山地丘陵區(qū)耕地質(zhì)量可提升潛力空間分布及保護分區(qū)
——以重慶市江津區(qū)為例

董婷，楊朝現(xiàn)，鐘守琴，李伶俐，史宇微，魏朝富*

（1.西南大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院，重慶 400715；2.農(nóng)業(yè)農(nóng)村部西南耕地保育重點實驗室，重慶 400715；3.成都市國土規(guī)劃地籍事務(wù)中心，成都 611130）

耕地是關(guān)乎人類生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)[1]，耕地質(zhì)量是影響糧食安全和社會經(jīng)濟穩(wěn)定最直接的因素[2]。2020 年新修訂的《中華人民共和國土地管理法》提出要穩(wěn)步推進耕地質(zhì)量保護，2021 年中央“一號文件”提出要落實最嚴格的耕地保護制度，進一步明確耕地質(zhì)量保護的重要性。然而隨著城鎮(zhèn)化進程的加快，建設(shè)用地擠占耕地、占優(yōu)補劣現(xiàn)象時有發(fā)生，耕地整體質(zhì)量逐漸下降。據(jù)統(tǒng)計，目前我國適合種植的耕地約1.2 億hm2，優(yōu)質(zhì)耕地僅占30%，耕地后備資源不足。因此，提升耕地質(zhì)量、明晰耕地質(zhì)量可提升潛力空間分布仍是目前亟需解決的問題。

目前關(guān)于耕地質(zhì)量可提升潛力的研究，主要從耕地的自然條件、利用水平、經(jīng)濟屬性等三方面[3-5]出發(fā)構(gòu)建提升潛力模型，運用指標(biāo)修正法[6]、規(guī)劃法[7]等方法測算可提升潛力。有關(guān)耕地質(zhì)量可提升潛力空間分布的研究主要從以下兩方面進行：從空間尺度來看，涉及省[8-9]、市[10]、縣[11]、網(wǎng)格[3]等尺度；從空間格局來看，主要采用面積加權(quán)法[4]、空間自相關(guān)[3，12]、趨勢面分析[13]等方法探討耕地質(zhì)量提升潛力指數(shù)的空間分布特性，并以此為依據(jù)劃定耕地保護區(qū)。耕地保護分區(qū)類型主要包括耕地生態(tài)補償分區(qū)[14]、耕地質(zhì)量分區(qū)[15]、耕地利用分區(qū)[16]等，大多與耕地質(zhì)量的三大屬性相結(jié)合[17]，分區(qū)方法主要以疊加分析、聚類分析[16]等方法為主?？傮w來看，關(guān)于耕地質(zhì)量提升潛力的空間分布及保護分區(qū)的研究較為成熟，但耕地質(zhì)量限制因素在平原地區(qū)[3]和山地丘陵地區(qū)[4]有所差異。

山地丘陵地區(qū)主要受到以地形地貌為主導(dǎo)的復(fù)合因子的影響[15]，地形地貌決定著耕地資源空間分布，地勢起伏度則制約著耕地的開發(fā)難易程度[18]，其對耕地生產(chǎn)潛力、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)[19]等意義重大。丘陵山區(qū)耕地保護區(qū)的劃定通常是以耕地質(zhì)量可提升潛力空間集聚程度為依據(jù)[20]，而結(jié)合耕地質(zhì)量限制程度劃定保護區(qū)的研究尚顯不足，容易造成耕地質(zhì)量可提升潛力空間分布聚集程度越高則保護等級越高的誤區(qū)。此外，耕地保護區(qū)的研究尺度大多以行政區(qū)尺度為主，而對于耕地質(zhì)量提升潛力相同的地塊，則容易忽視地勢起伏差異帶來的保護難易程度不一的情況。從地貌尺度劃定保護區(qū)則能在一定程度上提高耕地保護的精準(zhǔn)性，其分區(qū)結(jié)果更能與耕地差異化保護的現(xiàn)實需求相適應(yīng)。因此，將耕地質(zhì)量限制程度與耕地質(zhì)量可提升潛力相耦合劃定不同地貌類型的耕地保護區(qū)很值得探究。耕地差別化管理策略對于耕地資源的合理配置也具有一定的指導(dǎo)意義，其既是對耕地保護研究內(nèi)容的補充和完善，也可為山地丘陵區(qū)國土空間規(guī)劃的編制提供新的視角。

鑒于此，本研究以重慶市江津區(qū)為例，以2018 年農(nóng)用地分等定級成果為依托，根據(jù)耕地質(zhì)量可提升潛力模型，測算耕地質(zhì)量可提升潛力指數(shù)，并依據(jù)空間自相關(guān)分析得出耕地質(zhì)量可提升潛力的空間聚集性和異質(zhì)性特征，從而在耦合耕地質(zhì)量可改良因子限制程度的基礎(chǔ)上劃定不同地貌類型的耕地保護區(qū)，分析其空間分布特征、表現(xiàn)形式，進而提出差異化的耕地保護策略，以期為山地丘陵區(qū)耕地資源合理保護與可持續(xù)利用提供理論支撐。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

江津區(qū)位于重慶市西南部，東經(jīng)105°49′～106°38′、北緯28°28′～29°28′，處于云貴高原向四川盆地過渡的梯形地帶。地形南高北低，北部和中部以低山、丘陵為主，南部以山區(qū)為主，山勢起伏有致。土地利用立體氣候特征明顯，具有氣候溫和、無霜期長等特點。區(qū)內(nèi)降水充沛，境內(nèi)江河縱橫交錯，長江干流與三峽庫區(qū)交匯，水文資源豐富。根據(jù)2018 年土地利用現(xiàn)狀變更數(shù)據(jù)，區(qū)內(nèi)土地面積32.178 萬hm2，包括5 個街道、25 個鎮(zhèn)a（圖1），耕地面積11.269 萬hm2，耕地自然質(zhì)量等別主要集中在8～12 等，其中8 等地分布最多，面積為3.736 萬hm2，占研究區(qū)耕地面積的33.15%。耕地利用質(zhì)量等別主要集中在6～12 等，其中10等地分布最多，為3.088萬hm2，占研究區(qū)耕地面積的27.40%。耕地質(zhì)量由北向南逐漸降低。江津區(qū)經(jīng)濟發(fā)展迅速，常住人口138.70 萬，城鎮(zhèn)化率68.43%，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)總值131.01 億元，糧食生產(chǎn)總量63.08 萬t，是重慶市重要的商品糧基地。因此，明確江津區(qū)耕地質(zhì)量可提升潛力的空間分布特性，在此基礎(chǔ)上結(jié)合耕地質(zhì)量可改良因子限制程度劃定耕地保護區(qū)具有典型意義。

圖1 研究區(qū)位置示意圖Figure 1 Schematic diagram of location of study area

1.2 數(shù)據(jù)來源及耕地質(zhì)量可改良因子識別

1.2.1 數(shù)據(jù)來源

《中國耕地質(zhì)量等級調(diào)查與評定（重慶卷）》；重慶市行政區(qū)劃矢量數(shù)據(jù)；江津區(qū)行政區(qū)劃矢量數(shù)據(jù)；江津區(qū)2018 年土地利用現(xiàn)狀變更數(shù)據(jù)庫；江津區(qū)2018年農(nóng)用地分等定級成果；江津區(qū)30 m×30 m 的DEM數(shù)字高程數(shù)據(jù)；社會經(jīng)濟數(shù)據(jù)主要包括江津區(qū)統(tǒng)計年鑒、國民經(jīng)濟和社會發(fā)展公報以及實地調(diào)研資料。

1.2.2 耕地質(zhì)量可改良因子識別

根據(jù)《農(nóng)用地質(zhì)量分等規(guī)程》（GB/T 28407—2012）和《中國耕地質(zhì)量等級調(diào)查與評定（重慶卷）》，篩選出山地丘陵區(qū)耕地質(zhì)量評價因子為地形坡度、有效土層厚度、表層土壤質(zhì)地、土壤有機質(zhì)含量、土壤酸堿度、灌溉保證率、田塊規(guī)整度、耕地連片性、道路通達度等9 個因子。本研究耕地質(zhì)量可改良因子是指在一定的經(jīng)濟技術(shù)水平下，通過土地整治工程措施的實施其屬性可以發(fā)生改變[4]，并對耕地綜合生產(chǎn)力產(chǎn)生重要影響的因子[21]。土地平整工程的實施可使地形坡度、表層土壤質(zhì)地、土壤酸堿度、有效土層厚度、有機質(zhì)含量、田塊通達度和耕地連片性等發(fā)生改變；灌溉與排水工程措施會對灌溉保證率產(chǎn)生影響[22-23]；田間道路工程的實施對道路通達度具有重要影響[6]。因此本研究識別出表層土壤質(zhì)地、土壤有機質(zhì)含量、土壤酸堿度、有效土層厚度、灌溉保證率、地形坡度、田塊規(guī)整度、耕地連片性、道路通達度等9 個耕地質(zhì)量可改良因子。

1.2.3 作物生產(chǎn)潛力指數(shù)及耕地質(zhì)量可改良因子參數(shù)獲取

根據(jù)《農(nóng)用地質(zhì)量分等規(guī)程》（GB/T 28407—2012），重慶市江津區(qū)水稻、玉米、小麥、甘薯的氣候生產(chǎn)潛力指數(shù)分別為1 786、1 918、694、4 039，其光溫生產(chǎn)潛力指數(shù)分別為1 786、1 952、775、4 039。該區(qū)標(biāo)準(zhǔn)作物為水稻，因此水稻、玉米、小麥、甘薯的產(chǎn)量比系數(shù)分別為1、1.10、0.93、0.20。研究區(qū)耕地質(zhì)量可改良因子自然質(zhì)量分、分級指標(biāo)根據(jù)《中國耕地質(zhì)量等級調(diào)查與評定（重慶卷）》《農(nóng)用地質(zhì)量分等規(guī)程》以及研究區(qū)實際情況設(shè)置而得；耕地質(zhì)量可改良因子權(quán)重的獲取與現(xiàn)有研究相結(jié)合[6，24]，并根據(jù)層次分析法確定權(quán)重值（表1）。其中道路通達度主要采用指數(shù)衰減模型fi=M（1-r）（fi為指標(biāo)作用分，M為擴展源的功能分，r為相對距離）計算得分。

表1 研究區(qū)耕地質(zhì)量可改良因子參數(shù)Table 1 Parameters of cultivated land quality improvable factors in the study area

1.2.4 耕地質(zhì)量可改良因子限制程度判定標(biāo)準(zhǔn)

提升耕地質(zhì)量的主要目標(biāo)是提升作物生產(chǎn)能力，作物生產(chǎn)能力的高低取決于生長環(huán)境的好壞，而作物生長環(huán)境主要受耕地質(zhì)量可改良因子限制程度的影響[25]，當(dāng)可改良因子的限制程度達到中等水平時，其耕地質(zhì)量可提升潛力就會明顯下降[26]。因此根據(jù)這一原則和研究區(qū)耕地質(zhì)量可改良因子參數(shù)表，自然質(zhì)量分在0～50的因子為高限制因子，自然質(zhì)量分在50～70 的因子為中限制因子，自然質(zhì)量分在70～100 的因子為低限制因子。此外耕地質(zhì)量可改良因子限制程度主要受可改良因子個數(shù)以及本身性質(zhì)的影響[3]，高限制因子個數(shù)越多，其耕地的限制程度越大，同一種可改良因子的限制類型不同，其限制程度也有所差別。在土地整治工程措施實施之后，表層土壤質(zhì)地、土壤酸堿度和有機質(zhì)含量等3 個因子的屬性變化（正向或負向）難以界定，有效土層厚度、地形坡度、灌溉保證率、田塊規(guī)整度、耕地連片性、道路通達度等6 個因子的屬性轉(zhuǎn)變狀態(tài)比較容易界定，因此表層土壤質(zhì)地、土壤酸堿度和有機質(zhì)含量為穩(wěn)定（不易改良）的因子[11]；而有效土層厚度、地形坡度、灌溉保證率、田塊規(guī)整度、耕地連片性、道路通達度為敏感（易改良）的因子。基于此，將研究區(qū)劃分為以下3 種限制區(qū)（表2）：高限制區(qū)、中限制區(qū)、低限制區(qū)，高限制區(qū)為限制程度最大的區(qū)域，低限制區(qū)為限制程度最小的區(qū)域。

表2 耕地質(zhì)量可改良因子限制程度分級標(biāo)準(zhǔn)Table 2 Classification standard of restriction degree of cultivated land quality improvable factor

1.3 研究方法

1.3.1 耕地質(zhì)量可提升潛力模型

（1）耕地自然等可提升潛力模型自然等可提升潛力模型是根據(jù)影響研究區(qū)耕地質(zhì)量的可改良因子，加權(quán)計算可改良因子的最大耕地自然質(zhì)量分值和實際耕地自然質(zhì)量分值，二者之差即為各個可改良因子的耕地自然等可提升潛力指數(shù)[27]，結(jié)合加權(quán)法計算得出耕地地塊自然等可提升潛力指數(shù)，因此自然等可提升潛力指數(shù)的公式為：

式中：D為自然等可提升潛力指數(shù)；R為可改良因子的最大貢獻值；r為可改良因子的實際貢獻值；w為可改良因子的權(quán)重；F為可改良因子的最大質(zhì)量分值；f為可改良因子的實際質(zhì)量分值；α為光溫（氣候）生產(chǎn)潛力指數(shù)；β為產(chǎn)量比系數(shù)；k為限制因子編號；i為分等單元個數(shù)；j為作物種類。

（2）耕地利用等可提升潛力模型

利用等可提升潛力模型以《農(nóng)用地質(zhì)量分等規(guī)程》為基礎(chǔ)，將自然等可提升潛力模型與耕地利用系數(shù)相結(jié)合，因此耕地利用等可提升潛力指數(shù)計算公式如下：

式中：T為利用等可提升潛力指數(shù)；D為自然等可提升潛力指數(shù)；K為耕地利用系數(shù)；i為分等單元個數(shù)；j為指定作物種類；L為分等單元等值區(qū)。

1.3.2 基于GIS的空間分析

（1）核密度估算

核密度測算是一種比較經(jīng)典的空間可視化方法，通過測算研究區(qū)耕地地塊數(shù)量，可以直觀地揭示耕地質(zhì)量可改良因子限制程度空間分布的聚集程度及其分布概率[28]。其公式為：

式中：f（x）為耕地地塊的核密度估算值；n為耕地地塊數(shù)量；k為核函數(shù)；x-xi為估計值的地塊與樣本的地塊之間的距離；hi為帶寬。

（2）全局空間自相關(guān)

全局空間自相關(guān)主要用來描述耕地質(zhì)量提升潛力在研究區(qū)整體的集聚性特征，側(cè)重于描述其整體分布趨勢，可以直觀地反映空間相鄰地塊屬性值的相似程度[29]。其計算公式為：

式中：I為全局Moran′sI指數(shù)；n為地塊單元個數(shù)；w為空間權(quán)重交互值；xi、xj為第i個地塊和第j個地塊的耕地質(zhì)量提升潛力指數(shù)；xˉ為耕地提升潛力指數(shù)的平均值。

（3）局部空間自相關(guān)

局部空間自相關(guān)可以揭示耕地地塊與周圍地塊可提升潛力指數(shù)之間的相互關(guān)聯(lián)性和異質(zhì)性[30]。其中局部空間自相關(guān)分析最常用的指標(biāo)是局部莫蘭指數(shù)（Local Moran′sI），其可以分析局部地塊耕地質(zhì)量可提升潛力指數(shù)的空間聚集程度和隨機性的具體分布[31]。本研究區(qū)耕地質(zhì)量可提升潛力指數(shù)局部空間自相關(guān)結(jié)果可分為HH（高-高）型、LL（低-低）型、NN（隨機）型、HL（高-低）型、LH（低-高）型5種類型。其局部莫蘭指數(shù)計算公式為：

式中：I為莫蘭指數(shù)；w為權(quán)重；n為地塊單元總數(shù)；xi-和xj-分別是第i個和第j個地塊單元上的觀測值和平均值的偏差；Z為標(biāo)準(zhǔn)化統(tǒng)計量的閾值；E（I）為觀測變量自相關(guān)性的理論期望值；Var（I）為理論方差。

1.3.3 耕地保護分區(qū)識別與強度診斷模型

根據(jù)空間極化理論，在局部空間自相關(guān)結(jié)果中，HH 型是局部范圍高聚集的區(qū)域，LL 型是局部范圍低聚集的區(qū)域，NN 型是在空間上呈現(xiàn)隨機分布的區(qū)域，LH 型和HL 型則是空間分布異常的區(qū)域，其受周邊區(qū)域耕地地塊同化的影響，會逐漸演化為HH 型和LL 型[9，32]。基于此，對耕地質(zhì)量提升潛力局部空間自相關(guān)結(jié)果進行分級，將HH 型、LH 型劃分為高潛力區(qū)，NN 型劃分為中潛力區(qū)，LL 型和HL 型劃分為低潛力區(qū)。

耕地質(zhì)量可改良因子限制程度在一定程度上反映耕地的改良難度，耕地自然等提升潛力反映了區(qū)域內(nèi)耕地基礎(chǔ)地力水平、作物種植的適宜性程度，耕地利用等提升潛力則反映了區(qū)域內(nèi)的投入產(chǎn)出情況以及耕地利用程度，前者是后兩者的基礎(chǔ)。因此依據(jù)“比較優(yōu)勢”的原則[30]，將耕地質(zhì)量可改良因子限制程度分級、耕地自然等可提升潛力分級、耕地利用等可提升潛力分級進行排列組合[33-34]，通過比較不同組合類型的限制程度與提升潛力對研究區(qū)進行劃分：限制程度較低、提升潛力較高的區(qū)域劃為核心保護區(qū)；限制程度較低、提升潛力較低的區(qū)域劃為重點保護區(qū)；限制程度較高、提升潛力較低的區(qū)域劃為一般保護區(qū)；限制程度較高、提升潛力較高的區(qū)域劃為限制保護區(qū)。據(jù)此得到19 種組合形式和4 種耕地保護類型（圖2）。

圖2 耕地保護分區(qū)識別與強度診斷模型Figure 2 Identification and intensity diagnosis model of cultivated land protection zones

2 結(jié)果與分析

2.1 耕地質(zhì)量可改良因子限制程度核密度分析

依據(jù)耕地質(zhì)量可改良因子限制程度分級標(biāo)準(zhǔn)以及核密度估算，將研究區(qū)劃分為高限制區(qū)、中限制區(qū)、低限制區(qū)，限制程度總體呈現(xiàn)南北高、中間低的帶狀分布特點（圖3）。高限制區(qū)占研究區(qū)耕地面積的34.78%，主要分布在研究區(qū)中北部的山地和高丘地區(qū)以及南部的山地地區(qū)，其中北部地區(qū)以幾江街道、德感街道較為集中，南部地區(qū)以四面山鎮(zhèn)和四屏鎮(zhèn)為主，由于地形和水文條件的限制，灌溉條件無法得到保證，田塊規(guī)整度較低，同時受到表層土壤質(zhì)地和有機質(zhì)含量這2 個不易改良因子的影響，該類型耕地改良難度大。中限制區(qū)占研究區(qū)耕地面積的31.69%，集中分布在夏壩鎮(zhèn)、西湖鎮(zhèn)、李市鎮(zhèn)等中丘和山地地區(qū)，主要受田塊規(guī)整度、道路通達度和地形坡度等因子的限制，耕地存在一定的改良難度。低限制區(qū)占研究區(qū)耕地面積的33.53%，主要分布在淺丘平壩和中丘地區(qū)，集中分布在石門鎮(zhèn)以及石蟆鎮(zhèn)東部等地，該類型區(qū)主要以低限制因子為主，主要受到灌溉保證率和耕地連片性的限制，改良難度小、成本低，改良后短時間可以獲得較大的效益。

圖3 耕地質(zhì)量可改良因子限制程度空間分布（a）及占比（b）Figure 3 Spatial distribution（a）and proportion（b）of cultivated land quality improvable factor limitation degree

2.2 耕地質(zhì)量可提升潛力指數(shù)空間分布特征

由圖4 可知，耕地自然等可提升潛力指數(shù)高值、中值、低值區(qū)域面積占比分別為25.16%、49.38%、25.46%。高值區(qū)域面積主要沿筍溪河分布以及在研究區(qū)北部呈現(xiàn)“人”字型分布，在嘉平鎮(zhèn)、塘河鎮(zhèn)、蔡家鎮(zhèn)等地較為集中；中值區(qū)域面積占比最大，其集中連片分布在夏壩鎮(zhèn)、杜市鎮(zhèn)、賈嗣鎮(zhèn)等中丘和高丘地區(qū)；低值區(qū)域主要分布在四屏鎮(zhèn)、幾江街道、慈云鎮(zhèn)等。

圖4 耕地自然等可提升潛力指數(shù)分布（a）及占比（b）Figure 4 Distribution（a）and proportion（b）of natural improvement potential index of cultivated land

由圖5 可知，耕地利用等可提升潛力指數(shù)高值、中值、低值區(qū)域面積占比分別為28.75%、44.61%、26.64%。其中高值區(qū)域呈“Y”字型分布，主要分布在北部城鎮(zhèn)化水平較高的龍華鎮(zhèn)、珞璜鎮(zhèn)、德感街道等，以及中部和西部地區(qū)的嘉平鎮(zhèn)、石門鎮(zhèn)、塘河鎮(zhèn)等；中值區(qū)域主要分布在研究區(qū)中部的高丘地區(qū)，且夏壩鎮(zhèn)、杜市鎮(zhèn)、朱楊鎮(zhèn)分布最為集中；低值區(qū)域主要分布在柏林鎮(zhèn)、西湖鎮(zhèn)、四屏鎮(zhèn)等山地地區(qū)。

圖5 耕地利用等可提升潛力指數(shù)分布（a）及占比（b）Figure 5 Distribution（a）and proportion（b）of utilization improvement potential index of cultivated land

2.3 耕地質(zhì)量可提升潛力空間自相關(guān)分析

耕地自然等提升潛力和耕地利用等提升潛力全局Moran′sI指數(shù)為0.829 1、0.746 4，說明研究區(qū)耕地質(zhì)量提升潛力在空間上呈現(xiàn)正相關(guān)，空間分布相對聚集。為進一步分析耕地質(zhì)量提升潛力在局部地區(qū)的聚集性和離散性，對研究區(qū)99 757個地塊單元進行局部空間自相關(guān)分析，結(jié)果如圖6 所示。耕地自然等可提升潛力HH 型占比25.80%，LL 型占比32.08%，NN型占比41.71%，HL 型和LH 型共計占比0.41%。呈HH 型分布的區(qū)域地勢起伏較大，區(qū)內(nèi)有筍溪河和綦江河經(jīng)過，生態(tài)條件較好，水源充足，較少受到人類活動的影響，耕地自然等可提升潛力較高；LL 型主要分布在中丘地區(qū)，區(qū)內(nèi)雖然有長江干流和三峽庫區(qū)提供充足的灌溉排水條件，但其土壤有機質(zhì)含量較高且酸化明顯，導(dǎo)致耕地自然等可提升潛力較低；研究區(qū)其他類型區(qū)域耕地主要受地形地貌的影響，呈現(xiàn)隨機、異常分布。

圖6 耕地質(zhì)量可提升潛力局部空間自相關(guān)分布Figure 6 Local spatial autocorrelation distribution of cultivated land quality improvement potential

耕地利用等可提升潛力HH 型占比30.84%，LL型占比31.91%，NN 型占比36.47%，HL 型和LH 型共計占比0.78%。利用等可提升潛力在自然等可提升潛力的基礎(chǔ)上考慮了耕地的利用條件。利用等可提升潛力HH 型占比相較于自然等可提升潛力而言有所提高，其主要是由于路網(wǎng)布局優(yōu)化，距城鎮(zhèn)距離近，基礎(chǔ)設(shè)施完善，耕地利用率提高，因此該區(qū)域耕地利用等可提升潛力較高；LL 型利用等可提升潛力占比相較于自然等可提升潛力而言有所下降，其主要處于研究區(qū)的邊緣地區(qū)，由于地勢起伏較大，地塊破碎，難以進行集中連片耕作，交通不便，距離城鎮(zhèn)較遠，耕地利用率較低，因此該區(qū)域耕地利用等可提升潛力呈現(xiàn)低值聚集分布。研究區(qū)其他類型區(qū)域耕地受到利用條件的影響較少，因此呈現(xiàn)隨機、異常分布。

2.4 不同地貌耕地保護分區(qū)及優(yōu)化提升策略

為使耕地保護區(qū)的劃定更符合研究區(qū)地形地貌實際情況，依據(jù)GIS 空間分析功能，將耕地保護分區(qū)結(jié)果與地勢起伏度進行空間疊加，劃定不同地貌耕地保護分區(qū)（表3、圖7）。

圖7 不同地貌耕地保護分區(qū)空間分布Figure 7 Spatial distribution of cultivated land protection zones with different landforms

表3 不同地貌耕地保護分區(qū)統(tǒng)計Table 3 Statistics of cultivated land protection zones in different landforms

淺丘平壩地貌區(qū)：地勢起伏度為0～50 m，地勢平緩，零散分布在研究區(qū)北部和中部地區(qū)。區(qū)內(nèi)重點保護區(qū)占主導(dǎo)地位，其次是一般保護區(qū)，核心保護區(qū)和限制保護區(qū)所占面積之和低于一般保護區(qū)面積。這說明區(qū)內(nèi)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)本底較好，對于重點保護區(qū)內(nèi)的耕地應(yīng)加強保護，結(jié)合實際情況加強灌排基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和機耕道建設(shè)，減少周邊提升潛力較低區(qū)域?qū)ζ渫挠绊?，將其劃為永久基本農(nóng)田保護范圍，促使其向核心保護區(qū)轉(zhuǎn)變。一般保護區(qū)的耕地應(yīng)以低潛力的區(qū)域改良為主，有針對性地對其進行“點對點”改良，提高其利用程度，促進耕地可持續(xù)利用，推動農(nóng)業(yè)協(xié)調(diào)可持續(xù)發(fā)展，進而提高農(nóng)戶種植的便利性。

中丘地貌區(qū)：地勢起伏度為50～100 m，主要分布在研究區(qū)中北部的淺丘平壩區(qū)向高丘區(qū)的過渡地帶。區(qū)內(nèi)一般保護區(qū)占主導(dǎo)地位，占全區(qū)耕地面積的13.84%，“組團式”分布在研究區(qū)西北部地區(qū)；其次是重點保護區(qū)，占全區(qū)耕地面積的3.36%，其與一般保護區(qū)交叉重疊分布；核心保護區(qū)和限制保護區(qū)面積共計約為中丘地貌區(qū)耕地面積的四分之一。由于一般保護區(qū)的耕地分布較集中，限制因子改良后效果較明顯，應(yīng)增施有機肥，提高土壤有機質(zhì)含量，通過土地平整工程減緩田面坡度，加強耕地地力建設(shè)，同時加強耕地的利用水平和管理水平，促使其向重點保護區(qū)轉(zhuǎn)變，進一步提高農(nóng)戶種植的積極性；重點保護區(qū)內(nèi)的耕地則應(yīng)維持現(xiàn)有的利用程度，盡量避免非農(nóng)建設(shè)用地的擠占。

高丘地貌區(qū)：地勢起伏度100～200 m，主要分布在研究區(qū)中北部地區(qū)，沿太公山、臨峰山、黑石山等呈條帶狀分布。區(qū)內(nèi)一般保護區(qū)占主導(dǎo)地位，占全區(qū)耕地面積的24.83%，長江干流和三峽庫區(qū)附近分布最為集中；限制保護區(qū)次之，占全區(qū)耕地面積的7.62%，主要沿筍溪河和綦江河分布；重點保護區(qū)和核心保護區(qū)合計面積占比與限制保護區(qū)面積占比相當(dāng)。由于一般保護區(qū)內(nèi)地形條件較差且長江干支流生態(tài)屏障功能逐漸削弱，耕地環(huán)境風(fēng)險加劇，應(yīng)在農(nóng)作物布局時考慮其耐酸堿性，調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，發(fā)展特色農(nóng)業(yè)；在限制保護區(qū)內(nèi)，應(yīng)對低潛力的區(qū)域進行一定的調(diào)整，減少經(jīng)濟投入，發(fā)揮太公山、臨鋒山等自然景觀的優(yōu)勢，促進高丘旅游業(yè)的發(fā)展。

山地地貌區(qū)：地勢起伏度在200 m 以上，海拔在500 m 以上，集中分布在南部地區(qū)的華蓋山、四面山周圍。區(qū)內(nèi)以一般保護區(qū)為主，占全區(qū)耕地面積的18.51%，沿旅游線路分布，集中分布在大圓洞森林公園周圍；限制保護區(qū)次之，占全區(qū)耕地面積的12.23%，在研究區(qū)東北部和筍溪河下游地區(qū)呈條帶狀分布；核心保護區(qū)和重點保護區(qū)合計面積僅為限制保護區(qū)面積的二分之一。一般保護區(qū)和限制保護區(qū)內(nèi)的耕地生態(tài)本底較好，但耕地破碎，耕地后備資源不足，應(yīng)對提升潛力較低的地塊進行退耕還林還草，促使耕地向生態(tài)農(nóng)業(yè)用地轉(zhuǎn)變，發(fā)揮區(qū)域耕地生態(tài)功能。

3 討論

對山地丘陵區(qū)耕地質(zhì)量可改良因子限制程度與耕地質(zhì)量可提升潛力空間分布特性的分析，能夠更加明確耕地近期需重點改良的區(qū)域，對區(qū)域耕地質(zhì)量建設(shè)具有重要的指導(dǎo)作用。西南山地丘陵區(qū)地形復(fù)雜多樣，耕地質(zhì)量可改良因子與北方平原[3，35]等地有所不同，耕地質(zhì)量可提升潛力空間分布隨著坡度、地形的變化呈現(xiàn)梯度差異性[36]?；诖?，本研究在選取山地丘陵區(qū)可改良因子時，相較于其他區(qū)域更突出地形坡度、水文條件對耕地自然等可提升潛力的限制作用；同時考慮到耕地利用質(zhì)量等別受已有工程措施的影響，因而突出利用條件對耕地利用等可提升潛力的限制作用。本研究表明，根據(jù)耕地質(zhì)量可改良因子限制程度判定標(biāo)準(zhǔn)，可以準(zhǔn)確識別研究區(qū)限制程度較大的區(qū)域，明確近期耕地改良的重點區(qū)域。此外，本研究采用空間自相關(guān)方法對耕地質(zhì)量可提升潛力指數(shù)的聚集性和異質(zhì)性進行分析，與其他區(qū)域研究結(jié)果相比，自然條件和利用水平是影響耕地質(zhì)量可提升潛力空間分布的重要限制因素，能夠更加明確研究區(qū)耕地質(zhì)量建設(shè)方向。

基于地貌尺度劃定的耕地保護區(qū)與耕地差異化保護的現(xiàn)實需求相適應(yīng)，能有效地推動區(qū)域耕地資源合理配置。山地丘陵地區(qū)地勢起伏差異較大，耕地分布零散、生態(tài)風(fēng)險加劇，如何科學(xué)合理地劃定耕地保護區(qū)至關(guān)重要。已往研究多從糧食安全角度出發(fā)，將鎮(zhèn)[37]、村[15]作為山地丘陵地區(qū)耕地保護區(qū)劃定的尺度依據(jù)，探討耕地保護區(qū)的整體效益。鑒于此，本研究將研究區(qū)耕地質(zhì)量可改良因子限制程度與耕地質(zhì)量提升潛力相結(jié)合，依據(jù)地勢起伏度劃定不同地貌類型耕地保護區(qū)，保證了耕地保護分區(qū)的可實現(xiàn)性，避免了以往直接將耕地質(zhì)量可提升潛力作為耕地保護區(qū)劃定依據(jù)，進而出現(xiàn)“耕地質(zhì)量提升潛力越大，保護等級越高”的情況[20]。同一類型的耕地保護區(qū)在不同地貌的空間分布、表現(xiàn)形式不同，因此從不同地貌類型耕地保護區(qū)的分布特征出發(fā)，以“保護優(yōu)先、發(fā)展次之”為原則提出差異化的耕地保護策略，發(fā)揮淺丘平壩和中丘地區(qū)的地形優(yōu)勢，以及高丘和山地地區(qū)的生態(tài)優(yōu)勢，突破了以往依據(jù)單一保護類型制定耕地保護策略的局限性，提高了其在山地丘陵區(qū)的可操作性，符合研究區(qū)社會、生態(tài)發(fā)展目標(biāo)。此外，資金投入、技術(shù)進步、生產(chǎn)力提高等對耕地保護區(qū)的劃定也有重要影響。因此，未來不同地貌耕地保護區(qū)的劃定可以考慮將《農(nóng)用地質(zhì)量分等規(guī)程》中的耕地經(jīng)濟系數(shù)納入其中，使耕地保護區(qū)的劃定更加客觀。

4 結(jié)論

本研究識別出地形坡度、土壤酸堿度等可改良因子，在分析耕地質(zhì)量可改良因子限制程度與耕地質(zhì)量可提升潛力空間分布規(guī)律的基礎(chǔ)上，劃定不同地貌類型的耕地保護區(qū)，得出以下結(jié)論：

（1）重慶市江津區(qū)耕地主要受到地形坡度、灌溉保證率和道路通達度等因子的限制，中部的耕地質(zhì)量可改良因子限制程度總體較低，特別是石門鎮(zhèn)、石蟆鎮(zhèn)的西南部，可以作為近期耕地改良的重點區(qū)域。耕地質(zhì)量可提升潛力空間分布受到地形坡度、水文、路網(wǎng)布局等自然條件和利用水平的影響，高值聚集分布在自然條件優(yōu)越和利用水平較高的區(qū)域，低值聚集分布在自然條件較差和利用水平較低的區(qū)域。

（2）江津區(qū)地勢平緩的區(qū)域耕地保護等級較高，地勢起伏較大的區(qū)域耕地保護等級較低，應(yīng)針對不同地貌類型的耕地保護分區(qū)結(jié)果，以“保護優(yōu)先、發(fā)展次之”為原則制定耕地保護策略。這與耕地差異化保護的現(xiàn)實需求相適應(yīng)，具有較強的可操作性，對區(qū)域耕地資源合理配置具有重要的參考價值，可為山地丘陵區(qū)耕地資源保護與可持續(xù)利用提供理論支撐。