貴州省土地細(xì)碎化類型的分區(qū)與特征

陳 遠(yuǎn)，廖小鋒*，張 迅，潘伯娟，曹 洋，禹 龍，蘭良鴻

(1.貴州省山地資源研究所，貴州 貴陽(yáng) 550001；2.貴州省山地資源研究所有限公司，貴州 貴陽(yáng) 550001；3.貴州省土地整治中心，貴州 貴陽(yáng) 550001)

【研究意義】細(xì)碎化土地阻礙了我國(guó)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的推進(jìn)，影響耕地的規(guī)?；l(fā)展[1]，通過土地細(xì)碎化整治不僅有利于農(nóng)業(yè)規(guī)?；a(chǎn)，還可以增加有效耕地?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】自然資源的稀缺性、人口特征、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)組織形式是導(dǎo)致土地細(xì)碎化的主要原因[2]，土地細(xì)碎化不利于整體農(nóng)業(yè)生產(chǎn)[3-5]。郭海霞等[6]對(duì)我國(guó)土地細(xì)碎化成因進(jìn)行了系統(tǒng)的分析，將成因歸納為自然因素、經(jīng)濟(jì)社會(huì)因素和制度因素。萬(wàn)廣華等[7-8]研究發(fā)現(xiàn)，土地細(xì)碎化會(huì)降低農(nóng)作物生產(chǎn)的規(guī)模效益和農(nóng)機(jī)作業(yè)效率，降低糧食產(chǎn)量。同時(shí)，造成農(nóng)地資源的浪費(fèi)，增加農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本，降低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率，造成經(jīng)營(yíng)管理不便[9-10]?！颈狙芯壳腥朦c(diǎn)】由于土地的空間性和自然性，不同區(qū)域的自然、經(jīng)濟(jì)社會(huì)條件存在差異性，土地利用也必然存在區(qū)域差異[11-12]。可將土地劃分為不同的整治區(qū)[13]。貴州省山地面積所占比例達(dá)60.3 %，其次是丘陵，為30.8 %，山間平壩區(qū)比重為8.9 %[14-15]。而特殊的喀斯特二元結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致水土流失，地表破碎[16]，地表保水能力差，基巖裸露，形成石旮旯土，土地不連續(xù)[17-19]，加之人多地少，人地矛盾突出[20]，加劇了耕地細(xì)碎化的程度。極大的影響農(nóng)業(yè)的整體發(fā)展。同時(shí)，土地是農(nóng)民從事農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的最基本生產(chǎn)要素之一，也是農(nóng)戶抵御生活風(fēng)險(xiǎn)的長(zhǎng)久保證[21]，土地細(xì)碎化嚴(yán)重影響了農(nóng)民生活質(zhì)量?！緮M解決的關(guān)鍵問題】經(jīng)調(diào)查貴州土地細(xì)碎化整治有較大的潛力，通過對(duì)土地細(xì)碎化類型進(jìn)行分區(qū)，弄清影響各分區(qū)土地細(xì)碎化的關(guān)鍵因素，以期為貴州省土地細(xì)碎化整治的工程設(shè)計(jì)與施工提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 數(shù)據(jù)來源

所需數(shù)據(jù)包括地表起伏度、山間平壩區(qū)比重、戶均耕地面積、人均農(nóng)業(yè)純收入、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)總值比重、墾殖率和石漠化面積比重，其中地表起伏度和山間平壩區(qū)比重采用ASTER GDEM V2 全球數(shù)字高程數(shù)據(jù)，網(wǎng)格精度為30 m；石漠化數(shù)據(jù)來自研究團(tuán)隊(duì)的積累；其他數(shù)據(jù)均通過社會(huì)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)計(jì)算得出，社會(huì)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)由地方部門提供及項(xiàng)目成員實(shí)地調(diào)查與資料收集。

1.2 分區(qū)指標(biāo)的確定與統(tǒng)計(jì)

1.2.1 指標(biāo)的確定 根據(jù)專家研討及評(píng)估，結(jié)合數(shù)據(jù)可獲取性確定分區(qū)的指標(biāo)，最終確定地表起伏度、山間平壩區(qū)比重、石漠化面積比重、墾殖率、戶均耕地面積、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)總值比重和人均農(nóng)業(yè)純收入7個(gè)指標(biāo)，以縣級(jí)行政單位為基本單元，進(jìn)行系統(tǒng)聚類細(xì)碎化分區(qū)，再由專家進(jìn)行分區(qū)調(diào)整，最終得出分區(qū)結(jié)果。

1.2.2 指標(biāo)計(jì)算與統(tǒng)計(jì) (1) 地表起伏度。采用適于貴州山地地形的投影面積比法[22-23]，利用ArcGIS 10.0 的ArcMap中的3D分析模塊(3D Analyst Tools)中的地表分析工具(Functional Surface)進(jìn)行計(jì)算，以30 m×30 m為統(tǒng)計(jì)單元計(jì)算貴州各縣的地表起伏度(RD與SD的比值)，再利用Execl進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理。

圖1 土地細(xì)碎化類型分區(qū)的技術(shù)路線Fig.1 Technical route of land fragmentation type zoning

(2) 山間平壩區(qū)比重。是指山間平壩區(qū)與國(guó)土面積的比值，利用ArcMap提取出地面坡度小于6°且連續(xù)分布的平地面，包括河流、盆地、臺(tái)地、底部較平坦的寬谷及洼地，通過Execl計(jì)算得到山間平壩區(qū)比重。

(3) 其他指標(biāo)。戶均耕地面積、人均農(nóng)業(yè)純收入、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)總值比重、墾殖率和石漠化面積比重，通過地方部門提供的社會(huì)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后計(jì)算得出。

1.3 土地細(xì)碎化類型分區(qū)

采用系統(tǒng)聚類分析法，基于統(tǒng)計(jì)分析軟件平臺(tái)SPSS 19.0進(jìn)行土地細(xì)碎化初步分區(qū)，再根據(jù)細(xì)碎化類型區(qū)劃分原則和要求，結(jié)合貴州省地質(zhì)地貌及社會(huì)經(jīng)濟(jì)情況，由專家的知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)以及評(píng)估對(duì)喀斯特區(qū)域細(xì)碎化類型區(qū)及非喀斯特區(qū)域進(jìn)行區(qū)域調(diào)整最終形成分區(qū)成果，分區(qū)的技術(shù)路線見圖1。

2 結(jié)果與分析

2.1 土地細(xì)碎化類型的分區(qū)

從圖2看出，貴州省土地細(xì)碎化類型共劃分為5個(gè)區(qū)，根據(jù)各分區(qū)的地貌類型進(jìn)行命名，分別為黔中丘原盆地區(qū)(Ⅰ)、黔西高原山地區(qū)(Ⅱ)、黔南山原中山低山區(qū)(Ⅲ)、黔東南中山低山丘陵區(qū)(Ⅳ)和黔北山原中山丘陵區(qū)(Ⅴ)(圖2)。

從表1可知，除黔東南中山低山丘陵區(qū)外，其余分區(qū)均包含3個(gè)以上的二級(jí)行政區(qū)。黔中丘原盆地區(qū)包含安順市、畢節(jié)市、貴陽(yáng)市和遵義市4個(gè)二級(jí)行政區(qū)，涵蓋貴陽(yáng)市的所有區(qū)、縣，安順市的平壩區(qū)和西秀區(qū)，畢節(jié)市的金沙縣和黔西縣，遵義市的紅花崗區(qū)、匯川區(qū)和播州區(qū)；黔西高原山地區(qū)包含安順市、畢節(jié)市、六盤水市、黔南州和黔西南州5個(gè)二級(jí)行政區(qū)，涵蓋六盤水市的全部區(qū)、縣，畢節(jié)市的大方縣、赫章縣、納雍縣、七星關(guān)區(qū)、威寧縣和織金縣，黔西南州的安龍縣、普安縣、晴隆縣、興仁縣、興義市和貞豐縣，安順市的關(guān)嶺縣、普定縣、鎮(zhèn)寧縣和紫云縣等大部分區(qū)域，黔南州的長(zhǎng)順縣；黔南山原中山低山區(qū)包含黔東南州、黔南州和黔西南州3個(gè)二級(jí)行政區(qū)，涵蓋黔東南州的丹寨縣、凱里市和麻江縣，黔南州除甕安和長(zhǎng)順外的所有縣，黔西南州的冊(cè)亨縣和望謨縣。黔東南中山低山丘陵區(qū)由黔東南州的從江縣、劍河縣、錦屏縣、雷山縣、黎平縣、榕江縣、三穗縣、臺(tái)江縣和天柱縣組成；黔北山原中山丘陵區(qū)包含黔東南州、黔南州、銅仁市和遵義市4個(gè)二級(jí)行政區(qū)，涵蓋黔東南州的岑鞏縣、黃平縣、施秉縣和鎮(zhèn)遠(yuǎn)縣，黔南州的甕安縣、福泉市和長(zhǎng)順縣，銅仁市的所有區(qū)、縣，遵義市的赤水市(非喀斯特)、道真縣、鳳岡縣、湄潭縣、仁懷市、綏陽(yáng)縣、桐梓縣、務(wù)川縣、習(xí)水縣、余慶縣和正安縣。

2.2 不同分區(qū)的基本特征

從表2看出，不同分區(qū)的地表起伏度、山間平壩區(qū)比重和石漠化面積比重等不同指標(biāo)要素的變化特征。地表起伏度：黔東南中山低山丘陵區(qū)最大，為1.30；黔南山原中山低山區(qū)其次，為1.29；黔中丘原盆地區(qū)最小，為1.19。山間平壩區(qū)比重：黔中丘原盆地區(qū)最大，為22.69 %；黔西高原山地區(qū)其次，為8.75 %；黔東南中山低山丘陵區(qū)最小，為3.71 %。石漠化面積比重：黔西高原山地區(qū)最高，為29.09 %；黔中丘原盆地區(qū)其次，為20.14 %；黔南山原中山低山區(qū)屬于無石漠化區(qū)，為0。墾殖率：黔西高原山地區(qū)最高，為31.81 %；黔中丘原盆地區(qū)其次，為30.51 %；黔東南中山低山丘陵區(qū)最低，為11.85 %。

圖2 貴州土地細(xì)碎化類型的分區(qū)Fig.2 Zoning of land fragmentation types in Guizhou province

表1 不同分區(qū)所包含的行政區(qū)劃Table 1 Administrative divisions included in different divisions

戶均耕地面積：黔西高原山地區(qū)最大，為0.68 hm2；黔南山原中山低山區(qū)其次，為0.62 hm2；黔東南中山低山丘陵區(qū)最小，為0.37 hm2。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)總值比重：黔東南中山低山丘陵區(qū)最大，為24.81 %；黔北山原中山丘陵區(qū)其次，為21.49 %；黔中丘原盆地區(qū)最小，為7.21 %。人均農(nóng)業(yè)純收入：黔中丘原盆地區(qū)最高，為4117元；黔北山原中山丘陵區(qū)其次，為3701元；黔東南中山低山丘陵區(qū)最低，為1928元。

從分區(qū)看，黔中丘原盆地區(qū)地表起伏度和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)總值比重與其他分區(qū)相比比較小，分別為1.19和7.21 %，山間平壩區(qū)比重和人均農(nóng)業(yè)純收入遠(yuǎn)高于其余4個(gè)分區(qū)，石漠化面積和墾殖率僅次于黔西高原山地區(qū)，石漠化面積比重和墾殖率分別為22.69 %和30.51 %；黔西高原山地區(qū)的地表起伏度略低于黔南山原中山低山區(qū)、黔東南中山低山丘陵區(qū)和黔北山原中山丘陵區(qū)，石漠化面積在所有分區(qū)中最大，為29.09 %，墾殖率和戶均耕地面積均最高，分別為31.81 %和0.68 hm2；黔南山原中山低山區(qū)和黔北山原中山丘陵區(qū)的各指標(biāo)要素與其余分區(qū)的各指標(biāo)要素相比并不突出，可能是各指標(biāo)要素對(duì)細(xì)碎化的影響程度比較均衡；黔東南中山低山丘陵區(qū)是唯一沒有石漠化的分區(qū)，但是地表起伏度在所有分區(qū)中最高，山間平壩區(qū)比重受地表起伏度的影響，導(dǎo)致黔東南中山低山丘陵區(qū)山間平壩區(qū)比重最低，為3.71 %，黔東南中山低山丘陵區(qū)的墾殖率、戶均耕地面積和人均農(nóng)業(yè)純收入均在5個(gè)分區(qū)最少，分別為11.85 %、0.37 hm2和1928元，相反農(nóng)業(yè)生產(chǎn)總值比重卻在5個(gè)分區(qū)最高，達(dá)24.81 %。

3 討 論

行政區(qū)劃是國(guó)家根據(jù)政權(quán)建設(shè)、經(jīng)濟(jì)建設(shè)和行政管理的需要，遵循有關(guān)法律規(guī)定，充分考慮政治、經(jīng)濟(jì)、歷史、地理、人口、文化和風(fēng)俗等因素，按照一定的原則，將國(guó)家的領(lǐng)土劃分成若干層次、大小不同的行政區(qū)域[24]，而土地細(xì)碎化分區(qū)考慮到經(jīng)濟(jì)、自然、人口、農(nóng)業(yè)相關(guān)指標(biāo)進(jìn)行分區(qū)，與行政區(qū)劃的某些因素有一定程度的吻合。研究結(jié)果表明，貴州省土地細(xì)碎化類型共劃分為黔中丘原盆地區(qū)、黔西高原山地區(qū)、黔南山原中山低山區(qū)、黔東南中山低山丘陵區(qū)和黔北山原中山丘陵區(qū)5個(gè)區(qū)。每個(gè)分區(qū)均由若干個(gè)二級(jí)行政區(qū)構(gòu)成。如，黔南山原中山低山區(qū)以黔南州除長(zhǎng)順縣以外的全部縣加上黔東南州的丹寨縣、凱里市和麻江縣，以及黔西南的冊(cè)亨縣和望謨縣組成，而且同一分區(qū)的各區(qū)、縣自然、社會(huì)、經(jīng)濟(jì)條件具有一定的相似性。該區(qū)所有縣地表起伏度的標(biāo)準(zhǔn)差率為4.43 %，表明分區(qū)各縣的地表起伏度一致性較高，另外墾殖率、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)總值比重、人均農(nóng)業(yè)純收入的標(biāo)準(zhǔn)差率均低于25 %，表明這些指標(biāo)在黔南山原中山低山區(qū)具有良好的一致性。總之，在土地細(xì)碎化分區(qū)過程中，受到各區(qū)、縣的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、自然等因素的某個(gè)或者幾個(gè)要素的影響比較大，從而形成統(tǒng)一的分區(qū)；如果不以縣級(jí)行政單位為基本單元，分區(qū)結(jié)果是否與行政區(qū)劃具有一致性未知，雖然工作量巨大，仍值得進(jìn)一步深入研究。

地表起伏度標(biāo)準(zhǔn)化指數(shù)每增加0.1，糧食單產(chǎn)減少約0.37 t/hm2[24]，而且地表起伏度對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境有較大的影響[25]。地表起伏度相對(duì)較小黔中丘原盆地區(qū)與地表起伏度最大的黔東南中山低山丘陵區(qū)相比，其山間平壩區(qū)比重比高18.98 %，墾殖率高18.66 %，人均農(nóng)業(yè)純收入高2189元，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)總值比重卻少17.60 %；地表起伏度與山間平壩區(qū)比重具有顯著負(fù)相關(guān)、與墾殖率同樣具有顯著負(fù)相關(guān),地表起伏度小，山間平壩區(qū)比重大，墾殖率高，說明在國(guó)土面積超過60 %均為山地的貴州省，地表起伏度對(duì)土地細(xì)碎化的影響較大，對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響同樣很大；其次分區(qū)的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)環(huán)境對(duì)土地細(xì)碎化有著重要的影響，黔中丘原盆地區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)總值比重為7.21 %，在5個(gè)分區(qū)中最低，但是人均農(nóng)業(yè)純收入最高，主要原因是該區(qū)包括貴陽(yáng)、遵義、安順等貴州省的主要城市，交通方便，經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)，農(nóng)業(yè)設(shè)施比較完善，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)集約化程度高。

黔西高原山地區(qū)為石漠化最嚴(yán)重的地區(qū)，加之農(nóng)業(yè)人口多，占分區(qū)全部人口的73.39 %，土層淺薄、廣種薄收，雖然戶均耕地面積在所有分區(qū)中最高，但是耕地的單位面積產(chǎn)量很低；相比之下，黔東南中山低山丘陵區(qū)為無石漠化區(qū)，但是該區(qū)位于黔東南州地跨揚(yáng)子陸塊和華南褶皺帶，導(dǎo)致山間平壩區(qū)最少，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)困難，加上農(nóng)業(yè)人口高達(dá)83.27 %，造成了戶均耕地面積少，僅0.37 hm2，同時(shí)人均農(nóng)業(yè)純收入在5個(gè)分區(qū)中也最低，為1928元。黔北山原中山丘陵區(qū)并沒有比較突出的指標(biāo)要素，總體上該區(qū)耕地分散，且分布于坡度較大的區(qū)域，壩地較少，農(nóng)業(yè)耕作條件較差，梯田坡土占耕地面積的70 %，中低產(chǎn)田占水田面積的85 %，河谷切割較深，水資源雖然豐富，但難以利用。

4 結(jié) 論

利用系統(tǒng)聚類和專家咨詢法，通過對(duì)貴州省土地細(xì)碎化分區(qū)的7個(gè)指標(biāo)進(jìn)行計(jì)算分析，最終將貴州省土地細(xì)碎化分為5個(gè)區(qū)，分別為黔中丘原盆地區(qū)、黔西高原山地區(qū)、黔南山原中山低山區(qū)、黔東南中山低山丘陵區(qū)、黔北山原中山丘陵區(qū)。除黔東南中山低山丘陵區(qū)由黔東南州的9個(gè)縣組成外，其余分區(qū)由3個(gè)二級(jí)行政區(qū)和幾個(gè)指標(biāo)要素具有一致性的縣級(jí)行政區(qū)構(gòu)成；貴州省細(xì)碎化分區(qū)受自然因素影響比較大，尤其是地表起伏度，所以在土地整治時(shí)應(yīng)重點(diǎn)做好耕作層剝離保護(hù)和再造土體結(jié)構(gòu)。