李阳兵:茂兰喀斯特自然保护区聚落空间分布与演变特点论文

李阳兵:茂兰喀斯特自然保护区聚落空间分布与演变特点论文

摘 要:探讨自然保护区聚落空间分布与演变特点,对认识自然保护地区人地关系动态变化具有重要意义。本文采用1963年到2015年的高分辨率影像和地形图数据,研究了茂兰保护区聚落空间分布与动态演变。结果表明:(1)茂兰自然保护区的聚落集中分布在4个实验区,从1963年到2015年,实验区聚落一直呈增加趋势,2005年是聚落集聚程度经历了减弱再到增加过程的拐点;(2)在聚落规模增加的同时,聚落的功能也在发生着变化,形成了以旅游业为主的新型生态旅游型聚落;(3)保护区峰丛洼地中聚落面积与耕地面积二者呈显著的正相关,保护区聚落密度低、聚耕比小是保护区植被得以较完整保存的根本原因。研究结果有助于为查清茂兰自然保护地区人-地关系动态状况、为连片峰丛洼地区的人-地关系优化调控提供参考。

关键词:茂兰;喀斯特;聚落;演变

0 引 言

区域特殊的自然背景与人文社会因素差异,使得不同地区乡村聚落在空间上呈现不同的特征与规律。但关于聚落分布与演变的研究主要集中在黄土丘陵区[1]、风沙区[2]、江南丘陵区[3]、经济发达地区[4]和平原农区[5]等,以及山地型农村聚落[6]和旅游型聚落[7]的景观演变格局与趋势,而对自然保护区的聚落分布与演变研究较少。

喀斯特地貌决定了喀斯特地区乡村聚落的规模大小 、集聚程度以及空间分布特点[8-10],研究喀斯特山地聚落分布与演变对喀斯特山地生态保护、人地关系演化具有重要意义。贵州茂兰喀斯特国家级自然保护区位于我国西南喀斯特脆弱生态系统地区[11],喀斯特地貌典型[12],呈现出罕见的喀斯特峰丛洼地景观。王中强等[13]借助地理信息系统(GIS)手段,对其森林景观特征及多样性进行了研究;谭成江等[14]分析了该地区石漠化分布的特点、成因以及石漠化带来的生态环境和社会问题;针对茂兰保护区聚落格局演变等级效应及其与交通条件的关系[15]、景观多样性变化的生态学意义对比[16]、关于保护区不同功能区峰丛洼地景观格局[17]等方面研究也逐步深入,发现了在茂兰自然保护区自核心区到外围区,聚落规模、等级、形态等格局信息及其动态演变的梯度效应明显[18],但缺乏对茂兰自然保护区聚落长时间序列演变的研究。

[15] Boleslaw A. Boczek, “International Protection of the Baltic Sea Environment Against Pollution: A study in Marine Regionalism,” The American Journal of International Law, Vol. 72, No. 4 (October 1978), pp. 782-814.

茂兰自然保护区是世界自然遗产地,如何协调保护区的人与环境关系,实现可持续发展具有重要意义,但目前仍然缺乏对整个自然保护区长时间序列的聚落空间分布与演变特点研究。因此,本文基于高清影像和实地调查,研究整个保护区1960年代以来的聚落空间分布与动态演变过程,一方面可以为查清自然保护地区人地关系动态状况、做好自然保护地区社区发展与管理、村镇建设、土地整理与生态建设等提供参考;另一方面,可以为阐明连片峰丛洼地区人地关系的控制因素、人地关系的空间变化特征、人地关系演化的驱动机制,为连片峰丛洼地区的人地关系优化调控提供理论依据和实证案例。

1 研究区概况

贵州茂兰喀斯特保护区于1985年建立,1988年经国务院批准成为国家级自然保护区,2007年入选世界自然遗产, 位于贵州省黔南布依族苗族自治州荔波县东南部,与广西壮族自治区接壤(图1) ,隶属茂兰、立化、洞塘、翁昂、永康等乡镇。地处贵州高原向广西丘陵盆地过渡的斜坡带上,保护区东西长22.8 km,南北宽21.8 km,地势西北高东南低,为中亚热带季风温润气候区。茂兰自然保护区内1963年常住人口2 233人,2015年增至4 839人,因此,保护区人地关系的现实矛盾及潜在矛盾均较大[19]。

图1 贵州茂兰国家级自然保护区位置及功能分区
Fig.1LocationandfunctionalzoningofMaolannationalnaturereserve,Guizhou

2 研究方法

2.1 数据来源

本研究主要采用1963年1 m分辨率航空影像(并结合1∶5万地形图)、1980年1∶1万地形图、1988年航片、2005年2.5 m分辨率SPOT合成影像、2010年2.5 m分辨率ALOS影像和2015年高分一号资源卫星影像作为基础数据(图2),依据1∶1万地形图分别对其精校正和监督分类,然后用ArcGIS软件建立6个时期相应的聚落与土地覆被类型矢量数据层并进行图斑修正,对其结果进行野外抽样检查和调查访问校正,抽样图斑的解译正确率均在95%以上。最后利用ArcGIS对具有相同土地覆被类型属性的图斑进行合并操作。

2.2 指标计算

选用平均最邻近指数R表征聚落用地总体聚散程度[2],通过测量每个聚落质心与其最邻近的聚落质心点之间的平均距离,并将该距离值与假设随机分布的期望平均距离进行对比,进而判断聚落空间分布是否集聚。同时,引入标准化Z值来衡量平均距离的观测值与期望值之间的差异程度。参考前人研究成果[20-21],认为R≤0.5为聚集分布,R≥1.5为均匀分布;0.5~1.5间,按照等距划分为3类,0.5<R≤0.8为随机-聚集分布、0.8<R<1.2为随机分布、1.2≤R<0.8为随机-离散分布。若Z>1.96 或Z<-1.96,即可认为在α=0.05 的显著性水平下,所计算的观测模式与随机模式之间的差值具有统计显著性;反之,如果-1.96<Z<1.96,则可认为观测模式看上去更加集聚或更加分散,但是实际上,它与随机模式之间不存在显著差异。

图2 研究区6个时期的典型聚落解译抽样
Fig.2Samplinginterpretationoftypicalsettlementin6periodsofthestudyarea

3 结果分析

3.1 不同功能区聚落的数量变化特征

Table4Distributionstatisticsofpeakclusterdepression,settlementandcultivatedlandinthereserveareain2015

现实的问题及实际的需求都对企业管理实践的精神激励机制提出更高的要求。优秀企业的情况证明了成功精神激励的成效,将精神激励失范现象“恶魔化”、视为“洪水猛兽”是错误的,必须关注员工精神生活,强化企业激励机制建设。

图4反映了聚落占各区面积百分比的变化,图5反映了各区聚落占研究区聚落总面积的变化,其中反映的规律同上,研究区的聚落主要分布在实验区、且实验区内聚落逐年增加。

图3 各区聚落占研究区土地面积的百分比
Fig.3Percentageofsettlementareaofeachregionaccountingforthetotallandareaofthestudyarea

图4 聚落占各区面积百分比
Fig.4Percentageofsettlementsintheeacharea

图5 各区聚落占保护区聚落总面积百分比
Fig.5Percentageofsettlementsareaofeachregionaccountingforthetotalsettlementareaofthereservearea

3.2 保护区聚落空间分布特点

从空间上看,保护区聚落集中分布在4个实验区,且主要分布在西北的尧古、董歹、拉桥和瑶兰等实验区,和东北的板王、板寨到甲当、瑶所和必左一线;其次是缓冲区西南,即保护区西南边缘的拉洞林、吉洞、干排、洞应和花达等地;核心区的聚落主要分布在核心区北部的洞多、洞亮等地(图6)。从1963年到2015年,保护区的这一聚落分布格局并没有发生实质改变。

图6 茂兰保护区不同时期聚落空间分布
Fig.6SpatialdistributionofsettlementsindifferentperiodsinMaolanreservearea

3.4.2 保护区耕地赋存与聚落分布

板寨实验区平均最邻近指数R在1963年到2015年的6个时期均小于1,Z值均小于-1.96(表2),表明其聚落空间分布均呈现聚集分布特征,但从1965年到2015年6个时段本实验区聚落的集聚态势经历了从较为显著到不显著再到较为显著的变化;1963年、1980年和1988年本区聚落为聚集分布,2005年、2010年和2015年聚落为随机-聚集分布,同样以2005年为拐点,聚落集聚程度经历了减弱再到增加的过程。

表1 尧古实验区乡村聚落分布的最近邻近指数分析结果

Table1NearestneighborindexanalysisofruralsettlementdistributionofYaoguexperimentationareain1963,1980,2005,2010and2015

年份196319801988200520102015最近邻点平均观测距离/m230.41313.21311.01685.54237.76237.76最近邻点平均期望距离/m300.47361.24361.24405.84300.62300.62平均最邻近指数R0.770.870.861.690.790.79Z-2.23-0.98-1.034.37-1.87-1.87P0.0260.320.300.060.06

注:Z-平均距离的观测值与期望值之间的差异程度;P-某空间格局为随机过程形成的概率。

表2 板寨实验区乡村聚落分布的最近邻近指数分析结果

Table2NearestneighborindexanalysisofruralsettlementdistributionofBanzhaiexperimentationareain1963,1980,2005,2010and2015

年份196319801988200520102015最近邻点平均观测距离125.45141.86158.55354.63260179.97最近邻点平均期望距离325.89320.6333.48459.42393.38333.98平均最邻近指数R0.380.440.470.770.660.54Z-9.41-8.66-7.84-2.47-4.25-6.83P0000.0100

注:Z-平均距离的观测值与期望值之间的差异程度;P-某空间格局为随机过程形成的概率。

3.3 保护区聚落演变的空间差异

(1)茂兰自然保护区的聚落集中分布在4个实验区,2005年是聚落集聚程度经历了减弱再到增加过程的拐点。

3.4 研究区聚落演变原因分析

保护区属于连片的峰丛洼地、谷地,其中的耕地资源、聚落与人口在空间分布上具有不均匀性特征。为了回答保护区洼地是否有聚落分布的决定因素是什么,作者进一步统计了实验区内同时有耕地、聚落分布的峰丛洼地中聚落与耕地的对应关系(图8),发现峰丛洼地中的聚落面积与耕地面积二者呈显著的正相关,且洼地、谷地中耕地面积越大、聚落规模也往往越大。对某一单一的峰丛洼地来说,是否有聚落分布与洼地大小有关[23]、或在此洼地附近是否存在足够的耕地有关,似乎存在一个洼地面积或耕地面积阈值。以保护区2015年的聚落和耕地为例(表4),聚落主要还是分布在有耕地的峰丛洼地中,有聚落无耕地的峰丛洼地全区仅2个;除邻近聚落的部分峰丛洼地耕地还保持继续耕作外,更多的无聚落峰丛洼地内耕地已撂荒。

研究区地貌类型主要有峰丛漏斗、峰丛洼地和峰丛谷地3种类型[22],从地貌类型看,研究区聚落分布于峰丛洼地和峰丛谷地(图7)。研究区有聚落分布的峰丛洼地主要有洞腮、必佐、加别、甲乙、卡记、卡买、甲纠等地,有聚落分布的峰丛谷地主要分布于保护区东部的板寨、五墟、坡格、板老、保上、瑶所、洞旧等地,这些洼地、溶蚀谷地底部海拔600~700 m,洼底宽平, 一般有小河通过或有泉水溢出作为灌溉水源,稻田集中连片,土壤经人类长期耕作熟化, 成为耕性较好的大土泥田和大眼泥田。这些峰丛洼地都位于保护区内,形成以“一洼一聚落”为特征的分布格局。还有一些峰丛洼地位于保护区边缘,在保护区内并不完整,如肯西山峰丛洼地,往往只有聚落位于保护区内,洼地耕地位于保护区外,但从其整个峰丛洼地来看,基本上也呈“一洼一聚落”分布格局。

表3 1963-2015年研究区聚落斑块演变的空间差异(m2)

Table3Evolutionspatialdifferencesofsettlementpatchesinthestudyarea(m2)in1963-2015

扩展新生不变消失缩小尧古实验区15548312208651393333板寨-必左实验区22248823912233727洞长实验区37769365102797缓冲区126455956414871729012170核心区50539939

2)在对卷筒结构作业过程动态应力分析中综合考虑了在不同运行阶段钢丝绳张力和多层缠绕系数对卷筒受力的影响。通过动力学仿真分析确定了卷筒结构上的最大等效应力发生在卷筒的内壁支轮与支环的中间部位,得到了卷筒内壁上应力最大部位在不同运行阶段的应力-时间历程曲线。

图7 峰丛洼地和峰丛谷地2015年聚落分布示意图
Fig.7Diagramofsettlementdistributioninpeakclusterdepressionsandpeakclustervalleyin2015

利用聚落的最近邻近指数表示尧古实验区和板寨实验区聚落的分布模式。尧古实验区ANN指数在1963年、1980年、1988年、2010年和2015年等5个时期均小于1(表1),表明其聚落空间分布分别呈现随机-聚集分布、随机分布、随机分布、随机-聚集分布、随机-聚集分布特征,但Z值表明聚落集聚态势经历了从较为显著到不显著再到较为显著的变化;2005年平均最邻近指数R为1.69,大于1,表明聚落呈均匀分布,Z值在-1.96和1.96之间,表明其分布模式与随机模式之间并不存在显著差异。总体而言,尧古实验区聚落集聚程度经历了减弱再到增加的过程。

通过对以上例子以及前人研究成果的了解,形声字的声符示音能力不如形符表义能力强,一部分声符和整字的声韵调保持一致,另一部分与整字部分相同或相似,有示音的作用,并不能起到准确标音的作用。声符的示音功能存在着两种类型:①直接示音:声符的读音与整字完全一致;②类推示音:声符与其构成的形声字的读音都不一样,但是这些形声字的读音却一致。如,召——超、怊、弨、欩;留学生们可以通过其中一个字的读音类推出其他具有相同形符的汉字读音[4]。

3.4.1 保护区峰丛洼地与聚落分布

图8 保护区实验区洼地耕地面积和聚落面积的相关性
Fig.8Correlationbetweencultivatedlandareaandsettlementareaatexperimentationarea

表4 保护区2015年峰丛洼地与聚落、耕地分布统计(个)

整个保护区聚落占保护区总面积的比例很低,从1963年的0.158%增长到2015年的0.239%,并且,这些聚落主要分布在实验区。核心区聚落占保护区总面积的比例、缓冲区聚落占保护区总面积的比例分别在0.006%~0.002%和0.033%~0.031%之间,从1963年到2005年呈下降趋势,从2005年到2015年,聚落比例略有上升。从1963年到2015年,实验区聚落占保护区总面积的比例从0.119%增加到0.206%,总体呈增加趋势(图3)。

无论考勤、测验、还是收作业的时效性和效率性大大提高,节省了超40%教学时间和大量的人力。教师还可在批改作业或查阅成绩时直接私信学生,告知作业情况或提供更细致的学习方法建议,针对性地帮助学生快速提升。科技的教育智能管理平台有效地化解了过程性考核任务繁重与思政课教师人手不足的矛盾,更加切合当代大学生的需要。

特征有聚落有耕地有聚落无耕地有耕地无聚落耕地撂荒无聚落无耕地无聚落核心区1041460缓冲区6162047实验区231121244全区3022246151

3.4.3 政策及社会经济因素影响

统一战线契合新中国成立前不同时期党组织发展壮大和新中国成立后不同阶段国家安全与社会稳定的战略性需要。随着时代变迁,统一战线维护国家安全的地位和作用不断提升,领域和范围不断拓展,手段和方法不断调整升级。统一战线在维护国家安全的基本进程显示出如下特征:从非执政条件下对于党组织生存发展的维护发展为执政条件下对包括党的执政安全在内的总体国家安全与社会稳定发展的维护,从封闭半封闭社会条件下维护国家安全发展为改革开放社会条件下维护国家安全,从主要维护政治安全发展为维护政治、经济、文化等总体国家安全,从主要依靠政策手段发展为政策、法治手段协同并用。

社会经济因素是农村居民点演化的最重要的动力[24]。保护区核心区的聚落因生态保护和生态移民政策不断迁出,相应地在缓冲区的聚落有所扩展。保护区内近年交通条件得到较大改善,大力发展生态旅游,其中,尧古布依村寨、板寨红色旅游区、必左景点是保护区开展生态旅游的主要片区。发展生态旅游业的同时能带动建筑、交通、餐饮、商业等的同步发展, 改变了以农、畜牧、林业为主的土地利用模式,因此,这些聚落在规模增加的同时,聚落的功能也在发生着变化,形成了以旅游业为主的新型生态旅游型聚落(图9)。

图9 研究区的新型生态旅游聚落(左:板寨;右:必左)
Fig.9Neweco-tourismsettlementinthestudyarea(Left:Banzhai;Right:Bizuo)

5 结论与讨论

5.1 结 论

从研究区聚落在6个时期的数量变化可以看出,研究区聚落的变化存在空间差异,实验区聚落的数量变化更为明显,本节对此进行进一步的分析。整个保护区实验区共有6块,但聚落主要集中在尧古等3个区域。表3 揭示了尧古等实验区、缓冲区和核心区聚落从1963年到2015年演变情况, 3个实验区的聚落以扩展和新生为主,个别偏僻峰丛洼地的聚落斑块因农户搬迁而消失或缩小,板寨-必左实验区聚落增加的面积大于尧古实验区和长实验区。缓冲区的聚落变化比较复杂,既有扩展和新生的聚落,也有消失和规模缩小的聚落,还有部分聚落斑块规模维持原状,没有发生变化;核心区的聚落只有搬迁消失的和维持原状的情况。保护区扩展和新生的聚落集中分布在尧古、拉桥、东北部的必左、和东南部板寨等峰丛洼地和谷地,这些扩展和新生较为明显的聚落往往位于保护区的实验区。保护区内没有变化的聚落仅两处,一处分布在核心区的洞多峰丛洼地,另一处分布在缓冲区西北边界处的峰丛洼地。核心区的聚落1963年多于2015年,以消亡为主,缓冲区和实验区的消亡型聚落一般分布在较偏僻的峰丛洼地,因农户搬迁而消失。

(2)从1963年到2015年,整个保护区内聚落占保护区总面积的比例从0.158%增长到0.239%;实验区聚落占保护区总面积的比例从0.119%增加到0.206%,一直呈增加趋势。

(3)保护区聚落扩展和新生较为明显处,往往位于保护区的实验区,在聚落规模增加的同时,聚落的功能也在发生着变化,形成了以旅游业为主的新型生态旅游型聚落。

(4)保护区峰丛洼地中聚落面积与耕地面积二者呈显著的正相关,保护区聚落密度低、聚耕比小导致坡地开垦、薪柴樵采等人为扰动小,是研究区植被得以较完整保存的根本原因。

建池的土质以壤土最好。鱼池形状以长方形为宜,长宽之比一般为2~4:1,东西边长,南北边宽,宽的一边最好不超过50m,鱼池周围不宜有高大的树木及建筑物,以免遮光、挡风及妨碍养殖操作。

5.2 讨 论

5.2.1 保护区植被保护与聚落分布

作者前期研究曾提出,在峰丛洼地区,土地承载力低下是导致石漠化的根本原因,总的说来,洼地面积(负地形)和人口是否协调决定了峰丛洼地区的生态质量状况,并用有聚落分布的峰丛洼地的聚耕比来说明这个问题[25]。为此,作者计算了保护区实验区同时分布有聚落和耕地的21个峰丛洼地的聚耕比(图10),其平均值为0.116 8,最大值为0.450 2,最小值为0.014 4,与保护区外的洞塘浅洼地(聚耕比14.88)、连续性深洼地(聚耕比9.44)、峰丛洼地谷地(聚耕比20.32)、峰丛-峡谷(聚耕比9 801.04)等生态退化区域形成鲜明的对比。因此,聚落密度低、聚耕比小导致坡地开垦、薪柴樵采等人为扰动小,是研究区植被得以较完整保存的根本原因[26-28]。

图10 保护区实验区峰丛洼地的聚耕比
Fig.10Arearatioofsettlementandcultivatedlandofpeakclusterdepressionatexperimentationarea

5.2.2 保护区聚落空间优化建议

茂兰保护区聚落空间分布与演变展示了我国保护区内部“保护与发展”博弈过程,反映了我国保护区内部人口迁移动向或替代设计选择的阶段特点。核心区的聚落1963年多于2015年,以消亡为主,目前保护区核心区仍居住有200人左右,应有计划地逐步迁出。保护区聚落主要分布在实验区且逐年增加,但当前存在区内通信不便、住宿条件仍较差、乡村旅馆和民族村寨家庭旅馆数量不足、饮食条件不佳、生态旅游产品开发有待完善等不足,因此在保护区内开展生态旅游,应通过在有条件的聚落发展一些具有地方特色的生态旅馆、农家旅舍、生态餐馆和旅游购物商店等设施,为当地居民提供就业机会,促进社区经济发展,提高当地居民的生活水平、改善当地的生存环境,从而促进社区居民参与资源保护的积极性;另一方面,在实验区内,必须避免过度开发,正确处理旅游发展与聚落社区发展的关系,适当控制人口规模,避免聚落无序扩展,并划定生态红线,引导适宜开展旅游接待的农户积极参与生态旅游、开发等活动,使保护和利用达到最大双赢[29-30]。

早期古筝的表演形式主要是弹唱筝的歌曲。因为汉代相和歌歌曲的兴起,所以古筝艺术汉代进入了一个新的时代,并逐步发展成为六或七种丝、竹乐器一起演奏的形式。

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SpatialdistributionandevolutioncharacteristicsofsettlementinMaolannaturereserveofkarstarea,GuizhouProvince

LI Yangbing1,2, LUO Guangjie3, XU Qian1, XIE Jing1

(1.SchoolofGeographyandEnvironmentalSciences,GuizhouNormalUniversity,Guiyang,Guizhou550001,China;2.NationalGeographyResearchCenter,GuizhouNormalUniversity,Guiyang,Guizhou550001,China;3.SchoolofGeographyandResources,GuizhouEducationUniversityGuiyang,Guizhou550018,China)

AbstractTo explore the characteristics of spatial distribution and evolution of settlement is of great significance to understand the man-environment dynamic in the Nature Reserve Area. In this paper, we studied the spatial distribution and dynamic evolution of settlements in the Maolan Reserve Area with data derived from the interpretation of high resolution imagery and topographic maps from the period of 1963 to 2015. The results showed that, (1) The settlement of the study area are mainly concentrated in 4 experimentation areas. Moreover, from 1963 to 2015, the size of settlement in the experimentation area had been increasing, and in 2005, the settlement agglomeration degree experienced a turning point from which it began to increase from the weakened process. (2) At the same time, the function of the settlement is changing with the increasing of settlement scale, and a new type of ecological tourism settlement is formed. (3) There is a significant positive correlation between the settlement area and the cultivated land area in the peak-cluster depression area of Maolan Reserve Area. The low density of settlements and the low ratio of settlement area to cultivated land area are the basic reasons for the existence of intact vegetation in the study area. The study results are useful to understand the dynamic relationship between human and the environment of Maolan Reserve Area, and provide a reference for the optimal regulation of man-land relationship in the contiguous peak-cluster depression area.

KeywordsMaolan reserve area,karst,settlement,evolution

中图分类号:X36

文献标识码:A

文章编号:1001-4810(2019)02-0208-09

开放科学(资源服务)标识码(OSID):

李阳兵,罗光杰,徐 倩,等.茂兰喀斯特自然保护区聚落空间分布与演变特点[J].中国岩溶,2019,38(2):208-216.

DOI:10.11932/karst20190205

基金项目:国家自然科学基金项目(41261045、41461041); 贵州省民委、贵州师范大学民族地理研究专项资金资助(民地科[2013]01号)

第一作者简介:李阳兵(1968-),男,教授,主要从事土地利用与生态过程研究。E-mail:li_yabin@gzun.edu.cn。

收稿日期:2018-04-05

(编辑 张 玲)

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李阳兵:茂兰喀斯特自然保护区聚落空间分布与演变特点论文
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