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摘要：以艾比湖流域新疆精河县为研究对象，应用GIS空间分析和数理统计方法，对艾比湖流域乡村聚落的空间、规模分布格局特征及其影响因素进行定量分析。结果表明：（1）空间分布上，乡村聚落分布呈显著集聚型，密度分布空间差异性明显，东西比较密集，中部较稀疏。聚落斑块密度大于1.31个/km2的主要集中分布在托里乡、茫丁乡西北部;（2）规模上具有显著的高值集聚特征，呈“V”形空间结构;（3）聚落面积、数量和海拔、高程呈负相关;河流、道路对聚落集聚具有指向性作用;（4）随着社会经济的转型，乡村聚落分布格局趋向农业发展较好的地区。该研究可为干旱半干旱区乡村聚落的空间布局优化与调控、人居环境改善以及新疆土地整理规划的实施提供科学参考。
关键词：乡村聚落;空间格局;特征;影响因素;艾比湖流域;土地整理规划;决策参考
乡村聚落不仅是乡村地理学的重要组成部分，也是研究人地关系地域体系的重要领域之一[1-2]。乡村聚落的研究可以科学合理规划土地，还可以进一步探究聚落形式与自然环境、人文社会之间的关系[3]。艾比湖流域乡村聚落是干旱半干旱区典型的聚落形式，对其分布格局特征及其影响因素的研究，能够更好地揭示这一地区的人地关系，进而对促进城乡土地资源的合理规划具有重要的科学理论和实际意义。
目前，国内外相关研究区主要集中在东南沿海平原、西北山区以及丘陵沟壑区[4-6]，研究内容多集中于乡村聚落形态特征与类型[7-8]、乡村聚落景观类型[9-10]、乡村聚落空间结构类型与优化[11-12]，研究方法主要以景观生态学分析[13]、GIS空间分析与地理建模等为主[14-16]，研究思路从定性描述与数理统计相结合，从动态变化与驱动机制间的关系展开[17-18]。总体上，国内外对乡村聚落的研究是由简单到复杂、由定性到定量描述、由宏观到微观的发展过程。然而，总体上对乡村聚落的研究主要集中于我国中东部一些经济比较发达的地区，对西北尤其是干旱半干旱的新疆地区的乡村聚落研究较少;多为全国大尺度和省、地级市中尺度范围，而对小尺度的县域研究较少。
因此，本研究利用空间统计数据和社会经济数据，应用GIS空间分析和数理统计相结合的方法，对西北边陲艾比湖流域乡村聚落的分布格局特征进行分析。此外，通过对不同高程、坡度上乡村聚落斑块数和斑块面积的统计，研究海拔、坡度对乡村聚落的影响;对河流、道路以500 m为基础进行等距离缓冲区分析，探究河流和道路对乡村聚落的影响;根据社会统计年鉴数据为主，进一步探究人口、社会、经济对乡村聚落空间分布的影响，以期为新疆土地整理规划的实施提供科学参考。
1 研究数据与方法
1.1 研究区概况
精河县地处新疆天山支脉婆罗科努山北麓，准噶尔盆地西南边缘，介于44°02′～45°10′N、81°46′～83°51′E之间（图1）。研究区国土总面积为11 275 km2，下辖2个镇3个乡，包括精河镇、大河沿子镇、托托乡、茫丁乡、托里乡，除此之外还有新疆生产建设兵团农五师所属的83、91等2个团场及其阿合其农场和八家户农场;区内海拔相差悬殊，南高北低，南部主要为天山山脉，中部为博尔塔拉河冲积平原，北部是艾比湖湿地保护区，绿洲主要分布在东部和西部，中部和南部为大面积的戈壁荒漠区[19]。
1.2 数据来源及预处理
本研究数据包括：（1）空间数据。2014年Landsat8卫星影像（分辨率30 m）为基础，然后利用ENVI4.5软件进行几何校正，使得误差在0.5个像元之内，再载入ArcGIS 10.2软件进行人工目视解译，获得精河县乡村聚落斑块矢量数据以及河网和水系、道路、精河县乡镇行政区划矢量数据，结合Googel Earth影像对比验证及笔者所在的研究团队于2017年7月进行的野外实地调查属性信息校正，所得数据解译准确率达81.59%，符合研究要求。（2）高程和坡度数据（30 m×30 m）。通过数字高程DEM提取并重新分类。（3）社会经济数据。来自《新疆统计年鉴》《精河县·县志》《精河年鉴》及相关政府网站公布的国民经济和社会发展统计公报等。
1.3.5 因子分析法 因子分析法是一种用较少的、互相独立的因子来体现原变量的多数信息的多元统计方法[24]。根据科学性和数据可获取性的原则，结合艾比湖流域精河县实际情况，挑选13项指标进行因子分析，其中x1表示农业总人口（人）、x2表示总耕地面积（hm2）、x3表示第一产业收入（万元）、x4表示第二产业收入（万元）、x5表示农业收入（万元）、x6表示农村劳动力（个）、x7表示农机拥有量（台）、x8表示农牧民人均纯收入（元/人）、x9表示农林牧渔业总产值（万元）、x10表示距县城距离（km）、x11表示城镇化率（%）、x12表示人口密度（人/km2）、x13表示粮食总产量（t）。
2 结果与分析
2.1 乡村聚落空间分布特征
本研究对乡村聚落空间分布特征的分析以平均最近邻比率（ANN）和乡村聚落斑块密度2个方面为主，从聚落空间分布的集聚或分散程度、密度分布状况2个方面进行分析研究。
2.1.1 平均最近邻比率（ANN） 在ArcGIS 10.2中，把乡村聚落斑块转化为点要素;利用Near工具，计算出精河县乡村聚落间的平均最近邻距离观测值和期望值;根据公式（1）计算出相应的平均最近邻比率;最后通过公式（2）和（3）得到标准化Z值，结果如表1所示。
从表1可以看出，精河县乡村聚落整体上呈集聚分布模式。通过计算结果可知，其乡村聚落斑块分布的ANN为0.37
关键词：乡村聚落;空间格局;特征;影响因素;艾比湖流域;土地整理规划;决策参考
乡村聚落不仅是乡村地理学的重要组成部分，也是研究人地关系地域体系的重要领域之一[1-2]。乡村聚落的研究可以科学合理规划土地，还可以进一步探究聚落形式与自然环境、人文社会之间的关系[3]。艾比湖流域乡村聚落是干旱半干旱区典型的聚落形式，对其分布格局特征及其影响因素的研究，能够更好地揭示这一地区的人地关系，进而对促进城乡土地资源的合理规划具有重要的科学理论和实际意义。
目前，国内外相关研究区主要集中在东南沿海平原、西北山区以及丘陵沟壑区[4-6]，研究内容多集中于乡村聚落形态特征与类型[7-8]、乡村聚落景观类型[9-10]、乡村聚落空间结构类型与优化[11-12]，研究方法主要以景观生态学分析[13]、GIS空间分析与地理建模等为主[14-16]，研究思路从定性描述与数理统计相结合，从动态变化与驱动机制间的关系展开[17-18]。总体上，国内外对乡村聚落的研究是由简单到复杂、由定性到定量描述、由宏观到微观的发展过程。然而，总体上对乡村聚落的研究主要集中于我国中东部一些经济比较发达的地区，对西北尤其是干旱半干旱的新疆地区的乡村聚落研究较少;多为全国大尺度和省、地级市中尺度范围，而对小尺度的县域研究较少。
因此，本研究利用空间统计数据和社会经济数据，应用GIS空间分析和数理统计相结合的方法，对西北边陲艾比湖流域乡村聚落的分布格局特征进行分析。此外，通过对不同高程、坡度上乡村聚落斑块数和斑块面积的统计，研究海拔、坡度对乡村聚落的影响;对河流、道路以500 m为基础进行等距离缓冲区分析，探究河流和道路对乡村聚落的影响;根据社会统计年鉴数据为主，进一步探究人口、社会、经济对乡村聚落空间分布的影响，以期为新疆土地整理规划的实施提供科学参考。
1 研究数据与方法
1.1 研究区概况
精河县地处新疆天山支脉婆罗科努山北麓，准噶尔盆地西南边缘，介于44°02′～45°10′N、81°46′～83°51′E之间（图1）。研究区国土总面积为11 275 km2，下辖2个镇3个乡，包括精河镇、大河沿子镇、托托乡、茫丁乡、托里乡，除此之外还有新疆生产建设兵团农五师所属的83、91等2个团场及其阿合其农场和八家户农场;区内海拔相差悬殊，南高北低，南部主要为天山山脉，中部为博尔塔拉河冲积平原，北部是艾比湖湿地保护区，绿洲主要分布在东部和西部，中部和南部为大面积的戈壁荒漠区[19]。
1.2 数据来源及预处理
本研究数据包括：（1）空间数据。2014年Landsat8卫星影像（分辨率30 m）为基础，然后利用ENVI4.5软件进行几何校正，使得误差在0.5个像元之内，再载入ArcGIS 10.2软件进行人工目视解译，获得精河县乡村聚落斑块矢量数据以及河网和水系、道路、精河县乡镇行政区划矢量数据，结合Googel Earth影像对比验证及笔者所在的研究团队于2017年7月进行的野外实地调查属性信息校正，所得数据解译准确率达81.59%，符合研究要求。（2）高程和坡度数据（30 m×30 m）。通过数字高程DEM提取并重新分类。（3）社会经济数据。来自《新疆统计年鉴》《精河县·县志》《精河年鉴》及相关政府网站公布的国民经济和社会发展统计公报等。
1.3.5 因子分析法 因子分析法是一种用较少的、互相独立的因子来体现原变量的多数信息的多元统计方法[24]。根据科学性和数据可获取性的原则，结合艾比湖流域精河县实际情况，挑选13项指标进行因子分析，其中x1表示农业总人口（人）、x2表示总耕地面积（hm2）、x3表示第一产业收入（万元）、x4表示第二产业收入（万元）、x5表示农业收入（万元）、x6表示农村劳动力（个）、x7表示农机拥有量（台）、x8表示农牧民人均纯收入（元/人）、x9表示农林牧渔业总产值（万元）、x10表示距县城距离（km）、x11表示城镇化率（%）、x12表示人口密度（人/km2）、x13表示粮食总产量（t）。
2 结果与分析
2.1 乡村聚落空间分布特征
本研究对乡村聚落空间分布特征的分析以平均最近邻比率（ANN）和乡村聚落斑块密度2个方面为主，从聚落空间分布的集聚或分散程度、密度分布状况2个方面进行分析研究。
2.1.1 平均最近邻比率（ANN） 在ArcGIS 10.2中，把乡村聚落斑块转化为点要素;利用Near工具，计算出精河县乡村聚落间的平均最近邻距离观测值和期望值;根据公式（1）计算出相应的平均最近邻比率;最后通过公式（2）和（3）得到标准化Z值，结果如表1所示。
从表1可以看出，精河县乡村聚落整体上呈集聚分布模式。通过计算结果可知，其乡村聚落斑块分布的ANN为0.37