我國兩大糧食主產區耕地等別空間分布特征分析

魏洪斌　吳克寧　趙華甫　孫亞彬

摘要：以中國東北及中部糧食主產區耕地為對象，以糧食主產區黑龍江、吉林等9個省的農用地縣級分等成果為數據來源，通過AreGIS統計分析，經加權平均法數據處理，研究耕地等別在不同空間尺度的分布規律。結果表明，兩大糧食主產區耕地在1～15等均有分布，其平均等別為9.5等，比全國耕地平均等別9.8等高0.3個等別；省際之間耕地等別差異明顯，湖北、湖南和江西3個省份的耕地等別較高，集中在5～8等，黑龍江、吉林和遼寧的耕地等別較低，集中在9～12等，湘、鄂、皖、贛區耕地等別高于晉豫區和東北區；一級指標區耕地等別差異較大，長江中下游區、江南區、四川盆地和黃淮海區耕地等別較高，東北區、內蒙古高原及長城沿線區、黃土高原區和云貴高原區耕地等別較低；耕地等別與區域資源本底要素水平相一致，復種指數與作物光溫氣候生產潛力水平高的指標區耕地等別較高，灌溉水田和水澆地等別總體高于旱地和其他宜農地，復種指數相同的指標區，應優先保護等別較高的水田和水澆地，重點提升等別較低的旱地和其他宜農地。這為實施差別化的土地整治和高標準基本農田建設、劃定耕地質量保護和提升重點區域、優化耕地空間布局提供了理論參考。

關鍵詞：土地利用；耕地質量；農用地分等；空間分布特征；糧食主產區

中圖分類號：F323.211 文獻標志碼：A 文章編號：1002—1302（2016）01—0443—05

耕地作為一種稀缺資源，數量和質量有限。為全面掌握和科學量化我國的耕地質量狀況，國土資源部從1999年開始進行農用地分等定級工作，并于2009年完成全國31個省（區、市）的農用地分等定級估價工作。農用地分等評定是土地管理由數量管理向數量管控、質量管理和生態管護“三位一體”管理并重轉變的基礎性工作，而農用地分等作為一項科學量化農用地質量及分布規律的系統調查工作，可以為耕地質量提升與保護、基本農田建設等提供科學支撐，對合理利用耕地、保護有限的耕地資源發揮著重要作用。我國耕地資源保護和國家糧食安全保障已上升為一個緊迫的重大戰略問題。為科學量化耕地資源的數量、質量和分布，充分認識耕地資源的特點，有關學者依據農用地分等成果開展了一系列的研究，探討了耕地資源的分布特征，如司振中等研究中國耕地資源的區域差異及保護問題，關興良等研究中國耕地變化的空間格局與重心曲線動態分析，王洪波等研究中國耕地等別分異特性及其對耕地保護的影響，孔祥斌等研究中國西部區耕地等別空間分布的特征，在省域尺度上，學者們對河北、江蘇、重慶、福建的耕地等別分布規律進行了研究。近年來，國內學者針對耕地等別分布特征，在耕地產能分異、耕地質量動態監測、糧食產能核算與變化預測及耕地等別差異與耕地等別提升等方面開展研究并取得了一定成果，促進了耕地資源的質量保護與提升。

提升耕地質量已成為中國解決糧食安全問題的一個重要手段，而中國東北及中部糧食主產區在國家糧食安全保障體系中具有重要的地位，選擇糧食主產區探討耕地等別的空間分布特征具有重要的意義，可為制定有關耕地保護與糧食安全的政策提供支撐，也為確定的耕地質量提升與保護對策提供依據。本研究依據東北及中部糧食主產區9個省的農用地縣級分等匯總成果，通過等別平衡轉換法將研究區耕地形成統一可比的耕地等別序列，并在此基礎上分析耕地的等別分布特征，為開展土地整治、高標準基本農田建設、耕地占補平衡考核、基本農田保護及征地補償標準的制定等提供科學依據。

1研究區概況

中國糧食主產區涉及黑龍江、吉林、遼寧、內蒙古、河北、山東、江蘇、河南、安徽、湖北、湖南、江西、四川13個省，東北及中部糧食主產區包括黑龍江、吉林、遼寧、山西、河南、安徽、湖北、湖南、江西9個省，研究區除山西省外，其余8個省均屬于中國糧食主產區省份，其播種面積與糧食產量分別占中國糧食主產區的67.95%和67.72%。研究區土地總面積為183.54萬km²，占全國國土面積的19.12%，其中耕地面積為5239.38萬hm²，占全國耕地面積的41.88%，糧食產量約占全國糧食產量的44%，在全國主體功能區劃農業戰略格局中分別屬于東北平原主產區、黃淮海平原主產區、長江流域主產區，是中國農業大省，是糧食主產區的集中分布區。東北及中部糧食主產區以全國19.12%的土地面積，生產出遠高于這一比例的主要農產品，對保障國家糧食安全發揮了重要的作用。

研究區耕地資源相對豐富，由于地理位置及氣候條件的巨大差異，同時受地形地貌、水文、土壤、海拔及人類活動等綜合因素的影響，其耕地數量及質量存在地域分異規律，不同地區的耕地生產能力水平存在差異，耕地質量水平也有所不同。

2數據來源與研究方法

應用ArcGIS 9.3軟件，通過屬性選擇（selected by attrib-utes）功能模塊，以研究區9個省的縣級農用地分等成果為數據來源，以經追溯法匯總形成的農用地分等國家級數據庫圖件成果（比例尺1：50萬）為基礎數據，通過統計分析和數據計算，分析耕地等別的數量結構及省際之間、土地利用分區和標準耕作制度一級區內空間尺度上的分布規律及特征。區域內耕地質量平均等別采用面積加權平均法計算，即統計出各等別耕地的總面積，并對各個等別的耕地面積進行加權平均，其計算公式為：

3結果與分析

3.1耕地等別的數量結構及省際分布特征

根據研究區農用地分等匯總結果發現，東北及中部糧食主產區耕地被劃分為15個等別，范圍為1～15等，1等地質量最好，15等地質量最差；東北糧食主產區耕地以10～12等為主，面積加權平均等為11.2等，比全國平均等9.8等低1.4個等別；中部糧食主產區耕地以7～10等為主，面積加權平均等為8.2等，比全國平均等高1.6個等別。將1～15等按照1～4等、5～8等、9～12等、13～15等劃分為優等、高等、中等和低等4個類型，由圖1、圖2可見，東北糧食主產區無優等地分布，高等地、中等地、低等地面積分別為10.60、1 954.11、254.52萬hm²，分別占東北區農用地評定總面積的0.48%、88.05%、11.47%；中部糧食主產區優等地、高等地、中等地、低等地面積分別為246.63、1499.08、1043.38、231.07萬hm²，分別占中部區農用地評定總面積的8.17%、49.64%、34.55%、7.65%。

由表1可見，耕地等別分布差異較大，東北及中部糧食主產區9省耕地等別以7～12等為主，東北糧食主產區耕地以中等地為主，中部糧食主產區耕地高等地和中等地所占比例較大，其平均等別為9.5，比全國耕地平均等別9.8高0.3等；東北糧食主產區黑龍江、吉林、遼寧的耕地等別較低，多集中在8～14等，中部糧食主產區湖北、湖南耕地等別較高，耕地等別集中在1～8等，山西、河南耕地等別以中、低等為主，主要集中在7～13等，安徽、江西耕地等別也較高，但由于受自然條件的限制，優等地比例較小，等別集中在5～10等。從各類型耕地在各省的分布來看，安徽、湖北、湖南、江西4個省份均有優等地分布，優等地面積分別為5.56萬、172.06萬、61.74萬、7.28萬hm²，高等地分布最多的3個省份為河南、安徽、湖北，占研究區高等地面積的74.60%，黑龍江、吉林、遼寧、山西高等地面積比例相對較小，中等地分布最多的3個省份為黑龍江、吉林、遼寧，占研究區中等地面積的65.19%，低等地分布最多的3個省份為黑龍江、吉林、山西，占研究區低等地面積的94.06%，河南和安徽2個省份沒有低等地分布；平均等別最高的3個省份為湖北、江西、河南，其平均等別分別為5.71、7.48、7.72等，平均等別最低的3個省份為山西、黑龍江、遼寧，其平均等別分別為11.92、11.53、11.06等，平均等別處于中間水平的3個省份為湖南、安徽、吉林，平均等別分別為7.91、8.46、10.56等，耕地平均等別最高的湖北省比平均等別最低的山西省高6.21個等別。

3.2耕地等別在土地利用區上的分布特征

由于東北及中部糧食主產區9省在資源條件、土地利用現狀、經濟社會發展階段和區域發展戰略定位存在一定差異，根據全國土地利用總體規劃綱要（2006—2020年），土地利用區分為東北地區、晉豫區和湘鄂皖贛區，其中，東北地區包括黑龍江、吉林和遼寧3個省級行政區；晉豫區包括山西和河南2個省級行政區；湘鄂皖贛區包括安徽、湖南、湖北和江西4個省級行政區。由圖3可見，3個土地利用區中，湘鄂皖贛區耕地等別最高，東北區耕地等別最低；各土地利用區的耕地等別分布范圍不同，湘鄂皖贛區、晉豫區、東北區耕地等別范圍分別為1～15、5～14、7～14等。由圖4可見，湘鄂皖贛區耕地以高等地、中等地為主，分別占本區耕地總面積的48.10%和36.7%，其次為優等地，占本區耕地總面積的14.13%，有少量低等地分布，占本區耕地總面積的1.07%；晉豫區耕地以高等地為主，占本區耕地總面積的51.74%，其次為中等地和低等地，分別占本區耕地總面積的31.6%和16.67%，本區無優等地分布；東北區耕地以中等地和低等地為主，分別占本區耕地總面積的88.05%和11.47%，有極少量的高等地分布，占本區耕地總面積的0.48%，該區無優等地分布。3個土地利用區的耕地平均等別經加權平均計算，結果表明，湘鄂皖贛區的耕地平均等別最高，平均等別值為7.42，與全國耕地等別平均值9.8等相比，高出2.38個等別；東北區耕地平均等別最低，平均等別值為11.17，低于全國耕地等別平均值1.37個等別，與中部區耕地平均等別9.5等相比，低出1.67個等別。

3.3耕地等別在標準耕作制度一級區上的分布特征

《農用地分等規程》將東北及中部糧食主產區9省劃分為8個標準耕作制度一級區，分別為東北區、黃淮海區、長江中下游區、江南區、內蒙古高原及長城沿線區、黃土高原區、四川盆地、云貴高原區。由圖5可見，耕地等別在8個標準耕作制度一級區內分布存在差異；長江中下游區、江南區和四川盆地耕地等別較高，優等地、高等地所占比例較大，等別集中分布在1～8等；黃淮海區、云貴高原區和黃土高原區耕地等別居中，高等地、中等地所占比例較大，等別集中分布在5～12等；東北區和內蒙古高原及長城沿線區耕地等別較低，中等地、低等地所占比例較大，等別集中分布在9～15等。

從耕地優、高、中、低等不同類型在各一級區內的分布來看，優等地集中分布在長江中下游區和江南區，占總優等地面積的99.7%，四川盆地和云貴高原區只有極少量的優等地，占總優等地面積的0.03%，其他指標區無優等地；高等地在8個一級區內均有分布，最多的2個指標區是長江中下游區和黃淮海區，占總高等地面積的70.23%，其次是江南區和黃土高原區，占總高等地面積的24.48%，其他指標區內高等地僅占5.29%；中等地集中分布在東北區，占總中等地面積的64.25%，其次是黃土高原區、黃淮海區、江南區和長江中下游區，占總中等地面積的32.40%，其他指標區中等地僅占3.35%；低等地主要分布在東北區和黃土高原區，占總低等地面積的95.54%，黃淮海區和云貴高原區無低等地分布，其他指標區內低等地占總低等地面積的4.46%。

由圖6可見，平均等別最高的3個區是長江中下游區、四川盆地和黃淮海區，其平均等別分別為6.4、7.7、8.1等；平均等別最低的3個區是內蒙古高原及長城沿線區、黃土高原區和東北區，其平均等別分別為11.3、11.2、11.1等；平均等別最高的長江中下游區比平均等別最低的內蒙古高原及長城沿線區高出4.9個等別。

3.4耕地等別在不同耕地類型間的分布特征

東北及中部糧食主產區9省農用地分等的對象主要是灌溉水田、望天田、水澆地、旱地及其他宜農未利用地，由于灌溉水田、水澆地和旱地在研究區耕地類型中所占比例較大，因此，對以上3種地類之外的分等對象作為其他宜農地進行統計分析。由表2可見，灌溉水田和水澆地的耕地等別總體高于旱地和其他宜農地；東北糧食主產區的東北區和內蒙古高原及長城沿線區各類型耕地等別整體較低，且差別不大，總體上水田與水澆地的等別略高于旱地和其他宜農地；中部糧食主產區的黃土高原區耕地等別較低，水澆地等別略高于其他地類，長江中下游區與江南區耕地等別相對較高，各地類等別差異不大，而黃淮海區、四川盆地與云貴高原區各類型耕地等別處于中等水平，其中四川盆地各類型耕地等別具有一定差異，等別最高的其他宜農地比等別最低的旱地高1.83等，黃淮海區與云貴高原區各地類等別較穩定。

對同一類型耕地而言（表2），灌溉水田、旱地和其他宜農地在各區均有分布，各類型耕地等別均較高的2個區是長江中下游區、江南區和四川盆地，等別介于5～7之間，等別均較低的2個區是東北區和黃土高原區，等別介于10～11等之間，其他指標區耕地質量等別介于7～10等之間；灌溉水田等別最高的2個區是長江中下游區和和四川盆地，最低的2個區是黃土高原區和東北區，等別最高的長江中下游區與最低的黃土高原區相比，兩者相差5.86等；水澆地除四川盆地和云貴高原區外，其他區均有分布，等別最高的長江中下游區比最低的東北區高4.33等；旱地等別最高的是長江中下游區，最低的是內蒙古高原及長城沿線區，兩者相差4.74等；其他宜農地等別最高的是四川盆地，最低的是東北區，兩者相差5.84等。

3.5耕地等別分布特征與不同耕作制度的關系分析

當地的光溫氣候生產潛力水平決定其耕作制度。一般情況下，一定周期內的復種指數決定生產能力的大小，影響耕地等別的高低。東北及中部糧食主產區受地理位置及氣候條件影響，存在多種耕作制度，東北糧食主產區耕地制度為一年一熟，而中部糧食主產區存在一年一熟、兩年三熟等多種耕作制度。

由表3可見，一年兩熟與一年三熟的耕地等別高于一年一熟與兩年三熟。由表4可見，各區熟制類型存在差異，由單一熟制到多種熟制類型并存，存在多種熟制的指標區，耕地等別總體上按照一年一熟、兩年三熟、一年兩熟、一年三熟依次遞增；一年一熟存在于東北區、內蒙古及長城沿線區和江南區，耕地質量平均等別明顯低于其他熟制類型，兩年三熟只存在于黃土高原區，一年兩熟耕地存在于6個區，其中長江中下游區、江南區、四川盆地耕地質量等別較高，黃土高原區耕地質量等別較低，一年三熟耕地存在于長江中下游區和江南區，耕地等別明顯高于其他熟制類型；黃土高原區內一年兩熟、兩年三熟、一年一熟耕地等別分別為9.56、11.79、11.58等，最高等別比最低等別高2.23個等；長江中下游區一年三熟、一年兩熟的耕地等別分別為4.74、6.46等，一年三熟的耕地等別比一年兩熟的等別高1.72等；江南區內一年三熟、一年兩熟、一年一熟的耕地等別分別為8.73、7.50、11.02等，最高等別比最低等別高3.52等；東北區、內蒙古高原及長城沿線區只存在一年一熟，耕地等別分別為11.17、11.32等，等別較低；黃淮海區、四川盆地及云貴高原區只存在一年兩熟，耕地等別分別為8.10、7.70、9.18等，耕地等別處于中間水平。

4結論與討論

東北及中部糧食主產區9省耕地等別以7～12等為主，其平均等別比全國耕地平均等別高0.3個等別，中等地所占比例高達57.2%，高等地占28.2%，優等地僅占0.04%。從土地利用區看，湘鄂皖贛區以優等地和高等地為主，晉豫區以中等地和高等地為主，東北區以中等地為主，湘鄂皖贛區耕地的平均等別高于晉豫區及東北區；從標準耕作制度一級區看，長江中下游地區、江南區、四川盆地和云貴高原區的耕地平均等別較高，東北區、內蒙古高原及長城沿線區和黃淮海區的耕地平均等別偏低；耕地等別分布與資源本底要素特征基本一致的同一指標區內，耕地等別較高的地區一般復種指數也較高；從各地類來看，水田、水澆地耕地等別總體上高于旱地和其他宜農地類等別。

耕地質量是糧食安全的保障和基石，依據兩大糧食主產區耕地等別分布特征和空間變異特征識別耕地資源的分布特點，進一步確定耕地質量提升區、利用類型轉換區、利用強度降低區、持續利用保護區，可以劃定耕地資源安全“底線”，有利于制定區域耕地保護與產能提升對策。開展土地整治時，應考慮耕地質量等別分布特征，既要分析耕地的共性限制因素，又要著眼于區域特有的限制性因素，根據各區耕地等別主導限制因素以確定工程類型和投資規模，從而有效提升耕地質量等別；在建設占用耕地時，應根據耕地等別，優先占用等別較低的耕地，盡量不占或少占優等耕地，同時應依據耕地等別狀況，制定區域差異化的征地補償標準；在基本農田調整與劃定中，應遵循將中、低等耕地調出，調入優、高等耕地的原則，以提高基本農田平均等別，并將優等地和高等地劃為基本農田進行永久保護；在高標準基本農田建設中，應以提升耕地質量為核心，建立耕地等別變化動態監測體系，實時掌握并準確預測耕地等別變化，從而為區域耕地的數量、質量保護工作提供支撐，保障糧食安全。

但是，耕地質量往往受到地形地貌、海拔、土壤類型等多種因素的影響；因此，對如何進一步揭示耕地等別與相關因素及人類活動的關系、分析耕地產能空間的分異規律、宏觀層面提升耕地質量、建立耕地等別變化和產能安全的動態監測體系等還需加強研究。