中國耕地變化文獻分析：數量特征、研究區域與文獻來源*

宋 蕾,曹銀貴，2※

(1.中國地質大學(北京)土地科學技術學院，北京 100083； 2.國土資源部土地整治重點實驗室，北京 100035)

0 引言

土地利用/覆被變化(LUCC)在全球生態、資源和環境變化問題日益突出的背景下逐漸成為全球變化研究的前沿和重點[1-2]。而耕地作為人類最寶貴的自然資源之一，不僅具有一定的生態功能，還肩負著保障糧食安全乃至國家安全的重任[3-5]。因此，耕地變化也隨之成為土地利用變化研究的重要組成部分。

改革開放以來，中國的城市化和工業化快速發展，經濟總量不斷提升，人口數量日趨增長，耕地資源始終處于緊張態勢[6]。根據2002～2014年中國統計年鑒的數據資料可知，中國耕地面積的減少主要受到生態退耕、農業結構調整、建設占用、災毀等4個方面的影響，在此期間4個影響因素的比例變化如圖1。2002～2006年，即退耕還林全面實行前期，生態退耕成為了耕地減少的主要因素[7-9]，而在2007～2014年間，由于中國城鎮化進程加快，東部發達地區經濟增長迅速且后備土地資源不足等，建設占用耕地的比例逐漸上升并占據主體地位[10]。與此同時，自然災害、人為撂荒等現象的存在，也使得農業結構調整和災毀耕地的影響因素逐漸成為耕地減少影響因素的重要組成部分[11-12]，且占據比例趨于穩定。針對全國耕地面積變化的特征，中國政府相繼出臺一系列耕地保護政策與管理對策，例如把“十分珍惜、合理利用土地和切實保護耕地”定為基本國策，并于1998年寫入《中華人民共和國土地管理法》，提出“嚴守1.2億hm2耕地紅線”[13-14]，“確保國家糧食安全，像保護大熊貓一樣保護耕地”和“保護耕地就是保護我們的生命線”[15-16]等，使得中國耕地面積減少速率逐漸下降。除政策影響以外，對中國耕地數量變化影響最大的西北地區，也通過提高農業技術的投入、完善農田水利設施使得耕地減少面積與當年增加面積逐漸實現占補平衡，為進一步穩定中國耕地數量做出貢獻[17]。

圖1 耕地減少的各影響因素比例注：耕地面積數據來自中國國土資源公報

在實行最嚴格耕地保護制度的背景下，了解耕地利用現狀、剖析熱點研究區域的耕地變化及其驅動因子，對分析糧食安全、更好地保護耕地等具有重要意義。黃賢金等[18]通過對經濟發展、投資增長、人口增加與耕地資源動態變化建立動態回歸模型，對耕地變化驅動機制進行分析，并對耕地資源保有量進行預測，為制定下一步耕地保護政策提供相關理論依據。李秀彬[19]利用國家、省、縣三級行政單位的普查數據分析中國近20年耕地面積變化情況和土地政策執行結果，指出中國耕地數量銳減和質量嚴重退化的嚴峻形勢，并闡述實行最嚴格的耕地利用管理政策的必要性。吳大放等[20]通過文獻分析法對中國耕地數量、質量和空間變化的研究進展進行分析，提出多尺度構建具有空間、動態性的綜合模型是今后耕地變化研究的重點。李智國等[21]通過文獻回顧法對中國耕地變化與城市化發展關系的研究成果進行綜述，進一步提高人們對耕地利用和糧食安全的關注。通過研究發現，雖然耕地相關主題研究成果豐富，但研究多以具體區域耕地數量變化與驅動力研究為主[22-23]，而基于文獻開展耕地變化研究的成果較少，尤其是針對文獻數量、研究區域與文獻來源3方面。另外，通過文獻研究可以系統地梳理中國耕地變化的研究進展與研究趨勢，進而為耕地變化的深入研究及理論構建提供參考。鑒于此，文章對2002～2016年中國耕地變化相關文獻進行檢索和分析，根據不同時期耕地利用變化特征的差異性與耕地保護政策出臺的時期進行對比分析，對耕地變化的研究領域、研究尺度、研究內容、研究熱點等進行深入探究，以期對中國耕地變化的研究態勢和研究進展進行剖析，有利于研究者對耕地變化的相關熱點進行把握，為逐步完善耕地變化的研究體系提供參考。

1 數據來源

以中國期刊全文數據庫(CNKI)為研究載體[24]，圍繞“耕地變化”的研究主題做文獻統計分析，文獻類型主要來自學術期刊、博碩士學位論文、國內會議論文和國內重要報紙等，其中以學術期刊為主要研究對象。以“耕地變化”為檢索詞，按照“主題詞”“篇名”“關鍵詞”對相關文獻進行檢索分析(表1)。再對檢索出的文獻按照研究區域、發表時間、刊載期刊名稱和研究機構等進行統計與比較，進一步篩選出與耕地變化密切相關的論文[25]。通過初步文獻檢索可知按照“主題詞”進行檢索的文獻數量最多，因此在對耕地變化的相關文獻進行分析時，均按照“主題詞”檢索結果進行對比分析。

表1 耕地變化相關文獻數據統計

2 結果與分析

2.1 文獻數量變化特征分析

2.1.1 年際變化特征

圖2 2002～2016年全國耕地面積與文獻數量變化對比 注：2002～2008年耕地面積基于第一次全國土地調查， 2009～2016年耕地面積基于第二次全國土地調查

圖3 不同類型耕地變化研究文獻數量對比 注：a.研究進展與綜述;b.政策背景與實施反饋;c.生態效應;d.糧食安全;e.影響因素與驅動機制;f.變化趨勢與預測;g.數據分析方法;h.城市化、工業化發展;i.耕地保護與管理對策;j.3S技術

通過檢索主題詞為“耕地變化”的文獻可知，文獻類型以學術期刊為主，占全部文獻數量的68%； 其次為博碩士學位論文，占文獻數量的25%； 會議論文和報紙數量相對較少，占文獻數量的7%。從CNKI檢索的相關文獻數量來看， 2002年耕地變化文獻研究數量為17篇，相關研究的文獻數量首次突破個位數，之后關于耕地變化的文獻研究數量呈現迅速增長趨勢。主要選取2002年(即2002年1月1日)至2016年(即2016年12月31日)期間的文獻進行統計分析，包括1 296篇文獻、869篇學術期刊、343篇博碩士論文和84篇重要報紙及會議論文等。

2002～2005年期間，在全面實行“退耕還林”[26]、糧食直補[27]、最嚴格的耕地保護[28]與糧食安全保障[29]等政策的影響下，中國耕地保護逐漸成為全國關注的焦點，耕地面積變化趨勢由快速下降逐漸轉為緩慢減少，“耕地變化”研究的文獻數量也隨之呈現迅速增長趨勢。而2006年，在國家提出“耕地紅線[30]”、完全廢除“農業稅”[31]等措施后，中國耕地保護工作逐漸進入成熟期，對“耕地變化”研究的文獻數量均有大幅度提升。其中，文獻的研究方法和研究尺度等更趨于多元化，對耕地變化的研究也擺脫了單一的時間或空間上的分析，逐漸出現數量與質量相結合，對耕地變化的驅動機制以及所引起的糧食安全等多元問題進行探討的文章。2007～2011年，耕地研究文獻數量呈現波動上升狀態，僅2008年全年文獻數量就高達128篇，出現文獻數量的第1個峰值(圖2)。在2009年，即第二次全國土地調查結束后，我國耕地面積的統計數據出現大幅度增加，主要是調查方法、技術水平和信息準確度等的變化所致，而中國實際耕地面積并未有大幅度變化[32]，隨之而來，耕地研究的文獻數量也出現波動增長趨勢并在2010年達到第2個峰值，高達133篇。而在2011年之后，全國耕地面積整體趨于平穩狀態，耕地研究文獻數量也隨之小有回落，由于該階段的研究多以10年以上研究期為主，所得結論具有預測性和前瞻性，加之研究過程和方法缺少創新性，使得對耕地變化的研究熱情有所減弱，距離下一個巔峰研究期仍有一段時間。

2.1.2 研究熱點分析

將檢索后的耕地研究文獻按照研究內容分為10類：a.研究進展與綜述,b.政策背景與實施反饋,c.生態效應,d.糧食安全,e.影響因素與驅動機制,f.變化趨勢與預測,g.數據分析方法,h.城市化與工業化,i.耕地保護與管理對策,j.3S技術。各類型耕地變化研究的文獻數量對比如圖3。

通過對這10類不同研究類型的文獻進行統計分析可知，研究進展與綜述的文章較少，僅有6篇，且研究時間較久遠，對現時段中國耕地變化的研究指導意義較小。政策背景與實施反饋的研究文章也比較少，僅有7篇，因政策研究難以用定量的方法進行衡量，在耕地變化的相關研究文獻中政策因素大多體現在驅動機制的研究中，很少直接作為研究的切入點對耕地變化進行分析[33]。

在所有的耕地變化研究文獻中，幾乎都對引起耕地變化的影響因素進行了探討并分析其原因，對耕地變化的影響因素與驅動機制的研究始終作為主流研究方向。這是由于2000～2003年期間中國糧食產量出現大幅度下降，耕地面積持續降低等矛盾十分突出[34]，對耕地變化的驅動因子進行分析迫在眉睫。陳佑啟等[35]首次利用GIS模型對耕地變化引起的糧食播種面積及生產量等進行分析，將耕地變化引發的糧食安全等問題推向研究高潮，對引起耕地變化的驅動因子進行定性與定量的研究以保障糧食安全、維護社會穩定逐漸成為耕地變化研究領域的熱點話題。

在對驅動機制進行研究的文獻中，有近300篇文獻通過對耕地變化影響因素采用數據分析方法，如主成分分析法[36-38]、STIRPAT[39-40]等方法來定量判斷其驅動因子，為進一步制定耕地保護措施提供了決策依據。石瑞香等[41]首次利用主成分分析法針對農牧交錯區的耕地變化驅動因子進行探討，之后基于主成分分析法、因子分析法等傳統方法進行驅動力研究的文獻數量逐漸增多。但由于前期研究中大多數采用主成分分析法或多元線性回歸分析法等對驅動因素進行定量分析，缺乏方法上的創新，從2011年起基于單一的數據分析方法對驅動因子進行探討的文獻數量逐漸減少，而基于多種非線性數學方法(如BP神經網絡[42]、元胞自動機[43]等)建立的組合模型對驅動機制進行模擬和預測的文獻數量逐漸上升并成為研究熱點之一。

而在經濟持續發展、空間結構得到重構的背景下[44-45]，中國城市化發展被推向了社會經濟發展的戰略性地位，對耕地變化的研究也逐漸考慮到不同城市化進程的影響。尤其是2007～2014年間，中國城市化率增長加速，給中國資源及環境等都帶來前所未有的壓力，新形勢下耕地變化的研究領域也逐漸擴展多元化[46]，城市化發展及生態環境轉型下的耕地利用變化特征研究逐漸成為新興研究熱潮。

2.2 研究尺度特征分析

在檢索主題詞“耕地變化”所得的940篇相關學術期刊中，依照不同的重點研究方向，大部分文獻均按照不同研究尺度進行分析。該文選取其中3個主要研究區，結合分區方式對耕地變化研究文獻所在的領域和熱點進行進一步對比分析。

(1)按行政區劃分：全國區域共70篇，大部分文獻均以長時間序列的全國范圍內耕地變化研究為主，但從全國角度來分析耕地變化的文獻主要出現于2005～2008年間，正處于國家在宏觀層面對耕地保護進行調控的階段[47-48]，該階段通過提出“耕地紅線”，劃定永久基本農田等政策持續加大對耕地的保護力度，此時的文獻著重研究宏觀層面上耕地保護政策的實施與反饋情況。跨省級區域共42篇，涉及地區如三峽庫區[49]、珠江三角洲[50]、長江三角洲[51-53]等，這些區域的研究文獻常與主體功能區劃的重大項目區、研究熱點區相結合進行分析。由于這些熱點區經濟發展水平較高、人地矛盾日漸突出、區域的生態承載力較低[54]，“生態文明建設”等戰略提出后，對這些區域的研究逐漸增多。省級以內區域共790篇，為不同研究區域中文獻數量最多的研究尺度劃分方式。由于同一省份的耕地資源及生態環境等一般較為相似[55]，對省級及以內地區的耕地變化研究相對更易進行推廣，因此該研究尺度下的研究成果十分豐碩。

(2)按城市化水平劃分：城市化發展對人口結構、資源環境和土地供求關系等方面有重要影響作用，因此部分文獻的研究重點為城市化進程與耕地變化的耦合關系，其相關文獻的數量達到130余篇。2007～2012年期間，研究不同城市化進程的耕地變化文獻數量迅速增加，并保持每年約有25篇研究文獻發表在不同期刊。此時中國正處于經濟社會快速發展轉型時期，耕地非農化現象日趨明顯，城市化發展引發的耕地非農化代價性損失逐漸引起眾學者的關注[56-58]。

(3)按生態區劃分：對檢索文獻中的熱點研究區域進行統計發現，以不同生態區作為劃分方式進行耕地變化研究也逐漸成為其中一個重點研究方向。根據傅伯杰[59]的《中國生態區劃方案》以及文獻所涉及的熱點研究區域統計得知，典型生態區研究的文獻數量大致為：內蒙古高原東南緣農牧交錯帶脆弱生態區共13篇，西北荒漠綠洲交替生態脆弱區共42篇，青藏高原高寒生態區共3篇，黃土高原水土流失敏感生態區共14篇，黃淮海平原農業生態區共10篇，西北干旱、半干旱生態區共19篇。現階段中國后備耕地資源不足，耕地質量和集約化水平亟待提高，而這些文獻的著眼點在于重建生態脆弱區的生態服務功能價值和實現耕地保護[60-61]，極大地推動了對不同生態區劃內的耕地利用變化和資源保護措施的研究。

2.3 重點區域的研究

表2 重點區域文獻研究統計

在耕地變化的研究文獻中，以省域、直轄市、自治區及其內部行政區劃作為研究尺度的論文數量最多，共768篇(表2)。從研究區域來看，除未有針對天津市耕地變化研究的文獻外，以省域、直轄市或自治區作為研究尺度的文獻幾乎涵蓋了全國所有地區。新疆維吾爾自治區的研究文獻數量共63篇，其中56篇文獻的研究區域集中在綠洲地區。由于該地區耕地面積增長速度多年位居全國首位，耕地空間分布格局變化較大，其研究文獻總量也成為同一研究尺度的首位，是典型的研究綠洲耕地變化的區域。新疆地區耕地變化的研究，對于查清全國后備耕地資源數量，實現耕地資源的可持續利用等具有重要意義。其次，山東省(54篇)、江蘇省(57篇)和湖北省(58篇)的耕地變化研究文獻數量均在50～60篇之間，屬于熱點研究區域。尤其是山東省，屬于黃淮海平原的熱點研究區域，江蘇省屬于長江三角洲區劃內，兩者均為東部沿海地區，經濟快速一定程度上發展激化了人地矛盾，對該地區耕地變化的相關研究也隨之增多。另外，重慶市(45篇)、湖南省(48篇)、甘肅省(48篇)的耕地變化研究的文獻數量均在40～50篇之間，仍屬于耕地變化研究的重點研究區域。甘肅省的耕地面積變化不大，但撂荒現象逐年增加，屬于黃土高原的研究熱點區域，而重慶市涉及三峽研究區，兩者均屬于生態脆弱區，實現這些區域的耕地資源合理利用是調整耕地保護、經濟發展和生態服務之間平衡的關鍵，因此這些區域研究文獻數量也隨之逐年遞增。總之，對耕地變化研究的熱點區域多集中在生態脆弱、耕地面積變化速率較快或中東部經濟發達、人地矛盾突出的地區，這些地區的耕地變化研究對區域可持續發展、全國耕地資源的合理利用和糧食安全保障具有重要指導意義。

2.4 文獻來源特征分析

2.4.1 文獻發表期刊分析

根據已檢索文獻的內容或摘要與耕地變化的相關性，剔除部分文章做進一步篩選，共選定937篇期刊文獻進行對比分析。以“北大中文核心期刊目錄”為載體，參照現有期刊的分類——EI期刊、核心期刊、普通期刊，對檢索文獻進行統計分析。

(1)這937篇文獻共分布在254種期刊。在刊載耕地變化相關文獻數量排名前20的期刊中，有15種核心期刊，分別是：《農業工程學報》共34篇，《水土保持研究》共33篇，《干旱區資源與環境》共33篇，《資源科學》共25篇，《中國農業資源與區劃》共15篇，《自然資源學報》共15篇，《地理學報》共14篇，《長江流域資源與環境》共12篇，《地域研究與開發》共11篇，《經濟地理》共7篇，《水土保持學報》共7篇，《中國土地科學》共6篇，《中國人口·資源與環境》共6篇，《地球信息科學學報》共5篇，《地理科學進展》共5篇，其中《農業工程學報》和《地理學報》為EI期刊。根據布拉德福定律可知，這15種期刊刊載耕地變化相關文獻數量最多，已成為報道該領域研究成果的主流期刊。

(2)在刊載相關文獻數量為前20的期刊中，有10種期刊與農業科技相關， 3種期刊與自然資源科學相關， 3種期刊與自然地理學相關， 2種期刊與環境科學相關， 2種期刊與經濟管理科學相關。說明在報導耕地變化相關研究的期刊中，農業學科類期刊成為報道的主要載體，其次為自然資源科學和自然地理學類相關期刊，再次為環境科學和經濟管理類相關期刊。

2.4.2 研究機構分析

對耕地變化相關研究的研究機構分布情況進行梳理，有利于促進機構間互相合作，為建立學科內規范化協調機制等提供參考[62]。對檢索文獻進行整理發現，共有487個研究機構參與耕地變化相關研究，其中包括293個教育機構、 137個科研機構、 57個管理機構。教育機構涉及農林類院校、師范類院校、地礦類院校和綜合類院校等高等院校，共發表683篇文獻，占總發文數量的72.7%。以中國科學院地理科學與資源研究所為主的，包括中國科學院東北地理與農業生態研究所、中國科學院南京地理與湖泊研究所等科研機構共發表215篇文獻，占總發文數量的22.9%。而管理機構以各級國土管理部門為主，共發表42篇，占總發文量的4.4%。從各研究機構的文獻發表數量對比中可看出，由于大多數高等院校均開設管理學、經濟學或地理學、農學等方向課程，可以從多角度較為全面的對耕地變化進行系統研究，因此高等院校成為耕地變化相關領域的研究主體。其次為科研院所，以地理學、遙感應用等為主要方向的科研院所在獲取自然資源狀況、社會經濟情況和遙感數據等方面具有獨特優勢，因此更易對耕地進行綜合性研究。而各地區土地管理部門在制定土地利用規劃及土地利用管理政策時也需要開展耕地變化方面的研究，因此這些管理部門也成為耕地變化研究的重要組成部分。

對耕地變化的研究屬中國科學院地理科學與資源研究所的研究最多(表3)，共發表61篇相關學術期刊。統計相關文獻發表數量大于5篇的機構中發現，研究院或研究所的發表文獻數量最多，共189篇文獻；其次為綜合大學，共發表173篇文獻； 之后為師范類大學，共發表156篇文獻； 再次為農林類大學，共發表105篇文獻； 最后為地礦類大學，共發表43篇文獻。從統計結果來看，高等院校中綜合類大學的學科較為齊全，對耕地變化進行研究可以依托多種學科交叉進行，如地理學、環境學、管理學、經濟學、法學等學科均可作為研究理論基礎。師范類大學的研究數量僅次于綜合類大學，可以從師范類的特色專業——地理學科得到解釋，這也表明耕地變化的研究與地理學緊密相關。而耕地變化與農業的關系密不可分，因此農林類大學的研究數量緊隨其后。地礦類大學的特色學科為地學、遙感等，從這些方向對耕地變化開展研究也成為耕地變化研究的主流趨勢。

表3 文獻數量前20的研究機構

2.4.3 高引頻次文章分析

對檢索出的文獻按照被引頻次進行排序，將高引頻次文章進行對比分析，可以預估當前耕地變化相關研究機構的科研和學術水平。通過對高引頻次文章的研究內容進行統計(表4)，目前耕地變化的研究側重方向在于對引起耕地變化的驅動力進行定量分析，研究尺度多為國家級別或跨省級的研究熱點區域。而參照高引頻次文章的研究單位、文獻來源及基金項目等可知，國家對于耕地變化的重視以及對耕地變化研究的支持力度逐漸加大，目前我國已初步形成以高等院校和研究院所為主體的耕地變化研究核心體系。其中的核心作者包括高等院校的教授、科研院所的研究員及部分土地管理機構的相關管理人員。

表4 CNKI數據庫中耕地變化高引頻次文章

3 結論

(1)耕地變化研究的熱度隨耕地保護政策的制定和實施而不斷變化，其研究文獻報道的載體以學術期刊為主，研究內容和領域趨于多元化，研究期多為10年以上，其結果具有預測性和前瞻性。目前，耕地變化研究主要是采用一定的數據分析方法，對耕地變化驅動因子進行分析。而耕地變化研究進展的綜述文章以及相關政策實施反饋的研究文章，是目前耕地變化研究領域文獻中較為稀缺的部分。此外，城市化進程加快以及生態環境轉型等背景下的耕地變化特征研究逐漸成為學科發展方向。通過對文獻的統計可以發現，耕地變化的研究方法也趨于更為全面的定量科學分析，利用組合模型對驅動機制進行模擬預測成為未來學科研究的重要方法之一。耕地變化研究領域的豐富性、研究區域和尺度的多樣性、刊載期刊的廣泛性以及研究機構的多行業性，充分說明了耕地變化研究是綜合交叉，各行業相互關聯的。

(2)耕地變化文獻刊載期刊種類繁多，但多數與農業科技相關，其次為自然資源科學或自然地理學相關，再次為環境科學或經濟管理科學的相關期刊。對期刊刊載量的統計排序，可以為耕地變化相關文獻投稿提供借鑒意義。耕地變化的主要研究機構為高等院校和科研院所，各級土地管理部門也是研究的重要組成部分。隨著國家對耕地變化的研究支持力度逐漸加大，以高等院校和研究院所為主體，教授及專家學者等為核心研究人員的耕地變化研究體系已初步形成。

(3)耕地變化的研究區域多集中在省級及省內行政區，研究熱度最高的地區通常為生態脆弱區、重大項目工程區、快速城市化地區或沿海經濟發達區等。雖然研究區域幾乎涵蓋全國，但研究尺度相對單一，缺乏多尺度角度的研究，因而可能導致不同研究尺度的借鑒相對有局限性。除新疆地區外，西部各省市的研究成果相對較少，成果分布極不均勻。通過耕地變化及驅動機制的研究，來衡量或制定耕地保護的相關政策仍是未來耕地研究的重要方向。另外，我國耕地變化多以數量研究為主，“占補平衡”等政策缺乏科學的衡量依據，對耕地質量的變化研究相對較少，研究方法相對單一也成為該學科目前研究的不足之處。如何用更為科學的綜合模型來分析和預測耕地變化需要進一步的探索。

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