河南省南太行山区传统村落空间分布研究_买哲.pdf

http:/2023年5月 第14卷 第9期河南省南太行山区传统村落空间分布研究买哲1马海鹏1赵磊1索志辉21.新乡学院土木工程与建筑学院，河南新乡453003；2.河南省城乡规划设计研究总院股份有限公司，河南郑州450000摘要：传统村落的保护与发展既要突出地域特色，又要防止机械照搬城镇建设模式。为给传统村落保护与发展提供支持，结合多源数据，采用最邻近指数、地理集中指数、不平衡指数、核密度估计等定量分析方法，利用 ArcGIS软件研究河南省南太行山区传统村落的空间分布特征及其形成因素。结果表明：河南省南太行山区传统村落在空间分布上呈现出集聚、分布不均衡的特征；河南省南太行山区传统村落分布受地形影响显著，主要分布在具有一定坡度的南向丘陵地区；河南省南太行山区传统村落远离现状城区与镇区。关键词：传统村落；空间分布；核密度；南太行山区中图分类号：S282；TU982.29文献标志码：A文章编号：1674-7909（2023）09-143-40引言传统村落蕴藏着丰富的历史文化，保存着珍贵的历史信息与文化景观，极具文明价值和传承意义。我国高度重视传统村落的发展和保护。2022年，中共中央办公厅、国务院办公厅印发 乡村建设行动实施方案，明确提出要传承保护传统村落民居和优秀乡土文化，突出地域特色和乡村特点，保留具有本土特色和乡土气息的乡村风貌，防止机械照搬城镇建设模式，打造各具特色的现代版“富春山居图”。我国关于传统村落的研究起步于20世纪初，研究主要集中在村庄规划和土地利用方面1。我国学者对传统村落的研究关注度及相关发文量在2012年明显增加，原因在于当时我国开展了第一批国家级传统村落调查保护工作，研究内容也逐渐扩展至乡村建筑布局2、公共空间3、空间分布4与文化传承认知5等方面。随着乡村振兴战略的提出与实施，我国对传统村落的研究进入保护与发展的新阶段，村落遗产保护与区域发展受到重视6-7，相关研究随之增加。从现有研究来看，学者对传统村落的研究方法主要为定量、定性或定量定性相结合。定量研究主要运用地理信息系统（Geographic Information System，GIS）平台，构建模型并进行相关数值的测算，针对传统村落的活力、空间分异、区域性的空间结构等进行分析8-9。定性研究采用现场调研、实地访谈等方法，探究传统村落分布及发展的影响因素、生长内在逻辑、驱动机制等。目前，在传统村落研究中采用较多的是定性定量相结合的方法，也是未来的主要研究方法。笔者以河南省南太行山区为研究区域，以传统村落为研究对象，运用定量与定性相结合的分析方法，以30 m精度数字高程模型（Digital Elevation Model，DEM）为基础，并结合地形地貌分析，研究河南省南太行山区传统村落分布与自然现状的关系，采用最邻近指数、地理集中指数、核密度估计等定量研究方法，利用ArcGIS软件分析传统村落集聚性的分布特征，探究传统村落的空间分布特征与形成因素，为河南省南太行山区传统村落的振兴与可持续发展提供支持。1研究区域概况研究区域位于河南省西北部与山西省接壤的太行山南麓，包括安阳市、鹤壁市、新乡市、焦作市、济源市基金项目：2021年河南省土木建筑学会科技指导计划项目“豫北地区乡村自建住宅宜居性改造设计策略研究”（202117）；2022年河南省高等学校重点科研项目“南太行低山丘陵侧柏人工林多功能权衡策略及密度调控措施研究”（22B180014）。作者简介：买哲（1994），女，硕士，助教，研究方向：国土空间规划。通信作者：马海鹏（1981），男，硕士，副教授，研究方向：城乡规划与建筑学。143DOI:10.19345/ki.1674-7909.2023.09.033http:/2023年5月 第14卷 第9期等5个省辖市，涉及37个县（市、区）。南太行山区地形地貌多样，山体由东北向西南呈弧形延伸；当地气候温和湿润，夏季炎热多雨，冬季寒冷干燥，为传统村落的形成与发展提供了良好的自然条件。2研究对象20122019 年，我国共正式公布 5 批传统村落。其中，位于河南省南太行山区的传统村落有63个，分布在安阳市、新乡市、鹤壁市、焦作市、济源市5市，具体分布情况如表1所示。表1南太行山区传统村落分布市安阳市新乡市鹤壁市焦作市济源市数量/个25131672县（市、区）林州市安阳县辉县市卫辉市淇滨区鹤山区淇县修武县博爱县沁阳市济源市数量/个2329447551123数据获取与处理传统村落信息来源于住房和城乡建设部、文化和旅游部、国家文物局、财政部、自然资源部、农业农村部等联合发布的中国传统村落名录；采用百度坐标API拾取器获取每个传统村落的地理坐标，通过 ArcGIS10.8以经纬度为坐标生成点数据库。整合河南省南太行山区传统村落信息后，以全国地理信息资源目录服务系统（ 100万公众版基础地理信息数据为底图数据，将传统村落的空间位置落位至2000国家大地坐标系的行政区划范围内；高程数据采用精度为30 m的河南省DEM数据，来源于地理空间数据云（http：/ 10.8软件进行空间特征分析。4研究方法笔者选取最邻近点指数、地理集中指数、不平衡指数及核密度估计，研究河南省南太行山区传统村落空间分布规律和特征。4.1最邻近指数最邻近指数（R）是一个比例型指标，用于表示点与点之间最邻近距离与期望距离（平均距离）之间的比值。最邻近指数计算公式为R=r 1/r E（1）r E=12n/A=12D（2）式中：R表示最邻近指数，r 1表示点与点之间最邻近距离，r E表示期望距离，A表示河南省南太行山区区域面积，n为河南省南太行山区传统村落的总数量，D为传统村落点位的密度。R=1表明传统村落点数据随机分布，R1表示传统村落点数据均匀分布。4.2地理集中指数地理集中指数（G）用于衡量河南省南太行山区传统村落的集中程度。通过最邻近指数判别传统村落的分布特征后，利用地理集中指数可更清晰地判断传统村落的集中程度。笔者以县（市、区）为单元进行划分，定量测算河南省南太行山区传统村落的集中程度，计算公式为G=100 i=1n()XiT2（3）式（3）中：G 为地理集中指数，Xi为第 i 个县（市、区）中传统村落的数量，n为河南省南太行山区县（市、区）的总数量，T为河南省南太行山区内传统村落总数量。若各区域地理集中指数大于河南省南太行山区的地理集中指数，则说明各区域传统村落呈集中分布，反之则说明其呈分散分布。4.3不平衡指数不平衡指数（S）用来测算河南省南太行山区传统村落在不同行政区域范围内分布的均衡程度。通过不平衡指数可以查看区域之间的累加量，结合洛伦兹曲线可直观分析区域分布特征，计算公式为S=i=1nYi-50()n+1100n-50()n+1（4）式（4）中：S为不平衡指数，n为某一县（市、区）传统村落的数量，Yi为县（市、区）传统村落数量在南太行山区所占比重。S的取值范围在01，当S值趋向于0时，表明传统村落在各区域内均匀分布；当S值接近于1时，说明传统村落集中分布在一个区域，呈现集聚型分布特征。4.4核密度估计核密度估计是通过一定的搜索半径确定研究区域内点密度的一种方法。其因属于非参数估计方法，在点状数据空间密度分析中应用广泛。通过核密度估计将点数据插值为面状栅格数据，实现点数据的扩展统144http:/计。在计算过程中，它以圆为邻域，越靠近中心的点，权重值越大，核密度值越高，计算公式为fn()x=1nhi=1nk()x-xih（5）式（5）中：n表示距离传统村落点 x小于或等于 h的传统村落点要素数量，k表示核函数，h为核函数带宽，x-xi表示传统村落位置x到村落集x1，x2，xn的距离。x1，x2，xn是从分布密度函数为f的总体中抽取的独立同分布样本，估计fn(x)在某点x处的密度值。笔者采用ArcGIS 10.8中核密度估计工具自动生成默认带宽，默认值采用分析数据图层中的最小宽度或长度除以30得出。5河南省南太行山区传统村落空间分布特征5.1空间邻近类型分析传统村落的空间分布可抽象为点群分布；点状要素空间分布分为3种类型，分别为聚集的、均匀的和随机的。均匀分布的点状要素最邻近距离最大，随机分布次之，聚集分布最小。运用ArcGIS 10.8的AverageNearestNeighbor工具计算空间邻近相关参数（见表2），最邻近点之间的距离r1（NNObserved）为5320.082179m，平均距离r 1（NNExpected）为 8 256.668 697 m，最邻近指数 R（NN比率）为 0.644 338，P=0，模型计算结果显著可靠。R=0.644 3381，表明河南省南太行山区传统村落呈现聚集性的分布特征。表2Average Nearest Neighbor计算结果参数NN比率NNZ得分PNNExpectedNNObserved值0.644 338-5.400 56408 256.668 6975 320.082 1795.2集中程度分析河南省南太行山区传统村落共63个，分布在5个省辖市的11个县（市、区）内。传统村落在不同县（市、区）间的数量分布存在显著差异，其中以安阳市林州市传统村落数量最多（占河南省南太行山区传统村落总量的36.51%），新乡市辉县市、鹤壁市鹤山区次之。地理集中指数用于分析河南省南太行山区63个传统村落分布的集中情况。G值越大，传统村落越集中于某一区域；G值越小，分布越分散。通过计算得到地理集中指数 G=141.42，表明传统村落在县（市、区）层面集中分布。5.3均衡程度分析为了进一步研究河南省南太行山区传统村落在空间上的分布特征，计算出不平衡指数S=0.44，表明南太行山区传统村落在空间分布上不均衡。根据不平衡指数绘制河南省南太行山区传统村落分布洛伦兹曲线，如图1所示。由图1可知，洛伦兹曲线距均匀分布直线较远且弯曲程度大。河南省南太行山区的传统村落主要分布在安阳市、鹤壁市、新乡市3个市，这3个市的传统村落数量占河南省南太行山区传统村落总数的85.71%。020406080100安阳市 鹤壁市 新乡市 焦作市 济源市 分布值/%省辖市 洛伦兹曲线 均匀分布 图1河南省南太行山区传统村落分布洛伦兹曲线5.4核密度估计通过邻近分析、集中程度分析及平衡程度分析可知，河南省南太行山区传统村落具有一定的集聚特征。为进一步探究其集聚核心，采用ArcGIS 10.8的kerneldensity工具进行核密度估计，分析半径选取默认计算出的合理半径。根据核密度估计结果，河南省南太行山区传统村落总体的分布格局为北密南疏，离县城越远越密集，地势起伏越大的地方越密集；有两个高度集聚核心，第一个集聚核心在新乡市、鹤壁市与安阳市3市交界处，第二个集聚核心是安阳市林州市与山西省平顺县交界处；另有一个次集聚核心，位于焦作市北侧。6河南省南太行山区传统村落分布形成因素6.1地形地貌以河南省30 m精度DEM数据为基础，运用ArcGIS 10.8进行高程分析，并运用空间分析工具中的表面分析工具进行坡度与坡向分析。高程分析结果表明，河南省南太行山区的海拔在-951 911 m，地形起伏较大，整体地势西高东低。河南省南太行山区传统村落分布与高程之间有着显著相关性，传统村落主要集中分布在西部山麓的浅山丘陵地区，在研究区域东部、南部等平原地区鲜有分布。通过对河南省南太行山区传统村落分布的高程分析可知，传统村落大多分布在中山和低山范围内。由此可见，海拔适中的山区比较容易形成传统村落聚集点。由坡度分析可知，河南省南太行山区的传统村落买哲，等河南省南太行山区传统村落空间分布研究145http:/2023年5月 第14卷 第9期主要分布在具有一定坡度的区域，以817居多。传统村落主要分布在具有一定坡度的区域的原因可能有两个：一是可有效利用地形实现排水等需求，二是可以防止洪涝灾害。由坡向分析可知，河南省南太行山区传统村落的主要坡向为正南，这与中原地区主要建筑坐北朝南的传统一致。6.2气候水文从气候上看，河南省南太行山区属于暖温带半湿润大陆性季风气候区，四季分明，冬季寒冷干燥，夏季高温多雨；78