吉安市耕地資源變化及其空間分布特征研究

黃開成

摘要：以江西省吉安市為研究單元，運(yùn)用GIS技術(shù)和空間分析等方法，分析了耕地資源數(shù)量和質(zhì)量的時(shí)間變化特點(diǎn)以及耕地的空間分布特征。結(jié)果表明：（1）2000—2015年，吉安市耕地面積呈現(xiàn)出快速減少、緩慢增加、急速增加、緩慢增加的四個(gè)不同階段，人均耕地面積變化與耕地面積變化趨勢(shì)相似；（2）農(nóng)業(yè)投入不斷增多，耕地質(zhì)量日趨改善；（3）從耕地水平分布狀況來看，呈中、北部多，南、東、西部較少的分布特征，耕地分布較集中；（4）從耕地垂直分布狀況來看，吉安市耕地的絕大部分分布在海拔較低、坡度較緩和適宜耕種的地貌單元區(qū)。由此可知，目前吉安市耕地資源開發(fā)利用較為合理，本研究將為吉安市未來耕地開發(fā)與保護(hù)以及農(nóng)業(yè)發(fā)展提供一定的依據(jù)和支撐。

關(guān)鍵詞：吉安市；耕地資源；空間分布；GIS

耕地，是人類賴以生存的基本資源和條件，人類生存和生產(chǎn)所必需的食物和原料都來自耕地。耕地資源不僅作為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的載體，它還具有諸如生態(tài)服務(wù)、社會(huì)保障和地域景觀等功能。進(jìn)入21世紀(jì)，隨著人口不斷增多，人民生活水平不斷提高，工業(yè)化、城市化進(jìn)程的加快，導(dǎo)致耕地?cái)?shù)量逐漸減少，耕地質(zhì)量不斷下降，耕地退化嚴(yán)重，威脅到了糧食安全和生態(tài)安全。要保持農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展首先要確保耕地的數(shù)量和質(zhì)量，政府高度重視耕地保護(hù)并將其列為基本國(guó)策，提出了堅(jiān)守18億畝耕地紅線，綜合國(guó)情考慮，走內(nèi)涵式耕地資源開發(fā)道路，加強(qiáng)土地管理、開展土地整理。

土地利用/覆蓋變化成為當(dāng)前研究的熱點(diǎn)問題，而耕地資源變化是其研究的重要內(nèi)容。目前，眾多學(xué)科的學(xué)者先后開展了有關(guān)耕地變化及其驅(qū)動(dòng)力機(jī)制、耕地適宜性評(píng)價(jià)、耕地保護(hù)制度與管理措施、可持續(xù)利用與保護(hù)等多方面的研究，取得了較多的成果，但現(xiàn)有研究仍存在一定的不足，主要表現(xiàn)為研究尺度不全面、缺少定量指標(biāo)和綜合模型、綜合性與系統(tǒng)性不夠、專業(yè)化研究不足等方面的問題。

江西省是我國(guó)農(nóng)業(yè)大省之一，吉安市作為江西省的重點(diǎn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)基地和我國(guó)重要的商品糧基地，其耕地面積在江西省各地級(jí)市中位列第二，僅次于宜春市，全市經(jīng)濟(jì)以農(nóng)業(yè)為主，具有發(fā)展糧食產(chǎn)業(yè)的優(yōu)勢(shì)，因此，以江西省吉安市作為研究對(duì)象，對(duì)其耕地?cái)?shù)量、質(zhì)量變化及空間分布特征進(jìn)行分析具有重要的現(xiàn)實(shí)意義，研究結(jié)果可為了解吉安市耕地現(xiàn)狀及存在的問題，為進(jìn)一步的耕地資源管理、發(fā)展和保護(hù)等提供理論依據(jù)與參考。

1.研究區(qū)域、數(shù)據(jù)和方法

1.1研究區(qū)概況

吉安市位于江西省中西部，贛江中游，總面積25283平方千米。吉安市東、南、西三面環(huán)山，地勢(shì)南高北低，地貌類型以山地、丘陵為主，山地、丘陵和平原崗地分別占28.76%、45.75%和25.49%；全市屬亞熱帶季風(fēng)濕潤(rùn)氣候，雨量充沛、光熱充足，生長(zhǎng)季長(zhǎng)；全市土壤類型多樣以紅壤和水稻土為主；植被繁茂，分布廣泛地帶性植被為中亞熱帶常綠闊葉林；全市自然條件優(yōu)越，農(nóng)業(yè)資源豐富，是我國(guó)重要的商品糧和油料基地之一，主要農(nóng)產(chǎn)品有水稻、油菜、柑橘、竹木等。

截至2016年吉安市總?cè)丝跒?91.79萬人，占全省，全市城鎮(zhèn)化率為47.76%，全市實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)總值1461.37億元，增長(zhǎng)9.2%。分產(chǎn)業(yè)看，第一產(chǎn)業(yè)增加值233.21億元，增長(zhǎng)4.3%；第二產(chǎn)業(yè)增加值708.96億元，增長(zhǎng)9.1%；第三產(chǎn)業(yè)增加值519.20億元，增長(zhǎng)11.6%。三次產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)為16.0：48.5：35.5。人均生產(chǎn)總值達(dá)29772元，增長(zhǎng)8.8%。全年實(shí)現(xiàn)農(nóng)林牧漁業(yè)總產(chǎn)值391.29億元，增長(zhǎng)4.4%。年末全市共有214個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)，鄉(xiāng)村總戶數(shù)103.23萬戶，鄉(xiāng)村總?cè)丝?04.68萬人。

1.2數(shù)據(jù)來源

吉安市及各縣（市、區(qū)）的行政區(qū)劃面積、人口和經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)來源于《江西統(tǒng)計(jì)年鑒》和《吉安市統(tǒng)計(jì)年鑒》《吉安年鑒》，耕地?cái)?shù)據(jù)來源于吉安市土地利用現(xiàn)狀變更數(shù)據(jù)；地形高程和坡度數(shù)據(jù)源于DEM數(shù)據(jù)。

1.3研究方法

通過收集和整理吉安市2000-2015年耕地面積數(shù)據(jù)和人口數(shù)據(jù)，運(yùn)用時(shí)序分析和對(duì)比分析來了解研究區(qū)耕地資源數(shù)量和質(zhì)量上隨時(shí)間的推移而產(chǎn)生的變化。利用吉安市土地利用現(xiàn)狀變更數(shù)據(jù)，作為全市耕地?cái)?shù)量和空間分布的基本信息源。利用ArcGIS的空間疊加分析與統(tǒng)計(jì)功能，將土地利用類型圖和高程坡度圖進(jìn)行空間分析，然后利用統(tǒng)計(jì)分析功能得到吉安市耕地水平分布和垂直分布的空間分布統(tǒng)計(jì)表。

2.吉安市耕地?cái)?shù)量、質(zhì)量分析

2.1耕地?cái)?shù)量時(shí)序變化

根據(jù)2000-2015年的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，吉安市耕地?cái)?shù)量的時(shí)間變化表現(xiàn)出以下三個(gè)階段性特征（如圖1）：第一階段是2000-2003年，在此期間耕地面積快速減少，減少的耕地面積約為33168hm2，年均減少7729hm2，減少幅度達(dá)8.76%，建設(shè)占用、生態(tài)退耕、農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整以及災(zāi)毀等是耕地減少的主要原因，2000-2004年大面積的生態(tài)退耕，是導(dǎo)致耕地面積快速減少的最主要原因；第二階段是2004-2007年，在此期間耕地面積有小幅上升但整體基本保持穩(wěn)定，增加耕地面積3485hm2，2004-2007年年均增加871.25hm2；第三階段是2008-2015年，2008年耕地面積突然增加91285hm2，2008年之后耕地面積保持小幅增加，耕地總量較為穩(wěn)定，2008-2015年增加耕地面積23598hm2，年均增加2949.75hm2。

圖中2007年后耕地面積突然增加的可能原因是在2007年開始的第二次土地調(diào)查使得2008年及之后的耕地?cái)?shù)量迅速增加。在第二次土地調(diào)查時(shí)，由于調(diào)查手段采用3S技術(shù)，調(diào)查的精度和廣度都比之前有很大的提升，對(duì)土地現(xiàn)狀和每一地塊的具體狀況進(jìn)行了全面詳細(xì)的調(diào)查整理，將之前遺漏或是并未統(tǒng)計(jì)的地塊統(tǒng)計(jì)到耕地面積上，所以耕地面積有較大幅度的增加。

另外，人均耕地面積數(shù)量的變化與耕地總量變化的趨勢(shì)相同，2000-2007年期間人均耕地面積下降，由0.079hm2·人-1下降到0.069hm2·人-1，究其原因除了受到耕地面積減少的影響外，還與這期間人口的增長(zhǎng)有很大關(guān)系，2008年之后隨著耕地總面積的增加，人均耕地面積也相應(yīng)地增加，2010-2015年期間人均耕地相對(duì)穩(wěn)定，保持在0.091hm2·人-1左右，這一期間除了耕地總量比較穩(wěn)定外，人口增長(zhǎng)也相對(duì)比較緩慢。endprint

2.2耕地質(zhì)量變化

耕地質(zhì)量是指耕地的狀況和條件，是衡量耕地生產(chǎn)率的水平高低的重要指標(biāo)[10]。耕地質(zhì)量變化包括耕地經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出指標(biāo)、勞動(dòng)力投入指標(biāo)、耕地質(zhì)量指標(biāo)。表1表明：2000、2005、2010和2015年吉安市農(nóng)作物總面積、農(nóng)作物總產(chǎn)量、農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值、糧食作物播種面積、糧食總產(chǎn)量、糧食作物單產(chǎn)等經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出指標(biāo)都隨著時(shí)間的推移而持續(xù)增長(zhǎng)，這說明吉安市耕地質(zhì)量總體良好，農(nóng)作物生產(chǎn)和糧食生產(chǎn)都保持不錯(cuò)的發(fā)展?fàn)顟B(tài)，特別是糧食作物播種面積和產(chǎn)量并未受到耕地面積短期減少的影響，依然是增長(zhǎng)的狀態(tài)，糧食作物單產(chǎn)的增高說明當(dāng)?shù)丶Z食生產(chǎn)的科學(xué)技術(shù)水平有了顯著的提升，保證了在耕地面積沒有較大增長(zhǎng)的情況下，糧食總產(chǎn)量得以增加。

從農(nóng)業(yè)用電量、農(nóng)業(yè)化肥施用量、農(nóng)用塑料薄膜使用量、農(nóng)藥使用量等勞動(dòng)力投入數(shù)據(jù)來看，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)投入總量數(shù)據(jù)都隨著年份逐年增長(zhǎng)，從每公頃農(nóng)業(yè)投入數(shù)據(jù)來看，2000年到2005年，2005年到2010年各項(xiàng)指標(biāo)都是一個(gè)上升的趨勢(shì)，2010年到2015年每公頃耕地用電量、每公頃耕地施用化肥、每公頃耕地面積用農(nóng)膜、每公頃耕地施用農(nóng)藥這些指標(biāo)都出現(xiàn)下降，每公頃耕地用電量下降幅度不大，每公頃耕地施用化肥和農(nóng)藥下降幅度較大，降到了2010年的水平，說明勞動(dòng)力投入的不斷增長(zhǎng)是促使耕地質(zhì)量不斷改善的一個(gè)重要原因。

從有效灌溉面積、實(shí)際機(jī)耕面積等耕地質(zhì)量指標(biāo)來看，有效灌溉面積和實(shí)際機(jī)耕面積都在穩(wěn)定增長(zhǎng)，但占總耕地的比例則呈現(xiàn)出先增長(zhǎng)后減少的趨勢(shì)，說明耕地質(zhì)量是在不斷提高的，但是質(zhì)量較好的耕地增長(zhǎng)緩慢，新增耕地多是質(zhì)量較差的耕地，所以質(zhì)量較好耕地比例呈現(xiàn)出有所下降的趨勢(shì)。

3.耕地空間分布特征

3.1耕地平面空間分布特征

根據(jù)吉安市土地利用現(xiàn)狀變更調(diào)查數(shù)據(jù)，2015年，吉安市耕地?cái)?shù)量443958公頃，占土地總面積的17.56%。從耕地區(qū)域空間分布狀況來看（表2和圖1），耕地分布較多的縣域包括泰和縣、吉水縣、吉安縣、安?？h和永豐縣耕地面積皆超過4萬公頃，其中耕地面積最大的是泰和縣58364hm2占全市耕地面積的13.15%，這五個(gè)縣耕地面積總和占全市的56.32%；其次為遂川縣、新干縣、永新縣、萬安縣和峽江縣，超過1萬公頃，這五個(gè)縣耕地面積總和占全市的34.33%；耕地分布較少的為青原區(qū)、吉州區(qū)和井岡山市，其中耕地面積最小的是井岡山市10712hm2占全市耕地面積的8.32%，吉州區(qū)和青原區(qū)城鎮(zhèn)化率較高，建設(shè)用地面積占比高，故耕地面積較小，井岡山市由于受到當(dāng)?shù)氐匦蔚挠绊懀m宜農(nóng)耕的土地較少。

從表2可以看出，2015年吉安市的土地墾殖率為17.56%。從各縣（區(qū)、市）來看，吉州區(qū)的墾殖率最高為34.55%，墾殖率在20%—30%之間的有新干縣、吉安縣、泰和縣、吉水縣，墾殖率在10%—20%之間的有峽江縣、青原區(qū)、永豐縣、安?？h，墾殖率低于10%的有萬安縣、遂川縣和井岡山市，最低的井岡山市墾殖率為8.32%。墾殖率大于吉安市平均值的縣（區(qū)、市）有7個(gè)，占50%，小于平均值的也有7個(gè)。墾殖率較高的縣（區(qū)、市）與前面分析的耕地面積較多的縣（區(qū)、市）分布有一定的相似性，包括泰和縣、吉安縣和吉水縣等縣，這說明河流沿岸平原地區(qū)是耕地集中分布區(qū)，同時(shí)也是本市土地資源開發(fā)較早、比較完善的區(qū)域。墾殖率較低的縣（市、區(qū)）與耕地面積較小的縣（市、區(qū)）之間也存在一定的相似性，但同時(shí)也有永豐縣、安?？h這樣耕地面積較大的縣由于其土地總面積較大，耕地面積相對(duì)較小。

吉安市耕地空間分布整體呈現(xiàn)出中部、北部多，南部，東西兩側(cè)較少的空間分布特征。受地形地貌影響，耕地多集中于吉泰盆地和贛撫平原這些海拔較低、地形起伏和緩的區(qū)域，而市域西部、東部、南部則分別環(huán)繞著羅霄山脈、雩山山脈和諸廣山脈這些區(qū)域海拔較高，地形崎嶇，坡度較高，不利于耕地的開發(fā)和利用，因而耕地僅零散分布。

3.2耕地高程分布特征

吉安市耕地高程分布特征研究，首先對(duì)吉安市DEM數(shù)據(jù)進(jìn)行分級(jí)，并把柵格數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為矢量數(shù)據(jù)，然后將2014年的土地利用圖層與DEM分級(jí)轉(zhuǎn)化后的矢量圖層進(jìn)行疊加分析，得出吉安市耕地的高程分布信息，分析結(jié)果如表3所示。從表中可以看出，吉安市59.26%的耕地分布在海拔100米以下，34.83%的耕地分布在100-300米的高程范圍內(nèi)，3.74%的耕地分布在300-500米的高程范圍內(nèi)，1.98%和0.18%的耕地分布在500-1000米和1000米以上的海拔高度。吉安市94.09%的耕地分布在海拔300米以下，僅有剩余的5.91%分布在300米以上。

可見，吉安市大部分耕地分布在市域內(nèi)的低海拔區(qū)域包括河谷平原、崗阜臺(tái)地及低丘區(qū)域。河谷平原、崗阜臺(tái)地和低丘分別占境內(nèi)國(guó)土面積的17.1%、7.5%和27.1%。吉安市的河谷平原由贛江及主要支流沖擊而成，組成物質(zhì)為亞砂土、亞黏土、局部低洼地段富集黏土。這里水熱條件優(yōu)越、土壤肥沃，是境內(nèi)主要種植業(yè)區(qū)域。崗阜臺(tái)地包括低丘向河谷延伸部分的崗地和由河流流水沖擊物堆積而成的洪積、沖積臺(tái)地（河谷階地）兩大部分，均沿贛江及主要支流兩岸呈帶狀分布，由于坡度平緩，土層較厚，在水源條件較好的地域，較容易開墾為農(nóng)田和園地。低丘是境內(nèi)面積最大的一種地貌類型，各縣均有分布，特別是吉泰盆地的縣區(qū)多成帶成片。由于盆地內(nèi)的巖石多呈紅色，有“紅盆”之稱。由粉砂石和砂頁(yè)巖形成的低丘，植被覆蓋率較高，水土流失輕微，一些地勢(shì)平坦、水源較好、土壤肥力較高的地域，已開墾種植了果木或辟為農(nóng)田。

3.3耕地坡度分布特征

利用ArcGIS軟件，通過吉安市DEM數(shù)據(jù)，計(jì)算出吉安市坡度分布情況，并按照坡度<3°，將坡度分為五級(jí)，然后與吉安市土地利用圖層進(jìn)行疊加分析，最后統(tǒng)計(jì)情況如表4所示。從表中可以看出，吉安市有33.63%的耕地分布在坡度3°以下的區(qū)域，44.13%的耕地分布在坡度3°-8°的區(qū)域，14.75%的耕地分布在坡度8°-15°的區(qū)域，5.97%和1.53%的耕地分布在坡度15°-25°和25°以上的區(qū)域。坡度是影響耕地質(zhì)量和安全的重要因素，坡度與水土流失量呈現(xiàn)正相關(guān)關(guān)系，坡度越大，徑流量和沖刷量也相應(yīng)增加。較高的坡度也不利于耕地機(jī)械化的運(yùn)作。因此對(duì)區(qū)域耕地坡度分布的研究是耕地合理利用的基礎(chǔ)。結(jié)果顯示，吉安市耕地分布區(qū)域的坡度在15°以下的占了耕地總量的92.5%，只有7.5%的耕地分布在坡度15°以上的區(qū)域范圍內(nèi)，說明吉安市耕地坡度總體較小，受到水土流失的影響較小。endprint

結(jié)論

本文對(duì)江西省吉安市耕地的數(shù)量、質(zhì)量以及耕地在水平空間和垂直空間上的分布進(jìn)行了整理和分析，結(jié)果表明，吉安市耕地?cái)?shù)量經(jīng)歷了快速下降、緩慢增長(zhǎng)、急劇增長(zhǎng)、緩慢增長(zhǎng)的變化過程。耕地變化的主要驅(qū)動(dòng)因素是經(jīng)濟(jì)發(fā)展、政策影響、統(tǒng)計(jì)手段及人口增長(zhǎng)。吉安市耕地空間水平分布總體呈現(xiàn)出中部、北部多，南部，東西兩側(cè)較少的特征，區(qū)域97.83%耕地分布在500米以下，其中100米以下的耕地占59.26%；在坡度分布上，吉安市耕地有92.5%分布在15°以下，水土流失較少，其中有77.67%分布在8°以下，有較好的耕作條件。由以上分析得出，吉安市耕地的絕大部分分布在海拔較低、坡度較緩和適宜耕種的地貌單元區(qū)，這些特征說明目前吉安市耕地開發(fā)利用是較為合理的，但同時(shí)也存在著農(nóng)業(yè)用地與非農(nóng)建設(shè)用地之間的矛盾、耕地質(zhì)量下降、后備耕地不足等問題。

耕地不僅是糧食安全的重要基礎(chǔ)，也是社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的重要保證，對(duì)生態(tài)重要性脆弱地區(qū)，研究其耕地?cái)?shù)量、質(zhì)量和空間分布特征意義也更為重大。本文借助GIS技術(shù)，對(duì)吉安市耕地資源空間分布特征進(jìn)行研究，為了解本地區(qū)耕地資源現(xiàn)狀及合理開發(fā)利用提供一定的科學(xué)依據(jù)和支持。

參考文獻(xiàn)：

[1]宋小青，吳志峰，歐陽(yáng)竹.1949年以來中國(guó)耕地功能變化[J].地理學(xué)報(bào)，2014，69（04）：435-447.

[2]張勇.堅(jiān)守18億畝耕地“紅線”的探討[J].經(jīng)濟(jì)問題探索，2011（02）：53-58.

[3]劉吉平，趙丹丹，田學(xué)智，趙亮，劉家福.1954—2010年三江平原土地利用景觀格局動(dòng)態(tài)變化及驅(qū)動(dòng)力[J].生態(tài)學(xué)報(bào)，2014，34（12）：3234-3244.

[4]劉彥彤，張延軍，趙玲.長(zhǎng)春市耕地動(dòng)態(tài)變化及其驅(qū)動(dòng)力分析[J].地理科學(xué)，2011，31（07）：868-873.

[5]彭瑤，姚小軍，陳然，趙言文，陸歡歡，付麗.耕地適宜性評(píng)價(jià)在村級(jí)土地利用規(guī)劃中的應(yīng)用——以義烏市巖南村為例[J].水土保持通報(bào)，2013，33（02）：116-119+123+301.

[6]關(guān)小克，張鳳榮，郭力娜，趙婷婷.北京市耕地多目標(biāo)適宜性評(píng)價(jià)及空間布局研究[J].資源科學(xué)，2010，32（03）：580-587.

[7]陳朝輝.再論我國(guó)耕地的保護(hù)和完善保護(hù)機(jī)制的問題[J].熱帶地理，2002（03）：253-256.

[8]劉彥隨，喬陸印.中國(guó)新型城鎮(zhèn)化背景下耕地保護(hù)制度與政策創(chuàng)新[J].經(jīng)濟(jì)地理，2014，34（04）：1-6.

[9]趙其國(guó)，周生路，吳紹華，任奎.中國(guó)耕地資源變化及其可持續(xù)利用與保護(hù)對(duì)策[J].土壤學(xué)報(bào)，2006（04）：662-672.

[10]吳大放，劉艷艷，董玉祥，陳梅英，王朝暉.我國(guó)耕地?cái)?shù)量、質(zhì)量與空間變化研究綜述[J].熱帶地理，2010，30（02）：108-113.

[11]王瑄，郭月峰，高云彪，祁偉，吳高偉.坡度、坡長(zhǎng)變化與水土流失量之相關(guān)性分析[J].中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào)，2007（09）：611-614.endprint