Special: Riv-habitats

Rural Landscape Characters and Spatial Correlation Mechanism in the Tiaoxi River – Canal Basin in Zhejiang Province

  • ZHANG Lin , 1 ,
  • ZUO You , 1 ,
  • LIU Binyi , 1, 2, *
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  • 1College of Architecture and Urban Planning (CAUP), Tongji University
  • 2Faculty of Humanities and Arts, Macau University of Science and Technology

ZHANG Lin, Ph.D., is an associate professor and doctoral supervisor in the College of Architecture and Urban Planning (CAUP), Tongji University. Her research focuses on landscape planning and design, and landscape architecture and tourism planning

ZUO You is a Ph.D. candidate in the College of Architecture and Urban Planning (CAUP), Tongji University. Her research focuses on landscape planning and design

LIU Binyi, Ph.D., is a professor and doctoral supervisor in the College of Architecture and Urban Planning (CAUP), Tongji University, convenor of the 8th landscape architecture discipline appraisal group of the State Council Academic Degree Committee, a distinguished professor and doctoral supervisor in the Faculty of Humanities and Arts, Macau University of Science and Technology, and an editorial board member of this journal. His research focuses on history and theory of landscape architecture, visual evaluation of landscape, green space system planning, and landscape architecture and tourism planning and design

Received date: 2024-07-31

  Revised date: 2025-02-26

  Online published: 2025-12-14

Copyright

Copyright © 2025 Landscape Architecture. All rights reserved.

Abstract

Objective Rural landscape in the Jiangnan Canal Basin is characterized by a synergistic symbiosis of water basin habitats, canal water conservancy and transportation, and rural settlement construction. Based on the perspective of the correlation and coupling of water network − canal channel − rural landscape, this research aims to explore the types of rural landscape characters and spatial coupling patterns in the Jiangnan Canal Basin, so as to ensure that rural landscape continues to play a significant role in the protection of regional historical heritage and the resilient development of urban and rural areas within the basin. Methods The research selects the Tiaoxi River − Canal Basin in Zhejiang Province, which is closely connected to the Jiangnan Canal, as the research object. At the river − canal basin scale, the multi-level spatial superposition technique is utilized to identify associative character zones, and a coupling coordination model is used to identify the correlation patterns of water network, canal channel and rural landscape. At the rural community scale, through spatial maximum expectation (EM) clustering, the types of rural landscape characters are classified and spatially mapped through simulation algorithms. Results In terms of the spatial correlation of water network − canal channel − rural landscape within the Tiaoxi River − Canal Basin, the research identifies three major landscape character zones including the West Tiaoxi River − Ditang Canal Basin, East Tiaoxi River − Jiangnan Canal Basin, and Hangzhoutang River − Hangzhou − Jiaxing Canal Basin. In terms of the coupling pattern of water network – canal channel – rural landscape in the Tiaoxi River Canal Basin, the coupling and coordination degree between the East and West Tiaoxi River Basin and the buffer zone along the Jiangnan Canal is generally high, and the that in the west area dominated by natural water system is stronger than that in the east area dominated by canal channel. In the main river basin of the East Tiaoxi River – Jiangnan Canal, there are coupling cold spots at the gathering places of canal towns such as Jiaxing and Hangzhou, and there are significant disturbances in the coupling of the landscape system. In terms of typical rural landscape types in the Tiaoxi River – Canal Basin, six types of rural landscape paradigms are identified, including the canal hydraulic engineering, regional agricultural production, township community linkage, canal trade operation, water conservancy culture collection and water network habitat maintenance types. And significant region − basin differences are explored from the perspectives of spatial proportion, layout pattern, and coupling relationship. At the level of the spatial correlation mechanism of typical rural landscapes, the regional agricultural production and township community linkage types of landscape occupy a relatively large proportion, accounting for 24.49% and 21.89% respectively, while the water conservation culture collection and water network habitat maintenance types of landscape occupy a relatively small proportion, accounting for 12.88% and 10.60% respectively. At the level of spatial transformation from the overall scale of basin as a whole to the individual scale of rural settlements, the canal hydraulic engineering and township community linkage types of landscape are mainly distributed in the East Tiaoxi River and the Hangzhoutang River water network basin, the regional agricultural production type of landscape is mainly distributed in the West Tiaoxi River − Ditang Canal Basin, and the water network habitat maintenance type of landscape is mainly distributed in the connection area between the main veins of the East and West Tiaoxi River systems and the tributaries of the Hangzhou − Jiaxing Canal. The canal trade operation and water conservation culture collection types of landscape are mainly distributed in the East Tiaoxi River − Jiangnan Canal Basin and the Hangzhoutang River − Hangzhou − Jiaxing Canal Basin. From the perspective of coupling mechanism, the spatial coupling degrees of the regional agricultural production and township community linkage types of landscape are relatively high in the West Tiaoxi River − Ditang Canal Basin, with mean values of 0.731 and 0.775, respectively; while the mean value of the canal hydraulic engineering type is only 0.596, relatively low. Conclusion The research delves into the underlying mechanisms that interlink the water network, canal channel and rural landscape within the human settlement system of the Jiangnan Canal Basin. The research clarifies the stratified compositional elements, the superposition of character zoning, the predominant correlation types, and the coupling mechanisms of rural landscape. The research delineates landscape character zones at the canal basin scale and identifies the dominant types of rural landscapes at the scale of rural settlements. Building on these findings, the research achieves a basin-scale spatial inversion of rural landscape types. Furthermore, the research establishes a research paradigm for examining the characters, spatial distribution and mechanisms of rural landscapes within the canal basin. The research offers resilient planning insights that integrate trans-basin zone governance, multi-type system linkage, and multi-level network construction, providing a comprehensive approach to the management and conservation of canal heritage and rural landscapes. Future research will construct a spatio-temporal dynamic dataset of canal heritage landscapes, which aims to enhance the fine-grained character extraction and type classification accuracy of machine learning algorithm models for rural landscapes. Additionally, the universal applicability of the stratified correlation perspective in the field of rural landscape research within the context of the Grand Canal Basin will also be explored.

Cite this article

ZHANG Lin , ZUO You , LIU Binyi . Rural Landscape Characters and Spatial Correlation Mechanism in the Tiaoxi River – Canal Basin in Zhejiang Province[J]. Landscape Architecture, 2025 , 32(4) : 21 -30 . DOI: 10.3724/j.fjyl.202407310424

运河流域人居体系是包含自然水系、运河水网与人居环境的复杂巨系统[1],具有跨尺度空间关联性[2]与全要素耦合适应性[3]。运河流域乡村景观[4]作为衔接水系生境、水运航道网络与地域人居建设的关键纽带,在地域历史遗产保护与流域城乡韧性发展中持续发挥作用[5]
江南运河即京杭运河最南部镇江-杭州段[6],运道全长333.7 km,衔接长江—太湖—钱塘江水系,流域面积15 384 km2。沿运乡村历史悠久,肇始于春秋吴地农垦聚落的物资囤运及军事防御水道修凿[7],隋唐至清中后期逐渐演进成为“以运河为经,以众川为纬”[8]、生计流转与漕运往来频繁的沿运水乡人居体系[9],呈现水网-运河-乡村耦合互适的动态关联性景观特征。
相关研究或基于类型学视角,探讨了特定时间切片下运河局部区段[10]、乡镇聚落单体[11]的景观格局特征;或关注发生学视角下沿运聚落“空间基因”的流变[12-13],进行了运河“遗产廊道”构建[14]。近年来,相关研究从单一沿运聚落向遗产关联环境、从区域要素分离向空间全域协同、从传统静态视角向格局-过程-效应动态耦合的趋势转向明显。部分学者结合空间整体性原理,构建了运河聚落与遗产环境的关联体系框架[15],从自然-文化耦合互动的视角探讨了沿运传统村落的适应性演进机制[16],然而关注江南运河流域的乡村景观地方性特征及水-运-村空间关联机制的研究仍有待深入。已有研究主要是运用地方堪舆质性分析与景观特征评估(landscape character assessment, LCA)[17-18]等方法进行乡村景观格局特征归纳与类型模式概括,或结合地理信息分析技术进行多尺度景观要素识取和时空模拟。随着遗产历史信息图谱转译技术[19]的应用,目前可以结合大运河历史地理信息系统(Grand Canal Historical Geographical Information System, GCHGIS)大数据与服务平台等进行景观空间演变特征研判,而基于机器学习算法的景观多层级关联要素耦合叠加与聚类划分[20]方法,也为流域尺度乡村景观空间特征的研究提供了新的路径。
“苕溪发源于天目,经杭、嘉、湖三郡而入太湖”[21],苕溪-运河流域[22]作为江南水网与水运河道系统紧密关联、流域多层级职能高度复合、地域空间格局演变动态较强的代表性流域人居体系,其运河航道、水工营造及乡镇聚落文化遗产富集[23]。自宋代的大规模开溇造渠、围湖垦田[24],到近现代航段淤塞、联圩水患,苕溪-运河流域一直处在水系生境-水运功能-水网人居相互制约的动态平衡中。现有研究主要关注江南运河对杭嘉湖平原圩田体系演进的影响[25],而对水系脉络视角下苕溪-运河流域生境维系、文脉传承及区域协调发展三者的关系缺乏关注;相关研究探讨了西苕溪流域人居环境体系成因[26],但暂未将运河流域乡村聚落景观作为特定研究对象,且较少关注乡村景观在江南运河航道与自然水网互动过程中的动态适应机制与关联模式。
本研究提出江南运河流域水网生境、运河水工营造与乡村聚落景观耦合关联的创新性视角,搭建江南运河流域乡村景观特征-空间-机理研究框架,重新审视运河乡村景观对于流域自然水网与人工河网系统的联动与互适关系,为流域人居景观水-运-村韧性耦合与持续发展智慧传承[27]提供参考。

1 研究范围

浙江苕溪-运河流域基于江南运河、太湖水系与长江水系发育而来,从自然与人文地理维度来看,西倚天目山脉、邻安徽省,南临钱塘江与杭州湾,北滨太湖、与江苏接壤,东与上海市水陆衔接[22],涵盖杭嘉湖地区北侧主要区域。结合相关文献[28]与运河水文流域分析技术,划定浙江苕溪-运河流域乡村景观空间研究范围(图1),总面积11 057 km2,水域面积233 km2。流域水系由西部苕溪水系和东部运河水网共同组成,包含东西苕溪、长兴水系及江南运河主航道、上塘河、澜溪塘、頔塘、余杭塘、海盐塘等河网支流,河道总长度24 575 km,河网密度3.75 km/km2,其间堤堰沟渠闸坝等水利设施密布,串联起3 975个乡村聚落。
图1 苕溪-运河流域区位(1-1)及流域地貌(1-2)

Fig. 1 Location (1-1) and geomorphic feature (1-2) of the Jiangnan Canal and the Tiaoxi River − Canal Basin

浙江苕溪-运河流域乡村人居体系的形成可追溯至良渚吴越文明时期,呈现出受运河水利体系与江南河网水系共同影响、利害攸同的一体共生特征。在水-运-村协同演进过程中,产生了运河遗产河道、文化遗产单元、水利设施遗存、沿运历史街区、历史传统村落等遗产物质环境,以及运河聚落农耕方式、水运文化非遗活动等非物质遗产现象,共同构成了江南运河遗产体系脉络。

2 研究方法及数据

2.1 研究方法

本研究聚焦浙江苕溪-运河流域乡村景观的地方性特征与空间生成机制探析,关注运河流域与乡村单体间的尺度梯度互动,探索结合运河历史地理历史信息处理与机器学习聚类模拟算法,进行多模态景观要素提取;通过水-运-村要素层级叠加与图像分割、耦合协调分析与空间关联聚类进行运河乡村景观特征分区、机制解译与类型研判的技术手段。

2.1.1 通过Ecognition影像分割界定乡村景观特征分区

本研究通过ArcGIS对运河流域乡村景观特征要素的分层数据进行归一化处理与模糊叠加运算,得到表征水-运-村景观要素空间关联特征的栅格影像数据,之后通过Ecognition多尺度栅格影像分割技术,对运河乡村景观特征区域进行划分。Ecognition作为高分辨率影像分割的机器学习算法,在多要素数据处理的细粒度及跨流域分析适应性方面具有突出优势[29],能够实现对水-运-村多层级体系空间关联区域的高效、精准划分。本研究通过多重对比筛选,得到景观特征多尺度分割拟合程度较高、流域尺度适中且切分范围合理的影像分割参数:Image Layer Weight=1、Scale parameter=38、Shape=0.2、Compactness=0.5。

2.1.2 通过耦合协调模型判别水-运-村关联耦合模式

耦合协调度模型[30]能够判别运河流域水、运、村子系统间的关联作用模式与耦合协同强度,计算式
$ C=\sqrt[3]{\frac{f\left(a\right)\times f\left(b\right)\times f\left(c\right)}{{\left[f\left(a\right)+f\left(b\right)+f\left(c\right)\right]}^{3}}}\text{,} $
$ T={\text{α}} f\left(a\right)+{\text{β}} f ( b )+ {\text{γ}} f ( c )\text{,} $
$ D=\sqrt{C\times T} 。 $
式中:C为系统耦合度;$f\left(a\right) $$f\left(b\right) $$f\left(c\right) $分别为水、运、村系统叠加特征归一化数值;T为流域水-运-村综合指数;权重${\text{α}} $${\text{β}} $$ {\text{γ}} $经熵权法获得,分别为0.41、0.25、0.34;D为耦合协调度。

2.1.3 通过最大期望聚类算法划分乡村景观典型类别

最大期望聚类(maximum expectation, EM)算法能够客观地量化数据元素间的结构相似性及空间关联效应[31]。本研究通过R语言编程实现栅格数据融合处理—多元数据降维—EM聚类—随机森林模拟的完整工作流程。在水-运-村特征多层级要素矩阵数据整理的基础上,通过EM机器学习算法对乡村景观特征聚类进行模糊划分,并量化各主导因子作用强度,经检验聚类结果鲁棒性较强,之后通过随机森林空间模拟,实现乡村景观特征类型的流域空间映射。

2.2 数据来源

2.2.1 运河历史遗产信息数据

通过GCHGIS开放共享服务大数据平台(www.gchgis.com)、大运河遗产保护管理办公室官网(www.chinagrandcanal.com),《江南大运河历史图谱》《苕溪运河志》《浙江省地方志》《中国运河史》等史籍舆图,获取18世纪末至19世纪初(清中期)运河乡村景观进入平稳发展阶段后的运河遗产河道、水利工程设施、沿运历史街区及传统乡镇聚落的历史空间信息。

2.2.2 流域乡村景观空间数据

通过国家基础地理信息中心(www.ngcc.cn)获取苕溪-运河流域乡村聚落边界及点坐标空间位置数据;通过中国科学院地理科学与资源研究院数据平台(kmap.ckcest.cn),获取流域地形高程、湖泊水系、3级以上河流及土地利用等。数据获取时间为2023年,地理精度统一处理为30 m栅格。

3 苕溪-运河流域乡村景观水-运-村空间关联特征

基于江南运河流域史籍资料与相关研究基础[24-25],对苕溪-运河流域“水-运-村”景观的空间层级要素进行特征识取(图2)。其中自然水网生境维度关注水文地貌格局及水系河网结构特征[28],运河水工营造维度关注运道空间距离[27]、运河航道运维[8]、漕运设施建设[8]、水工遗产布局特征[21],乡村聚落景观维度关注沿运乡村空间关联、规模布局形态与乡村运河非遗活动特征[32]
图2 苕溪-运河流域水-运-村叠加关联分析

Fig. 2 Superposed correlation analysis of water network − canal channel − rural landscape

自然水网生境格局自西向东依次呈现西苕溪山滩河谷冲积平原、东苕溪湖漾溇港水网平原及杭州塘海塘泾浜滨海平原的地域水系布局,河网密度及河湖水面率均由中部临近运河航道区域向两侧递减。运河河网体系主要包含頔塘运河片区、江南运河主航道片区,以及杭嘉运河片区的頔塘故道、崇长港、余杭塘、杭州塘、西兴运河、嘉兴城河等,运河航道联通度较高;长安闸、西兴过塘码头、水利通判厅等水利文化遗产依托水运市镇、水关以及水务枢纽沿运分布。乡村布局密度及格局聚集度与运河空间关联度较高,并在运道分支点与河道交汇处骤增;聚落营造规模及土地利用度在流域中部偏低,自西向东形成陂塘围田、平原㘰田、塘浦圩田[33]、海塘荡田嵌合过渡的农垦耕作模式。

3.1 苕溪-运河流域乡村景观空间关联分区特征

基于苕溪-运河流域水-运-村空间关联特征,对乡村景观要素进行多层级叠加,借助多尺度影像数据分割机器学习技术,进行流域乡村景观空间特征阈界划分,得到西苕溪-頔塘运河流域、东苕溪-江南运河流域与杭州塘-湖杭-杭嘉运河流域三大景观特征分区(图3)。
图3 苕溪-运河流域水-运-村空间关联特征分区

Fig. 3 Zoning of the spatial correlation features of water network − canal channel − rural landscape

3.1.1 西苕溪-頔塘运河流域乡村景观特征

该分区自然水系主要依赖西苕溪长兴水系及太湖水网,同时串联西湖、胥塘、西山漾、荡湖等塘漾湖荡,运河人工河道为頔塘运河及南北横塘、双林塘支流,结合苕溪尾闾疏浚治理及太湖排灌大堤,形成兼顾水利开塘泄洪和凿湖蓄水灌溉的流域水系[8]。由于西倚天目山脉,山溪型水系易发洪涝,运河支状航道与苕溪网状水系结合受阻,隋唐时期“开邸阁池、建石鼓堰”[27],在苕溪发源的河谷地带设置闸坝堰堤抵挡雨季山洪。乡村聚落主要沿西侧长兴水系及北侧太湖河网溇港区呈离散状分布,部分聚落围绕堤塘湖漾呈环状布局,具有山滩陂塘、水网㘰田、溇港圩田结合的农业生产模式,形成以西苕溪-頔塘运河水系为中心、聚落沿山溪河谷及平原水网散布、因势利导开发溇塘围田的乡村景观特征。

3.1.2 东苕溪-江南运河流域乡村景观特征

该分区自然水系涵盖东苕溪、横塘港、余杭塘等,同时串联菱湖、善琏等湖泊,人工航道由江南古运河澜溪塘至杭州塘段构成。由于分区内河网体系复杂、水文环境演变剧烈,自宋代起在运河南侧末端修建龙山闸和德胜坝作为防洪灌溉及水利交通设施,运河航道与东苕溪网状水系结合程度较高。聚落临近湖漾空间呈团状聚集或沿河网线性分布,临近运道支流的河网呈网格棋盘状布局,且随河网距离递增密度显著降低。德清—菱湖—南浔一带地势低洼,隋唐时期起横塘纵溇的开挖,形成高地塘浦圩田交织、低地基塘堤田成网的农垦水利体系,兼具农业引水灌溉、航道物资流通、水患洪涝消解职能。呈现以江南运河主航道与东苕溪水系为轴网,聚落于运道水网交汇处聚集,交汇衔接塘浦圩田[33]的乡村景观特征。

3.1.3 杭州塘-杭嘉运河流域乡村景观特征

该分区自然水系主要为钱塘江水系及常山河、上下塘河,人工河网由杭嘉运河串联海盐塘、红旗塘、长水塘等,同时南侧海塘湖荡区域联通杭州湾入海口,易遇海潮盐沙侵袭,于唐代筑御潮堤塘岸,结合长安闸及三堡船闸水利交通枢纽,形成运河航道与海塘河网连通的水运体系。临近运河航道的水网格局相对规整密集,多垂直于运道延伸布局。片区聚落密度整体较高,规模形制趋于规则,且在杭嘉运河汇入钱塘江河口处以及与杭州塘、嘉兴环城河水系交汇处聚集。临近沿海区域地势低平,平均海拔高度3.5~4.5 m[21]。自唐宋时期对部分自然水系裁弯取直形成河道灌渠,生成圩荡田及堰坝围田交错布局的濒海农居体系,结合近现代联圩并圩农业水利整治措施,形成以钱塘江-杭州塘水系及杭嘉运河水道为依托,聚落于航道河网及海塘荡田间均质群聚的乡村景观特征[34]

3.2 苕溪-运河流域乡村景观水-运-村关联耦合模式

基于对水-村、运-村、水-运-村景观特征的耦合协调分析,明确三大景观特征分区中水-运-村的关联耦合模式(图4)。西苕溪-頔塘运河流域与东部杭州塘-杭嘉运河流域的乡村景观耦合协调程度整体较高,且西部自然水系主导区强于东部运河航道主导区。西苕溪及其所衔接的天目水系、太湖溇港与西湖链塘等共同构成流域自然水网屏障,为乡村人居韧性提供生态支撑;同时杭嘉运河人工渠网与东部淀泖湖群及吴淞、黄浦主要水脉贯通相接,为区域防汛排涝及圩田灌溉提供安全水廊,实现运河流域水网对乡村人居系统的塑造作用。
图4 苕溪-运河流域乡村景观关联耦合模式

Fig. 4 Correlation and coupling patterns of rural landscape in the Tiaoxi River − Canal Basin

而在中部的东苕溪-江南运河流域,嘉兴、杭州等运河市镇聚集处及流域河网交汇处出现水-运-村耦合冷点,表明在流域自然水系与运河水利航道的复合相衔地带,水-运-村系统关联耦合出现明显扰动。江南运河自杭州塘入钱塘江处,海塘河口易受季节性盐潮风浪侵袭,存在河网淤塞、海潮倒灌等洪涝灾害隐患。流域北侧东太湖滨湖沉积带与頔塘运河水网体系相接区域,地势低洼塘溇密布,明代以来结合吴江堤修筑大量溇港泾浜及堤堰围田,致使嘉湖运河区域的排蓄压力骤增[23]

4 苕溪-运河流域典型乡村景观特征

4.1 水-运-村关联主导下的乡村景观类型

基于水-运-村空间层级要素的主导关联特征(表1),结合典型乡村案例分析其水乡景观格局、沿运生计模式与乡运营造关系,研判江南运河流域的乡村聚落景观类型。将苕溪-运河流域乡村景观划分为运河水工营造型、地域农业生产型、乡镇聚落联动型、漕运商贸经营型、水利文化汇集型与流域水网生境型六类(图5)。
表1 苕溪-运河流域乡村景观关联指标因子中心度

Tab. 1 centrality of correlation index factors of rural landscape in theTiaoxi River − Canal Basin

关联指标因子 乡村景观类型
运河水工
营造型
地域农业
生产型
乡镇聚落
联动型
漕运商贸
经营型
水利文化
汇集型
流域水网
生境型
  注:表格颜色越深,表示关联指标因子中心度越强。
乡村运河非遗密度 0.836 0.766 0.741 0.842 0.989 0.387
乡村景观格局聚集度 0.581 0.895 0.989 0.965 0.377 0.989
乡村土地利用度 0.422 0.989 0.952 0.901 0.761 0.541
乡村聚落密度 0.697 0.962 0.887 0.794 0.878 0.939
运河文化遗产密度 0.978 0.777 0.832 0.895 0.974 0.711
运河航道联通度 0.904 0.549 0.965 0.989 0.762 0.801
运河水利设施密度 0.986 0.979 0.989 0.754 0.871 0.691
运河河网欧氏距离 0.859 0.823 0.762 0.911 0.938 0.747
河湖水面率 0.937 0.901 0.979 0.766 0.662 0.931
河网密度 0.676 0.953 0.692 0.762 0.779 0.993
地势坡度 0.979 0.987 0.971 0.731 0.572 0.933
地形高程 0.751 0.931 0.801 0.887 0.892 0.986
图5 苕溪-运河流域典型乡村景观类型图谱

Fig. 5 Map of typical rural landscape types in the Tiaoxi River − Canal Basin

4.1.1 运河水工营造型

运河河道体系开凿治理与水利工程设施修建是联通乡村聚落人居环境与江南自然水系的关键,运河水工营造型乡村景观多基于江南运河航道水利建设发育而来,沿运河航道布局,或由水埠码头、闸坝堤堰、驿站渡桥等水利枢纽设施节点辐射带动[35]。运道水工设施空间覆盖率及航道联通度的强化巩固,显著带动了沿运村镇聚落的发展,如义皋村毗邻太湖溇港遗产保护区,运道水网衔接塘溇水系,与村落内部义皋港驳岸、尚义桥、陈溇港闸口等水工设施布设关联,为乡村聚落的防洪排涝以及水运通航提供保障。

4.1.2 地域农业生产型

地域农业生产型乡村景观在自然塘浦湖荡水系及农业水利设施布局的影响下,形成圩田基底与运河水网灌渠结合的乡村聚落景观,土地利用度及乡村聚落密度较高。山溪河谷地带水陆交替的基塘围田聚落、湖荡平原地带高低乡结合的桑基鱼塘聚落、河网地带蟹稻共生的塘浦圩田聚落,在空间形态、农垦结构与种养模式等方面自西向东呈现地域差异。具有代表性的湖州荻港村,外巷埭、里巷埭作为临运界面及聚落水街,衔接西苕溪水系及运河支流,桑基鱼塘及圩田空间交错形成村运融合农耕生计模式,获评全球重要农业文化遗产(Globally Important Agricultural Heritage Systems, GIASH)。

4.1.3 乡镇聚落联动型

乡镇聚落联动型乡村景观多由沿运主要市镇衔接带动,因经济地理区位优势产生较早,并借助地域管理及水陆网络迅速发育[28]。乡镇建设及流通活动作为核心驱动要素,对乡村聚落空间结构及产业生计模式产生深远影响。该类型乡村景观多沿杭州、湖州、嘉兴、海宁等运河市镇呈空间聚集效应,且伴随运河城镇等级的分化,空间关联圈层效应明显,在乡镇经济发展及乡民文化活动方面,呈现多元融合与兼收并蓄的层积演进动态,多包含钞关、衙署、故居、古城门等历史遗产单元。具有代表性的海宁路仲村,地处海宁、桐乡市域的衔接影响范围,呈现聚落传统营造、城乡规划建设及运河文化遗产协同演进的特征。

4.1.4 漕运商贸经营型

漕运商贸经营型乡村景观大多基于运河水街集市、商埠码头、漕运驿馆发展而来,沿运河航道、古纤道与重要漕运枢纽集中布局。体现出运河以漕运、盐运为主的经济物资流转对乡村聚落的高效带动作用。如桐乡、乌镇、南浔等代表性乡镇聚落因运河航运物资流转、盐务管理掣验而兴,部分乡村空间结合西兴过塘行、富义仓以及沿运驿馆布局,比邻运河嘉兴段王江泾镇漕运交通枢纽,形成沿运水街-运河商铺-民居建筑相结合的景观空间结构。港口埠头形制及航道驳岸规模沿袭趸船输运模数,并与周边漕运市镇水运网络联通,保障了沿运货船运载屯留及粮盐商贸物资流转需求。

4.1.5 水利文化汇集型

运河文化遗产景观作为运河历史遗存的载体与文化景观嬗变的见证,对运河乡村的发展流变产生持续影响。历史行政单元基于流域水务管辖设置水利通判厅,并设多处桥梁、水门连通。水利文化汇集型乡村景观多结合历史文化街区、地域文化景观、运河遗产空间布局,聚落内部形成大量寺观宗祠、园林等文化遗产,其视廊轴线与空间布局多结合运河水系与自然山水走势,伴生多元水运非遗文化。如博陆村临栖塘古镇,始记于南宋《咸淳临安志》:“江南运河经此,昔当由杭州至嘉兴之大道”,聚落内水利文化遗产富集,丰年、万寿等桥横跨运河,形成桥梁-庙宇-码头与桥梁-祠堂-水街的运河水乡文化空间。

4.1.6 流域水网生境型

流域水网生境型乡村景观基于苕溪流域水脉生境肌理与山水地理格局产生发展,堪舆选址与地域山水格局紧密关联,在聚落营建选址之初,多为依山就势、逐水而居,同时远离低洼湖沼与湍流溪谷,表现出江南运河流域先民的择居智慧。苕溪-运河流域地势自天目山余脉向滨海逐渐升高,水网密度自中部平原河网汇集后向两侧分散走低,由此形成湿地坑塘与小微聚集单元独立相嵌、溇港湖荡与中型聚落组团环抱相连、泾浜塘浦与大型聚落群组均质相接的空间分异特征。如古溇港村、苕溪村、上泗安村等,紧邻天目河谷,苕溪上游长兴水系穿越,呈现流域水网与村落聚落交织渗透的景观格局。

4.2 乡村景观跨流域空间关联耦合机制

水-运-村关联互动下催生的各类型乡村景观,在苕溪-运河流域呈现差异显著的格局特征与耦合模式,本研究通过对不同类型乡村景观的流域尺度空间反演与水-运-村空间特征耦合协调分析,探讨乡村景观的跨流域关联耦合机制(图6)。
图6 苕溪-运河流域乡村景观类型空间分异

Fig. 6 Spatial heterogeneity of rural landscape types in the Tiaoxi River-Canal Basin

跨流域空间反演结果显示:地域农业生产型与乡镇聚落联动型乡村景观面积占比较多,分别占苕溪-运河流域总面积的24.49%和21.89%;漕运商贸经营型及运河水工营造型次之,分别为16.29%和13.84%;水利文化汇集型及流域水网生境型占比较少,分别为12.88%和10.60%。可见苕溪-运河流域自古以农耕垦殖景观为地域基底,并联动乡镇聚落布局营建,运河水网及水利工程布设对流域乡村聚落景观格局的演进发展起到主导驱动作用,而流域水系生境维育及水脉文化遗产景域接续则面临坍缩窘境。
运河水工营造型与乡镇聚落联动型乡村景观主要分布在东苕溪及杭州塘运河水网流域,均主要集中在以运河航道分支点、运道与水系交汇口以及运河关键市镇为中心的2.5~3.5 km辐射范围内,且乡镇聚落联动型乡村景观围绕运河水工营造型呈多核圈层状团聚,呈现较强的空间关联性。地域农业生产型乡村景观主要分布于西苕溪-頔塘运河流域,涵盖大面积㘰-圩田农业空间。流域水网生境型乡村景观主要分布于东、西苕溪水系主脉与杭嘉运河支流衔接的西苕溪-頔塘运河流域与杭州塘-杭嘉运河流域。水运商贸经营型与水利文化汇集型乡村景观主要分布在东苕溪-江南运河流域与杭州塘-杭嘉运河流域,沿江南运河航道1.5 km缓冲范围交错布局。可见自然与人工水网环境共同作用于乡村聚落景观的衍生与发展,同时乡居建设通过农业围垦、水路航运与商贸文化交流,实现对流域水-运环境的适应与互动,由此产生的乡村景观地域性分异也正是水-运-村多样共生关系的空间呈现。
耦合协调模型分析结果显示:地域农业生产型及乡镇聚落联动型乡村景观空间在西苕溪-頔塘运河流域耦合协调度较高,均值分别为0.731、0.775;漕运商贸经营型在西苕溪-頔塘运河流域及杭州塘-杭嘉运河流域耦合协调度较高,均值为0.789;运河水工营造型均值为0.596,整体耦合协调度偏低;水利文化汇集型及流域水网生境型整体耦合协调度较高,均值分别为0.836、0.824(表2)。可见流域西侧苕溪水文生境主导区域及文化遗产保护区域呈现良性关联耦合;中部改河为渠、破湖蓄水、泄水为田、围塘盗垦等水利活动对乡运人地关系的协调互动产生负面影响;地域农业垦殖、漕运经贸流转及乡镇要素联动,则分别从乡民生计支持、水运资源流通及沿运人居营建等方面对流域乡村景观体系协同起到维系提升作用。
表2 苕溪-运河流域乡村景观类型分区统计

Tab. 2 Zoning-based statistics of rural landscape types in the Tiaoxi River − Canal Basin

苕溪-运河流域
乡村景观类型
苕溪-运河流域乡村景观特征分区
西苕溪-頔塘运河流域 东苕溪-江南运河流域 杭州塘-杭嘉运河流域
乡村聚落数量 水-运-村耦合
协调度
乡村聚落数量 水-运-村耦合
协调度
乡村聚落数量 水-运-村耦合
协调度
运河水工营造型 5 0.696 387 0.500 352 0.592
地域农业生产型 253 0.805 294 0.680 353 0.709
乡镇聚落联动型 92 0.852 388 0.746 388 0.726
漕运商贸经营型 100 0.812 335 0.760 205 0.794
水利文化汇集型 111 0.869 135 0.801 165 0.839
流域水网生境型 201 0.853 87 0.843 79 0.777

5 江南运河流域乡村景观适应性发展模式

基于水-运-村关联耦合视角,提出苕溪-运河流域乡村景观跨流域分区分级治理、多类型系统联动的适应性发展模式。

5.1 基于地域营建智慧的乡村景观跨流域规划治理

基于运河流域乡村聚落、自然水系与人工运道嵌合关联程度的空间分异,及防汛排涝纾解、漕运通航功能、农业水利灌溉功能诉求差别,提出跨流域分区的在地性规划治理策略:1)在西苕溪流域-頔塘运河流域,重点关注运河水系堤堰对山溪洪泛的排涝纾解作用;2)在东苕溪-江南运河主河道流域,关注航道支流与横塘纵溇的有机结合,化解圩田水系淤塞及河湖洪泛对嘉湖平原的威胁;3)在杭州塘-杭嘉运河流域,则重点关注海塘咸潮倒灌,通过运渠塘网衔接交汇口、运河河道入海口及周边农业空间与乡镇聚落。

5.2 基于水-运-村关联机制的乡村景观多系统动态协调

针对运河乡村景观的主导功能类型,发挥它们在流域关联环境中特定的系统协调作用:1)关注流域水网生境型景观的水文生境治理,进行流域水系基底与生态基础设施强化;2)发挥地域农业生产型景观的生计供给职能,打造农业文化遗产景观与文旅产业结合的发展模式;3)促进乡镇聚落联动型景观的城乡发展融合,保护发掘运河水乡营建机理,协调沿运城镇与乡村地区的景观风貌;4)关注运河水工营造型景观的水利遗存活化程度,进行水工建设场景转译重构;5)发挥漕运商贸经营型景观的航运枢纽流转功能,结合沿运水街码头商埭打造运河文化线路;6)加强水利文化汇集型景观的文化遗产保护,延续运河乡村聚落历史文化空间基因。

6 结论

江南运河作为苕溪-运河流域人居聚落适应自然水网生境的人工建造主体,体现了江南乡村人居对流域自然水文环境从被动关联到主动互适的全过程。本研究通过运用最大期望聚类算法和多层级空间叠加技术,划分了三大特征分区,并确定了6类主导乡村景观类型。上述技术的应用在分析人居环境中的水-运-村关联耦合内涵机理的基础上,揭示了不同类型乡村景观在流域内的分布和关联机制。本研究发现:江南运河流域的乡村景观格局主要由农耕垦殖景观形成基底,并与乡镇聚落布局密切相关;运河水网和水利工程的存在和发展在历史上对乡村聚落景观的形成和演进发展起到了主导和驱动作用,显示出强烈的空间关联性和区域性特征。这些发现为进一步深化流域空间治理、水运遗产保护与乡村地域性景观规划提供了参考。实现了运河水网流域与乡村地域人居聚落尺度间的双向互动传导,搭建了水-运-村关联耦合视角下的乡村景观特征-空间-机理研究范式。这种研究范式通过强调水-运-村关联耦合视角,提供了一种系统性的方法来分析运河水网流域与乡村人居体系间的相互作用,可应用于相似地理单元拥有运河、河流或水网的地区。可为运河遗产保护与乡村地域发展提供跨流域分区治理与多类型系统联动的规划路径。
未来研究将逐步优化运河流域乡村景观历史地理数据管理模式,提高机器学习算法模型对乡村景观的特征识取细粒度与类型划分准确性,深入探讨层积关联研究视角在运河流域整体维度与乡村景观地域维度的时空适用性。

文中图表均由作者绘制,其中图1~4、6~7使用自然资源部提供标准地图进行改绘,未对行政边界进行修改,审图号:浙S(2023)1号。

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