黑龍江省耕地集約利用的區(qū)域差異及影響因素分析

王 帥，曲長(zhǎng)祥，馮翔迪

（東北農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院，哈爾濱 150030）

土地是民生之本、發(fā)展之基。耕地是土地資源的精華，是一種稀缺且不可替代的自然資源和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)要素[1－2]。耕地資源的國(guó)家戰(zhàn)略地位顯著，其關(guān)系到國(guó)家的糧食安全、社會(huì)穩(wěn)定、政權(quán)興衰和生態(tài)環(huán)境質(zhì)量。隨著城市化和工業(yè)化的蓬勃快速發(fā)展，大量?jī)?yōu)質(zhì)耕地資源被占用，耕地?cái)?shù)量不斷減少，耕地質(zhì)量良莠不齊，耕地生態(tài)系統(tǒng)遭到破壞，耕地利用粗放且不具有可持續(xù)性。因此，如何深入挖掘耕地的利用潛力，提高耕地質(zhì)量，保護(hù)和改善生態(tài)環(huán)境，實(shí)行耕地的集約節(jié)約利用，保障國(guó)家糧食戰(zhàn)略安全和耕地資源戰(zhàn)略安全成為當(dāng)前的首要任務(wù)。土地報(bào)酬遞減規(guī)律表明，通過對(duì)土地的持續(xù)投入，可以提高土地的產(chǎn)出，當(dāng)邊際成本等于邊際收益時(shí)獲得的效益最大[3]。現(xiàn)階段，通過增加土地投入強(qiáng)度，提供土地的產(chǎn)出，實(shí)現(xiàn)土地的集約利用，對(duì)于緩解日益緊張的人地矛盾和人糧矛盾，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展具有重要的意義。

目前，對(duì)于耕地集約利用的研究主要集中于耕地利用集約度研究及其測(cè)算[4－7]，耕地集約利用現(xiàn)狀及影響因素[8－13]，耕地利用集約度評(píng)價(jià)[14－21]，耕地集約利用驅(qū)動(dòng)力研究[22－23]等方面。而對(duì)于耕地集約利用的區(qū)域差異研究相對(duì)較少。本文采用熵值法在縣域尺度上分析黑龍江省耕地集約利用水平的區(qū)域差異及影響因素，以期為黑龍江省農(nóng)業(yè)區(qū)劃及耕地資源管理提供依據(jù)。

1 耕地集約利用的內(nèi)涵

農(nóng)地集約利用作為土地利用方式的一種，其概念最早來源于對(duì)農(nóng)業(yè)利用的研究，由David Ricardo等古典政治經(jīng)濟(jì)學(xué)家在地租理論中首次提出，內(nèi)容是在單位土地面積上合理增加物質(zhì)和勞動(dòng)投入，以提高土地收益的經(jīng)營(yíng)方式[24]。李嘉圖在《政治經(jīng)濟(jì)學(xué)及賦稅原理》中首次對(duì)農(nóng)業(yè)土地集約利用概念進(jìn)行了闡述，其后對(duì)于農(nóng)地（耕地）集約利用的研究均在此基礎(chǔ)上發(fā)展而來。

一般認(rèn)為，耕地集約利用基于區(qū)域耕地資源科學(xué)合理配置前提下，在有限的耕地面積上合理地增加基礎(chǔ)設(shè)施、科技、勞動(dòng)等相關(guān)生產(chǎn)要素的投入，數(shù)量適當(dāng)、結(jié)構(gòu)協(xié)調(diào),最大限度地利用耕地，提高耕地經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和生態(tài)綜合效益，最終實(shí)現(xiàn)內(nèi)涵挖潛和可持續(xù)發(fā)展的耕地利用和經(jīng)營(yíng)方式。其包括以下兩個(gè)方面的含義：①耕地集約利用是有合理限度的，耕地集約利用程度不能無限增大。②耕地集約利用要求經(jīng)濟(jì)效益、生態(tài)效益和社會(huì)效益總體達(dá)到最佳。

2 研究方法

2.1 研究區(qū)域概況

黑龍江省位于中國(guó)東北部，地位坐標(biāo)為北緯43°26'～53°34'，東經(jīng)121°10'～135°05'。全省土地總面積約46萬km2。全省的氣候具有明顯的大陸性季風(fēng)氣候特征。西北、北和東南為山地，西南部與東北部為平原，地勢(shì)西北、北部和東南部高，西南和東北部低。這種山地、丘陵、平原相間的地貌特點(diǎn)，為全省農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用地的集中分布與專業(yè)化利用提供了有利條件。

黑龍江省土地條件居全國(guó)之首，總耕地面積和可開發(fā)的土地后備資源均占全國(guó)十分之一以上，人均耕地和農(nóng)民人均經(jīng)營(yíng)耕地是全國(guó)平均水平的3倍左右。全省現(xiàn)有耕地1 183.8萬hm2，土壤有機(jī)質(zhì)含量高于全國(guó)其它地區(qū)，黑土、黑鈣土和草甸土等占耕地的60%以上，是世界著名的三大黑土帶之一。黑龍江省盛產(chǎn)大豆、小麥、玉米、馬鈴薯、水稻等糧食作物以及甜菜、亞麻、烤煙等經(jīng)濟(jì)作物。

2.2 數(shù)據(jù)來源

研究數(shù)據(jù)主要來源于2009年《黑龍江省統(tǒng)計(jì)年鑒》，《黑龍江省農(nóng)業(yè)統(tǒng)計(jì)年鑒》及部分調(diào)查數(shù)據(jù)。

2.3 指標(biāo)體系的建立

依據(jù)科學(xué)性、層次性、代表性、系統(tǒng)性、可操作性等原則，結(jié)合相關(guān)參考文獻(xiàn)[18－19，21]，選取投入強(qiáng)度、利用強(qiáng)度、利用效率建立耕地集約利用評(píng)價(jià)體系，采用層次分析法（AHP）確定各指標(biāo)層的準(zhǔn)權(quán)重，見表1。

表1 耕地集約利用評(píng)價(jià)指標(biāo)體系及權(quán)重Table 1 Evaluation index system and weight of cultivated land intensive use

2.4 耕地集約度的計(jì)算方法

利用信息論中的熵值法進(jìn)行耕地集約利用評(píng)價(jià)。熵是信息不確定性的度量，熵值越小，所蘊(yùn)含的信息量越大，一個(gè)系統(tǒng)的有序程度越高,信息熵越大，反之，信息熵就越小[25－26]。在土地利用系統(tǒng)中，相對(duì)于指標(biāo)理想值而言，指標(biāo)值變化越慢，得到的指標(biāo)信息熵就越大，其效用值越小，指標(biāo)權(quán)重就越小；反之，指標(biāo)權(quán)重就越大[18]。

2.4.1 評(píng)價(jià)指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)化

為了使各項(xiàng)指標(biāo)的數(shù)據(jù)具有可比性，必須先對(duì)各指標(biāo)進(jìn)行無量綱化處理，以此消除指標(biāo)間的差異，本文采用比重法對(duì)指標(biāo)原始值進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化。設(shè)有m個(gè)定量評(píng)價(jià)指標(biāo)X1、X2、X3、…、Xm，且已取得n個(gè)參評(píng)對(duì)象上述指標(biāo)的數(shù)據(jù)Xij（i=1、2、3…、n，j=1、2、3…、m）為原始數(shù)據(jù)矩陣。在同一指標(biāo)下，計(jì)算參評(píng)對(duì)象的取值占全部參評(píng)對(duì)象取值之和的比重，同時(shí)視為該指標(biāo)某一可能結(jié)果對(duì)應(yīng)的概率值[27]。

2.4.2 評(píng)價(jià)指標(biāo)的熵值計(jì)算

按照公式（2）計(jì)算評(píng)價(jià)指標(biāo)的熵值。

令k=1/lnm，則0≤ej≤1

2.4.3 指標(biāo)熵值向權(quán)重值的轉(zhuǎn)化

根據(jù)熵值法原理，對(duì)于任一項(xiàng)指標(biāo)X，指標(biāo)值Xij的差距越大，則該指標(biāo)在綜合評(píng)價(jià)中所起的作用越大；如果某項(xiàng)指標(biāo)的指標(biāo)值全部相等，則該指標(biāo)在綜合評(píng)價(jià)中不起作用[28]。指標(biāo)的這種差異由差異系數(shù)gj表示，第j項(xiàng)參評(píng)指標(biāo)的差異系數(shù)按公式（3）計(jì)算:

2.4.4 定義第j項(xiàng)權(quán)重

按照公式（4）計(jì)算j項(xiàng)權(quán)重

根據(jù)公式（1～4）計(jì)算出各項(xiàng)指標(biāo)權(quán)重（表1）。

2.4.5 樣本的權(quán)重計(jì)算

按照公式（5）計(jì)算樣本的權(quán)重值

2.4.6 耕地利用集約度的計(jì)算

按照公式（6）計(jì)算耕地利用集約度

根據(jù)公式（5～6）計(jì)算出黑龍江省各市縣的權(quán)重及耕地利用集約度。

3 耕地利用集約度的區(qū)域差異分析

3.1 整體特征分析

將黑龍江省各評(píng)價(jià)單元的耕地利用集約度進(jìn)行算術(shù)平均，得出2009年黑龍江省耕地集約度的平均水平是0.1417。在平均水平之上共有38個(gè)市縣，占46%，在此之下的共有44個(gè)，占54%。另外，根據(jù)各評(píng)價(jià)單元集約度頻率直方圖（圖1）可以發(fā)現(xiàn)，大部分縣市的耕地集約度處于較低的水平，有60個(gè)縣市的耕地利用集約度介于（0.06，0.18），各縣市的耕地利用集約度屬正偏態(tài)分布。這充分說明黑龍江省耕地集約利用狀況總體上處于較低的水平，耕地集約利用水平提升的空間較大。

圖1 黑龍江省耕地集約度頻率直方Fig.1 Cultivated land intensive degree frequence histogram of Heilongjiang Province

另外，基于ARCGIS計(jì)算縣級(jí)耕地利用集約度的空間自相關(guān)指數(shù)Moran'I為0.14，其檢驗(yàn)值Z為2.94，說明黑龍江省縣域間耕地集約利用水平具有顯著的空間自相關(guān)性和集聚特征，表現(xiàn)出明顯的地域分異。

3.2 區(qū)域差異分析

根據(jù)黑龍江省縣級(jí)耕地集約度評(píng)價(jià)（圖2），黑龍江省的耕地利用集約水平的區(qū)域差異十分顯著，具有以下特點(diǎn)：

①主要地級(jí)市（包括加格達(dá)奇區(qū)）及其周邊縣市的耕地利用集約度較高。這些區(qū)域一般而言交通便捷，便于農(nóng)產(chǎn)品和農(nóng)資機(jī)械的運(yùn)輸?？拷r(nóng)產(chǎn)品銷售市場(chǎng)，運(yùn)輸距離較近，運(yùn)輸成本較低。

②三江平原以及松嫩平原南部和東部耕地利用集約度較高。這些區(qū)域自然條件較為優(yōu)越，地形平坦，氣候溫和、濕潤(rùn)，水資源較為豐富。

③南部地區(qū)耕地利用集約度整體較高。相對(duì)于北部寒溫帶，這些區(qū)域光熱條件相對(duì)較好，屬于中溫帶。

④各縣市間耕地利用集約度具有較大的不均衡性。集約度最高的為哈爾濱市，集約度為0.5183，最低的為大興安嶺的呼中區(qū)，集約度為0.0290，相差0.4893，相差17倍之多。

3.3 耕地集約利用水平空間分異的原因分析

根據(jù)黑龍江省耕地利用集約度及耕地集約利用區(qū)域差異特征，可以發(fā)現(xiàn)影響黑龍江省耕地集約利用水平空間分異的原因主要有區(qū)位狀況、自然特征、經(jīng)濟(jì)條件等。

圖2 黑龍江省縣級(jí)耕地集約度評(píng)價(jià)Fig.2 Evaluation of cultivated land intensive drgree at the country level in Heilongjiang Province

3.3.1 區(qū)位狀況

區(qū)位狀況對(duì)耕地集約利用水平的影響主要體現(xiàn)在省內(nèi)大中型城市—主要是地級(jí)市周邊區(qū)域：交通運(yùn)輸條件便捷，便于農(nóng)產(chǎn)品及農(nóng)資機(jī)械的運(yùn)輸，從而可以降低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與運(yùn)輸成本；貼近農(nóng)產(chǎn)品銷售市場(chǎng)，蔬菜、瓜果、鮮花等高附加值的農(nóng)產(chǎn)品需求量大，農(nóng)產(chǎn)品的利潤(rùn)水平高；資金相對(duì)豐裕，機(jī)械、化肥等投入較為充足；貼近區(qū)域性行政中心，是各級(jí)政府開展農(nóng)業(yè)示范與推廣的首選基地。而那些遠(yuǎn)離地級(jí)市的區(qū)域，一般只能種植傳統(tǒng)的糧食作物和經(jīng)濟(jì)作物，農(nóng)產(chǎn)品利潤(rùn)較低，且需要付出相對(duì)較高的交通運(yùn)輸成本，這必然導(dǎo)致粗放經(jīng)營(yíng)，降低耕地集約利用水平。

3.3.2 自然特征

自然條件特別是地形和氣候?qū)τ诟丶s利用具有直接影響。平原地區(qū)耕地集中連片，便于規(guī)模經(jīng)營(yíng)，有利于農(nóng)業(yè)機(jī)械化水平的提高。而山地丘陵區(qū)耕地地塊零散，難以實(shí)施機(jī)械化作業(yè)，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力水平較低。黑龍江省地處中國(guó)北部，光熱條件差，較低的積溫條件和短暫的無霜期給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成嚴(yán)重的制約。整體而言，黑龍江省由北向南積溫增加，無霜期增長(zhǎng)，日照時(shí)間增加，對(duì)農(nóng)作物生產(chǎn)的限制逐漸降低。在漠河縣等北部地區(qū)，只能種植畝產(chǎn)較低、生長(zhǎng)期較短的小麥等作物，而黑龍江省中南部則可種植畝產(chǎn)較高、生長(zhǎng)期較高的玉米甚至水稻。單產(chǎn)的不同直接導(dǎo)致了耕地利用集約化水平上的巨大差異。另外，黑龍江省自東向西由濕潤(rùn)氣候向半濕潤(rùn)、半干旱氣候逐漸過渡，降水量的多少一方面通過是否需要灌溉及灌溉多少影響著旱作作物生產(chǎn)的成本，另一方面也通過對(duì)水田開發(fā)的制約影響著區(qū)域種植業(yè)結(jié)構(gòu)。這些都會(huì)直接影響耕地集約利用的水平。顯然，自然條件優(yōu)越地區(qū)的耕地集約利用水平。

3.3.3 經(jīng)濟(jì)條件

集約經(jīng)營(yíng)是經(jīng)濟(jì)發(fā)展的外在表現(xiàn)和客觀要求，耕地資源集約利用同樣深受區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展程度的深刻影響。經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)資金充裕，農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施配套，機(jī)械、化肥等農(nóng)業(yè)物資投入充分，耕地利用的集約化水平高。而經(jīng)濟(jì)落后地區(qū)資金短缺，青壯年農(nóng)業(yè)勞動(dòng)力大量外出務(wù)工，資金及人力投入都十分有限，耕地利用粗放。

4 討論與結(jié)論

a.2009年黑龍江全省耕地集約度的平均水平為0.1417，整體集約利用水平較低，集約利用水平還有較大的提升空間。區(qū)域內(nèi)各縣市差異明顯，表現(xiàn)出較大的不均衡性，集約度最高的哈爾濱市與最低的大興安嶺呼中區(qū)相比相差17倍之多；

b.黑龍江省縣級(jí)耕地利用集約度空間自相關(guān)指數(shù)—Moran'I為0.14，縣域間耕地集約利用水平具有顯著的空間自相關(guān)性和集聚特征；

c.各區(qū)域耕地集約利用差異明顯，耕地利用集約度高區(qū)域主要集中在主要地級(jí)市（包括加格達(dá)奇區(qū)）及其周邊縣市，三江平原以及松嫩平原的南部和東部；

d.黑龍江省耕地集約利用空間分異主要受區(qū)位條件、自然特征和經(jīng)濟(jì)狀況等因素的影響。

本研究采用熵權(quán)法計(jì)算黑龍江省耕地集約利用水平，分析各區(qū)縣耕地集約利用水平的差異，對(duì)于區(qū)域耕地集約利用具有指導(dǎo)意義。采用熵權(quán)法可以避免計(jì)算的主觀性，使評(píng)價(jià)結(jié)果更加客觀準(zhǔn)確。對(duì)于評(píng)價(jià)指標(biāo)的選取，耕地集約利用水平提高的方法和集約模式，還有待進(jìn)一步的研究和探討。

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