境的物质、能量和信息交换大部分都是通过其所居住的环境来实现的。重庆市喀斯特地区是我国西南喀斯特地区大面积集中分布的地区之一,喀斯特地区山地多、平地少的自然特征决定了其生态环境的脆弱性,进而也决定了聚落周边的环境容量是有限的。为此,在当前社会主义新农村建设背景下,分区探讨重庆市喀斯特地区聚落分布与周围自然环境、生产环境和交通环境的关系,不仅可以丰富农村聚落研究理论,指导喀斯特地区聚落建设,推动当地人居环境和生态环境的改善:而且有助于搞好村庄规划和土地利用规划,以优化农村居住环境和发展农业生产。目前,关于喀斯特地区聚落的研究,学者们大多从宏观角度研究了聚落空间分布特征,而从村域尺度探讨聚落分布与周围环境关系的文献还不多见。因此,本文以重庆市喀斯特地区中的槽谷区——石柱土家族自治县鱼池镇团结村,低山丘陵区——秀山土家族苗族自治县梅江镇邑中居委会和新营村以及低、中山区——奉节县鹤峰乡青杠村的聚落为研究对象,借助GIS空间分析与SPSS相关分析和回归分析,综合运用分布指数法、信息熵法、计盒维数法、空间自相关分析方法、空间结构分析方法以及景观生态学分析方法,探讨了重庆市喀斯特地区不同地貌条件下聚落分布与自然环境、生产环境和交通环境的关系。获得的主要研究结果如下:
　　 1、聚落分布与地貌形态的关系
　　 研究区聚落在数量分布和空间分布上基本趋于一致。石柱槽谷区聚落在高程950-1000m,坡度5°-15°,西、西南、西北等偏西的坡向,地形起伏度0.5-1.0m,地表粗糙度1.00-1.05,平面曲率和剖面曲率都在0°-5°的地形位上出现的频率和分布的有序性最高;秀山低山丘陵区聚落除了在平面曲率和剖面曲率＞25°的地形位上出现的频率较高外,都集中分布在高程340-540m,坡度0°-15°,北、西、西北坡向,地形起伏度0.0-0.5m,地表粗糙度1.0-1.1的地形位上;奉节低、中山区聚落除了在平面曲率和剖面曲率＞25°的地形位上出现的频率较高外,在高程550-750m,坡度5°-15°,北、东北坡向,地形起伏度0.0-0.5m,地表粗糙度1.00-1.05的地形位上出现的频率和分布的有序性都是最高的。
　　 石柱槽谷区聚落分布与高程、坡度、地形起伏度、地表粗糙度、平面曲率和剖面曲率均呈负相关,而与坡向呈正相关,其中,聚落分布与坡度、地表粗糙度之间的相关性达到极显著性水平,与坡向、地形起伏度之间达到显著性水平;秀山低山丘陵区聚落分布与高程、坡度、地形起伏度和地表粗糙度呈负相关但均朱达到显著性水平,与坡向、平面曲率和剖面曲率呈正相关但也未达到显著性水平;奉节低、中山区聚落分布与高程、坡向、平面曲率和剖面曲率呈负相关且与高程和坡向之间达到极显著性水平,与坡度、地形起伏度和地表粗糙度呈正相关且与坡度之间达到显著性水平,与地形起伏度和地表粗糙度之间达到极显著性水平。
　　 石柱槽谷区聚落分布与坡度、坡向、地形起伏度和地表粗糙度构建的一元回归方程均达到显著性水平,其中聚落分布除随坡向的增加而增加外,都随其余地貌形态要素的增加而减少;秀山低山丘陵区聚落分布与地貌形态要素构建的一元回归方程均朱达到显著性水平;在奉节低、中山区,高程是影响聚落分布的主要地貌形态要素,其次是坡向、地形起伏度和地表粗糙度,除平面曲率和剖面曲率外,聚落分布与其余地貌形态要素构建的一元回归方程均达到显著性水平,并随着高程、坡向的增加而减少,随着坡度、地形起伏度和地表粗糙度的增加而增加。
　　 2、聚落分布与农用地的关系
　　 景观生态格局上,研究区景观格局总体上呈“大分散小集中”的特点。分区来看,石柱槽谷区景观格局以灌溉水田和早地为主,秀山低山丘陵区灌溉水田、早地和有林地占优势地位,奉节低、中山区以旱地和有林地为主。聚落用地比重上,总体来看,研究区聚落用地比重都较小,分布都较为稀疏。其中,石柱槽谷区最高,其值为4.56%;秀山低山丘陵区为3.70%;奉节低、中山区最小,为0.89%。耕聚比上,奉节低、中山区最大,其值高达20.23;石柱槽谷区其次,为15.63;秀山低山丘陵区最小,为13.94。研究表明在喀斯特地区,聚落用地比重与耕聚比基本呈反比关系,即聚落用地比重高的地区,耕聚比却较低。
　　 聚落分布与农用地的关系,具体表现为:在不同地貌区不同地类的不同缓冲距内,聚落分布的面积各异。从斑块面积(TA)来看,随着缓冲距的增大,分布在不同地类缓冲距内的聚落面积依次递减,其原因为,在喀斯特人多地少的地区,耕作精细,土地要经常受到管理操作,故不能离聚落太远;在石柱槽谷区,聚落平均斑块面积(MPS)最小,且都在0.1hm2以下,秀山低山丘陵区和奉节低、中山区除个别缓冲距内的在0.1hm2以下外,其余的最大值达0.1750hm2,最小值为0.1023hm2:聚落平均斑块形状指数(MSI)介于1.19-1.40之间,面积加权平均斑块分维数(AWMPFD)较小,均在1.15以下,其中最大的为1.1385,最小的仅有1.0824,其原因在于聚落属于人工斑块,人类活动对其影响较大,致使其形状较规则,分维数小;不同地貌不同地类的不同缓冲距内,聚落平均最邻近距离(MNND)参差不齐,其最大值高达82.76m,最小值仅为11.18m,这说明喀斯特地区的聚落分布表现出明显的零碎、分散特征;从蔓延度指数(CONTAG)看,聚落之间没有形成较好的连通性,且团聚程度不高,破碎化程度也较大。综合来看,聚落分布和农用地分布表现出较强的空间趋同性,充分显示出聚落分布的生产取向。
　　 3、聚落分布与道路的关系
　　 道路等级上,研究区道路主要以生产路为主:道路网络上,石柱槽谷区景观连接度水平最高,秀山低山丘陵区次之,奉节低、中山区最低。无论是环通度a,还是线点率β和连通度γ,秀山低山丘陵区都略高于石柱槽谷区,且都比奉节低、中山区高。田间道布局上,3个研究区中,环通度a皆为0,田间道网络无回路:线点率β和连通度γ大致相同,区内田间道连接度水平相当。生产路布局上,石柱槽谷区环通度a没有形成回路,线点率β＜1,区内生产路呈树状格局;不管是环通度a、还是线点率β和连通度γ,秀山低山丘陵区和奉节低、中山区的都比较接近,生产路网络的复杂性没有明显差异。
　　 分形维数表明,研究区聚落体系发育得较弱,占据空间的能力也较差。具体来看,奉节低、中山区的聚落发育得最好,分形维数D=0.9208:秀山低山丘陵区次之,分形维数D=0.9152:石柱槽谷区最弱,分形维数D=0.8991。从全局空间自相关分析得知,石柱槽谷区的Moran'sI指数为0.0166、秀山低山丘陵区为0.0370、奉节低、中山区为0.2032:局部空间自相关分析结果与全局空间自相关分析结果一致,即研究区内聚落分布都是以空间正相关关系为主,具有一定的空间集聚性,但奉节低、中山区聚落分布的相关性最强,秀山低山丘陵区其次,石柱槽谷区最弱。
　　 聚落分布与道路的关系,总体上,在越接近道路的区域,聚落分布得越多且较密集,其形状也较规则。具体来看,用地规模上,在不同地貌区不同道路等级的不同缓冲距内,聚落分布的面积各异。从斑块面积(TA)看,随着缓冲距增大,聚落分布大体呈减少趋势,但在秀山低山丘陵区,田间道等级上,分布在缓冲距＞150m内的聚落面积高达9.53hm2,生产路等级上,分布在缓冲距＞200m内的也达6.38hm2,这说明在秀山低山丘陵区,道路对聚落分布的影响不及其他两个研究区;在喀斯特地区,自然条件的恶劣限制了可供人类利用的土地少,致使聚落用地也比较少,平均斑块面积(MPS)上,除几个缓冲距内的＞0.1hm2外,其余缓冲距内的均＜0.1hm2。斑块形状上,研究区聚落平均斑块形状指数(MSI)均＜1.40,面积加权平均斑块分维数(AWMPFD)也均＜1.14,表明在喀斯特地区,人类对聚落的影响较大,从而使聚落的形状比较规则,分维数较小。分布上,从平均最邻近距离(MNND)和蔓延度指数(CONTAG)看,秀山低山丘陵区聚落分布最密集,聚落间团聚程度也最高,石柱槽谷区其次,奉节低、中山区分布最稀疏,聚落间连接程度也较低,这充分说明在喀斯特地区,聚落分布与当地脆弱的环境是相适应的。
　　 综上所述,本文在村域尺度下,综合分析了聚落分布与周围自然环境、生产环境和交通环境的关系,揭示了环境对聚落分布的影响程度。一定意义上,聚落分布是区域自然环境、生产环境、交通环境、社会经济环境和人文环境等综合影响下的产物。但本文只探讨了聚落分布与周围自然环境、生产环境和交通环境的关系,要更好地了解喀斯特地区聚落分布,还需考虑诸如家族观念、乡土观念等人文环境和人口分布、地区经济发展水平等社会经济环境与聚落分布的关系。