基于遙感和GIS的平原和山區(qū)貧困縣農(nóng)村耕地利用演變對比

謝 臻，張鳳榮 ，高 陽，張?zhí)熘?，張佰林，?建

（1.中國農(nóng)業(yè)大學土地科學與技術學院，北京 100193；2.國土資源部農(nóng)用地質(zhì)量與監(jiān)控重點實驗室，北京 100193；3.天津工業(yè)大學管理學院，天津 300387；4.陜西師范大學西北國土資源研究中心，西安 710119）

0 引 言

貧困縣農(nóng)村農(nóng)業(yè)發(fā)展困境是贏得脫貧攻堅戰(zhàn)役必須攻下的壁壘。貧困尤其是農(nóng)村地區(qū)的貧困，受自然地理環(huán)境影響巨大[1-2]。近年來國內(nèi)外學者從地理學視角對此進行了研究。Kam 等[3]分析孟加拉國農(nóng)區(qū)貧困類型后發(fā)現(xiàn)，地形、土壤侵蝕等自然要素是直接導致區(qū)域貧窮的要素，而地形、土地破碎度、坡度對貧困化有顯著的正相關關系。羅慶和李小建[4]認為，在絕大多數(shù)貧困農(nóng)區(qū)，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)潛力直接影響到農(nóng)戶的活動類型和福利水平，而農(nóng)業(yè)生產(chǎn)潛力又與地形、土壤、降雨、溫度等密切相關。王永華[5]將中國貧困農(nóng)村陷入“貧困陷阱”歸結(jié)于農(nóng)業(yè)發(fā)展中存在土地可持續(xù)利用能力低（掠奪性經(jīng)營）和土地規(guī)模不經(jīng)濟（農(nóng)地細碎化）等現(xiàn)象。其他已有的研究也表明，中國貧困地區(qū)與深石山區(qū)、生態(tài)脆弱區(qū)、限制或禁止開發(fā)區(qū)等資源環(huán)境承載能力弱的地區(qū)呈現(xiàn)出空間上的高度疊合[2,6-7]。所以，耕地資源是人口承載力的關鍵，而地形作為資源稟賦的關鍵要素之一決定耕地資源微觀地理環(huán)境下地形決定光、熱、水、土資源的再分配[8]，進而影響耕地的數(shù)量、質(zhì)量、分布乃至社會經(jīng)濟發(fā)展。

著名貧困問題研究專家阿馬蒂亞·森[9]認為貧困的根源在于農(nóng)民基本可行能力受限，即自生能力被剝奪。在自由的活動環(huán)境下，貧困又會激發(fā)內(nèi)生性的活動擴張，表現(xiàn)為勞動力的外拓、外流等。中國1996年以后進入加速發(fā)展階段[10]，內(nèi)生性的勞動力轉(zhuǎn)移以及農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化快速推進使得不同地形區(qū)的耕地利用發(fā)生了巨變[11-13]。在此背景下關于山地[14]、丘陵[15]、平原[16-17]地區(qū)耕地利用變化及其社會、環(huán)境效應的研究一直是學術界討論的熱點[18-20]。然而，目前對于不同地形的貧困區(qū)耕地利用的對比研究尚不多見，研究在貧困驅(qū)使下地形因素對農(nóng)村農(nóng)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀的影響對指導農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化建設和精準扶貧具有重要意義。

地處平原區(qū)的內(nèi)蒙古科爾沁左翼后旗（下簡稱“科左后旗”）和山區(qū)的重慶市酉陽土家族苗族自治縣（下簡稱“酉陽縣”）均為少數(shù)民族聚集區(qū)，也同屬于國家級貧困縣，21世紀初期兩縣在產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和農(nóng)（牧）民人均收入、農(nóng)牧業(yè)人口占比等社會經(jīng)濟因素方面均有相似的背景，然而，由于地形的差異，如今其農(nóng)業(yè)發(fā)展迥異。本文以兩縣作為典型區(qū)，在實地調(diào)研的基礎上，分析平原區(qū)和山區(qū)農(nóng)村耕地數(shù)量、質(zhì)量、空間分布及種植結(jié)構(gòu)的變化差異，揭示貧困縣地區(qū)耕地利用變化規(guī)律與驅(qū)動機理，為實現(xiàn)針對性的耕地管理和精準扶貧提供科學依據(jù)。

1 研究區(qū)概況

科左后旗地處科爾沁沙地（121°30′－123°42′E，42°40′－43°42′N），位于內(nèi)蒙古自治區(qū)通遼市南部，地勢雖由西南向東北、東南逐漸降低，但地形較為平緩（圖1），地形以堆積平原為主。屬中溫帶亞濕潤大陸性季風氣候，土壤以風沙土、草甸土為主，植被屬典型草原植被。全縣有行政村262個，2001－2015年三次產(chǎn)結(jié)構(gòu)由48:20:32轉(zhuǎn)變?yōu)?1:40:39，農(nóng)（牧）民年人均純收入由1 418元提高至10 776元，全縣農(nóng)（牧）業(yè)人口占比由90.86%變?yōu)?6.46%，是一個蒙古族、滿族、回族占比約 78%的少數(shù)民族聚集縣。

酉陽縣位于重慶市渝東南武陵山區(qū)（108°18′－109°19′E，28°19′－29°24′N），地勢中部高，東西兩側(cè)低，地形起伏較大，以山地（占76%）為主（圖1），喀斯特地貌發(fā)育明顯。酉陽縣屬中亞熱帶濕潤季風氣候，土壤以黃壤和水稻土為主，但因過度開墾，水土流失現(xiàn)象嚴重。全縣有行政村278個，2001－2015年三次產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)由43:23:34轉(zhuǎn)變?yōu)?4:39:37，農(nóng)民年人均純收入由1358元變?yōu)?3 700，全縣農(nóng)業(yè)人口由91.37%變?yōu)?1.7%，是一個土家族、苗族占比84%的少數(shù)民族聚集縣。

圖1 科左后旗和酉陽縣地理區(qū)位Fig.1 Geographical location of Horqin Left Rear Banner and Youyang County

2 數(shù)據(jù)來源與研究方法

2.1 數(shù)據(jù)來源與處理

遙感影像數(shù)據(jù)來源于美國地質(zhì)勘探局官方網(wǎng)站（http://glovis.usgs.gov/），平均云量均在 5%以下，空間分辨率為30m（表1）。利用ENVI5.1軟件，影像完成輻射定標、大氣校正、鑲嵌、幾何校正和裁剪等預處理工作。由于Landsat-7 ETM+掃描行校正器故障導致酉陽縣2015年4月29日數(shù)據(jù)存在數(shù)據(jù)條帶丟失，故對其進行條帶修復。在此基礎上，按照耕地、草地、林地、裸地/沙地、水域、建設用地共 6大地類的分類體系，采用面向?qū)ο蠓诸惙?、基于極大似然法的監(jiān)督分類法和人工目視解譯相結(jié)合提取研究區(qū)土地利用/覆被信息，獲得土地利用圖斑數(shù)據(jù)庫和屬性數(shù)據(jù)庫。使用Google Earth影像對解譯結(jié)果進行精度檢驗（表 1），解譯結(jié)果均滿足土地利用精度要求（圖 2）。在 Arc GIS10.2軟件支持下，形成 4期土地利用/覆被數(shù)據(jù)，并存儲為GRID格式，便于分類統(tǒng)計、空間疊加等運算處理。

表1 遙感影像數(shù)據(jù)介紹及分類精度檢驗結(jié)果Table 1 Introduction of remote sensing image data and test of classification accuracy

DEM高程數(shù)據(jù)選用ASTER GDEM V2全球數(shù)字高程數(shù)據(jù)，來源于中國科學院計算機網(wǎng)絡信息中心地理空間數(shù)據(jù)云平臺(http://www.gscloud.cn)，利用Arc GIS10.2軟件的鑲嵌、填洼、裁剪等工具進行預處理，使用表面分析工具生成坡度數(shù)據(jù)。

農(nóng)用地（耕地）分等成果數(shù)據(jù)分別來源于2008年《中國農(nóng)用地（耕地）等別調(diào)查與評定》內(nèi)蒙古和重慶數(shù)據(jù)成果。其中國家自然質(zhì)量等數(shù)據(jù)1～15等表示耕地質(zhì)量由高到低，由于數(shù)據(jù)的年份與首尾年份有偏差，耕地中存在少量未定等的地塊，本研究使用就近賦值的方法予以處理。

農(nóng)村勞動力、農(nóng)民人均收入、農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)和農(nóng)業(yè)機械化總動力等數(shù)據(jù)均來自當?shù)亟y(tǒng)計年鑒，作物單產(chǎn)、成本、凈收入數(shù)據(jù)由實地調(diào)研獲得。

2.2 研究方法

本文用不同維度指標來定量描述耕地的空間集散特征、規(guī)模形態(tài)特征、分布區(qū)位特征（表2）。

表2 類型劃分指標體系Table 2 Indicators system of type division

2.2.1 聚集度指數(shù)

聚集度指數(shù)（CI）是反映不同斑塊類型的非隨機性的聚集程度[21]。公式為:

式中，m為斑塊類型總數(shù)，Pij為隨機選擇的兩個相鄰柵格細胞屬于類型i與j的概率。聚集度指數(shù)通常度量同一類型斑塊的聚集程度。若一類景觀由許多離散的小斑塊組成，其聚集度的值則較??；當景觀中以少數(shù)大斑塊為主或同一類型斑塊高度連接時，其聚集度的值則較大，取值范圍：0＜CONT≤100。

2.2.2 景觀指數(shù)

選取斑塊數(shù)量（NP）、平均斑塊面積（MPS）、最大斑塊指數(shù)（LPI）、面積加權(quán)平均斑塊分維數(shù)（AWMPFD）表征耕地斑塊的規(guī)模形態(tài)特征。其中AWMPFD是對每一個斑塊的分維數(shù)進行面積加權(quán)平均的結(jié)果，更能反映景觀中主體斑塊的邊界形態(tài)的特征，值越低說明主體斑塊的幾何形狀趨于簡單、規(guī)則；反之則趨向復雜、不規(guī)則。研究應用Fragstats4.0軟件計算研究區(qū)內(nèi)耕地斑塊的CI、NP、MPS、LPI及AWMPFD等指數(shù)。

2.2.3 地形位指數(shù)及梯度劃分

選用地形位指數(shù)（TNI）作為地形指標，該指標是反映高程與坡度的復合地形因子，公式為[17,22-23]：

式中，T為地形位；E和S分別表示某點的高程（m）和坡度（°）；E0和S0分別表示所在區(qū)域的平均高程（m）和平均坡度（°）。值越大說明該點的高程與坡度越大，反之則越小。

根據(jù)研究區(qū)實際情況，本文運用ArcGIS10.2軟件的自然間斷點分級法（Jenks）將對地形位指數(shù)（科左后旗：0.35～3.98、酉陽縣：0.34～2.67）分別分為30個等級，并使用空間分析功能對其重分類為1～30級，并統(tǒng)一為Cell size為30m的柵格數(shù)據(jù)。

2.2.4 地形梯度效應分析

選用分布指數(shù)（Distribution index）反映土地利用類型在不同地形梯度的分布特征，公式為[7,24]：

式中，DI為分布指數(shù)；i表示第i種土地利用類型；j表示第j級梯度區(qū)；Ai、Aij則分別表示第i種地類的總面積及其在第j級梯度區(qū)的分布面積；Aj表示第j級梯度區(qū)的土地總面積；TA為研究區(qū)總面積。若DI＞1，該土地利用類型在該區(qū)呈優(yōu)勢分布，DI值越大，優(yōu)勢度越高；若DI＜1，則表現(xiàn)為劣勢分布，分布指數(shù)越小，優(yōu)勢度越低。本文運用Arc GIS10.2軟件的Spatial Analyst模塊，計算DEM數(shù)據(jù)和坡度數(shù)據(jù)并生成TNI結(jié)果，并將耕地柵格數(shù)據(jù)與TNI數(shù)據(jù)疊加，計算耕地在地形梯度上的分布指數(shù)與數(shù)量分布情況，揭示耕地利用空間格局時空演變的地形梯度特征。

3 結(jié)果與分析

3.1 耕地數(shù)量變化特征

圖3統(tǒng)計了科左后旗與酉陽縣2001年和2015年的土地利用結(jié)構(gòu)。兩縣耕地面積的變化趨勢相反，平原縣耕地面積由 29.68×104hm2增加至 35.02×104hm2，增幅為19.97%，耕地年增加量為3810.33hm2，山區(qū)縣耕地面積則由 12.47×104hm2減少至 10.07×104hm2，降幅為19.25%，耕地年減少量為1714.82hm2。由表3可知，平原縣增加的耕地中98.63%來自草地，說明新增耕地主要是通過開墾草地的方式獲得；山區(qū)縣減少的耕地主要轉(zhuǎn)為草地和林地，各占26.43%和66.81%，轉(zhuǎn)為建設用地的數(shù)量僅占4.52%，說明耕地減少主要由于轉(zhuǎn)化為林草地，而非建設用地擴張。

從勞均耕地數(shù)量層面，基于耕地與農(nóng)村勞動力總量可知2001年和2015年平原縣勞均耕地面積分別為3.2、2.26hm2；山區(qū)縣為0.39，0.42hm2。平原縣勞均耕地數(shù)量下降，山區(qū)勞均耕地數(shù)量略有上升，但平原縣勞動力擁有的耕地數(shù)量仍遠大于山區(qū)縣。

3.2 耕地質(zhì)量變化特征

圖 4統(tǒng)計了研究期內(nèi)兩縣耕地的國家自然質(zhì)量等別變化情況。平原縣耕地等別主要為 13～15等，質(zhì)量等別較低，研究期內(nèi)14和15等耕地增加明顯，其中14等耕地由 5.91×104hm2增加至 7.87×104hm2，15等耕地由23.08×104hm2增加至26.40×104hm2；從變化特征上看，質(zhì)量最差的15等耕地的變化最為劇烈，分別占新增與減少總量的80.36%、91.95%，可見，平原縣存在低等耕地“隨開隨荒”現(xiàn)象。相比之下，山區(qū)縣耕地質(zhì)量等別略高，主要為8～11等，研究期內(nèi)11等耕地面積減少最為明顯，由 4.87×104hm2減少至 3.02×104hm2；從變化特征上看，增加最劇烈的是 10等耕地，占新增總量的61.74%，減少最劇烈的是10和11等耕地，占減少總量的91.34%，可見，山區(qū)縣新墾耕地以中等地為主，而撂荒耕地以中低等地為主。

表3 科左后旗、酉陽縣土地利用轉(zhuǎn)移矩陣Table 3 Land use transfer matrix of Horqin Left Rear Banner and Youyang County 102 hm2

圖3 科左后旗和酉陽縣土地利用變化Fig.3 Land use change of Horqin Left Rear Banner and Youyang County

圖4 科左后旗和酉陽縣耕地國家自然質(zhì)量等別變化Fig.4 Natural grade change of Horqin Left Rear Banner and Youyang County

3.3 耕地空間分布特征

本文用景觀聚集度指數(shù)和耕作半徑分別表征耕地在空間分布上的聚散程度及其與農(nóng)村聚落的疏近關系。

平原縣耕地聚集度指數(shù)由94.48升至96.80，山區(qū)縣則從75.05升至78.30。從變化特征上看，兩縣耕地的空間分布均朝著集聚式方向發(fā)展；從總體空間分布看，平原耕地具有更高的空間聚集度，山區(qū)耕地受地形限制呈“滿天星式”散狀分布，而平原耕地因無此限制而呈“地毯式”集團分布。

平原縣與山區(qū)縣平均村域面積分別為 42.52×102hm2、19.26×102hm2，將其分別視為半徑為3.64km、2.48km的圓，以聚落圖斑為中心，分別統(tǒng)計各聚落圖斑的質(zhì)心到其所在圓內(nèi)耕地圖斑質(zhì)心的平均距離，將其視作耕作半徑[25]。得到結(jié)果，研究期內(nèi)平原縣農(nóng)村聚落的平均耕作半徑由2 293m上升至2 371m，向外擴張了78m；山區(qū)縣農(nóng)村聚落的平均耕作半徑則由1 698m下降至1627m，向內(nèi)收縮了71m。山區(qū)縣與平原縣耕地利用半徑的變化趨勢截然相反。

圖 5統(tǒng)計了兩縣不同耕作半徑內(nèi)聚落斑塊的數(shù)量分布結(jié)構(gòu)。平原縣各耕作半徑區(qū)聚落斑塊占比結(jié)構(gòu)變化并不顯著，即不同耕作半徑內(nèi)的耕地的變化量率相近，說明耕作距離并非影響其耕地利用變化的因素。酉陽縣聚落斑塊在1 400～1 600m半徑區(qū)內(nèi)增加了18.06%，1 600～1800m區(qū)內(nèi)減少了12.48%，山區(qū)耕地利用有明顯由高半徑區(qū)向低半徑區(qū)轉(zhuǎn)移的趨勢，也說明耕作距離對山區(qū)耕地利用變化影響顯著。

圖5 科左后旗和酉陽縣耕作半徑與聚落斑塊數(shù)量關系Fig. 5 Relation between farming radius and rural settlement plaques of Horqin Left Rear Banner and Youyang County

3.4 耕地規(guī)模形態(tài)特征

表4是反映耕地景觀規(guī)模和形態(tài)特征的4類景觀指數(shù)的分析結(jié)果。

表4 耕地規(guī)模形態(tài)特征景觀指數(shù)Table 4 Landscape indexes of farmland scale and morphological characteristics

1）平原縣耕地NP值略有增加，增幅為10.95%，而山區(qū)縣減小顯著，降幅為42.31%。2）平原縣LPI值遠大于山區(qū)縣，且增大明顯，增幅達118.72%，山區(qū)縣增加緩慢，增幅僅1.72%。3）平原縣耕地MPS值明顯大于山區(qū)縣耕地，且均有所增大。4）平原縣AWMPFD值略有增大，其整體耕地斑塊邊界形態(tài)趨于復雜；山區(qū)縣AWMPFD值略有減小，其整體耕地斑塊邊界形態(tài)趨于規(guī)整。

3.5 耕地地形區(qū)位分布特征

地形位對兩縣耕地分布影響差異顯著（圖6）。平原縣耕地主要分布在地形位梯度1～15區(qū)內(nèi)，研究期內(nèi)各梯度區(qū)耕地面積均有增加；1～3區(qū)為耕地的優(yōu)勢分布區(qū)，2001年和2015年耕地梯度分布指數(shù)曲線基本吻合，表明平原縣耕地面積的變化與地形梯度無關。山區(qū)縣耕地分布區(qū)間呈正態(tài)分布，研究內(nèi)各梯度區(qū)耕地均有減少；

1～13區(qū)為耕地的優(yōu)勢分布區(qū)，且優(yōu)勢分布區(qū)內(nèi)耕地的優(yōu)勢度在升高，14～30區(qū)為耕地劣勢分布區(qū)，該區(qū)耕地的優(yōu)勢度呈下降趨勢，說明山區(qū)低地形位梯度區(qū)耕地下降速度緩慢低于平均下降速度，甚至存在上升，因而優(yōu)勢度上升；而高地形位梯度區(qū)耕地下降速度明顯高于平均下降速度，因而優(yōu)勢度下降。

圖6 科左后旗與酉陽縣耕地地形位梯度分布Fig. 6 Distribution of farmland on terrain niche gradient in Horqin Left Rear Banner and Youyang County

3.6 種植業(yè)結(jié)構(gòu)特征

種植業(yè)結(jié)構(gòu)能夠間接反映地區(qū)不同生產(chǎn)要素的比較優(yōu)勢。平原縣主要糧食作物為稻谷、玉米、豆類、高粱等，2001－2015年糧食作物播種面積平均占比86.45%，其中2007年占比最高為91.89%，2002年最低為82.44%，經(jīng)濟作物占比小，主要為油料、蔬菜等，反映該區(qū)農(nóng)業(yè)主要發(fā)展土地密集型大田作物；山區(qū)縣主要糧食作物以玉米、水稻、小麥等為主，糧食作物播種面積占比由2001年的最高78.69%逐年遞減至2015年的63.03%，經(jīng)濟作物主要為油料、烤煙、藥材、蔬菜等，播種面積以平均每年0.63%的增長速度在增加，反映該區(qū)農(nóng)業(yè)逐漸朝著高經(jīng)濟效益的勞動密集型農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)型。

4 討論

4.1 耕地變化差異機理分析

1）自然地理因素

貧困山區(qū)縣地形崎嶇，耕地資源匱乏，勞均耕地0.39～0.42 hm2遠低于平原縣2.26～3.2 hm2，無法實現(xiàn)農(nóng)業(yè)規(guī)模化生產(chǎn)；空間分布零散，聚集度75.05～78.30遠低于平原縣 94.48～96.80；加之土層薄、礫石多、肥力差，耕地質(zhì)量主要為 10～11等地，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)僅能勉強維持溫飽需求，僅靠農(nóng)業(yè)無法脫貧。工業(yè)社會，機械逐漸取代勞動力進行生產(chǎn)，迅速提高了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率，機耕、機播、機收成為現(xiàn)代高效農(nóng)業(yè)的代名詞。然而，現(xiàn)代科技仍無法克服地形環(huán)境給農(nóng)業(yè)帶來的桎梏，能在平原區(qū)運行的大功率農(nóng)機卻無法在零散的山區(qū)耕地上使用，故而山區(qū)勞動力耕作效率低下。

2004年底生效的《中華人民共和國農(nóng)業(yè)機械化促進法》是中國農(nóng)業(yè)機械化發(fā)展的里程碑，國家對農(nóng)民和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營組織購買國家支持推廣的先進適用的農(nóng)業(yè)機械給予補貼。圖 7反映了研究區(qū)農(nóng)業(yè)機械化總動力的增長曲線，2001－2005年兩縣農(nóng)業(yè)機械化總動力相近，在22～31萬千瓦之間，2005年起，科左后旗農(nóng)業(yè)機械化總動力驟然上升，2015年達到將近140萬kW，10a間增長了109.40萬kW；而酉陽縣2005年后農(nóng)業(yè)機械化總動力只是“踱步”上漲，到2015年僅達到約50萬kW，10a間僅增加了20.68萬kW?！皭毫印钡母刭Y源稟賦與耕作條件使山區(qū)農(nóng)民無法從農(nóng)業(yè)中實現(xiàn)脫貧，因此農(nóng)民“離土又離鄉(xiāng)”、耕地撂荒的現(xiàn)象在山區(qū)便屢現(xiàn)不止。

圖7 2001-2015年科左后旗、酉陽縣農(nóng)業(yè)機械化總動力Fig. 7 Total power of agricultural mechanization of Horqin Left Rear Banner and Youyang County from 2001 to 2015

2）社會經(jīng)濟因素

社會經(jīng)濟因素是“經(jīng)濟理性”農(nóng)民行為的驅(qū)動因素。務農(nóng)機會成本的出現(xiàn)使農(nóng)民以追求勞動力收益最大化為目的。科左后旗按勞均耕地2.7 hm2計算，種植水稻產(chǎn)量可達到 4 750～7 500kg/hm2，成本為 7 050～7 200元/hm2，凈收入約15 600元/hm2，若全種水稻每年可獲利42 120元，不低于務工收入。相比之下，酉陽縣按勞均耕地0.48hm2計算，種植水稻產(chǎn)量僅8 250～9 000kg/hm2，成本為10 500～13 500元/hm2，凈收入僅12 000元/hm2，種植糧食作物年收益僅5 760元，與務工收入相去甚遠，由圖8可知，科左后旗農(nóng)民人均收入始終高于酉陽縣，且收入差距不斷增大，2015年差距達3513元。再進行城鄉(xiāng)收入和省（市）農(nóng)民收入對比，科左后旗農(nóng)民人均收入與內(nèi)蒙古自治區(qū)農(nóng)民收入平均水平差距較小，2013年甚至高于自治區(qū)平均水平；酉陽縣則與重慶市農(nóng)民收入平均水平有較大差距，平均差距約45.61%。雖然兩縣城鄉(xiāng)收入差距均不斷拉大，但較之其各自的農(nóng)民收入水平，酉陽縣農(nóng)民表現(xiàn)出更大勞動力機會成本差距。由此，酉陽縣農(nóng)村勞動力不斷外流，而科左后旗卻不降反升，在此情況下，山區(qū)分散、零星、陡峭、遠離居民點的耕地因勞動力收益率低首先被撂荒，而平原農(nóng)民則通過不斷地開墾耕地增加收入。

由于勞均耕地數(shù)量受限，為彌補土地數(shù)量的劣勢，山區(qū)耕地種植結(jié)構(gòu)也在發(fā)生轉(zhuǎn)型，以種植烤煙為例，酉陽縣凈收益可達60 000元/hm2，遠高于種植糧食作物，因而山區(qū)土地農(nóng)業(yè)趨于在有限的土地資源下精耕細作，種植“單產(chǎn)”價值高的經(jīng)濟作物；而平原區(qū)農(nóng)業(yè)更傾向于生產(chǎn)利于機械化耕作的大田作物，以發(fā)揮其地形和勞均耕地數(shù)量的優(yōu)勢。

圖8 2001-2015年科左后旗和酉陽縣農(nóng)民人均收入與農(nóng)村勞動力變化情況Fig. 8 Changes of farmers’ per capita income and rural labor force in Horqin Left Rear Banner and Youyang County from 2001 to 2015

3）政策制度因素

政策制度對于農(nóng)民行為活動及耕地利用具有導向性。在農(nóng)村承包地“三權(quán)分置”的背景下，土地經(jīng)營權(quán)流轉(zhuǎn)，一方面，緩解了農(nóng)民“離土又離鄉(xiāng)”地區(qū)平整連片耕地的撂荒；另一方面也促進了耕地的規(guī)?；?jīng)營，出現(xiàn)大規(guī)模連片式耕地。

以2006年農(nóng)業(yè)稅減免為伊始，乃至之后的糧食直補、農(nóng)機補貼等一系列惠農(nóng)政策，都旨在調(diào)動農(nóng)民種糧積極性、提高糧食產(chǎn)量，以緩解“三農(nóng)問題”。而此類政策在促進平原地區(qū)農(nóng)地集約化、規(guī)?；⒎N糧化的同時，還促進了平原區(qū)耕地的開墾，使耕地數(shù)量不斷上升；但對于山區(qū)農(nóng)民種糧的調(diào)動效果不佳，補貼對山區(qū)農(nóng)地“單產(chǎn)”的提高收效甚微，耕地仍被撂荒，農(nóng)民依靠農(nóng)業(yè)仍無法脫貧。

4.2 不同地形區(qū)農(nóng)業(yè)精準扶貧建議

農(nóng)業(yè)發(fā)展仍是貧困區(qū)脫貧的主要抓手，而農(nóng)業(yè)發(fā)展的本質(zhì)是加速農(nóng)業(yè)產(chǎn)出和生產(chǎn)率的提高[26]。扶貧必須要維持農(nóng)業(yè)的持續(xù)增長，了解地區(qū)耕地利用演變特征，為提出具有科學性的建議，消除由無彈性的土地或勞動力供給造成的生產(chǎn)約束提供了可能。

科左后旗所在平原區(qū)受氣候環(huán)境影響耕地質(zhì)量不高，農(nóng)地生產(chǎn)追求耕地數(shù)量優(yōu)勢長期處于粗放利用，今后農(nóng)業(yè)發(fā)展模式要從資源開發(fā)轉(zhuǎn)為資源保持型的開發(fā)，一方面推廣噴灌、滴灌等節(jié)水灌溉技術，節(jié)約地下水的利用；另一方面做好保護性耕作與秸稈還田等工作，避免“隨墾隨荒”現(xiàn)象造成土壤沙化、耕地質(zhì)量下降等[27]，加大輪作休耕補償力度，提高地力，保證農(nóng)民穩(wěn)產(chǎn)的同時實現(xiàn)農(nóng)民收入的提高。酉陽縣所在山區(qū)農(nóng)業(yè)發(fā)展必須選擇一條緩解資源稟賦和耕作條件限制的技術增進型路徑，通過技術變革轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式提高耕地“單產(chǎn)”價值。一方面，加強技術扶貧，在低地形位區(qū)加強農(nóng)業(yè)生產(chǎn)基礎設施建設投入、提高農(nóng)民農(nóng)藝技術，種植高經(jīng)濟價值的作物；在中地形位區(qū)發(fā)展特色林果業(yè)或園林苗木等，利用起撂荒耕地。另一方面，加強生態(tài)扶貧，對于高地形位區(qū)不宜耕作地區(qū)，通過提高退耕還林還草、石漠化防治補貼等形式提高農(nóng)民收入。

5 結(jié)論與討論

1）研究期內(nèi)平原區(qū)科左后旗農(nóng)民勞均耕地數(shù)由3.2hm2降至2.26hm2，但耕地總量增加5.34×104hm2，主要由開墾草地獲得；耕地質(zhì)量較低，且低質(zhì)量耕地變化劇烈，存在“隨開隨荒”現(xiàn)象；空間分布朝聚集化方向發(fā)展，耕作半徑向外擴張；斑塊數(shù)、最大斑塊指數(shù)與平均斑塊面積均有提高，整體耕地邊界形態(tài)趨于復雜；耕地集中分布在中低地形位區(qū)，僅低梯度區(qū)呈優(yōu)勢分布區(qū)，優(yōu)勢度整體變化不顯著；種植結(jié)構(gòu)以糧食作物為主，經(jīng)濟作物占比小。

2）研究期內(nèi)山區(qū)酉陽縣農(nóng)民勞均耕地數(shù)由 0.39hm2升至0.42hm2，但耕地總量減少2.23×104hm2，主要原因是耕地撂荒后恢復為草地、林地；耕地質(zhì)量相對較高，中低質(zhì)量耕地減少明顯；耕地空間分布呈現(xiàn)相互聚集，但耕作半徑向內(nèi)收縮；零星斑塊的驟減也使最大斑塊與平均斑塊面積提高，整體耕地邊界趨于規(guī)整；耕地在地形位梯度區(qū)中呈正態(tài)分布，中低梯度區(qū)為優(yōu)勢區(qū)，其優(yōu)勢度不斷增加，中高梯度區(qū)為劣勢區(qū)，優(yōu)勢度不斷下降；種植結(jié)構(gòu)以糧食作物為主但經(jīng)濟作物比重較大。

3）平原與山區(qū)耕地資源稟賦與耕作條件的差異是影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式和耕地利用模式的根本因素；貧困地區(qū)勞動力收益率是農(nóng)民行為活動的驅(qū)動力，?。ㄊ校┺r(nóng)民平均收入水平及城鄉(xiāng)收入差距影響農(nóng)村勞動力的流動，進而影響耕地的利用；一系列傾向于平原區(qū)大田種植的利好政策推動了平原耕地的擴張，但無法遏制山區(qū)傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的衰敗與耕地撂荒。

由于缺乏數(shù)據(jù)，本文未考慮退耕還林還草政策對研究區(qū)耕地變化的影響，但退耕政策能夠?qū)嵤┍厝慌c退耕的選址、補貼符合自然、社會、經(jīng)濟規(guī)律密切相關，與本文研究思路相一致，故不會對結(jié)論的準確性造成影響。其次，本文使用的耕作半徑測算方法更適用于地形均質(zhì)、聚落分布距離相當?shù)钠皆瓍^(qū)，而山區(qū)聚落多分布于溝壑區(qū)，不同大小聚落的耕作半徑不盡相同；但囿于目前測算方法的局限性，且此方法尚能在一定程度上反映耕作半徑的變化情況，但仍待改進。最后，由于缺乏耕地質(zhì)量等別更新評價數(shù)據(jù)，耕地質(zhì)量分析未能體現(xiàn)不變耕地的質(zhì)量變化情況，但能體現(xiàn)區(qū)域耕地質(zhì)量總體情況及新增與減少耕地的質(zhì)量，符合本文研究需求。