云南省耕地經濟等生態環境空間分布特征

曾維軍, 付朝書， 張耿杰, 張 川, 廖麗君,劉淑霞, 陳鏡宇, 樊 凱， 余建新

(1.云南農業大學 國土資源科學技術工程研究中心, 昆明 650201; 2.云南省土地資源利用與保護工程實驗室,昆明 650201; 3.云南農業大學 水利學院, 昆明 650201； 4.昆明理工大學 建筑工程學院，昆明 650500)

云南省耕地經濟等生態環境空間分布特征

曾維軍1,2,3, 付朝書4， 張耿杰1,3, 張 川2,3, 廖麗君2,3,劉淑霞1,3, 陳鏡宇1,3, 樊 凱1，3， 余建新1,2,3

(1.云南農業大學 國土資源科學技術工程研究中心, 昆明 650201; 2.云南省土地資源利用與保護工程實驗室,昆明 650201; 3.云南農業大學 水利學院, 昆明 650201； 4.昆明理工大學 建筑工程學院，昆明 650500)

合理利用耕地資源的首要問題是明確耕地利用現狀，掌握其數量、質量和空間分布。以云南省129個縣的農用地分等省級數據為基礎，結合該省生態環境現狀分區成果，分析了全省耕地經濟等在空間上的分布特征。結果表明：(1) 云南省耕地經濟等呈典型偏正態分布，以1～5等為主，占比高達92.39%；優區內耕地面積分布隨經濟等的提高呈現逐漸下降的趨勢，其他生態環境分區耕地經濟等均呈偏正態分布。(2) 云南省耕地經濟等總體水平偏低，其平均等為2.9等。中區耕地平均經濟等最高，為3.2等；劣區最低，為2.2等；優等地平均經濟等最高，為10.7等；低等地最低，為2.0等。各生態環境分區耕地質量等級平均等發展趨勢與全省平均等一致。(3) 云南省耕地以中、低等地為主，所占比例高達95.96%。其中劣區主要分布低等地，占比高達92.66%；優等地、高等地主要分布在中區及良區，占比分別為71.2%和74.9%；中等地在生態環境分區分布相對均勻。研究成果對優化耕地布局、提升耕地質量和保護耕地生態具有重要意義。

耕地; 經濟等; 生態環境; 云南省

耕地作為人類生存必不可少的生產資料，對保證糧食安全、維持社會經濟和諧可持續發展具有重要的現實意義[1-3]。耕地受自然條件和人類社會、經濟活動的影響，其質量、利用水平和投入—產出水平呈現出一定的自然地理和經濟地理分布規律[4]。經濟等別是綜合農用地自然質量、土地利用和土地經濟系數3方面因素的基礎上，采用等間距法對農用地進行劃分的等別，反映了因農用地潛在的區域自然質量、平均利用水平和平均效益水平不同，而造成的農用地生產力水平差異。在耕地數量減少、質量退化的現象日益加劇的背景下，合理利用有限耕地資源的首要問題是明確耕地利用現狀，掌握其數量、質量及空間分布。耕地經濟等別空間分布研究有助于國土資源管理部門了解區域耕地利用特征、投入與產出現狀，以及耕地效益的影響因素，為合理調整耕地利用方式提供支撐。

地處我國西南邊陲的云南省是一個地域特征凸顯的農業大省。全省地勢地貌復雜，高原山地約占全省總面積的94%，壩區僅占6%，坡耕地比重大，人地矛盾突出，伴隨著經濟發展和城鎮化進程的推進，區域耕地資源面臨更大的保護壓力。為貫徹落實《中華人民共和國土地管理法》，科學量化耕地質量及其分布，云南省于2004年起對全省范圍內耕地進行了耕地質量評價，并在此基礎上完成農用地分等工作[5-7]，其成果全面反映耕地自然狀況，為國土資源管理提供準確的耕地質量信息。

在農用地分等成果的基礎上，很多學者針對耕地做了大量研究，但主要集中于基本農田劃分[8-10]、動態變化及驅動因子[11-12]、產能核算[13-15]等方面；等別以自然質量等[16-17]、利用等為主[18-19]；耕地分布研究大多基于海拔[20-21]、流域[22]等進行，較少將經濟等與生態環境現狀結合進行分析。在耕地土壤、湖泊水體污染嚴重的背景下，農業生產需采取生態化耕作方式，既要提高糧食產能，又要保護生態環境，研究耕地經濟等與生態環境分區之間的關系，將為區域制定差異化的耕地利用與保護政策提供依據。

1 研究區概況與數據來源

1.1 研究區概況

云南省位于我國西南邊陲，介于東經97°31′39″—106°11′47″，北緯21°08′32″—29°15′8″，屬于低緯度的內陸地區。受低緯度、高海拔地理條件的綜合影響以及季風氣候制約，形成了光能豐富、四季溫差小和垂直變異顯著的低緯山原季風氣候。全省土地面積39.4萬平方km，其中，耕地面積占全省的15.97%，園地占全省的2.12%，林地面積占全省的57.69%，草地占全省的2.05%。依據《云南土壤》對全省土壤的分類，云南土壤分屬7個土綱、18個土類。

云南省地勢西北高，西南和東南低，境內地形起伏不平，山地、高原、盆地和河谷相間分布，形成了復雜多樣的地貌類型，其中山地約占全省總面積的84%，丘陵約占10%，壩子約占6%。云南省耕地主要分布于盆地和山丘區，坡耕地占耕地總面積的64%，且零星分散，水土流失嚴重，生產能力低。

云南省耕地經濟等共劃分為13個等別，等別范圍為1～13等。南部邊緣低山寬谷盆地區經濟等別范圍為1～10等；滇中高原盆地區經濟等別范圍為1～12等；滇南中山寬谷區經濟等別范圍為1～13等；滇東北山原區經濟等別范圍為1～11等；滇西北高山峽谷區經濟等別范圍為1～5等[23]。

1.2 數據來源

數據來源于云南省農用地分等省級匯總數據，包括129個縣(市、區)，1 353個鄉鎮和100 391個村委會，總計13 868個省級評價單元，結合云南省國土資源遙感綜合調查項目生態環境現狀分區成果，對經濟等別在生態環境分區分布特征進行分析。根據全省農用地分等成果，耕地經濟等別總共分為13等，在不同生態環境中分布呈現明顯差異。

2 數據處理及分析方法

2.1 云南省生態環境分區

應用徐旌等[24]、孟廣濤等[25]云南省生態環境現狀分區成果，全省共分為優區、良區、中區、差區和劣區5個生態環境等級區。云南省生態環境優區主要分布在滇中高原湖盆區、滇西北高山峽谷區和滇西南中山寬谷區，良區和中區在全省均有分布，差區主要集中在滇中高原湖盆區、滇東南巖溶丘原區和滇東北山原區，劣區主要在滇東北山原區有分布。

2.2 數據處理方法

本研究在需要進行計算區域內的平均經濟等別時，采用面積加權平均法，即在統計出各等別總面積前提下，進行各等別面積加權[26-28]。

(1)

式中：Y為區域平均經濟等；i為耕地經濟等別；imin為等別最小值；imax為等別最大值；Si為i等耕地面積(hm2)；S總為區域耕地總面積(hm2)。

2.3 空間分析方法

以全省129個縣(市、區)的農用地分等省級匯總數據為基礎，結合云南省生態環境分區成果，利用ArcGIS軟件空間分析功能，采用空間疊加分析、網絡分析、鄰域分析、統計分析等方法，研究耕地經濟等別在生態環境分區尺度上的分布特征。

2.4 耕地等級劃分

云南省范圍內各評價單元經濟等指數介于20～2 537，全省耕地利用評價經濟等的劃分采用等間距法，根據評價單元的經濟等指數值，采用200個等別分的等別間距對耕地經濟等進行初步劃分。經過計算，全省耕地經濟等別范圍為1～13等。為了分析不同等級耕地在各生態環境分區的分布狀況，根據全省不同經濟等別耕地面積分布階段性差異顯著的特征，與自然質量等、利用等劃分一致，采用等間距法，按照1～3等、4～6等、7～9等、10～13等劃分為低等、中等、高等和優等4個檔次。其中13等耕地面積為0.06萬hm2，僅占全省總耕地面積的0.01%，因此將13等歸并到優等檔次。

3 結果與分析

3.1 耕地經濟等數量分布特征

根據云南省農用地分等結果，耕地總面積611.95萬hm2，耕地經濟等別范圍為1～13等，其中1等地經濟水平最低，13等地經濟水平最高，面積加權平均等為2.9等。從圖1可看出，云南省耕地經濟等呈典型的偏態分布，經濟等別普遍較低。等別在第2的耕地的數量最多，所占比例為28.63%；第13等的耕地數量最少，比例接近0。全省耕地經濟等以1～5等為主，總面積565.40萬hm2，所占比例高達92.39%；8～13等耕地的總面積13.80萬hm2，僅占2.26%。

從耕地等級來看，云南省低等地有433.49萬hm2，占全省耕地總面積的70.83%；中等地153.79萬hm2，占25.13%；高等地22.21萬hm2，占3.63%；優等地2.47萬hm2，僅占0.40%。

3.2 耕地生態環境分區分布特征

將云南省農用地分等結果與全省生態環境現狀分區相疊加，分別統計不同生態環境云南省耕地面積分布(圖2)。優區的評價單元數量為3 622個，面積109.60萬hm2，占所有評價單元數量和耕地總面積的比例分別為26.12%和17.91%；良區的評價單元數量為3 552個，面積133.76 hm2，占所有評價單元數量和耕地總面積的比例分別為25.61%和21.86%；中區的評價單元數量為3 599個，面積180.05萬hm2，占所有評價單元數量和耕地總面積的比例分別為25.92%和29.42%；差區的評價單元數量為2 749個，面積151.55萬hm2，占所有評價單元數量和耕地總面積的比例分別為19.82%和24.76%；劣區的評價單元數量為346個，面積37.00萬hm2，占所有評價單元數量和耕地總面積的比例分別為2.49%和6.05%。由此可知，除劣區外，其他各類區的評價單元數量相差不大，中區內耕地的總面積最大，劣區耕地總面積最小。

圖1 云南省耕地經濟等別構成

圖2 耕地面積在云南省生態環境分區分布

從圖2可知，云南省耕地面積在不同生態環境分區中差異較大，為進一步研究耕地不同經濟等別在各生態環境分區分布特征，將不同經濟等別耕地在各生態環境分區分布面積及比例分別統計(圖3)。

(1) 優區耕地經濟等別分布特征。優區主要包括滇西南西雙版納州、普洱市，滇西北怒江州、麗江市等，耕地經濟等分布范圍是1～10等。該區域內耕地的面積分布隨經濟等的提高呈現逐漸下降的趨勢，面積加權平均等為2.4等。其中，第1等耕地面積最大，為41.91萬hm2，占38.23%；10等耕地面積最小，為0.55萬hm2，占0.50%；而11～13等耕地則沒有分布。優區內耕地經濟等別分布與全省耕地經濟等分布相似，主要集中在1～4等，總面積97.61萬hm2，占89.06%。從耕地等級來看，低等地占77.90%，中等地占19.65%，二者比例高達97.55%；而優等地分布僅為0.50%。

(2) 良區耕地經濟等別分布特征。良區在全省范圍內分布較為分散，主要包括滇中玉溪市、滇西南普洱市和滇西德宏州等，耕地經濟等分布范圍是1～13等。該區域內耕地等別的分布為偏正態分布，面積加權平均等為3.1等。其中，第2等耕地面積最大，為42.92萬hm2，占32.09%；第13等耕地面積最小，為0.06萬hm2，占0.04%。良區內耕地經濟等別分布主要集中在1～5等，總面積121.50萬hm2，占90.83%。從耕地等級來看，低等地占68.70%，中等地占25.34%，二者比例高達94.04%；而優等地分布僅為0.46%。

(3) 中區耕地經濟等別分布特征。中區主要集中在昆明市、文山州與大理州等，耕地經濟等分布范圍是1～12等。該區域內耕地等別的分布為偏正態分布，面積加權平均等為3.2等。其中，第2等的耕地面積最大，為50.08萬hm2，占27.82%；第11等耕地面積最小，為0.21萬hm2，占0.12%。中區內耕地經濟等別分布主要集中在1～5等，總面積162.29萬hm2，占90.14%。從耕地等級來看，低等地占64.44%，中等地占29.87%，二者比例高達94.31%；而優等地分布僅為0.63%。

(4) 差區中耕地經濟等別分布特征。差區主要集中在滇東北昭通市、滇東南文山州等，耕地經濟等分布范圍是1～11等。該區域內耕地等別的分布為偏正態分布，面積加權平均等為3.0等。其中，第2等耕地面積最大，為43.51萬hm2，占28.71%；第11等耕地面積最小，為6.09 hm2，接近于0。差區內耕地經濟等別分布主要集中在1～4等，總面積132.32萬hm2，占87.31%；7～11等耕地面積為3.27萬6.09 hm2，僅占2.16%。從耕地等級來看，低等地占69.87%，中等地占27.97%，二者比例高達97.84%；而優等地分布僅為0.09%，趨向于0。

(5) 劣區中耕地經濟等別分布特征。劣區面積最少，且高度集中在滇東北昭通市，其他地州幾乎沒有分布，耕地經濟等分布范圍是1～10等。該區域內耕地等別的分布呈現兩極分化的局勢，1～3等耕地面積極大，5～10等耕地面積極小，面積加權平均等為2.2等。其中，第1等耕地面積最大，為12.65萬hm2，占34.18%；第10等耕地面積最小，為0.02萬hm2，僅占0.06%。劣區內耕地經濟等別分布主要集中在1～3等，總面積34.29萬hm2，占92.65%；5～10等耕地面積1.09萬hm2，僅占2.95%。從耕地等級來看，低等地高占92.66%，居于絕對優勢，而優等地分布僅為0.06%，趨向于0，兩極分化極其明顯。

圖3 耕地經濟等別在云南省生態環境分區分布

從各生態環境分區耕地質量等級分布來看，云南省耕地以低等地為主，占比高達70.84%；中等地為輔，占比25.13%；優等地不足1.00%；耕地經濟產出水平普遍較低。各生態環境分區低等地、中等地分布比例在94.04%～98.59%，劣區最高，良區最低；而優等地分布比例在0.06%～0.63%，均未超過1.00%，劣區最低，中區最高。

3.3 生態環境評價分區中耕地經濟等別的關系

根據以上對云南省耕地經濟等別在各個生態環境現狀分區中的分析可知，優區耕地分布隨經濟等的提高呈現逐漸下降的趨勢，劣區耕地分布呈現兩極分化局勢，其他生態分區耕地經濟等別均呈偏正態分布，以中低等地為主，低等地所占比重極大。以耕地經濟等別為研究重點，在不同生態環境分區中分別進行橫向、縱向分析與綜合分析(表1)。

表1 云南省不同生態環境分區下耕地平均經濟等別

(1) 各生態環境分區內耕地經濟等別橫向分析。橫向分析是針對相同耕地等級范圍、不同生態環境分區中耕地的經濟等別的分析。在優等地范圍內，優區、良區、中區、差區和劣區內耕地面積比例分別為22.24%，25.20%，45.82%，5.79%和0.95%；從優等地的平均經濟等來看，各生態環境分區比較接近，中區和良區的平均等為10.9，其他生態分區中的平均等均為10，其匯總平均等為10.7；雖然優等地匯總平均經濟等遠遠高于低等地的2.0，但由于優等地僅占耕地總面積0.50%，對耕地質量等級提升有限，耕地最終匯總平均等僅為2.9等。在高等地范圍內，優區、良區、中區、差區和劣區內耕地面積比例分別為9.60%，33.05%，41.04%，14.06%和2.25%，高等地在中區、良區的分布面積顯著高于劣區、優區，說明中區、良區耕地投入—產出水平較高，而生態環境的兩極對耕地效益產生一定的負面影響；從平均經濟等來看，各生態環境分區非常接近，良區、中區和劣區平均等最高，而優區的平均等最低，其匯總平均等為7.7。在中等地范圍內，優區、良區、中區、差區和劣區內耕地面積比例分別為14.00%，22.04%，34.97%，27.56%和1.43%；從平均經濟等來看，除優區的平均等稍高、劣區的平均等稍低外，其余生態分區的平均等相同，均為4.5，其匯總平均等為4.5。在低等地范圍內，優區、良區、中區、差區和劣區內耕地面積比例分別為19.70%，21.20%，26.77%，24.43%和7.91%，除劣區外，分布相對比較均勻；從平均經濟等來看，中區和差區最高，優區最低，其匯總平均等為2.0。

(2) 各生態環境分區內耕地經濟等別縱向分析。縱向分析是針對不同耕地等級范圍、相同生態環境分區中耕地的經濟等別的分析。優區內，優等地、高等地、中等地和低等地的面積比例依次為0.50%，1.95%，19.64%和77.91%，因為低等地的面積所占比例較大，所以整個優區耕地的經濟平均等趨于低等，為2.4等。良區內，優等地、高等地、中等地和低等地的面積比例依次為0.47%，5.49%，25.35%和68.70%，其中，以中等地和低等地面積為主，良區耕地平均經濟等為3.1等。中區內，優等地、高等地、中等地和低等地的面積比例依次為0.63%，5.06%，29.87%和64.44%，跟良區一樣，中等地和低等地所占比例最高，該區耕地的平均經濟等趨于中等偏低，為3.2等。差區內，優等地、高等地、中等地和低等地的面積比例依次為0.09%，2.06%，27.97%和69.87%，影響該區域耕地平均經濟等的依然為中等地和低等地，因此整體平均經濟等趨于低等，為3.0等。劣區內，優等地、高等地、中等地和低等地的面積比例依次為0.06%，1.35%，5.93%和92.66%，影響該區域耕地平均經濟等最大的是低等地，因此其平均等為低等地，即2.2等。從以上分析可知，各區平均經濟等從小到大排序與該區低等地面積占比成反比，反映了依據經濟等劃分耕地等級的可行性。

(3) 各生態環境分區內耕地經濟等別綜合分析。將各生態環境分區內耕地經濟等別的縱向與橫向分析結合，其相關程度及其協調效應綜合能夠反映云南省耕地投入—產出效益的總體分布情況。從各區平均經濟等排序來看，劣區<優區<差區<良區<中區。優區、良區、中區、差區主要分布低等地，其次為中等地，二者所占比例分別為97.55%，94.05%，94.31%，97.84%；劣區內主要分布低等地，比例為92.66%，可見，劣區的水土環境已經影響到耕地的綜合投入—產出效益，同樣的投入得不到與其他區域相匹配的回報。生態環境優區耕地經濟等別范圍是1～10等，平均等2.4等；良區耕地經濟等別范圍是1～13等，平均等3.1等；中區耕地經濟等別范圍是1～12等，平均等3.2等；差區耕地經濟等別范圍是1～11等，平均等3.0等；劣區耕地經濟等別范圍是1～10等，平均等2.2等。各耕地等級在優區、良區、中區、差區、劣區都有分布，中區分布比例最高，達到29.42%；優區、良區、差區分布比例差別不大，分別約占20%左右；劣區分布比例最低，只占6.05%。

4 結論與討論

(1) 云南省耕地經濟等呈典型偏正態分布，以1～5等為主，占比高達92.39%。優區內耕地面積分布隨經濟等的提高呈現逐漸下降的趨勢，其他生態環境分區耕地經濟等均呈偏正態分布。

(2) 從全省耕地平均經濟等來看，為2.9等，總體水平偏低。中區耕地平均自然質量等最高，為3.2等；劣區最低，為2.2等；優等地平均經濟等最高，為10.7等；低等地最低，為2.0等。各生態環境分區耕地質量等級平均等發展趨勢與全省平均等一致。

(3) 從全省耕地質量等級進行分析，云南省耕地以中、低等地為主，所占比例高達95.96%。其中劣區主要分布低等地，占比高達92.66%；優等地、高等地主要分布在中區及良區，占比分別為71.2%和74.9%；中等地在生態環境分區分布相對均勻。

劣區主要集中于滇東北，即昭通市。該區多巖溶地貌，以坡耕地和旱地為主，限制了耕地的利用條件；人口密度大，耕地開發利用過度；種植制度多為一年一熟；上述因素是劣區耕地平均經濟等處于全省最低水平的主要原因，耕地投入—產出不匹配，效益極低。

差區主要分布在滇東南、滇東北和滇中地區。該區耕地分布在自然質量等和利用等相對較高地區，雖然自然環境較差，但其經濟等遠高于劣區與優區，稍低于中區與良區，平均經濟等3.0，屬中等水平。

中區和良區在全省范圍內分布廣泛。兩區耕地多分布在光、熱、水、土等自然條件好，社會經濟發達，交通便利，利用水平高的平壩區和河谷區，如昆明、曲靖、玉溪等地。從面積加權平均經濟等來看，中區與良區的耕地整體投入—產出相當，其平均經濟等均高于全省平均等。

優區主要分布于怒江州、普洱市和西雙版納州。該區耕地多分布于高山峽谷地帶，多為少數民族集聚地，雖然自然生態環境好，但生產投入較低，農業科技不發達，耕地平均經濟等低于全省平均等。

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SpatialEcoenvironmentDistributionCharacteristicsofArableLandEconomyGradeinYunnanProvince

ZENG Weijun1,2,3, FU Chaoshu4， ZHANG Gengjie1,3, ZHANG Chuan2,3,LIAO Lijun2,3, LIU Shuxia1,3, CHEN Jingyu1,3, Fan Kai1,3， YU Jianxin1,2,3

(1.EngineeringResearchCenterofScienceandTechnologyofLandandResources,YunnanAgriculturalUniversity,Kunming650201,China; 2.EngineeringLaboratoryofUtilizationandProtectionofLandResources,YunnanProvince,Kunming650201,China; 3.CollegeofWaterConservancy,YunnanAgriculturalUniversity,Kunming650201,China； 4.FacultyofConstructionEngineering，KunmingUniversityofScienceandTechnology，Kunming650500，China)

Understanding the quality, quantity and spatial distribution of arable land is the most important key problem in reasonably using arable land resources. In this study, the distribution characteristics of the arable land economy grade in 129 counties were analyzed based on the combination data of cultivated land classification and evaluation of ecological environment situation in Yunnan Province. The results showed that: (1) the average economy grade of the arable land for the whole province presented the positive skewed distribution, grades from 1 to 5 accounted for as high as 92.39%; the arable land distribution in the excellent zone showed a trend of gradual decline along with the increase of economy grade, it exhibited the positive skewed distribution in the other ecoenvironment zone; (2) the average economy grade, being grade 2.9, of the arable land for the whole province is at the lower level; the highest average economy grade of 3.2 occurs in the medium zone, while the lowest of 2.2 is in the poor zone; the average economy grade of the excellent-quality arable land is the highest as grade 10.7, and the low-quality arable land has the lowest average grade of 2.0; the development of the average quality of the arable land for ecoenvironment zone has little difference from the average economy grade of the whole province; (3) the cultivated land in Yunnan Province is mainly identified as the medium， or low-quality, accounting for 95.96% of the area. The poor zone is the low-quality, and accounted for as high as 92.66%. The excellent-quality, or good-quality arable land is mostly found in the medium zone, which is followed by the good zone, accounting for 71.2% and 74.9%, respectively; the medium-quality distribution in ecoenvironment zone is relatively uniform. These conclusions are significant to optimize arable land arrangement, improve arable land quality and protect ecological environment of arable land.

arable land; economy grade; ecological environment; Yunnan Province

2016-04-03

：2016-05-04

云南省教育廳科學研究基金項目“九大高原湖泊流域土地利用空間分異水質響應及驅動機制研究”(2015Z104)；云南農業大學自然科學青年科研基金項目“非點源污染治理中湖泊流域上游種植生態區劃研究”(2015ZR16)

曾維軍(1979—),男,湖南邵陽人,講師,博士,主要研究方向為3S技術、土地評價、資源環境規劃。E-mail:zengweijunde@163.com

余建新(1958—),男,云南普洱人,教授,主要研究方向為土地評價與水土保持。E-mail:yjxin58cn@yahoo.com.cn

F301.21

：A

：1005-3409(2017)02-0246-06