余姝辰，賀秋華，彭 璐，李文君，鄒 聰，羅建強(qiáng)，余德清

（1.中國地質(zhì)大學(xué)（武漢），湖北……430074；2.湖南省遙感中心，湖南……410007；3.湖南省地質(zhì)科學(xué)研究院，湖南……410007）

洞庭湖位于長江中游荊江段南岸，是我國第二大淡水湖、長江重要的分洪沉沙調(diào)蓄湖泊和全球200個(gè)重要生態(tài)區(qū)之一，是國務(wù)院批準(zhǔn)的國家級(jí)生態(tài)經(jīng)濟(jì)區(qū)、我國重要的商品糧基地和水稻種植區(qū)，素有“魚米之鄉(xiāng)”和“天下糧倉”的美譽(yù)，擔(dān)負(fù)著長江流域生態(tài)安全、水安全和糧食安全的重大責(zé)任。洞庭湖生態(tài)經(jīng)濟(jì)區(qū)包括湖南省岳陽市、常德市、益陽市，長沙市望城區(qū)和湖北省荊州市。本文主要針對(duì)洞庭湖生態(tài)經(jīng)濟(jì)區(qū)的湖南部分開展研究，共26個(gè)縣市區(qū)，面積4.27 萬 km2。

耕地是人類賴以生存的基礎(chǔ)和保障。國家“十三五”規(guī)劃綱要明確，“堅(jiān)持最嚴(yán)格的耕地保護(hù)制度，堅(jiān)守耕地紅線，實(shí)施藏糧于地、藏糧于技戰(zhàn)略，提高糧食產(chǎn)能，確保谷物基本自給、口糧絕對(duì)安全”。為守住耕地“紅線”，實(shí)現(xiàn)耕地占補(bǔ)平衡，國土部門實(shí)施了一系列土地開發(fā)整理工程以補(bǔ)充耕地，并通過土地年度變更將新增的耕地全部納入耕地類型，客觀、動(dòng)態(tài)地掌握了我國的耕地分布、位置、數(shù)量等狀況。

土地年度變更調(diào)查基于《土地利用現(xiàn)狀分類》（GB/T21010-2007）。耕地指種植農(nóng)作物的土地，包括熟地、土地開發(fā)整理新增耕地和休閑地（含輪歇地、輪作地）。受農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整以及耕地的不規(guī)范利用等因素影響，耕地并非全部種植了農(nóng)作物。特別是新增耕地，由于其土壤質(zhì)量、機(jī)耕道路的連通性以及農(nóng)田供水條件等相對(duì)于熟地較差，常常成為農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的首選對(duì)象。因此，國土部門使用的耕地圖件和數(shù)據(jù)，在一定程度上摻雜了很多政策法律因素。

地理國情普查是2013年國務(wù)院部署的一項(xiàng)重大的國情國力調(diào)查工程。地表覆蓋分類的基本依據(jù)是地表覆蓋物的物理特性，而非土地利用分類中側(cè)重于土地的社會(huì)屬性[1]，地類劃分的原則是“所見即所得”，亦即只有種植了農(nóng)作物并經(jīng)常耕耘管理的土地才劃分為耕地。地理國情普查的耕地圖件、數(shù)據(jù)與實(shí)際具有高度的統(tǒng)一性，客觀、真實(shí)地反映了耕地的實(shí)際利用狀況。

目前尚未見到地理國情普查數(shù)據(jù)應(yīng)用于耕地耕作狀況分析的報(bào)道[2-4]。本文基于地理國情普查數(shù)據(jù)、土地年度變更調(diào)查和土地開發(fā)整理工程的新增耕地?cái)?shù)據(jù)，利用最新遙感影像套合比對(duì)分析，查明了洞庭湖生態(tài)經(jīng)濟(jì)區(qū)新增耕地的利用狀況，特別是新增耕地的耕作程度，為土地開發(fā)整理項(xiàng)目的設(shè)置提供了重要參考，為農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，為“探索實(shí)行耕地輪作休耕制度試點(diǎn)”的合理選區(qū)提供了決策依據(jù)，為充分利用挖掘地理國情普查成果數(shù)據(jù)提供了新的途徑與借鑒。

1 信息源資料

1.1 新增耕地資料

“十二五”期間，國土資源部門實(shí)施的“環(huán)洞庭湖基本農(nóng)田建設(shè)重大工程”新增了大量耕地。2010年以來洞庭湖生態(tài)經(jīng)濟(jì)區(qū)各年度業(yè)已竣工驗(yàn)收的土地開發(fā)整理項(xiàng)目的分布區(qū)域，是本文的主要研究范圍。

2010年以來，洞庭湖生態(tài)經(jīng)濟(jì)區(qū)通過省級(jí)和市級(jí)驗(yàn)收的土地開發(fā)整理項(xiàng)目有1269個(gè)，總投資近65億元，項(xiàng)目涉及區(qū)域的耕地總面積202378.97hm2，新增耕地面積22126.51hm2。其中，開發(fā)耕地占46.21%，整理耕地占53.78%（表1）。

表1 洞庭湖生態(tài)經(jīng)濟(jì)區(qū)2010年以來新增耕地情況匯總

1.2 土地年度變更資料

土地年度變更以上年度土地利用現(xiàn)狀資料為基準(zhǔn)，基于遙感監(jiān)測(cè)圈定的變化圖斑，對(duì)年度內(nèi)土地的地類、位置、面積、分布等變化情況以及土地權(quán)屬變化情況進(jìn)行調(diào)查，及時(shí)更新土地調(diào)查數(shù)據(jù)庫和國土資源綜合信息監(jiān)管平臺(tái)的工作[5-7]。研究中主要利用了2010年以來各年度竣工驗(yàn)收土地整治項(xiàng)目區(qū)的耕地資料，用以確定研究范圍中新增耕地的分布狀況。

1.3 地理國情普查資料

洞庭湖生態(tài)經(jīng)濟(jì)區(qū)地表覆蓋現(xiàn)狀圖反映了區(qū)內(nèi)自然和人文地理地表覆蓋類型及其空間分布現(xiàn)狀。研究中主要基于2010年以來已竣工驗(yàn)收的土地整治項(xiàng)目區(qū)內(nèi)的耕地資料，用于分析新增耕地的利用狀況。

1.4 遙感影像數(shù)據(jù)

地理國情普查數(shù)據(jù)以2015年6月為標(biāo)準(zhǔn)時(shí)點(diǎn)進(jìn)行核準(zhǔn)。其后，耕地的利用狀況發(fā)生了局部變化。為客觀、準(zhǔn)確地反映土地開發(fā)整理項(xiàng)目區(qū)新增耕地的實(shí)際用途，利用2016年度湖南省不動(dòng)產(chǎn)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)建設(shè)的航攝影像，對(duì)地理國情普查成果顯示的新增耕地的利用狀況圖斑予以校核和修編。

本文所利用的遙感影像的空間分辨率為0.20m，數(shù)學(xué)基礎(chǔ)為大地2000坐標(biāo)系、高斯-克呂格投影、6°分帶，采用1985國家高程基準(zhǔn)。

2 新增耕地項(xiàng)目區(qū)的耕地利用圖斑

2.1 新增耕地的利用方式

根據(jù)地理國情普查成果和遙感影像顯示，新增耕地的利用有農(nóng)作物種植、農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和不規(guī)范利用等三種方式。其中，農(nóng)作物種植耕地是指種植糧食作物、經(jīng)濟(jì)作物（油料作物、蔬菜作物、花、草）、工業(yè)原料作物、飼料作物、藥用作物等的耕地；農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整耕地包括果園種植、水產(chǎn)養(yǎng)殖兩種類型；不規(guī)范利用耕地包括植樹造林、拋荒撂荒（閑置、輪作、棄耕）以及進(jìn)行房屋建筑、黏土磚瓦廠修建等其他用途。

不同的耕地利用類型在影像上的解譯標(biāo)志不同[8]。房屋的形狀規(guī)則，呈塊狀分布、斑塊狀影紋；林地呈墨綠色、粗斑狀影紋，人工造林的樹木行列清晰可見、條帶狀分布（圖1）。

圖1 新增耕地用于非耕作利用遙感解譯圖

2.2 新增耕地實(shí)際利用圖斑的圈定

采用人機(jī)交互解譯與數(shù)據(jù)空間分析相結(jié)合的方法開展耕地利用狀況調(diào)查。

1）以2010年以來已竣工驗(yàn)收的土整項(xiàng)目分布區(qū)為對(duì)象，套合土地年度變更調(diào)查形成的土地利用現(xiàn)狀數(shù)據(jù)庫，得到項(xiàng)目區(qū)內(nèi)耕地分布圖。

2）將項(xiàng)目區(qū)耕地分布圖套合于地理國情普查成果地表覆蓋現(xiàn)狀圖，進(jìn)行空間分析，提取耕地利用狀況圖斑。

3）將耕地利用狀況圖斑疊加于2016年度最新遙感影像底圖，利用遙感影像顯現(xiàn)的特征，采用人機(jī)交互解譯方法逐圖斑核對(duì)修編并圈定土地開發(fā)整理新增耕地中用于農(nóng)作物種植、果園種植、水產(chǎn)養(yǎng)殖、拋荒撂荒、植樹造林甚至人工建筑等非耕作利用的地類圖斑。

3 新增耕地項(xiàng)目區(qū)的耕地利用狀況

3.1 耕地利用方式的分布狀況

以農(nóng)作物種植面積與項(xiàng)目區(qū)耕地總面積的百分比作為農(nóng)作物種植程度，以農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的耕地面積與項(xiàng)目區(qū)耕地總面積百分比作為農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整程度，作洞庭湖生態(tài)經(jīng)濟(jì)區(qū)新增耕地項(xiàng)目區(qū)耕地利用狀況統(tǒng)計(jì)（表2）。

目前，洞庭湖生態(tài)經(jīng)濟(jì)區(qū)的土地開發(fā)整理項(xiàng)目區(qū)耕地并非全部實(shí)際耕作，部分被拋荒撂荒，甚至存在用于植樹造林、建筑房屋等情況。據(jù)表2作各類耕地利用方式統(tǒng)計(jì)圖（圖2），可以看出，洞庭湖生態(tài)經(jīng)濟(jì)區(qū)土地開發(fā)整理的項(xiàng)目區(qū)耕地總面積202378.97hm2，用于農(nóng)作物種植的耕地169656.04hm2，農(nóng)作物種植程度為83.83%；用于農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的耕地181720.07hm2，占項(xiàng)目區(qū)耕地總面積的5.96%。將農(nóng)作物種植與農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的耕地作為實(shí)際耕作耕地，則實(shí)際耕作程度為89.79%。其他用途的耕地屬于不規(guī)范利用耕地，它們占用耕地20658.90hm2，占項(xiàng)目區(qū)耕地總面積的5.96%。其中，被拋荒撂荒6608.33hm2，用于植樹造林9848.05hm2，另有4202.52hm2耕地被用于家禽養(yǎng)殖甚至人工建筑等其他方面。

圖2 洞庭湖生態(tài)經(jīng)濟(jì)區(qū)耕地利用方式統(tǒng)計(jì)圖

3.2 各行政區(qū)域耕地利用狀況

各級(jí)行政區(qū)域耕地利用狀況不盡相同。圖3示出了岳陽、常德、益陽三市的耕地利用狀況。

表2 2010～2016年各縣（市、區(qū)）新增耕地項(xiàng)目區(qū)耕地利用狀況

從市級(jí)區(qū)域看，岳陽市的農(nóng)作物耕作率為88.09%，是三市中最高者，依次是常德市82.55%和益陽市81.09%。就農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整用途而言，益陽市和常德市的果園種植、水產(chǎn)養(yǎng)殖面積大，農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整程度分別達(dá)到7.84%和6.89%，明顯高于岳陽市的農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整程度；各市的不規(guī)范利用耕地的比例均在10%左右，其中岳陽市的拋荒撂荒比例最大，益陽市的植樹造林面積最大。用作房屋建筑等其他用途的耕地的比例較小，僅2.00%左右，且三個(gè)市都非常接近。

圖3 岳陽、常德、益陽三市耕地利用狀況對(duì)比柱狀圖

3.3 各行政區(qū)域?qū)嶋H耕作程度

利用表2制作各縣級(jí)行政區(qū)域的實(shí)際耕作程度圖（圖4）。可以看出，湘陰縣、華容縣的實(shí)際耕作率最高，均達(dá)95%以上，其次是君山區(qū)、云溪區(qū)、沅江市、南縣、澧縣、安鄉(xiāng)縣、資陽區(qū)和赫山區(qū)，實(shí)際耕作率都在90%以上。耕作率最低的是安化縣，僅60.10 %，其次是武陵區(qū)和桃江縣，耕地的耕作率均小于80%?？傮w上具有山丘地區(qū)耕作率相對(duì)較低、湖區(qū)平原區(qū)耕作率相對(duì)較高的特點(diǎn)。這種情況，除了當(dāng)今糧食種植經(jīng)濟(jì)效益低下這一因素外，還與當(dāng)?shù)氐牡孛?、土質(zhì)條件、自然環(huán)境等客觀因素有關(guān)。另外，地方的特色農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)也是影響耕地耕作程度的重要原因，如安化縣的黑茶享譽(yù)全球，石門縣則為“中國柑橘之鄉(xiāng)”，兩縣經(jīng)濟(jì)園地的面積分別占土地開發(fā)整理項(xiàng)目范圍中耕地總面積的33.4%、25.8%。

4 結(jié)論

圖4 洞庭湖生態(tài)經(jīng)濟(jì)區(qū)2011～2016年新增耕地耕作利用程度分區(qū)圖

1）洞庭湖生態(tài)經(jīng)濟(jì)區(qū)2010年以來通過省級(jí)和市級(jí)驗(yàn)收的土地開發(fā)整理項(xiàng)目共有1269個(gè)，項(xiàng)目區(qū)耕地總面積202378.97hm2，實(shí)際用于農(nóng)作物種植的耕地169656.04hm2，農(nóng)作物種植率83.83%；用于農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的耕地181720.07 hm2，其中被用作果園種植6355.97hm2，水產(chǎn)養(yǎng)殖5708.06hm2，二者合計(jì)占耕地總面積的5.96%；不規(guī)范利用耕地20658.907hm2，占耕地總面積的10.27%，其中拋荒撂荒6608.33hm2，植樹造林9848.05hm2，另有4202.52hm2耕地被用于房屋建筑、黏土磚瓦廠修建等。

2）從市級(jí)區(qū)域看，岳陽市的實(shí)際耕作程度最高，為91.079%，其次是常德市89.44%，益陽市為88.93%。從縣級(jí)區(qū)域看，湘陰縣、華容縣耕作程度最高，均達(dá)95%以上。耕作率最低的是安化縣，僅60.10 %，其次是桃江縣和武陵區(qū)，耕地的耕作率均小于80%。其中，安化和桃江將新開發(fā)整理的耕地用于植樹造林，使耕地改變?yōu)榱值?。?yīng)該指出，新開發(fā)整理的耕地一般不屬于退耕還林區(qū)域，應(yīng)進(jìn)行農(nóng)作物種植或以發(fā)展農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)為主。

3）利用耕地進(jìn)行果園種植和水產(chǎn)養(yǎng)殖，是當(dāng)今農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的必然。就此而言，益陽市和常德市的農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整程度分別達(dá)到7.84%和6.89%，明顯高于岳陽市的農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整程度2.98%。

4）耕地的拋荒撂荒是農(nóng)產(chǎn)品價(jià)格不高、農(nóng)民普遍外出打工的結(jié)果。岳陽市的耕地拋荒撂荒率最高，在一定程度上反映了岳陽市農(nóng)民的外出務(wù)工率相對(duì)較高。國家“十三五”規(guī)劃綱要要求“探索實(shí)行耕地輪作休耕制度試點(diǎn)”。岳陽市相對(duì)適于作為耕地輪作休耕制度試點(diǎn)區(qū)域。

5）以地理國情普查數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，結(jié)合土地年度變更數(shù)據(jù)、土地開發(fā)整理項(xiàng)目區(qū)分布數(shù)據(jù)和最新遙感影像，能客觀地反映出新增耕地的耕作狀況。