张海龙

摘要：基于生态位理论方法，选择海拔、坡度、坡向和坡位指数四个评价因子，应用随机森林模型分析汉中市南郑县农村居民点用地适宜性。根据模型建模结果，将南郑县居民点用地适宜性划分为4个适宜性等级：高度适宜等级面积为225.21km²、中度适宜等级面积为171.91km²、一般适宜等级面积为227.79km²、不适宜等级面积为2184.13km²，各适宜等级占研究区面积的比例依次是：8.02%、6.12%、8.11%和77.75%。全县高度适宜等级面积狭小，主要集中分布在县域内北部靠近汉中市区的区域。

关键词：生态位理论；居民点用地；随机森林模型；适宜性评价；南郑县

中图分类号：17320 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2017）30-0204-03

0引言

科学布局农村居民点，将会优化土地的集约利用，促进城镇化建设，全面改观目前农村土地低效利用状况。近年来，对农村居民点用地的适宜性研究很多，研究方法多用景观分析、相关分析和模糊物元等理论方法。评价因子多选择人文、经济类因子，然而不同地貌类型在选取评价指标时应有差异，特别对山区地貌区域，应重点选择一些地形因子。故本文以生态位理论为基础，用随机森林模型建模，以汉中市南郑县为研究区，选择4个对山区居民点用地选址有重大影Ⅱ向的地形因素，定量评价南郑县境内居民点用地适宜性，最终绘制出南郑县农村居民点用地适宜性分布地图，从而为该县居民点整理规划提供科学的理论依据。评价结果也有助于缓解身处秦岭深处的南郑县尖锐的“人地关系”矛盾。同时对促进农村居民点规范、集约化利用与发展具有重要意义，也可为南郑县的移民搬迁工程提供居民点选址依据。

1研究区域概况与数据来源

1.1研究区概况

汉中市南郑县位于陕西省西南部，陕西秦岭南部。北纬32°24′-33°07′，东经106°30′-107°22′，东西长83千米，南北宽79千米，总面积2809.04平方千米。境内横亘东西的米仓山构成地貌骨架，汉江环绕东北部，南部多山，地势较北部高，整体呈三级阶梯分布。县域由北向南首先是平原区，这部分区域是汉中平原的组成部分。紧接着是丘陵低山区，这部分是秦巴山低山丘陵组成部分。最后南部区域为中山区，海拔一般在1000米以上，南部最高点为海拔2468米的鐵船山，也是全县的最高点。三种地貌，依次占全县总面积的11.8%、22.5%和65.7%。总体上，南郑县地貌多样。山体海拔一般介于1000～1500米；丘陵区海拔一般介于800～1000米：平原区海拔一般介于500～800米。全县辖20个镇，1个街道办事处，19个城镇社区，288个行政村，截至2015年总人口56.79万人。

1.2数据来源

①2010年南郑县土地利用变更调查数据。

②南郑县90m分辨率的DEM（数字高程模型）、坡度、坡向和坡位指数，均由地理空间数据云（http：∥www.gscloud.cn/）下载得到。

2研究方法

2.1评价指标体系构建

南郑县地属秦岭山区地貌，故构建评价体系时，主要从自然地理条件中的地形因子方面选取的个指标：海拔、坡度、坡向和坡位（坡位指数）。居民点的海拔影响着山区居民出行的方便程度和住房建设的成本。山区坡度和地质灾害有着密切关系，坡度过大易发生滑坡，不易建造房屋。房屋的采光会受到坡向影响，生活在山区的人们总是喜阳坡而居。坡位是影响水分条件的重要地形因子，分为脊部、上坡、中坡、下坡、山谷、平地六个坡位。

2.2居民点用地点位数据获取

本文从南郑县人口数量和现有村庄聚落建设规模两方面考虑，从全县2010年土地利用调查数据中的29608个用地类型为村庄的地类图斑中，挑选出面积大于30000平方米的图斑317个，再仅保留中心村作为评价单位制作建模采样点，最终统计到参与建模的样点共计160个，分布情况见图1。

2.3研究方法

生态位是指目标种群在其生存的生态系统中的时间、空间位置及其机能关系，具体是指群落内一个物种与其他物种的相互作用。随机森林模型是其中的一个具体算法。随机森林是通过对大量的分类树的计算得到的。树的建立过程为，给出训练集合的情形为S，从原始数据开始，将样本的S个情形可替换的随机给出。这个样本就是建树的训练数据。如果有N个待输入的变量，令n<

3结果与分析

数据预处理完成后，利用Biomod程序包的RF模型建模。建模完成后，将建模结果导入ArcGIS10.0中，运用3D分析工具模块中的重分类工具，按照自然间断点法㈣，依据居民点适宜性指数V，将全南郑县划分为4个等级（图2，表1）。

①高度适宜居民点用地：适宜性指数：0.672≤V≤1。南郑县此类型的居民点用地面积较小，只有225.21平方千米，仅占全县总面积的8.02%，主要分布在县域内正北部靠近汉中市区的地方，分布特征为高度集中。这部分区域属于汉中平原地区，也是南郑县县城所在地，海拔650米左右，地势平坦，交通便利，人口密集，经济发展水平相对较高，基础生活服务设施完善，距离市级服务中心很近，基本都保持在30公里范围以内，约1小时车程。该区是南郑县居民点选址的首选之地。

②中度适宜居民点用地：适宜性指数：0.371≤V<0.672。南郑县中度适宜居民点用地面积最小，仅有171.91平方千米，占南郑县总面积的6.12%。主要分布高度适宜地区的周边，第一阶梯平原地区向第二阶梯丘陵地区过度的地带。在第三阶梯中山区也有零星分布，但是分布很分散，县面积很小，不易宜集中开发利用。

③一般适宜居民点用地：适宜性指数：0.121≤V<0.371。南郑县一般适宜居民点用面积和高度适宜居民点用地面积相当，为227.79平方千米，占南郑县总面积的8.11%，分布极其分散。相对集中分布的区域是在一些河网水系的周边。但均远离县级或市服务中心，交通可达性较为不便，经济发展水平较为落后。

④不适宜居民点用地：适宜性指数：0≤V<0.121。南郑县不适宜居民点用地面积最大，总计2184.13平方千米，占到南郑县总面积的77.75%，几乎全部分布在第三阶梯中山区，该区域多为1000米以上的中海拔山地，地面坡度大，地质灾害多发，出行不便，房屋建设成本高，经济发展水平落后，不适宜进行居民点建设。应将该区域的山民进行移民搬迁，迁到中度适宜性等级以上的地区。

4结论与讨论

本研究运用随机森林模型（RFM），基于4个对山区居民点分布有巨大影Ⅱ向的地形因子，对南郑县居民点用地适宜性进行评价，采用聚类分析的方法将南郑县居民点用地适宜性评价结果划分为四个等级：高度适宜居民点用地、中度适宜居民点用地、一般适宜居民点用地和不适宜居民点用地，其面积分别占南郑县总面积的8.02%、6.12%、8.11%和77.75%。中度以上适宜性等级的居民点用地总和为397.12km²，才仅占全县总面积的14.14%，而不适宜居民点用地的面积为2184.13km²，是中度以上适宜性居民点用地面积的近5.5倍，说明南郑县农村居民点用地布局适宜性水平很低。特别是，南郑县地处陕南秦岭山区，却拥有近57万人口，在整个陕西都是人口数量比较大的县，可见南郑县“人地关系”矛盾的尖锐性。就分布而言，南郑县中度以上适宜性等级的居民点，基本上集中连片分布在平原区和低山区，此区域距市级服务中心近，交通便利，基础设施完备，很适合建设大规模居民点。县境中、南部共计85.86%的区域都是不适宜建设居民点的，但其中还分布着20.42%的村庄，建设将这些山民搬迁至中度适宜性以上的区域，以彻底改善人民群众的生产、生活条件，帮助山区人民早日脱贫致富，过上小康生活。

最后，需要指出的是，本文所选的评价指标数目相对较少，还需要完善，以提高评价的准确度。