图1 陕西省国家级传统村落核密度图
纸质出版日期:2024-04-25,
收稿日期:2023-11-08
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传统村落是推进乡村振兴和新型城镇化建设的重要载体。以陕西省182个国家级传统村落为研究对象,分析其空间分布特征,并运用ArcGIS网络分析和地理加权回归模型,深入剖析县级和镇级尺度下传统村落可达性特征及影响因素的空间分异。研究结果表明:①陕西省国家级传统村落呈集聚型空间分布,在空间上形成了4个主要集聚区。②传统村落可达性整体水平较低,呈现以关中为中心的阶梯状递减特征。③不同空间尺度下的传统村落可达性与影响因素存在着较强的空间不稳定性。县级尺度下,高程与传统村落可达性基本呈正相关关系,但在镇级尺度下,两者正负向关系并存,且呈现以榆林西北部和渭南中部为中心向外围圈层逐渐增强的特点。县级尺度下,近水体最短距离与传统村落可达性水平呈负相关关系,但在镇级尺度下,其对可达性水平的影响呈现出从陕南和陕北向中部逐步递减的趋势。④高程、坡度和近水体最短距离是影响陕西省国家级传统村落可达性的主要因素,且在不同地区具有不同的影响效应。传统村落可达性特征和影响因素的研究可以为不同地区传统村落可达性的改进和传统村落保护利用策略的制定提供科学依据。
Traditional villages are an important carrier for promoting rural revitalization and new urbanization construction. The spatial distribution characteristics of 182 national-level traditional villages in Shaanxi Province were analyzed as research objects. Using ArcGIS network analysis and GWR model, the spatial differentiation of traditional village accessibility characteristics and influencing factors at the county and town scales were analyzed in depth. The results of the study show that: ① The national-level traditional villages in Shaanxi Province are characterized by agglomeration spatial distribution, forming four main agglomeration area in space. ② The overall level of accessibility is low, showing a stepwise decline centered on Guanzhong. ③ There is strong spatial instability in the accessibility and influencing factors of traditional village accessibility at different spatial scales. At the county level, the elevation has a positive correlation with the accessibility of traditional villages. However, at the town level, both positive and negative relationships coexist, and are characterized by a gradual increase from the northwestern part of Yulin and the central part of Weinan to the peripheral circles. At the county level, the distance to neighboring rivers is negatively correlated with the level of accessibility of traditional villages. However, at the town level, its impact on accessibility shows a decreasing trend from southern and northern Shaanxi to the central part of the country. ④ Elevation, slope, and the distance to neighboring rivers are the main factors in the accessibility of national-level traditional villages in Shaanxi Province and have different influencing effects in different areas. Research on the accessibility of traditional villages can help reveal the ways to improve the accessibility of traditional villages in different regions, and can provide a scientific basis for the formulation of future conservation and utilization strategies for traditional villages.
传统村落是指形成较早,拥有较丰富的传统资源,具有一定历史、文化、科学、艺术、社会和经济价值,应予以保护的村落[
我国传统村落研究起步相对较晚,但成果丰富。学者从建筑学、地理学、生态学、管理学等不同学科视角,对传统村落开展了大量研究。研究内容主要集中在传统村落空间格局及形态特征[
便携的交通是地区发展的前提条件。传统村落大多分布在位置偏远、交通基础设施相对较差的地区,传统村落的保护利用高度依赖于交通条件和可进入性。传统村落的可达性水平反映了其进入的交通便利程度,会对传统村落的社会经济发展与文化保护传承产生重要影响。准确把握传统村落可达性空间分布特征及其影响因素是对传统村落进行高效保护利用的前提。当前的可达性研究主要关注区域尺度的可达性测度、格局变化及其对经济、人口或产业的影响[
鉴于此,本文以陕西省国家级传统村落为研究对象,运用地理加权回归(geographically weighted regression, GWR)模型,探究传统村落可达性的空间格局、影响因素及各影响因子的空间分异,揭示传统村落可达性空间分布规律和影响因素在不同地理空间背景下的影响差异,以期为传统村落的保护开发提供决策依据。
通过对中华人民共和国住房和城乡建设部网站公布的第一批至第六批中国国家级传统村落名录进行梳理,截止2022年,陕西省共有国家级传统村落182个。传统村落的经纬度借助百度地图API拾取坐标系统获取。研究中的中国海拔高度(DEM)空间分布数据来源于中国科学院资源环境科学数据中心(http://www.resdc.cn/),空间分辨率为1 km。坡度数据通过DEM进行提取。水系和路网数据源于国家基础地理信息中心(http://www.ngcc.cn/ngcc/)提供的最新矢量数据。主要数据的处理采用了ArcGIS 10.7软件连接、叠合等空间处理工具。
1.2.1 空间分布特征分析方法
1)最邻近点指数。最邻近距离是表示点状要素的相互邻近距离的地理指标,反映点状要素在空间上的分布类型。计算公式为
(1)
(2) 为理论最邻近距离;
为平均实际最邻近距离;n为点要素的个数;A为区域面积;D为点要素的密度;当R<1时,说明点要素在空间上呈集聚型分布,当R=1时,说明点要素在空间上呈随机型分布,当R>1时,说明点要素在空间上呈均匀型分布。
2)核密度估计法。本文采用核密度估计法判定陕西省国家级传统村落在空间上聚集的区域。核密度估计法认为地理事件可以发生在任何空间位置上,但地理事件发生的概率随空间位置的变化而变化,其中点要素越集聚的区域,地理事件发生的概率越高[
采用四次多项式核函数估计,设p处密度为λr(p),其估计值为 ,计算公式为
(3)
1.2.2 可达性计算方法
可达性旨在对空间上某一要素实体(点、线或区域)的位置优劣程度进行度量。本文采用最短时间距离模型来测算陕西省国家级传统村落到研究范围内不同层级行政中心(县和镇)的便利程度。为便于分析,对结果数值取倒数,数值越大,说明该传统村落可达性越好。公式为
(4)
本文在网络数据集的基础上对高速公路、国道、省道、县道和乡道等不同等级的道路设定不同的行驶速度。道路行驶速度结合陕西省道路通行情况,根据《中华人民共和国公路工程技术标准(JTGB—2006)》,按照高速公路120 km/h、国道100 km/h、省道80 km/h、县道50 km/h、乡道40 km/h进行设定。
1.2.3 GWR模型
GWR模型是在最小二乘法(ordinary least squares,OLS)基础上的进一步拓展,其考虑了空间数据的异质性特征,能够将模型的参数估计值反映在地图上,有助于探索空间变异特征和规律[
(5)
根据地理学第一定律,两个地物之间存在空间相关性,一般来说,空间相关性与两地物间距离正相关。因此,对样本点进行加权处理,“加权”通过权重矩阵来完成,利用加权最小二乘法估计参数的数学表达式为
(6)
是β的估计值;n是空间样本总数;win表示随机位置i赋予第n个空间样本点的权重。参考已有研究[
(7)
(8)
通过计算陕西省国家级传统村落的最邻近点指数,发现呈现集聚型空间分布特征。计算得出的理论邻近距离 =25.52 km,实际邻近距离
=16.50 km。最邻近指数R约为0.65<1,表明陕西省国家级传统村落在空间分布上成集聚状态。
选取带宽150 km的核密度工具生成陕西省国家级传统村落空间分布的核密度热点图。如
图1 陕西省国家级传统村落核密度图
Fig. 1 National-level traditional villages in Shaanxi Province kernel density map
呈现该空间格局分布特征主要有两方面原因:对于关中平原地区,由于其社会经济发展水平较高,具有良好交通和区位条件,传统村落的保护利用水平相对较高;对于陕北黄土高原及陕南秦巴山地,地形条件导致对外交通联系较少,传统村落受外来影响小,众多的传统村落得以保留。
传统村落的可达性可衡量外界进入村落的难易程度。本文采用最短时间距离模型计算可达性,分别测算182个陕西省国家级传统村落到研究范围内107个县城、1 398个乡镇的可达性水平。
为分析传统村落可达性的空间分布特征及其差异,按照最短时间距离划分可达时间等级,利用ArcGIS软件对陕西省国家级传统村落的可达性进行可视化处理。通过测算得出县级和镇级尺度下各传统村落的可达性均值为363.97 min和377.86 min,可达性空间格局基本相似,陕西省国家级传统村落的可达性等级总体上呈现以关中地区为中心的阶梯状向四周递减的圈层式结构(见
图2 陕西省国家级传统村落的县级和镇级可达性的空间分布
Fig. 2 Spatial distribution of county, and town-level accessibility of national-level traditional villages in Shaanxi Province
同时,高可达性的传统村落与陕西省经济地理空间格局具有明显耦合性,这些传统村落所在地区的地理区位、道路基础设施和经济发展水平具有明显优势,人口密度较高、经济活动相对较为活跃。
陕西省各国家级传统村落交通可达性为被解释变量。参考已有研究[
模型参数 | 县级系数(t值) | 镇级系数(t值) |
---|---|---|
截距 | 5.054***(14.742) | 5.307***(16.309) |
高程 | 0.001***(3.143) | 0.001***(3.108) |
坡度 | 0.023**(2.008) | 0.021(1.973) |
近水体最短距离 | -0.004**(-2.384) | -0.01**(-2.124) |
路网密度 | -0.022(-1.203) | -0.017(-0.981) |
河网密度 | -0.021(-0.726) | -0.016(-0.597) |
R2 | 0.134 | 0.129 |
Adjusted R2 | 0.111 | 0.105 |
Jarque-Bera Test | 7.117 | 25.632 |
AICc | 695.869 | 676.804 |
注: ***表示在1%水平上显著,**表示在5%水平上显著,*表示在10%水平上显著。
本文使用Jarque-Bera检验方法考察样本数据是否具有符合正态分布的偏度和峰度的拟合优度。县级和镇级尺度Jarque-Bera检验结果不显著,可知县级和镇级尺度下的回归方程均服从正态分布假设,可以进行下一步的GWR模型参数回归。
借助GWR模型进一步分析地理位置对传统村落可达性水平的影响。运算得出县级和镇级尺度下传统村落可达性水平的Moran’s I值分别为0.72和0.65,Z得分为16.32和14.68,p值均为0.00,可得知不同尺度下传统村落的可达性水平存在显著的空间集聚特征。
运用GWR 4软件构建GWR模型,选择Adptive bi-square为权重函数,带宽确定准则选择AICc,输出得到回归结果(见
为探究各变量对传统村落可达性的影响,对GWR模型分析结果进行整理,分别选取最小值、上四分位数、中位数、下四分位数、最大值和平均值6个统计项目绘制
变量 | 层级 | 高程 | 坡度 | 近水体最短距离 | 路网密度 | 河网密度 |
---|---|---|---|---|---|---|
最小值 | 县级 | -0.000 86 | -0.025 35 | -0.000 07 | -0.465 16 | -0.488 93 |
镇级 | -0.001 10 | -0.021 45 | -0.000 08 | -0.433 46 | -0.407 81 | |
上四位分数 | 县级 | 0.000 67 | 0.017 47 | -0.000 01 | -0.007 19 | 0.057 71 |
镇级 | 0.000 07 | 0.017 97 | -0.000 03 | -0.004 75 | 0.050 86 | |
中位数 | 县级 | 0.000 26 | 0.009 26 | -0.000 03 | -0.029 25 | 0.005 91 |
镇级 | 0.000 19 | 0.006 30 | -0.000 02 | -0.021 73 | 0.011 22 | |
下四分位数 | 县级 | -0.000 16 | -0.021 56 | -0.000 05 | -0.058 85 | -0.034 14 |
镇级 | -0.000 25 | -0.018 45 | -0.000 05 | -0.052 18 | -0.031 42 | |
最大值 | 县级 | 0.001 57 | 0.088 20 | 0.000 03 | 0.031 93 | 1.095 67 |
镇级 | 0.001 82 | 0.083 67 | 0.000 04 | 0.030 36 | 0.888 17 | |
平均值 | 县级 | 0.000 26 | 0.004 31 | -0.000 03 | -0.047 71 | -0.021 37 |
镇级 | 0.000 23 | 0.004 56 | -0.000 02 | -0.040 65 | 0.015 76 |
GWR回归结果表明,县级和镇级尺度下,高程、坡度和近水体最短距离的回归系数较大,且回归系数的波动较大,表明3个变量对传统村落可达性空间分布有较大影响。同时高程、坡度和近水体最短距离的回归系数有正有负,表明这3个变量对部分地区的传统村落可达性有正向促进作用,对部分地区的传统村落可达性有负向牵制作用。
采用ArcGIS软件对GWR模型结果中各变量的回归系数进行可视化分析,得到各变量系数的空间分布图,进而研究各变量影响效应的空间差异。
3.3.1 高程
绘制山体高程与传统村落的叠加图〔见
图3 高程对可达性影响的空间分异
Fig. 3 Spatial differentiation in the effect of elevation on accessibility
县级尺度下,高程的回归系数有正有负,但高程与传统村落可达性基本呈现正相关关系〔见
镇级尺度下,高程对传统村落可达性是正负向影响并存,且市际差异较大,形成以陕北榆林西北部和关中渭南中部为核心向外逐渐递增的圈层结构〔见
将传统村落可达性数值进行对比可发现,村落的高程与传统村落的可进入程度具有明显耦合关系,即高程较高的传统村落的可进入程度较差。高程对传统村落可达性的影响程度较大,且影响程度与高程大小相关。
3.3.2 坡度
坡度对传统村落可达性具有重要影响。将坡度与传统村落空间数据在ArcGIS软件中进行叠加,进一步分析坡度对传统村落可达性的影响,如
图4 坡度对可达性影响的空间分异
Fig. 4 Spatial differentiation in the effect of slope on accessibility
县级尺度下,坡度对传统村落可达性水平的影响呈现较为显著的正向与负向空间分区特征〔见
对比
3.3.3 近水体最短距离
陕西省地跨黄河和长江两大流域,全省境内河流众多。利用ArcGIS 10.7软件绘制各水体与传统村落的叠加图〔见
图5 近水体最短距离对可达性影响的空间分异
Fig. 5 Spatial differentiation in the effect of distance to neighboring rivers on accessibility
县级尺度下,近水体最短距离对传统村落可达性水平的影响基本呈现负相关效应〔见
镇级尺度下,近水体最短距离对传统村落可达性影响的正负向效应并存〔见
传统村落作为重要历史文化遗产和文化旅游资源,分析其可达性及影响因素对于促进传统村落所在地区的社会经济发展和文化传承具有重要意义。本文以182个陕西省国家级传统村落为研究对象,分析了传统村落的空间分布和可达性特征,运用回归模型分析了传统村落可达性的影响因素,并基于GWR模型深入揭示了各影响因子的空间异质性。主要结论如下。
1)陕西省国家级传统村落呈集聚型空间分布特征,在空间上形成了4个主要的空间集聚区,分别是陕北中东部传统村落集聚区、关中东北部传统村落集聚区、陕南中南部传统村落集聚区以及陕南西北部传统村落集聚区。
2)陕西省国家级传统村落的可达性呈现出以关中为中心阶梯状递减的趋势。各国家级传统村落的可达时间等级在空间上呈连续的圈层式分布,高可达时间等级的传统村落主要分布在关中中部地区,而其他可达时间等级的传统村落则依次分布于外围地区。
3)不同空间尺度下,传统村落可达性与影响因素间存在着较强的空间不稳定性。县级尺度下,高程对传统村落可达性基本呈现正相关关系;坡度对传统村落可达性水平的影响呈现以陕南商洛为核心向外逐渐递减的圈层结构;近水体最短距离对传统村落可达性水平的影响基本呈现负相关效应。镇级尺度下,高程对传统村落可达性水平的影响呈现以榆林西北部和渭南中部为中心向外围圈层逐渐增强的特点;近水体最短距离对传统村落可达性水平的影响基本呈现从陕南和陕北向中部逐步递减的趋势。
4)高程、坡度和近水体最短距离是陕西省国家级传统村落可达性的主要影响因素,且在不同地区具有不同的影响效应。高程是影响关中传统村落可达性的主要因素;影响陕北地区传统村落可达性的因素较多,包括高程以及近水体最短距离;坡度是影响陕南传统村落可达性的主要因素。
生态文明建设和乡村振兴背景下,传统村落的保护和利用面临着前所未有的机遇和挑战。交通作为地区发展的前提条件,是支撑传统村落保护和利用的基础。完善传统村落交通基础设施,提升可达性水平对于传统村落的保护利用至关重要。结合本文发现,从可达性的影响因素入手,可探究不同传统村落保护与振兴的差异化路径。
高程是影响关中传统村落可达性的主要因素。对于高程较低、容易进入的传统村落,可以采取优先发展策略。相关管理部门应积极整合各方资源,充分挖掘传统村落的文化资源,形成有机整体,全力打造生态旅游、全域旅游。对高程较高的传统村落,需要加强对其独特优势的深入挖掘与宣传,同时通过旅游线路规划设计,充分依托周边景点的带动辐射作用,与周边区域景点连接成旅游产品共同推向市场。
影响陕北地区传统村落可达性的因素较多,需制定有层次的发展策略来改善该地区传统村落可达性。坡度是影响陕南传统村落可达性的主要因素,建议依据坡度的高低,差异化构建传统村落的重点保护系统,从而为有目标、有层级地改善传统村落的可达性夯实基础。
本文还存在以下不足。在探究陕西省国家级传统村落可达性时,将传统村落抽象为点要素,忽视了传统村落的内在价值和外在吸引力。未来研究可以对陕西省国家级传统村落的价值进行梳理,从不同价值层面对传统村落可达性及其影响因素进行研究。
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