重慶市耕地質量等別變化及空間分布特征

楊元智 李建華 廖麗君

摘要：基于重慶市年度更新評價數據，采用面積加權平均法、ArcGIS空間分析和數理統計等方法，分析2015年全市及各區（縣）3類耕地質量更新后等別的變化情況與分布特征。結果表明：（1）全市耕地自然等、利用等和經濟等平均等別分別為9.74、9.77和9.84，耕地質量為中等偏下。（2）重慶市西南部由于區域內自然條件較好，刺激農業發展的因素較多，社會經濟發展較好，耕地質量整體相對較高;而位于重慶市東北部和東南部所處區域為中低山區，地形起伏較大，交通不便，經濟發展相對較落后，耕地質量較差，高等地匱乏。（3）重慶市2014—2015年耕地等別為6～12等，其中10～12等的耕地面積減少，而7～8等的耕地面積增加。重慶市區域內3類等別的耕地面積差異較大，導致耕地等別變化的主要原因是農業結構調整和土地整治項目等的實施;區域內需采取差異化管護，加強影響耕地的非地帶性因素的研究。

關鍵詞：重慶;自然等;利用等;經濟等;空間分布;耕地質量

耕地是土地資源的重要組成部分，耕地質量的好壞直接影響國家糧食安全和人類健康及農業可持續發展[1-2]。1999年開始，自然資源部（原國土資源部）就在全國范圍內開展了農用地分等評價工作，并于2012年頒布實施了GB/T 28407—2012《農用地質量分等規程》[3]。隨著社會經濟的不斷發展，影響分等結果的參數也相繼發生了變化，于是我國于2012年起在全國農用地分等的基礎上，開展耕地等別的年度更新工作[4]。近年來，農業結構調整和土地整治項目不斷被實施[5]，由于其欠缺合理性，各種問題不斷突出，導致耕地質量不斷下降，嚴重威脅到國家糧食安全[6]。為了緩解現代化發展給耕地帶來的壓力，進一步優化農業結構和合理利用耕地，首先需要了解掌握耕地的利用現狀、數量和質量分布特征[7]。1999年至今，我國學者對耕地質量的研究取得了一定進展，目前關于耕地質量方面的研究主要集中在耕地質量監測[8-9]、耕地質量評價[10-11]、耕地數量變化[12]、耕地質量保護[13-14]和耕地安全[15-16]等方面，而研究的空間尺度較多，包括全國[17-18]、區域[19-20]、省域[21-23]、縣域[24-25]等。

重慶市地處我國西南部，是我國直轄市之一，地理環境獨特，區域內人地矛盾突出，生態環境較為脆弱，區域內耕地保護與占用之間存在較大問題[26]。充分考慮區域內自然和社會經濟因素等，可將當地耕地質量等別分為自然等、利用等和經濟等3類[27]。作為全國統籌城鄉綜合配套改革試點城市之一，重慶市耕地方面的研究更須加強。因此，本研究以重慶市耕地質量年度更新評價數據為基礎，通過ArcGIS軟件完成了重慶市市域和各區（縣）耕地自然等、利用等和經濟等的變化情況及分布特征，形成了各種尺度統一可比的等別序列，以了解重慶市耕地利用現狀和變化情況，為區域內耕地資源的可持續發展和構建耕地占補平衡政策體系等提供科學依據。

1 研究區概況與數據來源

1.1 研究區概況

重慶市，簡稱巴和渝，位于105°11′～110°11′E、28°10′～32°13′N，屬于青藏高原與長江中下游平原的過渡地帶。重慶市屬亞熱帶季風性濕潤氣候，年平均氣溫為16～18 ℃，冬季最低氣溫平均6～8 ℃，夏季平均氣溫為27～29 ℃，日照總時長1 000～1 400 h，日照百分率僅25%～35%，冬暖夏熱，無霜期長、雨量充沛、溫潤多陰，大部分地區常年降水量為 1 000～1 350 mm。市轄區東西長470 km，南北寬450 km。重慶市地界東臨湖北、湖南，南接貴州，西靠四川，北連陜西。北有大巴山，東有巫山，東南有武陵山，南有大婁山，地形大勢由南北向長江河谷傾斜，起伏較大。地貌以丘陵、山地為主，坡地面積較大，成層性明顯，分布著石林、峰林、溶洞、峽谷等典型的喀斯特景觀。主要河流有長江、嘉陵江、烏江、涪江、綦江、大寧河等。在特定的地質、地貌、氣候、水文和植被等條件下，重慶市的土壤類型多樣。根據土壤普查，該市土壤類型有水稻土、紫色土、黃壤、石灰巖土、新積土、黃棕壤、棕壤、山地草甸土8個大類，16個亞類，37個土屬，114個土種。

1.2 數據來源

研究數據來源于重慶市農用地分等市級匯總（成果比例尺1 ∶ 100萬）和重慶市2015年度耕地質量更新評價成果數據。

2 研究方法

2.1 耕地等級的劃分

根據重慶市年度耕地質量更新成果數據，按照國家級農用地分等考核標準，將重慶市2015年耕地質量等分為15個等別，其中等別數值越低耕地自然質量越高，等別數值越大耕地質量越低。對于15個國家等別，按全市耕地質量的分布特征，采用等間距法進行均勻劃分，將1～4等劃分為優等地、5～8 等劃分為高等地、9～12等劃分為中等地、13～15 等劃分為低等地。

2.2 平均等別的計算

重慶市區域內耕地質量平均等別的計算采用面積加權平均法[3]，公式如下：

式中：Y為平均質量等別;i為耕地等別;imax為等別最大值;imin為等別最小值;Ai為i等耕地面積;A總為耕地總面積。

2.3 ArcGIS空間分析

首先將重慶市耕地質量年度更新評價數據作為基礎數據，結合重慶市的農用地分等成果圖件，利用ArcGIS軟件，對其進行空間疊加分析、統計分析和網絡分析等，研究重慶市2015年耕地質量等別變化情況以及分布特征。

3 結果與分析

3.1 耕地自然等變化及其數量分布特征

3.1.1 耕地自然等分布特征 （1）根據年度更新評價成果（圖1），重慶市2015年耕地總面積為 2 432 323.42 hm2，國家自然等的分布范圍僅為8～12等，全市耕地自然等別呈現偏正態分布特征，經計算全市自然等加權平均等為9.74等。自然質量等中10等地的面積最大，為815 468.42 hm2，占全市耕地面積的33.53%;其次為9等和11等，面積分別為728 752.27 hm2和552 263.89 hm2，占耕地總面積的29.96%和22.71%;8等地和12等地分別為281 980.76 hm2和53 857.99 hm2，占比分別為11.59%和2.21%。通過分析可知，全市土地僅存在高等地和中等地，無優等地和低等地分布。其中，高等地有且僅有8等地，其余均為中等地，面積為2 150 342.57 hm2，占全市耕地面積的88.41%。

（2）在區（縣）的尺度上研究耕地質量的空間分布特征，有利于各個區（縣）的管理以及制定相關制度，且具有一定的科學意義。如圖2所示，重慶市高等地集中在合川區和江津區;中等地廣泛分布于各區縣，其中彭水縣和酉陽縣分布最多;重慶市無低等地分布。從等別分布來看，質量最好的8等地主要分布在合川區、江津區、銅梁區和永川區等地，2015年重慶市高等地也僅有8等地;中等地中質量最好的9等地集中分布于梁平縣、合川區、涪陵區和大足區等地;大部分區（縣）均有10～11等地，10等地集中分布在彭水縣、酉陽縣、潼南區和開縣等地，其余各地均有分布;11等地集中分布在萬州區、云陽縣、奉節縣和彭水縣等地，其余各地均有分布;耕地質量最差的12等地主要集中分布在奉節縣、江津區、云陽縣和萬州區等地，北碚區、璧山區和大渡口區等地無12等地分布。經各區（縣）平均等計算分析，自然等較高的區域有璧山區、銅梁區和永川區等，平均等都在8.8等上下;而平均等較低的地區有云陽縣、奉節縣和黔江區等地，平均等別都在10.5上下;其余各個區（縣）平均等別大多為9～10等。

3.1.2 耕地自然等變化特征 根據表1可知，2015年重慶市全市耕地的自然等別范圍保持不變，仍為8～12等，但各個等別面積均發生不同程度的變化。2015年與2014年相比，全市耕地各自然等別面積均減少，全市自然等減少共計23 556 hm2;減少較多的自然等別集中在9～11等，其中10等和11等減少面積最多，分別為10 367、9 261 hm2;減少較少的為耕地質量最好的8等地和耕地質量最差的12等，分別為 580 、766 hm2。

3.2 耕地利用等變化及其數量分布特征

3.2.1 耕地利用等分布特征 根據圖3可知，重慶市2015年國家利用等別的范圍為6～12等，全市耕地利用等別呈現偏正態分布特征，經計算全市利用等加權平均等別為9.77等。耕地利用等別集中在8～11等，其中10等分布最多，面積為797 492.62 hm2，占耕地總面積的 32.79%;其次為9等地和11等地，面積分別為 647 717.66、597 224.66 hm2，占耕地總面積的26.63%和24.55%;8等地占比較多，為 286 596 hm2，占耕地總面積的11.78%;6等、7等和12等地分布最少，分別為997.38、26 172.22、76 123.07 hm2，占比都不足5%。通過分析， 重慶市全市利用等無優等地和低等地分布，高等地少量分布，中等地面積分布最多;高等地面積為 313 765.6 hm2，占重慶市耕地總面積的12.90%。其余全為中等地，面積為 2 118 558.01 hm2，占重慶市耕地總面積的87.10%。

如圖4所示，重慶市利用等無優等地和低等地分布;高等地主要分布在開縣、涪陵區和璧山區等地區;全市基本全為中等地。其中，質量最好的6等地僅少量分布在巴南區、璧山區、銅梁區、合川區和江津區5個區（縣）其余各區（縣）均無分布;7等地集中分布在江津區和合川區，其他（區）縣有少量分布。大部分（區）縣均有8～11等地的分布，其中8等地主要集中分布在開縣、涪陵區、梁平縣、璧山區、永川區、合川區、和江津區等地;9等地主要集中分布在開縣、忠縣、榮昌區、墊江縣、銅梁區和潼南區等地;10等地集中分布在忠縣、榮昌區、酉陽縣、銅梁區、彭水縣和綦江區等地;11等地集中分布在彭水縣、酉陽縣、云陽縣、奉節縣和合川區等地;12等地主要集中分布在彭水縣、酉陽縣、云陽縣和武隆縣等地，北碚區、江北區和開縣等地無12等地分布。經各區（縣）平均等計算分析，利用等最高的區是璧山區，平均等為8.55;而平均等較低的地區有酉陽縣、武隆縣和彭水縣等，平均等別都在10.5以上;其余各個區（縣）平均等大多為9～10等。

3.2.2 耕地利用等變化特征 根據表2可知，2015年重慶市全市耕地的利用等別范圍保持不變，仍為6～12等，但各個等別面積均發生不同程度的變化。2015年與2014年相比，全市耕地各利用等別面積中只有6～8等地面積增加，其余各個等地面積均減少，全市減少耕地面積共計23 557 hm2;全市利用等地面積增加較多的為8等地，增加面積為 11 612 hm2，其次為7等地，增加面積為 2 974 hm2，6等地增加較少，增加面積為339 hm2;耕地中10等和11等地減少最多，分別為13 804 hm2和 16 078 hm2，其次為9等地，減少5 560 hm2，耕地質量最差的12等地減少3 040 hm2。

3.3 耕地經濟等變化及其數量分布特征

3.3.1 耕地經濟等分布特征 （1）根據年度更新評價成果（圖5），重慶市2015年國家經濟等別為 6～12 等，全市耕地經濟等別呈現偏正態分布特征，經計算全市經濟等加權平均等別為9.84等。重慶市2015年耕地經濟等別集中在9～11等，其中10等最多，面積為959 442.7 hm2，占耕地總面積的39.45%;其次為9等地和11等地，面積分別為 610 099.4、614 662.4hm2，占耕地總面積的25.08%和25.27%;8等地面積為188 663.5 hm2，占比7.76%;6等、7等和12等地面積分布均較少，分別為 1 812.2、24 586.2、33 056.86 hm2，占比都不足5%。通過分析，重慶市經濟等全市無優等地和低等地分布，高等地少量分布，中等地面積分布最多;高等地面積為 215 061.9 hm2，占重慶市耕地總面積的8.84%。其余全為中等地，面積為2 217 261.36 hm2，占重慶市耕地總面積高達91.16%。

（2）如圖6所示，重慶市經濟等無優等地和低等地分布;高等地主要分布在江津區和合川區2個區（縣）。從經濟等別來看，面積分布最多的10等地，主要集中分布在彭水縣、開縣、忠縣、潼南區、綦江區、南川區、永川區、合川區、涪陵區和萬州區等地，其余各區（縣）均有分布，但分布較少;高等地中質量最好的6等地僅在江津區、合川區2個區（縣）有分布，其中集中分布在江津區;7等地主要集中分布在江津區，其余區（縣）有且僅有零散分布;8等地主要分布于璧山區、榮昌區、綦江區、合川區、江津區和巴南區等地;9等和11等地各區（縣）均有分布，分布面積較大的為開縣和忠縣;12等地集中分布于彭水縣、奉節縣和武隆縣。經各區平均等計算分析，經濟等較高的區域有璧山區、大渡口區和榮昌區等地，平均等都在9等上下;而平均等較低的地區有酉陽縣、武隆縣和城口縣等地，平均等別都在10.5上下;其余各個區（縣）經濟等平均等大多集中在 9～10 等。

3.3.2 耕地經濟等變化特征 根據表3可知，2015年重慶市全市耕地的經濟等別范圍保持不變，仍為6～12等，但各個等別面積均發生不同程度的變化。

2015年與2014年相比，全市耕地各經濟等別為 6～9 等地的面積增加，但增加的面積均較少，10～12等地的面積均減少，減少耕地較多，全市經濟等減少耕地共計23 556 hm2;全市經濟等增加較多的為8等地，增加面積為5 581 hm2，其次為7等地，為 1 012 hm2，6等和9等增加較少，增加面積分別為243、48 hm2;10等和11等地的耕地面積減少最多，為 14 836、14 372 hm2，耕地質量最差的12等地的耕地面積減少1 232 hm2。

4 討論與結論

4.1 討論

（1）從重慶市耕地自然等分布特征來看，將各種自然條件與重慶市耕地自然等分布特征結合分析可知，由于重慶市復雜的地形地貌、氣候條件因素影響，導致耕地存在區域性差異，總體來看，位于重慶市西部的合川區、江津區、銅梁區和永川縣等地耕地質量較好，這是由于該地區自然條件較好，屬于淺丘地區，地形相對別的區域來說更具有自然優勢;而位于重慶東北部和東南部的奉節縣、云陽縣和彭水縣等地耕地自然質量都相對較差，這是由于該區域屬于中低山區，地形地貌高低不一，起伏較大，區域內耕地質量都較為一般，生態環境較為脆弱。

（2）從重慶市耕地利用等分布特征來看，自然質量、生產投入等條件與耕地利用等疊加分析可知，耕地質量較好的耕地集中分布于西南部的璧山區、銅梁區、合川區和江津區等地，因地理位置的優越性，區域內農業基礎設施較為齊全，交通便利，有較高的生產投入，耕地質量普遍高于其他區域;和自然等相同，位于重慶市東北部和東南部的彭水縣、云陽縣、奉節縣和酉陽縣等地耕地利用等也較差，在很大程度上耕地的自然條件也決定了耕地的利用水平，由于區域內地勢高低起伏導致交通、生產投入都較差，因此耕地利用等也相對較差;其余中部地區多以中等地分布為主。

（3）從重慶市耕地經濟等分布特征來看，經濟等可反映耕地綜合質量的優劣，將自然條件、生產投入、區域經濟發展狀況和基礎設施建設等各方面因素與重慶市經濟等別進行疊加分析可知，位于重慶市西南部的江津區、合川區和榮昌區等地，由于社會經濟總體發展水平較高，刺激農業生產的因素也較多，自然條件較優，使其總體經濟等別都相對較高;而位于東南部和東北部的彭水縣、酉陽縣、武隆縣等地由于地形條件較差、交通不便等自然因素的影響，經濟發展受限，耕地經濟等質量呈現較差;其余中部地區耕地質量較為一般，多以中等地分布為主。

（4）從耕地自然等、利用等和經濟等的變化來看，重慶市2014—2015年耕地等別為6～12等，3類等別中10～12等的耕地面積減少最多，而7～8等地的面積增加最多;整體可以看出，雖然耕地總面積減小，但耕地等級卻有所提升，即中等地面積減少，而高等地面積增加。重慶市耕地除了因自然條件惡化、災害損毀和三峽庫區淹沒等有少部分減少外，耕地減少的最主要原因是建設占用和農業結構調整;近年來占補平衡中的異地占補政策的實施，也是耕地總量減少的原因之一;耕地增加則是由于土地復墾、整理、開發和高標準農田建設等措施，有效改善了項目區耕地的自然條件，增加了耕地的面積和質量，因此耕地等別也有所提升，未利用地經過土地整理后也達到了耕地的要求。

4.2 結論

（1）重慶市耕地3類等別（自然等、利用等、經濟等）在全國15個等別序列中處于中下水平，全市3類等別中沒有優等地和低等地，高等質量耕地分布較少，中等質量耕地分布較多;全市耕地自然等、利用等和經濟等平均等別分別為9.74、9.77和9.84;全市耕地3類等別均呈現偏正態分布特征。

（2）重慶市3類質量等別在各個區（縣）分布特征均顯示，位于重慶市西南部的合川區、江津區、銅梁區和永川縣等地，由于區域內自然條件較好，地形相對平緩，刺激農業發展的因素較多，社會經濟發展較好，因此耕地質量都較高，高等地較為集中;而位于重慶市東北部和東南部的彭水縣、云陽縣、奉節縣和酉陽縣等地，所處區域為中低山區，地形起伏較大，交通不利，經濟發展相對落后，耕地質量較差，高等地匱乏。

（3）從耕地自然等、利用等和經濟等的變化來看，重慶市2014—2015年耕地等別為6～12等，與2014年相比，2015年該市10～12等地的耕地面積減小，而7～8等地的面積增加，耕地減少的主要原因是建設占用和農業結構調整，耕地增加的主要原因為土地開發、整理和復墾措施和占補平衡政策的實施。整體來看，耕地總量雖有所減少，但耕地質量有所提升。

在不斷發展的城市化背景下，城鎮化的發展難免會占用到耕地，因此要處理好耕地和社會發展之間的關系。隨著生態文明建設的不斷推進，本研究僅從耕地數量和質量2個方面進行了分析，為實現耕地數量、質量、生態“三位一體”的建設與管控，今后還應加強耕地生態方面[20]的研究。此外，重慶市區域內耕地差異較為明顯，因此在今后的管護和整理中要采取差別化對待。

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