喀斯特山區(qū)現(xiàn)代高效農(nóng)業(yè)示范園區(qū)空間格局及影響因素研究

趙祖?zhèn)? 楊家芳 孫小瓊 趙衛(wèi)權(quán) 文錫梅 羅時(shí)琴

[摘要]現(xiàn)代高效農(nóng)業(yè)示范園區(qū)是農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的重要組成部分，以烏江流域貴州段為典型區(qū)域，研究喀斯特山區(qū)現(xiàn)代高效農(nóng)業(yè)示范園區(qū)空間格局特征，對(duì)于園區(qū)空間布局優(yōu)化、提檔升級(jí)以及對(duì)農(nóng)業(yè)扶持政策制定具有重要的研究和實(shí)踐意義。運(yùn)用平均最近鄰法、地理集中指數(shù)、核密度、地理聯(lián)系率等空間分析方法，研究喀斯特山區(qū)現(xiàn)代高效農(nóng)業(yè)示范園區(qū)空間格局規(guī)律，并探討其影響因素。研究結(jié)果：①將烏江流域貴州段省級(jí)現(xiàn)代高效農(nóng)業(yè)示范園區(qū)劃分為12個(gè)類型，包括體閑農(nóng)業(yè)、蔬菜產(chǎn)業(yè)、精品果業(yè)、茶葉產(chǎn)業(yè)、生態(tài)畜牧業(yè)、中藥材產(chǎn)業(yè)、林特花卉、糧食產(chǎn)業(yè)、特色漁業(yè)、核桃產(chǎn)業(yè)、馬鈴薯產(chǎn)業(yè)和煙草產(chǎn)業(yè)等。②烏江流域貴州段省級(jí)現(xiàn)代高效農(nóng)業(yè)示范園區(qū)空間分布整體呈聚集分布，空間結(jié)構(gòu)屬于凝聚型;③烏江流域貴州段省級(jí)現(xiàn)代高效農(nóng)業(yè)示范園區(qū)空間分布整體呈組團(tuán)狀、帶狀的多中心分布特征，核密度值較高區(qū)域主要集中在貴安新區(qū)、烏當(dāng)區(qū)、播州區(qū)、湄潭縣和威寧縣等區(qū)縣;烏江中游是園區(qū)分布最為密集的區(qū)域，上游和下游園區(qū)分布較為分散;④區(qū)域坡度、重要水系分布、交通區(qū)位條件、農(nóng)業(yè)發(fā)展水平等是影響喀斯特山區(qū)現(xiàn)代高效農(nóng)業(yè)園區(qū)分布的主要因素。

[關(guān)鍵詞]烏江流域貴州段;現(xiàn)代高效農(nóng)業(yè)示范園區(qū);空間格局;影響因素

[中圖分類號(hào)]F301.2

[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A

現(xiàn)代高效農(nóng)業(yè)示范園區(qū)的發(fā)展建設(shè)是農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的新增長點(diǎn)，有利于農(nóng)村加快發(fā)展，傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)向現(xiàn)代農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)，促進(jìn)農(nóng)民就業(yè)增收?？λ固厣絽^(qū)現(xiàn)代高效農(nóng)業(yè)示范園區(qū)空間格局特征及其影響因素的分析，對(duì)整合地域特色產(chǎn)業(yè)資源，優(yōu)化喀斯特山區(qū)現(xiàn)代高效農(nóng)業(yè)示范園區(qū)的規(guī)劃布局提供參考。2004年以來農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展備受黨中央、國務(wù)院高度重視和支持。2010年中央1號(hào)文件明確提出，支持龍頭企業(yè)提高輻射帶動(dòng)能力，建立農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化示范區(qū)，把發(fā)展現(xiàn)代農(nóng)業(yè)作為轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式的重大任務(wù)。2013年以來貴州省結(jié)合區(qū)域農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展情況，立足立體氣候明顯、生態(tài)環(huán)境良好的山地資源優(yōu)勢，發(fā)展喀斯特山區(qū)現(xiàn)代高效農(nóng)業(yè)，并著重建設(shè)100個(gè)現(xiàn)代高效農(nóng)業(yè)示范園區(qū)。截至2016年底，貴州省省級(jí)現(xiàn)代高效農(nóng)業(yè)示范園區(qū)有431家。至今，依靠農(nóng)業(yè)科技的進(jìn)步，貴州現(xiàn)代高效農(nóng)業(yè)建設(shè)取得一定的經(jīng)驗(yàn)和成績。2013-2016年，貴州全省農(nóng)林牧漁業(yè)增加值和單位面積農(nóng)用地產(chǎn)值分別從1031.70億元增加至1944.32億元和6979.6元/hm2增到13188元/hm2。當(dāng)前關(guān)于農(nóng)業(yè)園區(qū)的研究主要集中在農(nóng)業(yè)園區(qū)的內(nèi)涵、發(fā)展水平、開發(fā)模式、發(fā)展情況評(píng)價(jià)、發(fā)展現(xiàn)狀、存在問題及對(duì)策建議等方面。園區(qū)發(fā)展存在問題主要可總結(jié)為以下幾點(diǎn)：一是龍頭企業(yè)引領(lǐng)帶動(dòng)不足，基礎(chǔ)設(shè)施、科技支撐水平跟不上園區(qū)的發(fā)展需求;二是農(nóng)業(yè)市場機(jī)制不健全，產(chǎn)業(yè)鏈短;三是項(xiàng)目建設(shè)同質(zhì)化問題嚴(yán)重，園區(qū)布局零散缺少規(guī)劃等問題凸顯。

目前，圍繞休閑農(nóng)業(yè)、國家農(nóng)業(yè)科技園區(qū)、農(nóng)業(yè)文化遺產(chǎn)、旅游資源、貧困村落等資源類型的空間分布及影響因素研究較多，對(duì)喀斯特山區(qū)現(xiàn)代高效農(nóng)業(yè)示范園區(qū)空間格局及影響因素的研究匱乏。烏江流域貴州段是典型喀斯特山區(qū)，擁有多個(gè)國家級(jí)生態(tài)農(nóng)業(yè)示范縣，有較好的現(xiàn)代高效農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展基礎(chǔ);分析喀斯特山區(qū)現(xiàn)代高效農(nóng)業(yè)示范園區(qū)空間分布特征及其影響因素，對(duì)避免農(nóng)業(yè)園區(qū)無序發(fā)展及做好喀斯特山區(qū)現(xiàn)代高效農(nóng)業(yè)示范園區(qū)的規(guī)劃布局意義重大。

1區(qū)域概況與數(shù)據(jù)來源

1.1研究區(qū)域概況

烏江全長1037km，流域涉及云南、貴州、重慶、湖北，是長江上游南岸的重要生態(tài)屏障。烏江是貴州省境內(nèi)第一大河流，橫貫貴州西部、中部和東北部地區(qū)。貴州省境內(nèi)烏江干流長889km，占烏江全長的82.85%。研究以烏江流域貴州段為研究對(duì)象，流域范圍主要采用文獻(xiàn)分析法和空間疊加分析法確定，涉及貴州省43個(gè)縣市區(qū)，并相應(yīng)劃分為烏江上游、中游和下游。烏江流域年平均氣溫為13-18℃，年均降雨量900-1400mm，屬亞熱帶季風(fēng)氣候。2016年底，烏江流域貴州段省級(jí)現(xiàn)代高效農(nóng)業(yè)示范園區(qū)221家，占總量的51.28%。

1.2數(shù)據(jù)來源

數(shù)據(jù)包括貴州省級(jí)現(xiàn)代高效農(nóng)業(yè)示范園區(qū)數(shù)據(jù)、貴州省行政區(qū)劃數(shù)據(jù)、空間分別率為30m的數(shù)字高程模型（DEM）數(shù)據(jù)、水系數(shù)據(jù)、交通數(shù)據(jù)、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)總值和農(nóng)業(yè)就業(yè)人口數(shù)據(jù)等。其中，貴州省級(jí)現(xiàn)代高效農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)示范園區(qū)數(shù)據(jù)（截至2016年底）來源于貴州省農(nóng)業(yè)農(nóng)村廳官方網(wǎng)站（http：//www.qagri.gov.cn/）;貴州省行政區(qū)劃數(shù)據(jù)采用2015年民政部公布的最新資料;DEM數(shù)據(jù)來源于地理空間數(shù)據(jù)云（http：//www.gscloud.cn）;交通數(shù)據(jù)則由《貴州省交通地圖集2015》數(shù)字化獲得;水系數(shù)據(jù)來源于《貴州省烏江流域水環(huán)境保護(hù)規(guī)劃（2015-2020年）》;農(nóng)業(yè)生產(chǎn)總值和農(nóng)業(yè)就業(yè)人口數(shù)據(jù)來源于貴州省統(tǒng)計(jì)網(wǎng)站。

2研究方法

采用平均最近鄰法和地理集中指數(shù)來描述現(xiàn)代高效農(nóng)業(yè)示范園區(qū)的空間結(jié)構(gòu)特征，基于核密度估計(jì)法直觀顯示現(xiàn)代高效農(nóng)業(yè)示范園區(qū)的空間分布密度;利用地理聯(lián)系率及數(shù)理統(tǒng)計(jì)法等方法從自然因素和社會(huì)因素兩個(gè)方面對(duì)影響喀斯特山區(qū)現(xiàn)代高效農(nóng)業(yè)示范園區(qū)空間分布的因素進(jìn)行分析。

2.1平均最近鄰法

平均最近鄰法是空間統(tǒng)計(jì)方法的一種，利用平均最近鄰工具，可以確定平均中心或總體方向趨勢，得出“預(yù)期平均距離”“實(shí)際平均觀測距離”“最近鄰指數(shù)”“p值”和“Z得分”。最近鄰指數(shù)是實(shí)際平均觀測距離與預(yù)期平均距離之商。

統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的平均最近鄰Z得分的計(jì)算公式為：

式中：R為流域資源點(diǎn)之間的最近鄰指數(shù);Ro為每個(gè)要素與其最近鄰要素之間的實(shí)際平均觀測距離，Re為隨機(jī)模式下指定要素間的預(yù)期平均距離，n為農(nóng)業(yè)園區(qū)個(gè)數(shù)，di為最近鄰要素間的距離;A為烏江流域面積;Z得分表示標(biāo)準(zhǔn)差的倍數(shù);SD為標(biāo)準(zhǔn)差。

一般情況下，如果實(shí)際平均觀測距離小于預(yù)期平均距離，則會(huì)將要素分布視為聚類;如果實(shí)際平均觀測距離大于預(yù)期平均距離，則將要素視為分散。然而，由于僅利用最近鄰指數(shù)判斷其空間分布狀態(tài)，會(huì)與統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)結(jié)論存在偏差。因此，為了統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)結(jié)論的有效性，文章將置信度設(shè)為95%，依據(jù)Z得分和p值檢驗(yàn)其是否存在顯著性差異，進(jìn)而判斷其空間分布狀態(tài)。

2.2地理集中指數(shù)

地理集中指數(shù)是衡量地理事物空間集中程度的重要指標(biāo)，可以對(duì)烏江流域貴州段省級(jí)現(xiàn)代高效農(nóng)業(yè)示范園區(qū)在空間分布上的集中與否進(jìn)行測度。其公式為：

G=100√Σn i=1（Xi/T）2 （6）

式中，G為省級(jí)現(xiàn)代高效農(nóng)業(yè)示范園區(qū)的地理集中指數(shù)，n為烏江流域貴州段區(qū)縣總數(shù)，Xi為第i個(gè)區(qū)縣省級(jí)現(xiàn)代高效農(nóng)業(yè)示范園區(qū)的數(shù)量，T為烏江流域貴州段省級(jí)現(xiàn)代高效農(nóng)業(yè)示范園區(qū)總數(shù)。G值取值范圍為0-100，G值越大，現(xiàn)代高效農(nóng)業(yè)示范園區(qū)分布越集中;G值越小，則分布越分散。

2.3核密度估計(jì)法

核密度估計(jì)法可較為清晰地反映要素在空間上的分散及集聚特征，能表示區(qū)域要素的空間分布密度。其公式為：

K（x）=1/nd∑n i=1 a（x-xi/d） （7）

式中：a（x-xi/d）稱為核函數(shù);d為寬帶（d>0）;）（x-xi）為待估值點(diǎn)的到事件點(diǎn)Xi的距離。

2.4地理聯(lián)系率

地理聯(lián)系率是反映某一產(chǎn)業(yè)與區(qū)域內(nèi)經(jīng)濟(jì)、人口等要素在地理分布上的聯(lián)系情況，可用來分析現(xiàn)代高效農(nóng)業(yè)園區(qū)與農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)總值和農(nóng)業(yè)人口之間的聯(lián)系。其公式為：

L= 100-1/2∑n i=1 |Ai-Ei| （8）

式中：L為地理聯(lián)系率;n為烏江流域貴州段區(qū)縣總數(shù)，Ai為第i個(gè)地區(qū)山地現(xiàn)代高效農(nóng)業(yè)示范同區(qū)占總數(shù)的比例;Fi為第i個(gè)地區(qū)占總農(nóng)業(yè)生產(chǎn)總值或農(nóng)業(yè)人口的比例。C值介于0-100間，值越大表明山地現(xiàn)代高效農(nóng)業(yè)示范園區(qū)與區(qū)域農(nóng)業(yè)生產(chǎn)總值、農(nóng)業(yè)人口規(guī)模之間的配合程度越高，聯(lián)系越密切。

3結(jié)果分析

3.1烏江流域貴州段現(xiàn)代高效農(nóng)業(yè)示范園區(qū)類型劃分

根據(jù)貴州省2016年底省級(jí)現(xiàn)代高效農(nóng)業(yè)示范園區(qū)主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)類型劃分，園區(qū)類型分別為休閑農(nóng)業(yè)、蔬菜產(chǎn)業(yè)、精品果業(yè)、茶葉產(chǎn)業(yè)、生態(tài)畜牧業(yè)、中藥材產(chǎn)業(yè)、林特花卉、糧食產(chǎn)業(yè)、特色漁業(yè)、核桃產(chǎn)業(yè)、馬鈴薯產(chǎn)業(yè)和煙草產(chǎn)業(yè)等12個(gè)產(chǎn)業(yè)類型（表1）。

由表1所示，烏江流域貴州段境內(nèi)現(xiàn)代高效農(nóng)業(yè)示范園區(qū)主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)以休閑農(nóng)業(yè)、蔬菜產(chǎn)業(yè)、精品果業(yè)、茶葉產(chǎn)業(yè)、生態(tài)畜牧業(yè)為主，共占整個(gè)流域農(nóng)業(yè)示范園區(qū)總量的80.99%。其中，休閑農(nóng)業(yè)所占比重最大，占農(nóng)業(yè)示范園區(qū)總量的18.55%，表明區(qū)域現(xiàn)代高效農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)中休閑農(nóng)業(yè)發(fā)展較好，可作為貴州農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的主要載體，這與區(qū)域政府加快農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、促進(jìn)休閑農(nóng)業(yè)與鄉(xiāng)村旅游的相關(guān)舉措密不可分。其次為蔬菜產(chǎn)業(yè)，占現(xiàn)代高效農(nóng)業(yè)示范園區(qū)總量的18.1%;貴州是云貴高原夏秋蔬菜重點(diǎn)區(qū)域，屬于農(nóng)業(yè)部8個(gè)蔬菜重點(diǎn)區(qū)域之一，其資源條件適合蔬菜生長。精品果業(yè)方面，貴州是溫帶水果的優(yōu)勢產(chǎn)區(qū)，占比與蔬菜產(chǎn)業(yè)相當(dāng)，占總量的16.74%。茶葉產(chǎn)業(yè)方面，茶葉是貴州農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化的拳頭產(chǎn)品，占總量的16.29%;目前已成為貴州第三大出口食品。生態(tài)畜牧業(yè)和中藥材產(chǎn)業(yè)方面，分別占農(nóng)業(yè)示范園區(qū)總量的11.31%和5.88%，是貴州省的特色產(chǎn)業(yè)，產(chǎn)業(yè)的發(fā)展可在生態(tài)保護(hù)的同時(shí)解決農(nóng)民就業(yè)，促進(jìn)農(nóng)民增收脫貧。接下來是新興的高效生態(tài)林特花卉產(chǎn)業(yè)和歷史傳承的糧食產(chǎn)業(yè)，分別占農(nóng)業(yè)示范園區(qū)總量的5.43%和2.26%.占比相對(duì)較少。最后是園區(qū)數(shù)量相對(duì)較少的特色漁業(yè)、核桃產(chǎn)業(yè)、馬鈴薯產(chǎn)業(yè)和煙草產(chǎn)業(yè)，分別占農(nóng)業(yè)示范園區(qū)總量的1.81%、1.18%、0.91%和0.91%.

3.2烏江流域貴州段現(xiàn)代高效農(nóng)業(yè)示范園區(qū)空間分布特征

利用ArcGIS10.6的平均最近鄰法得出：烏江流域貴州段省級(jí)現(xiàn)代高效農(nóng)業(yè)示范園區(qū)實(shí)際觀測平均距離Ro是10.76km，預(yù)期平均距離Re是12.45km，最近鄰指數(shù)R等于0.865，Z得分是-3.85，顯著性水平P值是0.0001。統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)得出：烏江流域貴州段省級(jí)現(xiàn)代高效農(nóng)業(yè)示范園區(qū)空間分布類型整體呈顯著凝聚型。利用地理集中指數(shù)進(jìn)一步檢驗(yàn)計(jì)算得出：省級(jí)現(xiàn)代高效農(nóng)業(yè)示范園區(qū)均勻分布時(shí)值為15.08。烏江流域貴州段省級(jí)現(xiàn)代高效農(nóng)業(yè)示范園區(qū)整體G值為17.16，G大于均勻分布的地理集中指數(shù)值，表明烏江流域貴州段省級(jí)現(xiàn)代高效農(nóng)業(yè)示范園區(qū)布局分布較為集中。

為了進(jìn)一步可視化揭示喀斯特山區(qū)現(xiàn)代高效農(nóng)業(yè)示范園區(qū)空間聚集態(tài)勢，利用ArcGIS10.6的核密度估計(jì)法分析，結(jié)果如圖1顯示：烏江流域貴州段省級(jí)現(xiàn)代高效農(nóng)業(yè)示范園區(qū)空間分布密度整體呈組團(tuán)狀、帶狀的多中心分布特征，主要以集中在貴安新區(qū)、烏當(dāng)區(qū)、修文縣、播州區(qū)、湄潭縣、威寧縣等區(qū)縣。其中，烏江中游是3個(gè)分區(qū)中園區(qū)分布最為密集的區(qū)域，高密度區(qū)和中密度區(qū)分布最多。烏江上游次之，主要以中密度區(qū)和低密度區(qū)為主，高密度區(qū)僅集中在威寧縣和大方縣。烏江下游則主要以低密度區(qū)為主，中密度區(qū)主要呈組團(tuán)狀，集中分布于德江、思南、印江、石阡等區(qū)縣，其分布密度要明顯低于其它兩個(gè)分流域。

3.3烏江流域貴州段現(xiàn)代高效農(nóng)業(yè)示范園區(qū)空間分布影響因素分析

3.3.1坡度。坡度對(duì)人類社會(huì)的經(jīng)濟(jì)建設(shè)有重要的影響，對(duì)農(nóng)業(yè)的影響尤為顯著。文章基于柵格像元大小30*30的DEM數(shù)據(jù)，提取烏江流域坡度數(shù)據(jù)。利用ArcCIS10.6軟件中“值提取至點(diǎn)”工具，獲得現(xiàn)代高效農(nóng)業(yè)示范園區(qū)示范點(diǎn)坡度數(shù)據(jù)。最后，將坡度分為（0°-6°]、（6°-15°]、（15°-25°]、>25°四個(gè)等級(jí)，得到不同坡度范圍對(duì)應(yīng)的省級(jí)現(xiàn)代高效農(nóng)業(yè)示范園區(qū)數(shù)量（圖2、表2）。

從圖2、表2得出：省級(jí)現(xiàn)代高效農(nóng)業(yè)示范園區(qū)主要集中分布在坡度較為平緩的（0°-6°]和（6°-15°]之間，較少分布在（15°-25°]坡度之間，大于25°以上的園區(qū)分布最少;分別占整個(gè)流域的63.35%、27.60%、7.24%和1.81%。說明坡度對(duì)省級(jí)現(xiàn)代高效農(nóng)業(yè)示范園區(qū)的發(fā)展存在明顯的限制作用。烏江流域內(nèi)，烏江中游較烏江上游和烏江下游平緩，坡度主要以O(shè)°-6°和6°-15°為主，擁有109個(gè)省級(jí)現(xiàn)代高效農(nóng)業(yè)示范園區(qū)，數(shù)量最多，占整個(gè)流域的49.32%。烏江上游坡度主要以6°-15°和15°-25°為主，擁有62個(gè)省級(jí)現(xiàn)代高效農(nóng)業(yè)示范園區(qū)，占整個(gè)流域的28.05%;烏江下游坡度主要以15°-25°為主，>25°次之，坡度較陡，擁有50個(gè)省級(jí)現(xiàn)代高效農(nóng)業(yè)示范園區(qū)，占整個(gè)流域的22.62%。園區(qū)范圍的劃定通常會(huì)以道路、河流或山脊等為界，因而省級(jí)現(xiàn)代高效農(nóng)業(yè)示范園區(qū)中會(huì)存在坡度大于25°以上情況。針對(duì)這部分省級(jí)現(xiàn)代高效農(nóng)業(yè)示范園區(qū)的開發(fā)，建議嚴(yán)格遵循生態(tài)環(huán)境保護(hù)優(yōu)先原則，依據(jù)國家《水土保持法》規(guī)定的開荒限制坡度，對(duì)坡度大于25°區(qū)域不進(jìn)行耕作。

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[收稿日期]2020-09-10

[基金項(xiàng)目]國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃課題（2016YFC0502606），貴州科學(xué)院省級(jí)科研專項(xiàng)（黔科院科專合字[2017]03號(hào)）。

[作者簡介]趙祖?zhèn)悾?993-），男，貴州赫章人，研究實(shí)習(xí)員，主要研究方向：國土資源與3S技術(shù)應(yīng)用。

[通訊作者]楊家芳（1987-），女，貴州惠水人，助理研究員，主要研究方向：GIS應(yīng)用與區(qū)域空間發(fā)展規(guī)劃。