吉安市耕地資源變化及其空間分布特征研究

黃開成

摘要：以江西省吉安市為研究單元，運用GIS技術和空間分析等方法，分析了耕地資源數量和質量的時間變化特點以及耕地的空間分布特征。結果表明：（1）2000—2015年，吉安市耕地面積呈現出快速減少、緩慢增加、急速增加、緩慢增加的四個不同階段，人均耕地面積變化與耕地面積變化趨勢相似；（2）農業投入不斷增多，耕地質量日趨改善；（3）從耕地水平分布狀況來看，呈中、北部多，南、東、西部較少的分布特征，耕地分布較集中；（4）從耕地垂直分布狀況來看，吉安市耕地的絕大部分分布在海拔較低、坡度較緩和適宜耕種的地貌單元區。由此可知，目前吉安市耕地資源開發利用較為合理，本研究將為吉安市未來耕地開發與保護以及農業發展提供一定的依據和支撐。

關鍵詞：吉安市；耕地資源；空間分布；GIS

耕地，是人類賴以生存的基本資源和條件，人類生存和生產所必需的食物和原料都來自耕地。耕地資源不僅作為農業生產的載體，它還具有諸如生態服務、社會保障和地域景觀等功能。進入21世紀，隨著人口不斷增多，人民生活水平不斷提高，工業化、城市化進程的加快，導致耕地數量逐漸減少，耕地質量不斷下降，耕地退化嚴重，威脅到了糧食安全和生態安全。要保持農業可持續發展首先要確保耕地的數量和質量，政府高度重視耕地保護并將其列為基本國策，提出了堅守18億畝耕地紅線，綜合國情考慮，走內涵式耕地資源開發道路，加強土地管理、開展土地整理。

土地利用/覆蓋變化成為當前研究的熱點問題，而耕地資源變化是其研究的重要內容。目前，眾多學科的學者先后開展了有關耕地變化及其驅動力機制、耕地適宜性評價、耕地保護制度與管理措施、可持續利用與保護等多方面的研究，取得了較多的成果，但現有研究仍存在一定的不足，主要表現為研究尺度不全面、缺少定量指標和綜合模型、綜合性與系統性不夠、專業化研究不足等方面的問題。

江西省是我國農業大省之一，吉安市作為江西省的重點農業生產基地和我國重要的商品糧基地，其耕地面積在江西省各地級市中位列第二，僅次于宜春市，全市經濟以農業為主，具有發展糧食產業的優勢，因此，以江西省吉安市作為研究對象，對其耕地數量、質量變化及空間分布特征進行分析具有重要的現實意義，研究結果可為了解吉安市耕地現狀及存在的問題，為進一步的耕地資源管理、發展和保護等提供理論依據與參考。

1.研究區域、數據和方法

1.1研究區概況

吉安市位于江西省中西部，贛江中游，總面積25283平方千米。吉安市東、南、西三面環山，地勢南高北低，地貌類型以山地、丘陵為主，山地、丘陵和平原崗地分別占28.76%、45.75%和25.49%；全市屬亞熱帶季風濕潤氣候，雨量充沛、光熱充足，生長季長；全市土壤類型多樣以紅壤和水稻土為主；植被繁茂，分布廣泛地帶性植被為中亞熱帶常綠闊葉林；全市自然條件優越，農業資源豐富，是我國重要的商品糧和油料基地之一，主要農產品有水稻、油菜、柑橘、竹木等。

截至2016年吉安市總人口為491.79萬人，占全省，全市城鎮化率為47.76%，全市實現生產總值1461.37億元，增長9.2%。分產業看，第一產業增加值233.21億元，增長4.3%；第二產業增加值708.96億元，增長9.1%；第三產業增加值519.20億元，增長11.6%。三次產業結構為16.0：48.5：35.5。人均生產總值達29772元，增長8.8%。全年實現農林牧漁業總產值391.29億元，增長4.4%。年末全市共有214個鄉鎮，鄉村總戶數103.23萬戶，鄉村總人口404.68萬人。

1.2數據來源

吉安市及各縣（市、區）的行政區劃面積、人口和經濟數據來源于《江西統計年鑒》和《吉安市統計年鑒》《吉安年鑒》，耕地數據來源于吉安市土地利用現狀變更數據；地形高程和坡度數據源于DEM數據。

1.3研究方法

通過收集和整理吉安市2000-2015年耕地面積數據和人口數據，運用時序分析和對比分析來了解研究區耕地資源數量和質量上隨時間的推移而產生的變化。利用吉安市土地利用現狀變更數據，作為全市耕地數量和空間分布的基本信息源。利用ArcGIS的空間疊加分析與統計功能，將土地利用類型圖和高程坡度圖進行空間分析，然后利用統計分析功能得到吉安市耕地水平分布和垂直分布的空間分布統計表。

2.吉安市耕地數量、質量分析

2.1耕地數量時序變化

根據2000-2015年的統計數據，吉安市耕地數量的時間變化表現出以下三個階段性特征（如圖1）：第一階段是2000-2003年，在此期間耕地面積快速減少，減少的耕地面積約為33168hm2，年均減少7729hm2，減少幅度達8.76%，建設占用、生態退耕、農業結構調整以及災毀等是耕地減少的主要原因，2000-2004年大面積的生態退耕，是導致耕地面積快速減少的最主要原因；第二階段是2004-2007年，在此期間耕地面積有小幅上升但整體基本保持穩定，增加耕地面積3485hm2，2004-2007年年均增加871.25hm2；第三階段是2008-2015年，2008年耕地面積突然增加91285hm2，2008年之后耕地面積保持小幅增加，耕地總量較為穩定，2008-2015年增加耕地面積23598hm2，年均增加2949.75hm2。

圖中2007年后耕地面積突然增加的可能原因是在2007年開始的第二次土地調查使得2008年及之后的耕地數量迅速增加。在第二次土地調查時，由于調查手段采用3S技術，調查的精度和廣度都比之前有很大的提升，對土地現狀和每一地塊的具體狀況進行了全面詳細的調查整理，將之前遺漏或是并未統計的地塊統計到耕地面積上，所以耕地面積有較大幅度的增加。

另外，人均耕地面積數量的變化與耕地總量變化的趨勢相同，2000-2007年期間人均耕地面積下降，由0.079hm2·人-1下降到0.069hm2·人-1，究其原因除了受到耕地面積減少的影響外，還與這期間人口的增長有很大關系，2008年之后隨著耕地總面積的增加，人均耕地面積也相應地增加，2010-2015年期間人均耕地相對穩定，保持在0.091hm2·人-1左右，這一期間除了耕地總量比較穩定外，人口增長也相對比較緩慢。endprint

2.2耕地質量變化

耕地質量是指耕地的狀況和條件，是衡量耕地生產率的水平高低的重要指標[10]。耕地質量變化包括耕地經濟產出指標、勞動力投入指標、耕地質量指標。表1表明：2000、2005、2010和2015年吉安市農作物總面積、農作物總產量、農業總產值、糧食作物播種面積、糧食總產量、糧食作物單產等經濟產出指標都隨著時間的推移而持續增長，這說明吉安市耕地質量總體良好，農作物生產和糧食生產都保持不錯的發展狀態，特別是糧食作物播種面積和產量并未受到耕地面積短期減少的影響，依然是增長的狀態，糧食作物單產的增高說明當地糧食生產的科學技術水平有了顯著的提升，保證了在耕地面積沒有較大增長的情況下，糧食總產量得以增加。

從農業用電量、農業化肥施用量、農用塑料薄膜使用量、農藥使用量等勞動力投入數據來看，農業生產投入總量數據都隨著年份逐年增長，從每公頃農業投入數據來看，2000年到2005年，2005年到2010年各項指標都是一個上升的趨勢，2010年到2015年每公頃耕地用電量、每公頃耕地施用化肥、每公頃耕地面積用農膜、每公頃耕地施用農藥這些指標都出現下降，每公頃耕地用電量下降幅度不大，每公頃耕地施用化肥和農藥下降幅度較大，降到了2010年的水平，說明勞動力投入的不斷增長是促使耕地質量不斷改善的一個重要原因。

從有效灌溉面積、實際機耕面積等耕地質量指標來看，有效灌溉面積和實際機耕面積都在穩定增長，但占總耕地的比例則呈現出先增長后減少的趨勢，說明耕地質量是在不斷提高的，但是質量較好的耕地增長緩慢，新增耕地多是質量較差的耕地，所以質量較好耕地比例呈現出有所下降的趨勢。

3.耕地空間分布特征

3.1耕地平面空間分布特征

根據吉安市土地利用現狀變更調查數據，2015年，吉安市耕地數量443958公頃，占土地總面積的17.56%。從耕地區域空間分布狀況來看（表2和圖1），耕地分布較多的縣域包括泰和縣、吉水縣、吉安縣、安福縣和永豐縣耕地面積皆超過4萬公頃，其中耕地面積最大的是泰和縣58364hm2占全市耕地面積的13.15%，這五個縣耕地面積總和占全市的56.32%；其次為遂川縣、新干縣、永新縣、萬安縣和峽江縣，超過1萬公頃，這五個縣耕地面積總和占全市的34.33%；耕地分布較少的為青原區、吉州區和井岡山市，其中耕地面積最小的是井岡山市10712hm2占全市耕地面積的8.32%，吉州區和青原區城鎮化率較高，建設用地面積占比高，故耕地面積較小，井岡山市由于受到當地地形的影響，適宜農耕的土地較少。

從表2可以看出，2015年吉安市的土地墾殖率為17.56%。從各縣（區、市）來看，吉州區的墾殖率最高為34.55%，墾殖率在20%—30%之間的有新干縣、吉安縣、泰和縣、吉水縣，墾殖率在10%—20%之間的有峽江縣、青原區、永豐縣、安福縣，墾殖率低于10%的有萬安縣、遂川縣和井岡山市，最低的井岡山市墾殖率為8.32%。墾殖率大于吉安市平均值的縣（區、市）有7個，占50%，小于平均值的也有7個。墾殖率較高的縣（區、市）與前面分析的耕地面積較多的縣（區、市）分布有一定的相似性，包括泰和縣、吉安縣和吉水縣等縣，這說明河流沿岸平原地區是耕地集中分布區，同時也是本市土地資源開發較早、比較完善的區域。墾殖率較低的縣（市、區）與耕地面積較小的縣（市、區）之間也存在一定的相似性，但同時也有永豐縣、安福縣這樣耕地面積較大的縣由于其土地總面積較大，耕地面積相對較小。

吉安市耕地空間分布整體呈現出中部、北部多，南部，東西兩側較少的空間分布特征。受地形地貌影響，耕地多集中于吉泰盆地和贛撫平原這些海拔較低、地形起伏和緩的區域，而市域西部、東部、南部則分別環繞著羅霄山脈、雩山山脈和諸廣山脈這些區域海拔較高，地形崎嶇，坡度較高，不利于耕地的開發和利用，因而耕地僅零散分布。

3.2耕地高程分布特征

吉安市耕地高程分布特征研究，首先對吉安市DEM數據進行分級，并把柵格數據轉化為矢量數據，然后將2014年的土地利用圖層與DEM分級轉化后的矢量圖層進行疊加分析，得出吉安市耕地的高程分布信息，分析結果如表3所示。從表中可以看出，吉安市59.26%的耕地分布在海拔100米以下，34.83%的耕地分布在100-300米的高程范圍內，3.74%的耕地分布在300-500米的高程范圍內，1.98%和0.18%的耕地分布在500-1000米和1000米以上的海拔高度。吉安市94.09%的耕地分布在海拔300米以下，僅有剩余的5.91%分布在300米以上。

可見，吉安市大部分耕地分布在市域內的低海拔區域包括河谷平原、崗阜臺地及低丘區域。河谷平原、崗阜臺地和低丘分別占境內國土面積的17.1%、7.5%和27.1%。吉安市的河谷平原由贛江及主要支流沖擊而成，組成物質為亞砂土、亞黏土、局部低洼地段富集黏土。這里水熱條件優越、土壤肥沃，是境內主要種植業區域。崗阜臺地包括低丘向河谷延伸部分的崗地和由河流流水沖擊物堆積而成的洪積、沖積臺地（河谷階地）兩大部分，均沿贛江及主要支流兩岸呈帶狀分布，由于坡度平緩，土層較厚，在水源條件較好的地域，較容易開墾為農田和園地。低丘是境內面積最大的一種地貌類型，各縣均有分布，特別是吉泰盆地的縣區多成帶成片。由于盆地內的巖石多呈紅色，有“紅盆”之稱。由粉砂石和砂頁巖形成的低丘，植被覆蓋率較高，水土流失輕微，一些地勢平坦、水源較好、土壤肥力較高的地域，已開墾種植了果木或辟為農田。

3.3耕地坡度分布特征

利用ArcGIS軟件，通過吉安市DEM數據，計算出吉安市坡度分布情況，并按照坡度<3°，將坡度分為五級，然后與吉安市土地利用圖層進行疊加分析，最后統計情況如表4所示。從表中可以看出，吉安市有33.63%的耕地分布在坡度3°以下的區域，44.13%的耕地分布在坡度3°-8°的區域，14.75%的耕地分布在坡度8°-15°的區域，5.97%和1.53%的耕地分布在坡度15°-25°和25°以上的區域。坡度是影響耕地質量和安全的重要因素，坡度與水土流失量呈現正相關關系，坡度越大，徑流量和沖刷量也相應增加。較高的坡度也不利于耕地機械化的運作。因此對區域耕地坡度分布的研究是耕地合理利用的基礎。結果顯示，吉安市耕地分布區域的坡度在15°以下的占了耕地總量的92.5%，只有7.5%的耕地分布在坡度15°以上的區域范圍內，說明吉安市耕地坡度總體較小，受到水土流失的影響較小。endprint

結論

本文對江西省吉安市耕地的數量、質量以及耕地在水平空間和垂直空間上的分布進行了整理和分析，結果表明，吉安市耕地數量經歷了快速下降、緩慢增長、急劇增長、緩慢增長的變化過程。耕地變化的主要驅動因素是經濟發展、政策影響、統計手段及人口增長。吉安市耕地空間水平分布總體呈現出中部、北部多，南部，東西兩側較少的特征，區域97.83%耕地分布在500米以下，其中100米以下的耕地占59.26%；在坡度分布上，吉安市耕地有92.5%分布在15°以下，水土流失較少，其中有77.67%分布在8°以下，有較好的耕作條件。由以上分析得出，吉安市耕地的絕大部分分布在海拔較低、坡度較緩和適宜耕種的地貌單元區，這些特征說明目前吉安市耕地開發利用是較為合理的，但同時也存在著農業用地與非農建設用地之間的矛盾、耕地質量下降、后備耕地不足等問題。

耕地不僅是糧食安全的重要基礎，也是社會可持續發展的重要保證，對生態重要性脆弱地區，研究其耕地數量、質量和空間分布特征意義也更為重大。本文借助GIS技術，對吉安市耕地資源空間分布特征進行研究，為了解本地區耕地資源現狀及合理開發利用提供一定的科學依據和支持。

參考文獻：

[1]宋小青，吳志峰，歐陽竹.1949年以來中國耕地功能變化[J].地理學報，2014，69（04）：435-447.

[2]張勇.堅守18億畝耕地“紅線”的探討[J].經濟問題探索，2011（02）：53-58.

[3]劉吉平，趙丹丹，田學智，趙亮，劉家福.1954—2010年三江平原土地利用景觀格局動態變化及驅動力[J].生態學報，2014，34（12）：3234-3244.

[4]劉彥彤，張延軍，趙玲.長春市耕地動態變化及其驅動力分析[J].地理科學，2011，31（07）：868-873.

[5]彭瑤，姚小軍，陳然，趙言文，陸歡歡，付麗.耕地適宜性評價在村級土地利用規劃中的應用——以義烏市巖南村為例[J].水土保持通報，2013，33（02）：116-119+123+301.

[6]關小克，張鳳榮，郭力娜，趙婷婷.北京市耕地多目標適宜性評價及空間布局研究[J].資源科學，2010，32（03）：580-587.

[7]陳朝輝.再論我國耕地的保護和完善保護機制的問題[J].熱帶地理，2002（03）：253-256.

[8]劉彥隨，喬陸印.中國新型城鎮化背景下耕地保護制度與政策創新[J].經濟地理，2014，34（04）：1-6.

[9]趙其國，周生路，吳紹華，任奎.中國耕地資源變化及其可持續利用與保護對策[J].土壤學報，2006（04）：662-672.

[10]吳大放，劉艷艷，董玉祥，陳梅英，王朝暉.我國耕地數量、質量與空間變化研究綜述[J].熱帶地理，2010，30（02）：108-113.

[11]王瑄，郭月峰，高云彪，祁偉，吳高偉.坡度、坡長變化與水土流失量之相關性分析[J].中國農學通報，2007（09）：611-614.endprint