王曉東 楊佳昕 張文顏 何雙言 姜山 李琳 王磊 秦明周

摘要 為探尋黃河下游生態(tài)薄弱河段大堤內(nèi)外居民點(diǎn)空間格局演變特征及差異，基于2009—2019年高分辨率遙感影像，運(yùn)用空間韻律測(cè)度、GIS空間分析等方法對(duì)研究區(qū)居民點(diǎn)空間格局特征變化進(jìn)行分析。結(jié)果表明，在空間分布變化方面，大堤內(nèi)外農(nóng)村居民點(diǎn)均分布更加集中和密集，堤內(nèi)聚集態(tài)勢(shì)更強(qiáng)，居民點(diǎn)發(fā)展方向相反。核密度高值區(qū)域變化不明顯，中低值區(qū)域變化顯著；在規(guī)模特征變化方面，研究區(qū)居民點(diǎn)總量減少，總體規(guī)模偏小。堤外居民點(diǎn)規(guī)模明顯高于堤內(nèi)，但堤內(nèi)居民點(diǎn)擴(kuò)張面積卻超過(guò)堤外，居民點(diǎn)個(gè)數(shù)變化受不同因素影響，小規(guī)模居民點(diǎn)擴(kuò)張明顯。熱點(diǎn)區(qū)沿黃河大堤呈糖葫蘆形間斷分布，熱點(diǎn)區(qū)和冷點(diǎn)區(qū)均減少；在形態(tài)變化方面，堤內(nèi)外居民點(diǎn)形態(tài)均朝規(guī)則方向發(fā)展，堤內(nèi)外均保持著較好的連通度。堤外破碎化程度高于堤內(nèi)，并且在10年后該態(tài)勢(shì)保持不變。結(jié)合近10年來(lái)灘區(qū)和堤外居民點(diǎn)空間格局變化特征，提出堤內(nèi)外差別化居民點(diǎn)空間管控和整治，為黃河灘區(qū)生態(tài)保護(hù)和高質(zhì)量發(fā)展背景下的農(nóng)村居民點(diǎn)遷建工程、灘區(qū)脫貧攻堅(jiān)提供參考。

關(guān)鍵詞 黃河大堤;農(nóng)村居民點(diǎn)；空間格局；河南段

中圖分類(lèi)號(hào) TU982.29? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A

文章編號(hào) 0517-6611（2023）10-0259-09

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2023.10.059

Abstract In order to explore the characteristics and differences of the spatial distribution and evolution of the residential areas inside and outside the embankment of the ecologically weak river section of the lower Yellow River，based on high resolution remote sensing images during 2009-2019，using models such as exploratory spatial data analysis and spatial metrics，the paper conducts a quantitative analysis of the space differentiation of rural settlements in the study area.The results are shown as follows：In terms of spatial distribution，the rural settlements in the study area are characterized by obvious concentration with evident spatial variability，the concentration within the embankment is stronger，and the development direction of the settlements is opposite.The regional changes of large values of nuclear density are not obvious，and the changes of small value areas are significant.In terms of changes in scale characteristics，the scale of the residential areas in the study area has decreased，and the overall scale has been smaller.The scale of settlements outside the embankment is significantly larger than that within the embankment，but the expansion area of settlements is opposite.The number of settlements is affected by different factors and the expansion of smallscale settlements is obvious.The hotspot area is intermittently distributed along the Yellow River embankment，and the hotspot area and the cold spot area are reduced.In terms of morphological changes，the shape of the residential areas inside and outside the embankment has developed in a regular direction，and good connectivity has been maintained inside and outside the embankment.The degree of fragmentation outside the embankment is higher than that the inside，and the situation remains unchanged after ten years.Based on the changes in the spatial pattern of rural settlements inside and outside the embankment in the past 10 years，the spatial management and improvement of differentiated settlements inside and outside the embankment are proposed to relocate the rural settlements under the background of ecological protection and highquality development of the Yellow River beach area and provide a reference to eliminate poverty in the beach.

Key words Yellow River embankment;Rural residential area;Spatial pattern;Henan section

農(nóng)村居民點(diǎn)是農(nóng)村土地重要組成部分之一，同時(shí)也是農(nóng)村地區(qū)人地關(guān)系作用的核心［1］。中國(guó)當(dāng)前各地農(nóng)村居民點(diǎn)總的來(lái)說(shuō)還是以分散為主［2］。在鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略不斷推進(jìn)過(guò)程中，農(nóng)村全面進(jìn)步是農(nóng)業(yè)農(nóng)村現(xiàn)代化的重要一環(huán)，在一定程度上影響著國(guó)家的現(xiàn)代化發(fā)展?？茖W(xué)認(rèn)識(shí)農(nóng)村居民點(diǎn)的空間布局、規(guī)模和形態(tài)特征，是實(shí)現(xiàn)鄉(xiāng)村振興的重要途徑［3］。河南省作為農(nóng)村人口大省、農(nóng)業(yè)大省，內(nèi)部農(nóng)村地理環(huán)境差異較大（涵蓋平原農(nóng)區(qū)、黃土丘陵區(qū)、生態(tài)脆弱區(qū)和深石山區(qū)），發(fā)展水平參差不齊［4］。農(nóng)村居民點(diǎn)的合理布局規(guī)劃顯得尤為重要。如何推動(dòng)農(nóng)業(yè)發(fā)展、改善人居環(huán)境和提升公共服務(wù)設(shè)施水平是鄉(xiāng)村振興亟待解決的重要問(wèn)題。探尋黃河大堤內(nèi)外農(nóng)村居民點(diǎn)空間格局演變歷程，深挖其時(shí)空變化規(guī)律，對(duì)鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略實(shí)施具有一定的參考意義。

對(duì)農(nóng)村居民點(diǎn)的研究一直是人地關(guān)系地域體系研究和鄉(xiāng)村聚落地理學(xué)的重要內(nèi)容［5-6］。國(guó)外關(guān)于農(nóng)村居民點(diǎn)的研究始于19世紀(jì)［7-9］，起初關(guān)注焦點(diǎn)是農(nóng)村居民點(diǎn)的形成和發(fā)展等，多采用定性與定量相結(jié)合的方法探索農(nóng)村居民點(diǎn)與自然地理之間關(guān)系，隨后多關(guān)注鄉(xiāng)村聚落的類(lèi)型、職能、規(guī)劃和重構(gòu)等各個(gè)方面［10］。研究?jī)?nèi)容體系有農(nóng)村居民點(diǎn)布局影響因素、農(nóng)村居民點(diǎn)類(lèi)型與形態(tài)、農(nóng)村居民點(diǎn)景觀和生態(tài)等［11］。國(guó)內(nèi)學(xué)者近年來(lái)對(duì)于農(nóng)村居民點(diǎn)空間格局開(kāi)展了大量的研究，主要為：居民點(diǎn)空間格局演變及其驅(qū)動(dòng)因素、空間格局評(píng)價(jià)與優(yōu)化、空間格局特征區(qū)域差異［12-13］，形態(tài)分異及形狀劃分和用地?cái)U(kuò)張及動(dòng)力機(jī)制［14-16］。從已有研究來(lái)看，研究區(qū)域多以市縣級(jí)行政區(qū)劃為主［17］。而且研究區(qū)多集中于山地丘陵地區(qū)［18］，較少關(guān)注黃河下游平原區(qū)農(nóng)村居民點(diǎn)特征的研究，尤其是對(duì)黃河大堤內(nèi)外農(nóng)村居民點(diǎn)的研究更少。

黃河大堤內(nèi)側(cè)為黃河灘區(qū)，屬“三山一灘”地區(qū)，是河南省脫貧攻堅(jiān)的重要區(qū)域，灘區(qū)內(nèi)有大量農(nóng)村居民點(diǎn)。長(zhǎng)期以來(lái)農(nóng)村居民點(diǎn)發(fā)展缺乏規(guī)劃，不科學(xué)的發(fā)展已經(jīng)呈現(xiàn)出一系列的問(wèn)題，如空間布局不合理、空間規(guī)模過(guò)大、空間形態(tài)不科學(xué)等，尤其是堤內(nèi)農(nóng)村居民點(diǎn)還面臨洪水威脅，發(fā)展質(zhì)量普遍不高。習(xí)近平總書(shū)記在座談會(huì)上提出要推動(dòng)黃河流域生態(tài)保護(hù)和高質(zhì)量發(fā)展，并將其作為重大國(guó)家戰(zhàn)略。黃河下游河南段游蕩型河道尚未完全控制，灘區(qū)生態(tài)薄弱，兼具黃河滯洪沉沙的同時(shí)也是數(shù)萬(wàn)名群眾生產(chǎn)、生活的家園，人地矛盾突出。分析和對(duì)比大堤內(nèi)外農(nóng)村居民點(diǎn)規(guī)模結(jié)構(gòu)、空間分布、空間形態(tài)時(shí)空變化，對(duì)該河段高質(zhì)量發(fā)展和生態(tài)保護(hù)頂層設(shè)計(jì)及重大問(wèn)題研究具有一定的參考意義。筆者利用空間韻律測(cè)度、空間分析等方法，定量描述黃河大堤內(nèi)外農(nóng)村居民點(diǎn)空間分布、規(guī)模、形態(tài)的格局特征及2期影像之間變化，以期揭示大堤內(nèi)外農(nóng)村居民點(diǎn)時(shí)空演變的一般規(guī)律和特征，為正在開(kāi)展的灘區(qū)居民點(diǎn)遷建、灘區(qū)綜合提升治理工程提供參考依據(jù)。

1 資料與方法

1.1 研究區(qū)概況

黃河下游河南段是指從鄭州桃花峪至蘭考東壩頭鄉(xiāng)的河道，該河段共計(jì)136 km。兩岸黃河大堤歷史悠久，距今已有500多年的歷史，兩岸堤距最寬為19.16 km，最窄處為5.16 km，一般為9.73 km，是保障黃河下游兩岸人民群眾生命財(cái)產(chǎn)的重要防線。該研究以左岸臨黃堤至新鄉(xiāng)的鵝灣段，右岸臨黃堤河南段穿過(guò)的所有鄉(xiāng)級(jí)行政區(qū)劃為研究區(qū)（圖1）。地理位置介于34°57′16′～34°56′43 N、113°29′11′～114°55′52 E。西起焦作市武陟縣詹店鄉(xiāng)和鄭州市惠濟(jì)區(qū)古滎鎮(zhèn)，東至開(kāi)封市蘭考縣谷營(yíng)鄉(xiāng)，橫跨焦作市、鄭州市、新鄉(xiāng)市和開(kāi)封市4市，共33個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)，總面積為2 510.6 km2。屬溫帶季風(fēng)性氣候，四季分明。土壤多為砂土、壤土。主要農(nóng)作物為花生、西瓜、小麥等。除古滎鎮(zhèn)部分地形屬丘陵地區(qū)，其余皆為黃河沖積扇平原。河道灘面高于兩岸地面4～由6 m，是世界上著名的“地上懸河”［18］。

1.2 數(shù)據(jù)來(lái)源與處理

該研究數(shù)據(jù)主要包括：河南省鄉(xiāng)級(jí)行政區(qū)劃，2009、2019年Google Earth影像（無(wú)偏移）。該影像分辨率為1.96 m/像素，由于部分地區(qū)歷史影像缺失，采用相近年份進(jìn)行代替。對(duì)數(shù)據(jù)的處理包括：①采用人機(jī)交互解譯方法，對(duì)農(nóng)村居民點(diǎn)邊界進(jìn)行矢量標(biāo)繪，保存為矢量文件。農(nóng)村居民點(diǎn)包括農(nóng)村居住用地，村內(nèi)基礎(chǔ)設(shè)施用地和公共設(shè)施用地。受道路和河流的分割，相鄰的農(nóng)村居民點(diǎn)被分割成多個(gè)圖斑。為便于研究，將相鄰農(nóng)村居民點(diǎn)用地圖斑進(jìn)行合并。同時(shí)，將因自然發(fā)展而結(jié)合的農(nóng)村居民點(diǎn)歸為一個(gè)圖斑。②利用ArcGIS? 10.4軟件將提取出來(lái)的2009、2019年2期農(nóng)村居民點(diǎn)信息轉(zhuǎn)換為ESRI GRID格式，柵格大小為5 m×5 m。該格式可以在Fragstats 4.2軟件中運(yùn)行并計(jì)算所需的景觀指數(shù)。③利用ArcGIS 10.4軟件對(duì)居民點(diǎn)信息進(jìn)行要素轉(zhuǎn)點(diǎn)操作，以便支持PPA分析。④采用目視解譯方法，依據(jù)紋理特征，對(duì)黃河、黃河大堤進(jìn)行矢量化，使用ArcGIS 10.4軟件中近鄰分析計(jì)算堤距。⑤對(duì)所有數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一投影。

1.3 研究方法

1.3.1 標(biāo)準(zhǔn)距離。

平均中心（或重心）方法常用于確定地理要素空間重心移動(dòng)路徑以及空間格局重心的演化趨勢(shì)，標(biāo)準(zhǔn)距離是對(duì)經(jīng)典統(tǒng)計(jì)學(xué)中標(biāo)準(zhǔn)差在二維空間的推廣，可以揭示地理要素在空間分布上擴(kuò)張或收縮的趨勢(shì)與特征。通過(guò)對(duì)不同時(shí)段農(nóng)村居民點(diǎn)的重心和標(biāo)準(zhǔn)距離的動(dòng)態(tài)軌跡進(jìn)行分析，以此反映農(nóng)村居民點(diǎn)的時(shí)空演變特征及空間分布范圍［18-19］，重心和標(biāo)準(zhǔn)距離計(jì)算模型如下：

1.3.4 空間熱點(diǎn)探測(cè)和空間韻律指數(shù)。

空間“熱點(diǎn)”探測(cè)是用來(lái)檢驗(yàn)局部地區(qū)是否存在統(tǒng)計(jì)顯著的高值和低值，可以用地區(qū)可視化的方法揭示“熱點(diǎn)區(qū)”和“冷點(diǎn)區(qū)”［22］。

空間韻律指數(shù)來(lái)自景觀生態(tài)學(xué)，能夠高度濃縮景觀格局信息，反映其結(jié)構(gòu)組成和空間配置某些方面特征，選取斑塊總面積（TA），斑塊個(gè)數(shù)（NP），平均斑塊面積（MPS），最大斑塊指數(shù)（LPI），平均斑塊形狀指數(shù)（SHAPE_MN）、平均斑塊分維數(shù)（FRAC_MN），蔓延度（COHESION），分裂指數(shù)（SPLIT）等指標(biāo)來(lái)研究黃河大堤內(nèi)外農(nóng)村居民點(diǎn)規(guī)模與形態(tài)結(jié)構(gòu)［23］。各項(xiàng)指標(biāo)均在Fragstats 4.2軟件的幫助文檔中有詳細(xì)的介紹，該研究不再贅述。

2 結(jié)果與分析

2.1 農(nóng)村居民點(diǎn)空間分布變化特征

使用標(biāo)準(zhǔn)距離來(lái)度量相對(duì)于中心點(diǎn)的數(shù)據(jù)分布的聚集或離散程度，該方法一般用投影數(shù)據(jù)測(cè)量距離更準(zhǔn)確，其結(jié)果是形成一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)距離圓，該圓的圓心為所有樣本數(shù)據(jù)的平均中心，半徑為所有數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)距離。標(biāo)準(zhǔn)距離圓半徑與數(shù)據(jù)集中程度成正比。使用該方法對(duì)黃河大堤內(nèi)外農(nóng)村居民點(diǎn)進(jìn)行分析，得出其標(biāo)準(zhǔn)距離和重心坐標(biāo)（圖2）。大堤內(nèi)外居民點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)距離均減少。其中堤內(nèi)農(nóng)村居民點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)距離由2009年35 492.98 m減少到2019年32 902.83 m，變化量為2 590.15 m。大堤外農(nóng)村居民點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)距離由2009年36 862.24 m減少到32 463.28 m，變化量為4 398.96 m。2009—2019年大堤內(nèi)外居民點(diǎn)的空間分布均更加集中和密集，堤內(nèi)聚集態(tài)勢(shì)更強(qiáng)。由圖1可分析，2009年居民點(diǎn)中心均落在鄭州市中牟縣狼城崗鄉(xiāng)，該鄉(xiāng)為研究區(qū)中心。10年來(lái)，居民點(diǎn)中心在南北軸均向北偏移，堤內(nèi)偏移量為597.41m，堤外偏移量為1 395.35 m。東西軸呈現(xiàn)出相反的發(fā)展態(tài)勢(shì)，堤內(nèi)向西偏移5 511.70 m，堤外向東偏移7 398.39 m。堤內(nèi)農(nóng)村居民點(diǎn)平均中心坐標(biāo)向西北方向偏移，偏移距離為5.54 km，而黃河大堤外農(nóng)村居民點(diǎn)平均中心坐標(biāo)向東北方向偏移，偏移距離為7.53 km。

使用方向分布工具來(lái)刻畫(huà)居民點(diǎn)在空間上的展布，構(gòu)建2009和2019年黃河大堤內(nèi)外農(nóng)村居民點(diǎn)的標(biāo)準(zhǔn)差橢圓。得出2個(gè)時(shí)期4個(gè)橢圓的參數(shù)（表1）。其中XStdDist為橢圓的長(zhǎng)半軸標(biāo)準(zhǔn)距離，表示觀測(cè)數(shù)據(jù)的分布方向，YStdDist為橢圓的短半軸標(biāo)準(zhǔn)距離，表示觀測(cè)數(shù)據(jù)的分布范圍，Alpha表示橢圓的扁率，與長(zhǎng)短半軸的值的差距成正比。扁率越大，表示觀測(cè)數(shù)據(jù)方向性越明顯；扁率小，則表示方向性越不明顯。長(zhǎng)短軸的比值可以表現(xiàn)農(nóng)村居民點(diǎn)空間分布的形態(tài)。2009—2019年黃河大堤內(nèi)農(nóng)村居民點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)差橢圓的XStdDist和YStdDist分別減少了3 611.04和667.02 m。堤外農(nóng)村居民點(diǎn)的XStdDist和YStdDist分別減少了6 277.42和494.99 m，以上數(shù)值說(shuō)明農(nóng)村居民點(diǎn)在主要方向上分布趨于極化，堤內(nèi)居民點(diǎn)空間分布進(jìn)一步縮小。黃河大堤內(nèi)農(nóng)村居民點(diǎn)長(zhǎng)短軸比值增加，扁率增加，表明堤內(nèi)農(nóng)村居民點(diǎn)沿南—北方向呈收縮趨勢(shì)且高于東—西方向的收縮趨勢(shì)。堤外居民點(diǎn)與堤內(nèi)相反，長(zhǎng)短軸比值減少，扁率減少，大堤外居民點(diǎn)發(fā)展方向不受大堤與黃河限制，因此盡管空間范圍進(jìn)一步減少，但是堤外農(nóng)村居民點(diǎn)沿南—北方向呈收縮趨勢(shì)且低于東—西方向的收縮趨勢(shì)。大堤內(nèi)橢圓方位角由94.24偏轉(zhuǎn)為94.70，大堤外橢圓方位角由93.99偏轉(zhuǎn)至98.41。表明2個(gè)時(shí)段大堤內(nèi)外農(nóng)村居民點(diǎn)空間分布總體呈現(xiàn)東（略偏北）—西（略偏南）的空間格局，經(jīng)過(guò)10年的發(fā)展，這種分布格局進(jìn)一步加強(qiáng)，且大堤外表現(xiàn)更為顯著。2009年位于標(biāo)準(zhǔn)差橢圓范圍內(nèi)的農(nóng)村居民點(diǎn)為247個(gè)，占總數(shù)的79%，2019年該數(shù)值為207，少于68%。不符合中心處集中的空間分布特性。而黃河大堤外2009、2019年位于標(biāo)準(zhǔn)差橢圓范圍內(nèi)的數(shù)值為370和333，均少于68%，均不符合中心處集中空間分布特性。

采用核密度分析方法分別制作2009和2019年大堤內(nèi)外農(nóng)村居民點(diǎn)分布密度圖和統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)（圖3）。核密度估計(jì)中搜索半徑是重要的參數(shù)，采用增量空間自相關(guān)得出具有統(tǒng)計(jì)顯著性的峰值，以確定核密度值的搜索半徑，該搜索半徑通常選擇第一個(gè)具有統(tǒng)計(jì)顯著性的峰值或者其鄰近值，最終確定搜索半徑為4 742.83 m，能使核密度分布圖達(dá)到很好的可視化效果。以0.2個(gè)/搜索半徑為步長(zhǎng)，依次定義為低值、中低值、中值、中高值，高于0.8個(gè)/搜索半徑為高值。從圖中可以得到以下信息：①黃河大堤內(nèi)外農(nóng)村居民點(diǎn)2009年總體密度約為0.21個(gè)/搜索半徑，總體屬于中低值，2019年總體密度約為0.17個(gè)/搜索半徑，總體屬于低值。②核密度高值區(qū)域變化不明顯，花園口鎮(zhèn)在2009年堤內(nèi)有高值區(qū)域，2019年該區(qū)域?yàn)榈椭祬^(qū)域。2009—2019年鄭州市擴(kuò)張顯著，花園口鎮(zhèn)大部分農(nóng)村居民點(diǎn)消亡。其余高值區(qū)域空間分布基本保持不變，沿黃河大堤間斷分布在新鄉(xiāng)市原陽(yáng)縣韓董莊鎮(zhèn)、蔣莊鄉(xiāng)、延津縣陡門(mén)鄉(xiāng)、開(kāi)封市水稻鄉(xiāng)、柳園口鄉(xiāng)、杜良鄉(xiāng)、劉店鄉(xiāng)、曲興鎮(zhèn)。③核密度中高值區(qū)域變化顯著，受城市擴(kuò)張影響，鄭州市龍子湖街道城鎮(zhèn)建設(shè)用地?cái)U(kuò)張明顯，該區(qū)域由中值區(qū)域轉(zhuǎn)變?yōu)榈椭祬^(qū)域。開(kāi)封市蘭考縣爪營(yíng)鄉(xiāng)受政策因素影響，黃河大堤內(nèi)農(nóng)村居民點(diǎn)全部遷出，因此該區(qū)域由中值區(qū)域轉(zhuǎn)為低值區(qū)域。④核密度高值區(qū)域一般在黃河大堤外，其中只有新鄉(xiāng)市韓董莊鄉(xiāng)和蔣莊鄉(xiāng)高值區(qū)域位于黃河大堤內(nèi)，2鄉(xiāng)鄉(xiāng)政府均在黃河大堤內(nèi)并且鄉(xiāng)鎮(zhèn)土地面積大部分位于大堤內(nèi)。

2.2 農(nóng)村居民點(diǎn)規(guī)模變化特征

大堤內(nèi)外農(nóng)村居民點(diǎn)規(guī)模變化包括總體用地規(guī)模變化和規(guī)模分異變化特征，選取斑塊總面積（TA）、斑塊個(gè)數(shù)（NP）、平均斑塊面積（MPS）和最大斑塊指數(shù)來(lái)刻畫(huà)大堤內(nèi)外農(nóng)村居民點(diǎn)2期規(guī)模變化特征（表2）。

由表2可知，大堤外農(nóng)村居民點(diǎn)規(guī)模高于大堤內(nèi)的態(tài)勢(shì)基本保持不變。研究區(qū)居民點(diǎn)總體規(guī)模擴(kuò)張顯著。2009—2019年斑塊總面積增長(zhǎng)了11.74 km2。其中大堤內(nèi)居民點(diǎn)面積增加了5.94 km2，大堤外居民點(diǎn)面積增加了5.80 km2，堤內(nèi)居民點(diǎn)擴(kuò)張超過(guò)堤外，農(nóng)村居民點(diǎn)總數(shù)減少了213個(gè)，呈現(xiàn)出明顯的空間分異特點(diǎn)。其中大堤內(nèi)減少了55個(gè)，主要受遷村并居等政策因素影響，如蘭考縣東壩頭鄉(xiāng)、谷營(yíng)鄉(xiāng)和三義寨鄉(xiāng)將大堤內(nèi)農(nóng)村居民點(diǎn)全部遷出。大堤外農(nóng)村居民點(diǎn)減少了158個(gè)。其農(nóng)村居民點(diǎn)消亡主要受城鎮(zhèn)化建設(shè)的影響，如鄭州市花園口鎮(zhèn)，龍子湖街道。大堤內(nèi)農(nóng)村居民點(diǎn)MPS減少0.05 km2，大堤外農(nóng)村居民點(diǎn)MPS減少0.06 km2。斑塊平均規(guī)模在不斷縮，表明2009—2019年研究區(qū)小型農(nóng)村居民點(diǎn)擴(kuò)張顯著，規(guī)模差異變小。大堤內(nèi)農(nóng)村居民點(diǎn)LPI增加了1.37百分點(diǎn)，大堤外農(nóng)村居民點(diǎn)LPI增加了0.03百分點(diǎn)，同標(biāo)準(zhǔn)距離結(jié)果相同。農(nóng)村居民點(diǎn)的發(fā)展呈現(xiàn)集中的趨勢(shì)，堤內(nèi)聚集態(tài)勢(shì)更強(qiáng)。

通過(guò)空間熱點(diǎn)探測(cè)的可視化（圖4）可以發(fā)現(xiàn)：①兩期農(nóng)村居民點(diǎn)高值區(qū)域沿黃河大堤間斷分布，在黃河大堤內(nèi)外側(cè)均有分布并且一般為鄉(xiāng)政府所在地，呈現(xiàn)出糖葫蘆狀結(jié)構(gòu)。②2009年農(nóng)村居民點(diǎn)的高值區(qū)域多數(shù)在黃河大堤內(nèi)，堤內(nèi)高值區(qū)自西向東分別是橋北鄉(xiāng)熱點(diǎn)區(qū)、靳堂鄉(xiāng)熱點(diǎn)區(qū)、雁鳴湖熱點(diǎn)區(qū)、陡門(mén)鄉(xiāng)熱點(diǎn)區(qū)和袁坊鄉(xiāng)熱點(diǎn)區(qū)，熱點(diǎn)區(qū)一般在鄉(xiāng)政府所在地附近。10年來(lái)堤內(nèi)熱點(diǎn)區(qū)變化顯著，呈減少趨勢(shì)，從西向東分別是橋北鄉(xiāng)高值區(qū)、雁鳴湖高值區(qū)、袁坊鄉(xiāng)高值區(qū)和劉店鄉(xiāng)高值區(qū)。③2009年農(nóng)村居民點(diǎn)冷點(diǎn)區(qū)多數(shù)分布在大堤外，自西向東分別是花園口鎮(zhèn)冷點(diǎn)區(qū)、龍子湖街道冷點(diǎn)區(qū)、水稻鄉(xiāng)冷點(diǎn)區(qū)、柳園口鄉(xiāng)冷點(diǎn)區(qū)、杜良鄉(xiāng)冷點(diǎn)區(qū)、曲興鎮(zhèn)冷點(diǎn)區(qū)和三義寨鄉(xiāng)冷點(diǎn)區(qū)，冷點(diǎn)區(qū)一般在鄉(xiāng)級(jí)行政區(qū)劃邊界附近，呈間斷分布。10年來(lái)冷點(diǎn)區(qū)域發(fā)生變化，冷點(diǎn)區(qū)域減少。其中花園口鎮(zhèn)和龍子湖街道因城市擴(kuò)張，冷點(diǎn)區(qū)消亡。水稻鄉(xiāng)、杜良鄉(xiāng)和曲興鎮(zhèn)為農(nóng)村居民點(diǎn)規(guī)模冷點(diǎn)區(qū)，并且分散分布在鄉(xiāng)級(jí)行政區(qū)劃內(nèi)部。④2009—2019年，大堤內(nèi)外高值和低值的空間聚類(lèi)減少，農(nóng)村居民點(diǎn)規(guī)模更趨向于隨機(jī)分布且與密度分布呈負(fù)相關(guān)性。大堤內(nèi)外農(nóng)村居民點(diǎn)呈現(xiàn)高密度小規(guī)模集聚分布與低密度大規(guī)模集聚分布的空間特征。

2.3 農(nóng)村居民點(diǎn)空間形態(tài)變化特征

選取蔓延度（COHESION）、分裂指數(shù)（SPLIT）、平均斑塊形狀指數(shù)（SHAPE_MN）和平均斑塊分維數(shù)（FRAC_MN）來(lái)表征農(nóng)村居民點(diǎn)的形態(tài)特征（表3、4）。其中，SHAPE_MN，F(xiàn)RAC_MN表示斑塊自身形態(tài)；COHESION和SPLIT表征農(nóng)村居民點(diǎn)結(jié)構(gòu)特征。

平均斑塊形狀指數(shù)（SHAPE_MN）表征斑塊的復(fù)雜程度，值越大，斑塊形狀越不規(guī)則，邊界曲折度越大。由表3可知，堤內(nèi)農(nóng)村居民點(diǎn)斑塊形狀特征趨于不規(guī)則，而堤外居民點(diǎn)則趨于規(guī)則。堤內(nèi)居民點(diǎn)的發(fā)展方向受多種因素影響，位于堤腳老灘居民點(diǎn)發(fā)展受大堤限制，一般擴(kuò)張到堤腳后改變發(fā)展方向，沿黃河大堤展布，位于控導(dǎo)工程附近村莊形態(tài)同樣受控導(dǎo)工程的影響。堤內(nèi)居民點(diǎn)受多種因素影響，其居民點(diǎn)形態(tài)變得更加復(fù)雜。平均斑塊分維數(shù)（FRAC_MN）取值范圍為1≤FRAC_MN≤2，其值為l代表形狀最簡(jiǎn)單的正方形或圓形，其值越大，分形特征越明顯。大堤外居民點(diǎn)FRAC_MN值下降，表明2009—2019年大堤外居民點(diǎn)形態(tài)朝著規(guī)則方向發(fā)展。受灘區(qū)遷建工程影響，灘區(qū)內(nèi)居民點(diǎn)搬出后有統(tǒng)一的建設(shè)規(guī)劃，形態(tài)更加規(guī)則。堤內(nèi)平均斑塊分維數(shù)也稍有下降，表明盡管其形態(tài)變得更加復(fù)雜，但這種態(tài)勢(shì)在進(jìn)一步減緩。蔓延度（COHESION）反映了鄉(xiāng)村聚落分布的連接程度或連續(xù)性。大堤內(nèi)外農(nóng)村居民點(diǎn)均保持著較好的蔓延度，且10年間變化差異不大，均略有上升（表4）。分裂指數(shù)（SPLIT）反映了鄉(xiāng)村聚落分布的破碎化程度，其測(cè)度值隨斑塊面積的減小或斑塊數(shù)量的增多而增大。大堤外農(nóng)村居民點(diǎn)破碎化程度高于大堤內(nèi)，經(jīng)過(guò)10年的發(fā)展仍保持該態(tài)勢(shì)，但該態(tài)勢(shì)呈減弱的趨勢(shì)（表4）。大堤內(nèi)外居民點(diǎn)破碎化程度均有較大幅度減少。

3 結(jié)論與建議

3.1 結(jié)論

該研究通過(guò)GIS空間分析方法，空間韻律指數(shù)，深入對(duì)比分析了2009—2019年黃河下游河南段大堤內(nèi)外農(nóng)村居民點(diǎn)在空間分布、規(guī)模、形態(tài)上的變化，研究結(jié)論如下：

（1）在空間分布方面，2009—2019年大堤內(nèi)外農(nóng)村居民點(diǎn)分布更加集中和密集，堤內(nèi)堤外平均中心均有偏移，且偏移方向不同，堤內(nèi)總體向西北方向發(fā)展，而堤外則朝東北方向偏移，表現(xiàn)出相反的態(tài)勢(shì)。堤內(nèi)外居民點(diǎn)分布范圍減少，但收縮趨勢(shì)不同，堤內(nèi)南—北方向收縮趨勢(shì)高于東—西方向，而大堤外則呈現(xiàn)相反趨勢(shì)。大堤內(nèi)外居民點(diǎn)總體空間分布呈現(xiàn)東（略偏北）—西（略偏南）的空間格局，經(jīng)過(guò)10年的發(fā)展，這種分布格局進(jìn)一步加強(qiáng)，且大堤外表現(xiàn)更為顯著。2009年核密度值總體屬于中低值，2019年總體核密度值屬于低值。高值區(qū)域變化不明顯，并且一般位于黃河大堤外，中高值區(qū)域變化顯著，主要受城市擴(kuò)張、遷村并居等因素影響。

（2）在規(guī)模特征方面，大堤內(nèi)外居民點(diǎn)總體規(guī)模較小，規(guī)模小的農(nóng)村居民點(diǎn)比重大但規(guī)模差距小，規(guī)模大的農(nóng)村居民點(diǎn)比重小但規(guī)模差距大；堤外居民點(diǎn)規(guī)模一直高于堤內(nèi)，并且該態(tài)勢(shì)在2019年基本保持不變。研究區(qū)居民點(diǎn)總體規(guī)模擴(kuò)張顯著，但數(shù)量減少，來(lái)源主要是小規(guī)模居民點(diǎn)用地?cái)U(kuò)張。小規(guī)模居民點(diǎn)差異進(jìn)一步縮小，規(guī)模熱點(diǎn)沿黃河大堤間斷分布，呈現(xiàn)出明顯的“糖葫蘆狀”，熱點(diǎn)區(qū)一般為鄉(xiāng)政府所在地，經(jīng)過(guò)10年的發(fā)展，堤內(nèi)熱點(diǎn)區(qū)減少，冷點(diǎn)區(qū)一般為鄉(xiāng)級(jí)行政區(qū)劃邊界，經(jīng)過(guò)10年的發(fā)展，冷點(diǎn)區(qū)減少。

（3）在形狀特征方面，農(nóng)村居民點(diǎn)形狀特征包括居民點(diǎn)形態(tài)特征和居民點(diǎn)結(jié)構(gòu)特征。研究區(qū)2009—2019年居民點(diǎn)形狀朝著規(guī)則方向發(fā)展，總體變化不大，堤內(nèi)居民點(diǎn)斑塊形態(tài)特征趨于不規(guī)則，而堤外居民點(diǎn)則朝相反態(tài)勢(shì)發(fā)展。大堤內(nèi)外居民點(diǎn)均具有較好的連續(xù)程度，并且在10年間基本保持不變。大堤外農(nóng)村居民點(diǎn)破碎化程度高于大堤內(nèi)，并且經(jīng)過(guò)10年的發(fā)展仍然保持該態(tài)勢(shì)，該態(tài)勢(shì)呈現(xiàn)出減弱的趨勢(shì)。大堤內(nèi)外居民點(diǎn)破碎化程度均大幅減少。

3.2 建議

（1）目前堤內(nèi)正在實(shí)行的居民點(diǎn)遷建工程，使得居民點(diǎn)在空間上的展布進(jìn)一步集中，應(yīng)堅(jiān)持堤內(nèi)灘區(qū)合理制定生態(tài)扶貧搬遷工程，保持現(xiàn)有的空間布局發(fā)展方向，使得居民點(diǎn)重心進(jìn)一步向堤外遷移，壓縮居民點(diǎn)空間展布，加強(qiáng)居民點(diǎn)空間聚集性，改變堤內(nèi)人民生產(chǎn)生活落后的面貌。堤內(nèi)人均土地面積大，單作河道行洪會(huì)降低土地利用效率，堤內(nèi)人口也不可能完全搬出灘區(qū)。

現(xiàn)在低灘地區(qū)仍有部分居民點(diǎn)未遷建，這部分居民點(diǎn)受洪水威脅較大，應(yīng)堅(jiān)持遷建低灘地區(qū)居民點(diǎn)，制定合理的村莊規(guī)劃，引導(dǎo)村莊逐步有序撤出至堤外，保障人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全。

（2）嚴(yán)格控制堤內(nèi)老灘居民點(diǎn)規(guī)模，2009—2019年黃河下游河南段堤內(nèi)堤外居民點(diǎn)面積增長(zhǎng)較大，堤內(nèi)居民點(diǎn)面積增長(zhǎng)甚至超過(guò)堤外，且主要來(lái)源是中小居民點(diǎn)用地不合理擴(kuò)張，主要熱點(diǎn)區(qū)在堤內(nèi)這一態(tài)勢(shì)沒(méi)有變化。應(yīng)劃定建設(shè)用地邊界線，調(diào)整居民點(diǎn)內(nèi)部用地結(jié)構(gòu)，探索空心村整治方法和盤(pán)活低效農(nóng)村宅基地，提高居民點(diǎn)公共服務(wù)設(shè)施水平，加大基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)規(guī)模，控制堤內(nèi)居民點(diǎn)用地面積增長(zhǎng)。堤內(nèi)居民點(diǎn)土地利用結(jié)構(gòu)的變化勢(shì)必會(huì)影響到堤外，灘區(qū)鄉(xiāng)級(jí)行政區(qū)劃往往被黃河大堤“攔腰截?cái)唷?。有些鄉(xiāng)鎮(zhèn)政府所在地在堤內(nèi)，堤外土地面積較少，因此應(yīng)堤內(nèi)堤外統(tǒng)一規(guī)劃，合理布設(shè)堤外安置點(diǎn)，在提高土地利用效率的基礎(chǔ)上，適當(dāng)擴(kuò)大堤外居民點(diǎn)規(guī)模。

（3）農(nóng)村居民點(diǎn)空間形態(tài)的形成受多種因素影響，黃河大堤是保障兩岸居民生命安全的重要工程，對(duì)堤內(nèi)堤外居民地選址、擴(kuò)張、消亡產(chǎn)生巨大影響。大堤堤腳地勢(shì)影響附近居民點(diǎn)發(fā)展方向，堤內(nèi)居民點(diǎn)發(fā)展缺乏科學(xué)的空間規(guī)劃也是重要原因，統(tǒng)一規(guī)劃堤內(nèi)堤外居民點(diǎn)規(guī)模、空間布局、發(fā)展方向，使得居民點(diǎn)保持規(guī)則發(fā)展的態(tài)勢(shì)，減少居民點(diǎn)破碎化程度，提高居民點(diǎn)的連通度。

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