我國兩大糧食主產(chǎn)區(qū)耕地等別空間分布特征分析

魏洪斌　吳克寧　趙華甫　孫亞彬

摘要：以中國東北及中部糧食主產(chǎn)區(qū)耕地為對象，以糧食主產(chǎn)區(qū)黑龍江、吉林等9個省的農(nóng)用地縣級分等成果為數(shù)據(jù)來源，通過AreGIS統(tǒng)計分析，經(jīng)加權(quán)平均法數(shù)據(jù)處理，研究耕地等別在不同空間尺度的分布規(guī)律。結(jié)果表明，兩大糧食主產(chǎn)區(qū)耕地在1～15等均有分布，其平均等別為9.5等，比全國耕地平均等別9.8等高0.3個等別；省際之間耕地等別差異明顯，湖北、湖南和江西3個省份的耕地等別較高，集中在5～8等，黑龍江、吉林和遼寧的耕地等別較低，集中在9～12等，湘、鄂、皖、贛區(qū)耕地等別高于晉豫區(qū)和東北區(qū)；一級指標(biāo)區(qū)耕地等別差異較大，長江中下游區(qū)、江南區(qū)、四川盆地和黃淮海區(qū)耕地等別較高，東北區(qū)、內(nèi)蒙古高原及長城沿線區(qū)、黃土高原區(qū)和云貴高原區(qū)耕地等別較低；耕地等別與區(qū)域資源本底要素水平相一致，復(fù)種指數(shù)與作物光溫氣候生產(chǎn)潛力水平高的指標(biāo)區(qū)耕地等別較高，灌溉水田和水澆地等別總體高于旱地和其他宜農(nóng)地，復(fù)種指數(shù)相同的指標(biāo)區(qū)，應(yīng)優(yōu)先保護等別較高的水田和水澆地，重點提升等別較低的旱地和其他宜農(nóng)地。這為實施差別化的土地整治和高標(biāo)準(zhǔn)基本農(nóng)田建設(shè)、劃定耕地質(zhì)量保護和提升重點區(qū)域、優(yōu)化耕地空間布局提供了理論參考。

關(guān)鍵詞：土地利用；耕地質(zhì)量；農(nóng)用地分等；空間分布特征；糧食主產(chǎn)區(qū)

中圖分類號：F323.211 文獻標(biāo)志碼：A 文章編號：1002—1302（2016）01—0443—05

耕地作為一種稀缺資源，數(shù)量和質(zhì)量有限。為全面掌握和科學(xué)量化我國的耕地質(zhì)量狀況，國土資源部從1999年開始進行農(nóng)用地分等定級工作，并于2009年完成全國31個省（區(qū)、市）的農(nóng)用地分等定級估價工作。農(nóng)用地分等評定是土地管理由數(shù)量管理向數(shù)量管控、質(zhì)量管理和生態(tài)管護“三位一體”管理并重轉(zhuǎn)變的基礎(chǔ)性工作，而農(nóng)用地分等作為一項科學(xué)量化農(nóng)用地質(zhì)量及分布規(guī)律的系統(tǒng)調(diào)查工作，可以為耕地質(zhì)量提升與保護、基本農(nóng)田建設(shè)等提供科學(xué)支撐，對合理利用耕地、保護有限的耕地資源發(fā)揮著重要作用。我國耕地資源保護和國家糧食安全保障已上升為一個緊迫的重大戰(zhàn)略問題。為科學(xué)量化耕地資源的數(shù)量、質(zhì)量和分布，充分認識耕地資源的特點，有關(guān)學(xué)者依據(jù)農(nóng)用地分等成果開展了一系列的研究，探討了耕地資源的分布特征，如司振中等研究中國耕地資源的區(qū)域差異及保護問題，關(guān)興良等研究中國耕地變化的空間格局與重心曲線動態(tài)分析，王洪波等研究中國耕地等別分異特性及其對耕地保護的影響，孔祥斌等研究中國西部區(qū)耕地等別空間分布的特征，在省域尺度上，學(xué)者們對河北、江蘇、重慶、福建的耕地等別分布規(guī)律進行了研究。近年來，國內(nèi)學(xué)者針對耕地等別分布特征，在耕地產(chǎn)能分異、耕地質(zhì)量動態(tài)監(jiān)測、糧食產(chǎn)能核算與變化預(yù)測及耕地等別差異與耕地等別提升等方面開展研究并取得了一定成果，促進了耕地資源的質(zhì)量保護與提升。

提升耕地質(zhì)量已成為中國解決糧食安全問題的一個重要手段，而中國東北及中部糧食主產(chǎn)區(qū)在國家糧食安全保障體系中具有重要的地位，選擇糧食主產(chǎn)區(qū)探討耕地等別的空間分布特征具有重要的意義，可為制定有關(guān)耕地保護與糧食安全的政策提供支撐，也為確定的耕地質(zhì)量提升與保護對策提供依據(jù)。本研究依據(jù)東北及中部糧食主產(chǎn)區(qū)9個省的農(nóng)用地縣級分等匯總成果，通過等別平衡轉(zhuǎn)換法將研究區(qū)耕地形成統(tǒng)一可比的耕地等別序列，并在此基礎(chǔ)上分析耕地的等別分布特征，為開展土地整治、高標(biāo)準(zhǔn)基本農(nóng)田建設(shè)、耕地占補平衡考核、基本農(nóng)田保護及征地補償標(biāo)準(zhǔn)的制定等提供科學(xué)依據(jù)。

1研究區(qū)概況

中國糧食主產(chǎn)區(qū)涉及黑龍江、吉林、遼寧、內(nèi)蒙古、河北、山東、江蘇、河南、安徽、湖北、湖南、江西、四川13個省，東北及中部糧食主產(chǎn)區(qū)包括黑龍江、吉林、遼寧、山西、河南、安徽、湖北、湖南、江西9個省，研究區(qū)除山西省外，其余8個省均屬于中國糧食主產(chǎn)區(qū)省份，其播種面積與糧食產(chǎn)量分別占中國糧食主產(chǎn)區(qū)的67.95%和67.72%。研究區(qū)土地總面積為183.54萬km²，占全國國土面積的19.12%，其中耕地面積為5239.38萬hm²，占全國耕地面積的41.88%，糧食產(chǎn)量約占全國糧食產(chǎn)量的44%，在全國主體功能區(qū)劃農(nóng)業(yè)戰(zhàn)略格局中分別屬于東北平原主產(chǎn)區(qū)、黃淮海平原主產(chǎn)區(qū)、長江流域主產(chǎn)區(qū)，是中國農(nóng)業(yè)大省，是糧食主產(chǎn)區(qū)的集中分布區(qū)。東北及中部糧食主產(chǎn)區(qū)以全國19.12%的土地面積，生產(chǎn)出遠高于這一比例的主要農(nóng)產(chǎn)品，對保障國家糧食安全發(fā)揮了重要的作用。

研究區(qū)耕地資源相對豐富，由于地理位置及氣候條件的巨大差異，同時受地形地貌、水文、土壤、海拔及人類活動等綜合因素的影響，其耕地數(shù)量及質(zhì)量存在地域分異規(guī)律，不同地區(qū)的耕地生產(chǎn)能力水平存在差異，耕地質(zhì)量水平也有所不同。

2數(shù)據(jù)來源與研究方法

應(yīng)用ArcGIS 9.3軟件，通過屬性選擇（selected by attrib-utes）功能模塊，以研究區(qū)9個省的縣級農(nóng)用地分等成果為數(shù)據(jù)來源，以經(jīng)追溯法匯總形成的農(nóng)用地分等國家級數(shù)據(jù)庫圖件成果（比例尺1：50萬）為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，通過統(tǒng)計分析和數(shù)據(jù)計算，分析耕地等別的數(shù)量結(jié)構(gòu)及省際之間、土地利用分區(qū)和標(biāo)準(zhǔn)耕作制度一級區(qū)內(nèi)空間尺度上的分布規(guī)律及特征。區(qū)域內(nèi)耕地質(zhì)量平均等別采用面積加權(quán)平均法計算，即統(tǒng)計出各等別耕地的總面積，并對各個等別的耕地面積進行加權(quán)平均，其計算公式為：

3結(jié)果與分析

3.1耕地等別的數(shù)量結(jié)構(gòu)及省際分布特征

根據(jù)研究區(qū)農(nóng)用地分等匯總結(jié)果發(fā)現(xiàn)，東北及中部糧食主產(chǎn)區(qū)耕地被劃分為15個等別，范圍為1～15等，1等地質(zhì)量最好，15等地質(zhì)量最差；東北糧食主產(chǎn)區(qū)耕地以10～12等為主，面積加權(quán)平均等為11.2等，比全國平均等9.8等低1.4個等別；中部糧食主產(chǎn)區(qū)耕地以7～10等為主，面積加權(quán)平均等為8.2等，比全國平均等高1.6個等別。將1～15等按照1～4等、5～8等、9～12等、13～15等劃分為優(yōu)等、高等、中等和低等4個類型，由圖1、圖2可見，東北糧食主產(chǎn)區(qū)無優(yōu)等地分布，高等地、中等地、低等地面積分別為10.60、1 954.11、254.52萬hm²，分別占東北區(qū)農(nóng)用地評定總面積的0.48%、88.05%、11.47%；中部糧食主產(chǎn)區(qū)優(yōu)等地、高等地、中等地、低等地面積分別為246.63、1499.08、1043.38、231.07萬hm²，分別占中部區(qū)農(nóng)用地評定總面積的8.17%、49.64%、34.55%、7.65%。

由表1可見，耕地等別分布差異較大，東北及中部糧食主產(chǎn)區(qū)9省耕地等別以7～12等為主，東北糧食主產(chǎn)區(qū)耕地以中等地為主，中部糧食主產(chǎn)區(qū)耕地高等地和中等地所占比例較大，其平均等別為9.5，比全國耕地平均等別9.8高0.3等；東北糧食主產(chǎn)區(qū)黑龍江、吉林、遼寧的耕地等別較低，多集中在8～14等，中部糧食主產(chǎn)區(qū)湖北、湖南耕地等別較高，耕地等別集中在1～8等，山西、河南耕地等別以中、低等為主，主要集中在7～13等，安徽、江西耕地等別也較高，但由于受自然條件的限制，優(yōu)等地比例較小，等別集中在5～10等。從各類型耕地在各省的分布來看，安徽、湖北、湖南、江西4個省份均有優(yōu)等地分布，優(yōu)等地面積分別為5.56萬、172.06萬、61.74萬、7.28萬hm²，高等地分布最多的3個省份為河南、安徽、湖北，占研究區(qū)高等地面積的74.60%，黑龍江、吉林、遼寧、山西高等地面積比例相對較小，中等地分布最多的3個省份為黑龍江、吉林、遼寧，占研究區(qū)中等地面積的65.19%，低等地分布最多的3個省份為黑龍江、吉林、山西，占研究區(qū)低等地面積的94.06%，河南和安徽2個省份沒有低等地分布；平均等別最高的3個省份為湖北、江西、河南，其平均等別分別為5.71、7.48、7.72等，平均等別最低的3個省份為山西、黑龍江、遼寧，其平均等別分別為11.92、11.53、11.06等，平均等別處于中間水平的3個省份為湖南、安徽、吉林，平均等別分別為7.91、8.46、10.56等，耕地平均等別最高的湖北省比平均等別最低的山西省高6.21個等別。

3.2耕地等別在土地利用區(qū)上的分布特征

由于東北及中部糧食主產(chǎn)區(qū)9省在資源條件、土地利用現(xiàn)狀、經(jīng)濟社會發(fā)展階段和區(qū)域發(fā)展戰(zhàn)略定位存在一定差異，根據(jù)全國土地利用總體規(guī)劃綱要（2006—2020年），土地利用區(qū)分為東北地區(qū)、晉豫區(qū)和湘鄂皖贛區(qū)，其中，東北地區(qū)包括黑龍江、吉林和遼寧3個省級行政區(qū)；晉豫區(qū)包括山西和河南2個省級行政區(qū)；湘鄂皖贛區(qū)包括安徽、湖南、湖北和江西4個省級行政區(qū)。由圖3可見，3個土地利用區(qū)中，湘鄂皖贛區(qū)耕地等別最高，東北區(qū)耕地等別最低；各土地利用區(qū)的耕地等別分布范圍不同，湘鄂皖贛區(qū)、晉豫區(qū)、東北區(qū)耕地等別范圍分別為1～15、5～14、7～14等。由圖4可見，湘鄂皖贛區(qū)耕地以高等地、中等地為主，分別占本區(qū)耕地總面積的48.10%和36.7%，其次為優(yōu)等地，占本區(qū)耕地總面積的14.13%，有少量低等地分布，占本區(qū)耕地總面積的1.07%；晉豫區(qū)耕地以高等地為主，占本區(qū)耕地總面積的51.74%，其次為中等地和低等地，分別占本區(qū)耕地總面積的31.6%和16.67%，本區(qū)無優(yōu)等地分布；東北區(qū)耕地以中等地和低等地為主，分別占本區(qū)耕地總面積的88.05%和11.47%，有極少量的高等地分布，占本區(qū)耕地總面積的0.48%，該區(qū)無優(yōu)等地分布。3個土地利用區(qū)的耕地平均等別經(jīng)加權(quán)平均計算，結(jié)果表明，湘鄂皖贛區(qū)的耕地平均等別最高，平均等別值為7.42，與全國耕地等別平均值9.8等相比，高出2.38個等別；東北區(qū)耕地平均等別最低，平均等別值為11.17，低于全國耕地等別平均值1.37個等別，與中部區(qū)耕地平均等別9.5等相比，低出1.67個等別。

3.3耕地等別在標(biāo)準(zhǔn)耕作制度一級區(qū)上的分布特征

《農(nóng)用地分等規(guī)程》將東北及中部糧食主產(chǎn)區(qū)9省劃分為8個標(biāo)準(zhǔn)耕作制度一級區(qū)，分別為東北區(qū)、黃淮海區(qū)、長江中下游區(qū)、江南區(qū)、內(nèi)蒙古高原及長城沿線區(qū)、黃土高原區(qū)、四川盆地、云貴高原區(qū)。由圖5可見，耕地等別在8個標(biāo)準(zhǔn)耕作制度一級區(qū)內(nèi)分布存在差異；長江中下游區(qū)、江南區(qū)和四川盆地耕地等別較高，優(yōu)等地、高等地所占比例較大，等別集中分布在1～8等；黃淮海區(qū)、云貴高原區(qū)和黃土高原區(qū)耕地等別居中，高等地、中等地所占比例較大，等別集中分布在5～12等；東北區(qū)和內(nèi)蒙古高原及長城沿線區(qū)耕地等別較低，中等地、低等地所占比例較大，等別集中分布在9～15等。

從耕地優(yōu)、高、中、低等不同類型在各一級區(qū)內(nèi)的分布來看，優(yōu)等地集中分布在長江中下游區(qū)和江南區(qū)，占總優(yōu)等地面積的99.7%，四川盆地和云貴高原區(qū)只有極少量的優(yōu)等地，占總優(yōu)等地面積的0.03%，其他指標(biāo)區(qū)無優(yōu)等地；高等地在8個一級區(qū)內(nèi)均有分布，最多的2個指標(biāo)區(qū)是長江中下游區(qū)和黃淮海區(qū)，占總高等地面積的70.23%，其次是江南區(qū)和黃土高原區(qū)，占總高等地面積的24.48%，其他指標(biāo)區(qū)內(nèi)高等地僅占5.29%；中等地集中分布在東北區(qū)，占總中等地面積的64.25%，其次是黃土高原區(qū)、黃淮海區(qū)、江南區(qū)和長江中下游區(qū)，占總中等地面積的32.40%，其他指標(biāo)區(qū)中等地僅占3.35%；低等地主要分布在東北區(qū)和黃土高原區(qū)，占總低等地面積的95.54%，黃淮海區(qū)和云貴高原區(qū)無低等地分布，其他指標(biāo)區(qū)內(nèi)低等地占總低等地面積的4.46%。

由圖6可見，平均等別最高的3個區(qū)是長江中下游區(qū)、四川盆地和黃淮海區(qū)，其平均等別分別為6.4、7.7、8.1等；平均等別最低的3個區(qū)是內(nèi)蒙古高原及長城沿線區(qū)、黃土高原區(qū)和東北區(qū)，其平均等別分別為11.3、11.2、11.1等；平均等別最高的長江中下游區(qū)比平均等別最低的內(nèi)蒙古高原及長城沿線區(qū)高出4.9個等別。

3.4耕地等別在不同耕地類型間的分布特征

東北及中部糧食主產(chǎn)區(qū)9省農(nóng)用地分等的對象主要是灌溉水田、望天田、水澆地、旱地及其他宜農(nóng)未利用地，由于灌溉水田、水澆地和旱地在研究區(qū)耕地類型中所占比例較大，因此，對以上3種地類之外的分等對象作為其他宜農(nóng)地進行統(tǒng)計分析。由表2可見，灌溉水田和水澆地的耕地等別總體高于旱地和其他宜農(nóng)地；東北糧食主產(chǎn)區(qū)的東北區(qū)和內(nèi)蒙古高原及長城沿線區(qū)各類型耕地等別整體較低，且差別不大，總體上水田與水澆地的等別略高于旱地和其他宜農(nóng)地；中部糧食主產(chǎn)區(qū)的黃土高原區(qū)耕地等別較低，水澆地等別略高于其他地類，長江中下游區(qū)與江南區(qū)耕地等別相對較高，各地類等別差異不大，而黃淮海區(qū)、四川盆地與云貴高原區(qū)各類型耕地等別處于中等水平，其中四川盆地各類型耕地等別具有一定差異，等別最高的其他宜農(nóng)地比等別最低的旱地高1.83等，黃淮海區(qū)與云貴高原區(qū)各地類等別較穩(wěn)定。

對同一類型耕地而言（表2），灌溉水田、旱地和其他宜農(nóng)地在各區(qū)均有分布，各類型耕地等別均較高的2個區(qū)是長江中下游區(qū)、江南區(qū)和四川盆地，等別介于5～7之間，等別均較低的2個區(qū)是東北區(qū)和黃土高原區(qū)，等別介于10～11等之間，其他指標(biāo)區(qū)耕地質(zhì)量等別介于7～10等之間；灌溉水田等別最高的2個區(qū)是長江中下游區(qū)和和四川盆地，最低的2個區(qū)是黃土高原區(qū)和東北區(qū)，等別最高的長江中下游區(qū)與最低的黃土高原區(qū)相比，兩者相差5.86等；水澆地除四川盆地和云貴高原區(qū)外，其他區(qū)均有分布，等別最高的長江中下游區(qū)比最低的東北區(qū)高4.33等；旱地等別最高的是長江中下游區(qū)，最低的是內(nèi)蒙古高原及長城沿線區(qū)，兩者相差4.74等；其他宜農(nóng)地等別最高的是四川盆地，最低的是東北區(qū)，兩者相差5.84等。

3.5耕地等別分布特征與不同耕作制度的關(guān)系分析

當(dāng)?shù)氐墓鉁貧夂蛏a(chǎn)潛力水平?jīng)Q定其耕作制度。一般情況下，一定周期內(nèi)的復(fù)種指數(shù)決定生產(chǎn)能力的大小，影響耕地等別的高低。東北及中部糧食主產(chǎn)區(qū)受地理位置及氣候條件影響，存在多種耕作制度，東北糧食主產(chǎn)區(qū)耕地制度為一年一熟，而中部糧食主產(chǎn)區(qū)存在一年一熟、兩年三熟等多種耕作制度。

由表3可見，一年兩熟與一年三熟的耕地等別高于一年一熟與兩年三熟。由表4可見，各區(qū)熟制類型存在差異，由單一熟制到多種熟制類型并存，存在多種熟制的指標(biāo)區(qū)，耕地等別總體上按照一年一熟、兩年三熟、一年兩熟、一年三熟依次遞增；一年一熟存在于東北區(qū)、內(nèi)蒙古及長城沿線區(qū)和江南區(qū)，耕地質(zhì)量平均等別明顯低于其他熟制類型，兩年三熟只存在于黃土高原區(qū)，一年兩熟耕地存在于6個區(qū)，其中長江中下游區(qū)、江南區(qū)、四川盆地耕地質(zhì)量等別較高，黃土高原區(qū)耕地質(zhì)量等別較低，一年三熟耕地存在于長江中下游區(qū)和江南區(qū)，耕地等別明顯高于其他熟制類型；黃土高原區(qū)內(nèi)一年兩熟、兩年三熟、一年一熟耕地等別分別為9.56、11.79、11.58等，最高等別比最低等別高2.23個等；長江中下游區(qū)一年三熟、一年兩熟的耕地等別分別為4.74、6.46等，一年三熟的耕地等別比一年兩熟的等別高1.72等；江南區(qū)內(nèi)一年三熟、一年兩熟、一年一熟的耕地等別分別為8.73、7.50、11.02等，最高等別比最低等別高3.52等；東北區(qū)、內(nèi)蒙古高原及長城沿線區(qū)只存在一年一熟，耕地等別分別為11.17、11.32等，等別較低；黃淮海區(qū)、四川盆地及云貴高原區(qū)只存在一年兩熟，耕地等別分別為8.10、7.70、9.18等，耕地等別處于中間水平。

4結(jié)論與討論

東北及中部糧食主產(chǎn)區(qū)9省耕地等別以7～12等為主，其平均等別比全國耕地平均等別高0.3個等別，中等地所占比例高達57.2%，高等地占28.2%，優(yōu)等地僅占0.04%。從土地利用區(qū)看，湘鄂皖贛區(qū)以優(yōu)等地和高等地為主，晉豫區(qū)以中等地和高等地為主，東北區(qū)以中等地為主，湘鄂皖贛區(qū)耕地的平均等別高于晉豫區(qū)及東北區(qū)；從標(biāo)準(zhǔn)耕作制度一級區(qū)看，長江中下游地區(qū)、江南區(qū)、四川盆地和云貴高原區(qū)的耕地平均等別較高，東北區(qū)、內(nèi)蒙古高原及長城沿線區(qū)和黃淮海區(qū)的耕地平均等別偏低；耕地等別分布與資源本底要素特征基本一致的同一指標(biāo)區(qū)內(nèi)，耕地等別較高的地區(qū)一般復(fù)種指數(shù)也較高；從各地類來看，水田、水澆地耕地等別總體上高于旱地和其他宜農(nóng)地類等別。

耕地質(zhì)量是糧食安全的保障和基石，依據(jù)兩大糧食主產(chǎn)區(qū)耕地等別分布特征和空間變異特征識別耕地資源的分布特點，進一步確定耕地質(zhì)量提升區(qū)、利用類型轉(zhuǎn)換區(qū)、利用強度降低區(qū)、持續(xù)利用保護區(qū)，可以劃定耕地資源安全“底線”，有利于制定區(qū)域耕地保護與產(chǎn)能提升對策。開展土地整治時，應(yīng)考慮耕地質(zhì)量等別分布特征，既要分析耕地的共性限制因素，又要著眼于區(qū)域特有的限制性因素，根據(jù)各區(qū)耕地等別主導(dǎo)限制因素以確定工程類型和投資規(guī)模，從而有效提升耕地質(zhì)量等別；在建設(shè)占用耕地時，應(yīng)根據(jù)耕地等別，優(yōu)先占用等別較低的耕地，盡量不占或少占優(yōu)等耕地，同時應(yīng)依據(jù)耕地等別狀況，制定區(qū)域差異化的征地補償標(biāo)準(zhǔn)；在基本農(nóng)田調(diào)整與劃定中，應(yīng)遵循將中、低等耕地調(diào)出，調(diào)入優(yōu)、高等耕地的原則，以提高基本農(nóng)田平均等別，并將優(yōu)等地和高等地劃為基本農(nóng)田進行永久保護；在高標(biāo)準(zhǔn)基本農(nóng)田建設(shè)中，應(yīng)以提升耕地質(zhì)量為核心，建立耕地等別變化動態(tài)監(jiān)測體系，實時掌握并準(zhǔn)確預(yù)測耕地等別變化，從而為區(qū)域耕地的數(shù)量、質(zhì)量保護工作提供支撐，保障糧食安全。

但是，耕地質(zhì)量往往受到地形地貌、海拔、土壤類型等多種因素的影響；因此，對如何進一步揭示耕地等別與相關(guān)因素及人類活動的關(guān)系、分析耕地產(chǎn)能空間的分異規(guī)律、宏觀層面提升耕地質(zhì)量、建立耕地等別變化和產(chǎn)能安全的動態(tài)監(jiān)測體系等還需加強研究。