基于空間分析喀斯特山區耕地細碎化探究*——以貴州省關嶺縣為例

貴州師范大學地理與環境科學學院 瞿紹懂，陳義

耕地碎片化在農業資源的利用上具有兩重性，一方面，由于耕種土地的分散和無序，增加了農業的耕作模式，能夠充分地利用自然資源；另一方面，也造成勞動成本較高，機械化的、大面積種植的實現比較困難，降低了生產效率，與我國發展現代化農業的政策相沖突，也是農村地區發展緩慢，導致貧窮的主要因素之一[2]。耕地碎片化問題在世界范圍內普遍存在。引起耕地碎片化的誘因，可以歸結為自然原因和經濟社會原因。地表結構的差異、土地肥沃的程度，人類活動的選擇性、人口數量在空間區域上分布的不均衡，以及政治、經濟等共同作用出現的現象[3]。現階段對于耕地碎片化的成因的研究主要在農戶微觀層面的考慮，從而建立中觀尺度下耕地碎片化的影響。貴州是一個以山地為主，喀斯特巖溶地貌顯著發育的地區，耕地碎片化在自然條件和社會經濟影響下的現象尤其明顯[4]。

耕地問題關系到我國的糧食安全，因此對耕地碎片化的研究對于國民經濟具有很重要的現實意義。同時，結合傳統地理學的地理信息系統為解決耕地碎片化提供了新的可能。研究以貴州省關嶺縣為例，利用GIS技術對關嶺縣地區耕地碎片化進行多維度、綜合性分析，有利于幫助決策者建立耕地碎片化的整體治理研究體系，對于鄉村振興和土地資源治理起著積極作用。

一、研究區概況

關嶺布依族苗族自治縣（105°15′-105°49′E、25°34′-26°05′N），地處貴州中部，隸屬于安順市，坐落于云貴高原東部脊狀斜坡南側向廣西丘陵傾斜的斜坡地帶。海拔在370-1850米之間，全縣行政區劃面積為1468平方公里。其境內山脈屬烏蒙山系，山體起伏綿延較多，地形地貌復雜，廣泛分布有碳酸鹽。巖溶發育，呈現出常態地貌與巖溶地乳貌交錯分布的趨勢，地貌形態千姿百態，洼地、漏斗、谷地、丘峰、峰林等隨處可見，是西南地區典型的喀斯特山地區域。關嶺縣轄14個鄉鎮，在2020年第七次人口普查中，總人口數為283497人，聚集了除漢族以外的21個少數民族，占總人口的60%以上。區內四季分明，氣候濕潤，年降水量在1205.1到1656.8毫米之間，屬中亞熱帶季風濕潤氣候。（見圖1）

圖1 關嶺布依族苗族自治縣位置

二、數據來源及研究方法

（一）數據來源及處理

采用2020年10月25日貴陽市花溪區久安鄉Landsat-8遙感影像為基礎數據，進行影像裁剪、校正以及分類，利用第二次國土調查數據作為參考，得到研究區土地利用圖。收集30m空間分辨率的數字高程模型(digital elevation model，DEM)數據，各行政鄉區劃和人口等社會經濟數據主要來源于關嶺縣人民政府官網以及貴陽市統計年鑒。研究運用的遙感影像和30m的DEM數據均來源于地理空間數據云網站（http://www.gscloud.cn/），遙感影像含云量不到5%，數據質量符合研究需要。

（二）研究方法

研究主要從自然環境因素和人文社會因素兩部分開展。其中自然因素包括：地形地貌和地塊屬性兩個方面，用地塊面積與地塊數目進行分析；人文社會因素從人口和社會經濟層面展開。基于ArcGIS10.2軟件平臺，結合研究區耕地面積和地塊數目，利用GIS空間分析技術進行耕地分類統計、地形起伏度計算、高程提取，對關嶺縣耕地細碎化進行探究。實驗結果表明關嶺縣域內地形起伏度較大，達到356米，坡耕地是主要的耕地。

三、結果與分析

（一）耕地面積統計結果

統計分析研究區耕地面積特征，如表1所示。關嶺縣耕地總面積為33087.99hm2，其中水田面積為6998.18hm2，占總耕地面積的21%，旱地面積為26089.81hm2，占總耕地面積的79%。旱地的面積遠大于水田的面積，這是由于喀斯特山地區域土層較薄、土壤肥力明顯不足、生態環境較脆弱，且關嶺縣地形起伏度較大，區內較多是屬于坡耕地，不利于水田的發展，也容易導致耕地破碎和坍塌。基于各個鄉鎮研究尺度，統計分析得出沙營鎮水田占比在各鄉鎮中占比最大，崗烏鎮旱地占比在各鄉鎮中占比最大，反映出鄉鎮之間耕地類型的占比存在一定的差異。由表中統計結果還可以看出，旱地的最小面積為50.16m2，水田的最小面積為113.11m2。

表1 關嶺縣各鄉鎮耕地面積

（二）耕地地塊統計結果

耕地地塊是衡量耕地細碎化的一個重要指標，研究基于GIS軟件和Excel進行統計分析，得出關嶺縣各鄉鎮耕地地塊情況，旱地總地塊數目為28349塊，占比為全域耕地的86.47%。水田總地塊數目為4435，占比為全域耕地的13.53%。

四、結論

西南地區喀斯特山地往往由于土層較薄、土壤肥力明顯不足、生態環境較脆弱，易出現耕地撂荒、山地生態退化、社會經濟落后等現象[5]。研究發現關嶺縣域內耕地中的大多數是旱地，且由于地形地勢的走向，許多旱地是屬于坡耕地的一類。這就容易導致耕地出現坍塌、滑坡等災害，最終導致耕地出現破碎化和離散化的現象。研究基于GIS空間分析，探究喀斯特縣域耕地細碎化，得出的結論為：關嶺縣域由于耕地塊數較多，耕地面積在小范圍內呈現出聚集的趨勢，容易形成耕地細碎化。中國的發展，推動了聯產承包責任制的興起，帶動農民積極性的同時也帶來了耕地破碎化的難題。如何解決耕地細碎化帶來的耕地撂荒、資源浪費、糧食安全等問題是當前我們所面臨的挑戰。