湖北省耕地資源安全時空特征及其障礙因子

馮悅 黃烈佳 張波清

摘 要：為了識別耕地資源安全的動態(tài)變化特征及其障礙因子，促進(jìn)區(qū)域耕地資源可持續(xù)利用，本文基于湖北省2008—2017年的4期數(shù)據(jù)，從耕地資源的數(shù)量安全、質(zhì)量安全、生態(tài)安全的視角，運(yùn)用熵權(quán)法、綜合指數(shù)法及空間分析法系統(tǒng)探討了湖北省耕地資源安全的時空特征及其障礙因子。研究得出：2008—2017年湖北省耕地資源安全呈上升趨勢，其中，質(zhì)量安全與生態(tài)安全呈上升趨勢，數(shù)量安全呈下降趨勢;湖北省耕地資源安全呈現(xiàn)出明顯的空間差異性，總體上呈現(xiàn)由西向東遞減趨勢;數(shù)量安全呈現(xiàn)中部高，東部低，西部偏低的空間格局、質(zhì)量安全呈現(xiàn)中部高、東西低的空間格局、生態(tài)安全呈現(xiàn)西高東低的空間格局;影響湖北省耕地資源安全的主要因素為地形、水資源及森林資源狀況等自然因素以及城市發(fā)展的程度，農(nóng)業(yè)設(shè)施完善程度，農(nóng)藥施用情況等人為因素。研究結(jié)果可為湖北省耕地資源保護(hù)制定有針對性的政策提供理論與實踐指導(dǎo)。

關(guān)鍵詞：耕地資源安全;時空格局;熵權(quán)法;障礙度模型;湖北省

2020年中央一號文件明確強(qiáng)調(diào)：“確保糧食安全始終是治國理政的頭等大事”。作為生產(chǎn)糧食的載體，耕地資源的安全是糧食安全的根本。近年來，隨著經(jīng)濟(jì)社會的發(fā)展，城市化的推進(jìn)，人地矛盾日益突出，出現(xiàn)了耕地數(shù)量減少，耕地質(zhì)量下降以及耕地生態(tài)惡化等問題，耕地資源安全問題愈發(fā)嚴(yán)重，耕地保護(hù)形勢仍然嚴(yán)峻。系統(tǒng)分析耕地資源安全時空格局及其障礙因子，了解和掌握耕地資源安全狀態(tài)，診斷耕地資源安全的影響因素，促進(jìn)耕地資源的可持續(xù)利用是我國政府亟待解決的一項重大課題，也是學(xué)術(shù)界關(guān)注的熱點。近年來，國外學(xué)者主要通過土地利用變化以及耕地變化的驅(qū)動力對耕地資源進(jìn)行相關(guān)研究，側(cè)重于國家或者地區(qū)的大尺度研究，研究認(rèn)為生物物理、社會經(jīng)濟(jì)和鄰近因素是耕地變化的主要影響因素，并且人口密度與耕地擴(kuò)張呈負(fù)相關(guān)。土地利用變化的主要原因是氣候，社會經(jīng)濟(jì)、制度的變化，同時與人類活動強(qiáng)度的增加有關(guān)。國內(nèi)學(xué)者對耕地資源安全的研究主要包括以下四個方面：

一是耕地資源安全內(nèi)涵研究。一般認(rèn)為，耕地資源安全是指一個國家或地區(qū)可以持續(xù)保障生物群落（主要指人類）健康生存的耕地資源狀態(tài)或能力。

二是耕地資源安全評價研究，可分為耕地資源安全評價指標(biāo)體系構(gòu)建和評價方法研究兩個方面。任家強(qiáng)等運(yùn)用壓力—狀態(tài)—響應(yīng)（PSR）模型，對耕地資源安全評價指標(biāo)體系進(jìn)行構(gòu)建，并采用熵權(quán)法計算各評價指標(biāo)的權(quán)重;蔡銀鶯等運(yùn)用“隱患—狀態(tài)—免疫”模型，構(gòu)建耕地資源生態(tài)安全評價指標(biāo)體系，采用改進(jìn)型全排列多邊形綜合圖示法和空間自相關(guān)法對江漢平原耕地資源生態(tài)安全的時空差異特征及空間集聚格局進(jìn)行了分析;耕地資源安全的評價方法比較多，如空間自相關(guān)法、綜合評價法、熵權(quán)法、TOPSIS模型、灰色系統(tǒng)理論等，其中熵權(quán)法在研究中運(yùn)用的較廣泛與成熟。

三是耕地資源安全影響因素及預(yù)警與耕地保護(hù)研究。朱紅波等從數(shù)量安全、生態(tài)安全角度探討了我國耕地資源安全的時空差異，得出影響區(qū)域耕地資源數(shù)量安全的主要因素是人均未利用土地面積 、人均補(bǔ)充耕地面積 、人均耕地面積和耕地保護(hù)意識等，影響耕地資源生態(tài)安全障礙因素因不同的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平具有明顯的差異性。徐憲立等研究得出我國耕地資源的耕地減少的直接因素為建設(shè)占用、災(zāi)毀、生態(tài)退耕、農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，其中生態(tài)退耕是耕地減少的主要因素。宋偉等設(shè)計和建立中國耕地資源安全預(yù)警系統(tǒng)，為耕地資源安全預(yù)警技術(shù)規(guī)范的編制和耕地資源的合理保護(hù)利用提供了參考;王盼盼等從壓力、狀態(tài)、響應(yīng)三個子系統(tǒng)構(gòu)建耕地資源安全預(yù)警指標(biāo)體系對黑龍江省耕地資源安全進(jìn)行了預(yù)警分析，研究成果為保護(hù)耕地資源提供了依據(jù)。

四是耕地資源與糧食安全相關(guān)性研究。陳先鵬等基于糧食安全和生態(tài)安全雙重視角，探討了中國耕地資源利用的安全區(qū)間，認(rèn)為1.20×108～1.44×108hm2是相對合理的設(shè)定，其為雙向識別合理區(qū)間范圍、科學(xué)預(yù)警耕地面積異常變動提供了一種嘗試。針對糧食生產(chǎn)與耕地資源的變化規(guī)律對區(qū)域糧食安全等問題，楊奎等采用變異系數(shù)法、修正后的耕地壓力指數(shù)及GM（1，1）模型，對陜甘寧蒙能源富集區(qū)糧食生產(chǎn)與耕地資源的變化情況進(jìn)行分析與預(yù)測。

綜上，前人從不同的視角對耕地資源安全進(jìn)行了大量研究，并取得了豐碩的成果，為耕地資源安全的進(jìn)一步研究提供了基礎(chǔ)。但是目前的研究多基于壓力—狀態(tài)—響應(yīng)（PSR）模型對耕地資源安全進(jìn)行評價，并且研究選擇數(shù)量、質(zhì)量，或生態(tài)安全的單因子研究較多;研究尺度包括城市群，省域、市（縣）域，但圍繞城市群，或省域的較大尺度的研究較多。同時，耕地資源具有明顯的空間差異性，有必要從時空的角度探討耕地資源安全的動態(tài)變化，為進(jìn)一步完善耕地保護(hù)政策提供依據(jù)。湖北省作為國家重要的商品糧基地，素有“兩湖熟，天下足”的美譽(yù)，其耕地資源的安全尤為重要。鑒于此，從耕地數(shù)量、質(zhì)量、生態(tài)“三位一體”的角度，運(yùn)用熵權(quán)法、綜合指數(shù)法及空間分析法探討2008—2017年湖北省耕地資源安全的時空特征與障礙性因子，以期為湖北省耕地資源安全、可持續(xù)利用及其保護(hù)政策制定等提供理論借鑒。

1 研究區(qū)域與數(shù)據(jù)來源

1.1 研究區(qū)域

湖北省，簡稱“鄂”，省會武漢。地處中國中部地區(qū)，東鄰安徽，西連重慶，西北與陜西接壤，南接江西、湖南，北與河南毗鄰，介于北緯29°01′53″-33°6′47″、東經(jīng)108°21′42″-116°07′50″之間，東西長約740千米，南北寬約470千米，總面積18.59萬平方千米，占中國總面積的1.94%。其中，山地占56%，丘陵占24%，平原湖區(qū)占20%，地勢大致為東、西、北三面環(huán)山，中間低平，略呈向南敞開的不完整盆地。目前，全省共轄13個地級行政區(qū)，包括12個地級市、1個自治州，分別是武漢市、黃石市、十堰市、宜昌市、襄陽市、鄂州市、荊門市、孝感市、荊州市、黃岡市、咸寧市、隨州市、恩施土家族苗族自治州;4個省直轄縣級行政單位，包括3個縣級市、1個林區(qū)，分別是仙桃市、潛江市、天門市、神農(nóng)架林區(qū)。