湖北省耕地资源安全时空特征及其障碍因子

冯悦 黄烈佳 张波清

摘 要：为了识别耕地资源安全的动态变化特征及其障碍因子，促进区域耕地资源可持续利用，本文基于湖北省2008—2017年的4期数据，从耕地资源的数量安全、质量安全、生态安全的视角，运用熵权法、综合指数法及空间分析法系统探讨了湖北省耕地资源安全的时空特征及其障碍因子。研究得出：2008—2017年湖北省耕地资源安全呈上升趋势，其中，质量安全与生态安全呈上升趋势，数量安全呈下降趋势;湖北省耕地资源安全呈现出明显的空间差异性，总体上呈现由西向东递减趋势;数量安全呈现中部高，东部低，西部偏低的空间格局、质量安全呈现中部高、东西低的空间格局、生态安全呈现西高东低的空间格局;影响湖北省耕地资源安全的主要因素为地形、水资源及森林资源状况等自然因素以及城市发展的程度，农业设施完善程度，农药施用情况等人为因素。研究结果可为湖北省耕地资源保护制定有针对性的政策提供理论与实践指导。

关键词：耕地资源安全;时空格局;熵权法;障碍度模型;湖北省

2020年中央一号文件明确强调：“确保粮食安全始终是治国理政的头等大事”。作为生产粮食的载体，耕地资源的安全是粮食安全的根本。近年来，随着经济社会的发展，城市化的推进，人地矛盾日益突出，出现了耕地数量减少，耕地质量下降以及耕地生态恶化等问题，耕地资源安全问题愈发严重，耕地保护形势仍然严峻。系统分析耕地资源安全时空格局及其障碍因子，了解和掌握耕地资源安全状态，诊断耕地资源安全的影响因素，促进耕地资源的可持续利用是我国政府亟待解决的一项重大课题，也是学术界关注的热点。近年来，国外学者主要通过土地利用变化以及耕地变化的驱动力对耕地资源进行相关研究，侧重于国家或者地区的大尺度研究，研究认为生物物理、社会经济和邻近因素是耕地变化的主要影响因素，并且人口密度与耕地擴张呈负相关。土地利用变化的主要原因是气候，社会经济、制度的变化，同时与人类活动强度的增加有关。国内学者对耕地资源安全的研究主要包括以下四个方面：

一是耕地资源安全内涵研究。一般认为，耕地资源安全是指一个国家或地区可以持续保障生物群落（主要指人类）健康生存的耕地资源状态或能力。

二是耕地资源安全评价研究，可分为耕地资源安全评价指标体系构建和评价方法研究两个方面。任家强等运用压力—状态—响应（PSR）模型，对耕地资源安全评价指标体系进行构建，并采用熵权法计算各评价指标的权重;蔡银莺等运用“隐患—状态—免疫”模型，构建耕地资源生态安全评价指标体系，采用改进型全排列多边形综合图示法和空间自相关法对江汉平原耕地资源生态安全的时空差异特征及空间集聚格局进行了分析;耕地资源安全的评价方法比较多，如空间自相关法、综合评价法、熵权法、TOPSIS模型、灰色系统理论等，其中熵权法在研究中运用的较广泛与成熟。

三是耕地资源安全影响因素及预警与耕地保护研究。朱红波等从数量安全、生态安全角度探讨了我国耕地资源安全的时空差异，得出影响区域耕地资源数量安全的主要因素是人均未利用土地面积 、人均补充耕地面积 、人均耕地面积和耕地保护意识等，影响耕地资源生态安全障碍因素因不同的经济发展水平具有明显的差异性。徐宪立等研究得出我国耕地资源的耕地减少的直接因素为建设占用、灾毁、生态退耕、农业结构调整，其中生态退耕是耕地减少的主要因素。宋伟等设计和建立中国耕地资源安全预警系统，为耕地资源安全预警技术规范的编制和耕地资源的合理保护利用提供了参考;王盼盼等从压力、状态、响应三个子系统构建耕地资源安全预警指标体系对黑龙江省耕地资源安全进行了预警分析，研究成果为保护耕地资源提供了依据。

四是耕地资源与粮食安全相关性研究。陈先鹏等基于粮食安全和生态安全双重视角，探讨了中国耕地资源利用的安全区间，认为1.20×108～1.44×108hm2是相对合理的设定，其为双向识别合理区间范围、科学预警耕地面积异常变动提供了一种尝试。针对粮食生产与耕地资源的变化规律对区域粮食安全等问题，杨奎等采用变异系数法、修正后的耕地压力指数及GM（1，1）模型，对陕甘宁蒙能源富集区粮食生产与耕地资源的变化情况进行分析与预测。

综上，前人从不同的视角对耕地资源安全进行了大量研究，并取得了丰硕的成果，为耕地资源安全的进一步研究提供了基础。但是目前的研究多基于压力—状态—响应（PSR）模型对耕地资源安全进行评价，并且研究选择数量、质量，或生态安全的单因子研究较多;研究尺度包括城市群，省域、市（县）域，但围绕城市群，或省域的较大尺度的研究较多。同时，耕地资源具有明显的空间差异性，有必要从时空的角度探讨耕地资源安全的动态变化，为进一步完善耕地保护政策提供依据。湖北省作为国家重要的商品粮基地，素有“两湖熟，天下足”的美誉，其耕地资源的安全尤为重要。鉴于此，从耕地数量、质量、生态“三位一体”的角度，运用熵权法、综合指数法及空间分析法探讨2008—2017年湖北省耕地资源安全的时空特征与障碍性因子，以期为湖北省耕地资源安全、可持续利用及其保护政策制定等提供理论借鉴。

1 研究区域与数据来源

1.1 研究区域

湖北省，简称“鄂”，省会武汉。地处中国中部地区，东邻安徽，西连重庆，西北与陕西接壤，南接江西、湖南，北与河南毗邻，介于北纬29°01′53″-33°6′47″、东经108°21′42″-116°07′50″之间，东西长约740千米，南北宽约470千米，总面积18.59万平方千米，占中国总面积的1.94%。其中，山地占56%，丘陵占24%，平原湖区占20%，地势大致为东、西、北三面环山，中间低平，略呈向南敞开的不完整盆地。目前，全省共辖13个地级行政区，包括12个地级市、1个自治州，分别是武汉市、黄石市、十堰市、宜昌市、襄阳市、鄂州市、荆门市、孝感市、荆州市、黄冈市、咸宁市、随州市、恩施土家族苗族自治州;4个省直辖县级行政单位，包括3个县级市、1个林区，分别是仙桃市、潜江市、天门市、神农架林区。