不同特點(diǎn)村莊撂荒耕地景觀格局特征對(duì)比分析
——以太行山區(qū)為例

李曉雅，郭青霞，杜 軼

（山西農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院，山西 太谷 030801）

黨的十八大以來(lái)，農(nóng)業(yè)農(nóng)村問(wèn)題成為社會(huì)焦點(diǎn)，實(shí)施鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略，深化農(nóng)村土地制度改革，為盤活農(nóng)業(yè)活力、從根本上消除貧困提供政策支持和指導(dǎo)。山區(qū)地形起伏、土壤貧瘠、地塊破碎[1-2]、基礎(chǔ)設(shè)施落后、區(qū)位條件和野生動(dòng)物對(duì)農(nóng)作物的破壞等使耕地撂荒現(xiàn)象大量發(fā)生[3-4]。從社會(huì)方面來(lái)看，由于近年來(lái)非農(nóng)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展和農(nóng)業(yè)比較效益低導(dǎo)致農(nóng)村勞動(dòng)力大量外流、國(guó)家惠農(nóng)政策失靈、生態(tài)政策與農(nóng)業(yè)政策不協(xié)調(diào)、三廢污染等[5-7]；從農(nóng)戶自身來(lái)看，不合理利用土地、農(nóng)業(yè)資金欠缺、積極性不高等導(dǎo)致撂荒情況越發(fā)嚴(yán)重[8-11]。

學(xué)者們的研究主要集中于對(duì)耕地撂荒概念及類型進(jìn)行描述性分析[12-13]，或通過(guò)分析耕地撂荒原因提出對(duì)策建議，或從經(jīng)濟(jì)、制度和技術(shù)等角度對(duì)耕地撂荒原因進(jìn)行定性分析[10，14-15]。景觀格局是某種景觀分類下的空間分布和組合特征，耕地景觀格局是由人類活動(dòng)和自然生態(tài)共同作用，通過(guò)對(duì)景觀指數(shù)定量分析可以反映耕地景觀格局的結(jié)構(gòu)組成與空間分布等特征，反映耕地利用中存在的問(wèn)題及人類活動(dòng)對(duì)耕地的干擾程度[16-17]，相關(guān)研究以大尺度定性與定量研究為主。關(guān)于耕地撂荒的現(xiàn)有研究中，運(yùn)用農(nóng)地確權(quán)數(shù)據(jù)成果進(jìn)行小尺度景觀格局定量分析較少[18]，通過(guò)農(nóng)地確權(quán)得到的地塊矢量數(shù)據(jù)，對(duì)撂荒耕地進(jìn)行景觀格局的量化特征分析，研究相同尺度下不同類型村莊撂荒耕地景觀格局現(xiàn)狀特征，對(duì)不同類型村莊的耕地利用和經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

本研究在村級(jí)尺度下，選取山西省晉中市和順縣義興鎮(zhèn)西北方向4 個(gè)不同特點(diǎn)的村莊為研究區(qū)，采用2016年農(nóng)村土地承包經(jīng)營(yíng)權(quán)確權(quán)數(shù)據(jù)成果，運(yùn)用景觀格局理論，從斑塊和類型2 個(gè)層次對(duì)景觀指數(shù)進(jìn)行量化對(duì)比分析，得到不同特點(diǎn)村莊的撂荒景觀在不同景觀層次的景觀格局特征，其結(jié)果可以準(zhǔn)確地了解撂荒耕地特征及其對(duì)撂荒耕地合理利用的影響，為不同特點(diǎn)村莊的撂荒耕地流轉(zhuǎn)、可持續(xù)利用、農(nóng)業(yè)規(guī)?；?jīng)營(yíng)和發(fā)展農(nóng)村經(jīng)濟(jì)提供針對(duì)性建議。

1 研究區(qū)與數(shù)據(jù)來(lái)源

1.1 研究區(qū)概況

和順縣地處山西省東部，北緯 37°03′～37°36′，東經(jīng) 113°05′～113°56′。全縣面積 2 250 km2。2015年全縣總?cè)丝?4 萬(wàn)，其中，農(nóng)業(yè)人口11.8 萬(wàn)人，是一個(gè)典型的山區(qū)農(nóng)業(yè)縣。該縣地處太行山腹地，平均海拔1 260 m，最大海拔高差311 m，地勢(shì)起伏不平，地貌復(fù)雜，加之常年雨水稀少，土壤貧瘠，同時(shí)山區(qū)交通設(shè)施落后，信息閉塞，發(fā)展遲緩，耕地撂荒情況嚴(yán)重，屬國(guó)家扶持特困縣，其地域情況和研究區(qū)特點(diǎn)對(duì)研究山區(qū)農(nóng)戶撂荒耕地景觀格局特征具有代表性。

本研究區(qū)是該縣中心城區(qū)西北方向4 個(gè)典型村莊，其中，堯村為城邊村，以種植業(yè)為主，受縣城經(jīng)濟(jì)輻射影響最大，土地總面積249.99 hm2，其中，耕地面積22.40 hm2，距縣城1.5 km；井玉溝村為工礦產(chǎn)業(yè)村，支柱產(chǎn)業(yè)是煤礦開(kāi)采，結(jié)合種植業(yè)，土地總面積 449.98 hm2，其中，耕地面積 23.13 hm2，距縣城2.5 km；梳頭村為農(nóng)產(chǎn)業(yè)村，以養(yǎng)殖業(yè)和傳統(tǒng)種植業(yè)為主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)，土地總面積409.98 hm2，耕地面積80.73 hm2，距縣城3.5 km；磚窯村為偏遠(yuǎn)村，地理位置偏僻、地形復(fù)雜、經(jīng)濟(jì)條件差，以傳統(tǒng)種植業(yè)為主，土地總面積 339.98 hm2，耕地面積 13.53 hm2，距縣城5 km。

1.2 數(shù)據(jù)來(lái)源與方法

1.2.1 數(shù)據(jù)來(lái)源與研究思路 本研究采用的數(shù)據(jù)來(lái)自山西省和順縣2016年農(nóng)村土地承包經(jīng)營(yíng)權(quán)確權(quán)數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)。對(duì)于撂荒地塊特征分析，首先獲取了研究村莊1∶2 000 的航拍正射影像圖和地塊空間矢量數(shù)據(jù)，然后結(jié)合研究區(qū)的實(shí)際情況，利用ArcGIS 10.1 將影像圖中明顯撂荒的地塊提取出來(lái)，轉(zhuǎn)化為5 m×5 m 柵格數(shù)據(jù)，形成景觀格局分析數(shù)據(jù)；最后利用Fragstats 4.2.1 計(jì)算景觀指數(shù)，對(duì)所得數(shù)據(jù)進(jìn)行整理分析，得出結(jié)論。其技術(shù)路線如圖1所示。

1.2.2 研究方法 景觀格局是指大小和形狀不同的斑塊、廊道等景觀要素在空間上的排列和組合[19]。景觀格局分析法是從某種尺度景觀角度，用景觀生態(tài)學(xué)中的空間格局分析法來(lái)分析和認(rèn)識(shí)區(qū)域內(nèi)景觀的基本格局特征和演變規(guī)律[20]。景觀指數(shù)是能夠高度濃縮景觀格局信息，是量化描述景觀格局特征的主要方式[21-23]。研究區(qū)位于太行山之巔，群山環(huán)繞，加上黃土高原嚴(yán)重的水土流失作用，地形地貌復(fù)雜，耕地自然破碎化嚴(yán)重，而且受家庭聯(lián)產(chǎn)承包責(zé)任制的影響，加重了耕地權(quán)屬破碎程度[24]，進(jìn)而影響耕地利用效率。在參考前人的基礎(chǔ)上，本研究結(jié)合研究區(qū)的實(shí)際情況從斑塊層次和類型層次2 個(gè)方面進(jìn)行指標(biāo)選取[25-28]，來(lái)說(shuō)明研究區(qū)撂荒地塊的面積特征及破碎程度、形狀特征和空間分布特征[29（]表1）。

表1 不同層次景觀指數(shù)的含義

2 結(jié)果與分析

2.1 撂荒地塊的斑塊層次景觀格局特征分析

2.1.1 城邊村撂荒地塊的斑塊層次景觀格局特征由表2可知，從撂荒地塊面積特征來(lái)看，城邊村撂荒地塊的斑塊面積普遍很小，面積在0～0.1 hm2的地塊占斑塊總數(shù)的64.10%，面積＞0.1 hm2的撂荒地塊數(shù)大幅減少，說(shuō)明該村撂荒斑塊破碎程度大。而且堯村撂荒地塊斑塊面積最大為0.72 hm2，最小為0.01 hm2，撂荒斑塊面積差異大。

表2 斑塊層次撂荒地塊斑塊面積分類統(tǒng)計(jì)

表3 斑塊層次撂荒地塊形狀指數(shù)分類統(tǒng)計(jì)

表4 斑塊層次撂荒地塊斑塊分維數(shù)分類統(tǒng)計(jì)

從表3可以看出，從撂荒地塊形狀特征來(lái)看，城邊村撂荒地塊的斑塊形狀指數(shù)多數(shù)在1～2，指數(shù)＞2 的撂荒地塊數(shù)大幅減少，說(shuō)明大部分撂荒地塊形狀簡(jiǎn)單，而且形狀指數(shù)最小為1，最大為4.30，說(shuō)明撂荒地塊形狀差異較大。

由表4可知，城邊村斑塊分維數(shù)普遍＜1.5，最小值1.03，最大值1.47。說(shuō)明撂荒地塊呈幾何分布。

由表5可知，從撂荒地塊的空間分布來(lái)看，城邊村歐幾里得最鄰近距離在1～40 m 占比最大，＞40 m 占比大幅減小，說(shuō)明大部分撂荒地塊分布聚集；最小值為10 m，最大值為78.10 m，說(shuō)明撂荒地塊距離差異大。

表5 斑塊層次撂荒地塊歐幾里得最鄰近距離分類統(tǒng)計(jì)

2.1.2 工礦產(chǎn)業(yè)村撂荒地塊的斑塊層次景觀格局特征 從表2可以看出，從撂荒地塊面積特征來(lái)看，工礦產(chǎn)業(yè)村撂荒地塊的斑塊面積普遍較小，面積在0～0.2 hm2的地塊占斑塊總數(shù)的68.75%，面積＞0.2 hm2的斑塊數(shù)大幅減少，說(shuō)明該村撂荒斑塊破碎程度較大。而且井玉溝村撂荒地塊斑塊面積最大為2.57 hm2，最小為0.02 hm2，斑塊面積差異大。

由表3可知，從撂荒地塊形狀特征來(lái)看，工礦產(chǎn)業(yè)村撂荒地塊的斑塊形狀指數(shù)多數(shù)在1～2，指數(shù)＞2 的撂荒地塊數(shù)大幅減少，說(shuō)明大部分撂荒地塊形狀簡(jiǎn)單，而且形狀指數(shù)最小為1，最大為5.32，說(shuō)明撂荒地塊形狀指數(shù)差異大。由表4可知，斑塊分維數(shù)普遍＜1.5，最小值為1.00，最大值為1.33，說(shuō)明井玉溝村撂荒地塊呈幾何分布。

由表5可知，從撂荒地塊的空間分布來(lái)看，工礦產(chǎn)業(yè)村歐幾里得最鄰近距離在1～20 m 占比最大，＞20 m 占比大幅度減小，說(shuō)明大部分撂荒地塊分布聚集；最小值為10 m，最大值為181.25 m，說(shuō)明撂荒地塊距離差異大。

2.1.3 農(nóng)產(chǎn)業(yè)村撂荒地塊的斑塊層次景觀格局特征 從表2可以看出，從撂荒地塊面積特征來(lái)看，農(nóng)產(chǎn)業(yè)村撂荒地塊的斑塊面積普遍較小，面積多數(shù)在 0～0.1 hm2和＞0.4 hm2這 2 個(gè)區(qū)間中，分別占斑塊總數(shù)的32.12%和27.01%，說(shuō)明該村撂荒斑塊破碎程度較小。而且撂荒耕地斑塊面積最大為7.49 hm2，最小為0.01 hm2，撂荒地塊面積差異大。

由表3可知，從撂荒地塊形狀特征來(lái)看，農(nóng)產(chǎn)業(yè)村撂荒地塊的斑塊形狀指數(shù)多數(shù)在1～2，指數(shù)＞2 的撂荒地塊數(shù)大幅減少，說(shuō)明大部分撂荒地塊形狀簡(jiǎn)單，而且形狀指數(shù)最小為1，最大為4.04，說(shuō)明撂荒地塊形狀指數(shù)差異較大。從表4可以看出，斑塊分維數(shù)普遍＜1.5；最小值為1.00，最大值為1.33，說(shuō)明梳頭村撂荒地塊呈幾何分布。

從表5可以看出，從撂荒地塊的空間分布來(lái)看，農(nóng)產(chǎn)業(yè)村歐幾里得最鄰近距離在1～20 m 占比最大，＞20 m 占比大幅度減小，說(shuō)明大部分撂荒地塊分布聚集；最小值為10 m，最大值為498.22 m，說(shuō)明撂荒地塊距離差異很大。

2.1.4 偏遠(yuǎn)村撂荒地塊的斑塊層次景觀格局特征由表2可知，從撂荒地塊面積特征來(lái)看，偏遠(yuǎn)村撂荒地塊的斑塊面積普遍很小，面積在0～0.1 hm2的地塊占斑塊總數(shù)的48.78%，面積＞0.2 hm2的斑塊數(shù)大幅減少，說(shuō)明該村撂荒斑塊破碎程度大。撂荒耕地斑塊面積最大為0.44 hm2，最小為0.01 hm2，說(shuō)明撂荒地斑塊面積差異較大。

由表3可知，從撂荒地塊形狀特征來(lái)看，偏遠(yuǎn)村撂荒地塊的斑塊形狀指數(shù)多數(shù)介于1～2，指數(shù)＞2 的撂荒地塊數(shù)大幅減少，說(shuō)明大部分撂荒地塊形狀簡(jiǎn)單，而形狀指數(shù)最小為1，最大為5.58，斑塊形狀差異較大。由表4可知，斑塊分維數(shù)普遍＜1.5，斑塊分維數(shù)最小值為1.00，最大值為1.42，說(shuō)明磚窯村撂荒地塊呈幾何分布。

由表5可知，從撂荒地塊的空間分布來(lái)看，偏遠(yuǎn)村歐幾里得最鄰近距離在1～40 m 占比最大，＞40 m 占比大幅度減小，說(shuō)明大部分撂荒地塊分布較聚集；最小值為10 m，最大值為144.22 m，說(shuō)明撂荒地塊距離差異較大。

2.2 撂荒地塊的類型層次景觀格局特征分析

2.2.1 撂荒地塊總體特征 從表6可以看出，研究區(qū)撂荒景觀占景觀總面積比例較大，撂荒情況嚴(yán)重，但各村之間差異很大。城邊村撂荒地塊景觀占景觀總面積比例最小，為19.02%；農(nóng)產(chǎn)業(yè)村占比最大，為53.89%；工礦產(chǎn)業(yè)村和偏遠(yuǎn)村占比分別為34.93%和32.92%。說(shuō)明城邊村撂荒面積最小、撂荒情況最輕，農(nóng)產(chǎn)業(yè)村撂荒面積最大、最嚴(yán)重，工礦產(chǎn)業(yè)村和偏遠(yuǎn)村撂荒情況較嚴(yán)重。

表6 類型層次景觀格局指數(shù)結(jié)果

2.2.2 景觀面積特征 由表6可知，從斑塊平均面積來(lái)看，各村撂荒地塊＜0.5 hm2，說(shuō)明各村撂荒地塊斑塊平均面積普遍較小，地塊破碎化情況嚴(yán)重，其中，農(nóng)產(chǎn)業(yè)村撂荒地塊的斑塊平均面積最大，工礦產(chǎn)業(yè)村次之，偏遠(yuǎn)村和城邊村較小。

從斑塊密度來(lái)看，偏遠(yuǎn)村撂荒地塊斑塊密度最大，為 2.42 塊 /hm2；城邊村次之，為 1.71 塊 /hm2；第三為工礦產(chǎn)業(yè)村，為1.63 塊/hm2；農(nóng)產(chǎn)業(yè)村最小，為1.22 塊/hm2，說(shuō)明各村破碎化程度差異較大，偏遠(yuǎn)村撂荒耕地景觀最破碎，農(nóng)產(chǎn)業(yè)村破碎度最低，工礦產(chǎn)業(yè)村和城邊村較嚴(yán)重。

2.2.3 景觀形狀特征 由表6可知，從景觀形狀指數(shù)來(lái)看，各村撂荒地塊介于11.7～17，說(shuō)明整體撂荒地塊形狀簡(jiǎn)單，而且各村撂荒地塊形狀差異明顯，其中，農(nóng)產(chǎn)業(yè)村值最大，工礦產(chǎn)業(yè)村次之，第三為城邊村，偏遠(yuǎn)村值最小。從景觀周長(zhǎng)面積分維數(shù)來(lái)看，城邊村周長(zhǎng)面積分維數(shù)最大，為1.63；農(nóng)產(chǎn)業(yè)村值最小，為1.24；偏遠(yuǎn)村和工礦產(chǎn)業(yè)村分別為1.51 和1.50，說(shuō)明城邊村撂荒耕地形狀最復(fù)雜，農(nóng)產(chǎn)業(yè)村最簡(jiǎn)單且呈幾何分布，偏遠(yuǎn)村和農(nóng)產(chǎn)業(yè)村較規(guī)則。

2.2.4 景觀聚集程度 由表6可知，從平均最鄰近距離來(lái)看，各村撂荒地塊介于30.22～35.73 m。從聚集度指數(shù)來(lái)看，各村撂荒地塊聚集度指數(shù)都在70%以上，說(shuō)明研究區(qū)撂荒地塊總體分布密集，沒(méi)有權(quán)屬邊界限制情況下易于耕作。其中，農(nóng)產(chǎn)業(yè)村聚集度指數(shù)最大，為89.65%；工礦產(chǎn)業(yè)村次之，為80.69%；第三為偏遠(yuǎn)村莊，為76.59%；城邊村值最小，為72.59%；說(shuō)明各村聚集程度差異較大，農(nóng)產(chǎn)業(yè)村撂荒地塊在研究區(qū)中最密集，城邊村撂荒地塊最離散，工礦產(chǎn)業(yè)村和偏遠(yuǎn)村分布較密集。

3 不同特點(diǎn)村莊撂荒耕地利用措施

現(xiàn)如今我國(guó)經(jīng)濟(jì)持續(xù)增長(zhǎng)，經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)優(yōu)化調(diào)整，土地供需矛盾尖銳，同時(shí)耕地撂荒現(xiàn)象越來(lái)越嚴(yán)重，使得人地矛盾問(wèn)題更加突出，威脅國(guó)家糧食安全，也不利于農(nóng)村經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展。針對(duì)研究區(qū)4 個(gè)村莊特點(diǎn)及其撂荒耕地的景觀格局特征，筆者提出撂荒耕地利用的具體措施如下。

城邊村位于縣城邊，撂荒耕地景觀面積最小，斑塊破碎度最高、形狀復(fù)雜且分布離散。該村不適合種植業(yè)規(guī)?；l(fā)展，不能產(chǎn)生規(guī)模效應(yīng)，應(yīng)根據(jù)國(guó)家相關(guān)政策，加強(qiáng)生態(tài)環(huán)境保護(hù)。

工礦產(chǎn)業(yè)村工農(nóng)業(yè)共同發(fā)展，撂荒耕地景觀面積大，斑塊破碎、形狀較規(guī)則且呈緊密分布?？蛇M(jìn)行土地復(fù)墾整理，改善該村生態(tài)環(huán)境，適當(dāng)進(jìn)行耕地規(guī)?；?jīng)營(yíng)，促進(jìn)農(nóng)業(yè)發(fā)展。同時(shí)改善生產(chǎn)生活基礎(chǔ)設(shè)施，發(fā)展特色農(nóng)業(yè)。

農(nóng)產(chǎn)業(yè)村農(nóng)牧業(yè)共同發(fā)展，撂荒耕地景觀面積最大，斑塊破碎度最低、形狀規(guī)則且分布緊密。建議加強(qiáng)耕地基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，發(fā)展農(nóng)業(yè)規(guī)模化經(jīng)營(yíng)；結(jié)合資源優(yōu)勢(shì)發(fā)展現(xiàn)代化特色生態(tài)農(nóng)業(yè)，如生態(tài)農(nóng)場(chǎng)。

偏遠(yuǎn)村撂荒耕地景觀面積大，斑塊破碎度高、形狀復(fù)雜且分布離散。適當(dāng)進(jìn)行土地整理發(fā)展規(guī)模經(jīng)營(yíng)；加強(qiáng)農(nóng)田基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)；同時(shí)實(shí)施退耕還林，保護(hù)生態(tài)環(huán)境。

4 結(jié)論與討論

本研究表明，相同行政尺度下不同特點(diǎn)村莊撂荒耕地景觀格局特征在撂荒程度、斑塊破碎程度、形狀特征及空間分布的聚集程度存在明顯的差異性，與村莊的自然環(huán)境和社會(huì)發(fā)展特征有很大關(guān)系，可根據(jù)不同特點(diǎn)村莊耕地特征及產(chǎn)業(yè)特征進(jìn)行耕地合理利用。

不同特點(diǎn)村莊撂荒景觀在不同層次的對(duì)比分析呈現(xiàn)一致的景觀差異特征，但是與斑塊層次相比，類型層次撂荒地塊斑塊面積較大、破碎程度較小，地塊形狀較復(fù)雜，聚集程度更大，對(duì)于撂荒耕地的流轉(zhuǎn)、耕地綜合整理及可持續(xù)利用等工作提供參考。

研究區(qū)撂荒耕地占景觀總面積平均比例為35.19%，撂荒情況嚴(yán)重，斑塊破碎，但形狀簡(jiǎn)單規(guī)則、分布緊實(shí)，沒(méi)有權(quán)屬邊界限制情況下易于耕作，便于開(kāi)發(fā)再利用。

利用農(nóng)村土地承包經(jīng)營(yíng)權(quán)確權(quán)數(shù)據(jù)成果從不同景觀層次分析不同類型村莊的撂荒耕地現(xiàn)狀特征，可以根據(jù)村莊實(shí)際情況以及地塊特征，遵循因地制宜原則，以政府為主導(dǎo)、結(jié)合市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)對(duì)撂荒耕地進(jìn)行流轉(zhuǎn)與整理，找到具有村莊特色的發(fā)展道路，為信息化管理農(nóng)村耕地、進(jìn)行鄉(xiāng)村振興工作提供基礎(chǔ)。

本研究主要利用農(nóng)地確權(quán)數(shù)據(jù)分析了不同特點(diǎn)村莊的撂荒耕地現(xiàn)狀景觀特征，并針對(duì)性地提出撂荒耕地利用措施。但在實(shí)際情況下，不同特點(diǎn)村莊撂荒耕地的權(quán)屬分配特征也存在差異，需進(jìn)一步討論和研究。