吉安市耕地资源变化及其空间分布特征研究

黄开成

摘要：以江西省吉安市为研究单元，运用GIS技术和空间分析等方法，分析了耕地资源数量和质量的时间变化特点以及耕地的空间分布特征。结果表明：（1）2000—2015年，吉安市耕地面积呈现出快速减少、缓慢增加、急速增加、缓慢增加的四个不同阶段，人均耕地面积变化与耕地面积变化趋势相似；（2）农业投入不断增多，耕地质量日趋改善；（3）从耕地水平分布状况来看，呈中、北部多，南、东、西部较少的分布特征，耕地分布较集中；（4）从耕地垂直分布状况来看，吉安市耕地的绝大部分分布在海拔较低、坡度较缓和适宜耕种的地貌单元区。由此可知，目前吉安市耕地资源开发利用较为合理，本研究将为吉安市未来耕地开发与保护以及农业发展提供一定的依据和支撑。

关键词：吉安市；耕地资源；空间分布；GIS

耕地，是人类赖以生存的基本资源和条件，人类生存和生产所必需的食物和原料都来自耕地。耕地资源不仅作为农业生产的载体，它还具有诸如生态服务、社会保障和地域景观等功能。进入21世纪，随着人口不断增多，人民生活水平不断提高，工业化、城市化进程的加快，导致耕地数量逐渐减少，耕地质量不断下降，耕地退化严重，威胁到了粮食安全和生态安全。要保持农业可持续发展首先要确保耕地的数量和质量，政府高度重视耕地保护并将其列为基本国策，提出了坚守18亿亩耕地红线，综合国情考虑，走内涵式耕地资源开发道路，加强土地管理、开展土地整理。

土地利用/覆盖变化成为当前研究的热点问题，而耕地资源变化是其研究的重要内容。目前，众多学科的学者先后开展了有关耕地变化及其驱动力机制、耕地适宜性评价、耕地保护制度与管理措施、可持续利用与保护等多方面的研究，取得了较多的成果，但现有研究仍存在一定的不足，主要表现为研究尺度不全面、缺少定量指标和综合模型、综合性与系统性不够、专业化研究不足等方面的问题。

江西省是我国农业大省之一，吉安市作为江西省的重点农业生产基地和我国重要的商品粮基地，其耕地面积在江西省各地级市中位列第二，仅次于宜春市，全市经济以农业为主，具有发展粮食产业的优势，因此，以江西省吉安市作为研究对象，对其耕地数量、质量变化及空间分布特征进行分析具有重要的现实意义，研究结果可为了解吉安市耕地现状及存在的问题，为进一步的耕地资源管理、发展和保护等提供理论依据与参考。

1.研究区域、数据和方法

1.1研究区概况

吉安市位于江西省中西部，赣江中游，总面积25283平方千米。吉安市东、南、西三面环山，地势南高北低，地貌类型以山地、丘陵为主，山地、丘陵和平原岗地分别占28.76%、45.75%和25.49%；全市属亚热带季风湿润气候，雨量充沛、光热充足，生长季长；全市土壤类型多样以红壤和水稻土为主；植被繁茂，分布广泛地带性植被为中亚热带常绿阔叶林；全市自然条件优越，农业资源丰富，是我国重要的商品粮和油料基地之一，主要农产品有水稻、油菜、柑橘、竹木等。

截至2016年吉安市总人口为491.79万人，占全省，全市城镇化率为47.76%，全市实现生产总值1461.37亿元，增长9.2%。分产业看，第一产业增加值233.21亿元，增长4.3%；第二产业增加值708.96亿元，增长9.1%；第三产业增加值519.20亿元，增长11.6%。三次产业结构为16.0：48.5：35.5。人均生产总值达29772元，增长8.8%。全年实现农林牧渔业总产值391.29亿元，增长4.4%。年末全市共有214个乡镇，乡村总户数103.23万户，乡村总人口404.68万人。

1.2数据来源

吉安市及各县（市、区）的行政区划面积、人口和经济数据来源于《江西统计年鉴》和《吉安市统计年鉴》《吉安年鉴》，耕地数据来源于吉安市土地利用现状变更数据；地形高程和坡度数据源于DEM数据。

1.3研究方法

通过收集和整理吉安市2000-2015年耕地面积数据和人口数据，运用时序分析和对比分析来了解研究区耕地资源数量和质量上随时间的推移而产生的变化。利用吉安市土地利用现状变更数据，作为全市耕地数量和空间分布的基本信息源。利用ArcGIS的空间叠加分析与统计功能，将土地利用类型图和高程坡度图进行空间分析，然后利用统计分析功能得到吉安市耕地水平分布和垂直分布的空间分布统计表。

2.吉安市耕地数量、质量分析

2.1耕地数量时序变化

根据2000-2015年的统计数据，吉安市耕地数量的时间变化表现出以下三个阶段性特征（如图1）：第一阶段是2000-2003年，在此期间耕地面积快速减少，减少的耕地面积约为33168hm2，年均减少7729hm2，减少幅度达8.76%，建设占用、生态退耕、农业结构调整以及灾毁等是耕地减少的主要原因，2000-2004年大面积的生态退耕，是导致耕地面积快速减少的最主要原因；第二阶段是2004-2007年，在此期间耕地面积有小幅上升但整體基本保持稳定，增加耕地面积3485hm2，2004-2007年年均增加871.25hm2；第三阶段是2008-2015年，2008年耕地面积突然增加91285hm2，2008年之后耕地面积保持小幅增加，耕地总量较为稳定，2008-2015年增加耕地面积23598hm2，年均增加2949.75hm2。

图中2007年后耕地面积突然增加的可能原因是在2007年开始的第二次土地调查使得2008年及之后的耕地数量迅速增加。在第二次土地调查时，由于调查手段采用3S技术，调查的精度和广度都比之前有很大的提升，对土地现状和每一地块的具体状况进行了全面详细的调查整理，将之前遗漏或是并未统计的地块统计到耕地面积上，所以耕地面积有较大幅度的增加。

另外，人均耕地面积数量的变化与耕地总量变化的趋势相同，2000-2007年期间人均耕地面积下降，由0.079hm2·人-1下降到0.069hm2·人-1，究其原因除了受到耕地面积减少的影响外，还与这期间人口的增长有很大关系，2008年之后随着耕地总面积的增加，人均耕地面积也相应地增加，2010-2015年期间人均耕地相对稳定，保持在0.091hm2·人-1左右，这一期间除了耕地总量比较稳定外，人口增长也相对比较缓慢。endprint

2.2耕地质量变化

耕地质量是指耕地的状况和条件，是衡量耕地生产率的水平高低的重要指标[10]。耕地质量变化包括耕地经济产出指标、劳动力投入指标、耕地质量指标。表1表明：2000、2005、2010和2015年吉安市农作物总面积、农作物总产量、农业总产值、粮食作物播种面积、粮食总产量、粮食作物单产等经济产出指标都随着时间的推移而持续增长，这说明吉安市耕地质量总体良好，农作物生产和粮食生产都保持不错的发展状态，特别是粮食作物播种面积和产量并未受到耕地面积短期减少的影响，依然是增长的状态，粮食作物单产的增高说明当地粮食生产的科学技术水平有了显著的提升，保证了在耕地面积没有较大增长的情况下，粮食总产量得以增加。

从农业用电量、农业化肥施用量、农用塑料薄膜使用量、农药使用量等劳动力投入数据来看，农业生产投入总量数据都随着年份逐年增长，从每公顷农业投入数据来看，2000年到2005年，2005年到2010年各项指标都是一个上升的趋势，2010年到2015年每公顷耕地用电量、每公顷耕地施用化肥、每公顷耕地面积用农膜、每公顷耕地施用农药这些指标都出现下降，每公顷耕地用电量下降幅度不大，每公顷耕地施用化肥和农药下降幅度较大，降到了2010年的水平，说明劳动力投入的不断增长是促使耕地质量不断改善的一个重要原因。

从有效灌溉面积、实际机耕面积等耕地质量指标来看，有效灌溉面积和实际机耕面积都在稳定增长，但占总耕地的比例则呈现出先增长后减少的趋势，说明耕地质量是在不断提高的，但是质量较好的耕地增长缓慢，新增耕地多是质量较差的耕地，所以质量较好耕地比例呈现出有所下降的趋势。

3.耕地空间分布特征

3.1耕地平面空间分布特征

根据吉安市土地利用现状变更调查数据，2015年，吉安市耕地数量443958公顷，占土地总面积的17.56%。从耕地区域空间分布状况来看（表2和图1），耕地分布较多的县域包括泰和县、吉水县、吉安县、安福县和永丰县耕地面积皆超过4万公顷，其中耕地面积最大的是泰和县58364hm2占全市耕地面积的13.15%，这五个县耕地面积总和占全市的56.32%；其次为遂川县、新干县、永新县、万安县和峡江县，超过1万公顷，这五个县耕地面积总和占全市的34.33%；耕地分布较少的为青原区、吉州区和井冈山市，其中耕地面积最小的是井冈山市10712hm2占全市耕地面积的8.32%，吉州区和青原区城镇化率较高，建设用地面积占比高，故耕地面积较小，井冈山市由于受到当地地形的影响，适宜农耕的土地较少。

从表2可以看出，2015年吉安市的土地垦殖率为17.56%。从各县（区、市）来看，吉州区的垦殖率最高为34.55%，垦殖率在20%—30%之间的有新干县、吉安县、泰和县、吉水县，垦殖率在10%—20%之间的有峡江县、青原区、永丰县、安福县，垦殖率低于10%的有万安县、遂川县和井冈山市，最低的井冈山市垦殖率为8.32%。垦殖率大于吉安市平均值的县（区、市）有7个，占50%，小于平均值的也有7个。垦殖率较高的县（区、市）与前面分析的耕地面积较多的县（区、市）分布有一定的相似性，包括泰和县、吉安县和吉水县等县，这说明河流沿岸平原地区是耕地集中分布区，同时也是本市土地资源开发较早、比较完善的区域。垦殖率较低的县（市、区）与耕地面积较小的县（市、区）之间也存在一定的相似性，但同时也有永丰县、安福县这样耕地面积较大的县由于其土地总面积较大，耕地面积相对较小。

吉安市耕地空间分布整体呈现出中部、北部多，南部，东西两侧较少的空间分布特征。受地形地貌影响，耕地多集中于吉泰盆地和赣抚平原这些海拔较低、地形起伏和缓的区域，而市域西部、东部、南部则分别环绕着罗霄山脉、雩山山脉和诸广山脉这些区域海拔较高，地形崎岖，坡度较高，不利于耕地的开发和利用，因而耕地仅零散分布。

3.2耕地高程分布特征

吉安市耕地高程分布特征研究，首先对吉安市DEM数据进行分级，并把栅格数据转化为矢量数据，然后将2014年的土地利用图层与DEM分级转化后的矢量图层进行叠加分析，得出吉安市耕地的高程分布信息，分析结果如表3所示。从表中可以看出，吉安市59.26%的耕地分布在海拔100米以下，34.83%的耕地分布在100-300米的高程范围内，3.74%的耕地分布在300-500米的高程范围内，1.98%和0.18%的耕地分布在500-1000米和1000米以上的海拔高度。吉安市94.09%的耕地分布在海拔300米以下，仅有剩余的5.91%分布在300米以上。

可见，吉安市大部分耕地分布在市域内的低海拔区域包括河谷平原、岗阜台地及低丘区域。河谷平原、岗阜台地和低丘分别占境内国土面积的17.1%、7.5%和27.1%。吉安市的河谷平原由赣江及主要支流冲击而成，组成物质为亚砂土、亚黏土、局部低洼地段富集黏土。这里水热条件优越、土壤肥沃，是境内主要种植业区域。岗阜台地包括低丘向河谷延伸部分的岗地和由河流流水冲击物堆积而成的洪积、冲积台地（河谷阶地）两大部分，均沿赣江及主要支流两岸呈带状分布，由于坡度平缓，土层较厚，在水源條件较好的地域，较容易开垦为农田和园地。低丘是境内面积最大的一种地貌类型，各县均有分布，特别是吉泰盆地的县区多成带成片。由于盆地内的岩石多呈红色，有“红盆”之称。由粉砂石和砂页岩形成的低丘，植被覆盖率较高，水土流失轻微，一些地势平坦、水源较好、土壤肥力较高的地域，已开垦种植了果木或辟为农田。

3.3耕地坡度分布特征

利用ArcGIS软件，通过吉安市DEM数据，计算出吉安市坡度分布情况，并按照坡度<3°，将坡度分为五级，然后与吉安市土地利用图层进行叠加分析，最后统计情况如表4所示。从表中可以看出，吉安市有33.63%的耕地分布在坡度3°以下的区域，44.13%的耕地分布在坡度3°-8°的区域，14.75%的耕地分布在坡度8°-15°的区域，5.97%和1.53%的耕地分布在坡度15°-25°和25°以上的区域。坡度是影响耕地质量和安全的重要因素，坡度与水土流失量呈现正相关关系，坡度越大，径流量和冲刷量也相应增加。较高的坡度也不利于耕地机械化的运作。因此对区域耕地坡度分布的研究是耕地合理利用的基础。结果显示，吉安市耕地分布区域的坡度在15°以下的占了耕地总量的92.5%，只有7.5%的耕地分布在坡度15°以上的区域范围内，说明吉安市耕地坡度总体较小，受到水土流失的影响较小。endprint

结论

本文对江西省吉安市耕地的数量、质量以及耕地在水平空间和垂直空间上的分布进行了整理和分析，结果表明，吉安市耕地数量经历了快速下降、缓慢增长、急剧增长、缓慢增长的变化过程。耕地变化的主要驱动因素是经济发展、政策影响、统计手段及人口增长。吉安市耕地空间水平分布总体呈现出中部、北部多，南部，东西两侧较少的特征，区域97.83%耕地分布在500米以下，其中100米以下的耕地占59.26%；在坡度分布上，吉安市耕地有92.5%分布在15°以下，水土流失较少，其中有77.67%分布在8°以下，有较好的耕作条件。由以上分析得出，吉安市耕地的绝大部分分布在海拔较低、坡度较缓和适宜耕种的地貌单元区，这些特征说明目前吉安市耕地开发利用是较为合理的，但同时也存在着农业用地与非农建设用地之间的矛盾、耕地质量下降、后备耕地不足等问题。

耕地不仅是粮食安全的重要基础，也是社会可持续发展的重要保证，对生态重要性脆弱地区，研究其耕地数量、质量和空间分布特征意义也更为重大。本文借助GIS技术，对吉安市耕地资源空间分布特征进行研究，为了解本地区耕地资源现状及合理开发利用提供一定的科学依据和支持。

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