基于GIS的安徽省國家森林鄉(xiāng)村空間結(jié)構(gòu)研究

曾嘉偉，李寶勇，陳學(xué)文，劉德旺，何心惠

（江西農(nóng)業(yè)大學(xué)園林與藝術(shù)學(xué)院，江西南昌 330045）

黨的十九大報(bào)告正式提出了鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略。全面實(shí)施鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略，全力促進(jìn)鄉(xiāng)村產(chǎn)業(yè)振興、人才振興、文化振興、生態(tài)振興、組織振興。在國家鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略的政策導(dǎo)向下，2019年，國家林業(yè)和草原局評(píng)價(jià)認(rèn)定了第一批國家森林鄉(xiāng)村共3 947個(gè)，同年，評(píng)價(jià)認(rèn)定了第二批國家森林鄉(xiāng)村3 639 個(gè)[1-2]。國家林業(yè)和草原局印發(fā)的《農(nóng)村綠化美化行動(dòng)方案》，為提高農(nóng)村生活環(huán)境質(zhì)量，保護(hù)古村落、古建筑、名人古跡，促進(jìn)人文景觀與自然景觀的和諧統(tǒng)一提供了政策保障[3]。本文旨在研究分析安徽省國家森林鄉(xiāng)村的空間分布格局，并探討安徽省國家森林鄉(xiāng)村空間分布影響因素，在鄉(xiāng)村振興層面上為安徽省國家森林鄉(xiāng)村的發(fā)展提供一定的理論支持。

1 調(diào)查方法

1.1 概念、研究現(xiàn)狀及研究區(qū)域特征

1.1.1 國家森林鄉(xiāng)村概念

森林鄉(xiāng)村是指自然生態(tài)風(fēng)貌保存完好、森林功能效益顯著、涉林產(chǎn)業(yè)發(fā)展良好、人居環(huán)境整潔、保護(hù)管理有效的生態(tài)宜居鄉(xiāng)村。國家森林鄉(xiāng)村是由國家林業(yè)和草原局組織指導(dǎo)各地，運(yùn)用一定的評(píng)價(jià)方法、量化指標(biāo)和評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，將綠化美化達(dá)到評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的鄉(xiāng)村評(píng)定為國家森林鄉(xiāng)村。

1.1.2 研究現(xiàn)狀

國家森林鄉(xiāng)村建設(shè)是鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略的重要環(huán)節(jié)，生態(tài)宜居性建設(shè)是鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略的總體要求之一。曾菊新等梳理了1998—2012 年間影響湖北省利川市鄉(xiāng)村人居環(huán)境的指標(biāo)，利用層次分析法構(gòu)建評(píng)價(jià)模型，指出鄉(xiāng)村是人地關(guān)系的主要敏感區(qū)，在鄉(xiāng)村的生活、生態(tài)和生產(chǎn)的問題上應(yīng)著重研究[4]。侯燦等研究了湖北省國家森林鄉(xiāng)村的分布格局，并劃分了五大空間分布類型，指出要以建設(shè)森林鄉(xiāng)村為載體，積極推進(jìn)鄉(xiāng)村綠化美化[5]。邢中先等梳理了我國近70 年來的農(nóng)業(yè)生態(tài)文明建設(shè)歷程，提出森林鄉(xiāng)村建設(shè)應(yīng)遵守生態(tài)原則，完善相應(yīng)的制度體系，走鄉(xiāng)村農(nóng)業(yè)綠色生態(tài)發(fā)展之路[6]。

1.1.3 安徽省國家森林鄉(xiāng)村區(qū)域特征

安徽省共有273 個(gè)村入選國家森林鄉(xiāng)村（見表1），入選的村莊在自然生態(tài)風(fēng)貌、森林功能效益、人居環(huán)境整潔3 方面均具有一定的地方特色與地域差異性，未來也會(huì)按照可持續(xù)發(fā)展的要求進(jìn)行重點(diǎn)保護(hù)與開發(fā)。

表1 安徽省國家森林鄉(xiāng)村分布表

1.2 調(diào)查方法與數(shù)據(jù)來源

1）文獻(xiàn)分析法。通過在線查閱期刊和書籍，收集了近十年來國內(nèi)外關(guān)于鄉(xiāng)村發(fā)展、鄉(xiāng)村振興和鄉(xiāng)村生態(tài)文明建設(shè)的研究成果，并對(duì)收集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行整理、研究和分析。

2）GIS 空間分析法。利用GIS 技術(shù)對(duì)安徽省國家森林鄉(xiāng)村的地理坐標(biāo)進(jìn)行空間表達(dá)；核密度分析工具和最近鄰指數(shù)對(duì)森林鄉(xiāng)村的集中度進(jìn)行了論證和分析，其中，根據(jù)公式（1）計(jì)算核密度，根據(jù)公式（2）計(jì)算最近鄰指數(shù)；利用ArcGIS10.7 的核密度分析對(duì)森林鄉(xiāng)村分布的集聚進(jìn)行了研究。

式中：f(x)為核密度估計(jì)值；為核函數(shù)；n為國家森林鄉(xiāng)村的個(gè)數(shù)，h＞0 為帶寬；(x-Xi)表示估計(jì)點(diǎn)x到事件Xi處的距離（單位：km）。

式中：R為最鄰近點(diǎn)指數(shù)，為實(shí)際最鄰近距離的平均值（單位：km），rE為理論最鄰近距離（單位：km）。當(dāng)R=1時(shí)，說明點(diǎn)狀要素呈隨機(jī)分布；當(dāng)R＞1時(shí)，點(diǎn)狀要素趨于均勻分布；當(dāng)R＜1時(shí)，則點(diǎn)狀要素呈聚集分布。

3）SPSS 相關(guān)性分析法。通過收集安徽省國家森林鄉(xiāng)村空間分布的影響因素，整理成表格通過SPSS軟件相關(guān)性分析對(duì)安徽省國家森林鄉(xiāng)村的影響因素進(jìn)行了探討研究。

1.3 數(shù)據(jù)來源

選取2020 年國家林業(yè)和草原局公布的安徽省國家森林村落名單，利用MapLocation 獲取其坐標(biāo)信息。通過百度地圖獲取安徽省國家森林鄉(xiāng)村海拔數(shù)據(jù)。通過《安徽統(tǒng)計(jì)年鑒》獲取安徽省國家森林鄉(xiāng)村森林資源、公路里程、GDP 和人口等數(shù)據(jù)，安徽省矢量地圖數(shù)據(jù)來自全國地理信息資源目錄服務(wù)系統(tǒng)（https://www.webmap.cn/main.do?method=index）。

2 安徽省國家森林鄉(xiāng)村空間分布特征分析

2.1 最鄰近指數(shù)點(diǎn)分析

國家森林鄉(xiāng)村為空間點(diǎn)狀要素，空間分布表現(xiàn)為隨機(jī)型、均勻型和凝聚型3種，可用最鄰近指數(shù)進(jìn)行判斷[7]。最鄰近指數(shù)是表示點(diǎn)狀要素在地理空間中相互鄰近程度的指標(biāo)，為實(shí)際最鄰近距離與理論最鄰近距離的比值。

由圖1 可知，森林鄉(xiāng)村的最鄰近指數(shù)數(shù)值為0.741 442，小于1，表明森林鄉(xiāng)村在安徽省域內(nèi)呈聚集模式。對(duì)上述結(jié)果進(jìn)行顯著性檢驗(yàn)，安徽省森林鄉(xiāng)村的標(biāo)準(zhǔn)化Z值為-8.172 795，小于-1.96，且p值為0，表明森林鄉(xiāng)村的空間分布通過了1%的顯著性水平檢驗(yàn)，從整體上看，安徽省森林鄉(xiāng)村空間分布呈顯著性聚集。

圖1 安徽省國家森林鄉(xiāng)村平均最近鄰匯總圖

2.2 核密度分析

核密度分析通過調(diào)查研究區(qū)域內(nèi)樣本點(diǎn)密度的空間變化來研究樣本的分布特征。其結(jié)果可識(shí)別和代表研究區(qū)域內(nèi)樣本的聚集和分散。

通過ArcGIS 10.7 進(jìn)行安徽省國家森林鄉(xiāng)村核密度分析（見圖2），圖中斑塊顏色越深代表森林鄉(xiāng)村在該區(qū)域分布越密集。由圖2 可知，安徽省森林鄉(xiāng)村分布呈南部多、北部少，并形成四大塊狀的顯著集聚區(qū)，最顯著的是皖東南、皖西南和皖東一帶為主要集聚區(qū)。以黃山市為核心的森林鄉(xiāng)村呈向池州市、安慶市和宣城市擴(kuò)散的碗型斑塊；滁州市為次集聚區(qū)，呈向蚌埠市及周邊擴(kuò)散的趨勢。阜陽市、毫州市、淮北市、宿州市、蚌埠市和淮南市共有16 個(gè)國家森林鄉(xiāng)村分布。合肥市為安慶市和滁州市兩個(gè)次集聚區(qū)的過渡區(qū)，只存在4 個(gè)國家森林鄉(xiāng)村。馬鞍山市和蕪湖市為主聚集區(qū)黃山市和次集聚區(qū)宣城市和滁州市的過渡區(qū)，僅有8 個(gè)國家森林鄉(xiāng)村。

圖2 安徽省國家森林鄉(xiāng)村核密度分析圖

3 安徽省國家森林鄉(xiāng)村空間分布的影響因素

3.1 相關(guān)性分析

國家森林鄉(xiāng)村空間格局是多種因素綜合作用的結(jié)果。根據(jù)李裕瑞等的研究成果，依據(jù)數(shù)據(jù)的科學(xué)性、可獲取性和系統(tǒng)性，利用Pearson 相關(guān)系數(shù)研究安徽省國家森林鄉(xiāng)村的數(shù)量與人口密度、人均GDP、平均公路里程、平均海拔、森林覆蓋率5 個(gè)因素之間的相關(guān)性，結(jié)果見表2[8-9]。

1）安徽省國家森林鄉(xiāng)村個(gè)數(shù)和人口密度之間的相關(guān)系數(shù)值為-0.909，表明國家森林鄉(xiāng)村個(gè)數(shù)和人口密度呈極顯著負(fù)相關(guān)。人口密度較大的地區(qū)，為解決居住和就業(yè)問題，加速推動(dòng)市場擴(kuò)張、工業(yè)規(guī)?；统擎?zhèn)化發(fā)展，不利于國家森林鄉(xiāng)村的保存和延續(xù)，導(dǎo)致其數(shù)量不斷減少。

2）國家森林鄉(xiāng)村個(gè)數(shù)和人均GDP 之間無顯著相關(guān)性。

3）國家森林鄉(xiāng)村個(gè)數(shù)和平均公路里程之間呈極顯著負(fù)相關(guān)。路網(wǎng)便捷的區(qū)域，伴隨著信息交換頻繁，開發(fā)強(qiáng)度較大，城市與農(nóng)村雙向流通便利，人地關(guān)系矛盾顯著，導(dǎo)致國家森林鄉(xiāng)村的發(fā)展受到負(fù)面影響。

4）國家森林鄉(xiāng)村個(gè)數(shù)和平均海拔之間呈顯著正相關(guān)。由于高海拔地區(qū)擁有比低海拔地區(qū)更好的光源條件，生態(tài)環(huán)境發(fā)展更具優(yōu)勢，高海拔地區(qū)鄉(xiāng)村發(fā)展阻力小，不易受人為因素影響破壞，因此國家森林鄉(xiāng)村的數(shù)量也相對(duì)較多。

5）國家森林鄉(xiāng)村個(gè)數(shù)和森林覆蓋率之間呈極顯著正相關(guān)。由于森林資源豐富，其氣候適宜人居活動(dòng)，森林作為天然的“過濾器”，為村民提供了更純凈的水源，對(duì)國家森林鄉(xiāng)村的穩(wěn)定有著良好的環(huán)境支撐，為促進(jìn)發(fā)展國家森林鄉(xiāng)村創(chuàng)造了良好的條件。

4 結(jié)論

筆者以安徽省公布的273 個(gè)國家森林鄉(xiāng)村為研究對(duì)象，利用核密度分析法、最近鄰指數(shù)分析法和SPSS線性回歸分析法研究國家森林鄉(xiāng)村的空間結(jié)構(gòu)并分析其影響因素。研究結(jié)果表明：1）安徽省森林鄉(xiāng)村呈南部多、北部少的分布趨勢，并形成了四大塊狀的顯著集聚區(qū)；2）森林鄉(xiāng)村在市域尺度上分布不均衡，主要分布在黃山市、池州市、宣城市、安慶市、銅陵市、六安市和滁州市，合計(jì)占比86%，其他市平均不到10個(gè)國家森林鄉(xiāng)村；3）人口密度、平均公路里程、平均海拔和森林覆蓋率是安徽省國家森林鄉(xiāng)村分布的主要影響因素，其中平均海拔、森林覆蓋率會(huì)對(duì)森林鄉(xiāng)村個(gè)數(shù)產(chǎn)生顯著的正向影響，平均海拔越高、森林覆蓋率越高，國家森林鄉(xiāng)村密度也隨之越大；人口密度和平均公路里程會(huì)對(duì)森林鄉(xiāng)村個(gè)數(shù)產(chǎn)生極顯著的負(fù)向影響關(guān)系；人均GDP 對(duì)森林鄉(xiāng)村個(gè)數(shù)無明顯影響。