南方丘陵山區耕地“非糧化”特征及其形勢與對策探究
——以湘西土家族苗族自治州為例

何貴新 ，黃利紅 ，左志良

（1.湘西土家族苗族自治州衛星應用技術中心，湖南 湘西州 416000；2.吉首市交通運輸局，湖南 湘西州 416000）

0 引言

近年來，隨著城鎮化、工業化的快速發展，我國出現了嚴重的耕地“非農化”現象，耕地保護形勢愈來愈嚴峻，耕地保護政策也日趨完善[1-3]。政府和學界在不斷完善耕地數量、質量和生態保護政策的同時，也注意到了耕地“非糧化”“撂荒化”“邊際化”“非食物化”等現象的發生，并提出如今耕地保護已轉入了“新四化”控制階段[4-5]。事實上，如果任由這些問題發展，將對耕地糧食生產造成很大的沖擊，甚至危及國家糧食安全[5]。因此，國務院辦公廳在2020 年發布了《關于防止耕地“非糧化”穩定糧食生產的意見》，明確強調要采取有力舉措防止耕地“非糧化”，確保糧食生產。之后，自然資源部也多次強調要嚴格進行耕地“非糧化”管控，并積極推進部署相關工作[6]。

一般認為，耕地“非糧化”指的是在耕地上種植經濟作物、林果或進行養殖的行為[7]。但也有學者認為，除此之外，“非糧化”還包含撂荒和種樹等行為[8-10]。從內涵上來看，后者提出的耕地“非糧化”包含了“新四化”問題，與現實情況可能更為吻合，并且在實際操作中更加便于對該定義下的耕地非糧化率進行測算，如可采用糧食作物種植面積與區域耕地總面積之比進行估算。否則，若按照前者的定義，在實踐中需精細調查耕地上種植經濟作物、林果或進行養殖的空間分布情況，這將大大增加耕地“非糧化”管控的技術難度與經濟投入。

參考以往研究，對于耕地“非糧化”的計算多采用統計數據作為數據源，這很大程度上限制了研究尺度最小只能到縣級[10-13]。幸運的是，遙感技術的快速發展為耕地“非糧化”的有效識別提供了很好的技術支撐，也使得耕地“非糧化”的精細化管控成為可能[7]。另外，梳理文獻發現，目前耕地“非糧化”的研究多集中在分析宏觀尺度耕地“非糧化”的空間格局和驅動因素[7-10]。然而，中國地域寬廣，各地的自然資源、社會經濟和人文環境各不相同，耕地“非糧化”形成的機理也存在很大區別[14-17]。因此，有必要專門針對南方丘陵山區、西南喀斯特地區、西北生態脆弱區和東部沿海發達地區等典型地區進行深入研究，以期形成具有地域代表性的相關經驗，豐富對不同地區耕地“非糧化”特征、形勢和形成原因的認知，為更好地防治耕地“非糧化”提供基礎。

南方丘陵山區由于其復雜的地理環境特征給自然資源監測和管理帶來了諸多不便，區域內的耕地可持續利用也成為當今土地資源管理的難點。一方面，南方丘陵山區耕地數量龐大，但利用效率不高，且經常面臨著水土流失等生態風險，在自然資源管理中需要重點考慮如何協調好耕地保護和生態安全；另一方面，隨著城鎮化、工業化的快速發展，南方丘陵山區部分地區也出現了較為嚴重的耕地撂荒、耕地“非糧化”等現象[18-20]。湘西土家族苗族自治州（以下簡稱“湘西州”）作為典型的南方丘陵地區，近些年農業人口轉移速度不斷加快，部分地區耕地存在較為嚴重的“非糧化”“非食物化”“邊際化”和“撂荒化”等現象，在一定程度上影響了區域耕地的可持續利用。鑒于此，本文以遙感數據、社會經濟空間數據集等為基礎，嘗試以耕地“非糧化”空間格局—影響因素—對策分析為基本思路，深入探究湘西州耕地“非糧化”的特征、形勢與對策，以期為區域耕地“非糧化”管控提供科學依據，并為其他類似地區的耕地管理提供相關經驗。

1 數據和研究方法

1.1 研究區概況

湘西州，地處湖南省西北部，位于湘鄂渝黔四省交界處，北接湖北省，西與重慶市為鄰，西南與貴州省接壤，位于東經109°10′～110°23′，北緯27°44′～29°38′之間，共轄吉首、瀘溪、鳳凰、花垣、保靖、永順、龍山等8 個縣（市），行政區域總面積達1.55 萬km2。根據第七次人口普查數據，2020 年湘西土家族苗族自治州常住人口為248.81 萬人，占全省人口的3.74%，相比2010 年的3.88%略有降低，農業人口轉移速度加快。從地形來看，湘西州以山地、丘陵為主，呈現出南低北高的特征，吉首市、瀘溪縣、鳳凰縣地勢相對平坦。從資源類型來看，湘西州區域內的土地資源以林地資源為主，耕地資源相對匱乏。據統計，2020 年湘西州實有耕地面積2 006 km2，約占土地總面積的12.94%，且多為丘陵耕地，嚴重影響了耕地的規模化經營水平。而從農業產業的發展情況來看，湘西州在穩定糧食生產的基礎上，重點培育以柑橘、獼猴桃、茶葉、烤煙、百合、中藥材、蔬菜為主的特色種植業和以湘西黃牛、湘西黑豬、湘西山羊為主的特色畜牧水產業。近年來，湘西州非常重視耕地“非糧化”的治理，在穩步發展水稻種植的同時，充分利用旱土資源、高岸田、天水田以及幼齡茶園、油茶園、柑橘園等推廣間作套種模式，大力發展玉米、大豆、甘薯等旱糧生產，以提高耕地利用效率。

1.2 數據來源與處理

本研究所涉及的2000 年、2005 年、2010 年和2015 年的基礎數據包括土地分類數據，來源于中國科學院資源環境科學與數據中心（https://www.resdc.cn），空間分辨率為1 km×1 km[21]；其對應年份的水稻、玉米種植數據來源于北京師范大學的張朝教授團隊的中國三大糧食作物（玉米、小麥和水稻）的種植信息數據集[22]，空間分辨率為1 km×1 km；GDP、人口、地形等數據來源于中國科學院資源環境科學與數據中心（https://www.resdc.cn）；行政區數據來源于地方政府。在數據處理過程中，主要利用ArcGIS 軟件的分區統計功能獲得各個行政區內的耕地面積、作物種植面積以及其他相關指標的數據。

1.3 研究方法

1.3.1 基于遙感數據的耕地非糧化率計算方法

在以往的研究中，耕地非糧化率主要采用統計數據中的非糧食作物種植面積和農作物種植面積之比進行計算獲得[10-12]。使用此方法有幾點好處：一是數據容易獲取，在大區域研究中便于開展延續性研究；二是數據來源于官方，有一定的可靠度。但是，采用該方法的弊端也很明顯，比如，統計單元為縣級，難以分析縣域以下耕地“非糧化”的空間演變特征。然而，在治理耕地“非糧化”和制定遏制耕地“非糧化”的具體措施時，需要鄉鎮級、村級乃至柵格尺度的精細化分析。因此，本研究采用學界已有的遙感解譯數據集對耕地“非糧化”信息進行提取。首先，用土地利用數據裁剪耕地種植數據，減少土地利用分類數據和作物數據空間不重合帶來的誤差；然后，采用以下公式對各行政區內的非糧化率及其變化進行測算。

式（1）中，R為計算單元內的耕地非糧化率；Si,a為i單元內a糧食作物的面積，Si,b為i單元內b糧食作物的面積，Si為i單元內耕地的面積。式（2）中，RC為單元i在研究時段內耕地非糧化率的變化程度；Ri,t+1、Ri,t分別為單元i在t+1和t時刻的耕地非糧化率。

1.3.2 空間分析與空間統計

空間格局分析是描述地理要素空間特征的重要方法，常被用于分析地理事物的格局演變，采用這種方法可以很直觀地描述耕地“非糧化”在不同空間尺度上的變化，探究耕地“非糧化”的演變規律[11-12]。同時，采用空間統計方法也能進一步探究耕地“非糧化”的空間集聚特征，識別耕地“非糧化”的影響因素，以便深入探究耕地“非糧化”的演變機理，本文采用LISA 空間集聚圖對此進行分析。

2 結果與分析

2.1 湘西州耕地“非糧化”時空演變特征

2000 年以來，湘西州耕地“非糧化”程度變化較小，各時期耕地“非糧化”程度均在45%左右，且以2010 年為節點，多數地區都呈現出先降低后升高的規律，如表1 所示。具體而言，2000 年、2005年、2010 年、2015 年全州耕地“非糧化”程度分別為44.97%、43.62%、39.78%和46.78%，其值雖然變化不大，但耕地“非糧化”程度及其變化在各縣（市）仍呈現出較明顯的空間分異和階段性特征。從耕地“非糧化”的空間分異來看，瀘溪縣、鳳凰縣、花垣縣的耕地“非糧化”程度相對較低，低于全州平均水平，2015 年耕地“非糧化”程度在29%～40.67%之間；而古丈縣、吉首市、保靖縣、龍山縣和永順縣的耕地“非糧化”程度相對較高，高于全州平均水平（除2005年保靖縣略低于全州平均水平），2015 年耕地“非糧化”程度在48.91%～60.00%之間。

表1 湘西州各縣耕地非糧化率及其變化情況

從各時期耕地“非糧化”程度的變化來看，2000—2005 年間，西南部的花垣縣、鳳凰縣耕地“非糧化”程度有所升高，其余各縣耕地“非糧化”程度均在降低；2005—2010 年間，北部的保靖縣、龍山縣耕地“非糧化”程度有所升高，其余各縣耕地“非糧化”程度顯著降低；2010—2015 年間，全州各縣耕地“非糧化”程度均呈上升趨勢，東南部的古丈縣、吉首市、瀘溪縣的耕地非糧化率顯著變大。總體來看，2000—2015 年間，永順縣耕地“非糧化”程度顯著降低，古丈縣、鳳凰縣耕地非糧化率也略有減小；其余各縣耕地非糧化率均在上升，尤其是吉首市、保靖縣、花垣縣、瀘溪縣的耕地非糧化率增長較快。這些現象需引起人們的進一步關注，在認真分析這些現象背后原因的基礎上總結經驗，以便更好地學習耕地“非糧化”治理模式，并提出更有針對性的調控策略。

2.2 湘西州耕地“非糧化”空間集聚特征

為了進一步探究湘西州耕地“非糧化”的空間集聚特征，本文計算了鄉鎮尺度的耕地“非糧化”程度，并采用LISA 集聚圖對鄉鎮尺度的耕地“非糧化”的空間自相關性進行了分析。如圖1 所示，從空間格局上來看，“非糧化”程度較高的鄉鎮主要集中在北部龍山縣、東部古丈縣、吉首市，“非糧化”程度較低的鄉鎮主要集中在南部花垣縣、鳳凰縣、瀘溪縣以及永順縣部分鄉鎮。對比各時期的空間集聚類型可以發現，隨著時間推移，耕地“非糧化”的空間格局并沒有發生太大的變化，但其集聚程度在不斷擴大。比如，隨著時間推移，鳳凰縣低—低類型，古丈縣、龍山縣的高—高類型的空間在不斷擴大。這些現象說明耕地的利用存在很強的空間自相關性。也就是說，假如在某一地區形成了較強的非糧農業經濟，它可能就會對周邊耕地的糧食產業帶來較大沖擊，使得耕地出現“非糧化”現象。

圖1 鄉鎮耕地“非糧化”空間自相關分析

2.3 湘西州耕地“非糧化”影響因素分析與對策探究

根據已有的文獻分析可知，耕地“非糧化”極易發生在這些地區：一是偏遠山區，這些地區由于耕地質量較差，加上地形原因、水利條件、農戶追求高經濟效益等使得耕地出現撂荒現象或者種植其他特色經濟作物；二是城市周邊地區，這些地區由于城市人口的膳食結構調整加大了對水果、蔬菜等食品的需求，另外，城市人口對農耕文化的向往也使得周邊耕地的文化服務價值不斷凸顯，這些因素共同導致了城市周邊耕地出現“非糧化”現象。那么，湘西州的耕地“非糧化”現象又是如何形成的呢？為了進一步探索耕地“非糧化”的影響因素，本文對湘西州鄉鎮尺度耕地“非糧化”程度和相關潛在影響因素進行統計分析。根據前文分析已經得知，2010—2015 年間全州各縣耕地“非糧化”程度大部分呈上升趨勢。因此，本文選取2015 年作為典型時期進行分析，以便探索發現湘西州耕地“非糧化”現象形成的機理。

基于以上內容，本文選取了地形、人口、經濟、區位等四方面因素來探究湘西州耕地“非糧化”的形成機理。其中，地形方面選取了耕地高程、坡度作為主要指標；人口方面選取了人口密度作為主要指標；經濟方面選取了GDP 作為主要指標；區位條件方面選擇了距離最近縣城的距離作為主要指標。所有數據均以鄉鎮為單元取均值。結果表明：1）高程（DEM）和耕地“非糧化”呈復雜的正弦波動關系，當耕地非糧化率小于50%的時候波動較大，但在耕地非糧化率達到50%以上的時候基本呈正相關關系，而在耕地非糧化率到了90%的時候，DEM 與耕地非糧化率呈顯著負相關，如圖2（a）所示；2）坡度和耕地“非糧化”呈顯著正相關關系，隨著坡度的增加耕地非糧化率也在不斷提升，如圖2（b）所示；3）耕地“非糧化”程度在80%之后和經濟發展呈顯著正相關關系，即經濟相對發達地區耕地“非糧化”越明顯，如圖2（c）所示；4）耕地“非糧化”程度在50%～70%的大部分鄉鎮位于距縣城10 km～25 km，如圖2（d）所示；5）當耕地“非糧化”程度在20%～30%時，人口密度與耕地“非糧化”程度呈正相關，而當耕地“非糧化”程度約在30%～40%時，其與人口密度呈負相關，另外可以發現，當耕地“非糧化”程度大于80%時，其與人口密度呈正相關，如圖2（e）所示。

圖2 “非糧化”和影響因子的相關性分析

綜合上述分析可以認為，湘西耕地“非糧化”現象的發生與學者們在其他地方的研究認識基本相同，在經濟相對發達、區位條件較好、人口密度較大的平坦地區較易發生耕地“非糧化”現象，而具備這些條件的地方往往是在城市周邊；另外，研究組發現距離縣城10 km～25 km、人口密度較小的山區，耕地非糧化率出現了快速增加的現象，對具有類似特點的地區需要重點關注。在耕地“非糧化”管控的實踐中，可以進一步明確耕地“非糧化”的內涵。隨著社會經濟的發展，人們的膳食結構在不斷調整，人們對食物的需求呈現出多元化特征，這種改變導致一定程度的農業結構調整是必然的。因此，應當把耕地“非糧化”管控向非食物化管控方向調整。同時，在非食物化管控的過程中，應當明確耕地轉型應以耕地質量保護為前提，即在不破壞耕地質量的前提下進行食物種植結構調整，以協調人民追求美好生活、保護耕地和生態安全的多重目標需求。

3 結論與討論

本文以遙感數據、社會經濟空間數據集等為基礎，采用空間分析與空間統計等方法探究湘西州耕地“非糧化”時空格局特征，并嘗試分析湘西州耕地“非糧化”的形勢與對策，以期為南方丘陵山區耕地保護實踐提供參考。研究主要結論如下：

1）2000 年以來，湘西州耕地“非糧化”程度變化較小，各時期耕地非糧化率均在39%～47%之間，且呈現出以2010 年為節點先緩慢降低后快速升高的規律。同時，耕地“非糧化”存在較明顯的時空分異特征，瀘溪縣、鳳凰縣、花垣縣的耕地“非糧化”程度相對較低，而古丈縣、吉首市、保靖縣、龍山縣和永順縣的耕地“非糧化”程度相對較高。

2）隨著時間推移，耕地“非糧化”低—低、高—高類型的空間在不斷擴大，說明耕地“非糧化”存在較強的空間自相關性。因此，在治理耕地“非糧化”的時候，需要對農業產業分區進行科學規劃，進一步優化非糧產業的空間布局，避免耕地“非糧化”現象的無序擴張。

3）從耕地“非糧化”的形成和變化來看，在經濟相對發達、區位條件較好、人口密度較大的平坦地區較易發生耕地“非糧化”現象，而具備這些條件的地方往往是在城市周邊；另外，研究團隊發現距離縣城10 km～25 km、人口密度較小的山區，耕地非糧化率出現了快速增加的現象。因此，治理耕地“非糧化”需要重點關注這些地區，因地制宜地制定有效、可持續的長效管理機制。

雖然本文對湘西州耕地“非糧化”現象及其原因進行了初步探索，并得到了一些淺薄的認識，但仍存在一些不足。在耕地非糧化率計算方面，以往研究多利用統計數據進行計算，可以很快速地對耕地“非糧化”形勢進行分析，但是利用統計數據分析缺乏精細的空間特征，難以對耕地“非糧化”管控起到有效的指導作用。本文應用網上共享的作物空間數據集和耕地數據集可以針對此問題進行一定的優化，但數據的時間、空間分辨率仍可進行進一步優化。具體而言，1 km 的空間分辨率仍然不足以精確獲取山區的耕地“非糧化”信息。另外，研究選擇了2000—2015年，主要原因是這段時期城市化、工業化快速發展，過去長期務農的農村勞動人口出現了大量轉移，“非糧化”現象也在這一時期涌現，2015 年后，“非糧化”形勢基本穩定，而本文的研究結果也證實了“非糧化”現象主要發生在2000—2015 年間。上述不足有可能影響到研究的應用效果，但研究團隊認為，本研究的結果仍然可以為相關管理者提供參考。今后需進一步結合湘西州區域地理、經濟及自然資源分布特征，深入依托省級相關平臺和高分辨率遙感數據精確提取農作物種植結構、撂荒耕地、耕地復種指數等信息，以便更好地支持區域耕地“非糧化”和耕地“非農化”管控策略制定。