高標準糧田區耕地質量變化及驅動力分析

田潔玫 任彧 陳杰

摘要：鶴壁市作為河南省高標準糧田建設試點，又處于中原經濟區發展之列，肩負著保證糧食安全與實現中部崛起的雙重重擔，研究其耕地質量變化及驅動力具有現實意義。使用RS和GIS手段，通過耕地地力指數方法確定耕地質量，并在此基礎上基于不同區域、變化類型、轉移類型對耕地質量變化進行分析；運用SPSS軟件，使用多元回歸模型對影響耕地質量變化的驅動因素進行探討。結果表明，除?？h地力指數上漲0.8外，其他區域20年間耕地質量均小幅下降；2003—2013年，全市增加耕地的質量提高了0.5，說明耕地占補平衡日益強調質量；9種轉移類型有耕地退化威脅；距建設用地距離與非農人口從正負2個方面影響耕地質量變化。今后應發揮?？h耕地優勢，加強高標準糧田建設，切實保護耕地。

關鍵詞：高標準糧田區；耕地；質量變化；驅動力

中圖分類號： F301.2文獻標志碼：

文章編號：1002-1302（2016）08-0494-03

中國政府長期以來十分重視糧食安全問題，河南省作為重要的糧食生產區也肩負著實現耕地保護與農業現代化的重擔，2008年的《國家糧食戰略工程河南核心區建設規劃綱要》中占鶴壁市總面積約70%的?？h、淇縣2縣均位列在內；2012年出臺的《河南省人民政府關于建設高標準糧田的指導意見》將鶴壁市作為典型示范區[1]，這使得鶴壁市耕地受到政策保護。為了提升河南省的工業化、城鎮化水平，2011年《國務院關于支持河南省加快建設中原經濟區的指導意見》出臺，并于2012年正式批復，鶴壁市作為中原經濟區“一核、四軸、兩帶”中“沿京廣發展軸”上的重要一環，承擔著北接京津，溝通南北產業和城鎮密集帶的重要作用[2]，中原經濟區建設中出現的建設用地擴張會對耕地造成不可避免的影響。

作為高標準糧田區代表的鶴壁市在過去20年間發生了多種土地利用類型變化，這些變化促使耕地質量必然也有所變化[3]。本研究基于不同區域、變化類型以及轉移類型，揭示了鶴壁市過去20年受土地利用變化影響所反映出的不同的耕地質量變化情況，并在此基礎上從社會經濟、區位以及政策這3個層面考察高標準糧田區耕地質量變化背后的驅動力及驅動因素，指出耕地利用中存在的問題，為今后以耕地保護為主題的耕地質量變化研究提供參考和依據。

[BT1#][STHZ]1研究區概況

鶴壁市位于河南省北部（113°59′～114°44′E，35°26′～36°03′N）太行山東麓向華北平原過渡地帶，地勢上呈現西高東低趨勢，屬暖溫帶半濕潤型季風氣候，適宜種植，歷史上就是糧食盛產地，其糧食播種面積比重居全河南省第1位，糧食單產和復種指數也高于一般城市[4]，是河南省高標準糧田建設試點市。近年來，鶴壁市城鎮人口增加迅猛，目前城鎮化率已高達52.8%。2013年鶴壁地方財政收入396 400萬元，全市社會固定資產投資5 234 242萬元，經濟發展態勢良好。鶴壁市下轄2縣（淇縣、?？h）、3區（淇濱區、山城區、鶴山區）。

2材料與方法

2.1數據來源

鶴壁市耕地動態變化方面的數據主要來源于對1993年、2003年、2013年的Landsat5 TM、Landsat7 ETM+以及Landsat8 OLI-TIRS的3期衛星遙感影像使用ENVI 軟件分類解譯空間數據庫結果；耕地質量變化及土壤屬性數據主要來源于河南省第2次土壤普查數據庫以及河南省耕地質量評價數據庫的歷史資料，以評價指標的3 893個樣本數據在ArcGIS中建立耕地質量數據庫的結果；驅動力分析中的社會經濟數據來源于1994年鶴壁年鑒、2004年與2014年鶴壁統計年鑒，另有鶴壁市土地利用變更年報作為補充，主要選取分縣統計數據，由于1993年的鶴壁市統計數字存在市區劃分較為混亂的問題，因此1993年使用2縣為研究對象，2003年與2013年使用2縣3區的數據進行研究。

2.2耕地地力指數方法

采用耕地地力指數方法（integrate fertility index，簡稱IFI）求取耕地質量水平，將各項評價指標數值與指標權重值使用ArcGIS疊加方法加權求和計算，即可得到區域耕地質量[5-6]。需要2個步驟的準備工作：（1）綜合考慮諸項選取原則，參考河南省第2次土壤普查成果數據庫以及河南省耕地地力評價數據庫的有關資料，根據《河南省高標準糧田建設標準》的要求，遴選與量化評價指標：坡度、耕層質地、土體構型、有機質、灌溉能力[7]；（2）使用SPSS軟件因子分析方法，將標準化后5項指標的3 893個樣本數據導入其中，KMO概率（0.0001<0.01）達到了顯著性水平，拒絕零假設，以此確定指標權重

2.3多元線性回歸方法

統計分析中的回歸分析方法研究的主要對象是客觀事物變量間的統計關系，通過回歸分析可以揭示自變量對因變量的影響大小[8]。對驅動力的分析可以選擇多元線性回歸模型（multiple linear regression model）方法。具體步驟包括：建立線性回歸模型、求解回歸模型中的參數、對回歸模型進行檢驗。選擇使用標準化系數的多元線性回歸方程模型如下式所示：

[JZ（]Y=m1X1+m2X2+…+mnXn。[JZ）][JY]（1）

式中：Y為因變量，X為自變量，mi（i=1，2，…，n）為偏回歸系數。

一般的多元線性回歸模型最終會列出包含所有因子的計算公式，但是這樣不利于觀察出對因變量影響最深的某幾個自變量，因此應在SPSS軟件運行中使用逐步線性回歸方法篩選自變量，也即是選擇Stepwise作為Method選項[9]。

3結果與分析

3.1耕地質量變化分析

3.1.1耕地質量評價結果

鶴壁市耕地質量評價結果是以耕地質量評價各指標圖為基礎底圖，并將相應指標權重值使用ArcGIS疊加方法加權求和計算[10]。以表格顯示分區統計結果見表2。由表2可知，淇濱區質量值最大，但其標準差也最大，說明淇濱區內部耕地質量差異很大；?？h的耕地質量平均值最大、標準差最小而總值之和又最大，因此，應將?？h作為高標準糧田核心區進行打造。

3.1.2基于不同區域類型的分析運用ArcGIS軟件分析鶴壁市各區域的耕地質量，用所有像元平均值為代表最終統計結果，見表3。1993—2003年5個區域耕地質量水平均下降，在此期間發展偏重于工業化與城市化建設，鶴壁市耕地質量也呈現小幅下降態勢；2003—2013年除?？h耕地質量上升，鶴壁其他4個區域均呈下降態勢，?？h作為適宜耕種的區域，耕地變得集中緊湊，質量也大幅提高。進一步分析可知：耕地質量下降最多的是淇縣，由于淇縣耕地的增加主要在土地整理的基礎上，因此耕地質量平均水平降低也屬正常；淇濱區雖然下降，但耕地質量水平仍屬于5個區域中最高，由于淇濱區本身耕地數量較少，因此不適宜作為今后高標準糧田建設的主力區域；?？h耕地質量大幅上升，基本可與質量最高的淇濱區比肩，同時?？h作為5個區域中耕地面積最大的區域，選擇該區域作為高標準糧田建設區有益于提高耕地利用水平。

3.2.2驅動因素分析

雖然距離建設用地或水域較近的耕地自然稟賦良好，然而由于其優越的區位條件，反而更容易隨著城市擴張或水庫擴建而被侵占，從而耕地質量水平有所降低。也即是說，鶴壁市耕地質量水平隨著其與建設用地距離的減少而變小[13]。這種情況符合國內一般研究結論，但在以耕地保護為主題的三化協調發展建設中應引起重視，對鶴壁市通過內部挖潛來有效控制城市擴張、建設擴建，從而保護優質耕地。

非農人口增加說明的正是農民離開農地進入城市變成市民，工業化與城鎮化的發展使得二、三產業的經濟效益明顯高于農業生產，受到經濟驅動，非農人口增加，更甚者出現了撂荒行為，對耕地質量產生破壞，農業生產畢竟離不開農業人口，因此X4的增加會對鶴壁市耕地質量產生負影響[14]。高標準糧田區農民非農建設或非農行為的增加必然導致耕地質量的降低，需要引起重視。

4結論

通過以上各項分析，可得出結論如下：

（1）高標準糧田區耕地資源豐富，但其質量水平在過去20年呈現出降低趨勢。鶴壁市耕地整治工程與未利用耕地開發不斷補充新增耕地，然而補充耕地的質量不高；同時建設用地擴張、農田水利設施卻都在侵占優質耕地，長期來看會造成耕地質量持續惡化，應引起注意。

（2）?？h耕地質量平均值最大、標準差最小說明其質量均一且優良，該區域又是鶴壁市耕地面積最大的區域，在規劃上應加強以?？h為主體的高標準糧田建設，提高土地集約利用程度，發揮耕地優勢，實現農業現代化并保證糧食安全。

（3）高標準糧田區20年間耕地質量受到多重驅動作用影響，對耕地質量而言，到建設用地重心距離與非農人口是2項核心的驅動因素。為切實保護耕地質量水平穩定增長，需要有序控制城市擴張與非農建設。

參考文獻：

[1]河南省糧食生產核心區建設規劃（2008—2020年）[R]. 鄭州：河南省委省政府，2008.

[2]中原經濟區規劃[R]. 北京：國家發展與改革委員會，2012.

[3]蔡世忠. 中原經濟區建設中“三化”協調發展問題研究[J]. 河南農業科學，2011，40（6）：1-4.

[4]榮穎. 基于耕地壓力指數的河南省耕地保護與城市化發展研究[D]. 鄭州：河南農業大學，2014：28-33.[HJ1.5mm]

[5]閆慧峰，梁洪波，許家來，等. 山東煙葉生產典型樣區土壤質量評價[J]. 中國土壤與肥料，2015（6）：41-47.

[6]邱學禮，高福宏，李忠環，等. 昆明市植煙土壤肥力狀況評價[J]. 中國土壤與肥料，2012（5）：11-16.

[7][JP3]耕地地力評價指南[S]. 北京：全國農業技術推廣服務中心，2006.

[8]高惠璇. 應用多元統計分析[M]. 北京：北京大學出版社，2005：290.

[9]杜家菊，陳志偉. 使用SPSS線性回歸實現通徑分析的方法[J]. 生物學通報，2010，45（2）：4-6.[ZK）]

[10]劉瑞，朱道林. 基于轉移矩陣的土地利用變化信息挖掘方法探討[J]. 資源科學，2010，32（8）：1544-1550.

[11]李秀彬.中國近20年來耕地面積變化及其政策啟示[J]. 自然資源學報，1999，14（4）：329-333.

[12]鄭筠，張兆安. 湖南省耕地變化的驅動力篩選和驅動機制分析[J]. 國土資源科技管理，2014，31（1）：48-54.

[13]談明洪，李秀彬，呂昌河. 20世紀90年代中國大中城市建設用地擴張及其對耕地的占用[J]. 中國科學D輯，2004，34（12）：1157-1165.

[14]焦繼宗. 民勤綠洲土地利用/覆蓋時空演變及模擬研究[D]. 蘭州：蘭州大學，2012：92-98.