縣域耕地數(shù)量·質(zhì)量及時空變化分析研究
——以廣東省新興縣為例

緱武龍， 李文方， 黃梓浩，黃翠婷

(廣東友元國土信息工程有限公司，廣東廣州 510642)

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縣域耕地數(shù)量·質(zhì)量及時空變化分析研究

——以廣東省新興縣為例

緱武龍， 李文方， 黃梓浩，黃翠婷

(廣東友元國土信息工程有限公司，廣東廣州 510642)

以廣東省新興縣為例，基于2010～2013年土地利用變更數(shù)據(jù)和耕地質(zhì)量等別更新評價數(shù)據(jù)，分析了新興縣耕地數(shù)量、質(zhì)量及其空間變化特征和變化原因。結果表明，從數(shù)量上看，2010～2013年新興縣耕地數(shù)量呈現(xiàn)減少的趨勢，耕地利用動態(tài)變化度相對較小，耕地增加主要來源于有林地，耕地減少以建設用地為主；從質(zhì)量上看，2010～2013年新興縣耕地質(zhì)量整體呈現(xiàn)逐漸升高的趨勢，區(qū)域耕地質(zhì)量等別變化差異明顯；從變化原因上看，土地開發(fā)、建設占用和耕地質(zhì)量建設是耕地變化的3大主要原因。

耕地；數(shù)量；質(zhì)量等別；時空變化

隨著我國社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，新增建設用地不可避免地要占用到耕地資源。這些耕地大部分都是生產(chǎn)力較高的優(yōu)質(zhì)耕地，而耕地后備資源的枯竭，更使得耕地資源供需矛盾日益突出，影響著我國糧食安全。大力推進耕地數(shù)量質(zhì)量管理、保護和監(jiān)督水平是政府部門應盡的職責，而掌握耕地數(shù)量質(zhì)量時空格局變化同樣是政府科學決策的重點考慮的問題之一。筆者以廣東省新興縣為研究對象，從耕地數(shù)量、質(zhì)量及其空間變化研究出發(fā)，分析了耕地數(shù)量、質(zhì)量時空格局變化特征，以期為制定區(qū)域耕地保護和土地整治對策提供科學依據(jù)。

1　數(shù)據(jù)來源和研究方法

1.1研究區(qū)概況新興縣位于廣東省中部偏西，與珠江三角洲相鄰，地處111°57′37″～112°31′32″E、22°22′46″～22°50′36″N，東、南面與佛山、江門相鄰，西南連陽江，東北接肇慶，地理位置十分優(yōu)越。全縣南北相距51 km，東西寬56 km，土地總面積152 071.65 hm2。新興縣隸屬于云浮市，轄12個鎮(zhèn)1個國營林場，即新城鎮(zhèn)、水臺鎮(zhèn)、車崗鎮(zhèn)、東成鎮(zhèn)、稔村鎮(zhèn)、太平鎮(zhèn)、六祖鎮(zhèn)、大江鎮(zhèn)、河頭鎮(zhèn)、天堂鎮(zhèn)、簕竹鎮(zhèn)、里洞鎮(zhèn)及良洞逕林場。

新興縣境內(nèi)地勢西南高、東北低，南部多高山，海拔多在500 m以上，最高的天露山海拔1 250.7 m。中東部為起伏的丘陵，海拔20～100 m，耕地較平坦。北部地勢較低，使得眾多河流多由東、南、西向北匯流新興江注入西江。組成新興縣的巖石主要是花崗巖，還有砂頁巖、石灰?guī)r、變質(zhì)巖和近代沖積物。新興縣位于北回歸線以南，離南海約百余公里，屬亞熱帶季風型氣候，季節(jié)分明，日照充足，雨量充沛，無霜期長。新興縣的主要河流為新興江，發(fā)源于該縣南部山區(qū)，由南向北，流經(jīng)新興、云浮、高要，于肇慶市南岸附近注入西江。

1.2數(shù)據(jù)來源耕地面積數(shù)據(jù)來源于新興縣2010～2013年土地利用變更調(diào)查成果。新興縣耕地質(zhì)量等別狀況，按照廣東省耕地質(zhì)量等別年度更新評價要求，其數(shù)據(jù)來源于廣東省國土資源廳認可的新興縣耕地質(zhì)量等別成果補充完善及2011～2013年新興縣耕地質(zhì)量等別年度更新評價成果。

1.3研究方法

1.3.1耕地數(shù)量變化強度。耕地數(shù)量變化幅度指的是耕地在一段時間內(nèi)面積的變化，通過研究耕地數(shù)量變化的幅度，可以了解在此時間段內(nèi)耕地利用的強弱程度。耕地數(shù)量變化幅度計算公式為：

R=Ua-Ub

(1)

(2)

式中，a、b為期初、期末的年份；R為[a,b]時間段內(nèi)的耕地數(shù)量變化幅度；RA為[a,b]時間段內(nèi)的耕地年平均變化幅度；Ub、Ua為期初和期末的土地利用總面積；T為Ua～Ub的時間長度。

1.3.2耕地數(shù)量動態(tài)變化。土地利用動態(tài)度可以顯示某一種土地利用類型在一定時期內(nèi)的數(shù)量絕對變化動態(tài)速度和流轉(zhuǎn)速度[1]。本研究通過計算單一型土地利用動態(tài)度來對新興縣2010年到2013年耕地做動態(tài)變化分析。單一型土地利用動態(tài)度計算公式為：

(3)

式中，W為[a,b]時間段內(nèi)的土地利用動態(tài)度。該研究中W為新興縣耕地Ub、Ua為期初和期末的土地利用總面積；T為Ua到Ub的時間長度。

1.3.3耕地類型轉(zhuǎn)化數(shù)量。土地利用類型之間的轉(zhuǎn)移矩陣可以清晰表示出區(qū)域間土地利用結構的變化大小和方向[2]。該研究通過計算2010～2013年新興縣耕地利用類型轉(zhuǎn)入轉(zhuǎn)出面積和轉(zhuǎn)移概率矩陣來描述新興縣耕地轉(zhuǎn)化情況。

土地利用面積轉(zhuǎn)移矩陣的一般計算公式為：

(4)

式中，S為土地利用類型的面積;i,j分別為土地利用類型;Sij為在一定時期內(nèi)土地利用類型i轉(zhuǎn)化為土地利用類型j的面積;n為土地利用類型個數(shù)。對于該研究來說，由于僅研究耕地一種土地利用類型變化的轉(zhuǎn)入和轉(zhuǎn)出情況，即S22～Snn不做研究。

土地利用轉(zhuǎn)移概率的計算公式為：

(5)

式中，P為耕地利用類型的轉(zhuǎn)移概率;S為土地利用類型的面積;i、j分別為土地利用類型;Sij為在一定時期內(nèi)土地利用類型i轉(zhuǎn)化為土地利用類型j的面積;n為土地利用類型個數(shù)。

2　結果與分析

2.1耕地數(shù)量時空變化分析在人地矛盾日益尖銳的今天，清晰了解耕地的數(shù)量、分布、變化規(guī)律尤其重要。該研究主要從2010～2013年耕地數(shù)量變化幅度、變化動態(tài)度和類型轉(zhuǎn)移等方面分析新興縣耕地數(shù)量的時空變化。

2.1.1耕地數(shù)量變化強度分析。根據(jù)統(tǒng)計數(shù)據(jù)利用公式(1)、(2)分別對2010～2013年新興縣各鄉(xiāng)鎮(zhèn)耕地數(shù)量幅度進行統(tǒng)計，得出新興縣在此時間段內(nèi)的耕地空間數(shù)量幅度變化信息，結果見表1。

由表1可知，2010～2013年新興縣耕地總量總體呈減少狀態(tài)，共減少30.39 hm2，平均每年減少10.13 hm2。但是2010～2011年耕地數(shù)量凈增加，共凈增耕地58.36 hm2，2011～2013年耕地數(shù)量呈現(xiàn)凈減少狀態(tài)，特別是2012～2013年減少幅度最大。

從耕地變化幅度看，2010～2013年新興縣耕地增加幅度最大的是稔村鎮(zhèn)，共耕地凈增加18.35 hm2，耕地增長幅度為6.12 hm2/a；而新城鎮(zhèn)作為縣城，耕地凈減少最多，共凈減少耕地17.66 hm2，耕地下降幅度為175.89 hm2/a。

表1　2010～2013年新興縣各鄉(xiāng)鎮(zhèn)耕地數(shù)量幅度變化

2.1.2耕地數(shù)量動態(tài)變化分析。根據(jù)統(tǒng)計數(shù)據(jù)，利用公式(3)，計算得到2010～2013年新興縣各鄉(xiāng)鎮(zhèn)耕地數(shù)量動態(tài)變化情況(表2)。從表2可以得出，2010～2013年新興縣耕地利用動態(tài)變化度為-0.04%，耕地利用動態(tài)變化度相對較小。相對于耕地數(shù)量的幅度變化，新興縣耕地面積動態(tài)變化更能反映出新興縣對耕地的利用程度。而對于新興縣各個鄉(xiāng)鎮(zhèn)的耕地面積動態(tài)變化，新城鎮(zhèn)變化速度最大，平均每年變化0.16%，良洞逕林場變化速度最小，3a僅有0.01%的耕地發(fā)生變化。

2.1.3耕地類型轉(zhuǎn)化數(shù)量分析。通過疊加分析，獲得2010～2013年新興縣耕地轉(zhuǎn)出和轉(zhuǎn)入圖層，利用公式(4)、(5)統(tǒng)計和計算耕地轉(zhuǎn)入轉(zhuǎn)出面積和概率，得到新興縣2010～2013年耕地轉(zhuǎn)移情況(表3)。

由表3可知，2010～2013年，新興縣耕地轉(zhuǎn)入81.50 hm2，耕地轉(zhuǎn)出97.91 hm2，轉(zhuǎn)出耕地大于轉(zhuǎn)入耕地。在轉(zhuǎn)出的耕地中，耕地轉(zhuǎn)為建設用地的面積最大，為96.20 hm2，占轉(zhuǎn)出耕地的98.25%；在轉(zhuǎn)入的耕地統(tǒng)計中，從林地轉(zhuǎn)成耕地的數(shù)量較大，有74.59 hm2，占轉(zhuǎn)入耕地的91.52%。2010～2013年新興縣耕地流轉(zhuǎn)情況說明了新興縣建設用地占用耕地的情況仍然是造成耕地滅失的主要因素，新興縣重視耕地資源的開發(fā)利用，幾年間通過開墾耕地努力實現(xiàn)占補平衡，但是在林地和園地轉(zhuǎn)入耕地占主導的耕地開發(fā)方式值得商榷。

表2　新興縣各鄉(xiāng)鎮(zhèn)2010～2013年耕地利用動態(tài)變化

表3　2010～2013年新興縣耕地類型轉(zhuǎn)移情況

2.2耕地質(zhì)量時空變化分析2012年國土資源部在各個省部署開展耕地質(zhì)量等級補充完善工作，將農(nóng)用地的分等成果更新至二調(diào)成果上，建立了全國耕地質(zhì)量等級數(shù)據(jù)庫[3]?；诟刭|(zhì)量評價結果，許多學者同時開始對耕地質(zhì)量時空格局變化規(guī)律做出研究[4-7]。

2.2.1耕地質(zhì)量等別面積變化。耕地數(shù)量的變化必然會引起耕地質(zhì)量等別的面積變化。對2010～2013年新興縣耕地質(zhì)量等別面積變化情況進行統(tǒng)計，結果見表4和圖1。

從表4和圖1可以看出，2010～2013年新興縣耕地質(zhì)量整體呈現(xiàn)逐漸有所提高的趨勢。9等地和10等地的耕地面積逐步擴大，分別由2010年的5 635.43和3 902.44 hm2增長到2013年的6 630.03和4 029.08 hm2；七等地和八等地面積有所下降，分別由2010年的6 328.58和2 805.45 hm2下降到2013年的5 211.23和2 727.86 hm2；六等地也從2010年的2 362.48 hm2增加到2013年的2 412.88 hm2，增加50.40 hm2，而其他等別的耕地則面積變化不大。

圖1　2010～2013年新興縣耕地質(zhì)量等別面積變化Fig. 1　Area changes of cultivated land quality grade in Xinxing County in 2010-2013

2.2.2耕地質(zhì)量等別空間變化。耕地質(zhì)量等別的空間變化更能對。2010～2013年新興縣耕地質(zhì)量等別空間變化情況見表5。

表42010～2013年新興縣耕地質(zhì)量等別面積統(tǒng)計

Table 4Area statistics of cultivated land quality grade in Xinxing County in 2010-2013

hm2

從表5可以看出，耕地質(zhì)量等別的變化在空間上呈現(xiàn)不均衡的狀況。區(qū)域耕地質(zhì)量等別變化最大的為天堂鎮(zhèn)，8等地減少1 126.52 hm2，9等地增加1 123.87 hm2；其次為東成鎮(zhèn)，9等地的變化量為-147.28 hm2；其他鎮(zhèn)的耕地質(zhì)量等別的變化則不是那么明顯。

2.3耕地變化原因分析新興縣耕地數(shù)量及質(zhì)量等別變化原因可以歸納為3類：導致耕地增加的因素、導致耕地減少的因素及耕地建設項目。根據(jù)新興縣耕地等別研究成果，在導致耕地增加的驅(qū)動因素中主要有土地開發(fā)；在導致耕地減少的驅(qū)動因素中主要有建設占用、農(nóng)業(yè)結構調(diào)整及其他等因素；在耕地建設中的驅(qū)動因素主要是高標準基本農(nóng)田建設。

近年來，新興縣開展了一系列土地整治項目(主要為高標準基本農(nóng)田建設項目)，主要開展土地平整、農(nóng)田水利、田間道路、農(nóng)田生態(tài)防護及土壤改良培育等建設，通過這些建設，改善了生產(chǎn)條件，提高了生產(chǎn)效率和效益，為實現(xiàn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化、機械化種植提供了基礎條件，為農(nóng)業(yè)高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)創(chuàng)造了條件。這些基礎條件的提升也帶來耕地等別的提升。

新興縣近年來沒有發(fā)生重大自然災害，因此不存在災害導致耕地減少或滅失的情況，同時研究發(fā)現(xiàn)農(nóng)用地內(nèi)部結構調(diào)整導致耕地減少的數(shù)量非常有限，因此引起新興縣耕地減少的因素可歸結為建設占用。

表5　新興縣2010～2013年耕地質(zhì)量等別區(qū)域變化

3　結論

該研究基于新興縣土地利用變更數(shù)據(jù)庫成果和耕地質(zhì)量等別更新評價成果，分析了2010～2013年新興縣耕地的數(shù)量、質(zhì)量及時空變化特征，得出以下結論：

(1)2010～2013年新興縣耕地數(shù)量呈現(xiàn)減少狀態(tài)，2012～2013年減少幅度最大。2010～2013年新興縣耕地利用動態(tài)變化度為-0.04%，耕地利用動態(tài)變化度相對較小，各鄉(xiāng)鎮(zhèn)中新城鎮(zhèn)變化速度在各鄉(xiāng)鎮(zhèn)中為最大。在2010～2013年新興縣耕地轉(zhuǎn)入中，以有林地為主，耕地轉(zhuǎn)出以建設用地為主。

(2)2010～2013年新興縣耕地質(zhì)量整體呈現(xiàn)逐漸提高的趨勢，主要省利用等10等地增長明顯。在區(qū)域耕地質(zhì)量等別變化中，天堂鎮(zhèn)耕地質(zhì)量等別變化明顯，耕地質(zhì)量等別的總體提升也要較為明顯。

(3)新興縣耕地數(shù)量及質(zhì)量等別變化原因可以歸納為耕地新增、耕地減少和耕地質(zhì)量建設3大原因。耕地新增的主要原因為土地開發(fā)，耕地減少的主要去向為建設占用，耕地質(zhì)量建設的主要驅(qū)動力則是高標準基本農(nóng)田建設項目。

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The Quantity, Quality, Temporal and Spatial Variations of Cultivated Land in County Region

GOU Wu-long, LI Wen-fang, HUANG Zi-hao et al

(Guangdong Youyuan Land Information Technology Co., Ltd., Guangzhou, Guangdong 510642)

With Xinxing County of Guangdong Province as the research case, we adopted the grade update evaluation dada of cultivated land quality and land use change data in 2010-2013. The quantity, quality, temporal and spatial variation characteristics of cultivated land were analyzed in Xinxing County in 2010-2013, and the changing reason was also analyzed. Results showed that the quantity of cultivated land showed a decreasing trend in Xinxing County in 2010-2013; the dynamic variation degree of cultivated land was relatively small, and the increase of cultivated land mainly came from forest land. The decrease of cultivated land was mainly due to the occupation of land for construction. As for the aspect of quality, the overall quality of cultivated land showed a gradual increase trend in 2010-2013 in Xinxing County, and regional cultivated land quality had significant change differences. As for the reason of these changes, the land development, construction occupation and the quality of cultivated land were the three main reasons.

Cultivated land; Quantity; Quality grade; Temporal and spatial variation

緱武龍(1983- )，男，河北平山人，工程師，碩士，從事土地資源利用與評價研究。

2016-05-25

F 301.2

A

0517-6611(2016)18-200-04