鄂西貧困縣耕地利用轉型空間分異及其影響因素

向敬偉，李江風，曾　杰（中國地質大學（武漢）公共管理學院，武漢430074）

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鄂西貧困縣耕地利用轉型空間分異及其影響因素

向敬偉，李江風※，曾杰
（中國地質大學（武漢）公共管理學院，武漢430074）

摘要：耕地利用轉型對推動鄉村轉型發展，促進鄉村社會經濟水平的提高具有重要意義。為準確分析鄂西貧困縣耕地利用轉型的空間分異特征及其影響因素，該文從空間形態和功能形態2方面測度了耕地利用轉型狀況，利用空間自相關模型分析了耕地利用轉型的空間分異特征，并利用徑向基神經網絡模型從人口、經濟和產業結構3方面分析了耕地利用轉型空間分異的影響因素效用。結果表明：從全局空間自相關來看，鄂西16貧困縣2002-2013年耕地空間轉型具有顯著正相關效應，其中在2002-2005年正相關效應最強；而耕地功能形態轉型呈現出逐漸減弱的空間正相關效應。從局部空間自相關來看，鄂西16貧困縣耕地空間形態轉型的低-低區分布主要在鄂西北地區，高-高區和低-高區主要分布在鄂西南地區；耕地功能轉型的局部空間自相關性較低，空間異質性不明顯，僅來鳳縣處于高-高區。在影響因素效用方面，人均固定資產投資和城市化率對耕地空間形態轉型的影響效用最大，人口密度和第一產業占比影響效用最低；人口密度和人均固定資產投資對耕地功能形態轉型的影響效用最大，城市化率、人均GDP、第一產業占比等影響因素效用較低。在影響因素的調控過程中，因素的影響效用與耕地利用轉型調控程度呈正相關，因素的影響效用越高，對耕地利用轉型調控力度越大。

關鍵詞：模型；土地利用；農業；耕地利用轉型；空間分異；影響因素；鄂西貧困縣

向敬偉，李江風，曾杰.鄂西貧困縣耕地利用轉型空間分異及其影響因素[J].農業工程學報，2016，32（01）：272-279.doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2016.01.038 http://www.tcsae.org

Xiang Jingwei, Li Jiangfeng, Zeng Jie.Spatial difference and its influence factors of cultivated land transition of poverty counties in west of Hubei[J].Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering（Transactions of the CSAE）, 2016, 32（01）: 272－279.（in Chinese with English abstract）doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2016.01.038 http://www.tcsae.org

0　引言

近年來，中國城鄉人口流動和經濟社會發展要素的不斷交替與重組，以及社會經濟形態和地域空間格局重構變化，持續推動著鄉村轉型發展[1]。土地作為人類社會經濟活動的主要載體，轉型發展進程中暴露出來的社會經濟問題均可在土地利用轉型上得以反映。耕地作為鄉村地區重要的用地類型，耕地轉型發展無疑是鄉村土地利用轉型的重要部分，對鄉村經濟增長有重要的促進作用，具有“牽一發而動全身”的地位[2]。開展鄉村地區耕地利用轉型研究，對保障耕地的持續利用，推動鄉村轉型發展，促進鄉村社會經濟水平的持續提升具有重要的理論和現實意義。

目前關于耕地利用轉型的研究已有較為豐富的成果。在耕地變化方面，主要研究了耕地面積變化[3]、質量變化[4-5]、景觀格局變化[6]、開發強度變化[7]、耕地非農化變化[8]等內容；在研究方法上，主要采取了人工智能算法[9]、空間自相關[10]、以及結合GIS和RS[3]等方法；在耕地變化與經濟社會發展關系研究上，主要從建設用地占用耕地與經濟發展關系[11-12]、耕地與宅基地轉型耦合關系[13]、耕地變化與城鄉結構變化的關系[14]、耕地轉型的多功能變化[15]和多功能管理[16]等方面開展。在耕地利用轉型的影響因素研究中，較多地考慮了經濟[17]、地形和氣候環境[18]、糧食產量及人口[19]、距離道路或城鎮的通達性[20]等對耕地數量和質量變化的影響。這些研究采用了多種方法從耕地數量變化和質量變化角度對耕地利用轉型進行了有益探索，但較少對區域耕地利用轉型空間分異特征及其影響因素進行專項研究。而準確把握耕地利用轉型空間分異特征及其影響因素，不僅可為后期耕地轉型的調控方向提供指導，有效推動鄉村轉型發展和城鎮化建設，還可為促進鄉村經濟可持續發展提供科學參考。

鑒于此，本文以鄂西16個貧困縣2002-2013年面板數據為樣本，從空間形態和功能形態兩方面對耕地利用轉型進行測度，利用空間自相關模型分析其空間分異格局，并利用徑向基神經網絡模型從人口、經濟和產業結構3方面測度耕地利用轉型空間分異的影響因素效用。以期明確鄂西16個貧困縣耕地利用轉型情況及其影響因素效用，為后期發展提供調控導向，為鄉村轉型和社會經濟可持續發展提供參考。

1　研究區概況與數據來源

1.1研究區概況

鄂西貧困縣包括16縣市：鄖縣、鄖西縣、竹山縣、竹溪縣、房縣、丹江口市、秭歸縣、長陽縣、恩施市、利川市、建始縣、巴東縣、宣恩縣、咸豐縣、來鳳縣、鶴峰縣。該區域主要為山區及崗地丘陵區，經濟來源主要以農業生產為主，近3年農業生產總值占GDP的均值接近50%，經濟發展相對落后。近年來，隨著年輕勞動力的大量涌出，農用地荒廢，耕地質量下滑，農業生產能力出現降低態勢。為保障區域耕地有效利用，促進城鎮化和城鄉一體化的有效推進，并推動社會經濟的持續發展，開展該地區耕地利用轉型測度并分析其空間分異的影響因素顯得十分必要。

1.2數據來源

研究數據主要涉及各縣市2002-2013年耕地面積、國民生產總值、第一產業總值、第二產業總值、第三產業總值、人口總數、城鎮人口數、鄉村人口數、土地總面積、社會資產固定投資額等。其中農業總產量以糧食、油料、棉花3者總產量表征，國民生產總值和社會資產固定投資額以2002年為基期年，利用可比價格計算得出。數據均來源于2003-2014年《湖北省統計年鑒》和《中國縣（市）經濟統計年鑒》。由于各統計口徑的量綱不一致，采用極差標準化法對各原始數據進行標準化處理。

2　研究方法

2.1耕地利用轉型空間分異測度

2.1.1耕地利用轉型度測度

由于土地利用轉型可以理解為土地利用在形態上的變化，同理，耕地利用轉型也可以理解為耕地利用在形態上的變化，而耕地形態又可分為空間形態和功能形態2方面[21]，因此本文從空間形態轉型和功能形態轉型2個方面來測度耕地利用轉型狀況。

耕地的空間形態變化可分為數量變化和格局變化2方面。一方面，耕地數量是影響農業生產的重要因素之一，數量的多少直接影響到農業產量；另一方面，耕地格局變化可體現在經營格局和景觀格局[21]，其中景觀格局主要體現耕地斑塊或密度的變化，而耕地經營格局體現為耕地利用者經營耕地地塊的集中程度，更多的考慮了人的因素，更適宜從人類需求角度分析格局變化。因此選用耕地經營格局來衡量耕地空間形態變化（STC，space transition of cultivated land），既考慮了人的因素，又可體現數量的變化性。具體測度上，利用鄉村人均耕地面積進行衡量。

耕地功能形態可表示為耕地生產能力變化，也可理解為耕地地力變化。《耕地地力調查與質量評價技術規程》認為耕地質量包括耕地地力和土壤環境質量2個方面[22]。事實上，土壤環境作為耕地生產的基本要素，其質量變化對耕地生產力有著重要影響，耕地質量在耕地地力上得以體現，因此可將耕地地力看成是耕地功能形態變化的一個集中表現。具體測度上，利用單位耕地面積農作物產量來衡量耕地功能形態變化（FTC，function transition of cultivated land）。

2.1.2耕地利用轉型空間分異測度

耕地利用轉型的時空分異格局表現為時空分布的集聚性和相關性等，可利用全局空間自相關和局部空間自相關分析[23]進行測度。其中全局空間自相關用來驗證區域的空間模式和度量屬性值在整個區域空間的分布態勢，常用Moran′s I指數來測度，公式如下：

式中xi，xj為空間單元耕地轉型觀測值，即耕地功能形態轉型和耕地空間形態轉型；x-為xi的平均值；Wij為空間單元i與空間單元j的空間權重鄰接矩陣（i，j=1，2，3，…，n）。全局Moran′s I取值一般在[-1，1]之間，大于0表示正相關，空間分布相對集聚，小于0表示負相關，空間分布相對分散，等于0表示不存在空間自相關，常用P值進行顯著性檢驗。

除全局空間自相關外，為揭示空間單元與其鄰近空間單元屬性值之間的相關性，檢查數據的異質性，還需利用局部空間自相關（Local Moran′s I）進行分析，計算公式為：

根據Local Moran′s I指數，計算結果中High-High （Low-Low）表示空間差異較小，且與周圍縣市的屬性值均較高（較低）；Low-High（High-Low）表示空間差異大，研究單元屬性值較低（較高）而周邊縣市較高（較低）。

2.2耕地利用轉型空間分異的影響因素測度

2.2.1影響因素識別

探討耕地利用轉型空間分異的影響因素對指導耕地利用轉型具有較強的現實意義。本文從人口、經濟、產業結構3方面來分析耕地利用轉型空間分異的影響因素。

首先，由于中國人多地少的特殊情況，人地矛盾一直是比較突出的問題。耕地作為重要的地類之一，對其實行集約節約利用和轉型發展也是緩解人地矛盾的一個重要手段。人類作為耕地利用的直接參與者，對耕地功能形態變化和空間形態變化有著直接影響，而且耕地利用的最終服務對象也是人類，因此人口因素是影響耕地利用轉型的一個重要因素。本文選用人口密度和城鎮化水平2項指標來衡量人口因素對耕地利用轉型空間分異的影響。

其次，耕地利用轉型作為鄉村地區土地利用轉型的重要組成部分，通常也與區域的社會經濟發展階段相對應[2]，社會經濟發展呈現出的經濟形態或產業結構的變化推動著耕地利用轉型，而耕地利用轉型通過改變耕地質量或數量又反過來影響著社會經濟發展，兩者有著較強的相互影響作用。因此，經濟因素也是影響耕地利用轉型空間分異的重要因素，本文選用人均GDP、地均GDP、人均固定資產投資3項指標來進行衡量。

再次，對于鄂西貧困縣來說，農業生產值在國民生產總值中占有相當大比重，目前仍維持在50%左右。近年來，隨著工業化和城鎮化進程的加快，以及鄂西生態文化旅游圈建設的有效實施，經濟結構和產業結構正逐步發生改變，二三產業的比重逐漸加大，在影響著耕地利用的效益的同時，也促使著耕地利用向更適宜的方向轉型，因此產業結構也是影響耕地利用轉型空間分異的重要因素。本文采用第一產值比重、二三產業產值比2項指標測度。2.2.2影響因素的效用測度

本文選用徑向基函數神經網絡（RBFNN，radial basis function neural networks）進行影響因素的效用測度。RBFNN具有輸入層、隱含層和輸出層3層結構[24]，運行時先由輸入層節點傳遞輸入信號到隱含層，再由隱含層傳遞到輸出層，可以看成是將原始的非線性可分的特征空間，通過合理變換到另一線性可分的高維空間，從而實現非線性輸入空間向線性輸入空間隱射的目的，據此可模擬出輸入層影響輸出層的內在結構，影響過程更為清晰，且有明確的目標導向。依據上述原理，將各影響因子作為輸入層，將耕地空間轉型和功能轉型的評價指數作為目標層，可分析出各影響因素對耕地利用轉型的影響效用。具體運算中利用K-均值聚類方法求取基函數中心ci（i=1，2，…，h），選用高斯函數作為徑向基函數：

此時方差可由下式求解：

式中cmax表示所選取中心之間的最大距離；θp（p=1，2，…，P）為輸入樣本的各個聚類集合；h為訓練樣本個數；xp為訓練樣本集合。測度隱含層至輸出層之間神經元的連接權值可以用最小二乘法計算，公式如下：

3　結果及分析

3.1耕地利用轉型全局空間自相關特征

利用GeoDa軟件，構建鄰接權重矩陣，從耕地空間形態轉型和功能形態轉型2方面計算出耕地利用轉型的全局空間自相關系數（表1）。

分析發現耕地功能形態轉型（FTC，function transition of cultivated land）在2002-2005、2010-2013以及2002-2013時段通過顯著性檢驗，表明存在明顯的空間正相關效應，其中2002-2005年正相關性最強，Moran′s I指數達0.5900，表明此時段耕地功能形態轉型的空間集聚性最明顯，2010-2013年Moran′s I指數略有降低，表明其空間集聚性相對稍弱。整體上，2002-2013年間耕地功能形態轉型存在明顯的正相關效應，表明研究時段內空間分布集聚性較為明顯。這可能是由于近年來隨著社會經濟的快速發展，耕地生產技術的得到明顯發展，推動了耕地生產力提高，促進了耕地功能的整體提升。

表1　耕地利用轉型全局自相關系數Table 1 Moran′s I of cultivated land use transition

耕地空間形態轉型（STC，space transition of cultivated land）在2002-2005、2006-2009以及2002-2013年間均存在顯著的正相關效應，表明這3個時段內鄂西貧困縣的耕地空間轉型的空間分布并非表現出完全隨機性，而是表現出一定的空間聚集。但這種正相關效應有逐漸減弱趨勢，雖然近年來國家“18億畝耕地紅線”和耕地“占補平衡”等計劃不斷實施，但由于城鄉一體化進程中引起的城鄉人口大量流動，耕地的部分流失，引起人均耕地面積集聚性逐漸減弱。

另外，2006-2009年耕地功能形態轉型和2010-2013年的耕地空間形態的全局自相關未通過顯著性檢驗。究其原因，2006-2009年集聚性下降可能是由于本世紀初大范圍的進城務工潮，引起鄂西貧困縣人口流動較大，導致部分耕地面積荒廢，生產能力下降從而引起耕地功能形態轉型降低。2010-2013年可能與“占補平衡”實施成效顯現，促進了耕地的有效流轉，致使空間集聚性改變有關。

3.2耕地利用轉型局部空間自相關特征

本文將2002-2013年耕地利用轉型劃分為2002-2005、2006-2009和2010-2013共3個時段，分別從耕地空間轉型和功能轉型兩方面進行耕地利用轉型的局部空間自相關分析。在Z檢驗（P=0.05）的基礎上，利用ARCGIS繪制出各年份轉型指數的LISA聚集圖如圖1所示。

耕地功能形態轉型（FTC）整體上的局部空間自相關性較低，在3個時段內呈現出的空間異質性不明顯。2002-2005年時段內僅丹江口市呈現出低-低狀態，2010-2013年時段內僅利川市處于低-高狀態，而2006-2009時段內所有縣市耕地功能轉型情況均不顯著。總體上僅來鳳縣處于高-高區，表明其耕地功能轉型情況與周邊縣市均較好。分析發現，來鳳縣地處鄂西南咽喉，近年來以“首屆中國藤茶文化節”為契機，開展特色基地建設，不斷引進農產企業，提升農業生產技術，帶動農業產量快速上升，從而推動了耕地功能形態的快速轉型。而其他縣市由于農業產業類別、地形地貌等特征較為相似，相關性并不顯著。

2002-2005年在耕地空間形態轉型（STC）方面，鶴峰縣處于高-高（High-High）區，表明鶴峰縣與周邊縣市耕地空間形態轉型情況均較好；房縣處于高-低（High-Low）區，表明房縣耕地空間形態轉型情況比周邊區域要高；鄖縣處于低-低（Low-Low）區，表明鄖縣與周邊縣市耕地空間轉型度均較低。2006-2009年間，秭歸縣處于低-高（Low-High）區，表明秭歸縣比周邊縣市耕地空間轉型情況較差；而鄖縣與丹江口市處于低-低區，表明其與周邊縣市的耕地空間轉型情況均較差。而在2010-2013年間，僅鄖縣耕地空間轉型情況與周邊縣市均較差。總體來看，鄂西南耕地空間形態轉型值（0.919）優于鄂西北（0.804）地區，低-低區集中分布在鄂西北地區，包含鄖縣和房縣兩縣，占總數的12.5%，其與周邊耕地空間形態轉型情況均較差。而高-高區和低-高區呈現零星分布，分別僅有鶴峰縣和秭歸縣一個，占總數的6.25%。分析發現，秭歸縣為三峽移民縣城，人員流動較大且由于三峽大壩的建成耕地數量相對減少，由此引起鄉村人均耕地面積減少，導致耕地空間形態轉型度比周邊縣市相對較低。鶴峰縣所屬的鄂西南地區地處武陵山區，地形地貌對耕地利用的限制相對嚴重，且不利于建設用地占用，耕地面積變化相對穩定，加之近年來農村人口的外流，導致農村人均耕地面積增加，使得耕地空間形態轉型程度較大。丹江口市作為國家南水北調工程的重要水源地，近年來對耕地數量的調整變化并不明顯。

圖1　鄂西貧困縣耕地利用轉型LISA聚集圖Fig.1 LISA aggregation map of cultivated land use transformation in poor counties in west of Hubei

3.3耕地利用轉型空間分異的影響因素

本文利用DPS軟件進行RBFNN建模來分析鄂西16貧困縣耕地利用轉型空間分異的影響因素效用。以鄂西16縣市2002-2013年7種評價因子的原始功效值作為輸入層，即輸入層節點為7；以各年度的耕地利用空間形態轉型和功能形態轉型評價值為輸出層，即網絡輸出節點數為2。隱含層節點數依據經驗公式[25]確定：N=√ n+m +a，其中N為隱含層神經元個數，取整數；n為輸入層神經元個數；m為輸出層神經元個數；a為1～10之間的常數，然后通過試算選定誤差最小的隱含層神經元個數為6。計算時訓練速率取0.45，加權種子數取2，訓練控制過程中迭代次數取100次。計算結果如表2所示，可以看出對各縣市影響因素測度的模型精度都在0.95以上，平均擬合度達到0.971，擬合度較好，可有效反映出實際情況。

從表2看出，不同影響因子在不同目標導向下的影響效用不同。總體來看，在耕地空間形態轉型方面，鄂西16貧困縣人均固定資產投資和城市化率占據前兩位，表明近年來城鄉一體化快速發展帶動的人均固定資產投資和城市化率的提高，以及引起建設用地占用耕地和鄉村人口的減少等情況，推動了耕地空間形態的快速轉型。而人口密度和第一產業占比影響效用最低，一方面，第一產業占比反映出了第一產業產值對經濟發展的貢獻，目前城鄉一體化進程的加快促使經濟結構不斷轉型，第一產業雖占主導地位，但比重呈降低態勢，對耕地空間轉型影響效用也呈減弱態勢；另一方面，人口密度反映出了人口的集聚程度，而人口集聚程度對人均耕地的影響效用并不明顯。

表2　各指標對各貧困縣耕地利用轉型空間分異的影響系數Tab.2 Impact factors of different indexes on spatial heterogeneity of cultivated land transition of 16 poverty counties

在耕地功能形態轉型方面，人口密度和人均固定資產投資占據前2位。分析發現，耕地功能變化需要人類的直接參與，因此人口密度因素對其有直接影響，而全社會固定資產投資增加推動的農業生產性固定資產投資的增加，為耕地功能形態變化提供了良好的基礎條件，可有效推動農業產值的提升。城市化率、人均GDP、第一產業占比等因素對耕地功能轉型的影響效用一般，雖然經濟增長和耕地功能變化存在較強相互影響關系，經濟發展推動的產業技術進步對耕地質量有一定提升，但由于山區地形地貌的限制，一定程度上阻礙了經濟對耕地質量提升的進一步發展，因此對耕地功能轉型的影響相對不明顯。

對比各縣市的情況來看，各影響因素對不同的縣市也有著不同的影響效用。在耕地空間形態轉型方面，人口密度對竹山縣和來鳳縣的影響效用最大，對秭歸和長陽地區的影響效用最小。城市化率對咸豐、利川和長陽3縣市的影響作用最大，而對房縣和鶴峰縣相對較低。人均GDP、地均GDP和人均固定資產投資3項因素的影響效用具有較強的同步性，均是對鶴峰、咸豐、利川和長陽四縣市的影響效用較大，而對鄂西北地區的鄖縣、竹山縣和竹溪縣的影響效用較小。第一產業占比對來鳳縣影響效用最大，其次是丹江口、宣恩、建始等縣市，影響效用最低的是鄂西北地區的鄖縣、鄖西和竹山等縣市。二三產業比值對鄖縣、恩施市、建始縣和巴東縣的影響效用具有較大優勢，而對長陽、利川和宣恩等縣市的影響效用較小。

在耕地功能形態轉型方面，人口密度的影響效用較大的縣市有宣恩縣、長陽縣和來鳳縣，影響效用較低的有咸豐縣和鄖縣。城市化率對咸豐、利川兩縣市影響效用較大，對房縣、建始縣和鶴峰縣影響效用較小。人均GDP、地均GDP和人均固定資產投資三項因素對各縣市的耕地功能形態轉型的影響效用也具有較強的同步性，均是對鶴峰縣和咸豐縣影響效用較高，對來鳳、宣恩和竹溪等地區的影響效用較低。第一產業占比對恩施市和來鳳縣耕地功能轉型的影響作用較大，而對鄖縣和鄖西縣的影響作用較小。二三產業比值對鄖縣影響效用最高，其次是房縣和丹江口市，而對宣恩、咸豐和鶴峰等縣市影響作用較低。

4　討論

徑向基神經網絡分析法揭示了各影響因素對耕地利用轉型的影響效用，可為后期鄂西貧困縣耕地轉型發展提供科學參考。這種影響因素效用反映了在轉型發展過程中所表現出的調控彈性，彈性越強，對轉型發展的適應能力越高，因此在不同的發展目標下各影響因素效用會出現差異。這種差異體現了對耕地利用空間形態轉型和功能形態轉型進行調整的驅動力的不同，在耕地利用轉型發展過程中，因素的影響效用越大，在調控中對轉型目標的驅動程度越大，即影響效用與調控力變化呈正相關。因此需根據各因素影響效用的高低對具體縣市采取不同的應對策略。依據前文分析，在耕地空間形態轉型方面，鄖縣需加強第二產業的生產力度，提高第二產業比重，促進耕地空間形態轉型；竹山縣應通過提高人口數量、增加人口的集聚性來調整，來鳳縣應重點加強人口密度和第一產業占比的影響等。在耕地功能形態轉型方面，鶴峰縣和咸豐縣可通過經濟發展推動農業生產技術的提高來促進耕地功能形態轉型的改善，恩施市仍可通過提高第一產業產值來促進耕地功能的提升。而不論是在耕地功能形態還是空間形態轉型，來鳳縣都可通過提高人口集聚性和加大第一產業發展力度來促進轉型發展。

從現有測度影響因素的研究方法來看，主要從客觀和主觀兩方面進行，大多采用傳統的層次分析法、專家打分法、熵值法等方法進行，雖考慮了多種主客觀因素的影響，但忽略了原始指標因子與評價結果之間的內在聯系以及評價目標的導向作用。本文利用徑向基函數神經網絡自學習、自組織、自適應的特點，在知曉輸出層和輸出層的原始值情況下，依據兩者間的映射關系，模擬指標因子影響耕地利用轉型的內在結構，計算出在功能形態轉型和空間形態轉型等不同目標導向下的因子影響能力，以此來闡明影響因子的效用。比較來看，利用徑向基函數神經網絡確定的影響因素效用，不僅考慮了指標因子的原始功效，還考慮了指標因子影響耕地轉型的內在結構關系和目標導向性，分析的因素更為全面，結果更為可靠。

由于耕地利用轉型主要體現在耕地形態變化上，主要包括功能形態和空間形態兩方面。本文基于這兩方面對鄂西16貧困縣耕地利用轉型進行了測度，選用的指標為鄉村人均耕地面積和單位耕地農作物產量兩項指標，納入了人的影響因素并考慮了耕地質量稟賦，從形態變化視角對耕地利用變化的相關研究提供一種參考。然而，空間景觀格局變化作為空間形態變化的一項重要研究內容，對耕地空間形態變化有重要影響，由于數據的限制，本文僅利用人均耕地面積變化這一單一指標來測度耕地轉型情況，后期還應結合景觀格局變化來研究耕地空間轉型情況，豐富形態視角下的耕地轉型研究。

5　結論

本文從空間形態和功能形態兩方面對鄂西貧困縣2002-2013年耕地利用轉型進行了測度，利用空間自相關分析法分析了其空間分異特征，并利用徑向基神經網絡分析了人口、經濟和產業結構3個方面影響因素的效應，得出如下結論：

1）從全局空間自相關來看，鄂西16貧困縣2002-2013年耕地空間轉型呈現出明顯的正相關效應，存在一定的空間集聚性，其中在2002-2005年空間正相關效應最強。耕地功能形態轉型也呈現出較明顯的空間正相關效應，但這種效應呈現出逐漸減弱的趨勢。

2）從局部空間自相關來看，鄂西16貧困縣在耕地空間轉型上低-低區分布在鄂西北地區，耕地空間形態狀態較差，高-高區和低-高區分布在鄂西南地區。耕地功能轉型的局部空間自相關性較低，空間異質性不明顯，僅來鳳縣處于高-高區。

3）影響因素的效用上，在耕地空間形態轉型方面的人均固定資產投資和城市化率影響效用較大，而人口密度和第一產業占比影響效用較低。在耕地的功能形態轉型方面的人口密度和人均固定資產投資影響效用較強，而城市化率、人均GDP、第一產業占比等影響因素效用較低。

4）在不同的目標導向下，各影響因素的效用不同，這種差異體現了影響因子對耕地利用空間形態轉型和功能形態轉型進行調整的驅動力的不同。在耕地利用轉型發展過程中，影響系數的大小與轉型發展的調控程度呈正相關，因子的影響效用越大，在調控中對轉型目標的調控程度越大，因子影響效用越小，對轉型目標的調控程度也就越小。因此需針對各因素不同的影響效用采取不同的策略，以達到對耕地利用轉型的最優調控。

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·農產品加工工程·

Spatial difference and its influence factors of cultivated land transition of poverty counties in west of Hubei

Xiang Jingwei, Li Jiangfeng※, Zeng Jie
（School of Public Administration, China University of Geosciences, Wuhan 430074, China）

Abstract:With the rapid development of industrialization and urbanization, many problems around cultivated land such as illegal occupation and non -agriculture use come into being, leading to the contradiction between human beings and cultivated land, which finally promotes the cultivated land use transition.It is of great significance to carry out the research on the transition of cultivated land use in the rural areas for the transition of rural areas and social-economic development.In order to analyze the spatial difference and its influence factors of cultivated land transition of poverty counties in west of Hubei Province, this paper measures the transition of cultivated land use from 2 aspects: spatial form and function form.It analyzes the spatial distribution characteristics of the spatial autocorrelation model, and discusses the effect of the factors from 3 perspectives: population, economy and industrial structure by the radial basis function neural networks（RBFNN）model.The results show that: from the perspective of global spatial autocorrelation, the spatial transition of cultivated land in the 16 poverty counties in the west of Hubei Province from 2002 to 2013 has a clear positive correlation effect, which is the strongest from 2002 to 2005, and there is a certain spatial clustering.Also the function of cultivated land transition has a clear positive correlation effect.However, the influence is gradually weakened.From the perspective of local spatial autocorrelation, the low-low regions of cultivated land are mainly distributed in the northwest of Hubei, and high-high and low-high regions are distributed in the southwest of Hubei.The local spatial correlation of function transition of cultivated land is in a lower situation.The spatial heterogeneity is not obvious, and only Laifeng is in high-high areas.In terms of the influence factors of spatial difference of cultivated land use transition, the investment and urbanization rate have a greater impact, while the effects of the population density and the first industry are less.For the utility of functional transition, the influences of population density and per capita fixed -asset investment have the strongest effect, while the effects of urbanization rate, per capita GDP（gross domestic product）and the first industry are comparatively lower.It can be seen that the impacts of different factors vary a lot for different objectives, which reflects that influence factors have different driving forces for space transition and function transition of cultivated land.In the process of the transition and development of cultivated land use, there is a positive correlation between influence factors and their driving forces.Therefore, it is necessary to adopt different strategies according to the driving force of different factors, in order to achieve the optimal solution of cultivated land use transition.Above all, the spatial autocorrelation model can be used in analyzing the spatial autocorrelation effectively for cultivated land use transition in poverty counties in western Hubei.The RBFNN model can measure the influence factors' driving forces in the target of space transition and function transition of cultivated land effectively, which takes into account both original effect of influence factors and internal structure of cultivated land use transition affected by influence factors, carries out more comprehensive analysis, and provides a scientific reference for relevant research.

Keywords:models；land use; agriculture; cultivated land use transition; spatial difference; influence factors; the poverty counties in west of Hubei Province

通信作者：※李江風（1957-），男，湖北武漢人，教授，博士生導師，主要研究方向為土地利用規劃、國土資源調查評價及地質公園規劃。武漢中國地質大學（武漢）公共管理學院，430074。Email：jfli0524@163.com

作者簡介：向敬偉（1987-），男，湖北宜昌人，博士生，主要研究方向為土地利用規劃和國土資源調查與評價。武漢中國地質大學（武漢）公共管理學院，430074。Email：xjingwei@126.com

基金項目：國家公益性行業科研專項“土地利用轉型經濟社會效應評價關鍵技術集成研究”（201511004-4）；湖北省國土資源科技項目“湖北省土地利用可持續性評價及時空格局演變研究”（ETZ2015A07）。

收稿日期：2015-09-05

修訂日期：2015-11-17

中圖分類號：F301.2

文獻標志碼：A

文章編號：1002-6819（2016）-01-0272-08

doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2016.01.038