項(xiàng) 清，黃 弘，于 歡，闞璦珂2，①，何 杰

(1.成都理工大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，四川 成都 610059；2.青藏高原及其東緣人文地理研究中心，四川 成都 610059；3.成都理工大學(xué)旅游與城鄉(xiāng)規(guī)劃學(xué)院，四川 成都 610059)

流域地貌是地貌類(lèi)型中的重要一類(lèi)，流域地貌的形成主要是地表流水在流動(dòng)過(guò)程中侵蝕地面，形成各種形態(tài)的侵蝕河谷，同時(shí)又將被侵蝕的物質(zhì)沿途堆積，形成各類(lèi)堆積地貌[1]。農(nóng)村居民點(diǎn)作為鄉(xiāng)村聚落的主要形態(tài)和重要人文景觀，其空間分布狀況是人地之間關(guān)系演變規(guī)律的一種重要表現(xiàn)形式[2]。地貌形態(tài)要素對(duì)于農(nóng)村居民點(diǎn)的布局具有基礎(chǔ)性影響，而流域地貌區(qū)聚落分布與其特殊的流水沖刷地貌也密切相關(guān)[3]。掌握流域地貌形態(tài)影響下的農(nóng)村居民點(diǎn)布局規(guī)律，對(duì)流域尺度下的農(nóng)村居民點(diǎn)整理規(guī)劃和鄉(xiāng)村振興具有重要的指導(dǎo)意義。

目前國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)農(nóng)村居民點(diǎn)分布與地貌環(huán)境的關(guān)系做了大量研究，研究區(qū)域涉及丘陵區(qū)、平原地區(qū)、喀斯特槽谷區(qū)、山區(qū)等。如焦貝貝等[4]對(duì)黃土高原低山丘陵區(qū)農(nóng)村居民點(diǎn)分布與地形因子關(guān)系進(jìn)行了研究。李珊珊等[5]以秦巴山區(qū)為例，分析了高程、坡度、地形起伏度、河流4個(gè)因子對(duì)農(nóng)村居民點(diǎn)分布格局的影響。另外，現(xiàn)有研究多選擇網(wǎng)格法、景觀格局指數(shù)、GIS空間分析等方法。如徐羽等[6]利用網(wǎng)格法刻畫(huà)了江西省農(nóng)村居民點(diǎn)的時(shí)空特征，并用地理探測(cè)器測(cè)度了地形地貌對(duì)農(nóng)村居民點(diǎn)分布的影響。姜轉(zhuǎn)芳等[7]基于GIS分析得出甘肅河西地區(qū)的居民點(diǎn)集中分布在海拔1 200～2 400 m、坡度<5°的走廊平原和盆地以及坡度較小的緩坡地。綜合當(dāng)前已有研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)前在流域尺度下對(duì)流域地貌與農(nóng)村居民點(diǎn)分布關(guān)聯(lián)性的研究成果較少，并且已有研究大多分析農(nóng)村居民點(diǎn)隨著各地形因子等級(jí)的增加而變化的規(guī)律，較少定量分析比較各類(lèi)地形因子對(duì)農(nóng)村居民點(diǎn)分布的相關(guān)性強(qiáng)度大小。根據(jù)分形地貌學(xué)理論，分形維數(shù)能夠解釋水系結(jié)構(gòu)的拓?fù)潢P(guān)系，并揭示流域地貌侵蝕發(fā)育階段和規(guī)律[8]。因此，通過(guò)以分形維數(shù)作為特征值來(lái)表征內(nèi)外營(yíng)力作用下流域地貌形態(tài)，并通過(guò)地理探測(cè)器進(jìn)一步分析地形因子對(duì)農(nóng)村居民點(diǎn)的影響特征，則可在宏觀層面和中微觀層面上定量計(jì)算流域地貌形態(tài)與農(nóng)村居民點(diǎn)分布的關(guān)聯(lián)性。

岷江上游流域由于岷江水系長(zhǎng)期的深切割作用，在低海拔區(qū)域形成以“Ⅴ”型河谷為主要特點(diǎn)的流域地貌特征[9]。同時(shí)青藏高原東緣的隆升加強(qiáng)了岷江水系主河道及其支流的侵蝕作用，進(jìn)一步形成溝谷縱橫的河流侵蝕地貌[10-11]。另外，沿岷江及其支流河谷地帶為研究區(qū)人口密集區(qū)，且自然災(zāi)害發(fā)生率較高[12-13]。研究該地區(qū)農(nóng)村居民點(diǎn)空間分布與流域自然環(huán)境的空間關(guān)聯(lián)性，有利于探索青藏高原東緣農(nóng)村人居生態(tài)單元的特征及模式，對(duì)地區(qū)農(nóng)村居民點(diǎn)布局安全優(yōu)化具有一定意義。因此根據(jù)分形理論，通過(guò)水系分維數(shù)來(lái)描述岷江上游流域地貌形態(tài)，計(jì)算岷江上游流域地貌環(huán)境與農(nóng)村居民點(diǎn)分布的數(shù)量關(guān)系，并基于地理探測(cè)器進(jìn)一步探究流域地貌各地形因子與農(nóng)村居民點(diǎn)分布的相關(guān)性，揭示流域地貌環(huán)境對(duì)農(nóng)村居民點(diǎn)分布的影響機(jī)制，以期為實(shí)現(xiàn)多民族聚居山區(qū)鄉(xiāng)村振興的可持續(xù)發(fā)展提供一定的參考。

1 研究區(qū)概況

岷江上游地處四川盆地丘陵山地向川西北高原的過(guò)渡地帶，屬青藏高原東緣高山峽谷區(qū)。流域平均海拔3 440 m，流域干流全長(zhǎng)337 km，流域面積約為2.12萬(wàn)km2(圖1)。

圖1 研究區(qū)位及范圍

流域范圍包括四川省的汶川、理縣、黑水、茂縣、松潘5個(gè)縣。岷江上游地區(qū)自古以來(lái)民族遷移頻繁，被稱(chēng)為“民族遷移走廊”。在多民族不斷遷徙與融合中，最終形成羌-藏-漢-回多民族聚居區(qū)。

2 數(shù)據(jù)來(lái)源與研究方法

2.1 數(shù)據(jù)來(lái)源與預(yù)處理

研究采用30 m空間分辨率的數(shù)字高程模型(DEM)，數(shù)據(jù)來(lái)源于中國(guó)科學(xué)院計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信息中心地理空間數(shù)據(jù)云鏡像網(wǎng)站(http:∥www.gscloud.cn/)。青藏高原邊界數(shù)據(jù)來(lái)源于國(guó)家青藏高原科學(xué)數(shù)據(jù)中心(http:∥data.tpdc.ac.cn/)。1∶250 000居民點(diǎn)數(shù)據(jù)、行政區(qū)界線(xiàn)和道路等數(shù)據(jù)來(lái)源于國(guó)家基礎(chǔ)地理信息中心(http:∥www.ngcc.cn/)，時(shí)間為2017年。主要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行如下預(yù)處理：

(1)由于國(guó)家基礎(chǔ)地理信息中心下載的數(shù)據(jù)是分幅下載，空間存儲(chǔ)單元為15′(經(jīng)差)×10′(緯差)，因此通過(guò)arcpy工具包按照研究區(qū)范圍對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行合并裁剪。

(2)對(duì)DEM數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，通過(guò)模擬地表徑流在地表的流動(dòng)來(lái)產(chǎn)生水系，并采用Strahler河網(wǎng)分級(jí)方法確定溝道等級(jí)，同時(shí)以分水嶺為界將岷江上游流域溝道水系劃分為8個(gè)二級(jí)支流流域和97個(gè)小流域。

2.2 研究方法

2.2.1分形維數(shù)計(jì)算

提取水系后采取盒維數(shù)法測(cè)算分形維數(shù)。對(duì)于測(cè)度為r的方格網(wǎng)，假定測(cè)量對(duì)象占據(jù)的邊長(zhǎng)r的網(wǎng)格數(shù)(非空網(wǎng)格數(shù))為Nr。那么，測(cè)量對(duì)象與測(cè)度之間服從負(fù)冪律關(guān)系。

Nr∝r-d。

(1)

對(duì)式(1)取對(duì)數(shù)可得：

lgNr=-dlgr+c。

(2)

式(1)～(2)中,d為標(biāo)度指數(shù)；c為常數(shù)。如果測(cè)度r與非空盒子數(shù)Nr在雙對(duì)數(shù)坐標(biāo)軸上呈線(xiàn)性關(guān)系，則該物體滿(mǎn)足分形規(guī)律。對(duì)r與Nr采取最小二乘法進(jìn)行線(xiàn)性回歸，回歸直線(xiàn)斜率D的絕對(duì)值則為該物體的分形維數(shù)[14]。

(3)

2.2.2農(nóng)村居民點(diǎn)分布影響因素探測(cè)

運(yùn)用地理探測(cè)器分析農(nóng)村居民點(diǎn)分布與與驅(qū)動(dòng)因子之間的空間關(guān)聯(lián)關(guān)系。地理探測(cè)器主要由風(fēng)險(xiǎn)探測(cè)、因子探測(cè)、生態(tài)探測(cè)和交互探測(cè)組成。模型的公式表達(dá)如下：

(4)

式(4)中，q為某指標(biāo)的空間異質(zhì)性，q∈[0,1]；N為研究區(qū)全部樣本數(shù)；σ2為指標(biāo)的方差；i為分區(qū)，i=1，2，…，L；L為分區(qū)數(shù)目。q的大小反映了空間分異的程度，q值越大，表示空間分層異質(zhì)性越強(qiáng)，反之則空間分布的隨機(jī)性越強(qiáng)。當(dāng)q=0時(shí)，指示研究對(duì)象不存在空間異質(zhì)性；當(dāng)q=1時(shí)，指示完美的空間異質(zhì)性[15]。

3 結(jié)果分析

3.1 流域分形地貌與農(nóng)村居民點(diǎn)分布關(guān)聯(lián)特征

已有研究表明，按照計(jì)盒法進(jìn)行水系分維數(shù)計(jì)算時(shí)，計(jì)算結(jié)果會(huì)受到網(wǎng)格邊長(zhǎng)r的變化倍數(shù)影響。當(dāng)r變化倍數(shù)大于2時(shí)出現(xiàn)計(jì)算波動(dòng)，當(dāng)變化倍數(shù)小于1.4時(shí)，計(jì)算值則非常穩(wěn)定。因此，為了保證計(jì)算的可靠性，網(wǎng)格的變化倍數(shù)取1.2。將200 m作為網(wǎng)格邊長(zhǎng)r的基數(shù)，以1.2作為網(wǎng)格邊長(zhǎng)的變化倍數(shù)，獲取20組r與Nr的數(shù)列。

通過(guò)lnNr與lnr雙對(duì)數(shù)線(xiàn)性關(guān)系擬合回歸結(jié)果來(lái)看，兩者相關(guān)系數(shù)達(dá)0.98(P<0.005)，相關(guān)性顯著。進(jìn)一步利用相關(guān)系數(shù)來(lái)確定相應(yīng)的無(wú)標(biāo)度區(qū)間(分形維數(shù)有意義且相關(guān)程度最好的區(qū)間)，發(fā)現(xiàn)網(wǎng)格邊長(zhǎng)r在200～3 698 m時(shí)，岷江上游總體水系形態(tài)特征具有分形性質(zhì)。由圖2可知，擬合方程為lnNr=-1.229lnr+17.712，回歸線(xiàn)斜率為-1.222 9，即水系分形維數(shù)D為1.222 9。已有研究證明，水系分維值高低表征地貌發(fā)育狀況，當(dāng)D≤1.6時(shí)，流域地貌處于侵蝕發(fā)育階段的幼年期，因此岷江上游流域地貌總體上處于侵蝕發(fā)育階段的幼年期。該階段主要表現(xiàn)為水系尚未充分發(fā)育，河網(wǎng)密度小，河流深切侵蝕劇烈，河谷多呈“V”形。核密度分析結(jié)果顯示，研究區(qū)農(nóng)村居民點(diǎn)分布呈現(xiàn)狹長(zhǎng)帶狀分布。這種分布形態(tài)與“V”形河谷谷坡陡峭，河谷狹窄具有直接關(guān)系，由于河谷狹窄，河道幾乎占據(jù)整個(gè)河谷，居民點(diǎn)只能集聚分布于高等級(jí)河道兩側(cè)的谷坡上。由圖3可知，岷江上游流域農(nóng)村居民點(diǎn)整體的分布形態(tài)與分形地貌呈現(xiàn)正相關(guān)的葉狀分支特征。

岷江上游流域主要有魚(yú)子溪、雜谷腦河、黑水河、大姓溝、壽溪5大支流。同時(shí)根據(jù)岷江主干道與斷層的相對(duì)位置，將岷江上游主干道分為3段。對(duì)8個(gè)二級(jí)支流流域分形維數(shù)進(jìn)行計(jì)算，相關(guān)系數(shù)均在0．98以上，滿(mǎn)足相關(guān)性檢驗(yàn)，說(shuō)明無(wú)標(biāo)度區(qū)間的選擇在各二級(jí)支流流域尺度也具備較好的標(biāo)度不變性，不同區(qū)域在尺度上皆存在良好的分形特征。8個(gè)二級(jí)支流流域的橫向比較中，分維值由大到小依次為干流流域上游(lnNr=-1.266 6lnr+15.503)、干流流域下游(lnNr=-1.265 6lnr+15.638)、壽溪流域(lnNr=-1.257 1lnr+14.571)、大興溝流域(lnNr=-1.251 9lnr+15.871)、干流流域中游(lnNr=-1.227 8lnr+15.520)、漁子溪流域(lnNr=-1.220 9lnr+15.086)、雜谷腦流域(lnNr=-1.219 6lnr+15.946)和黑水河流域(lnNr=-1.197 1lnr+16.199)。

r—網(wǎng)格邊長(zhǎng)，Nr—網(wǎng)格數(shù)。

結(jié)合流域地貌來(lái)看，岷江上游主干河道流向自北向南，河谷深切，支流在干流的西側(cè)發(fā)育，這些支流向高原腹地溯源侵蝕，形成了溝谷縱橫的山地侵蝕地貌。各支流發(fā)育有明顯的不均衡差異。岷江上游自北向南分布的大姓溝、黑水河、雜谷腦河、魚(yú)子溪、壽溪這5條支流地表切割逐漸加劇，而各支流流域尺度的分形維數(shù)也反映了這一特點(diǎn)，基本呈現(xiàn)自北向南逐漸增大的趨勢(shì)。如表1所示，總體上分維值較高的干流流域、壽溪流域農(nóng)村居民點(diǎn)分布也較集中。同時(shí)岷江上游流域河谷與山脊之間相對(duì)高差達(dá)3 000 m以上，流域地貌的垂直差異也影響了農(nóng)村居民點(diǎn)的民族類(lèi)型。從各支流流域的農(nóng)村居民點(diǎn)分布來(lái)看，614個(gè)藏族農(nóng)村居民點(diǎn)主要分布在干流流域上段、大興溝流域、黑水河流域、雜谷腦河流域、漁子溪流域的高半山區(qū)帶(>2 000～3 000 m)；307個(gè)羌族農(nóng)村居民點(diǎn)主要分布在干流流域中段、下段以及黑水河流域、雜谷腦河流域的低半山區(qū)和干旱河谷區(qū)帶(>1 200～2 000 m)；16個(gè)回族農(nóng)村居民點(diǎn)分布在干流流域上段且嵌于藏族農(nóng)村居民點(diǎn)內(nèi)部；96個(gè)漢族農(nóng)村居民點(diǎn)主要分布在干流流域下段的河谷地帶。

從97個(gè)小流域尺度流域的分形維數(shù)來(lái)看，地貌分形維數(shù)大約處于0.86～1.11的區(qū)間，偏態(tài)系數(shù)為-0.42，峰度系數(shù)為3.31。按照自然斷點(diǎn)法對(duì)97個(gè)小流域尺度的分形維數(shù)進(jìn)行分類(lèi)，其中分形維數(shù)為0.86～0.95的小流域尺度23個(gè)，分布有156個(gè)農(nóng)村居民點(diǎn)，平均每個(gè)單元分布7個(gè)農(nóng)村居民點(diǎn)；分形維數(shù)為>0.95～1.01的小流域尺度45個(gè)，分布有447個(gè)農(nóng)村居民點(diǎn)，平均每個(gè)流域單元分布10個(gè)農(nóng)村居民點(diǎn)；分形維數(shù)為>1.01～1.11的小流域尺度31個(gè)，分布了430個(gè)農(nóng)村居民點(diǎn)，平均每個(gè)流域單元分布14個(gè)農(nóng)村居民點(diǎn)。因此從不同梯度流域分形維數(shù)的分級(jí)來(lái)看，呈現(xiàn)出流域分形維數(shù)區(qū)間越高，分布的農(nóng)村居民點(diǎn)數(shù)量越多的特點(diǎn)。以居民點(diǎn)空間坐標(biāo)為對(duì)象，提取每個(gè)農(nóng)村居民點(diǎn)所在的小流域尺度單元水系分形維數(shù)，利用空間聚類(lèi)分析進(jìn)一步判斷小流域尺度上城鄉(xiāng)居民點(diǎn)分布對(duì)流域地貌環(huán)境發(fā)育的響應(yīng)規(guī)律。從空間聚類(lèi)的結(jié)果來(lái)看，聚類(lèi)模式為高分形維數(shù)-高密度(H-H)的城鄉(xiāng)居民點(diǎn)最多，數(shù)量為211個(gè)，占4種聚類(lèi)模式的51%；其次是低分形維數(shù)-低密度(L-L)聚類(lèi)模式，數(shù)量為165個(gè)，占比為40%；水系分形維數(shù)與農(nóng)村居民點(diǎn)密度分布同效應(yīng)的H-H和L-L模式總占比91%；L-H和H-L聚類(lèi)模式的城鄉(xiāng)居民點(diǎn)較少，占比分別為2%和7%。這也表明在小流域尺度上流域分形維數(shù)與城鄉(xiāng)居民點(diǎn)分布呈正相關(guān)。

圖3 全局流域尺度內(nèi)農(nóng)村居民點(diǎn)核密度分析

表1 支流流域尺度農(nóng)村居民點(diǎn)分布特征

3.2 流域地貌因子對(duì)農(nóng)村居民點(diǎn)分布的影響

岷江上游流域水系分形維數(shù)反映了流域地貌侵蝕發(fā)育階段，并通過(guò)水系分形維數(shù)與農(nóng)村居民點(diǎn)的數(shù)量關(guān)系定量揭示了流域地貌發(fā)育與農(nóng)村居民點(diǎn)分布的空間關(guān)聯(lián)性。為進(jìn)一步探索流域地貌形態(tài)對(duì)農(nóng)村居民點(diǎn)分布的影響特征，以小流域單元中的居民點(diǎn)密度值變化為因變量，從流域侵蝕地貌有關(guān)的微觀坡面因子中選取坡度、坡長(zhǎng)、坡度變率、剖面曲率，從宏觀坡面因子中選取地表粗糙度、地形起伏度、地表切割深度以及溝壑密度、海拔等作為自變量。以上指標(biāo)均以小流域尺度單元進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，分別計(jì)算小流域內(nèi)海拔、坡度、坡度變率、剖面曲率、地表粗糙度、地形起伏度、地表切割深度的均值，以及坡長(zhǎng)和溝壑密度。如圖4～8所示，采用自然斷點(diǎn)法將指標(biāo)因素的值劃分為5類(lèi)，并疊加每個(gè)小流域單元內(nèi)農(nóng)村居民點(diǎn)的空間分布情況。

獲取數(shù)據(jù)后，基于R語(yǔ)言的GD包從因子探測(cè)、風(fēng)險(xiǎn)探測(cè)、交互探測(cè)3個(gè)方面對(duì)影響因素進(jìn)行分析[16]。其中因子探測(cè)器計(jì)算各地形地貌環(huán)境因子的PD值排序；風(fēng)險(xiǎn)探測(cè)器用來(lái)計(jì)算某個(gè)地形地貌因子不同分類(lèi)范圍農(nóng)村居民點(diǎn)分布的差異性。交互作用探測(cè)器通過(guò)對(duì)比單個(gè)指示因子PD值與雙因子PD值，判斷指示因子之間是獨(dú)立還是交互作用，以及其交互表現(xiàn)為協(xié)同還是抑制作用。

圖4 支流流域尺度農(nóng)村居民點(diǎn)民族特征分布

圖5 小流域水系分形維數(shù)與農(nóng)村居民點(diǎn)密度

L—低，H—高。

通過(guò)地理探測(cè)器的分異及因子探測(cè)器模塊，評(píng)估岷江上游流域地形地貌因子與農(nóng)村居民點(diǎn)空間分布的相關(guān)性(q值)。如圖8所示，溝壑密度(0.397)>海拔(0.365)>地形起伏度(0.289)>地表切割深度(0.286)>剖面曲率(0.224)>坡度(0.22)>坡長(zhǎng)(0.219)>地表粗糙度(0.216)>坡度變率(0.214)。由此可知，岷江上游流域溝壑密度與農(nóng)村居民點(diǎn)分布的相關(guān)性最強(qiáng)，其次是海拔高程。其余因子中，地形起伏度與地表切割深度較為接近且高于其他因子。剖面曲率、坡度、坡長(zhǎng)、地表粗糙度、坡度變率等地形因子相關(guān)性較為接近。

通過(guò)風(fēng)險(xiǎn)探測(cè)模塊揭示在不同分級(jí)區(qū)間各因子對(duì)農(nóng)村居民點(diǎn)分布的顯著性差異。以q值最高的溝壑密度(X9)來(lái)看，在0.633～0.764 km·km-2的溝壑密度區(qū)間內(nèi)對(duì)農(nóng)村居民點(diǎn)分布解釋力最強(qiáng)，當(dāng)溝壑密度處于最低值區(qū)間時(shí)，其對(duì)農(nóng)村居民點(diǎn)分布的解釋力明顯減少。海拔在750～1 390 m的區(qū)間內(nèi)對(duì)農(nóng)村居民點(diǎn)分布的解釋力最高，表明分布在干旱河谷區(qū)的漢族農(nóng)村居民點(diǎn)對(duì)海拔的敏感性更高。另外坡長(zhǎng)因子對(duì)農(nóng)村居民點(diǎn)分布的解釋主要集中在坡長(zhǎng)高值區(qū)間內(nèi)。坡度、剖面曲率、地表粗糙度、地形起伏度、地表切割深度、坡度變率等因子各區(qū)間的解釋能力也具有一定差異，但總體上差異較小。

圖7 岷江上游流域農(nóng)村居民點(diǎn)密度與影響因素分布

X1—坡度，X2—坡長(zhǎng)，X3—剖面曲率，X4—地表粗糙度，X5—地形起伏度，X6—地表切割深度，X7—坡度變率，X8—海拔，X9—溝壑密度。

通過(guò)地理探測(cè)器的交互作用探測(cè)模塊得出，各影響因子兩兩之間均存在雙因子增加效應(yīng)，且多數(shù)因子之間交互作用后具有非線(xiàn)性增強(qiáng)效應(yīng)(表2)。其中相關(guān)性最強(qiáng)的交互作用影響因子是溝壑密度∩海拔(0.744)，其次是溝壑密度∩地形起伏度(0.716)、溝壑密度∩地表切割深度(0.685)、海拔∩地表切割深度(0.663)、溝壑密度∩坡度變率(0.663)。其中海拔與任意因子結(jié)合的交互作用強(qiáng)度均高于單項(xiàng)作用強(qiáng)度之和。而溝壑密度與任意因子的交互作用強(qiáng)度在所有交互結(jié)果中處于較高水平。結(jié)合因子探測(cè)器和交互作用探測(cè)器的結(jié)果，表明岷江上游農(nóng)村居民點(diǎn)的分布受地表切割深度、地形起伏度、坡度變率、溝壑密度等地表侵蝕度指標(biāo)與海拔的影響較大。

表2 岷江上游農(nóng)村分布影響因素交互探測(cè)結(jié)果

4 討論

從對(duì)岷江上游流域總體尺度、支流和小流域尺度上水系分形維數(shù)與農(nóng)村居民點(diǎn)數(shù)量關(guān)系的研究結(jié)果來(lái)看，無(wú)論是總體尺度上農(nóng)村居民點(diǎn)的分布形態(tài)與岷江上游流域地貌處于侵蝕發(fā)育階段幼年期的地貌特征相吻合，還是支流和小流域尺度上農(nóng)村居民點(diǎn)密度分布、民族特征與侵蝕地貌差異的緊密聯(lián)系，均顯示農(nóng)村居民點(diǎn)與流域地貌發(fā)育具有重要的關(guān)聯(lián)性(圖9)。這主要是由于流域地貌發(fā)育特征所提供的生產(chǎn)資源、產(chǎn)生的自然災(zāi)害以及形成的景觀特征也具有明顯差異，這與農(nóng)村居民點(diǎn)生產(chǎn)、生活以及居民的心理需求相耦合，從而影響農(nóng)村居民點(diǎn)選址、遷移、消亡和擴(kuò)張，形成了流域地貌環(huán)境影響農(nóng)村居民點(diǎn)分布的內(nèi)在機(jī)制。

流域地貌發(fā)育階段性特征決定了區(qū)域可開(kāi)發(fā)的土地資源、交通條件以及水利等農(nóng)村居民點(diǎn)必需的生產(chǎn)生活要素，如發(fā)育相對(duì)成熟的溝道才能產(chǎn)生面積較大的平坦河谷地，從而為居民點(diǎn)擴(kuò)張?zhí)峁?shí)體空間。而發(fā)育處于相對(duì)初級(jí)階段的流域由于河谷狹窄，溝谷深切，可利用的土地資源相對(duì)稀少，導(dǎo)致農(nóng)村居民點(diǎn)土地生產(chǎn)力低，從而使得居民點(diǎn)規(guī)模難以擴(kuò)大。同時(shí)較大河流沖刷形成的河谷地上延伸出二級(jí)溝道，在二級(jí)溝道上又延伸出支毛溝，而交通道路往往沿河流布局，在河流等級(jí)網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上形成了岷江上游流域的交通道路系統(tǒng)[17]，從而使得沿河流溝道布局的農(nóng)村居民點(diǎn)具有不同的交通和水利條件。這也一定程度上解釋了地理探測(cè)器探測(cè)結(jié)果中農(nóng)村居民點(diǎn)對(duì)溝壑密度較為敏感的現(xiàn)象。

圖9 河谷地貌發(fā)育對(duì)農(nóng)村居民點(diǎn)分布的影響機(jī)制

另外在地理探測(cè)器的探測(cè)結(jié)果中，坡度、地表切割深度等表征地表侵蝕程度的因子對(duì)農(nóng)村居民點(diǎn)分布的影響較強(qiáng)，這與溝谷發(fā)育階段性特征所產(chǎn)生的自然災(zāi)害有很大關(guān)系。以泥石流為例，在河谷地貌發(fā)育的初級(jí)階段，流水侵蝕作用強(qiáng)烈，溝道長(zhǎng)度較短，山坡坡度和溝床縱比降較大，這些特征都成為泥石流災(zāi)害發(fā)生的條件。但隨著溝谷發(fā)育逐漸成熟，其相對(duì)切割程度和溝床縱比降也隨之降低，而溝道長(zhǎng)度的增加使得固體物質(zhì)的移動(dòng)距離也將增大，這些均不利于泥石流的發(fā)生，泥石流活動(dòng)將逐漸趨于衰退甚至停止[14]?？偟膩?lái)說(shuō)，發(fā)育成熟的溝道相對(duì)穩(wěn)定，發(fā)生滑坡、水土流失、坍塌、泥石流等自然災(zāi)害的幾率較低，為居民點(diǎn)發(fā)展提供了相對(duì)安全的外部條件，而發(fā)育不成熟的溝道由于自然災(zāi)害原因易導(dǎo)致農(nóng)村居民點(diǎn)遷移和消亡。

岷江上游流域的農(nóng)村居民點(diǎn)是由漢族、藏族、回族、羌族等多個(gè)民族選址聚居而形成。在聚落選址時(shí)，由于不同民族具有明顯的環(huán)境心理需求傾向，居民點(diǎn)會(huì)在不同的地貌環(huán)境進(jìn)行選址。如藏族農(nóng)村居民點(diǎn)選址時(shí)講究“東有路、西有樹(shù)、南有水、北有山”的擇址觀念，漢族農(nóng)村居民點(diǎn)在選址時(shí)強(qiáng)調(diào)坐北朝南、背山面水。因此岷江上游各支流流域地貌發(fā)育的差異性所形成的不同地貌景觀也對(duì)農(nóng)村居民點(diǎn)的分布產(chǎn)生影響。

此外，岷江上游地區(qū)人口活動(dòng)也會(huì)對(duì)流域自然環(huán)境造成一定影響，如地區(qū)人工渠系的大量修建也對(duì)該地區(qū)水系結(jié)構(gòu)及地貌發(fā)育造成了不同程度的影響。受限于資料收集不足，未能在該研究中展開(kāi)討論，將在后續(xù)工作中進(jìn)一步開(kāi)展聚落人口活動(dòng)對(duì)流域自然環(huán)境的影響研究，以期為該流域人地關(guān)系研究和村莊布局優(yōu)化提供更科學(xué)的參考依據(jù)。

5 結(jié)論

為探究岷江上游流域地貌環(huán)境與農(nóng)村居民點(diǎn)分布的關(guān)聯(lián)性，通過(guò)分形理論計(jì)算了岷江上游流域總體尺度、8個(gè)支流尺度、97個(gè)小流域尺度的水系分形維數(shù)，并通過(guò)分形維數(shù)與農(nóng)村居民點(diǎn)分布的數(shù)量關(guān)系揭示了流域地貌發(fā)育對(duì)農(nóng)村居民點(diǎn)分布影響的空間關(guān)系。同時(shí)基于地理探測(cè)器論證了農(nóng)村居民點(diǎn)分布與流域地貌不同因子的相關(guān)性，并進(jìn)一步討論了岷江上游流域地貌環(huán)境對(duì)農(nóng)村居民點(diǎn)分布的影響機(jī)制。得出以下結(jié)論：

(1)在總體、支流及小流域尺度上，岷江上游流域均存在顯著的分形特征，并且在總體尺度上，岷江上游流域分形地貌的幼年發(fā)育階段促使農(nóng)村居民點(diǎn)整體的分布形態(tài)與分形地貌呈現(xiàn)正相關(guān)的葉狀分支特征。在支流和小流域尺度上，農(nóng)村居民點(diǎn)密度分布和民族特征均與流域地貌發(fā)育的差異具有一致性。

(2)因子探測(cè)器表明，溝壑密度是影響農(nóng)村居民點(diǎn)分布的主要因素，其次是海拔高程、地形起伏度、地表切割深度等因子。風(fēng)險(xiǎn)探測(cè)器表明，不同分級(jí)區(qū)間各因子對(duì)農(nóng)村居民點(diǎn)分布具有一定的差異性，其中溝壑密度、海拔高程和坡長(zhǎng)均具有顯著的區(qū)間影響差異。交互探測(cè)器表明各地形因子之間存在明顯的交互增強(qiáng)效應(yīng)。溝壑密度∩海拔高程的交互效應(yīng)最高，其次是溝壑密度∩地形起伏度。

(3)流域地貌發(fā)育所形成的生產(chǎn)資源、自然災(zāi)害以及景觀特征通過(guò)與農(nóng)村居民點(diǎn)生產(chǎn)、生活以及居民的心理需求相耦合，從而影響農(nóng)村居民點(diǎn)選址、遷移、消亡和擴(kuò)張，形成了流域自然環(huán)境影響農(nóng)村居民點(diǎn)分布的內(nèi)在機(jī)制。