縣域尺度的廣西休耕空間分區研究

陳展圖，李燁珈，黃新雨

1.廣西師范大學環境與資源學院，廣西 桂林 541006

2.上海師范大學環境與地理科學學院，上海 200234

耕地是人類生存、社會發展、糧食生產的根本和載體。隨著有限的耕地資源被高強度利用，耕地出現了質量退化、污染加重等問題。休耕是發達國家普遍采取的一種保護和修復耕地地力的措施。為有序開展休耕，我國從2016年起開始在地下水漏斗區、西南石漠化區、西北干旱區開展休耕制度試點，而后擴展到東北、長江下游等地區。“輪作休耕”已被寫入2019 年1 月1 日起實施的《中華人民共和國土壤污染防治法》。2020 年1 月1 日起施行的新的《中華人民共和國土地管理法》第三十六條明確指出“各級人民政府應當采取措施，引導因地制宜輪作休耕”。

此次研究以廣西111 個縣（市、區）為單元，基于耕地的多元功能構建指標體系，將其劃分為優先休耕區、重點休耕區、一般休耕區、暫不休耕區4 個類型區，并針對各類型區提出差異化休耕建議，為廣西有規劃地推進休耕工作、建立休耕制度提供參考。

1 耕地休耕優先性評價指標體系構建

耕地休耕需要考慮耕地的多元功能。研究小組參考已有研究成果，遵循系統性、科學性、數據可獲取性的原則，從耕地的生產功能、生活功能和生態功能出發，結合指標數據預運算結果，選取耕地面積占比、復種指數、地均糧食產量、人均糧食保證率、農地產值占比、產業結構、有效灌溉面積占比、耕地化肥使用量負荷、耕地農藥使用量負荷9 個指標（見表1），綜合評價廣西111 個縣（市、區）在休耕上的優先性。以上指標的數據主要來源于《廣西統計年鑒2021》中的“111 個縣（市、區）主要經濟指標（2020 年）”，其中復種指數、耕地化肥使用量負荷、耕地農藥使用量負荷等指標的數據來源于各縣（市、區）國民經濟和社會發展統計公報。

表1 廣西縣域尺度耕地休耕優先性評價指標體系表

1.1 生產功能指標

此次研究采用耕地面積占比、復種指數、地均糧食產量來衡量耕地的生產功能。

（1）休耕的前提是堅守耕地面積不減少。研究小組考慮到廣西耕地資源不豐富的情況，引入了耕地面積占比這一指標。

（2）復種指數受經濟發展狀況、科學技術水平、水熱條件、土壤條件等因素制約，可從側面反映耕地生產能力的高低[1]。如水熱條件好、農業科技投入大的地區，復種指數較高，不適宜優先施行休耕。

（3）地均糧食產量的高低直接反映了耕地糧食供給生產能力的大小[2]。地均糧食產量越高，耕地生產能力越強，不宜優先進行休耕；反之，則應優先進行休耕或退耕。

1.2 生活功能指標

耕地的生活功能是耕地的一項重要功能，主要體現在維護社會安定、保障社會就業、保障人民生活等方面。此次研究采用人均糧食保證率、農地產值占比、產業結構來衡量耕地的生活功能。

（1）糧食作物是人們生產、生活最基本的原料，人均糧食保證率可反映耕地的糧食安全保障能力。此次研究參照國際慣例，以保障每年人均400 kg 糧食為基準值進行測算[3]。人均糧食保證率數值越小，反映出該區域耕地保障社會生產、人民生活的能力越弱，不適宜進行休耕。

（2）農地產值占比用于反映耕地經濟產出水平和生產力的高低[4]。農地產值占比大，按照用地集約、規模生產的原則，不宜優先進行休耕。

（3）產業結構指標，采用二三產業增加值占地區生產總值的比例來反映[5]。該比例越小，表明該地區對第一產業的依賴程度越大，休耕對其經濟水平影響較大，不宜優先進行休耕。

1.3 生態功能指標

新時代背景下，耕地的生態功能逐漸顯化且重要性日益突出，不合理的開發利用方式會損害耕地的生態功能。此次研究采用有效灌溉面積占比、耕地化肥使用量負荷、耕地農藥使用量負荷來衡量土地的生態功能。有效灌溉面積越大，在一定程度上表明耕地基礎設施越好，為繼續發揮水利基礎設施作用，耕地休耕的優先性就越低；反之，則說明耕地灌溉條件不理想，應通過休耕來彌補耕地基礎設施短板。由于耕地資源總量不足、分布零散，以及本底質量不高，廣西主要通過增加化肥、農藥使用量的方式來提高耕地單位面積產出。廣西耕地的農藥、化肥施用量長期居高不下，單位耕地化肥施用強度（0.042）超過全國平均水平（0.036）[6]。化肥、農藥使用量負荷量大的耕地的休耕優先程度高。

2 研究方法與數據處理

2.1 指標權重計算

（1）此次研究采用因子分析法來確定準則層3 個因子（生態功能、生活功能、生產功能）的權重。研究小組將所有指標數據導入SPSS 軟件并進行因子分析，結果顯示KMO 值為0.689 ＞0.6，同時指標數據通過了Bartlett球形檢驗（P=0 ＜0.05），說明滿足因子分析的前提要求，意味著數據可用于進行因子分析（見表2）。運算結果如表3 所示，3 個因子的特征根值＞1[7]，旋轉后的方差解釋率分別為34.876%、27.082%、13.337%，累積方差解釋率超過75%，可見這3 個因子包含了絕大部分解釋。由旋轉后方差解釋率除以旋轉后累積方差解釋率，即可得到3 個因子的權重分別為0.463、0.360、0.177。

表2 KMO 和Bartlett 的檢驗表

表3 因子的特征根、累計貢獻率表

（2）采用旋轉后因子載荷系數來檢驗、確定各因子與指標的對應關系情況，當因子載荷系數絕對值＞0.4 時，說明該指標和因子有對應關系（見表4）。耕地化肥使用量負荷、耕地農藥使用量負荷、有效灌溉面積占比、復種指數在因子1 上載荷較高。因此，研究小組把因子1 確定為生態功能，考慮到復種指數這一指標和生態功能沒有對應關系，所以將復種指數從因子1 中剔除，歸入因子3。農地產值占比、產業結構（絕對值）、人均糧食保證率在因子2 上載荷較高，研究小組將因子2 確定為耕地的生活功能。地均糧食產量、耕地面積占比在因子3 上載荷較高，研究小組將因子3 確定為耕地的生產功能。

表4 旋轉后因子載荷系數表

（3）研究小組利用SPSSAU 數據科學分析平臺進行熵權法的計算，確定各項指標權重。首先，將所有指標數據導入SPSSAU 數據科學分析平臺在線操作系統，依次進行“數據處理—生成變量—對正向指標、負向指標分別進行正向化處理（MMS）、負向化處理（NMMS）”的系列操作，完成對數據的處理；然后，選擇“綜合評價—熵值法”的操作，分3 次計算分別得出3 個準則層所包括指標的權重系數，即分別對生態功能因子、生產功能因子、生活功能因子所包含的指標進行權重計算，結果如表5 所示；最后，將各個指標的權重系數與其對應準則層的權重相乘可得到各個指標的最終權重（見表6）。

表5 利用熵權法得到的各指標的熵權表

表6 休耕優先性評價指標體系及其權重表

2.2 指標的標準化

由于指標的單位不同（即存在不同量綱），因此要對各項指標進行無量綱化處理（即標準化），此次研究采用極值標準化法處理。

（1）正向指標標準化方法：

式（1）中，Yi為i指標的標準化值；Xi為i指標的觀測值；min {Xi}為i指標的最小值；max {Xi}為i指標的最大值；n為i指標的個數，即廣西111 個縣（市、區）。

（2）負向指標標準化方法：

（3）休耕優先性綜合得分：

式（3）中，F為綜合得分；WI、YI分別為對應該指標的權重值及其標準化值。

3 縣域尺度的廣西休耕空間分區

研究小組計算111 個縣（市、區）的休耕優先性得分后，在ArcGIS 中對其采用自然間斷點分級法（Jenks）進行分級，并進行地理空間分布分析。

研究小組按自然斷點分級法將111 個縣（市、區）休耕優先性得分分為4 個等級，分別為優先休耕區[0.450，0.960]、重點休耕區（0.960，1.382]、一般休耕區（1.382，1.822]、暫不休耕區（1.822，2.674]4 個類型。得分越小的區域，休耕優先性越強，宜優先安排休耕；反之，休耕優先性越弱，不宜安排休耕（見表7）。

3.1 優先休耕區

從空間分布上來看，優先休耕區大部分是城市特征較為明顯的地域，如崇左、柳州、桂林、南寧城市周邊區域。綜合分析以上區域休耕優先性高的原因如下：一是這些區域緊鄰城市，為了滿足城市對農產品的大量需求，農戶普遍通過增加化肥、農藥的使用量來縮短農作物生長周期、提高作物產量，以獲得更多收益，耕地化肥、農藥載荷較大。如桂林市七星區耕地農藥施用量為0.061 t/hm2，南寧市青秀區耕地農藥施用量為0.049 t/hm2，均遠高于0.019 t/hm2的廣西平均水平；梧州市長洲區耕地化肥施用量達2.932 t/hm2，也遠高于1.915 t/hm2的廣西平均水平。從耕地可持續利用的角度來看，化肥、農藥負荷大的耕地應該優先休耕，盡快休養生息。二是這些區域大部分為城區，二三產業較為發達，產業結構良好，休耕對人們的生產、生活影響較小。即便進行休耕，二三產業也可以容納剩余勞動力。但是，這并不意味著優先休耕區內所有的耕地同時進行休耕，而應有序進行。例如，城郊耕地可以有序退出生產領域，從生產功能向科教、景觀等功能轉變。

3.2 重點休耕區

重點休耕區主要分布在廣西西部和北部，有百色市的德保縣、凌云縣，河池市的鳳山縣、南丹縣，柳州的融水苗族自治縣、三江侗族自治縣等。重點休耕區的休耕優先程度較高，應承擔較多的休耕指標。在空間分布上，重點休耕區的數量呈現自桂西北向桂東南逐漸減少的趨勢，這種分布趨勢可以從自然條件方面得到很好的解釋。廣西土地資源空間分布不均，桂西北喀斯特地貌廣泛發育，石漠化問題較嚴重，坡陡且土薄，耕地生態環境較差、生產率低、基礎設施薄弱，人地矛盾突出；而桂東南耕地資源優于桂西北。如忻城縣、隆林縣、巴馬瑤族自治縣耕地有效灌溉面積占比分別為15.24%、17.36%、19.26%，低于43%的廣西平均水平；都安瑤族自治縣、鳳山縣、巴馬瑤族自治縣地均糧食產量分別為2.969 t/hm2、3.418 t/hm2、3.481 t/hm2，低于4.726 t/hm2的廣西平均水平。因此，應及時對重點休耕區質量差、肥力低、產出少的耕地進行休耕，并且在休耕的同時采取還林還草、土地綜合整治、土壤培肥等方式恢復受損耕地地力，保護好脆弱的耕地生態。

3.3 一般休耕區

一般休耕區多分布在廣西南部和東部地區，代表性區域有玉林市的博白縣、容縣，梧州市的蒼梧縣、藤縣，欽州市的靈山縣、欽北區，南寧的橫州市等。一般休耕區的休耕優先程度不高，可有選擇地進行小面積的休耕。桂東南地區多為低山丘陵、盆地和沖積平原，自然條件相對較好，農業生產條件較優越，是廣西十分珍貴的耕地資源，承擔著農產品主產區的功能，不太適合優先、大規模地進行休耕，可有選擇地進行休耕。如欽州市欽北區、靈山縣耕地化肥施用量分別為4.621 t/hm2、4.435 t/hm2，耕地農藥施用量分別為0.042 t/hm2、0.024 t/hm2，均高于廣西平均水平。因此，為了當地農業生態環境的可持續發展，可在這兩地有選擇地開展休耕。博白縣、靈山縣這類人口超百萬的大縣應該在保證本區域糧食安全、農產品供給充足的情況下緩步推進休耕。

3.4 暫不休耕區

暫不休耕區代表性區域有南寧的武鳴區、賓陽縣，來賓的象州縣以及桂林的永福縣、恭城瑤族自治縣、全州縣等。從經濟結構和產業特征來看，暫不休耕區的農業生產基較礎好（如桂林市陽朔縣、靈川縣、興安縣、永福縣耕地有效灌溉面積占比分別為95%、82%、73%、62%，均遠高于43%的廣西平均水平），且擁有各自的地理標志農產品，如武鳴的沃柑、恭城的月柿、象州的紅米等。這些區域對農業的依賴程度較大，第一產業對于該區域經濟發展、社會穩定有著重要作用。暫不休耕并非意味著該區域內所有的耕地都不進行休耕，一些特殊地區的耕地如靠近水源保護區、自然保護區、森林公園、地質公園等和受到污染的耕地也應適度安排休耕，但面積不宜過大。

4 科學推進廣西耕地休耕的對策

4.1 守住耕地總量紅線，休耕提高耕地質量

廣西人均耕地面積較少，糧食供給處于緊平衡狀態，不宜進行大規模休耕。廣西實行休耕制度，應在堅守耕地總量紅線的前提下推行。此外，廣西還存在因耕地破碎化而導致的生產難以機械化、規模化及效益低下等問題。因此，在休耕的同時應整合耕地資源，通過土地置換、綜合整治等手段使耕地集中起來。具體來說，就是在保障糧食供給穩定的前提下，對質量差、貢獻低的耕地進行休耕，同時整合零散破碎的耕地資源，維持耕地資源總量的動態平衡與穩定，提高耕地質量。

4.2 科學劃分休耕類型，探索實施精準休耕

耕地資源的差異性決定了分區分類休耕的必要性。優先休耕區耕地生態脆弱，人地協調性差；耕地坡度較大，土層較薄，容易受侵蝕；農田基礎設施較為薄弱；耕地地力差，農作物產量低。優先休耕區耕地應每年強制性休耕一定比例的耕地，發揮耕地的生態調節功能和生態治理干預作用，實現經濟效應和生態效應同頻共振。在強制休耕的同時，要加強優先休耕區農田基礎設施建設，大力開展土地整治，努力提高耕地地力，為推廣休耕發揮帶動作用。

重點休耕區耕地條件比優先休耕區稍好，但土壤肥力、耕地生態、農田基礎設施仍較差，也應當每年安排一定面積的耕地休耕。重點休耕區的休耕政策以引導性為主、強制性為輔，應建立引導農戶積極參與休耕的激勵機制，注重與農業供給側結構性改革相銜接。

一般休耕區的休耕導向是農戶自主申請，但要限制休耕規模并明確參與休耕的基本條件，如耕地地塊大小、耕地位置等。

暫不休耕區原則上暫不安排休耕項目，但一些特殊區域（如水源保護區、自然保護區等）的耕地具有特殊的生態價值或景觀價值，也可以適度安排休耕或者退耕。

4.3 加強休耕制度設計，完善休耕工作機制

休耕是一項系統工程。在推行休耕制度的過程中，相關部門要不斷完善輪作休耕補助政策，對參與休耕的農民給予合理的補助，保障其基本生活，避免出現因利益得不到保障而導致休耕意愿減弱的情況。休耕不是撂荒，實行休耕制度的目的是讓耕地得到休養生息，同時加以治理，確保急用之時耕地用得上、糧食產得出。因此，在實施休耕的過程中要加強對休耕耕地的監督管理。在休耕技術方面，既要積極采取行動改善耕地的質量，也要對休耕后的植被種植、水利設施和道路維護等進行補貼或獎勵，做好對休耕耕地的監測、休耕效益的評估等工作。此外，還要監測農民的休耕參與情況，了解休耕的落實情況，保證休耕工作正常持續進行。

5 結語

此次研究從耕地的生產功能、生態功能、生活功能3 個維度構建耕地休耕優先性評價指標體系，將休耕優先性劃分為4 個等級，將廣西111 個縣（市、區）的耕地分為優先休耕區、重點休耕區、一般休耕區、暫不休耕區4 個類型，并針對不同類型提出差異化的休耕建議，但還存在一些不足。首先，在選取耕地休耕優先性評價指標時，土壤的理化性質是影響耕地生產能力的一個重要因素，但限制于數據的可獲得性，此次研究所選指標中缺乏直接反映耕地理化性質和耕地質量的指標，如土壤pH 值、土壤有機質含量、坡度、土壤肥力等級等，導致耕地休耕優先性評價結果可能出現偏差。其次，耕地優先性評價指標的選擇及其權重的計算方法對評價結果的影響尤為重大，選取不同的指標和權重計算方法可能會得到不同的結果。最后，此次研究是以縣（市、區）為研究單元，尺度較大，忽略了區域內耕地資源內在的差異性。因此，為了做到精準休耕，下一步應開展耕地地塊尺度的休耕研究，并明確不同休耕類型的具體規模，為“定量、定位、定序”休耕奠定基礎[8]。