李林蔚　陳家贏　張海濤等

摘要：通過農(nóng)用地分等成果和實地調(diào)查結(jié)合，核算出的耕地生產(chǎn)能力能夠?qū)Ω卣砗驮u價提供依據(jù)。根據(jù)湖北省耕地生產(chǎn)能力預(yù)測結(jié)果，以縣域為單位，通過區(qū)域比較分析中區(qū)域規(guī)模和區(qū)域優(yōu)勢計算分析方法，采用與耕地可實現(xiàn)生產(chǎn)能力相關(guān)的產(chǎn)能優(yōu)劣指標(biāo)、與耕地面積有關(guān)的規(guī)模優(yōu)劣指標(biāo)和與耕地可實現(xiàn)利用強(qiáng)度有關(guān)的增產(chǎn)潛力指標(biāo)，對湖北省各縣（市、區(qū)）耕地的實際生產(chǎn)能力和現(xiàn)階段可增產(chǎn)潛力水平進(jìn)行比較和分區(qū)。結(jié)合不同區(qū)域的自然地理條件和社會資源條件，對各個區(qū)域進(jìn)行評價和結(jié)構(gòu)優(yōu)化調(diào)整，在不損壞耕地質(zhì)量的情況下充分挖掘各分區(qū)生產(chǎn)潛力，有針對性地提高湖北省耕地綜合生產(chǎn)能力。旨在為今后湖北省農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的耕地整理和利用保護(hù)及可持續(xù)發(fā)展提供科學(xué)依據(jù)。

關(guān)鍵詞： 耕地生產(chǎn)能力；農(nóng)用地分等；區(qū)域評價；增產(chǎn)潛力；湖北省

中圖分類號：F301.2 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：0439-8114（2015）15-3791-04

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2015.15.055

Abstract：The productivity of arable land is calculated by using agricultural land grading results and field investigations， which could provide the basis for the consolidation and evaluation of arable land. According to the forecasting results of arable land productivity in Hubei province， this paper selects all counties of Hubei province， and chooses the methods of regional scale analysis and regional advantages analysis， to compare and partition every county of Hubei province with the actual production capacity of arable and the level of arable increase potential. During this comparison and partition， this paper uses the production pros-cons index which is related with arable land accessible productivity， the size pros-cons index which is related with arable land area， and the yield increase potential index which is related with arable land potential use intensity. Combined the natural and geographical conditions with the social resource conditions in different regions， this paper makes evaluation and structure optimization adjustment for each region， and fully taps the production potential of each region without damaging the quality of arable land， to improve the comprehensive production capacity of arable land in Hubei province. The results could provide scientific basis for agricultural land consolidation， protection and utilization， and sustainable development of the agricultural production in Hubei province in the future.

Key words：cultivated land productivity； agricultural land classification； regional evaluation； potential of increased production；Hubei province

隨著中國人口增長和城市化進(jìn)程的加快，耕地資源的保護(hù)和國家糧食安全問題已經(jīng)上升為國家重大戰(zhàn)略問題。怎樣達(dá)到確保每個人都能在任何時候既買得起又買得到他們所需要的基本食品這一糧食安全目的，是國家所要盡力去解決的[1-4]?；诖?，國土資源部開展了國家第二次土壤調(diào)查、農(nóng)用地分等、耕地質(zhì)量補(bǔ)充完善等國土資源調(diào)查。同時，有關(guān)學(xué)者針對耕地綜合生產(chǎn)能力等方面進(jìn)行了大量的科學(xué)研究，如孔祥斌等[5]從耕地單產(chǎn)、面積、總產(chǎn)的實現(xiàn)程度對鄉(xiāng)鎮(zhèn)尺度耕地生產(chǎn)能力實現(xiàn)程度進(jìn)行了測算；伍育鵬等[6]采用指數(shù)產(chǎn)量化法求得耕地自然生產(chǎn)能力；馮銘坤等[7]采用數(shù)據(jù)包絡(luò)分析法對農(nóng)用地利用效率進(jìn)行了評價分析?，F(xiàn)有的大量研究都注重于怎樣對耕地質(zhì)量和耕地生產(chǎn)能力進(jìn)行評定、核算，對于在此結(jié)果之上的擴(kuò)展研究還不是很多。

本研究以湖北省為研究區(qū)域，在耕地生產(chǎn)能力測算結(jié)果的基礎(chǔ)上，建立一套評價體系，對研究區(qū)域內(nèi)各縣（市、區(qū)）耕地生產(chǎn)能力和增產(chǎn)潛力進(jìn)行比較分析評價分區(qū)，針對性地提高各個分區(qū)耕地綜合生產(chǎn)力，旨在為區(qū)域農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整提供科學(xué)依據(jù)。

1 研究區(qū)域及數(shù)據(jù)來源

湖北省位于中國中部、長江中游，介于北緯29°05′-33°20′，東經(jīng)108°21′-116°07′之間，東西長約740 km，南北寬約470 km，國土面積18.59 萬km2，耕地面積53.9萬hm2，正處于中國地勢第二級階梯向第三級階梯過渡地帶，地貌類型多樣，山地、丘陵、崗地和平原兼?zhèn)?。山地占全省總面積55.5%，丘陵崗地占24.5%，平原湖區(qū)占20%。全省絕大部分地區(qū)日照充足，光合潛力大，平均全年日照時間一般為1 100～2 150 h，年平均氣溫一般為15～17 ℃，大部分地區(qū)年降水量為800～1 600 mm。全省西、北、東三面被山地環(huán)繞，丘陵廣布，中南部為江漢平原，與湖南洞庭湖平原連成一片（圖1）。

研究數(shù)據(jù)主要基于湖北省耕地質(zhì)量補(bǔ)充完善數(shù)據(jù)之上完成的湖北省產(chǎn)能核算項目成果。共包括湖北省92個縣（市、區(qū)）耕地面積、可實現(xiàn)產(chǎn)能、實際產(chǎn)能等數(shù)據(jù)。以及湖北省DEM圖、河流湖泊圖和縣級區(qū)劃圖等。

2 評價體系的構(gòu)建

為了能夠使耕地生產(chǎn)能力測算結(jié)果切實應(yīng)用于對耕地利用保護(hù)和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的宏觀指導(dǎo)，促進(jìn)區(qū)域范圍內(nèi)產(chǎn)能提升，本研究運用區(qū)域比較分析中常用的生產(chǎn)規(guī)模和產(chǎn)能優(yōu)劣指標(biāo)的計算與分析方法，采用耕地數(shù)量與規(guī)模、耕地實際產(chǎn)出能力、可實現(xiàn)生產(chǎn)力水平等相關(guān)指標(biāo)建立一套評價體系（圖2）。

一個區(qū)域的生產(chǎn)潛力和耕地的利用強(qiáng)度可以表征該區(qū)域在近期可實現(xiàn)的增產(chǎn)潛力和因政策、農(nóng)業(yè)投入水平等因素決定的對耕地的可利用程度[8， 9]。針對全省耕地生產(chǎn)的可提升潛力，在耕地的生產(chǎn)利用和管理中應(yīng)切實有效地根據(jù)耕地的生產(chǎn)實際情況有針對性地進(jìn)行分區(qū)分片生產(chǎn)管理，以確?？蓪崿F(xiàn)生產(chǎn)潛力和生產(chǎn)優(yōu)勢的發(fā)揮。研究中采用以下指標(biāo)對各縣（市、區(qū)）進(jìn)行比較和生產(chǎn)力優(yōu)勢分析[10，11]。

2.1 產(chǎn)能優(yōu)劣指標(biāo)（CMI）

耕地產(chǎn)能優(yōu)劣指標(biāo)衡量耕地可實現(xiàn)產(chǎn)能的優(yōu)劣程度，其計算方法為各縣（市、區(qū)）耕地的可實現(xiàn)生產(chǎn)能力與同期全省所有縣（市、區(qū)）可實現(xiàn)生產(chǎn)能力平均水平的比值，能反映各縣（市、區(qū)）耕地生產(chǎn)的可實現(xiàn)生產(chǎn)能力優(yōu)劣情況（式1）。

CMIi=■ （1）

式中，CMIi為i縣產(chǎn)能優(yōu)劣指標(biāo)數(shù)值，Ci為i縣耕地可實現(xiàn)生產(chǎn)能力，n為研究區(qū)域縣（市、區(qū)）個數(shù)。

2.2 規(guī)模優(yōu)劣指標(biāo)（SMI）

耕地規(guī)模優(yōu)劣指標(biāo)衡量耕地生產(chǎn)規(guī)模大小程度，其計算方法為各縣（市、區(qū)）耕地面積與全省所有縣（市、區(qū)）平均耕地面積，能夠反映各縣（市、區(qū)）耕地產(chǎn)能的影響力（式2）。

SMIi=■ （2）

式中，SMIi為i縣產(chǎn)能規(guī)模優(yōu)劣指標(biāo)數(shù)值，Mi為i縣耕地面積，n為研究區(qū)域縣（市、區(qū)）個數(shù)。

2.3 增產(chǎn)潛力指標(biāo)（YPI）

耕地的增產(chǎn)潛力指標(biāo)衡量耕地的可增長潛力程度，其計算方法為各縣（市、區(qū)）的耕地可實現(xiàn)利用強(qiáng)度與同期全省所有縣（市、區(qū)）平均耕地可實現(xiàn)利用強(qiáng)度之間的比值，能反映出各縣（市、區(qū)）耕地的利用強(qiáng)度和可以增產(chǎn)的程度，并且能夠在一定程度上對比出各縣（市、區(qū)）的耕作生產(chǎn)技術(shù)和耕作管理能力之間的差異（式3、式4）。

SAi=■ （3）

YPIi=■ （4）

式中，SAi為i縣可實現(xiàn)利用強(qiáng)度，YOi為i縣實際單產(chǎn)，YMi為i縣可實現(xiàn)單產(chǎn)，YPIi為i縣增產(chǎn)潛力指標(biāo)數(shù)值，n為研究區(qū)域縣（市、區(qū)）個數(shù)。

3 優(yōu)化分區(qū)及評價管理

3.1 耕地生產(chǎn)能力優(yōu)化分區(qū)

根據(jù)構(gòu)建好的評價體系和指標(biāo)，計算得到研究區(qū)域各縣（市、區(qū)）的CMI、SMI和YPI指標(biāo)結(jié)果如圖3所示，圖3中的結(jié)果顯示出了湖北省不同縣（市、區(qū)）區(qū)之間各個指標(biāo)的差異。

根據(jù)計算后的各個指標(biāo)數(shù)據(jù)，用ArcGIS10.1分組分析工具對湖北省各縣（市、區(qū)）CMI、SMI、YPI結(jié)果進(jìn)行聚類分析。聚類結(jié)果將整個湖北省劃分為4個區(qū)域，即重點提高區(qū)、結(jié)構(gòu)優(yōu)化區(qū)、持續(xù)發(fā)展區(qū)、穩(wěn)定保護(hù)區(qū)（圖4）。各個區(qū)域的CMI、SMI和YPI差異明顯，并且與湖北省的耕地分布特點相一致（表1）。

分區(qū)結(jié)果顯示，重點提高區(qū)（第一分區(qū)）的CMI、SMI平均值大于1.8，YPI平均值大于1，表明該區(qū)域相對于湖北省其他區(qū)域不僅具有耕地生產(chǎn)能力方面的較大優(yōu)勢，而且還具有耕地產(chǎn)能規(guī)模方面的較大優(yōu)勢，這個區(qū)域具有較大的耕地單位面積可提升潛力；結(jié)構(gòu)優(yōu)化區(qū)（第二分區(qū)）的CMI、SMI、YPI平均值都稍大于1，表明該區(qū)域耕地生產(chǎn)能力、耕地產(chǎn)能規(guī)模都略微領(lǐng)先于全省平均水平，仍然有一定的耕地單位面積生產(chǎn)潛力；持續(xù)發(fā)展區(qū)（第三分區(qū)）的CMI、SMI平均值均在0.5左右，YPI平均值也小于1，表明該分區(qū)相對于第一分區(qū)和第二分區(qū)產(chǎn)能和耕地規(guī)模優(yōu)勢都較小，耕地單產(chǎn)提升潛力也較?。环€(wěn)定保護(hù)區(qū)（第四區(qū)域）的CMI、SMI平均值在0.05左右、YPI平均值在0.9左右，各指標(biāo)都是最小的，表明該分區(qū)的產(chǎn)能總量和耕地規(guī)模相對于全省和其他區(qū)域都很小，產(chǎn)能影響力很小。

3.2 各分區(qū)評價及管理

根據(jù)分區(qū)結(jié)果，匯總耕地生產(chǎn)能力測算結(jié)果，得到各個區(qū)域耕地面積、綜合生產(chǎn)能力和潛力情況（表2）。

3.2.1 重點提高區(qū)（第一分區(qū)） 該區(qū)域主要分布在長江、漢水流過的沿江平原腹地，包括荊門市、荊州市、潛江市、仙桃市、天門市和襄陽市、宜昌市的東部地區(qū)。這些區(qū)域地勢起伏較小，平均海拔僅有30 m左右，土層較厚且集中成片，日照量較充足、氣候資源極為豐富，區(qū)內(nèi)河流湖泊較多，能夠滿足各類作物的生長需求。因而耕地規(guī)模和實際產(chǎn)能總量最大，耕地面積為3 034 038.14 hm2，占全省耕地面積56.25%，實際總產(chǎn)能為5 143.85萬t，占全省總產(chǎn)能的62.11%，可提升潛力也最大，為423.38萬t，占全省可提升潛力的55.18%。從分析結(jié)果可知，該區(qū)域不僅耕地面積和產(chǎn)能總量大，而且其實際單產(chǎn)、可實現(xiàn)單產(chǎn)、可提升耕地利用率也最大。所以，該區(qū)域應(yīng)該是整個湖北省重點提高和規(guī)劃的區(qū)域，是全省糧食整體生產(chǎn)能力提高的核心區(qū)域，應(yīng)該加強(qiáng)該區(qū)域高標(biāo)準(zhǔn)基本農(nóng)田建設(shè)和耕地保護(hù)，提高耕地質(zhì)量；利用區(qū)域自然和社會經(jīng)濟(jì)條件，發(fā)展規(guī)?；拇竺娣e高效生態(tài)農(nóng)業(yè)；減少限制農(nóng)田和強(qiáng)化測土配方施肥技術(shù)，以提高耕地的生產(chǎn)能力和糧食總產(chǎn)。

3.2.2 結(jié)構(gòu)優(yōu)化區(qū)（第二分區(qū)） 該區(qū)域主要分布在盆周秦巴山區(qū)和川鄂湘黔淺山區(qū)的北部、鄂豫皖丘陵區(qū)的中部以及和西部丘陵山區(qū)交接的江漢平原東南部。包括恩施土家族自治州北部恩施市、利川市、咸豐縣、建始縣、巴東縣等，十堰市北部的鄖西縣、鄖縣、丹江口市、隨州市，武漢市西南部的蔡甸區(qū)、江夏區(qū)，黃石市西南部的大冶市、陽新縣，以及其他部分縣市等。其耕地面積占全省耕地面積25.01%，實際總產(chǎn)能占全省總產(chǎn)能21.79%，可實現(xiàn)增產(chǎn)潛力為206.95萬t，也占了全省可提升潛力的26.97%。這些地區(qū)海拔高度稍高，以低山丘陵和山地緩坡為主，耕地單位面積的可提升潛力相對較大，耕地質(zhì)量和等級與重點提升區(qū)比相對較低。所以，該分區(qū)可作為保證湖北省糧食產(chǎn)能平穩(wěn)發(fā)展的后備產(chǎn)能提升區(qū)域，發(fā)揮現(xiàn)有產(chǎn)能規(guī)模，進(jìn)一步優(yōu)化區(qū)域產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，優(yōu)化耕地資源配置，逐步加大農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力度，修建溝渠、水庫和其他設(shè)施。做到產(chǎn)能穩(wěn)中有升，為日后大規(guī)模提升本分區(qū)產(chǎn)能奠定基礎(chǔ)。

3.2.3 持續(xù)發(fā)展區(qū)（第三分區(qū)） 該區(qū)域主要分布在盆周秦巴山區(qū)的中南部、川鄂湘黔淺山區(qū)南部的邊緣、西部丘陵山區(qū)和鄂豫皖丘陵區(qū)的東部。包括宜昌市大部分地區(qū)和恩施自治州南部的來鳳縣、宣恩縣、鶴峰縣，咸寧市，十堰市南部的竹溪縣、竹山縣、房縣以及黃岡市團(tuán)風(fēng)、英山、羅田三縣等。這些地區(qū)地勢相對起伏較大，土層較薄，存在一定的水土流失現(xiàn)象，土地肥沃程度、氣候條件以及水利條件相對于重點提升區(qū)和結(jié)構(gòu)優(yōu)化區(qū)皆顯不足，因此耕地規(guī)模和實際產(chǎn)能總量比較低，分別占全省總量的18.25%和15.68%。此分區(qū)因受自然條件的先天性影響，耕地的土地利用效率較低，應(yīng)該積極分析和探討限制其土地資源潛力發(fā)揮的因素，有針對性、有目的地加以調(diào)整和改善，在生產(chǎn)和利用管理上應(yīng)逐步改良現(xiàn)有基礎(chǔ)農(nóng)田設(shè)施，實現(xiàn)與周邊地區(qū)的協(xié)調(diào)，確保本分區(qū)糧食產(chǎn)能持續(xù)發(fā)展。

3.2.4 穩(wěn)定保護(hù)區(qū)（第四分區(qū)） 該區(qū)域主要是盆周秦巴山區(qū)中的神農(nóng)架林區(qū)、十堰市市區(qū)的張灣區(qū)和茅箭區(qū)、沙市市區(qū)、武漢市的漢南區(qū)以及黃石市的黃石港區(qū)、西塞山區(qū)、下陸區(qū)和鐵山區(qū)。這些地區(qū)或者因為區(qū)域特殊情況、或者因為城市發(fā)展需要，耕地所占面積非常小，僅占全省耕地面積的0.50%。雖然該區(qū)域的產(chǎn)能規(guī)模對全省總產(chǎn)能影響很小，但是也仍然需要保護(hù)耕地、防止耕地流失，穩(wěn)定該分區(qū)產(chǎn)能不減少。

4 討論

本研究根據(jù)湖北省產(chǎn)能核算成果，對湖北省各縣（市、區(qū)）耕地的實際生產(chǎn)能力和現(xiàn)階段可增產(chǎn)潛力水平進(jìn)行了比較和分區(qū)。結(jié)果表明：①各分區(qū)差異明顯，主要分布在沿江平原的重點提高區(qū)，實際產(chǎn)能總量5 143.85萬t，產(chǎn)能規(guī)模對整個湖北省總產(chǎn)能影響最大；其次是分布在海拔較低的淺山區(qū)和丘陵區(qū)的優(yōu)化結(jié)構(gòu)區(qū)，實際總產(chǎn)能為1 804.75萬t，同時也有相當(dāng)規(guī)模的可提升潛力；再次是海拔較高的山區(qū)和部分丘陵區(qū)，實際總產(chǎn)能為1 298.34萬t，雖然農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件不是很好，但同樣不容忽視；最后則是一些城市的郊區(qū)和其他特殊區(qū)域組成的穩(wěn)定保護(hù)區(qū)，總產(chǎn)能較小，僅有35.19萬t。②各個分區(qū)根據(jù)自身特點，可以進(jìn)行不同的管理方法：重點提高區(qū)應(yīng)嚴(yán)格實施基本農(nóng)田保護(hù)措施，以現(xiàn)代化的耕作技術(shù)擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模，提高產(chǎn)量；優(yōu)化結(jié)構(gòu)區(qū)應(yīng)認(rèn)清自身優(yōu)勢，優(yōu)化結(jié)構(gòu)配置，保證糧食產(chǎn)量安全；持續(xù)發(fā)展區(qū)應(yīng)保證自身產(chǎn)能不減少的情況下，通過政府政策關(guān)注和技術(shù)投入等，彌補(bǔ)自身不足，逐漸提高產(chǎn)量；穩(wěn)定保護(hù)區(qū)應(yīng)穩(wěn)定自身農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，保護(hù)耕地不再流失。③湖北省各分區(qū)產(chǎn)能存在著正空間效應(yīng)，各分區(qū)之間呈現(xiàn)相互聯(lián)系和相互影響的發(fā)展趨勢，但高產(chǎn)能分區(qū)的擴(kuò)散效應(yīng)還可以進(jìn)一步擴(kuò)大，對其周邊區(qū)域產(chǎn)生的輻射帶動作用也應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)。因此，今后應(yīng)加強(qiáng)各分區(qū)之間的合作與交流，以土地整治工程入手，切實提高湖北省耕地生產(chǎn)能力。

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