河北省淺層地下水超采區(qū)土地休耕適宜性評價

李曉婕，丁蓓蓓，張雪靚

（中國農(nóng)業(yè)大學(xué)土地科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，北京 100193）

河北省是我國北方典型的資源性缺水省份，因地表水資源匱乏，地下水成為主要的供水水源，其開采量位居全國各省市之首[1-2]。由于長期持續(xù)的高強(qiáng)度開采，該省出現(xiàn)地下水位持續(xù)下降、含水層疏干、地面沉降等環(huán)境地質(zhì)問題，地下水生態(tài)受到嚴(yán)重威脅。人類活動影響下的華北地區(qū)地下水超采治理不僅是水土資源、持續(xù)農(nóng)業(yè)、生態(tài)環(huán)境等領(lǐng)域的熱點問題，也是國家相關(guān)部門高度重視的實踐管理工作。2020 年發(fā)布的《中共中央關(guān)于制定國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展第十四個五年規(guī)劃和二〇三五年遠(yuǎn)景目標(biāo)的建議》及2021年發(fā)布的《關(guān)于全面推進(jìn)鄉(xiāng)村振興加快農(nóng)業(yè)農(nóng)村現(xiàn)代化的意見》均反復(fù)強(qiáng)調(diào)華北地下水超采問題，并提出了一系列治理措施。“探索實行耕地輪作休耕制度”是各項治理措施中最為明確、最成體系、最受關(guān)注的農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)調(diào)整方案之一。2016 年，農(nóng)業(yè)部等相關(guān)部委印發(fā)的《輪作休耕試點區(qū)域耕地質(zhì)量監(jiān)測方案》明確提出，在河北省深層承壓水嚴(yán)重超采的黑龍港地區(qū)實施季節(jié)性休耕試點方案。近五年華北地下水超采治理取得了一定成效，加之受到水庫儲水、南水北調(diào)等影響，京津冀主要城區(qū)地下水位出現(xiàn)止跌回升，但對于廣大農(nóng)灌區(qū)來說，地下水位仍在下降（下降速率有所減緩），地下水儲存量呈整體虧損狀態(tài)[3]。因此休耕制度仍是淺層地下水超采嚴(yán)重的區(qū)域遏制水位下降、修復(fù)生態(tài)問題的潛在策略和重要路徑?？茖W(xué)合理地開展耕地休耕可在一定程度上緩解區(qū)域地下水超采情況，實現(xiàn)“藏糧于地、藏糧于技”，有效改善生態(tài)環(huán)境。

關(guān)于休耕制度，特別是地下水超采區(qū)的休耕制度，已有研究多集中于政策實踐、存在問題和農(nóng)民意愿等方面[4-8]，針對土地休耕適宜性的定量評價尚不多見。近年來，部分學(xué)者從空間布局和規(guī)模范圍的角度對休耕區(qū)劃進(jìn)行了初步探討。石飛等[9]基于多學(xué)科視角歸納了耕地休耕的時空配置模式，認(rèn)為其內(nèi)涵本質(zhì)是實現(xiàn)對休耕地“定位、定量、定時”的宏觀調(diào)控。圍繞休耕地的分區(qū)布局和空間配置，國內(nèi)已有針對江蘇省通州市[10]、貴州省晴隆縣[11]、云南省硯山縣[12]和重慶市[13]的相關(guān)案例，但上述研究區(qū)域多為西南或東南的某一個縣（市）。任理等[14]和ZHANG 等[15]針對河北省淺層地下水超采嚴(yán)重的太行山山前平原探討了季節(jié)性休耕制度對地下水變化、作物產(chǎn)量和能源消耗的影響。但休耕制度作為河北省淺層地下水超采區(qū)綜合治理的重要潛在策略，如何進(jìn)行土地休耕適宜性分區(qū)，目前尚未有定量化研究，而這對于指導(dǎo)該區(qū)域合理推進(jìn)休耕政策具有重要的科學(xué)意義與應(yīng)用價值。

在地下水超采區(qū)對休耕方案的適宜性進(jìn)行評價需考慮多種因素影響，其中，休耕實施后淺層地下水位能否回升及其回升效果是政策制定時首要考慮的因素，因此休耕適宜性評價需對其進(jìn)行定量預(yù)估。河北省作為糧食增產(chǎn)任務(wù)和國家谷物基本自給戰(zhàn)略的核心區(qū)，休耕政策不僅要考慮水資源涵養(yǎng)效果，還要兼顧對糧食生產(chǎn)的影響。同時，該項政策的復(fù)雜性還體現(xiàn)在對農(nóng)民生計的影響方面，休耕實施后剩余勞動力的有序流動與經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定亦是政策方案適宜性區(qū)劃中需要兼顧的要素。本研究充分考慮上述地下水生態(tài)修復(fù)、糧食安全與社會經(jīng)濟(jì)問題，構(gòu)建了涵蓋地下水變化、作物產(chǎn)量和勞動力消納能力的指標(biāo)體系，在較為精細(xì)的行政管理單元——鄉(xiāng)鎮(zhèn)尺度上對河北省淺層地下水超采區(qū)的土地休耕適宜性進(jìn)行評價與區(qū)劃，以期為該區(qū)域科學(xué)選擇休耕制度實施試點、合理劃定土地休耕范圍、有效預(yù)估休耕政策影響提供參考。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況與數(shù)據(jù)來源

本研究以河北省太行山山前平原為研究區(qū)（圖1），區(qū)域總面積約2.3 萬km2，幾乎全部是淺層地下水超采區(qū)，約占全省淺層地下水超采范圍的90%以上。該區(qū)域包括保定市、石家莊市、邢臺市和邯鄲市4 個市內(nèi)的48 個縣（市），耕地占比78%左右[16]，多年平均降水量為450～550 mm，地勢平坦，光照充足，十分適宜農(nóng)業(yè)發(fā)展[17-18]。作為我國糧食主產(chǎn)區(qū)，研究區(qū)以冬小麥-夏玉米一年兩熟制為最主要的種植制度，小麥、玉米的播種面積占糧食總播種面積的90%以上[16]。據(jù)統(tǒng)計，該區(qū)域農(nóng)業(yè)產(chǎn)值占全省20%以上，人口規(guī)模約占全省的20%，其中鄉(xiāng)村人口比例約為84%，明顯高于全省平均水平（77.2%）[16]。區(qū)域內(nèi)淺層地下水水質(zhì)良好，是農(nóng)田灌溉最主要的水源，但由于長期超量開采，已經(jīng)形成了包括保定漏斗、石家莊漏斗、寧柏隆漏斗、高蠡清漏斗、邯鄲漏斗等淺層地下水漏斗群[1-2]，嚴(yán)重制約農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。ZHANG等[19]和任理等[14]的模擬研究表明，保持現(xiàn)狀種植制度與灌溉強(qiáng)度，未來80 年內(nèi)該區(qū)域淺層含水層將可能面臨疏干風(fēng)險。若在地下水埋深較深、超采嚴(yán)重的區(qū)域?qū)嵤┮欢螘r間的休耕，接受降水補(bǔ)給，淺層地下水位有望轉(zhuǎn)變?yōu)榛厣龖B(tài)勢，環(huán)境地質(zhì)問題可得以修復(fù)。

圖1 研究區(qū)地理位置及行政區(qū)劃Figure 1 Geographical location and administrative division map of the study area

本研究所用河北省土地利用數(shù)據(jù)及鄉(xiāng)鎮(zhèn)行政邊界來源于中國科學(xué)院資源環(huán)境科學(xué)數(shù)據(jù)中心（https：∕∕www.resdc.cn∕）；淺層地下水超采程度根據(jù)河北省鄉(xiāng)鎮(zhèn)行政邊界對《河北省人民政府關(guān)于公布地下水超采區(qū)、禁止開采區(qū)和限制開采區(qū)范圍的通知》（冀政字〔2017〕48 號）中的插圖矢量化獲得；現(xiàn)狀淺層地下水埋深數(shù)據(jù)是對“全國地下水資源及其環(huán)境問題調(diào)查評價成果”——《華北平原地下水可持續(xù)利用圖集》中的淺層地下水等水位線及埋深圖件矢量化獲得；虛擬休耕情景下淺層地下水位及淺層含水層儲量變化是由分布式水文模型（Soil and water assessment tool，SWAT）[20]模擬輸出獲得；冬小麥和夏玉米產(chǎn)量數(shù)據(jù)來源于《河北農(nóng)村統(tǒng)計年鑒》（1994—2020）[16]；第一產(chǎn)業(yè)占GDP 比例等社會經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)來源于《河北經(jīng)濟(jì)年鑒》（2014—2016）[21]。需要說明的是，前期研究[14，19-20]在區(qū)域構(gòu)建了能夠仿真模擬“土壤水-地下水-作物生長”過程的SWAT 模型，并利用近170 口監(jiān)測（調(diào)查）井?dāng)?shù)據(jù)、地下水資源評價資料、遙感解譯的蒸散發(fā)及作物產(chǎn)量統(tǒng)計結(jié)果對模型進(jìn)行了詳細(xì)的率定與驗證。本研究運(yùn)用該模型中“完全休耕”情景模擬獲得的22個子流域的淺層地下水位和含水層儲水量的年均變化速率，作為虛擬休耕下淺層地下水涵養(yǎng)效果的評估數(shù)據(jù)。不同適宜程度分區(qū)內(nèi)耕地面積是對土地利用遙感監(jiān)測數(shù)據(jù)（來源于中國科學(xué)院資源環(huán)境科學(xué)數(shù)據(jù)中心，空間分辨率1 km×1 km）中耕地地類進(jìn)行統(tǒng)計獲得。

1.2 研究方法

研究按照“選取評價指標(biāo)-單因子評價分析-確定各因子權(quán)重-綜合評價分級”的思路開展，技術(shù)路線如圖2 所示?？紤]到充分表征不同評價因子的空間異質(zhì)性以及為政策制定提供盡可能精細(xì)的評估結(jié)果，將研究區(qū)除去市區(qū)外的44個縣（市）內(nèi)445個鄉(xiāng)鎮(zhèn)作為評價單元。

圖2 研究技術(shù)路線圖Figure 2 Technical roadmap of the study

1.2.1 評價指標(biāo)體系構(gòu)建

以代表性、綜合性、穩(wěn)定性、主導(dǎo)性為指標(biāo)選取原則，整合已有數(shù)據(jù)資料與前期研究成果[14-15，19-20]，基于地下水生態(tài)修復(fù)、糧食作物產(chǎn)量、社會經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定3 方面建立準(zhǔn)則層構(gòu)建指標(biāo)體系。在地下水生態(tài)修復(fù)方面，選取地下水超采嚴(yán)重程度（無量綱）、現(xiàn)狀淺層地下水埋深（m）這兩個指標(biāo)來表征地下水壓采的緊迫程度，超采程度越嚴(yán)重、地下水埋深越深，越應(yīng)優(yōu)先實施休耕；選取休耕后淺層含水層儲水量年均變化（mm·a-1）和休耕后淺層地下水位年均變化（m·a-1）這兩個指標(biāo)來反映休耕模式下地下水的涵養(yǎng)效果，評價單元休耕后地下水量與水位恢復(fù)速度越快，越適宜實施休耕。在糧食作物產(chǎn)量方面，考慮到研究區(qū)實行一年兩熟輪作制度，選取冬小麥的單產(chǎn)水平（t·hm-2）、夏玉米的單產(chǎn)水平（t·hm-2）這兩個指標(biāo)來反映其糧食生產(chǎn)能力的高低，生產(chǎn)能力越低的耕地，越應(yīng)優(yōu)先實施休耕。在社會經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定方面，選取第一產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值占GDP 比例（%）和距離城市遠(yuǎn)近程度（無量綱）這兩個指標(biāo)分別表征休耕對當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)水平的影響及周邊城市對擬休耕地區(qū)勞動人口的消納能力，當(dāng)休耕對經(jīng)濟(jì)水平影響較低且農(nóng)戶有更多機(jī)會進(jìn)城務(wù)工時，休耕在該評價單元的適宜性相對越高。綜上，共選取8個指標(biāo)作為評價土地休耕適宜性的主要影響因子（表1）。

表1 土地休耕適宜性評價指標(biāo)體系層次結(jié)構(gòu)Table 1 Hierarchical structure of the land fallow suitability evaluation index system

1.2.2 單因子評價方法

上述評價因子的原始數(shù)據(jù)來源多樣，因此空間分辨率不盡相同，首先利用ArcGIS 將不同空間尺度（包括縣市域尺度、子流域尺度等）的原始數(shù)據(jù)，采用面積加權(quán)平均法分別轉(zhuǎn)化到445 個鄉(xiāng)鎮(zhèn)評價單元上，獲取每個指標(biāo)相同空間尺度上的數(shù)據(jù)分值。標(biāo)準(zhǔn)化方法是對各評價單元進(jìn)行單因子分級評價，劃分為非常適宜、比較適宜、一般適宜和不適宜4 個等級。其中，除地下水超采嚴(yán)重程度C1、距離城市遠(yuǎn)近程度C8這兩個指標(biāo)外，其他6 個評價因子均是連續(xù)型變量，可直接根據(jù)數(shù)值劃分等級，對不同等級進(jìn)行賦分。C1和C8這兩個原始數(shù)據(jù)為離散型變量因子，具體等級劃分方法如下：

（1）四象限法。四象限法又稱二維象限法，基于目標(biāo)導(dǎo)向?qū)υu價單元的2 個屬性進(jìn)行不同程度的劃分，在此基礎(chǔ)上對4 個象限進(jìn)行排序[22]。本研究根據(jù)河北省地下水超采區(qū)范圍結(jié)果，將淺層地下水嚴(yán)重超采區(qū)與一般超采區(qū)、深層地下水嚴(yán)重超采區(qū)與一般超采區(qū)（包括非超采區(qū)）分別設(shè)定為橫縱坐標(biāo)，從這2 個維度出發(fā)，利用四象限法劃分土地休耕適宜等級。由于研究區(qū)幾乎全部位于淺層地下水超采區(qū)，而超采就意味著水位的繼續(xù)下降和地下水資源利用的不可持續(xù)，因此在劃分等級時不考慮“不適宜區(qū)”的設(shè)定，將一象限劃分為非常適宜區(qū)，將二、四象限劃分為比較適宜區(qū)，將三象限劃分為一般適宜區(qū)（圖3）。因原始數(shù)據(jù)的空間尺度即為鄉(xiāng)鎮(zhèn)尺度，故經(jīng)上述分級可直接獲得各單元的評價結(jié)果。

圖3 基于四象限法的地下水超采嚴(yán)重程度劃分Figure 3 Classification of groundwater overexploitation severity based on four quadrant method

（2）緩沖區(qū)分析。緩沖區(qū)分析能夠直觀反映評價單元到各級城市距離的變化情況，而此距離可在一定程度上表征各級城市對評價單元土地休耕后剩余勞動力的消納能力，即評價單元越接近城市，農(nóng)民進(jìn)城務(wù)工的可能性相對越高?？紤]到不同規(guī)模城市對勞動力消納能力的差異，本研究分別以研究區(qū)內(nèi)及其毗鄰地區(qū)涉及的1個特大型城市（北京市）、7個地級市以及37個縣級市作為點狀研究對象，參考文獻(xiàn)[23-24]設(shè)置合理的緩沖區(qū)半徑，進(jìn)行空間分析。首先，以北京市駐地為中心，生成半徑為50、70 km 和100 km 的緩沖區(qū)；其次，以保定市等7 個地級市駐地為中心，生成半徑為10、25 km 和40 km 的緩沖區(qū)；最后，以淶水縣等37個縣級市駐地為中心，生成半徑為3、5 km和10 km的緩沖區(qū)。以距離城市遠(yuǎn)近程度為標(biāo)準(zhǔn)，緩沖區(qū)由內(nèi)而外賦值3、2、1分，其余區(qū)域賦0分，重合區(qū)域分值相疊加，如圖4所示，再將該區(qū)域統(tǒng)計結(jié)果轉(zhuǎn)化到鄉(xiāng)鎮(zhèn)尺度上獲得各單元的評價結(jié)果。各鄉(xiāng)鎮(zhèn)最終得分小于1分，設(shè)為與城市“不靠近”等級；得分為1～2分，設(shè)為與城市“一般靠近”等級；得分為2～3分，設(shè)為與城市“比較靠近”等級；得分大于3 分，設(shè)為與城市“非?？拷钡燃?。

圖4 基于緩沖區(qū)分析的距離城市遠(yuǎn)近程度賦值結(jié)果Figure 4 Assignment results of distance from cities based on buffer zone analysis

1.2.3 權(quán)重確定方法

在計算獲得單因子評價結(jié)果后，運(yùn)用變異系數(shù)法確定各因子在綜合評價中的權(quán)重。變異系數(shù)是衡量數(shù)據(jù)差異的統(tǒng)計指標(biāo)，國內(nèi)外學(xué)者通常利用它分析地區(qū)間差異[25]。變異系數(shù)法計算公式如下：

式中：wi為評價因子權(quán)重；vi為評價因子變異系數(shù)；Si為評價因子標(biāo)準(zhǔn)差為評價因子均值；i為評價因子數(shù)（i=1，2，...，8）。

1.2.4 綜合評價模型

綜合考慮地下水超采區(qū)土地休耕對地下水生態(tài)修復(fù)、糧食作物產(chǎn)量和社會經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定的影響，根據(jù)1.2.3節(jié)確定的指標(biāo)權(quán)重，將各評價單元8項評價因子加權(quán)求和，得到各評價單元的土地休耕綜合適宜性評價指數(shù)，具體計算公式如下：

式中：F為土地休耕綜合適宜性評價指數(shù)；pi為評價因子指數(shù)（i=1，2，...，8）。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因子評價指標(biāo)分析

2.1.1 單因子評價等級劃分及指標(biāo)權(quán)重

對本研究的8 個評價指標(biāo)按照土地休耕不適宜、一般適宜、比較適宜和非常適宜進(jìn)行等級劃分，對應(yīng)的等級指數(shù)分別為1、3、5、7，結(jié)果如表2 所示。應(yīng)用變異系數(shù)法計算得到各指標(biāo)的權(quán)重（表2），可以看出8個評價因子的權(quán)重在6.98%～15.89%之間，除地下水超采嚴(yán)重程度C1外，其余7個指標(biāo)的權(quán)重均高于10%，整體差異較小。這表明本研究選取的8個評價指標(biāo)體現(xiàn)了土地休耕適宜性評估的綜合性，其綜合評價結(jié)果能夠兼顧并權(quán)衡生態(tài)、糧食與社會經(jīng)濟(jì)多元要素。

表2 單因子評價結(jié)果及指標(biāo)權(quán)重Table 2 Single factor evaluation results and the weight of indices

2.1.2 單因子評價結(jié)果的空間分布特征

（1）地下水生態(tài)修復(fù)。在地下水超采治理緊迫性方面，目前埋深較深、超采情勢嚴(yán)峻的區(qū)域集中分布在石家莊與邢臺交界處的高邑、趙縣、寧晉、柏鄉(xiāng)、臨城等地，以及邯鄲地區(qū)的肥鄉(xiāng)、成安、臨漳（圖5a 和圖5b），這些區(qū)域的現(xiàn)狀淺層地下水埋深已經(jīng)超過35 m，亟需通過適度的休耕來遏制水位的繼續(xù)下降。但是因受降水分布不均和水文地質(zhì)條件等下墊面異質(zhì)性的影響，上述區(qū)域若實施休耕制度，淺層地下水量和水位的恢復(fù)情況不盡相同。寧晉、趙縣等地的地下水儲量及水位埋深的恢復(fù)速度相對較低，高邑、柏鄉(xiāng)、臨城以及邯鄲地區(qū)的地下水恢復(fù)能力相對較高，而研究區(qū)內(nèi)休耕制度實施后地下水恢復(fù)效果最明顯的區(qū)域位于北部石家莊的藁城、正定、鹿泉及保定的易縣、淶水、定興等地（圖5c 和圖5d）。這表明休耕適宜區(qū)域的劃定不僅應(yīng)考慮當(dāng)前地下水超采問題的嚴(yán)峻性，而且要考慮地下水涵養(yǎng)效果，綜合確定優(yōu)先采用休耕方案來恢復(fù)地下水生態(tài)環(huán)境的適宜區(qū)域。

（2）糧食作物產(chǎn)量。為保證更高的糧食產(chǎn)量，應(yīng)優(yōu)先考慮區(qū)域內(nèi)的“相對低產(chǎn)田”休耕，即冬小麥和夏玉米單產(chǎn)水平相對較低的區(qū)域休耕。由圖5e 和圖5f可知，研究區(qū)西部（靠近太行山的區(qū)域）糧食單產(chǎn)相對較低，中東部地區(qū)糧食單產(chǎn)相對較高，石家莊冬小麥和夏玉米的單產(chǎn)水平相對最高。因此，從盡可能降低休耕引起的糧食減產(chǎn)的角度考慮，應(yīng)優(yōu)先在西部靠近太行山的區(qū)域推行休耕方案。

（3）社會經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定。根據(jù)第一產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值占GDP比例評價結(jié)果（圖5g），其比值在10%以內(nèi)的區(qū)域分布在保定涿州市，石家莊鹿泉、藁城等地，邢臺沙河市，邯鄲磁縣、邯鄲縣等地，這在一定程度上說明這些區(qū)域內(nèi)農(nóng)業(yè)活動對經(jīng)濟(jì)的影響較小，實施休耕后社會經(jīng)濟(jì)更易保持穩(wěn)定。在周邊城市對農(nóng)村勞動力的消納能力方面（圖5h），由于研究區(qū)中部地區(qū)的縣級城市駐地較為稀疏，距離地級城市駐地又相對較遠(yuǎn)，因此周邊城市對勞動力的消納能力偏低；而在地級城市駐地附近的縣城對勞動力的消納能力相對較高，且保定北部由于受到北京經(jīng)濟(jì)圈的影響，也對農(nóng)村勞動力有較高的消納能力，某種意義上更適合實施休耕。

圖5 土地休耕單因子評價結(jié)果空間分布Figure 5 Spatial distribution of the single factor evaluation results

2.2 土地休耕適宜性綜合評價結(jié)果

2.2.1 總體分布特征

河北省太行山山前平原土地休耕適宜性綜合評價結(jié)果如表3 所示。非常適宜區(qū)、比較適宜區(qū)、一般適宜區(qū)和不適宜區(qū)的耕地面積分別為26.6 萬、59.5萬、68.2 萬、17.9 萬hm2，占研究區(qū)總面積的比例分別為15.5%、34.5%、39.6%和10.4%。各類型區(qū)呈現(xiàn)不同空間分布特點。

表3 土地休耕適宜性評價整體分區(qū)結(jié)果Table 3 The partition results of land fallow suitability evaluation

（1）非常適宜區(qū)：該類型區(qū)具有一定的空間集聚特征，主要集中于靠近太行山的研究區(qū)西側(cè)，并沿京廣線呈現(xiàn)出南北向帶狀分布。評價結(jié)果為非常適宜區(qū)的鄉(xiāng)鎮(zhèn)大多在保定、石家莊、邢臺和邯鄲市區(qū)周邊（圖6），同時具有休耕后地下水恢復(fù)能力較高、現(xiàn)狀耕地糧食單產(chǎn)較低、距離城市較近的特點。

（2）比較適宜區(qū)：該類型區(qū)呈現(xiàn)出圍繞非常適宜區(qū)域向四周擴(kuò)散的空間分布特征（圖6），多集中于保定中部與北部區(qū)域、石家莊中西部區(qū)域、邢臺除非常適宜區(qū)以外的大部分區(qū)域以及邯鄲東部區(qū)域，造成上述分布特征的原因基本與非常適宜區(qū)相同。

圖6 土地休耕適宜性綜合評價的空間分布及地區(qū)分布情況Figure 6 Spatial distribution and regional statistics of the comprehensive evaluation of land fallow suitability

（3）一般適宜區(qū)：該類型區(qū)的空間分布較為分散，但大部分集中于研究區(qū)的中部及東部區(qū)域，特別是在石家莊東部連片分布，另外在保定中部、邢臺東北部、邯鄲東北部也有部分鄉(xiāng)鎮(zhèn)零星分布（圖6）。

（4）不適宜區(qū)：該類型區(qū)的分布較為集中，主要位于研究區(qū)中北部的保定定州、望都，石家莊無極、新樂、行唐等地（圖6），這主要與耕地單產(chǎn)水平較高、休耕后地下水位恢復(fù)速度較慢、距離城鎮(zhèn)相對較遠(yuǎn)有關(guān)，因此在這些區(qū)域制定水土資源管理政策時應(yīng)謹(jǐn)慎考慮是否通過實施休耕來治理地下水超采問題。

2.2.2 地區(qū)分布特征

在研究區(qū)所涉及的保定、石家莊、邢臺和邯鄲這4 個市內(nèi)，土地休耕適宜性分區(qū)的分布也呈現(xiàn)出一定的差異（圖6）。

（1）保定地區(qū)：無論是從鄉(xiāng)鎮(zhèn)數(shù)量統(tǒng)計還是從面積統(tǒng)計，與其他3 個市相比，保定市內(nèi)均呈現(xiàn)出非常適宜區(qū)比例相對最低、不適宜區(qū)比例相對最高的特點，全市只有13 個鄉(xiāng)鎮(zhèn)非常適宜實施休耕制度，而不適宜休耕的鄉(xiāng)鎮(zhèn)高達(dá)28個。

（2）石家莊地區(qū)：該市內(nèi)一半以上鄉(xiāng)鎮(zhèn)（約占52%）及涉及的耕地面積（約占58%）為一般適宜區(qū)，非常適宜、比較適宜和不適宜區(qū)呈現(xiàn)平均分布的特點。

（3）邢臺地區(qū)：該地級市內(nèi)接近一半的鄉(xiāng)鎮(zhèn)（約占47%）及涉及的耕地面積（約占44%）為比較適宜區(qū)，零星的不適宜區(qū)約占1%，非常適宜區(qū)和一般適宜區(qū)各占約1∕4的比例，與另外3個市相比，比較適宜區(qū)在該市所占比例相對最高。

（4）邯鄲地區(qū)：該市內(nèi)的非常適宜區(qū)所涉及鄉(xiāng)鎮(zhèn)數(shù)量及耕地面積比例是4個市中最高的，均在30%以上，且比較適宜區(qū)所占比例也在40%左右，這表明邯鄲地區(qū)更為適宜優(yōu)先推行休耕制度。

3 討論

有序推進(jìn)耕地休養(yǎng)生息制度是在地下水超采區(qū)進(jìn)行生態(tài)修復(fù)的重要舉措之一[8，14]。本研究以我國淺層地下水超采最嚴(yán)重的區(qū)域——河北省太行山山前平原為研究區(qū)，綜合考慮了休耕對地下水動態(tài)、糧食作物產(chǎn)量以及社會經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定的影響，從上述3 方面選取了8 個評價指標(biāo)，融合多源多尺度數(shù)據(jù)，對該區(qū)域土地休耕適宜性進(jìn)行了定量評價。本研究的特色之一在于指標(biāo)體系構(gòu)建中應(yīng)用了基于分布式水文模型對虛擬休耕情景下地下水位（量）的定量模擬結(jié)果，這一情景預(yù)測結(jié)果為休耕實施后地下水位（量）的恢復(fù)提供了可靠的數(shù)據(jù)來源[14，19-20]。特別是在該模型對上述指標(biāo)的模擬過程中，本研究以降水等氣象要素及土壤等下墊面條件作為輸入條件，得到上述要素綜合影響下的量化指標(biāo)。換言之，基于水文模型虛擬休耕情景的模擬結(jié)果，不但為休耕后地下水恢復(fù)這一關(guān)鍵效果的衡量提供了定量數(shù)據(jù)，而且在某種程度上相當(dāng)于考慮了降水、土壤等“隱形”指標(biāo)，這為本研究結(jié)果能夠有效支撐管理實踐工作提供了扎實基礎(chǔ)。耕地休養(yǎng)生息制度還在全國其他區(qū)域試點推行[4，6]，相關(guān)研究工作中若缺少與上述類似的數(shù)值模型虛擬情景模擬結(jié)果，則在指標(biāo)體系的構(gòu)建中，還應(yīng)考慮更全面的自然要素（如氣象要素與下墊面條件等）。

本研究基于變異系數(shù)法對休耕適宜性進(jìn)行了綜合定量評價，進(jìn)而對研究區(qū)內(nèi)非常適宜區(qū)、比較適宜區(qū)、一般適宜區(qū)、不適宜區(qū)的鄉(xiāng)鎮(zhèn)空間分布特征進(jìn)行了分析。研究結(jié)果顯示，適合優(yōu)先推行休耕制度的區(qū)域呈現(xiàn)出在靠近太行山的研究區(qū)西側(cè)沿京廣線帶狀分布的特征。從地理區(qū)位上看，研究區(qū)西側(cè)沿京廣線地區(qū)連結(jié)了4 個地級城市，距離城市相對較近，具有發(fā)展非農(nóng)經(jīng)濟(jì)的優(yōu)勢。與此同時，這些地區(qū)還具有休耕后地下水恢復(fù)能力較高且現(xiàn)狀耕地糧食單產(chǎn)較低的特點，因此優(yōu)先推行休耕制度是合理可行的。另外，本研究表明休耕的非常適宜區(qū)與比較適宜區(qū)在邯鄲、邢臺的市區(qū)周邊分布較多，這也與2016—2018 年河北省農(nóng)業(yè)廳等部門發(fā)布的《河北省年度耕地季節(jié)性休耕制度試點實施方案》、2019 年水利部等四部委聯(lián)合印發(fā)的《華北地區(qū)地下水超采綜合治理行動方案》等文件中提出的近年來地下水超采綜合治理重點地區(qū)相一致。本研究相關(guān)結(jié)果能夠在一定程度上反映適合推行耕地休養(yǎng)生息制度區(qū)域的先后順序，進(jìn)而為管理部門考慮將休耕作為治理地下水超采舉措時制定相關(guān)政策提供定量的科學(xué)參考。在實際管理工作中，政策的制定往往隨著社會的發(fā)展而發(fā)生方向性或傾向性的變化。因此，本研究給出的單因子評估結(jié)果，還可為未來該區(qū)域?qū)嵤┬莞贫葧r更多地考慮治理地下水超采、更多地考慮減少糧食產(chǎn)量損失或更多地考慮農(nóng)村經(jīng)濟(jì)及城鄉(xiāng)勞動力流動而制定不同的試點區(qū)提供更多可參考的方案。

事實上，在地下水超采區(qū)推行休耕制度是個復(fù)雜的問題，涉及農(nóng)業(yè)、水利、財政等多部門。盡管本研究考慮了地下水生態(tài)修復(fù)、糧食作物產(chǎn)量與社會經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定等多方面因素，構(gòu)建了綜合性的指標(biāo)體系對其適宜性進(jìn)行了評估，但未來若應(yīng)用本研究成果進(jìn)行試點與推廣工作，仍有諸多問題亟待解決。例如，在毗鄰研究區(qū)的深層地下水超采區(qū)——黑龍港地區(qū)，季節(jié)性休耕政策相關(guān)試點已經(jīng)推行了5 年左右，但仍存在生態(tài)補(bǔ)償體系不完善、監(jiān)測監(jiān)督體制不健全、政府和公眾意識不強(qiáng)等問題[26-27]。在本研究獲得的河北省淺層地下水超采區(qū)土地休耕適宜性評價結(jié)果的基礎(chǔ)上，上述議題也是未來研究的拓展方向，應(yīng)在科學(xué)合理制定休耕方案的基礎(chǔ)上，使其能夠在實際管理中有效推行，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)水土資源可持續(xù)利用與發(fā)展。

4 結(jié)論

（1）本研究以華北地區(qū)淺層地下水超采最嚴(yán)重的河北省太行山山前平原為研究區(qū)，從地下水生態(tài)修復(fù)、糧食作物產(chǎn)量和社會經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定3 個維度出發(fā)，綜合評價了土地休耕的適宜程度。根據(jù)土地休耕適宜性等級評價結(jié)果，研究區(qū)內(nèi)實施休耕制度的非常適宜區(qū)、比較適宜區(qū)、一般適宜區(qū)和不適宜區(qū)的耕地面積比例分別為15.5%、34.5%、39.6%和10.4%。

（2）土地休耕非常適宜區(qū)的空間位置具有集聚性，并呈現(xiàn)出在靠近太行山的研究區(qū)西側(cè)沿京廣線帶狀分布的規(guī)律，比較適宜區(qū)圍繞非常適宜區(qū)向四周擴(kuò)散，這些區(qū)域具有休耕后地下水恢復(fù)能力較高、現(xiàn)狀耕地糧食單產(chǎn)較低、距離城市較近的特點。土地休耕不適宜區(qū)集中分布在研究區(qū)中北部的部分鄉(xiāng)鎮(zhèn)，而一般適宜區(qū)的空間分布較為分散。

（3）對于研究區(qū)內(nèi)的4 個地級市，土地休耕非常適宜區(qū)、比較適宜區(qū)、一般適宜區(qū)和不適宜區(qū)涉及的鄉(xiāng)鎮(zhèn)數(shù)量及耕地面積占比分別在邯鄲市、邢臺市、石家莊市和保定市達(dá)到最高。未來若考慮在河北省太行山山前平原推行休耕制度來治理地下水超采問題，應(yīng)優(yōu)先在邯鄲市和邢臺市內(nèi)選擇位于研究區(qū)西側(cè)的鄉(xiāng)鎮(zhèn)進(jìn)行試點研究與實施推廣。