云南省掌鸠河流域近300年来聚落空间演变数据集

霍仁龙1，杨煜达2* ，满志敏2

1. 四川大学中国西部边疆安全与发展协同创新中心，成都 610065；
2. 复旦大学历史地理研究中心，上海 200433

摘 要：研究聚落在山地中的空间演变过程对探讨历史时期山地的土地利用变化和人地关系具有重要意义。以云南省掌鸠河流域为研究区，综合利用地名志资料、历史文献资料和田野调查资料等建立聚落信息数据库，重建了掌鸠河流域内784个近300年来聚落信息数据集，其中包括聚落点地理位置、编码信息、创建年代、聚落点名称、所属行政村、乡（镇）名称、海拔高度、地形坡度、聚落名称文化起源等信息，还包括作者田野调查的一些照片等。数据研究表明：在时间上，近300年来掌鸠河流域聚落的发展可分为缓慢增长阶段（1701-1800年）、高速增长阶段（1801-1950年）和缓慢增长阶段（1951-2000年）。在空间上，中下游河谷地带始终是聚落密度最大的区域，并呈现出由中下游向中上游，再由中上游向中下游，由河谷向两侧边远山区扩展的趋势。影响山地流域聚落演变的主要因素中，高程2,200 m和2,500 m、坡度20°是聚落扩展的重要界限，人口数量的增长是聚落数量增加和空间扩展的主要驱动力，少数民族的迁移与定居增强了聚落分布的垂直性特征。

关键词：近300年；聚落；时空演变；掌鸠河流域；云南省

DOI: 10. 3974/geodp.2018.01.12

 

1 前言

聚落是人类各种居住地的总称，由各种建筑物、构筑物、道路、绿地、水源地等物质要素组成，可分为乡村聚落和城市聚落，狭义的聚落指乡村聚落[1]。聚落的分布格局与演变受一定时期内自然环境和社会经济因素的影响，是多种因素综合的产物[2]。许多学者对当代聚落的分布格局及其与自然和人文因素的关系进行了大量研究[3–7]。由于当代聚落的分布是历史发展的产物，对历史时期聚落格局演变的研究可以反映土地开发和人地关系的演变过程[8–9]，也取得了较为丰富的研究成果[9–12]。

山地具有不同于平原的高度梯度差异和民族、文化多样性的特征，山地聚落的空间分布及演变规律与平原地区有较大的差别[13]，对土地覆盖变化产生的影响也与其他地区明显不同[14]。因此，探讨山地聚落分布格局的演变及驱动力机制具有重要的意义。现有对山地聚落分布格局的研究主要利用遥感影像、土地利用调查数据和实地考察获得的数据，结合GIS的空间分析功能，对影响山地聚落分布格局的地貌、民族、人口和社会经济等因素进行了定性或定量研究[14–19]。但由于数据资料的限制，在百年到几百年尺度上的研究多以定性研究为主[20]，定量研究较为缺乏。

近300年来，由于移民开发等原因，西南山地的聚落分布格局和自然环境发生了重大变化。本文以作为山地基本地理单元的中小流域[21]为研究区，探讨300年尺度上聚落在山地流域内的格局演变及驱动力机制，可以更好地认识山地聚落分布格局和演变的规律，有助于理解人类与自然环境的关系。

2 数据集元数据简介

云南省掌鸠河流域近300年来聚落空间演变数据集（SettleDataZhangjiuRBasin300Y）的名称、作者、地理区域、数据年代、时间分辨率、空间分辨率、数据集组成、数据出版与共享服务平台、数据共享政策等信息见表1[22–23]。

表1  云南省掌鸠河流域近300年来聚落空间演变数据集元数据简表

条 目

描 述

数据集名称

云南省掌鸠河流域近300年来聚落空间演变数据集

数据集短名

P_ZhangjiuRBasin

作者信息

霍仁龙 P-9632-2017, 四川大学中国西部边疆安全与发展协同创新中心, huorenlong@

hotmail.com

杨煜达 U-1697-2017, 复旦大学历史地理研究中心, ydyang@fudan.edu.cn

满志敏 U-7242-2017, 复旦大学历史地理研究中心, manzhimin@fudan.edu.cn

地理区域

云南省禄劝县掌鸠河流域

数据年代

1700-2000年

时间分辨率

50年

数据格式

.kmz, .shp, .jpg

数据量

13.4 MB

数据集组成

掌鸠河流域内784个聚落信息数据集，其中包括聚落点地理位置、编码信息、创建年代、聚落点名称、所属行政村、乡（镇）名称、海拔高度、地形坡度、聚落名称文化起源等信息

基金项目

中华人民共和国教育部（13YJA770041, 201114）

出版与共享服务平台

全球变化科学研究数据出版系统 http: //www.geodoi.ac.cn

地址

北京市朝阳区大屯路甲11号100101，中国科学院地理科学与资源研究所

数据共享政策

全球变化科学研究数据出版系统的“数据”包括元数据（中英文）、实体数据（中英文）和通过《全球变化数据学报》（中英文）发表的数据论文。其共享政策如下：（1）“数据”以最便利的方式通过互联网系统免费向全社会开放，用户免费浏览、免费下载；（2）最终用户使用“数据”需要按照引用格式在参考文献或适当的位置标注数据来源；（3）增值服务用户或以任何形式散发和传播（包括通过计算机服务器）“数据”的用户需要与《全球变化数据学报》（中英文）编辑部签署书面协议，获得许可；（4）摘取“数据”中的部分记录创作新数据的作者需要遵循10%引用原则，即从本数据集中摘取的数据记录少于新数据集总记录量的10%，同时需要对摘取的数据记录标注数据来源[24]

 

3 数据采集与数据库研发技术路线

本数据集资料主要来源于以下四种信息源：地名志资料、历史文献资料、田野调查资料和数字高程数据。

3.1 数据采集

3.1.1 地名志资料

本文所用掌鸠河流域聚落的基础数据主要来源于1995年出版的《云南省禄劝彝族苗族自治县地名志》[25]。该地名志中收录地名3,193条，其中，掌鸠河流域内的聚落地名784条。详细记载了聚落的地名含义、行政隶属、民族构成、1990年末聚落的人口、耕地数量和部分聚落的建立时间等信息。但地名志中所记载的聚落创建时间信息较为缺乏，不足总数的10%，要复原300年来流域内聚落的格局演变还需要借助其他资料进行补充。

3.1.2 历史文献资料

历史文献资料主要包括禄劝县历代的地方志资料，如康熙《禄劝州志》[26]、乾隆《农部琐录》[27]、民国《禄劝县志》[28]等地方志中有关聚落信息的记载。这些资料提供了若干时间断面的聚落信息，但不完整且信息相对简略，一般只包含聚落名称和行政隶属关系等。这类资料中的聚落信息可以为复原聚落的创建时间提供一个时间下限。

3.1.3 田野调查资料

田野调查资料来源于作者在掌鸠河流域进行了44个工作日的田野调查后获得的数据资料。具体调查过程为：在流域内以各乡镇的行政村为调查单位，形式以访谈为主，访谈对象主要为对行政村内各自然村相对熟悉的老支书或其他村干部和小学教师等。访谈内容主要包括：每个自然村中最早定居的姓氏及经历的代数（按25年一代）、有无较古老的碑刻和家谱资料、行政村中各自然村形成的早晚顺序等。运用访谈资料，对照搜集到的地方碑刻和家谱等资料，推算出各自然村的创建时间。如果某行政村的单次调查没有达到理想效果，则进行第二次调查。

通过以上方法得到有效信息的聚落为767个，占总聚落数量784个的98%。其中17个聚落因处于偏僻的山区而无法进行实地调查，按其自身的人口数量、民族构成和周边聚落的情况综合分析，确定其创建时间。通过田野调查方法得到的资料可以较好地补充地名志资料和历史文献资料中所缺乏的聚落创建时间等信息。

3.1.4 数字高程数据（DEM）

采用ArcGIS10. 0软件对DEM数据[29]进行填洼处理，再利用软件中的Arc Hydro Tools工具提取出掌鸠河流域的地形图，并生成流域坡度栅格图。

3.2 数据库研发技术路线

将禄劝县地名志中掌鸠河流域内聚落的相关信息整理录入数据库，对地名志资料、历史文献资料和田野调查资料三种不同资料来源中聚落创建时间信息进行同化处理，记入“聚落创建时间”字段中。利用2005年绘制的比例尺为1∶12.5万的“禄劝彝族苗族自治县行政区划图”，结合从禄劝县档案馆获得的民国时期老地图和20世纪50年代初期的行政区划图，将流域内的历史地名手动标示在数字地形图上。将聚落信息数据库连接为属性表，并自动提取每个聚落的高程和坡度信息，存储到相关字段中。通过以上对数据资料的处理，形成近300年来掌鸠河流域每50年一个时间断面的聚落数量演变进程和聚落空间演变图，进而对影响流域内聚落数量和空间演变的驱动机制进行分析。技术路线图如图1。

图1  数据库研发技术路线图

为了分析聚落在流域内的空间演变趋势，利用ArcGIS软件对1700年以前创建的聚落和近300年来每50年一个时间断面内新创建的聚落进行平均中心和标准差椭圆分析。平均中心是一系列点的地理中心（或密度中心），标准差椭圆（又称方向分布）可以汇总地理要素的空间特征，如中心趋势、离散和方向趋势，是分析具有方向性的地理数据的有效手段。

4 数据结果及分析

4.1 数据结果

表2为数据集各数据文件名称和简要说明。图2为近300年来掌鸠河流域每50年一个时间断面内新创建聚落的空间演变图，并对新创建的聚落进行平均中心和标准差椭圆分析。

表2  云南省掌鸠河流域近300年来聚落空间演变数据集数据文件列表

数 据 名 称

说 明

云南省掌鸠河流域聚落空间演变数据集（1700-2000年）数据实体

掌鸠河流域内784个聚落信息数据集

云南省掌鸠河流域聚落空间演变数据集（1700-2000年）数据缩略图

掌鸠河流域内每50年一个时间断面新创建聚落的空间演变图

云南省掌鸠河流域聚落空间演变数据集（1700-2000年）数据文档

数据采集与数据库研发技术路线、结果分析与结论等

云南省掌鸠河流域聚落空间演变数据集（1700-2000年）数据样例

数据样例

 

图2  掌鸠河流域时间断面内新创建聚落的平均中心与标准差椭圆（方向分布）
 

4.2 数据结果分析

从近300年来掌鸠河流域每50年一个时间断面内新创建聚落的格局演变与平均中心、标准差椭圆可以看出（图2）：

（1）1700年以前流域内的聚落主要分布在中下游河谷地带和上游平坝区，1700年以后新创建的聚落逐渐向流域的中上游和河谷两侧的高海拔山区扩展。

（2）1700年以前，聚落的平均中心位于流域的中游偏下方，椭圆长轴较长，短轴较短，聚落主要沿掌鸠河中下游河谷呈带状分布。

（3）1701-1850年，新创建聚落的平均中心和标准差椭圆呈现出不断向流域中上游移动的趋势，标准差椭圆的短轴不断拉长，表明聚落的分布呈现出不断向流域的中上游和河谷两侧山区发展的趋势。1851-2000年新创建聚落的平均中心不断向流域的中下游移动，标准差椭圆的短轴有所减小，说明这一时期聚落的分布逐渐向流域中下游河谷两侧的山区发展。

（4）从标准差椭圆长轴的变化上来看，1801-1850年和1901-1950年两个时间断面内新创建聚落标准差椭圆的长轴较长，表明新创建聚落的分布在流域上下游之间相对均匀。1751-1800年和1851-1900年两个时间断面内新创建聚落标准差椭圆的长轴较短，表明新创建聚落的分布较为集中，且主要位于流域的中上游地区。

近300年来，掌鸠河流域聚落的分布格局演变，从纵向上看，经过了一个从中下游向中上游，又从中上游向中下游逐渐扩展的过程。从横向上看，流域内聚落的分布有着从河谷地带向边远山区扩展的趋势。聚落分布格局的演变也可以反映出这一时期山地流域内人口迁移和土地开发的空间扩散过程。

近300年来掌鸠河流域聚落空间演变的数据，是综合利用历史文献资料、古今地图资料、田野调查资料和DEM等多源数据的基础上得到的，较使用单一数据源所得到的结论具有更高的可靠性。对每50年一个时间断面内新创建聚落空间演变格局的复原，也提高了三百年尺度上聚落空间演变研究的时间分辨率。

5 讨论与总结

（1）本研究综合利用地名志资料、历史文献资料、田野调查资料和DEM等多源数据，重建了近300年来云南省掌鸠河流域聚落数量和空间分布格局的演变进程，得到了一套300年尺度上每50年一个时间断面的聚落空间演变数据集，在数据的可靠性和时间分辨率上都有较大的进步。

（2）由于对历史时期曾经存在但当代已经消失了的聚落信息获取较为困难，虽然有民国时期地图的辅助，但1900年以前聚落空间演变复原的可靠性仍然相对低于1900年以后的复原结果。

（3）掌鸠河流域是云南山地较为典型的中小流域，本研究得到的数据集一定程度上反映了近300年来云南山地聚落格局和土地利用演变的空间规律。

 

作者分工：满志敏、杨煜达、霍仁龙对数据集的开发做了总体设计；霍仁龙采集和处理了聚落信息数据；霍仁龙、杨煜达撰写了数据论文等。

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