中国耕地变化文献分析：数量特征、研究区域与文献来源*

宋 蕾,曹银贵，2※

(1.中国地质大学(北京)土地科学技术学院，北京 100083； 2.国土资源部土地整治重点实验室，北京 100035)

0 引言

土地利用/覆被变化(LUCC)在全球生态、资源和环境变化问题日益突出的背景下逐渐成为全球变化研究的前沿和重点[1-2]。而耕地作为人类最宝贵的自然资源之一，不仅具有一定的生态功能，还肩负着保障粮食安全乃至国家安全的重任[3-5]。因此，耕地变化也随之成为土地利用变化研究的重要组成部分。

改革开放以来，中国的城市化和工业化快速发展，经济总量不断提升，人口数量日趋增长，耕地资源始终处于紧张态势[6]。根据2002～2014年中国统计年鉴的数据资料可知，中国耕地面积的减少主要受到生态退耕、农业结构调整、建设占用、灾毁等4个方面的影响，在此期间4个影响因素的比例变化如图1。2002～2006年，即退耕还林全面实行前期，生态退耕成为了耕地减少的主要因素[7-9]，而在2007～2014年间，由于中国城镇化进程加快，东部发达地区经济增长迅速且后备土地资源不足等，建设占用耕地的比例逐渐上升并占据主体地位[10]。与此同时，自然灾害、人为撂荒等现象的存在，也使得农业结构调整和灾毁耕地的影响因素逐渐成为耕地减少影响因素的重要组成部分[11-12]，且占据比例趋于稳定。针对全国耕地面积变化的特征，中国政府相继出台一系列耕地保护政策与管理对策，例如把“十分珍惜、合理利用土地和切实保护耕地”定为基本国策，并于1998年写入《中华人民共和国土地管理法》，提出“严守1.2亿hm2耕地红线”[13-14]，“确保国家粮食安全，像保护大熊猫一样保护耕地”和“保护耕地就是保护我们的生命线”[15-16]等，使得中国耕地面积减少速率逐渐下降。除政策影响以外，对中国耕地数量变化影响最大的西北地区，也通过提高农业技术的投入、完善农田水利设施使得耕地减少面积与当年增加面积逐渐实现占补平衡，为进一步稳定中国耕地数量做出贡献[17]。

图1 耕地减少的各影响因素比例注：耕地面积数据来自中国国土资源公报

在实行最严格耕地保护制度的背景下，了解耕地利用现状、剖析热点研究区域的耕地变化及其驱动因子，对分析粮食安全、更好地保护耕地等具有重要意义。黄贤金等[18]通过对经济发展、投资增长、人口增加与耕地资源动态变化建立动态回归模型，对耕地变化驱动机制进行分析，并对耕地资源保有量进行预测，为制定下一步耕地保护政策提供相关理论依据。李秀彬[19]利用国家、省、县三级行政单位的普查数据分析中国近20年耕地面积变化情况和土地政策执行结果，指出中国耕地数量锐减和质量严重退化的严峻形势，并阐述实行最严格的耕地利用管理政策的必要性。吴大放等[20]通过文献分析法对中国耕地数量、质量和空间变化的研究进展进行分析，提出多尺度构建具有空间、动态性的综合模型是今后耕地变化研究的重点。李智国等[21]通过文献回顾法对中国耕地变化与城市化发展关系的研究成果进行综述，进一步提高人们对耕地利用和粮食安全的关注。通过研究发现，虽然耕地相关主题研究成果丰富，但研究多以具体区域耕地数量变化与驱动力研究为主[22-23]，而基于文献开展耕地变化研究的成果较少，尤其是针对文献数量、研究区域与文献来源3方面。另外，通过文献研究可以系统地梳理中国耕地变化的研究进展与研究趋势，进而为耕地变化的深入研究及理论构建提供参考。鉴于此，文章对2002～2016年中国耕地变化相关文献进行检索和分析，根据不同时期耕地利用变化特征的差异性与耕地保护政策出台的时期进行对比分析，对耕地变化的研究领域、研究尺度、研究内容、研究热点等进行深入探究，以期对中国耕地变化的研究态势和研究进展进行剖析，有利于研究者对耕地变化的相关热点进行把握，为逐步完善耕地变化的研究体系提供参考。

1 数据来源

以中国期刊全文数据库(CNKI)为研究载体[24]，围绕“耕地变化”的研究主题做文献统计分析，文献类型主要来自学术期刊、博硕士学位论文、国内会议论文和国内重要报纸等，其中以学术期刊为主要研究对象。以“耕地变化”为检索词，按照“主题词”“篇名”“关键词”对相关文献进行检索分析(表1)。再对检索出的文献按照研究区域、发表时间、刊载期刊名称和研究机构等进行统计与比较，进一步筛选出与耕地变化密切相关的论文[25]。通过初步文献检索可知按照“主题词”进行检索的文献数量最多，因此在对耕地变化的相关文献进行分析时，均按照“主题词”检索结果进行对比分析。

表1 耕地变化相关文献数据统计

2 结果与分析

2.1 文献数量变化特征分析

2.1.1 年际变化特征

图2 2002～2016年全国耕地面积与文献数量变化对比 注：2002～2008年耕地面积基于第一次全国土地调查， 2009～2016年耕地面积基于第二次全国土地调查

图3 不同类型耕地变化研究文献数量对比 注：a.研究进展与综述;b.政策背景与实施反馈;c.生态效应;d.粮食安全;e.影响因素与驱动机制;f.变化趋势与预测;g.数据分析方法;h.城市化、工业化发展;i.耕地保护与管理对策;j.3S技术

通过检索主题词为“耕地变化”的文献可知，文献类型以学术期刊为主，占全部文献数量的68%； 其次为博硕士学位论文，占文献数量的25%； 会议论文和报纸数量相对较少，占文献数量的7%。从CNKI检索的相关文献数量来看， 2002年耕地变化文献研究数量为17篇，相关研究的文献数量首次突破个位数，之后关于耕地变化的文献研究数量呈现迅速增长趋势。主要选取2002年(即2002年1月1日)至2016年(即2016年12月31日)期间的文献进行统计分析，包括1 296篇文献、869篇学术期刊、343篇博硕士论文和84篇重要报纸及会议论文等。

2002～2005年期间，在全面实行“退耕还林”[26]、粮食直补[27]、最严格的耕地保护[28]与粮食安全保障[29]等政策的影响下，中国耕地保护逐渐成为全国关注的焦点，耕地面积变化趋势由快速下降逐渐转为缓慢减少，“耕地变化”研究的文献数量也随之呈现迅速增长趋势。而2006年，在国家提出“耕地红线[30]”、完全废除“农业税”[31]等措施后，中国耕地保护工作逐渐进入成熟期，对“耕地变化”研究的文献数量均有大幅度提升。其中，文献的研究方法和研究尺度等更趋于多元化，对耕地变化的研究也摆脱了单一的时间或空间上的分析，逐渐出现数量与质量相结合，对耕地变化的驱动机制以及所引起的粮食安全等多元问题进行探讨的文章。2007～2011年，耕地研究文献数量呈现波动上升状态，仅2008年全年文献数量就高达128篇，出现文献数量的第1个峰值(图2)。在2009年，即第二次全国土地调查结束后，我国耕地面积的统计数据出现大幅度增加，主要是调查方法、技术水平和信息准确度等的变化所致，而中国实际耕地面积并未有大幅度变化[32]，随之而来，耕地研究的文献数量也出现波动增长趋势并在2010年达到第2个峰值，高达133篇。而在2011年之后，全国耕地面积整体趋于平稳状态，耕地研究文献数量也随之小有回落，由于该阶段的研究多以10年以上研究期为主，所得结论具有预测性和前瞻性，加之研究过程和方法缺少创新性，使得对耕地变化的研究热情有所减弱，距离下一个巅峰研究期仍有一段时间。

2.1.2 研究热点分析

将检索后的耕地研究文献按照研究内容分为10类：a.研究进展与综述,b.政策背景与实施反馈,c.生态效应,d.粮食安全,e.影响因素与驱动机制,f.变化趋势与预测,g.数据分析方法,h.城市化与工业化,i.耕地保护与管理对策,j.3S技术。各类型耕地变化研究的文献数量对比如图3。

通过对这10类不同研究类型的文献进行统计分析可知，研究进展与综述的文章较少，仅有6篇，且研究时间较久远，对现时段中国耕地变化的研究指导意义较小。政策背景与实施反馈的研究文章也比较少，仅有7篇，因政策研究难以用定量的方法进行衡量，在耕地变化的相关研究文献中政策因素大多体现在驱动机制的研究中，很少直接作为研究的切入点对耕地变化进行分析[33]。

在所有的耕地变化研究文献中，几乎都对引起耕地变化的影响因素进行了探讨并分析其原因，对耕地变化的影响因素与驱动机制的研究始终作为主流研究方向。这是由于2000～2003年期间中国粮食产量出现大幅度下降，耕地面积持续降低等矛盾十分突出[34]，对耕地变化的驱动因子进行分析迫在眉睫。陈佑启等[35]首次利用GIS模型对耕地变化引起的粮食播种面积及生产量等进行分析，将耕地变化引发的粮食安全等问题推向研究高潮，对引起耕地变化的驱动因子进行定性与定量的研究以保障粮食安全、维护社会稳定逐渐成为耕地变化研究领域的热点话题。

在对驱动机制进行研究的文献中，有近300篇文献通过对耕地变化影响因素采用数据分析方法，如主成分分析法[36-38]、STIRPAT[39-40]等方法来定量判断其驱动因子，为进一步制定耕地保护措施提供了决策依据。石瑞香等[41]首次利用主成分分析法针对农牧交错区的耕地变化驱动因子进行探讨，之后基于主成分分析法、因子分析法等传统方法进行驱动力研究的文献数量逐渐增多。但由于前期研究中大多数采用主成分分析法或多元线性回归分析法等对驱动因素进行定量分析，缺乏方法上的创新，从2011年起基于单一的数据分析方法对驱动因子进行探讨的文献数量逐渐减少，而基于多种非线性数学方法(如BP神经网络[42]、元胞自动机[43]等)建立的组合模型对驱动机制进行模拟和预测的文献数量逐渐上升并成为研究热点之一。

而在经济持续发展、空间结构得到重构的背景下[44-45]，中国城市化发展被推向了社会经济发展的战略性地位，对耕地变化的研究也逐渐考虑到不同城市化进程的影响。尤其是2007～2014年间，中国城市化率增长加速，给中国资源及环境等都带来前所未有的压力，新形势下耕地变化的研究领域也逐渐扩展多元化[46]，城市化发展及生态环境转型下的耕地利用变化特征研究逐渐成为新兴研究热潮。

2.2 研究尺度特征分析

在检索主题词“耕地变化”所得的940篇相关学术期刊中，依照不同的重点研究方向，大部分文献均按照不同研究尺度进行分析。该文选取其中3个主要研究区，结合分区方式对耕地变化研究文献所在的领域和热点进行进一步对比分析。

(1)按行政区划分：全国区域共70篇，大部分文献均以长时间序列的全国范围内耕地变化研究为主，但从全国角度来分析耕地变化的文献主要出现于2005～2008年间，正处于国家在宏观层面对耕地保护进行调控的阶段[47-48]，该阶段通过提出“耕地红线”，划定永久基本农田等政策持续加大对耕地的保护力度，此时的文献着重研究宏观层面上耕地保护政策的实施与反馈情况。跨省级区域共42篇，涉及地区如三峡库区[49]、珠江三角洲[50]、长江三角洲[51-53]等，这些区域的研究文献常与主体功能区划的重大项目区、研究热点区相结合进行分析。由于这些热点区经济发展水平较高、人地矛盾日渐突出、区域的生态承载力较低[54]，“生态文明建设”等战略提出后，对这些区域的研究逐渐增多。省级以内区域共790篇，为不同研究区域中文献数量最多的研究尺度划分方式。由于同一省份的耕地资源及生态环境等一般较为相似[55]，对省级及以内地区的耕地变化研究相对更易进行推广，因此该研究尺度下的研究成果十分丰硕。

(2)按城市化水平划分：城市化发展对人口结构、资源环境和土地供求关系等方面有重要影响作用，因此部分文献的研究重点为城市化进程与耕地变化的耦合关系，其相关文献的数量达到130余篇。2007～2012年期间，研究不同城市化进程的耕地变化文献数量迅速增加，并保持每年约有25篇研究文献发表在不同期刊。此时中国正处于经济社会快速发展转型时期，耕地非农化现象日趋明显，城市化发展引发的耕地非农化代价性损失逐渐引起众学者的关注[56-58]。

(3)按生态区划分：对检索文献中的热点研究区域进行统计发现，以不同生态区作为划分方式进行耕地变化研究也逐渐成为其中一个重点研究方向。根据傅伯杰[59]的《中国生态区划方案》以及文献所涉及的热点研究区域统计得知，典型生态区研究的文献数量大致为：内蒙古高原东南缘农牧交错带脆弱生态区共13篇，西北荒漠绿洲交替生态脆弱区共42篇，青藏高原高寒生态区共3篇，黄土高原水土流失敏感生态区共14篇，黄淮海平原农业生态区共10篇，西北干旱、半干旱生态区共19篇。现阶段中国后备耕地资源不足，耕地质量和集约化水平亟待提高，而这些文献的着眼点在于重建生态脆弱区的生态服务功能价值和实现耕地保护[60-61]，极大地推动了对不同生态区划内的耕地利用变化和资源保护措施的研究。

2.3 重点区域的研究

表2 重点区域文献研究统计

在耕地变化的研究文献中，以省域、直辖市、自治区及其内部行政区划作为研究尺度的论文数量最多，共768篇(表2)。从研究区域来看，除未有针对天津市耕地变化研究的文献外，以省域、直辖市或自治区作为研究尺度的文献几乎涵盖了全国所有地区。新疆维吾尔自治区的研究文献数量共63篇，其中56篇文献的研究区域集中在绿洲地区。由于该地区耕地面积增长速度多年位居全国首位，耕地空间分布格局变化较大，其研究文献总量也成为同一研究尺度的首位，是典型的研究绿洲耕地变化的区域。新疆地区耕地变化的研究，对于查清全国后备耕地资源数量，实现耕地资源的可持续利用等具有重要意义。其次，山东省(54篇)、江苏省(57篇)和湖北省(58篇)的耕地变化研究文献数量均在50～60篇之间，属于热点研究区域。尤其是山东省，属于黄淮海平原的热点研究区域，江苏省属于长江三角洲区划内，两者均为东部沿海地区，经济快速一定程度上发展激化了人地矛盾，对该地区耕地变化的相关研究也随之增多。另外，重庆市(45篇)、湖南省(48篇)、甘肃省(48篇)的耕地变化研究的文献数量均在40～50篇之间，仍属于耕地变化研究的重点研究区域。甘肃省的耕地面积变化不大，但撂荒现象逐年增加，属于黄土高原的研究热点区域，而重庆市涉及三峡研究区，两者均属于生态脆弱区，实现这些区域的耕地资源合理利用是调整耕地保护、经济发展和生态服务之间平衡的关键，因此这些区域研究文献数量也随之逐年递增。总之，对耕地变化研究的热点区域多集中在生态脆弱、耕地面积变化速率较快或中东部经济发达、人地矛盾突出的地区，这些地区的耕地变化研究对区域可持续发展、全国耕地资源的合理利用和粮食安全保障具有重要指导意义。

2.4 文献来源特征分析

2.4.1 文献发表期刊分析

根据已检索文献的内容或摘要与耕地变化的相关性，剔除部分文章做进一步筛选，共选定937篇期刊文献进行对比分析。以“北大中文核心期刊目录”为载体，参照现有期刊的分类——EI期刊、核心期刊、普通期刊，对检索文献进行统计分析。

(1)这937篇文献共分布在254种期刊。在刊载耕地变化相关文献数量排名前20的期刊中，有15种核心期刊，分别是：《农业工程学报》共34篇，《水土保持研究》共33篇，《干旱区资源与环境》共33篇，《资源科学》共25篇，《中国农业资源与区划》共15篇，《自然资源学报》共15篇，《地理学报》共14篇，《长江流域资源与环境》共12篇，《地域研究与开发》共11篇，《经济地理》共7篇，《水土保持学报》共7篇，《中国土地科学》共6篇，《中国人口·资源与环境》共6篇，《地球信息科学学报》共5篇，《地理科学进展》共5篇，其中《农业工程学报》和《地理学报》为EI期刊。根据布拉德福定律可知，这15种期刊刊载耕地变化相关文献数量最多，已成为报道该领域研究成果的主流期刊。

(2)在刊载相关文献数量为前20的期刊中，有10种期刊与农业科技相关， 3种期刊与自然资源科学相关， 3种期刊与自然地理学相关， 2种期刊与环境科学相关， 2种期刊与经济管理科学相关。说明在报导耕地变化相关研究的期刊中，农业学科类期刊成为报道的主要载体，其次为自然资源科学和自然地理学类相关期刊，再次为环境科学和经济管理类相关期刊。

2.4.2 研究机构分析

对耕地变化相关研究的研究机构分布情况进行梳理，有利于促进机构间互相合作，为建立学科内规范化协调机制等提供参考[62]。对检索文献进行整理发现，共有487个研究机构参与耕地变化相关研究，其中包括293个教育机构、 137个科研机构、 57个管理机构。教育机构涉及农林类院校、师范类院校、地矿类院校和综合类院校等高等院校，共发表683篇文献，占总发文数量的72.7%。以中国科学院地理科学与资源研究所为主的，包括中国科学院东北地理与农业生态研究所、中国科学院南京地理与湖泊研究所等科研机构共发表215篇文献，占总发文数量的22.9%。而管理机构以各级国土管理部门为主，共发表42篇，占总发文量的4.4%。从各研究机构的文献发表数量对比中可看出，由于大多数高等院校均开设管理学、经济学或地理学、农学等方向课程，可以从多角度较为全面的对耕地变化进行系统研究，因此高等院校成为耕地变化相关领域的研究主体。其次为科研院所，以地理学、遥感应用等为主要方向的科研院所在获取自然资源状况、社会经济情况和遥感数据等方面具有独特优势，因此更易对耕地进行综合性研究。而各地区土地管理部门在制定土地利用规划及土地利用管理政策时也需要开展耕地变化方面的研究，因此这些管理部门也成为耕地变化研究的重要组成部分。

对耕地变化的研究属中国科学院地理科学与资源研究所的研究最多(表3)，共发表61篇相关学术期刊。统计相关文献发表数量大于5篇的机构中发现，研究院或研究所的发表文献数量最多，共189篇文献；其次为综合大学，共发表173篇文献； 之后为师范类大学，共发表156篇文献； 再次为农林类大学，共发表105篇文献； 最后为地矿类大学，共发表43篇文献。从统计结果来看，高等院校中综合类大学的学科较为齐全，对耕地变化进行研究可以依托多种学科交叉进行，如地理学、环境学、管理学、经济学、法学等学科均可作为研究理论基础。师范类大学的研究数量仅次于综合类大学，可以从师范类的特色专业——地理学科得到解释，这也表明耕地变化的研究与地理学紧密相关。而耕地变化与农业的关系密不可分，因此农林类大学的研究数量紧随其后。地矿类大学的特色学科为地学、遥感等，从这些方向对耕地变化开展研究也成为耕地变化研究的主流趋势。

表3 文献数量前20的研究机构

2.4.3 高引频次文章分析

对检索出的文献按照被引频次进行排序，将高引频次文章进行对比分析，可以预估当前耕地变化相关研究机构的科研和学术水平。通过对高引频次文章的研究内容进行统计(表4)，目前耕地变化的研究侧重方向在于对引起耕地变化的驱动力进行定量分析，研究尺度多为国家级别或跨省级的研究热点区域。而参照高引频次文章的研究单位、文献来源及基金项目等可知，国家对于耕地变化的重视以及对耕地变化研究的支持力度逐渐加大，目前我国已初步形成以高等院校和研究院所为主体的耕地变化研究核心体系。其中的核心作者包括高等院校的教授、科研院所的研究员及部分土地管理机构的相关管理人员。

表4 CNKI数据库中耕地变化高引频次文章

3 结论

(1)耕地变化研究的热度随耕地保护政策的制定和实施而不断变化，其研究文献报道的载体以学术期刊为主，研究内容和领域趋于多元化，研究期多为10年以上，其结果具有预测性和前瞻性。目前，耕地变化研究主要是采用一定的数据分析方法，对耕地变化驱动因子进行分析。而耕地变化研究进展的综述文章以及相关政策实施反馈的研究文章，是目前耕地变化研究领域文献中较为稀缺的部分。此外，城市化进程加快以及生态环境转型等背景下的耕地变化特征研究逐渐成为学科发展方向。通过对文献的统计可以发现，耕地变化的研究方法也趋于更为全面的定量科学分析，利用组合模型对驱动机制进行模拟预测成为未来学科研究的重要方法之一。耕地变化研究领域的丰富性、研究区域和尺度的多样性、刊载期刊的广泛性以及研究机构的多行业性，充分说明了耕地变化研究是综合交叉，各行业相互关联的。

(2)耕地变化文献刊载期刊种类繁多，但多数与农业科技相关，其次为自然资源科学或自然地理学相关，再次为环境科学或经济管理科学的相关期刊。对期刊刊载量的统计排序，可以为耕地变化相关文献投稿提供借鉴意义。耕地变化的主要研究机构为高等院校和科研院所，各级土地管理部门也是研究的重要组成部分。随着国家对耕地变化的研究支持力度逐渐加大，以高等院校和研究院所为主体，教授及专家学者等为核心研究人员的耕地变化研究体系已初步形成。

(3)耕地变化的研究区域多集中在省级及省内行政区，研究热度最高的地区通常为生态脆弱区、重大项目工程区、快速城市化地区或沿海经济发达区等。虽然研究区域几乎涵盖全国，但研究尺度相对单一，缺乏多尺度角度的研究，因而可能导致不同研究尺度的借鉴相对有局限性。除新疆地区外，西部各省市的研究成果相对较少，成果分布极不均匀。通过耕地变化及驱动机制的研究，来衡量或制定耕地保护的相关政策仍是未来耕地研究的重要方向。另外，我国耕地变化多以数量研究为主，“占补平衡”等政策缺乏科学的衡量依据，对耕地质量的变化研究相对较少，研究方法相对单一也成为该学科目前研究的不足之处。如何用更为科学的综合模型来分析和预测耕地变化需要进一步的探索。

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