湖南省耕地開發強度適度域研究

李佳玲 劉慶

[摘要]基于縣城和市域兩個尺度，運用多元線性回歸法對1999-2017年湖南省耕地開發強度適度域進行研究。結果表明：①湖南省縣城耕地開發強度適度域上限值由以洞庭湖流城為中心，沿湘江主干流向外遞減。②1999年耕地開發強度處于適度狀態的縣域占大多數，1999-2017年處于嚴重過度狀態的縣城由3個發展成7個，處于適度狀態的地區與處于輕微過度狀態的地區相互交錯、呈網格狀分布。③分析各地級市適度域范圍，大部分地級市處于適度狀態，郴州市、張家界市處于高度過度狀態，永州市、長沙市、益陽市處于輕微過度狀態。該研究結果為研究區制定區域差別化的拼地開發強度管控政策和農業空間管控決策提供更直觀的參考。

[關健詞]耕地開發強度;適度域;多元線性回歸;湖南省

[中圖分類號]F301 [文獻標識碼]A

耕地是農業生產最基本的物質基礎，也是人類賴以生存和發展的基本資源和條件。2019年全國自然資源會議中指出：‘‘要落實最嚴格的耕地保護和節約用地制度，堅守耕地保護紅線，強化節約集約耕地用地制度;要嚴格國土空間用途管制制度，加強國土空間生態保護修復。”近年來，我國人口快速增長和社會經濟快速發展，給原本并不豐富的耕地資源造成了很大的壓力，人地力旬的矛盾日益尖銳，導致人們掠奪性開發使用耕地資源，許多耕地長期處于超負荷使用狀態、地力嚴重透支，耕地資源管理面臨著巨大壓力。因此，女剛可開展不同地域耕地開發強度的適度域判應織引制定區域耕地資源管理政策及完善不同地域引扣麟麟朋U具有重要的實踐價值。

近年來，學者們就關于耕地開發強度的評價方法、時空差異、驅動因素等方面進行了廣泛研究，取得了豐碩的成果。而目前對于土地開發強度的適度性，研究學者們主要集中在農地適度經營規模上，而對于不同地域耕地開發強度適度域區間、適度域評價等深層次理論問題關注明顯不足，需進一步探究。因此，本文以湖南省為例，基于縣域和市域兩個尺度，探討耕地開發強度適度域范圍，為研究區制定區域差別化的耕地開發強度管控政策和農業空間管控決策提供更直觀的參考。

1 研究區域、數據來源

1.1 研究區概況

根據2018年統計資料顯示，湖南省國民生產總值34590.6億元，總人口數為729.6萬人，城市化率為33.5%，耕地面積4151.0×10³hm²，約占全國耕地總面積的3.4%。1999-2017年，全省耕地累計減少282.7×10³hm²，年均減少14.9×10³hm²，城鎮化和工業化的快速發展與農業生產對耕地保護之間的矛盾加劇，湖南省耕地資源管理面臨著巨大的壓力。因此，研究耕地開發強度適度域，可以為湖南省的耕地開發強度管控政策和農業空間管控決策提供更好的依據。

1.2 數據來源

湖南省包括14個地級市，本文以1999-2017年為研究對象，以縣域和市域為研究單元。由于個別縣區的數據難以獲取，最終確定湖南省各縣區耕地開發強度的評價單元共117個。農作物播種面積、化肥施用量、農藥施用量、農業機械總動力、糧食作物總產量、水土流失治理面積等數據均來自1999年、2017年《湖南省農村統計年鑒》，地區土地面積、地區生產總值、地區總人口、總戶數等來源于1999年、2017年（湖南省統計年鑒》和《湖南年鑒》。

2 研究方法

2.1 耕地開發強度適度性理論研究

2.1.1 耕地開發強度適度性內涵。耕地開發強度“適度性”定義為：在一定區域的一定發展階段及技術條件下，與資源環境承載能力及經濟社會發展相協調的、取得較好或最好效果的耕地開發強度區間范圍，稱為耕地開發強度的“適度域”或“適度區間”。

從適度域的定義可以看出耕地開發強度適度域包括了三個類型，即：耕地承載適度域、經濟社會發展適度域和總體適度域。因此本文從耕地承載適度域、經濟社會發展適度域和總體適度域來分析耕地開發強度適度域。

2.1.2 耕地開發強度適度域形成過程。在耕地開發過程中，耕地開發強度既受到經濟、社會等因素的需求驅動，又受到資源環境的約束，尋求耕地開發強度二者之間的權衡以及適度性選擇是最終目標。

需求驅動的實質是經濟社會發展過程中對耕地資源的需求。已有對耕地開發強度的研究表明，耕地開發強度受經濟水平、產業結構、人口因素等多個因素的驅動，而湖南省作為一個農業大省、經濟較發達、人口高度集聚的地區，經濟在較長時期內還會繼續保持較高的增長速度，城市人口還將繼續增加，而隨著經濟社會的高速發展及人口的不斷擴張，必然會加大對建設用地的需求，導致耕地開發強度的不斷增大。

任何地區其耕地的資源環境承載力水平是有限的，近年來湖南省耕地開發強度的不斷增加，當耕地超過所能承受外部作用程度的一個范圍時，資源環境便成為地區發展的稀缺要素，也成為地區發展的約束條件，資源環境問題直接影響耕地的進一步開發。由此可見，資源環境承載力對耕地開發強度有一定的約束作用。各地區對耕地的開發利用必須在資源環境承載力可接受范圍內的進行，超過資源環境承載力的耕地開發是不可持續的。

2.2 耕地開發強度適度性指標體系

在耕地開發強度理論研究的基礎上，結合湖南省實際情況，本粉適度性、科學性、系統性原則、可操作性等原則，參考相關對耕地開發利用的研究成果，從資源環境承載力水平和社會發展水平兩方面構建評價指標（表1）。

資源環境承載力水平。耕地資源是有限的，即耕地資源總量和環境容量是有限的，研究區近年來的城鎮化和工業化的快速發展，耕地開發強度加大的過程中，耕地資源數量減少、質量下降，以及環境容量有限，導致耕地資源供不應求、糧食安全和生態環境惡化等問題，可以看出資源承載力對耕地開發強度有一定約束力。耕地環境承載力是指基于環境系統現有狀態可持續發展的前提下所能承受的極限條件，其對耕地開發的限制作用是不言而喻的。因此，將資源承載力水平劃分為耕地支撐能力和耕地抗壓能力兩類。耕地支撐能力分別以地均人口承載力、糧食自給率和土地墾殖率來表征，耕地抗壓能力分別以地均機械化、灌溉比和水土流失治理率來表征。

經濟社會發展水平。耕地作為重要的物質基礎，在不同經濟社會發展水平下開發強度不同，經濟社會不斷發展導致了城市向外擴張、城鎮化發展，農村勞動力轉向城市，進而導致產業結構由第一產業向第二、三產業轉型，非農建設用地增加，耕地減少，故選用人均GDP、工業產值、人口城市化、種植業比較利益來表示耕地資源外部稟賦;經濟社會發展的條件下，對耕地進行開發利用，耕地本身所擁有的條件及其所在地的內部附屬條件，即耕地資源內部稟賦，分別以戶均耕地面積、戶均勞動力水平和戶均化肥農藥使用量來表征。

2.3 評價模型與指數測算

將耕地開發強度各適度性指標采用極差標準化法對原始數據進行無量綱處理，再采用多元線性回歸法測算耕地承載力水平和經濟社會發展水平綜合指數。

2.3.1 適度指數的測算。分別測算出各縣域耕地開發強度與資源環境承載力適度性指數F（r）及與經濟社會發展適度性指數F（e）。計算公式如下：

2.3.2 適度域的確定。確定一個地區的耕地開發強度總體適度域，就必須要先確定其資源環境承載力適度域和經濟社會發展適度域，而適度域是一個區間，則首先需確定其適度值與不適度值的臨界點f（x）*，再根據臨界點求出上限和下限，最后根據耕地開發強度與資源環境承載力適度性指數公式（1）和耕地開發強度與經濟社會發展適度性指數公式（2）可分別計算出其適度域具體的范圍。但由于耕地承載力水平的特殊性，耕地承載力是一個只有上限，沒有下限的開區間，因此對資源環境

2.4 多元線性回歸

3 結果與分析

3.1 耕地開發強度適度性模型計算結果

3.1.1 適度域模型的有效性檢驗。適度域模型結果的有效性從3個方面進行檢驗。一是適度域模型的擬合程度檢驗，通過調整的R方值來體現。二是適度域模型的顯著性檢驗，通過計算檢驗統計量F值所對應的顯著性Sig.來觀察。三是適度域模型的殘差檢驗，通過驗證殘差是否服從正態分布來判斷。耕地承載力指數檢驗模型結果如下：

圖1中，R調整的方值為0.684，可認為擬合度較好。圖2中，檢驗統計盆F值為149.384，對應的顯著性為0.000^a，小于0.05，故所建立的方程有效。圖3中，看出殘差所有的點都比較靠近對角線且結合殘差統計圖中的標準誤差為0.983，小于2，故可以認為殘差是正態的。由此可知，耕地承載力指數適度域模型擬合度較好。同樣，也可得出經濟社會發展模型擬合度較好。

3.1.2 適度域模型的測定。使用SPSS24.0軟件對標準化的數據進行多元線性回歸分析，可得到如下模型，

以計算的指數結果為基礎，運用公式（1）和公式（2），分別測算出湖南省耕地開發強度與資源環境承載力度、經濟社會發展水平之間的適度性指數。同樣對1999年數據進行多元線性回歸分析也可得出資源環境承載力指數模型和經濟社會發展指數模型。

3.2 耕地開發強度適度域的確定

3.2.1 總體適度域的確定。根據資源環境承載力適度域與經濟社會發展適度域的位置關系，總體適度域范圍主要包括以下3種情況：

（1）當社會經濟發展水平較低，資源環境承載力水平較大，經濟社會發展適度域的上限不高于耕地承載力適度域時，適度域為：[F（e）下限，F（e）上限]。

（2）當經濟社會發展水平相對較高，經濟社會發展適度域的上限超過耕地資源承載臨界點時，適度域為：[F（e）下限，F（r）上限]。

（3）當經濟社會發展水平較高，不低于耕地自身承載力時，適度域為：F（r）上限或不存在。

3.2.2 適度域狀態的判定。根據總體適度域并結合公式，可判斷出1999年、2017年各縣域耕地開發強度的適度狀態，用標準差法將適度域劃分為4級，即：低度狀態、適度狀態、輕微過度狀態、嚴重過度狀態。運用Arcgis 10.2軟件繪制出各縣域耕地開發強度所處的狀態，如圖2所示。

由圖2可以看出，1999年耕地開發強度處于低度狀態的地區有岳麓區、蘆淞區、炎陵縣、雨湖區、北塔區、城步縣、沅陵縣、靖州縣、通道縣等9個縣域，處于嚴重過度狀態的縣域有芙蓉區、望城區、石峰區3個縣域，處于輕微過度狀態的縣域與湖南省湘江、資水、沅江和澧水四大河流流經的通道相吻合，處于適度狀態的縣域占大多數。2017年耕地開發強度處于低度狀態的地區主要有開福區、雨花區、炎陵縣、北塔區、石門縣、汝城縣、桂東縣等，處于嚴重過度狀態的地區有荷塘區、蘆淞區、雨湖區、大祥區、武陵區、桑植縣、安化縣等，處于適度狀態的地區與處于輕微過度狀態的地區相互交錯、呈網格狀分布。

3.3 判定結果分析

根據前面所述，分別確定了湖南省各縣域耕地開發強度所處的適度狀態，基于此，從縣域層面和市域層面對耕地開發強度適度域范圍進行深入分析。

3.3.1 各縣域適度域范圍分析。借助Arcgis 10.2軟件繪制出2017年各縣域湖南省耕地開發強度適度域上限圖，并結合自然斷點法將適度域上限從小到大劃分為一級區、二級區、三級區。如圖4所示，整體上看，湖南省縣域耕地開發強度適度域上限值由以洞庭湖流域為中心，沿湘江主干流向外遞減。

一級區有57個，大部分呈邊緣化分布，主要分布在慈利縣和桑植縣等張家界市、龍山縣和永順縣等湘西自治州、會同縣和中方縣等懷化市、江永縣和寧遠縣等永州市、汝城縣和桂東縣等郴州市、株洲市的茶陵縣和炎陵縣、瀏陽市及平江縣等地勢較高的武陵山脈、南嶺、雪峰山和羅霄山脈的山區縣域。

二級區有44個，大部分空間散布在一級區和三級區的中間，除極個別地區外，呈片狀分布，主要分布地區為邵陽縣和邵東縣等邵陽市、漣源縣和雙峰縣等婁底市、祁東縣和衡陽縣等衡陽市及岳陽縣和臨湘縣等岳陽市、寧鄉縣和長沙縣等長沙市及湘潭縣等湘潭市。

三級區有16個，大部分呈現出環洞庭湖平原地區的集聚特征并向南邊延伸，分布在望城區、石峰區、湘潭縣、岳陽樓區、君山區、華容縣、湘陰縣、鼎城區、安鄉縣、漢壽縣、澧縣、臨遭縣、津市市、資陽區、赫山區、南縣等縣域。

從空間上對湖南省耕地開發強度適度域進行分析，揭示耕地開發強度適度域的空間分布特征。耕地開發強度適度域一級區主要分布于武陵、雪峰、南嶺和羅霄的地勢較高山區縣域;二級區集中分布于湖南省中部往南北向延伸的地勢較為平坦的地帶;三級區主要集聚分布在環洞庭湖平刀到池區。從空間分布圖也可以看出，環洞庭湖地區縣域耕地開發強度適度值較大，說明該區域能承載相對較高的耕地開發強度，該區域高適度性縣域的集聚與2017年湖南省大力推進洞庭湖生態經濟區的發展有不可分割的關系。洞庭湖生態經濟區主要是以發展生態經濟為重點，進一步強化生態系統、產業體系、民生保障和基礎設施建設，使環洞庭湖區的岳陽、常德、益陽3市及長沙市等縣域，既有“金山銀山”，又有“綠水青山”，所以耕地開發強變適度域相比其他地區較高。

3.3.2 各縣域耕地開發強度狀態變化及成因分析。導致低度狀態的原因是這些縣域實際耕地開發強度值遠低于其經濟社會發展水平相對應的耕地開發強度，說明縣域耕地沒有得到充分開發。導致過度狀態的原因有三種：一是耕地承載力處于正常水平，而耕地開發強度過高;二是耕地開發強度水平正常，而耕地承載力水平過低;三是以上兩種情況的結合。

由圖2可知，從1999年到2017年縣域耕地開發強度狀態較穩定，一直處于低度狀態的有炎陵縣和北塔區，蘆淞區和雨湖區從低度狀態發展成高度過度狀態。天心區、株洲縣、枚縣、醴陵市、湘潭縣、韶山市南岳區、衡山縣、邵陽縣、中方縣等32個縣域一直處于適度狀態。長沙縣、衡陽縣、雙清區、洞口縣、汩羅市、安鄉縣、漢壽縣、嘉禾縣等16個縣域一直處于輕微過度狀態。

原因分析：炎陵縣和北塔區一直處于低度狀態是由耕地開發強度過低造成的，這兩個地區經濟發展水平較緩慢，農業基礎設施和科學技術水平都較低，耕地沒有得到充分的開發，而株洲市的蘆淞區和湘潭市的雨湖區近年來湖南省大力推進長株潭地區的發展，發揮其在全省經濟社會發展中的“龍頭”帶動作用，基礎設施不斷加強、經濟社會快速發展，耕地開發強度不斷增加，最終發展成高度過度狀態。一直處于適度狀態的縣域耕地開發強度都在20%左右。開發強度與當地經濟社會發展和資源環境都較適宜，一直處于輕微過度狀態的縣域處于30%～60%左右，耕地開發強度較大，超過了資源環境承載力水平但還沒有到嚴重過度的狀態。

3.3.3 各地級市適度域范圍分析。將2017年湖南省14個地級市耕地開發強度狀態分為四種類型，如表4所示。

處于低度狀態的是懷化市。耕地開發強度小，且沒達到社會經濟發展所相對應的耕地開發強度。

處于適度狀態的有株洲市、湘潭市、常德市、岳陽市、衡陽市、婁底市、邵陽市、湘西自治區，其中湘潭市、常德市、岳陽市、衡陽市，耕地開發強度較大、耕地承載力都較大且耕地開發強度較大在其耕地資源可承受的范圍內;株洲市、婁底市、邵陽市、湘西自治區耕地開發強度較大、耕地承載力都較小且耕地開發強度在其耕地資源可承受的范圍內。

處于輕微過度狀態的地級市有永州市、長沙市、益陽市，其中長沙市和益陽市耕地開發強度較大，耕地承載力也較大，而永州市耕地開發強度相對較小，耕地承載力也較小，三市的耕地開發強度都超過了耕地承載力。長沙市為湖南的省會城市，在2017年經濟總量居全國省會城市第6位，經濟總量首位度居第10位，可見長沙市的經濟社會發展水平高，經濟發展又會促進城鎮化的發展和產業結構的變化，造成耕地減少，地均人口承載力、糧食自給率、土地墾殖率的下降，耕地承載力水平較低。益陽市圍繞農業供給側結構性改革實施了一系列的重點強農惠農政策，且該地區降水充足、土地質量好，耕地開發強度和耕地承載力水平較高。據資料顯示，永州市截至2016年底，有近33.33萬hm²山地資源可供開發利用，由于受土地地形的限制，耕地承載力水平較低且耕地開發強度相對較小。

處于高度過度狀態的地級市有郴州市和張家界市。研究期內，如果以1作為最大參考值，據統計顯示，郴州市和張家界市耕地開發強度分別為0.3、0.13，而資源環境承載力為0.23、0.07，因此這是由資源環境承載力水平過低導致的，郴州市和張家界市位于南嶺、羅霄山和武陵山地區，土地以山地為主，土地墾殖率較低，耕地支撐能力較弱;且這兩市的多個縣域為國家扶貧開發工作重點縣，社會發展水平相對較低，受經濟條件的限制，地均機械化水平低，耕地抗壓能力較弱。

4 結論與討論

4.1 結論

（1）湖南省縣域耕地開發強度適度域上限值由以洞庭湖流域為中心，沿湘江主干流向外遞減。一級區有57個，大部分呈邊緣化分布;二級區有44個，大部分散布在一級區和三級區的中間;三級區有16個，大部分呈現出環洞庭湖平原地區的集聚特征并向南邇叫申。

（2）從1999年到2017年，處于低度狀態的縣域由9個發展成7個，處于適度狀態的縣域由64發展成60個，處于輕微過度狀態的縣域由41個發展成43個，處于嚴重過度狀態的縣域由3個發展成7個，處于適度狀態的地區與處于輕微過度狀態的地區相互交錯、呈網格狀分布。

（3）大部分地級市處于適度狀態，只有郴州市、張家界市處于高度過度狀態，其原因是耕地承載力水平過低。永州市、長沙市、益陽市處于輕微過度狀態，其原因是長沙市和益陽市耕地開發強度較大，耕地承載力也較大，而永州市耕地開發強度相對較小，耕地承載力也較小，三市的耕地開發強度都略微超過了資源環境承載力水平。

4.2 討論

本文對1999-2017年湖南省耕地開發強度適度域進行研究，重點研究了湖南省耕地開發強度適度域狀態及范圍，但為了充實耕地開發強度的研究，對于區域耕地開發強度變化的影響機制，以及不同地域應采取不同耕地開發強度的政策建議等內容還需進一步加強研究。

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[收稿日期]2020-04-21

[作者簡介]李佳玲（2000-），女，湖南邵陽人，在讀本科生。

[收稿日期]2020-04-24

[基金項目]國家自然科學基金項目（41601046）。

[作者簡介]丁玲玲（1984-），女，河南漯河人，博士，研究方向：土地評價與規劃。