高标准粮田区耕地质量变化及驱动力分析

田洁玫 任彧 陈杰

摘要：鹤壁市作为河南省高标准粮田建设试点，又处于中原经济区发展之列，肩负着保证粮食安全与实现中部崛起的双重重担，研究其耕地质量变化及驱动力具有现实意义。使用RS和GIS手段，通过耕地地力指数方法确定耕地质量，并在此基础上基于不同区域、变化类型、转移类型对耕地质量变化进行分析；运用SPSS软件，使用多元回归模型对影响耕地质量变化的驱动因素进行探讨。结果表明，除浚县地力指数上涨0.8外，其他区域20年间耕地质量均小幅下降；2003—2013年，全市增加耕地的质量提高了0.5，说明耕地占补平衡日益强调质量；9种转移类型有耕地退化威胁；距建设用地距离与非农人口从正负2个方面影响耕地质量变化。今后应发挥浚县耕地优势，加强高标准粮田建设，切实保护耕地。

关键词：高标准粮田区；耕地；质量变化；驱动力

中图分类号： F301.2文獻标志码：

文章编号：1002-1302（2016）08-0494-03

中国政府长期以来十分重视粮食安全问题，河南省作为重要的粮食生产区也肩负着实现耕地保护与农业现代化的重担，2008年的《国家粮食战略工程河南核心区建设规划纲要》中占鹤壁市总面积约70%的浚县、淇县2县均位列在内；2012年出台的《河南省人民政府关于建设高标准粮田的指导意见》将鹤壁市作为典型示范区[1]，这使得鹤壁市耕地受到政策保护。为了提升河南省的工业化、城镇化水平，2011年《国务院关于支持河南省加快建设中原经济区的指导意见》出台，并于2012年正式批復，鹤壁市作为中原经济区“一核、四轴、两带”中“沿京广发展轴”上的重要一环，承担着北接京津，沟通南北产业和城镇密集带的重要作用[2]，中原经济区建设中出现的建设用地扩张会对耕地造成不可避免的影响。

作为高标准粮田区代表的鹤壁市在过去20年间发生了多种土地利用类型变化，这些变化促使耕地质量必然也有所变化[3]。本研究基于不同区域、变化类型以及转移类型，揭示了鹤壁市过去20年受土地利用变化影响所反映出的不同的耕地质量变化情况，并在此基础上从社会经济、区位以及政策这3个层面考察高标准粮田区耕地质量变化背后的驱动力及驱动因素，指出耕地利用中存在的问题，为今后以耕地保护为主题的耕地质量变化研究提供参考和依据。

[BT1#][STHZ]1研究区概况

鹤壁市位于河南省北部（113°59′～114°44′E，35°26′～36°03′N）太行山东麓向华北平原过渡地带，地势上呈现西高东低趋势，属暖温带半湿润型季风气候，适宜种植，历史上就是粮食盛产地，其粮食播种面积比重居全河南省第1位，粮食单产和复种指数也高于一般城市[4]，是河南省高标准粮田建设试点市。近年来，鹤壁市城镇人口增加迅猛，目前城镇化率已高达52.8%。2013年鹤壁地方财政收入396 400万元，全市社会固定资产投资5 234 242万元，经济发展态势良好。鹤壁市下辖2县（淇县、浚县）、3区（淇滨区、山城区、鹤山区）。

2材料与方法

2.1数据来源

鹤壁市耕地动态变化方面的数据主要来源于对1993年、2003年、2013年的Landsat5 TM、Landsat7 ETM+以及Landsat8 OLI-TIRS的3期卫星遥感影像使用ENVI 软件分类解译空间数据库结果；耕地质量变化及土壤属性数据主要来源于河南省第2次土壤普查数据库以及河南省耕地质量评价数据库的历史资料，以评价指标的3 893个样本数据在ArcGIS中建立耕地质量数据库的结果；驱动力分析中的社会经济数据来源于1994年鹤壁年鉴、2004年与2014年鹤壁统计年鉴，另有鹤壁市土地利用变更年报作为补充，主要选取分县统计数据，由于1993年的鹤壁市统计数字存在市区划分较为混乱的问题，因此1993年使用2县为研究对象，2003年与2013年使用2县3区的数据进行研究。

2.2耕地地力指数方法

采用耕地地力指数方法（integrate fertility index，简称IFI）求取耕地质量水平，将各项评价指标数值与指标权重值使用ArcGIS叠加方法加权求和计算，即可得到区域耕地质量[5-6]。需要2个步骤的准备工作：（1）综合考虑诸项选取原则，参考河南省第2次土壤普查成果数据库以及河南省耕地地力评价数据库的有关资料，根据《河南省高标准粮田建设标准》的要求，遴选与量化评价指标：坡度、耕层质地、土体构型、有机质、灌溉能力[7]；（2）使用SPSS软件因子分析方法，将标准化后5项指标的3 893个样本数据导入其中，KMO概率（0.0001<0.01）达到了显著性水平，拒绝零假设，以此确定指标权重

2.3多元线性回归方法

统计分析中的回归分析方法研究的主要对象是客观事物变量间的统计关系，通过回归分析可以揭示自变量对因变量的影响大小[8]。对驱动力的分析可以选择多元线性回归模型（multiple linear regression model）方法。具体步骤包括：建立线性回归模型、求解回归模型中的参数、对回归模型进行检验。选择使用标准化系数的多元线性回归方程模型如下式所示：

[JZ（]Y=m1X1+m2X2+…+mnXn。[JZ）][JY]（1）

式中：Y为因变量，X为自变量，mi（i=1，2，…，n）为偏回归系数。

一般的多元线性回归模型最终会列出包含所有因子的计算公式，但是这样不利于观察出对因变量影响最深的某几个自变量，因此应在SPSS软件运行中使用逐步线性回归方法筛选自变量，也即是选择Stepwise作为Method选项[9]。

3结果与分析

3.1耕地质量变化分析

3.1.1耕地质量评价结果

鹤壁市耕地质量评价结果是以耕地质量评价各指标图为基础底图，并将相应指标权重值使用ArcGIS叠加方法加权求和计算[10]。以表格显示分区统计结果见表2。由表2可知，淇滨区质量值最大，但其标准差也最大，说明淇滨区内部耕地质量差异很大；浚县的耕地质量平均值最大、标准差最小而总值之和又最大，因此，应将浚县作为高标准粮田核心区进行打造。

3.1.2基于不同区域类型的分析运用ArcGIS软件分析鹤壁市各区域的耕地质量，用所有像元平均值为代表最终统计结果，见表3。1993—2003年5个区域耕地质量水平均下降，在此期间发展偏重于工业化与城市化建设，鹤壁市耕地质量也呈现小幅下降态势；2003—2013年除浚县耕地质量上升，鹤壁其他4个区域均呈下降态势，浚县作为适宜耕种的区域，耕地变得集中紧凑，质量也大幅提高。进一步分析可知：耕地质量下降最多的是淇县，由于淇县耕地的增加主要在土地整理的基础上，因此耕地质量平均水平降低也属正常；淇滨区虽然下降，但耕地质量水平仍属于5个区域中最高，由于淇滨区本身耕地数量较少，因此不适宜作为今后高标准粮田建设的主力区域；浚县耕地质量大幅上升，基本可与质量最高的淇滨区比肩，同时浚县作为5个区域中耕地面积最大的区域，选择该区域作为高标准粮田建设区有益于提高耕地利用水平。

3.2.2驱动因素分析

虽然距离建设用地或水域较近的耕地自然禀赋良好，然而由于其优越的区位条件，反而更容易随着城市扩张或水库扩建而被侵占，从而耕地质量水平有所降低。也即是说，鹤壁市耕地质量水平随着其与建设用地距离的减少而变小[13]。这种情况符合国内一般研究结论，但在以耕地保护为主题的三化协调发展建设中应引起重视，对鹤壁市通过内部挖潜来有效控制城市扩张、建设扩建，从而保护优质耕地。

非农人口增加说明的正是农民离开农地进入城市变成市民，工业化与城镇化的发展使得二、三产业的经济效益明显高于农业生产，受到经济驱动，非农人口增加，更甚者出现了撂荒行为，对耕地质量产生破坏，农业生产毕竟离不开农业人口，因此X4的增加会对鹤壁市耕地质量产生负影响[14]。高标准粮田区农民非农建设或非农行为的增加必然导致耕地质量的降低，需要引起重视。

4结论

通过以上各项分析，可得出结论如下：

（1）高标准粮田区耕地资源丰富，但其质量水平在过去20年呈现出降低趋势。鶴壁市耕地整治工程与未利用耕地开发不断补充新增耕地，然而补充耕地的质量不高；同时建设用地扩张、农田水利设施却都在侵占优质耕地，长期来看会造成耕地质量持续恶化，应引起注意。

（2）浚县耕地质量平均值最大、标准差最小说明其质量均一且优良，该区域又是鹤壁市耕地面积最大的区域，在规划上应加强以浚县为主体的高标准粮田建设，提高土地集约利用程度，发挥耕地优势，实现农业现代化并保證粮食安全。

（3）高标准粮田区20年间耕地质量受到多重驱动作用影响，对耕地质量而言，到建设用地重心距离与非农人口是2项核心的驱动因素。为切实保护耕地质量水平稳定增长，需要有序控制城市扩张与非农建设。

参考文献：

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