東北商品糧基地縣耕地時空變化及影響因素分析
——以遼源市東遼縣為例

劉 靜，寧傳奇，徐春濤，張 靜，張 羽，姜錫東

(1.東北師范大學地理科學學院，吉林 長春 130024；2.吉林省自然資源調查規劃中心有限公司，吉林 長春 130061；3.吉林省國土資源調查規劃研究院，吉林 長春 130061；4.吉林省征地事務中心，吉林 長春 130061；5.東北師范大學自然博物館，吉林 長春 130117；6.東北師范大學土地資源管理研究所，吉林 長春，130024)

東北地區是我國重要的商品糧生產基地，隨著社會經濟發展，我國的糧食需求不斷增加，糧食安全問題也隨之出現，因此研究糧食生產基地變化特征對于保障全國糧食安全具有重要意義.東北糧食種植地區主要分布在三大平原：三江平原、松嫩平原、遼河平原.黑龍江省是我國北方水資源最豐富的省份，三江平原地區以種植水稻為主，其西南部的松嫩平原則以種植玉米居多；北部的佳木斯、黑河等地是我國大豆的主要生產基地[1].在吉林省圖們江、鴨綠江沿岸的四平、長春地區以種植水稻為主，西部處于松遼平原的四平、公主嶺、扶余等地區則是我國三大玉米帶的種植地.遼寧省雖不及黑、吉兩地農業種植廣泛，但其沿海平原、遼河平原等地也是我國主要的水稻生產基地[2-3].東北地區雖幅員遼闊、沃野千里，但在目前快速城鎮化發展的背景下，大量耕地資源被城市建設用地擴張侵占，部分商品糧生產基地縣的產能受損，因此對于這類商品糧基地縣，尤其是東北地區的商品糧基地縣開展耕地資源的變化監測研究，并解析其背后的變化原因是十分必要的.

遼源市東遼縣是吉林省中部地區一個典型的商品糧基地縣，本文以東遼縣為例，開展了耕地變化及其影響因素研究.采用Arcgis空間分析方法統計出2009—2016年東遼縣耕地數量變化與耕地轉入來源與轉出去向變化情況，而后運用統計數據繪制伯爾茲曼函數擬合曲線圖，分析耕地轉入、轉出與坡度、河流、道路及居民點要素的關系，最終得出結論.本文結論對于東遼縣國土部門進行有針對性的耕地保護、落實國家土地整治政策、協調城鎮建設與耕地資源保護的關系具有重要意義.

1 研究區與研究方法

1.1 研究區概況

東遼縣位于吉林省中南部，東遼河發源于境內，因河而得名，素有“五山一水四分田”之地理特征.地理位置為東經124°52′35.9″～125°30′33.6″、北緯42°56′50.3″～42°51′07.3″之間.東西寬61.4 km，南北長68.2 km.東和南與東豐縣接壤，西和西南與遼寧省西豐縣毗鄰，北鄰伊通縣，隔二龍湖與梨樹縣相望.幅員2 184.39 km2，占遼源市總面積的43%.縣域中部鏤空，將遼源市區包裹其中.全縣轄9個鎮(白泉鎮、渭津鎮、安石鎮、遼河源鎮、泉太鎮、建安鎮、安恕鎮、平崗鎮、云頂鎮)，4個鄉(凌云鄉、甲山鄉、足民鄉、金洲鄉)，234個行政村[4].研究區位置示意圖見圖1.

圖1 東遼置示意圖縣位

東遼縣屬于半濕潤中溫帶大陸性氣候，一年四季分明.全縣年日照時數為2 504.2 h，年日照率為57%，全縣年平均溫度5.2℃，年降水量為658 mm，夏季雨熱同季，光熱水條件好，有利于農作物生長.縣內盛產玉米、水稻、大豆、高粱，是國家商品糧基地.境內森林資源和動物資源豐富，東遼特產鹿茸、柞蠶聞名全國；池塘水庫星羅棋布，養魚等水產業長足發展.東遼縣具有山區與平原的綜合優勢，蘊藏著煤炭、石灰石、大理石、沸石、瓷土、紅土、白馬牙石、黃金、礦泉水等多種物產資源，是自然資源寶地.

東遼縣憑借優越的自然條件，近幾年一、二、三產業迅速發展，并于2018年10月被確定為“2018年全國農村一二三產業融合發展先導區”.到2017年底，東遼縣農業總產值突破60億元，工業實現總產值310億元，增加值88.6億元；在工農業發展的同時也加快了農村金融體制改革，啟動了農村金融綜合服務體系建設，金融機構貸款余額突破120億元，第三產業增加值43億元，增長8.5%[5-6].

1.2 數據來源

本文采用的數據包括東遼縣社會經濟發展數據和東遼縣耕地變化監測數據.其中東遼縣社會經濟發展數據來源于遼源市統計年鑒、東遼縣統計公報；東遼縣耕地變化監測數據中耕地坡度數據來源于東遼縣坡度圖；2009年與2016年耕地、河流、居民點及道路數量、分布數據來源于東遼縣2009年、2016年土地利用現狀數據庫.

1.3 研究方法

本文采用的主要研究方法有GIS空間分析法和空間函數擬合分析法.GIS空間分析法是利用Arcgis軟件空間疊加分析中的相交和擦除，對2009年和2016年土地利用現狀數據庫中的轉入、轉出耕地圖斑進行提取，為后文分析耕地轉入、轉出變化情況提供基礎數據[7].

在對土地利用現狀數據庫提取的耕地數量數據進行分析后，利用Origin繪制伯爾茲曼函數擬合曲線圖，分別分析耕地距河流、道路、村莊、城鎮等要素的遠近與耕地轉入、轉出的關系，并解析造成此影響的原因.

2 結果與分析

2.1 東遼縣耕地轉入與轉出變化情況

本文利用Arcgis軟件，分別提取東遼縣2009年、2016年的耕地圖斑，通過疊加分析中的擦除和相交，統計出2009—2016年東遼縣耕地變化情況，包括3類：轉入耕地、轉出耕地、未變化耕地.東遼縣2009—2016年耕地空間變化情況見圖2.轉入耕地面積較小，主要分布在平崗鎮；而耕地轉出面積較大，轉出耕地分布較分散，全縣各鎮都有面積不等的耕地轉成其他地類.

圖2 2009—2016東遼縣轉入轉出耕地分布

耕地轉入與轉出的詳細情況見表1、表2，2009—2016年轉入及轉出耕地的來源與去向分布比例見圖3、圖4.

2009—2016年間，東遼縣新增耕地總面積為49.12 hm2，來源有三類：草地45.12 hm2，采礦用地2.81 hm2，裸地1.19 hm2.

2009—2016年間，東遼縣減少耕地總面積為405.82 hm2，由于城鎮村發展，耕地轉出去向多為建設用地，其中：農村宅基地101.47 hm2，風景名勝及特殊用地0.34 hm2，公路用地99.46 hm2，城鎮內部建設用地12.79 hm2，裸土地0.16 hm2，內陸灘涂2.85 hm2，農村道路1.00 hm2，設施農用地39.41 hm2，水工建筑用地5.36 hm2，水庫水面40.46 hm2，鐵路用地102.52 hm2.

表1 2009—2016轉入耕地面積

表2 2009—201轉出耕地面積

圖3 2009—2016年轉入耕地來源占比

2.2 耕地轉入與轉出影響因素分析

為明確東遼縣土地利用時空變化影響因素及其影響程度，采取Arcgis空間分析與Origin繪制的伯爾茲曼函數擬合曲線圖相結合，選取可能對耕地利用變化產生影響的要素：地形(坡度)要素、河流要素、公路鐵路、農村居民點，分別對每個要素的變化圖斑進行緩沖區分析，統計出每個緩沖帶耕地轉入、轉出的面積，最后通過擬合分析得出要素在多大范圍內對耕地利用產生影響.

2.2.1 耕地轉入原因分析

通過分析耕地轉入圖斑的空間位置發現，轉入圖斑都集中在平崗鎮；同時對河流、公路鐵路、建制鎮及村莊進行緩沖區分析后與轉入耕地進行疊加，發現轉入耕地與其距河流、公路鐵路、建制鎮、村莊的距離相關性不大，因此對于新增耕地原因，本文只進行地形及區位分析.

(1) 地形原因分析.地形要素以耕地坡度的形式表示，分為5個級別：≤2°，2°～6°，6°～15°，15°～25°，>25°.每個級別所包含的轉入耕地面積如圖5所示.當耕地坡度為3級(6°～15°)時，轉入耕地面積最高，為323 818.3 m2，占總新增耕地的65.9%；其次，耕地坡度為2級(2°～6°)時，轉入耕地面積為114 896.0 m2，占總新增耕地的23.4%.其余3個級別耕地轉入占比較小：坡度≤2°時占4.4%，坡度在15°～25°占6.3%；坡度>25°時轉入耕地面積為0，因為地形坡度>25°的坡地，不利于玉米、水稻等農作物的生長，產量低，故農民多選擇在平地或梯田開墾種植.

(2) 區位原因分析.由轉入耕地區位示意圖(見圖6)可見，轉入耕地都集中在平崗鎮.平崗鎮為東遼縣的主要采礦區，地下含有豐富的礦產資源，但經過長時間的開采和利用，廢棄的采礦區和荒草地逐漸增加，根據國家土地整治政策，逐漸開墾為耕地.

圖5 每個坡度級別轉入耕地面積

2.2.2 耕地轉出因素及空間擬合分析

(1) 地形原因分析.轉出耕地面積如圖7所示.根據前文的分析，耕地轉出去向多為建設用地，坡度較大則不利于城鎮建設.坡度為2°～6°的耕地，坡度較小，且為東遼縣土地的主體坡度，轉出面積最大，為2 512 954.2 m2，占總轉出耕地的48.2%；耕地坡度≤2°時，可視為平地，轉出面積為1 686 618.0 m2，占總轉出耕地的32.4%；當耕地坡度為6°～15°時，轉出面積為966 123.7 m2，占總轉出耕地的18.5%；坡度>15°時，屬丘陵地區，轉出耕地不足1%.

(2) 河流要素空間擬合分析.利用Arcgis空間分析功能，對2009—2016年間河流變化圖斑進行緩沖區分析，經多次嘗試，確定緩沖范圍為5 000 m，每500 m設立一個緩沖帶，與轉出耕地圖斑進行疊加，統計出每條緩沖帶包含的耕地面積，然后利用Origin繪圖軟件，繪制出轉出耕地面積與距河流距離的擬合曲線，結果見圖8.在距河流1 000 m以內時，轉出耕地面積隨距離的增加而減少，且占全部轉出耕地的32.6%；距河流1 000 m以上時，無明顯規律，可以考慮轉出耕地與其無關.因此轉出耕地面積在距河流1 000 m以內有相關性.

圖7 每個坡度級別轉出耕地面積

(3) 公路鐵路要素空間擬合分析.同河流要素的繪制方法一樣，對2009—2016年間公路鐵路變化圖斑進行緩沖區分析，確定的緩沖范圍為2 500 m，每250 m設立一個緩沖帶，利用Origin繪圖軟件，繪制出轉出耕地面積與距公路鐵路距離的擬合曲線，結果見圖9.在距公路鐵路要素1 000 m以內時，轉出耕地面積隨距離的增加而減少，占全部轉出耕地的32.0%；距公路鐵路1 000 m以上時，無明顯規律，可以認為轉出耕地與其無關.因此轉出耕地面積在距公路鐵路1 000 m以內有相關性.

(4) 村莊要素空間擬合分析.根據前文的分析可知，城鎮與村莊內部建設用地是耕地轉出的主要去向，因此研究村莊與建制鎮對耕地轉出的影響有重要意義.對2009—2016年間村莊與建制鎮變化圖斑進行緩沖區分析，確定的緩沖范圍為1 000 m，每100 m設立一個緩沖帶，利用Origin繪圖軟件，繪制出轉出耕地面積與距建制鎮距離的擬合曲線，結果見圖10.在距農村居民點300 m以內時，轉出耕地面積呈上升趨勢，在距村莊300 m時，達到最大值，占全部轉出耕地的56.5%；在300 ～1 000 m范圍內，轉出耕地隨距村莊的距離增加而減少，占全部轉出耕地的29.1%；1 000 m以上時，耕地轉出面積較小，占全部轉出耕地的14.4%，與距村莊的距離相關性較小.因此轉出耕地面積隨距居民點距離的增加而減少，300 m時為最大，300 m以內由于農村宅基地周圍常有自家堆放的柴草及牲畜的臨時圈養圏，占去了一定面積的可耕種土地.

圖9 轉出耕地與距公路鐵路距離擬合曲線

3 結論

(1) 東遼縣2009—2016年耕地時空變化特征.根據本文的統計結果，東遼縣2009—2016年度耕地轉入來源均為未利用地，其中：其他草地為93%、采礦用地為5%、裸土地為2%.耕地轉出去向較多樣，主要為建設用地，占比為76.18%，其他農用地占比19.93%，還有少量轉為未利用地，占比0.74%.根據統計結果來看，轉入耕地來源大多為便于開墾的平整草地或撂荒的土地，轉入耕地為分散布局，未見大片開墾地，大多為農民自發擴墾的耕地，表明了農民對耕地的需求.

公路鐵路建設占轉出耕地去向的一半，其余轉出耕地均為鄉鎮內部建設需求用地，直接反映了我國建設用地需求不斷增加的情況，城市的擴張侵占了大量農用土地資源.

(2) 東遼縣耕地數量變化原因.轉入耕地大部分存在于平崗鎮，區位原因較強，多為平崗煤礦廢棄后進行土地復墾工作增加的土地.坡度在6°～15°之間轉入的耕地最多，占全部轉入耕地的65.9%.

坡度為2°～6°的耕地轉出面積最大，占全部轉出耕地的48.2%，轉出去向多為建設用地，坡度較大則不利于城鎮建設.1 000 m范圍內，距河流和公路鐵路距離與耕地轉出面積密切相關，隨距離的增加相關性逐漸減小.轉出耕地在距離河流較近處數量較多，主要原因是受季節性河流與東遼河整治的影響，導致耕地減少.轉出耕地面積與距村莊距離關系緊密，1 000 m范圍內轉出耕地隨距村莊距離的增加而減小，300 m時轉出耕地面積達到峰值，占全部轉出耕地的56.5%，城鎮建設的擴張占用了大量耕地資源.

4 土地利用政策建議

4.2.1 做好土地整治工作，提升采礦區土地質量

東遼縣應對采礦廢棄區域進行土地整治，提高土壤質量，增加土壤肥力，改善作物生長環境，利用荒廢土地補充耕地資源.自第十屆全國人大第四次會議提出“18億畝耕地是不可逾越的一道紅線”，以及“十二五”規劃強調的高標準進行基本農田項目建設開始，我國耕地數量的嚴控、質量的提高就成為農村土地工作的重中之重[8].

4.2.2 對失地農民進行合理的補償與安置

東遼縣國土部門在落實國家土地整治及發展政策的同時，也要保障農民的基本生活.失去土地的農民在農村失去生活來源，而一次性的貨幣補償并不能保障農民長期的生活，因此地方政府應根據當地生產生活特點，對失地農民進行安置，如開發城鄉企業建設，或鼓勵大型農場、合作社雇傭農民進行農業種植工作，使其具有長期的生活來源與保障[9].

4.2.3 處理好城鎮規劃建設與土地資源保護的關系

東遼縣在發展城鎮建設的同時，要秉著“基本農田絕不能動”的底線，保證高質量農田的安全，保障國家糧食安全.要與其他部門協調配合，保護東遼縣豐富的礦產資源和其母親河東遼河，做到土地資源與其他自然資源相輔相成，合作共贏[10].在城鎮發展中，要科學合理地進行城鎮規劃，要與當地資源承受能力進行匹配；一、二、三產業要協調發展、相互推動，有必要時要進行合理的產業結構調整，避免城鎮超負荷發展，做到自然資源保護與城鎮發展建設并行.