岷江流域耕地复种指数的时空变化及影响分析

杜贵华，冉清红

(成都师范学院史地与旅游学院/西部人文研究所，成都 611130)

我国是粮食消费大国，可利用耕地面积少，人均耕地面积少[1]。在保障生态健康的基础上，遵循可持续发展的原则，科学合理地提高各地区耕地复种指数对保障我国粮食安全和促进农村经济社会发展十分重要。近年来，已有许多学者对复种指数进行研究，但仍有许多区域复种指数的相关研究空缺。

耕地复种指数从量化的指标指出人类对土地资源的开发利用程度。从空间上看，国内外对耕地复种指数的研究既有大区域尺度的，如王楠楠从全球的视角研究[2-4]，也有小区域尺度的，如申健等[5]人选择关中地区为研究区域，也有以某个省市为研究区域的,如宋国英等[6]学者以西藏主要农区为研究区域。张闯娟等[7]以我国西南地区为研究区域，基于复种指数和“热量-降水”定量化关系模型，分析了西南3省从1990～2015年间耕地复种指数的变化趋势、格局演变及其影响因素。随着研究的深入发展，对耕地复种指数的研究也从单一指标的研究分析，逐步到多项指标综合分析，从多方面研究影响耕地复种指数的因素，提出合理可行的对策建议。也从单一的时间变化或空间变化方面，进入到时空变化综合分析的研究[8]。从研究目的和意义上看，吴文斌等[9]认为耕地复种指数研究的核心内容为功能与效应分析，迫切需要建立综合效应分析框架，从不同的学科、视角和尺度揭示耕地复种指数对区域资源配置、社会经济和生态环境等的影响和反馈机制。

较为传统的耕地复种指数研究方法是利用统计数据进行定量研究和定量分析。随着研究的不断深入，研究方法多样化，科学性也十分明显。张伟等学者利用遥感技术从时空动态监测的数据分析上研究耕地复种指数，并有学者对复种指数遥感监测研究进展进行了研究，指出复种指数遥感监测客观、高效、低成本和更佳的获取空间分布信息的优点，归纳了几种复种指数遥感监测方法，分析了各种方法的优缺点[10]。申健等[5]利用遥感技术从时间尺度上对关中地区2000～2013年的耕地复种指数进行了遥感动态监测。王楠楠[11]从全球的大区域尺度上对耕地复种指数进行了时空上的动态监测与分析。此外，有很多学者还利用遥感监测分析耕地复种指数，奠定了复种指数遥感监测分析的基础。以岷江流域为研究区域，选取主要因子分析耕地复种指数的变化，旨在找出岷江流域耕地复种指数的时空变化及其影响，并提出合理的针对性建议，为岷江流域的耕地利用程度的认识与人类活动方式的选择提供一定的参考价值。

1 研究区域概况

岷江是长江上游北侧的一级支流,发源于岷山南麓,在乐山市与青衣江和大渡河三江合并后，统称为岷江，是长江上游一段极为重要的支流[12]。岷江上游地区的地形条件复杂、地势起伏大,众多峡谷连绵起伏,土地面积广大,人口数量较少并集中在部分地势相对平坦的地区，可利用的耕地面积少。中下游地区地势较低,多丘陵和平原地形,工业和农业发展水平较高，交通条件好，人口数量大且耕地面积广。气候的垂直分异明显，四季气温变化明显，雨季和洪水期集中在6～9月，耕地资源中紫色土分布范围较广[13]。岷江丰富优质的水资源养育着岷江流域大量的土地、人口和产业，为四川盆地四分之一的农业生产提供极为重要灌溉用水。岷江上游、中游和下游所经区域在自然和社会经济方面差异很大，区域内城镇化水平差异大，对人类活动方式的选择有着极为不同的影响，对耕地复种指数的变化影响也有着较大的影响。岷江流域涉及成都市、自贡市、内江市、乐山市、眉山市、宜宾市、雅安市、阿坝州、甘孜州和凉山州10市(州)及其行政辖区内的114个区(县)，其中，实际流经的区(县)共计69个。

图1 岷江流域示意图

截至2019年年末，岷江流域人口总量为1938.66万人，占四川省全省总人口数量的23.2%，各产业增加值总和达14587.8亿元，占全省31.3%，岷江流域是人口密度最大、经济最发达的区域[14]。截至2018年年末，岷江流域第一产业增加值为1.23×107万元，第一产业就业人员882.75万人。2009～2018年年末实有耕地面积和农作物播种面积见表1。

2 数据来源与研究方法

2.1 数据来源

年末实有耕地面积(2015～2018年)、城镇化率、第一产业生产总值和第一产业从业人员数量数据来源于四川省统计年鉴(2010年～2019年)。自贡市、乐山市和宜宾市各县(市、区)的年末实有耕地面积(2015～2018年)、城镇化率、第一产业生产总值和第一产业从业人员数量数据分别来源于自贡市《统计年鉴(2010～2019)》《乐山市统计年鉴(2010～2019)》和《宜宾市统计年鉴(2010～2019)》。农作物总播种面积主要来自于各自市州当年的统计年鉴或者统计公报以及各县(市、区)的统计公报。因从2015年开始，岷江流域各县(市、区)年末实有耕地面积波动较大，又因2015年及其以后年份的年末实有耕地面积更贴近真实情况，所以对2009～2014年的年末实有耕地面积作了修正，均采用2015年年末实有耕地面积。部分县与部分年的农作物播种面积数据是根据已有的数据进行整理而得。

2.2 研究方法

本次研究采用耕地复种指数法、定量研究和定性分析法和地图可视化的方法。

(1)耕地复种指数法

耕地复种指数是反映水土光与自然资源利用程度的指标，实质上反映的是人类农业活动对土地的利用程度。耕地复种指数的计算公式为：

MCI=As/Ac×100%

(1)

式中，MCI为耕地实际复种指数(%);AS为全年农作物总播种面积(hm2);AC为年末实有总耕地面积(hm2)[11]。

(2)定量研究和定性分析相结合的方法

选取2010～2019年的统计数据,运用定量研究和定性分析方法分析岷江流域耕地复种指数变化对城镇化率、第一产业生产总值和第一产业就业人员的影响，分析岷江流域耕地复种指数变化对农业和社会经济的影响。

(3)地图可视化的研究方法

选取各区县2009年、2018年、2009～2018年10年平均值和2014～2018年5年平均值的耕地实际复种指数作为参考数据，利用arcgis10.2软件将各县(市、区)对应年份的耕地实际复种指数分为5个等级展示在地图上，进而直观的观察并分析岷江流域2009～2018年耕地实际复种指数的时空分布特征和变化趋势。

3 结果与分析

3.1 岷江流域耕地复种指数的时间变化分析

据图2，岷江流域耕地复种指数在2009年有所降低，2010～2011年都在上升，2012～2015年呈下降趋势，2016年小幅上升后又在2017年和2018年持续降低。总结，岷江流域实际耕地复种指数在时间尺度上具有以下变化特征：①2009～2018年，岷江流域耕地复种指数总体呈波动下降趋势。②2009年和2012年是岷江流域耕地复种指数最高的年份，最高值达143%。

图2 2009-2018年岷江流域实际耕地复种指数变化

3.2 岷江流域耕地复种指数的空间变化分析

运用公式1计算得出岷江流域各县(市、区)历年实际耕地复种指数，根据耕地复种指数的数值范围，将其划分为五个等级区(Ⅰ区：MCI≤100%，Ⅱ区:100%250%)。Ⅰ区的熟制为一年一熟，Ⅱ区和Ⅲ区是一年一熟和两年三熟，Ⅳ区两年三熟至一年两熟，Ⅴ区一年两熟或一年三熟。

为了使数据更具科学性和可靠性，也为了使利用公式1计算所得的耕地复种指数能更有代表性的体现岷江流域耕地复种指数的空间分布变化差异，还分别使用公式1计算了岷江流域各县(市、区)2009～2018年耕地复种指数(10年平均值)和2014～2018年耕地复种指数(5年平均值)，分析岷江流域耕地复种指数的时空分布情况。利用arcgis10.2软件制作岷江流域2009年耕地复种指数空间分布图(图3)，岷江流域2018年耕地复种指数空间分布图(图4)，岷江流域2009～2018年年耕地复种指数(10年平均值)空间分布图(图5)和岷江流域2014～2018年耕地复种指数(5年平均值)空间分布图(图6)。

图3 岷江流域2009年耕地复种指数

图4 岷江流域2018年耕地复种指数

图5 岷江流域耕地复种指数(10年平均值)

图6 岷江流域耕地复种指数(5年平均值)

通过以上数据的处理，综合上述114个县(市、区)在不同年份的耕地复种指数和不同年份间的耕地复种指数平均值，能明显看出岷江流域耕地复种指数总体空间分布情况变化不大，Ⅰ区(MCI≤100%)是极低耕地复种指数区，主要分布在西部和北部，且占全流域县个数比例较大。Ⅱ区(100%250%)是较高耕地复种指数区和极高耕地复种指数区，只有几个区县零星分布在全流域的中部。综上，岷江流域耕地复种指数空间分布不均衡，中高耕地复种指数的Ⅲ区、Ⅳ区、Ⅴ区主要分布在中东部、南部，中低耕地复种指数的Ⅰ区、Ⅱ区主要分布在西部和北部，呈现东南高、西北低的空间分布格局。

3.3 岷江流域实际耕地复种指数影响分析

由表2可知，岷江流域耕地复种指数对城镇化率、第一产业生产总值和第一产业就业人员数量都有极大的影响。

4 讨论

岷江流域耕地复种指数在2009～2018年呈波动下降趋势。流域的耕地复种指数空间差异明显，中东部和南部较高，西部和北部耕地复种指数较低，呈现岷江流域耕地复种指数东南高、西北低的空间分布格局。岷江流域耕地复种指数对城镇化率、第一产业生产总值和第一产业就业人员都有极大的影响。

建议进一步研究引起岷江流域耕地复种指数波动下降的具体原因以及对其他方面的影响，合理提高耕地复种指数，坚守耕地红线的同时，科学扩大农作物总播种面积，提高土地利用效率,促进区域经济社会发展。客观合理分析岷江流域耕地复种指数的具体空间分布差异，平衡生态保障和经济发展之间的关系，因地制宜控制耕地复种指数。耕地复种指数的变化在很大程度上影响了农业发展和社会发展，要加强重视耕地复种指数变化对城镇化率、第一产业生产总值和第一产业就业人员的影响研究，坚持绿色发展、协调发展的发展理念，走好可持续发展的道路。