黑龍江省耕地后備資源空間變化特征分析

祁雪蓮 李艷芳 吳月寧

(1.東北農(nóng)業(yè)大學(xué)，黑龍江 哈爾濱 150030;2.黑龍江省國土資源勘測規(guī)劃院，黑龍江 哈爾濱 150090;3.西北農(nóng)林科技大學(xué)，陜西 楊凌 712100)

我國人多地少，當(dāng)前正處于全面工業(yè)化時期，快速發(fā)展的社會經(jīng)濟對土地資源的需求日益增長，用地供求矛盾日趨尖銳。耕地后備資源作為土地資源的重要組成部分，是我國未來一段時期補充耕地、保障國家糧食安全、實現(xiàn)社會經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。

黑龍江省位于我國東北邊陲，是我國重要的商品糧基地。2006年黑龍江省土地總面積為473萬公頃(含加格達奇和松嶺區(qū))，具有較為豐富的耕地后備資源。因此對其進行科學(xué)、合理地開發(fā)利用及保護，對于保證黑龍江省商品糧基地建設(shè)、保障我國糧食安全、保障國民經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展具有十分重要的作用。

一、研究區(qū)概況及數(shù)據(jù)來源與調(diào)查評價方法

1.數(shù)據(jù)來源、分類標準及調(diào)查與評價單元。本文基于2006—2007年國土資源大調(diào)查項目“耕地后備資源監(jiān)測調(diào)查示范研究”，數(shù)據(jù)來源于2001年黑龍江省耕地后備資源調(diào)查與評價和2006年黑龍江省耕地后備資源監(jiān)測調(diào)查結(jié)果。

兩次耕地后備資源調(diào)查，均按照國土資源部制定的《西部大開發(fā)土地資源調(diào)查評價技術(shù)規(guī)定》有關(guān)要求，采用二級分類體系，其中一級分兩大類，二級分九類。

本文的調(diào)查與評價單元包括可開墾土地和可復(fù)墾土地。

2.研究方法。耕地后備資源變化是一個動態(tài)的時空復(fù)合過程，具有時間性和空間性兩個主要特性。其中空間性是指空間分布上的區(qū)域性，除土地位置的固定性外，還表現(xiàn)在不同耕地后備資源類型(用途)的數(shù)量、內(nèi)部結(jié)構(gòu)等不斷變化，區(qū)域性采用區(qū)域(不同類型)的數(shù)量、內(nèi)部結(jié)構(gòu)、區(qū)域相對變化率來表征。本文通過數(shù)學(xué)模型，重點對黑龍江省耕地后備資源空間變化進行分析，揭示耕地后備資源的空間變化特征。

二、黑龍江省耕地后備資源空間特征分析

黑龍江省耕地后備資源在空間上表現(xiàn)出明顯差異，不同地區(qū)及各種類型的數(shù)量增減大。在某一變化時期內(nèi)，某一類型耕地后備資源被開發(fā)利用的同時在另一地區(qū)補充同等面積，二者在數(shù)量分析中被相互抵消，但空間位置卻同時發(fā)生了正向變化和逆向變化，對環(huán)境造成了雙重影響，因此只有通過定量、定位的空間分析予以揭示。

1.土地利用變化空間動態(tài)度。空間變化動態(tài)度反映了某一土地利用類型的空間變化，具體公式如下:

其中，△Uin表示研究時段T由其他類型轉(zhuǎn)變?yōu)樵擃愋偷拿娣e之和，△Uout表示由某一類型轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌愋偷拿娣e之和，Ua表示研究期初某一類型耕地后備資源數(shù)量，T表示研究時段。當(dāng)T設(shè)定為年時，Q為耕地后備資源年綜合變化率。

表1 2001—2006年黑龍江省耕地后備資源變化空間動態(tài)度

由表1可知，挖損塌陷破壞地空間動態(tài)度最大，比其他類型變化頻繁，轉(zhuǎn)換面積為期初面積的3/4，廢棄壓占破壞地、可開墾灘涂次之。

2.綜合空間動態(tài)度。綜合考慮空間變化，引入了綜合空間動態(tài)度。其計算公式如下:

其中，Uai表示研究期初第i類耕地后備資源面積;△Uin－i表示研究期其他類型轉(zhuǎn)變?yōu)閕類型的面積之和;△Uout－i表示i類型轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌愋偷拿娣e之和;T表示研究時段。當(dāng)T設(shè)定為年時，S為耕地后備資源年綜合變化率。將2001、2006年數(shù)據(jù)代入公式，得出2001—2006年黑龍江省耕地后備資源綜合空間動態(tài)度為0.059，表示基本穩(wěn)定，沒有太大的波動。

圖1 2001—2006年黑龍江省各調(diào)查區(qū)耕地后備資源

3.某地區(qū)某一特定土地利用類型相對變化率。由圖1可知，在這五年里，黑河、齊齊哈爾、大慶、哈爾濱、伊春、鶴崗、雞西耕地后備資源不同程度地增加;同時綏化、佳木斯、雙鴨山、七臺河、牡丹江不等幅地減少。

由于黑龍江省地域遼闊，自然條件區(qū)域差異顯著，土地利用變化的區(qū)域差異亦顯著。為進一步研究耕地后備資源分布狀況及變化，宜采用相對變化率來定量分析耕地變化的區(qū)域差異，以建立某地區(qū)某一特定土地利用類型相對變化率模型，具體公式如下:

圖2 2001—2006年黑龍江省各調(diào)查區(qū)耕地后備資源相對變化率

其中，Rid表示某調(diào)查區(qū)域耕地后備資源的相對變化率;Sb、Sa表示某調(diào)查區(qū)某一類型耕地后備資源研究期初及期末的面積;Cb、Ca表示全省某一類型耕地后備資源研究期初及期末的面積。Rid＞1表明該調(diào)查區(qū)耕地后備資源變化幅度大于全省，否則小于全省。結(jié)合公式和數(shù)據(jù)在MapInfo下輸出黑龍江省各調(diào)查區(qū)耕地后備資源相對變化率(見圖2)。

由圖2可看出，黑龍江省近5年各地耕地后備資源相對變化率均大于1，大致空間格局為東部張廣才嶺、老爺嶺山地農(nóng)林區(qū)、西部小興安嶺低山地林農(nóng)區(qū)。牡丹江變化最大(62.5)，其次是雞西、黑河、七臺河、雙鴨山等地。

圖3 2001—2006年黑龍江省各調(diào)查區(qū)耕地后備資源增減情況

由圖3可知，黑河、齊齊哈爾可開墾土地正向變化較大，占全省可開墾土地正向變化的39.7%、30.0%，哈爾濱和鶴崗次之;可復(fù)墾土地正向變化量雞西最大，占全省52.7%，黑河和齊齊哈爾次之;雙鴨山和佳木斯可開墾土地逆向變化較多，占全省 33.1%、26.1%，其次是齊齊哈爾、黑河和鶴崗;鶴崗和佳木斯可復(fù)墾土地逆向變化位居全省之首，共占48.0%。

圖4 2006年黑龍江省各調(diào)查區(qū)各類耕地后備資源分布圖

由圖4可知，2006年黑龍江省各地區(qū)耕地后備資源分布的整體狀況，荒草地在各調(diào)查區(qū)均占較大比例，其中黑河面積最大，比例最高，其次是佳木斯、齊齊哈爾、綏化和雞西;鹽堿地集中分布于松嫩平原農(nóng)業(yè)區(qū)的綏化、齊齊哈爾和大慶;沼澤地主要分布在三江平原的佳木斯和雙鴨山，小興安嶺低山地林農(nóng)區(qū)和松嫩平原農(nóng)業(yè)區(qū)也有少量分布;葦?shù)刂饕挥谒赡燮皆r(nóng)業(yè)區(qū)的齊齊哈爾、大慶和綏化;灘涂主要分布在齊齊哈爾，其次是鶴崗、哈爾濱、佳木斯和黑河等地;其他可開墾的未利用土地集中于黑河、鶴崗，伊春和齊齊哈爾少量分布;廢棄壓占破壞地，齊齊哈爾、鶴崗和黑河占全省49%之多，伊春和雞西占全省12.6%;挖損塌陷破壞地集中分布于東部資源城市，雞西58.2%、雙鴨山和七臺河6.74%，黑河也有分布;自然災(zāi)害損毀地，哈爾濱、雞西、綏化、七臺河有少量分布，其他地區(qū)沒有。

三、對黑龍江省耕地后備資源空間變化特征的考察總結(jié)

通過對黑龍江省2001—2006年耕地后備資源的空間特征進行考察分析，結(jié)果如下:

這五年里，黑河、齊齊哈爾、大慶、哈爾濱、伊春、鶴崗、雞西耕地后備資源不同程度地增加;同時綏化、佳木斯、雙鴨山、七臺河、牡丹江不等幅地減少。各地區(qū)的相對變化率均大于全區(qū)變化率，大致空間格局為東部張廣才嶺、老爺嶺山地農(nóng)林區(qū)、西部小興安嶺低山地林農(nóng)區(qū)。其中牡丹江變化最大，其次是雞西、黑河、七臺河、雙鴨山等地。

可開墾土地正向變化黑河位居之首，齊齊哈爾、哈爾濱和鶴崗等次之;可復(fù)墾土地正向變化雞西第一，其次是黑河和齊齊哈爾;雙鴨山和佳木斯可開墾土地逆向變化較多，其次是齊齊哈爾、黑河和鶴崗;鶴崗和佳木斯可復(fù)墾土地逆向變化較大。這說明工礦型城市廢棄地增加較多，導(dǎo)致可復(fù)墾土地相應(yīng)增多。

全省耕地后備資源主要分布于西部小興安嶺低山地林農(nóng)區(qū)、松嫩平原農(nóng)牧區(qū)和東北部三江平原農(nóng)業(yè)區(qū)。其中黑河、齊齊哈爾、佳木斯、雞西、綏化和鶴崗耕地后備資源數(shù)量比較大，是耕地后備資源重點開發(fā)的區(qū)域;牡丹江最少，耕地后備資源利用率比較高。說明開發(fā)時應(yīng)充分考慮生態(tài)環(huán)境，在確保生態(tài)安全的前提下，適當(dāng)進行生態(tài)化開發(fā)。

[1]唐旭，劉耀林，汪普查.城市地價動態(tài)變化監(jiān)測的空間分析方法研究[J].武漢大學(xué)學(xué)報(信息科學(xué)版)，2004，29(6):518 －524.

[2]羅格平，周成虎，陳曦.干旱區(qū)土地利用覆被變化研究進展[J].地理學(xué)報，2003，58(1):63 －72.

[3]穆增光，孔金玲.基于RS＆GIS的西部干旱區(qū)植被覆蓋變化的研究——以阜康地區(qū)為例[J].地理空間信息，2007(5):66－69.

[4]張樹文，張養(yǎng)貞，李穎，等.東北地區(qū)土地利用/覆被時空特征分析[M].北京:科學(xué)出版社，2006(2):24－56.

[5]雷國平，方天放，朱雪欣.土地利用總體規(guī)劃問題探討[J].東北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(社會科學(xué)版)，2005，3(2):28－29.