川東平行嶺谷區(qū)縣域耕地質(zhì)量特征與分區(qū)保護利用研究

摘要：耕地是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重要載體，耕地保護事關國家糧食安全和鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略的實現(xiàn)。以位于川東平行嶺谷中段的鄰水縣為研究區(qū)，基于耕地質(zhì)量等別數(shù)據(jù)庫分析縣域耕地質(zhì)量利用等別的數(shù)量特征，采用局部空間自相關分析法，選擇地形坡度、交通通達度、灌溉難易度3個影響因素，分析地塊的空間分布特征，依據(jù)不同空間自相關類型和整體性原則，以地塊為單位將鄰水縣耕地劃分為4個區(qū)，并分區(qū)提出具體的保護利用策略。研究結(jié)果表明：（1）受地形地貌條件影響，研究區(qū)內(nèi)質(zhì)量利用等別高的耕地主要分布在平行嶺谷間的谷區(qū)河流階地中，并呈現(xiàn)出“東高西低”的特征；（2）耕地質(zhì)量利用等別受地形坡度、交通通達度、灌溉難易度的影響，利用等別高的耕地多分布在坡度緩、距交通和水源近的區(qū)域；（3）依據(jù)聚類結(jié)果可以將鄰水縣耕地地塊歸并為核心保護區(qū)、重點改良區(qū)、綜合提升區(qū)、結(jié)構(gòu)調(diào)整區(qū)，并根據(jù)分區(qū)特征提出了具體的耕地保護利用建議。

關鍵詞：平行嶺谷；耕地質(zhì)量利用等別；分布特征；種植條件；分區(qū)保護與利用

中圖分類號：K901.2文獻標志碼：A文章編號：16735072（2025）02017008

Research on the Quality Characteristics and Zoning Protectionand Utilization of Cultivated Land in Countiesof Parallel Ridge Valley Area in Eastern Sichuan：

A Case Study of Linshui County

ZHOU Qibin，LIAO Qin，WANG Youhan，ZENG Kun

（a.School of Geographic Sciences，b.Laboratory of Land and Resources Comprehensive Utilization Engineering in Hilly Areas，China West Normal University，Nanchong Sichuan 637009，China）

Abstract：Cultivated land is an important carrier of agricultural production，and the protection of cultivated land is related to the realization of national food security and rural revitalization strategy.Linshui county is taken as the research area，which is in the middle section of the parallel ridge valley in eastern Sichuan.Based on the analysis of the quantity characteristics of cultivated land" utilization grade in the county with" the help of cultivated land quality grade database，the local spatial autocorrelation analysis method was used to select three influencing factors：topography slope，transportation accessibility，and irrigation difficulty.The spatial distribution characteristics of the parcels were analyzed.Based on different types of spatial autocorrelation and the principle of integrity，the cultivated land in the county was divided into four zones based on the parcel，and specific protection and utilization strategies were proposed for each zone.The results indicate that：（1） Influenced by topography conditions，the cultivated land with a high utilization grade in the study area is mainly distributed in the river terraces between parallel ridges and valleys，showing a characteristic of “high in the east and low in the west”.（2） The utilization grade of cultivated land is influenced by topography slope，transportation accessibility，and irrigation difficulty.Cultivated land with a high utilization grade is mostly distributed in areas with gentle slopes and close proximity to transportation and water resources.（3） Based on the clustering results，the cultivated land parcels in Linshui county can be merged into core protection areas，key improvement areas，comprehensive improvement areas，and structural adjustment areas.Specific suggestions for the protection and utilization of cultivated land are proposed based on the characteristics of each zone.

Keywords：parallel ridge valley；grade of cultivated land utilization；distribution characteristics；planting conditions；zoning protection and utilization

耕地是人類賴以生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎，是糧食生產(chǎn)的載體，其數(shù)量和質(zhì)量直接關系著國家糧食安全［12］。糧食安全是國家和平與發(fā)展的重要保障，關系國家的永續(xù)發(fā)展和前途命運，黨的二十大報告強調(diào)要加快建設農(nóng)業(yè)強國，全方位夯實糧食安全根基，牢牢守住十八億畝耕地紅線，逐步把永久基本農(nóng)田全部建成高標準農(nóng)田［34］。目前，國內(nèi)外學者從耕地質(zhì)量的涵義［5］、評價指標［67］、評價方法［8］、空間格局［910］、時空分異［11］、潛力提升［12］等方面入手，開展耕地質(zhì)量相關研究；而對耕地保護的研究主要集中在耕地安全［1314］、耕地數(shù)量變化［15］、基于耕地質(zhì)量的保護分區(qū)［1617］等方面；研究尺度從全國［9］、區(qū)域［10］、省［1819］、市、縣等不同尺度評價耕地空間格局；研究方法上，學者們通過搭建三維評價體系框架，利用冷熱點分析［20］、時間序列［18］、空間自相關［19，2122］等分析耕地聚集特征，并提出耕地空間保護分區(qū)和措施。綜上，國內(nèi)外學者對于耕地質(zhì)量評價做了相對完善的研究，對耕地的保護分區(qū)主要從耕地質(zhì)量本身、耕地利用方式和耕地自然等別進行分區(qū)保護；同時，已有耕地保護的研究多在耕地整治［23］、生態(tài)保護［24］、耕地集約利用［25］、高標準農(nóng)田建設［26］等方面。

四川省作為國內(nèi)糧食主產(chǎn)區(qū)，承擔了實現(xiàn)國家糧食穩(wěn)產(chǎn)增產(chǎn)的責任［2728］，東部的平行嶺谷區(qū)也是糧食生產(chǎn)和耕地保護利用的重要區(qū)域。川東平行嶺谷區(qū)是世界典型的褶皺地帶，鄰水縣位于川東平行嶺谷區(qū)的中段，且具有獨特的山地與丘陵平行相間的“三山兩槽”地貌。本文以鄰水縣為研究區(qū)，開展耕地質(zhì)量保護和分區(qū)研究，厘清鄰水縣耕地質(zhì)量利用等別的空間分布特征，總結(jié)川東平行嶺谷區(qū)耕地質(zhì)量利用等別的空間異質(zhì)性，進而基于耕地質(zhì)量利用等別開展分區(qū)研究，嘗試以不同分區(qū)為單位提出具體的保護利用措施，進一步指導分區(qū)開展土地整治和高標準農(nóng)田建設工程，并為川東平行嶺谷區(qū)的達州、重慶等地的耕地保護和利用提供實證參考。

1研究區(qū)概況

鄰水縣位于四川省東部，介于106°41′—107°18′E，30°01′—30°33′N，海拔146～1656 m，東鄰重慶市長壽縣，南連重慶渝北區(qū)，西靠廣安市前鋒區(qū)和華鎣市，北接達州市大竹縣和渠縣。華鎣山、銅鑼山和明月山平行分布，鄰水縣位于中段，在縣域內(nèi)形成山地與丘陵平行相間的“三山兩槽”獨特地貌（圖1）。2020年，鄰水縣耕地總面積為63 518.54 hm2，其中水田29 819.67 hm2，旱地33 666.23 hm2，水澆地32.64 hm2。2020年耕地播種面積（糧食作物）77 180 hm2，耕地有效灌溉面積18 866 hm2，農(nóng)業(yè)機械總動力56.2萬千瓦［29］。

2數(shù)據(jù)來源與研究方法

2.1數(shù)據(jù)來源與處理

研究區(qū)DEM數(shù)據(jù)源于ALOS的ASTERGDEM，空間分辨率12.5 m，WGS84坐標系（http：//www.eorc.jaxa.jp/ALOS/en/aw3d30/index.htm）。依據(jù)鄰水縣2020年國土變更調(diào)查數(shù)據(jù)庫中的河流水系數(shù)據(jù)對DEM提取的河流水系數(shù)據(jù)進行坐標校正［30］，將DEM數(shù)據(jù)坐標系轉(zhuǎn)換為China Geodetic Coordinate System 2000。

耕地質(zhì)量利用等別、耕地地塊、溝渠、河流水面、坑塘水面、水庫水面、農(nóng)村道路和公路用地數(shù)據(jù)均源于鄰水縣自然資源與規(guī)劃局的鄰水縣2020年國土變更調(diào)查數(shù)據(jù)庫，地理坐標為China Geodetic Coordinate System 2000。

2.2研究方法

2.2.1面積加權(quán)平均法

耕地平均質(zhì)量利用等別（F）采用面積加權(quán)平均法［20］計算得出，計算公式為F=（∑mz=1OzSz）/S，式中：z表示地塊編號，m為地塊編號最大值，Oz表示z地塊的耕地等別，Sz表示z地塊的耕地面積，S表示研究區(qū)的耕地總面積。

2.2.2局部空間自相關

局部空間自相關分析能夠衡量每個空間單元與其鄰近空間單元某一屬性的相關情況［31］。研究采用局部莫蘭指數(shù)（Morans I）進行空間自相關分析，探索鄰水縣耕地質(zhì)量利用等別的空間聚類特征，I的取值范圍為［-1，1］，當I值為正數(shù)，空間范圍呈正相關，I值為負數(shù)，空間范圍呈負相關。

2.2.3GIS空間分析方法

借助ArcGIS軟件，通過掩膜提取工具提取耕地圖斑的坡度。利用近鄰分析工具，計算耕地距水源和道路的最近距離。

3耕地的數(shù)量和空間分布特征

3.1不同質(zhì)量利用等別耕地的數(shù)量特征

《農(nóng)用地質(zhì)量分等規(guī)程》 （GB/T 28407—2012）將耕地質(zhì)量利用等別分成 15 等，1 等最優(yōu)，15 等最差。其中，1～4等為優(yōu)等地，5～8等為高等地，9～12 等為中等地，13～15 等為低等地［19］。鄰水縣耕地質(zhì)量利用等別主要分布在6～11等（表1），其中，6～8等共12 812塊，面積為12 780.14 hm2，占全縣耕地總面積的20.12%；9、10等共34 320塊，面積為35 55071 hm2，占全縣耕地總面積的5597%， 11等16 644塊，面積為15187.69 hm2，占全縣耕地面積的2391%。全縣耕地平均質(zhì)量利用等別為956等。

3.2不同質(zhì)量利用等別耕地的空間分布特征

由圖2可知，鄰水縣耕地質(zhì)量利用等別呈現(xiàn)出“東高西低”的特征，其中，6～8等地集中分布在銅鑼山和明月山間的槽谷地區(qū)，9、10等地分布在槽谷河流階地向山麓過渡的區(qū)域，11等地分布在山麓地區(qū)。不同耕地利用質(zhì)量等別的空間關系見圖3，不同質(zhì)量利用等別和集聚特征的地塊數(shù)見表2。分析發(fā)現(xiàn)，不同質(zhì)量利用等別的耕地在空間上呈現(xiàn)出較好的聚集分布。高高（HH）型集聚的主要是6～8等地，分布較為集中，共10 311.90 hm2，占全縣總耕地面積的16.23%，空間分布特征與6～8等地的分布特征基本一致；低低（LL）型主要體現(xiàn)為10、11等地，共7823.44 hm2，占總耕地面積的12.32%；高低（HL）型（即局部區(qū)域內(nèi)耕地質(zhì)量低的區(qū)域被耕地質(zhì)量高的區(qū)域包圍）和低高（LH）（局部區(qū)域內(nèi)耕地質(zhì)量高的區(qū)域被耕地質(zhì)量低的區(qū)域所包圍）型面積較小且分布零散，主要是部分7、8、11等地，共954.18 hm2，共占總耕地面積的1.51%；NN型為無顯著集聚分布，在各個耕地利用等別均有體現(xiàn)，但以8～11等地為主，共44 429.02 hm2，占總耕地面積的69.95%。

4耕地種植條件及分區(qū)保護利用策略

4.1耕地的種植條件分析

研究區(qū)內(nèi)耕地主要以半機械和人畜耕種為主，不同質(zhì)量利用等別耕地的耕種受地形坡度影響較大，同時在耕種過程中還受到水源、交通通達度的影響。不同耕種條件影響的耕地平均質(zhì)量利用等別見表3，不同質(zhì)量利用等別耕地的平均種植條件見表4。

4.1.1地形坡度

由表3可知，研究區(qū)耕地的種植坡度較大，主要為6°～25°，共計51 293塊，占所有耕地面積的79.95%，耕地平均質(zhì)量隨坡度增加而逐漸降低。由圖4分析發(fā)現(xiàn)，銅鑼山和明月山間槽谷地區(qū)的耕地坡度相對較小，這也是坡度小于2°的高質(zhì)量利用等別耕地的主要集中分布地，該區(qū)小于2°的高質(zhì)量等別耕地主要位于河流兩側(cè)的階地上，土壤肥沃，土層深厚，地勢起伏小。

4.1.2交通通達度

交通通達度可通過耕地地塊距道路的最近距離來表征，使用ArcGIS軟件通過近鄰分析得到每個耕地地塊距最近道路的距離，運用自然段點法將所有圖斑分類，結(jié)果見表3和圖5。研究區(qū)耕地圖斑的交通通達度好，有75.08%的地塊距離最近道路在42.89 m內(nèi)，地塊與道路距離的增加耕地平均質(zhì)量逐漸降低。研究區(qū)路網(wǎng)密度較大，且分布相對均勻，交通通達度較好地塊的地理空間分布特征不明顯。

4.1.3灌溉難易度

研究區(qū)的耕地灌溉水主要來源于河流、坑塘蓄水和溝渠。采用與交通通達度相同的計算方法，分別計算耕地地塊與最近水源的灌溉距離。由表3可知，60%以上地塊距離最近水源地在78.36 m以內(nèi)。隨著灌溉距離的增加耕地平均質(zhì)量逐漸降低。如圖6所示，同交通通達度影響一樣，灌溉容易地塊的空間分布特征相對均勻。

總之，耕地質(zhì)量利用等別受坡度、交通通達度、灌溉難易度的影響明顯。如表4所示，耕地質(zhì)量利用等別與平均坡度呈負相關關系，質(zhì)量等別越高坡度越?。坏缆穼Ω刭|(zhì)量利用等別的影響在8等地中出現(xiàn)拐點；灌溉難易度對耕地質(zhì)量利用等別的影響與坡度一致。

4.2耕地分區(qū)及保護利用策略

根據(jù)空間極化理論，區(qū)域之間存在著擴散或極化效應，可以縮小或擴大區(qū)域空間差異［32］。正相關類型（HH型與LL型）表示空間擴散效應，而負相關類型（HL型與LH型）則表示空間極化效應。基于空間關聯(lián)特點，依據(jù)鄰水縣耕地質(zhì)量利用等別局部空間自相關結(jié)果，從耕地的自然條件和可改良角度出發(fā)，按不同空間自相關類型和整體性原則，將其劃分為核心保護區(qū)、綜合提升區(qū)、重點改良區(qū)、結(jié)構(gòu)調(diào)整區(qū)4類［19］，并提出各分區(qū)的改良保護措施。HH型為耕地高質(zhì)量地塊集聚地，劃為核心保護區(qū)；LL型為低質(zhì)量地塊集聚范圍，劃為綜合提升區(qū)；HL型和LH型高質(zhì)量地塊與低質(zhì)量地塊交錯范圍，劃為重點改良區(qū)；無明顯集聚性分布特征的耕地，劃為結(jié)構(gòu)調(diào)整區(qū)，數(shù)據(jù)統(tǒng)計結(jié)果詳見表5，空間分析結(jié)果詳見圖7。

1）核心保護區(qū)。該區(qū)域為耕地高質(zhì)量聚集區(qū)，平均質(zhì)量利用等別7.62，耕地質(zhì)量條件最優(yōu)，自然稟賦較高，地勢較為平坦，灌溉水源豐富，土層深厚，土壤肥沃，耕地的耕作便利度高，基礎設施較完善。該區(qū)域應提高耕地利用率，采用規(guī)?；髂Ｊ?，加快推進耕作機械化，發(fā)揮規(guī)模效應，提高耕地的單產(chǎn)；創(chuàng)新耕地灌溉技術，推進節(jié)水農(nóng)業(yè)發(fā)展，加快高標準農(nóng)田建設。同時，應加強對該區(qū)域的耕地保護，禁止耕地非農(nóng)化，完善耕地的監(jiān)管保護機制，將該類耕地作為鄰水縣糧食主產(chǎn)區(qū)，鞏固當?shù)氐募Z食生產(chǎn)，保障當?shù)氐募Z食安全。

2）綜合提升區(qū)。該區(qū)域為耕地低質(zhì)量聚集區(qū)，該區(qū)域耕地自然條件差，坡度較大，灌溉水源和交通條件一般，整治難度大、成本高，需要適當修建機耕道和水利設施。主要位于山地丘陵地區(qū)，生態(tài)條件較好，適宜發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè)，可將耕地集中的部分作為生態(tài)農(nóng)業(yè)發(fā)展的重點區(qū)域，充分發(fā)揮農(nóng)業(yè)生產(chǎn)空間的生態(tài)功能，積極發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè)，實現(xiàn)增產(chǎn)增收；對于坡度過大且相對分散破碎的耕地圖斑，可進行田塊歸并和用途調(diào)整，減少因過度耕作帶來的水土流失和耕地破壞。

3）重點改良區(qū)。該區(qū)域耕地的灌溉水源豐富，有較完善的道路體系，部分耕地坡度較大，通過工程改良舉措，避免低質(zhì)量耕地進行非農(nóng)建設，通過高標準農(nóng)田建設工程，使其轉(zhuǎn)化為高質(zhì)量耕地。對于HL型耕地，應加強高質(zhì)量耕地的極化效應，減少低質(zhì)量耕地的干擾，高低型耕地質(zhì)量提升潛力大；對于LH型耕地，應加強對高質(zhì)量耕地的保護，減低周圍低質(zhì)量耕地的極化效應。在對高質(zhì)量耕地保護的同時，加大對低質(zhì)量耕地的提質(zhì)改造，通過進行土地整治，提升耕地的產(chǎn)出率，使該類型耕地逐步改良提升為HH型。

4）結(jié)構(gòu)調(diào)整區(qū)。該區(qū)耕地質(zhì)量無明顯集聚性分布特征，空間格局表現(xiàn)為隨機分布，占全縣耕地總面積近70%，該區(qū)域耕地質(zhì)量集中在9—11等地，耕地坡度較大，坡度集中在6°～25°。結(jié)構(gòu)調(diào)整區(qū)耕地自然資源投入產(chǎn)出相對較差，但耕地面積數(shù)量大，長期來看是農(nóng)業(yè)發(fā)展?jié)摿ψ畲蟮膮^(qū)域。對于該區(qū)域耕地質(zhì)量等別較高，耕地坡度較小且集中連片的耕地適當歸并地塊，修建灌溉溝渠、機耕道路等改善地塊耕作條件，提高耕地的產(chǎn)出。該區(qū)可以嘗試因地制宜地開展耕地輪休試點，多方面采取措施提高當?shù)氐母鼐C合質(zhì)量。對較為零散的耕地，進行生態(tài)農(nóng)業(yè)建設或者適當騰退，實現(xiàn)耕地利用效率最大化。

5結(jié)論與討論

5.1結(jié)論

1）研究區(qū)質(zhì)量等別高的耕地主要分布在華鎣山、銅鑼山、明月山間的谷區(qū)內(nèi)，呈現(xiàn)出“東高西低”的特征。從數(shù)量特征來看：鄰水縣耕地質(zhì)量利用等別平均為9.56等，高于全國平均水平；從分布特征來看：耕地質(zhì)量利用等別的HH型集中分布在鄰水縣東部嶆谷地區(qū)，LL主要分布在三山地區(qū)，HL型和LH型零散分布。

2）研究區(qū)耕地質(zhì)量利用等別受地形坡度、交通通達度、灌溉難易度的影響，利用等別高的耕地多分布在坡度緩、距交通和水源地近的區(qū)域。鄰水縣耕地的坡度、通達度和灌溉難易度對耕地質(zhì)量利用等別有著明顯的影響。坡度小于6°的耕地質(zhì)量較好，占全縣耕地總面積的11.11%；灌溉水源充足的區(qū)域耕地面積較大，灌溉保證率高，占全縣耕地總面積的78.19%；耕地通達度較好，大部分耕地距離道路較近，耕地利用效率高，占全縣耕地總面積的86.58%。

3）鄰水縣耕地地塊可劃分為核心保護區(qū)、重點改良區(qū)、綜合提升區(qū)、結(jié)構(gòu)調(diào)整區(qū)，并實施分區(qū)保護利用。核心保護區(qū)應注重保護高質(zhì)量耕地，提高利用率；綜合提升區(qū)建議對低質(zhì)量耕地實施土地整治工程；重點改良區(qū)應改良耕地種植條件，建設高標準農(nóng)田；耕地質(zhì)量結(jié)構(gòu)調(diào)整區(qū)可以優(yōu)化耕地布局。

5.2討論

鄰水縣地處平行嶺谷區(qū)中段，耕地質(zhì)量等別具有空間異質(zhì)性是特殊地形地貌條件所決定的，耕地主要分布于河谷的階地和低山山麓地區(qū)。耕地質(zhì)量等別的空間差異受交通、水源灌溉的條件影響特征不顯著，這主要是交通和灌溉條件受人為干擾程度高，是建設水平有助于改善種植條件所導致的。從耕地的自然條件和可改良角度出發(fā)，依據(jù)研究區(qū)耕地質(zhì)量利用等別局部空間自相關結(jié)果，劃分的耕地保護區(qū)有利于精準實施耕地分區(qū)保護利用，期待在這一策略下，不同區(qū)內(nèi)落實耕地保護和利用的具體舉措，實施耕地保護和利用工程，進而為鄰水縣和平行嶺谷區(qū)的耕地保護提供理論參考和案例借鑒。后續(xù)的研究中，也可以嘗試將耕地的土壤、氣象、社會經(jīng)濟影響等條件納入研究，綜合考慮耕地質(zhì)量等別的其他影響，進一步豐富和完善研究內(nèi)容。

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