近37 a吐鲁番盆地绿洲井渠聚落分布格局与机理

Distribution pattern and mechanism of oasis well channel settlements in the Turpan Basin in the last 37 years

摘要

目的 以吐鲁番掘井、引渠所形成的绿洲乡村聚落为研究对象，基于坎儿井大规模衰败和机电井层出不穷的背景，揭示盆地内乡村聚落演变的格局与机理，以期为干旱区绿洲乡村聚落空间优化，实现乡村振兴提供理论参考。 方法 运用景观格局分析法、GIS空间分析方法和地理探测器，研究吐鲁番盆地绿洲乡村聚落的空间格局及其影响机制。 结果 1985~2022年吐鲁番盆地绿洲乡村聚落数量、面积快速增加，但空间分布不均，形成南北少，中部沿火焰山-盐山、阿拉沟-白杨河交汇处串珠状集聚分布的空间特征。从驱动因子的解释力看社会经济因子最强，区位因子次之，自然因子影响较弱；1985年解释力最强因子为距道路距离和人口密度，2005、2022年人口密度和GDP解释力最强，且交互因子解释力均高于单因子解释力。从4个流域来看，自然地理要素对于聚落集聚区域影响较小；区位因素与社会经济因素之间的交互作用对阿拉沟-白杨河、煤窑沟-二塘沟、柯柯亚-坎尔其流域聚落空间的影响最为突出；大河沿-塔尔郎流域聚落格局受三要素共同影响。 结论 水资源限定了吐鲁番乡村聚落基本格局，盆地内聚落以坎儿井为基底，分布格局受社会经济因素、区位因素影响发生演化，最终形成沿火焰山串珠状分布井渠聚落空间格局。

Abstract

Objective Taking the rural oasis settlements formed by the digging of wells and diversion canals in Turpan as the research object，against the background of the large-scale decline of Karez and the endless emergence of electromechanical wells，this paper reveals the pattern and mechanism of the evolution of rural settlements in the basin，with the aim of providing theoretical reference for the spatial optimization of rural oasis settlements in arid areas and the realization of rural revitalization. Method Using landscape pattern analysis，GIS spatial analysis and geographic detectors，this paper investigates the spatial pattern and its impact mechanism of rural oasis settlements in the Turpan Basin. Result From 1985 to 2022，the number and area of rural settlements in the Turpan Basin oasis increased rapidly，but the spatial distribution was uneven，forming the spatial characteristics of fewer in the north and south，and the central part was clustered along the southern and northern slopes of Flaming Mountain Salt Mountain，Salt Mountain and Alagou-Baiyanghe in the middle.In terms of the explanatory power of the driving factors，social and economic factors are the strongest，followed by location factors，and the impact of natural factors is weak; in 1985，the strongest explanatory factors were distance from the road and population density.In 2005 and 2022，population density and GDP had the strongest explanatory power，and the explanatory power of the interaction factor was higher than that of the single factor.From the perspective of the four basins，the natural geographical factors have little influence on the settlement agglomeration area; the interaction between location factors and socio-economic factors has the strongest influence on the settlement area of the Alagou-Baiyanghe，Meiyaogou-Ertanggou and Kekeya-Kanerqi river basins; the settlement pattern of the Daheyan-Tarlang basin is influenced by three factors. Conclusion The basic pattern of rural settlement in Turpan is limited by water resources.The distribution pattern of settlements in the basin is based on the Karez well，which is influenced by social，economic and locational factors，and ultimately forms a spatial pattern of well-channel settlements distributed along the Flame Mountain chain.

Graphical abstract

关键词

吐鲁番盆地 / 绿洲聚落 / 时空演化 / 影响机理 / 地理探测器

Key words

Turpan Basin / oasis settlement / spatiotemporal evolution / impact mechanism / geographic detector

Author summay

刘博，硕士研究生。E-mail：[e-mail]

全球气候剧烈变化下绿洲乡村聚落发展的不稳定性问题突出。绿洲是以大尺度荒漠为背景，小尺度范围拥有稳定的水源，具有相当规模的适合人类进行生产生活的经济活动地区^［1-2］，是干旱区普遍存在的一种非地带性景观。绿洲乡村聚落是指分布在绿洲区的聚落，是干旱地区人类进行生产生活的区域^［3］，全球气候变暖加剧了西北干旱区水文波动和水资源的不确定性^［4］，对于依水存在绿洲乡村聚落而言，随绿洲的工业化与城镇化发展，绿洲内部对水资源争夺加剧，导致绿洲乡村聚落体系重构开始出现，揭示绿洲乡村聚落空间格局特征及其形成机理，探索绿洲乡村聚落空间格局重构与优化途径已刻不容缓。

梳理乡村聚落的研究，厘清绿洲乡村聚落演变的机理极为迫切。国外对于乡村聚落的研究，最初集中在对乡村聚落的形成、现状和发展进行研究^［5-7］。后期随着城市化和工业化的发展，研究开始向乡村聚落发展模式^［8-9］、土地利用情况^［10-11］和聚落空间重构^［11-13］发生转变，目前倾向于人文社会化和乡村重构研究。国内有关乡村聚落的研究起步晚，但我国幅员辽阔、区域经济发展差距大、乡村类型多，学者从不同尺度运用不同方法对不同地域的乡村聚落格局进行研究^［14-17］，国内研究主要集中在乡村聚落区位、规模、空间结构及演变等方面。但对干旱区绿洲“以水定村”进而内生影响形成的井渠聚落格局演变及影响机理研究较少。

国外绿洲聚落的研究起步于20世纪70年代，主要涉及绿洲聚落形成、演变、能源利用与重构，具体而言Caior从宏观层面总结出了干旱区绿洲聚落的空间格局^［18］；Estelaji从微观分析了干旱区地理基底与聚落分布的关系^［19］；Robert、Mustafa、Siebert等^［20-22］从气候、水利、农业的角度分析了绿洲聚落的空间形态、分布格局、演变过程；Stinson^［23］探讨了从坎儿井到水库的用水方式对聚落的影响，总之水决定着绿洲乡村聚落的空间格局和演变趋势。国内学者对绿洲聚落的研究开始于20世纪80年代，主要涉及绿洲聚落人居环境、聚落形态、空间格局、影响因素、格局优化等方面，具体而言贾苏尔·阿布拉^［24］分析了南疆沙漠绿洲传统聚落对于自然环境的适应性；岳邦瑞、姜丹^［25-27］从文化、人地关系、水资源约束方面探讨了绿洲聚落的形态；林金萍、王正伟^［28-29］分析了不同尺度下绿洲乡村聚落空间分布特征及其影响因素；吕梦婷、马利邦^［30-31］从生态视角、水土资源耦合对不同尺度绿洲乡村聚落进行优化分析。然而对围绕掘井、引渠为中心的供水与用水系统所形成的特有绿洲聚落类型以及水资源争夺下绿洲内部聚落分布格局及机理的研究较少。

孟福利提出绿洲井渠聚落^［32］是在吐鲁番特殊的山盆结构中引河开渠、掘坎儿井引明渠形成“井开人聚，田依渠开”的特殊聚落，在绿洲内部水资源争夺加剧背景下，其所建构的传统井渠聚落已经走向瓦解，基本完成了向水库-机电井-人工渠系聚落的转变，但二者皆由井、渠两个基本要素构成，是井渠聚落不同主导因素下一体两面的表现形式。因此本研究拟以4个小流域为单元，在传统井渠聚落向新井渠聚落体系转型过程中揭示乡井渠聚落整体空间分布格局及机理。

1 材料与方法

1.1 研究区概况

吐鲁番盆地位于新疆维吾尔自治区天山东部南坡（图1），气候为温带大陆性气候，年均降水量6.3~25.3 mm，年蒸发量高达2 845~3 744 mm，面积约5万km²，有1/2的地方低于海平面100 m以下，除白杨河、阿拉沟外有12条季节性河流，地下水多年平均补给量5.6×10⁸ m³。截止2021年总人口为70万，共有26个乡镇，632个自然村，城镇化率48.67%，耕地面积5.6万hm²，兰新线、南疆铁路、吐和、连霍高速、G312、G314国道从境内穿过。1949年境内有水坎儿井为1 084条，形成以坎儿井水定地定村的“一村一坎”或“多坎一村”的绿洲自然村落格局^［32］。建国后出现大建坎儿井热潮，至1957年有水坎儿井1 237条，盆地内由坎儿井和暗渠建构的绿洲乡村井渠聚落达到顶峰；而截止2010年有水坎儿井减少至263条，标志着传统的坎儿井聚落开始走向解体。随着20世纪60年代开发利用地表水修建水库和防渗渠，到20世纪90年代修建水库8座，至2020年共有15座水库，且机电井数量自1966年127眼增至1980年1 764眼，到2020年为6 893眼。本文依据坎儿井地下水补给来源将全区划分为4个井渠聚落聚集区：阿拉沟-白杨河、大河沿-塔尔郎、煤窑沟-二塘沟、柯柯亚-坎尔其流域，以及艾丁湖-沙漠戈壁无人区。

1.2 数据来源

利用吐鲁番市1985年土地利用图（1∶50 000）（来源于中国科学院资源环境科学与数据中心https：//www.resdc.cn），2005和2022年吐鲁番盆地乡村聚落斑块矢量数据利用GoogleEarth影像目视解译获得。DEM数据（来源于地理空间数据云（http：//www.gscloud.cn）分辨率为30m，该地区河流、交通数据来源于国家基础地理信息（1∶250 000），并基于GoogleEarth影像对主要人工渠进行提取，坎儿井数据来源于新疆第三次文物普查报告并结合GoogleEarth影像进行提取1 732条坎儿井，结合2022年3月、7月实地调研进行校正，准确率在95%以上。以上数据均利用Arcgis 10.2软件进行校正、配准。机电井数量出水量来源于《坎儿井地下水资源涵养与保护技术》、人口密度栅格数据、GDP密度栅格数和土地利用数据来源于中国科学院资源环境科学与数据中心（https：//www.resdc.cn/），1985年人口和GDP数据来源于《吐鲁番统计年鉴》。

1.3 研究方法

1.3.1 景观格局分析

景观格局是人类活动与环境互动的产物，在一定范围内能体现景观变化的实际情况，能反映其数量、面积等基本指标 ^［33］。结合实际对1985、2005和2022年吐鲁番盆地井渠聚落数据，选取斑块数目（NP）、斑块总面积（CA）、平均斑块面积（MPS）、最大斑块面积（MAXP）、平均面积标准差（PSSD）和斑块密度（PD）等指标对井渠聚落进行分析。

1.3.2 平均最近邻指数

通过计算井渠聚落的中心点之间最邻近的平均距离和随机分布情况下平均距离进行比较，来判断聚落的集聚性，公式如下^［34］：

ANN=\frac{\overline{D_{\mathrm{0}}}}{\overline{D_{\mathrm{e}}}}（1）

式中：ANN为平均最近邻比率，\overline{D_{\mathrm{0}}}为每个聚落斑块质心与其最邻近斑块质心平均距离；为假设随机模式情况下斑块质心的平均距离。ANN小于1为聚落集聚分布，ANN大于1则偏向随机分布。

1.3.3 全局空间自相关

全局空间自相关是用来测算井渠聚落分布是否具有集聚特征，公式如下^［34］：

I=\frac{\mathrm{n}{\displaystyle \sum _{i=\mathrm{1}}^{\mathrm{n}}}{\displaystyle \sum _{j=\mathrm{1}}^n}{c}_{ij}(x_i-x)(x_j-x)}{{\displaystyle \sum _{i=\mathrm{1}}^n}{\displaystyle \sum _{j=n}^n}{c}_{ij}{\displaystyle \sum _{i=\mathrm{1}}^n}(x_i{-\overline{x})}^{\mathrm{2}}}=\frac{{\displaystyle \sum _{i=\mathrm{1}}^n}{\displaystyle \sum _{j=\mathrm{1}}^n}{c}_{ij}(x_i-\overline{x})(x_j-\overline{x})}{S^{\mathrm{2}}{\displaystyle \sum _{i=\mathrm{1}}^n}{\displaystyle \sum _{j=\mathrm{1}}^n}{c}_{ij}}（2）

式中：I为自相关指数；n为要素总数；C_ij 为要素i、j的空间权重；X_i、X_j 为要素i、j属性值；I值范围位于［-1，1］。当I大于0时，表明呈集聚趋势，数值越大，集聚程度越大；当I小于0时，表明呈聚类趋势；当I等于0时，表明分布具有随机性。

1.3.4 核密度分析

核密度分析数值能够反映聚落点在空间上的密集情况，公式如下^［34］：

f(x,y)=\frac{\mathrm{1}}{n{h}^{\mathrm{2}}}{\displaystyle \sum _{i=\mathrm{1}}^n}k(\frac{d_i}{n})（3）

式中：f（x，y）是位于（x，y）位置的密度估计；n为观测数值；h为平滑参数；K为核函数；d_i 为位置距第i个观测位置的距离。

1.3.5 地理探测器

可对井渠聚落空间分布影响因素进行分析，公式如下^［35］：

q=\mathrm{1}-\frac{{\displaystyle \sum _{h=\mathrm{1}}^L}{N}_h{\sigma }_h^{\mathrm{2}}}{N{\sigma }^{\mathrm{2}}}=\mathrm{1}-\frac{W_{\mathrm{s}\mathrm{s}}}{T_{ss}}（4）

式中：q为分异及因子探测统计量；N为区域样本数；N_h 是次一级区域单元数；L是次级区域个数，σh² 和σ² 为区域聚落的方差，W_SS 和T_SS 分别为类别内方差和及全区总方差。q取值范围为［0，1］，q值越大，说明该因素对井渠聚落空间分布影响越大，q=0时，说明因素对聚落分布无影响。

2 结果与分析

2.1 乡村聚落规模分析

由表1可知，近37 a来，吐鲁番盆地乡村聚落空间规模明显扩大，2005年聚落数量较1985年从434个增加至748个，聚落总面积从9 670.02 hm²增加至13 841.08 hm²，平均斑块面积从22.28 hm²减少至18.51 hm²，最大斑块面积从631.9 hm²增加到1 033.01 hm²；与机电井从1985年3 431眼增长至2003年5 254眼，修建9座水库境内水量增加相关。2005年至2022年聚落规模和数量快速增加，到2020年机电井数量增加至6 893眼，水库共15座，自2013年关井退田政策实施后坎儿井下游大量机电井关停，机电井在坎儿井上游更加密集导致聚落向上游集聚使得平均斑块面积从18.51 hm²增加至23.48 hm²。

2.2 乡村聚落集聚分析

1985和2022年乡村聚落斑块密度显著增加，说明吐鲁番盆地近37 a来乡村聚落数量和规模快速增长（表1）。由表2可知，吐鲁番盆地乡村聚落的空间自相关和平均最近邻数值，置信水平为99%以下，ANN小于1，表明1985、2005和2022年吐鲁番盆地乡村聚落呈现集聚性。

根据聚落点数据进一步分析吐鲁番盆地乡村聚落与坎儿井空间分布关系，得到区域内1985、2005、2022年聚落与坎儿井核密度分布（图2）。

由图2可知，从时间变化角度看，1985~2022年区域内核密度值逐年增加，表明单位范围内乡村聚落数量增加明显；随着时间迁移，高密度核空间位置和数值大小发生明显迁移变化。1985年在亚尔乡、高昌路街道、葡萄乡形成高密度核集聚区，在伊拉湖乡、博斯坦乡、胜金乡、三堡乡、吐峪沟乡、达浪坎乡和迪坎乡北部、鄯善镇和七克台镇形成次密度核中心，大致与坎儿井高密度核集聚区相吻合为传统井渠聚落集聚区；2005年高昌路街道核心范围缩小，七克台镇、鄯善镇、连木沁镇、胜金乡、达浪坎乡北部及伊拉湖乡东部均呈现由次密度核中心向高密度核转变并向四周扩散，是因机电井从1985年由不足3 431口到2005年达到5 000余口，出水量从1.756亿m²，增加到6.416亿m^2［37］，水量增加推动耕地的数量增加进而引起聚落迅速增加，单位面积内高密度核值从0.575个/km²增长至1.088个/km²，且聚落集聚区与坎儿井集聚区仍相互重合。2005年至2022年密度核最高值从0.575个/km²增长到1.088个/km²，因2010年对口援疆与2013年《吐鲁番地区关井退田实施办法》的实施机电井关停，盆地内兴修水库，完善引水设施，水资源网络化配置趋势出现，水资源利用效率和水资源量增加，促使乡村聚落数量快速增加。

从空间变化角度看，1985、2005和2022年吐鲁番盆地乡村聚落空间分布相似，总体表现为中部与东部沿火焰山-盐山南北两侧分布，西部在阿拉沟-白杨河沿河流交汇分布的空间特征，较好的与吐鲁番南北盆地潜水层^［39］相对应。但不同时期聚落核心与次核心空间分布特征存在明显分异，由于工程量和成本更为低廉的机电井得到大规模开发，区域内水量迅速增加促使，1985~2005年间由高昌路街道的单核心自东向西形成了七克台、鄯善镇、高昌路街道、托克逊的四核心格局。2022年聚落空间破碎化程度进一步加剧，沿火焰山-盐山、阿拉沟-白杨河交汇处形成以七克台、火车站镇、鄯善镇、连木沁高昌路街道南部、夏乡、博斯坦乡为区域中心的核心-次核心的串珠状分布格局，并且出现沿河溯源发展的趋势；因水库和跨流域调水系统的完善，出现沿河溯源扩张的特点，且机电井水不在依靠原坎儿井明渠进行输送，进一步促使在原坎儿井聚落基础上所形成的团状空间逐渐破碎化，形成多核心分布的空间格局。

2.3 乡村聚落分布特征分析

2.3.1 自然因素影响下特征分析

吐鲁番具有盆地结构和向心性的水资源空间分布格局，结合DEM数据提取盆地高程、坡度结合国家基础地理数据提取河流信息。结合盆地海拔落差及聚落分布海拔，将吐鲁番盆地分为（<200 m）（200~1 000 m）（1 000~1 500 m）（1 500~2 000 m）（>2 000 m）5个维度，坡度根据吐鲁番盆地内实际情况，将坡度分为平地（<2°）、平坡（2°~6°）、缓坡（6°~15°）、斜坡（15°~25°）和陡坡（>25°），河流根据2022年3月实地勘测情况以500 m为距离建立缓冲区。由此绘制不同高程、坡度和河流缓冲区下研究区聚落斑块数量、面积变化趋势（图3）。

由图3-A可知，研究区99%的聚落集中分布在<200 m、200~1 000 m的低地，聚落数量随着高度的增加呈递减趋势；2022年较1985、2005年海拔在1 000 m以下的聚落数量和规模明显增加，而1 500~2 000 m高海拔地区聚落数量和规模呈现先减少后增加，但总体呈增加的趋势，因盆地内水库多为山区水库，吐鲁番山盆结构，引导水自高向低自流，促使聚落在高海拔开始增加。由图3-B可知，从时间角度来看，2005年之前98%的乡村聚落分布小于15°缓坡区，聚落数量和面积随坡度的增加迅速减少。2022年15°~25°斜坡区乡村聚落数量明显增加，聚落规模明显扩张。表明吐鲁番盆地村落向坡度较大地区扩张明显。不同的地面坡度对水汇流影响不同，随着坎儿井大规模废弃，机电井和水库开发坡度落差对水汇流成渠的影响较小，故在高坡度上的聚落数量在明显增加。由图3-C可知，66%的聚落主要分布在距河流2 km以外地区，河流指向性不强，与吐鲁番盆地多季节性河流，少稳定水源有关，且坎儿井以地下水补给为主的特征和跨流域调水工程的完善使聚落受河流影响不大。

2.3.2 人文因素影响下特征分析

吐鲁番盆地是内地连接新疆、中亚、南北疆的重要通道，干旱区背景决定人工渠系与水资源的利用方式与人们的生产生活息息相关。根据建制镇政府所在地、道路（铁路、高速公路、国道）、人工渠及坎儿井数据根据实际情况创建缓冲区（图4）。

由图4-A可知，以政府所在地12 km范围内的聚落最密集，其数量和面积占比分别达到86%和81%，峰值出现在3~6 km之间，随着距离增加，聚落数量和面积都在减少。拉铁摩尔认为城镇成为周围乡村聚落的聚合中心，与周围村落存在“中心区位等级系统”^［37］，自1985年以来吐鲁番盆地内经济快速发展，乡镇作为行政体系的基层单位，其受到的政策支持远高于普通乡村，并且差距逐年增大，导致其影响力水平逐渐扩大，使得在乡镇中心9 km范围内聚落规模扩张明显，其中1985~2005年增加2 773 hm²，而2022年比2005年增长1倍，表明吐鲁番盆地聚落受乡镇中心影响日益加强。由图4-B可知，在道路3 km范围内，聚落数量占比30%，面积占比40%，随距离增加聚落数与面积呈递减态势。1985~2022年吐鲁番盆地交通基础设施得到空前发展，开通兰新线、连霍、吐和高速使得3 km范围内聚落数量和面积快速增长，吐鲁番作为交通枢纽，盆地内道路通达性较好，对聚落分布的引导性较强并呈现出聚落沿交通线轴-轴分布的空间特征。由图4-C可知，人工渠4 km范围内是聚落最密集的范围，其数量和面积占比达到68%和65%，井渠聚落唯水而生的属性，决定着吐鲁番盆地乡村聚落数量和面积，随距人工渠距离增加呈递减趋势。1985~2022年间，人工渠作为打破水资源时空分布的工程，使得其辐射范围内聚落数量和规模均呈增加趋势，且4 km范围内增幅大于其余范围。由图4-D可知，距离坎儿井2 km之外范围聚落数量和面积占比最多，分别达到42%和68%，随着20世纪80年代机电井群开发、防渗渠和水库修建造成地下水位下降坎儿井逐渐荒废^［36］。因此1985~2022年聚落扩展受坎儿井水约束变小，2022年较1985年2 km以外范围聚落数量和面积增加1.5倍。总体而言，吐鲁番盆地乡村聚落数量规模整体呈现逐年扩大态势，不同影响因素对聚落的空间分布形成不同的推动力，造就了如今盆地内的聚落空间分布格局。

2.4 聚落分布地域差异机理分析

2.4.1 单因子探测

乡村聚落的分布是人类与自然互动的产物，其空间分布受人类生产生活与环境的关系影响，进而体现乡村聚落发展过程 。基于地理探测器方法已有多位学者对聚落空间分布及时空演变进行分析^{［28，33］}，吐鲁番盆地自然环境与人文社会条件地域差异大，乡村聚落空间演化受多重因素影响。选取高程（X₁）、坡度（X₂）、距河流距离（X₃）、地下水位（X₄）4个自然因素，将社会人文因素拆分为距建制镇距离（X₅）、距道路距离（X₆）、距人工渠距离（X₇）、坎儿井距离（X₈）4个区位因素，以及GDP（X₉）、耕地面积（X₁₀）、人口密度（X₁₁）3个社会经济因素（表3）。

总体看，1985、2005和2022年社会经济因素的地理探测器q值最大，表明当盆地内井渠聚落由传统以水定村转变为以经济为主导。但各个时期的主要影响因子存在不同，1985年耕地面积（q=0.257）对聚落分布影响最大、其次为距道路距离（q=0.196），早期吐鲁番处于开发阶段，人作为聚落的基本组成要素，交通作为区域经济发展的重要指标，两者相辅相成共同塑造当时吐鲁番盆地聚落空间格局。2005年主要影响因子转变成人口密度（q=0.248）和GDP（q=0.247），并且耕地面积q值从0.259下降至0.155，居民收入多样化使耕作种植不再是居民唯一的收入来源，因此耕地面积对于聚落影响开始出现下降趋势，但作为聚落组成要素的人口和提高居民获得感的GDP对绿洲乡村聚落分布的影响在增加。2022年与2005年相比，社会经济因素对于该地区聚落分布总体影响在减小，是由于吐鲁番地区快速城市化背景下，城乡差距扩大、人口大量向城市转移，导致社会经济因素对聚落分布影响减小。此外城市化，主要发生在高昌区、托克逊和鄯善县城所在地，城市扩张，导致村落大量被兼并因此出现城区附近的密度核发生变化转移，与图2相吻合。

从流域看，不同影响因素在不同时间内对于聚落空间格局的影响差异显著，且每一因素对四大人居区域乡村聚落格局形成的影响程度也各不相同。阿拉沟-白杨河流域乡村聚落空间格局的形成由1985年以X₄、X₅、X₆、X₁₁为主导转变为2005年以X₅、X₆、X₇、X₁₀为主导，到2022年以X₁、X₄、X₅、X₆为主要驱动力，说明以水定村的绿洲聚落发展原则，距政府距离和道路距离可获得的收益，是引起地下水水位、距政府距离和距道路距离是该区域乡村聚落变迁的主要驱动力。大河沿-塔尔郎流域乡村聚落空间格局形成的主导因子分别为X₅和X₁₀，表明该区域距政府距离和耕地面积是聚落空间格局形成的驱动。煤窑沟-二塘沟流域从1985年以X₅、X₆、X₉、X₁₀向2005年的X₁、X₄、X₉、X₁₀到2022年以X₁、X₆、X₇、X₁₁为主导转变，说明乡村地下水位、距道路距离和乡村耕地面积是影响该类区域乡村聚落演化的主导因素。柯柯亚-坎尔其流域以X₅与X₆为主导，说明区域内乡村距政府距离与距道路距离是聚落空间演化的关键动力。

2.4.2 交互因子探测

聚落形成不是单个因子影响的结果，自然和人文因素对于聚落空间格局的形成影响并不相互独立。在10个单因子探测的基础上进行因子间的交互作用探测呈现双因子增强效应，说明10个影响因子中任意2个因子的交互作用对吐鲁番盆地井渠聚落的影响比单因子更为显著。

从吐鲁番盆地整体q值来看，1985、2005年分别为X₉∩X₁₀、X₆∩X₁₀对于聚落空间格局影响最强，其因子交互探测的q值最高为0.488，0.416，解释力分别约为49%、42%，表明1985年和2005年吐鲁番盆地内耕地面积与GDP、道路与耕地面积对聚落的演化具有积极作用；1985年X₄∩X₁₀、X₅∩X₁₀、X₆∩X₁₀与2005年X₄∩X₁₀、X₄∩₁₁、X₉∩X₁₀交互作用对井渠聚落空间格局影响程度都在40%以上，其余交互因子q值相对较低但也高于单一因子对聚落空间格局的影响。2022年因子交互探测的q值最高为0.374，解释力分别约为38%，表明2022年聚落距道路距离与人口密度对吐鲁番盆地聚落的空间格局影响更为强烈。

从吐鲁番盆地四大流域看，不同分区影响因子之间形成了独特的相互作用模式，表现为双因子增强效应，自然地理要素和社会人文要素共同作用并影响各分区聚落格局的形成与演化。阿拉沟-白杨河流域特殊的区位条件增强了社会经济因子对于乡村聚落空间格局形成的影响；大河沿-塔尔郎流域是盆地内主要的人口聚集区，社会经济发展水平较高，各因子之间相互作用较为复杂，区位因子与社会经济因子协同作用下形成了当前乡村聚落格局；煤窑沟-二塘沟流域乡村聚落分布离散程度高，下游水资源短缺，高度、距道路、距人工渠距离与耕地面积的协同增强影响；柯柯亚-坎尔其流域内聚落紧挨沙漠自然条件更为恶劣，乡村聚落空间格局的形成深受区位要素中政府、道路、人工渠与坎儿井内部交互作用影响。

3 讨论

绿洲乡村聚落时空分布受自然、区位和社会经济因素综合影响。自然因素是乡村聚落最初形成的基础，持续影响着聚落分布、规模。马利邦^［2］研究表明，干旱区“以水定地、以水定人”的自然背景是绿洲发展的原则；水资源获取条件会带来聚落的演变^［26-27］。地理探测器结果表明距道路距离、距政府距离、GDP、耕地面积、人口密度等社会人文因素成为推动吐鲁番井渠聚落演化的主要动力，且自然约束力在减弱，这与林金萍^［28］等和王正伟^［29］等研究结果一致。古丽娜尔·麦麦提^［38］仅从聚落与坎儿井二者空间分布关系进行探讨，认为2000年之前高昌区乡村聚落对坎儿井依赖较大，但未考虑坎儿井大规模废弃这一因素，与本研究结论相差过大，其结论无法准确掌握井渠聚落演化机理，为吐鲁番乡村聚落重构提供参考。

总体来看，近37 a来吐鲁番盆地内乡村聚落空间格局特征变化较为明显，井渠聚落形成的主要推动力在不同时期发生了转变。与其他绿洲相比吐鲁番封闭的山盆结构，导致跨流域调水难度较大，使得盆地内乡村聚落发展潜力有限，并且水资源利用的现状和规划还存在着较大差距。因此，未来还需进一步关注水资源网络化配置趋势下对聚落空间格局与形态的影响，以便有针对性的提出乡村聚落优化途径。

4 结论

本文以吐鲁番盆地四大人居区域3个时期的绿洲乡村聚落，从人地关系的视角分析空间分布格局及其影响因素，主要结论如下：

1） 从井渠聚落规模和空间看，1985~2022年吐鲁番盆地聚落数量空间规模明显增加，与坎儿井集聚区高度重合，由一心多核向多核心转变；空间上呈明显的不均衡分布，聚落分布南北少，中部沿火焰山-盐山南北坡、阿拉沟-白杨河交汇处呈串珠状空间分布；受城市化、水资源的影响，不同时期高密度区在空间上发生不同程度偏移并存在显著差异。

2） 地理探测q值表明，吐鲁番盆地井渠聚落空间分布、规模及演变是自然基底限制，社会人文驱动力和人地交互综合作用的结果。高度、坡度、地下水是主要的自然约束力，距政府、道路、人工渠距离和耕地面积等是关键的社会人文驱动力。人地交互力对乡村聚落的形成总体高于自然约束力和社会人文驱动力单方面的作用，且解释力变现为非线性增强。

3） 吐鲁番盆地各分区井渠聚落空间格局形成的影响因子及其作用程度各有不同。自然地理要素对于四大流域影响较小；大河沿-塔尔郎流域、煤窑沟-二塘沟流域以社会经济因素为主导，阿拉沟-白杨河流域与柯柯亚-坎尔其流域则受区位要素影响更为广泛；区位因素与社会经济因素之间的交互作用对阿拉沟-白杨河流域、煤窑沟-二塘沟流域、柯柯亚-坎尔其流域井渠聚落空间格局的形成影响最为突出；大河沿-塔尔郎流域井渠聚落格局形成最为复杂以自然要素、区位要素、社会经济要素之间交互共同影响。

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基金资助

国家社科基金一般项目“南疆维吾尔族嵌入式社会宏微观演变机理与治理体系研究”(17BSH033)

自治区社科基金“健全新疆文化产业发展体系研究”(21VZX011)