工程設(shè)計(jì)視角下山區(qū)梯田撂荒影響因素分析

張?zhí)熘?，鄭亞楠，張鳳榮，黃敬文，常玉旸

（1. 中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)土地科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，北京 100193；2. 自然資源部農(nóng)用地質(zhì)量與監(jiān)控重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100193）

0 引 言

中國(guó)山地、丘陵面積廣大，坡耕地分布較廣，第二次全國(guó)土地調(diào)查結(jié)果顯示，全國(guó)6°以上的坡耕地面積占全國(guó)耕地總面積的27%，由此所產(chǎn)生的土壤流失量約為15×109t/a，占水土流失總量的30%左右。大量的水土流失及其導(dǎo)致的生態(tài)環(huán)境惡化成為制約生態(tài)重建和保護(hù)的關(guān)鍵因素[1-2]。因此，加強(qiáng)治理坡耕地水土流失，穩(wěn)定和保護(hù)坡耕地糧食產(chǎn)量，對(duì)確保中國(guó)糧食安全和生態(tài)安全都具有重大意義[3-4]。一方面，梯田具有保土、蓄水、增產(chǎn)的功能[5-6]；另一方面，梯田的通風(fēng)透光條件較好，有利于農(nóng)作物的生長(zhǎng)和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的積累[7]。因此，山地丘陵區(qū)坡耕地修建梯田（簡(jiǎn)稱坡改梯）是保持水土的一項(xiàng)重要舉措，也是增強(qiáng)地力、提高糧食產(chǎn)量的有效手段[8]。

現(xiàn)階段，已有研究表明中國(guó)耕地撂荒現(xiàn)象不斷出現(xiàn)，并且主要集中于地形條件復(fù)雜、耕作條件較差的山區(qū)、丘陵地帶[1,9]。然而，在耕地占補(bǔ)平衡政策的驅(qū)使下，地方政府在山區(qū)仍然大規(guī)模地修建梯田。但隨著工業(yè)化、城鎮(zhèn)化的快速發(fā)展，農(nóng)村人口的不斷減少，越來(lái)越多的農(nóng)村勞動(dòng)力開(kāi)始由農(nóng)業(yè)生產(chǎn)向非農(nóng)產(chǎn)業(yè)部門(mén)轉(zhuǎn)移[10]，再加之山區(qū)耕地的自然資源稟賦較差、農(nóng)產(chǎn)品收益較低，因此大量山區(qū)耕地被拋荒。山區(qū)耕地的大面積撂荒會(huì)對(duì)全國(guó)的糧食安全、社會(huì)經(jīng)濟(jì)、生態(tài)環(huán)境等方面產(chǎn)生諸多的影響[11]。

目前，國(guó)內(nèi)外關(guān)于梯田的相關(guān)研究主要集中在梯田的環(huán)境效應(yīng)、梯田修建的設(shè)計(jì)方法等角度。其中，在梯田的環(huán)境效應(yīng)方面，多數(shù)學(xué)者從梯田的水土保持效應(yīng)[12-14]，以及景觀生態(tài)環(huán)境效應(yīng)[15-17]等角度進(jìn)行研究。在梯田修建的相關(guān)設(shè)計(jì)方法方面，主要集中在“坡改梯”的工程技術(shù)方面[18-20]。在研究區(qū)域方面，大多數(shù)研究都集中在黃土高原等水土流失多發(fā)區(qū)[20-22]，以及西南地區(qū)的哈尼梯田[23]、龍脊梯田[24]等地。綜合上述分析發(fā)現(xiàn)，目前以山區(qū)梯田為研究對(duì)象，關(guān)于撂荒信息提取及影響因素分析的相關(guān)研究還較少。明確山區(qū)撂荒梯田的空間分布并分析其影響因素對(duì)于提高山區(qū)農(nóng)村耕地資源利用效率、保障國(guó)家糧食安全具有至關(guān)重要的作用。近年來(lái)，隨著遙感技術(shù)的迅速發(fā)展，農(nóng)作物種植及生長(zhǎng)情況的提取和監(jiān)測(cè)逐漸成為農(nóng)業(yè)遙感重要的研究?jī)?nèi)容之一[25-26]，通過(guò)遙感技術(shù)提取農(nóng)作物的分布情況是目前獲取撂荒耕地最直接有效的手段。

鑒于此，本研究以河南省林州市、山東省沂水縣、云南省尋甸縣、甘肅省華池縣為研究區(qū)，采用實(shí)地調(diào)研結(jié)合遙感解譯的方式識(shí)別山區(qū)撂荒梯田，通過(guò)梯田實(shí)地勘測(cè)數(shù)據(jù)分析不同地區(qū)梯田的基本參數(shù)特征及撂荒現(xiàn)狀，并從工程設(shè)計(jì)的角度分析山區(qū)梯田撂荒的影響因素，以期為山區(qū)梯田的建設(shè)提供相關(guān)建議，并為國(guó)家相關(guān)部門(mén)制定政策提供理論依據(jù)。

1 研究區(qū)域概況

中國(guó)的梯田多集中分布在中部的低山丘陵區(qū)、西北的高原區(qū)和西南山區(qū)等。因此，本文在中國(guó)中部的沂蒙山區(qū)、太行山區(qū)、黃土高原區(qū)、西南部的云貴高原等區(qū)域，選取沂水縣、林州市、華池縣、尋甸縣四縣作為研究區(qū)，進(jìn)行山區(qū)梯田撂荒的分析。沂水縣位于118°13′－119°03′E，35°36′－36°13′N，地處魯中南地區(qū)、沂蒙山腹地，隸屬于山東省臨沂市。全縣為低山丘陵區(qū)，境內(nèi)主要的巖石類型主要是石灰?guī)r和花崗巖，地勢(shì)自西北向東南傾斜，屬于暖溫帶季風(fēng)氣候，具有顯著的溫帶大陸性季風(fēng)氣候。林州市位于113°37′－114°51′E，35°40′－36°21′N，地處太行山脈東麓，隸屬于河南省安陽(yáng)市。境內(nèi)主要巖石類型主要是石灰?guī)r，山地和丘陵面積占全縣的86%，地勢(shì)西北高東南低，屬于暖溫帶大陸性季風(fēng)氣候，四季分明，夏季高溫多雨，冬季寒冷干燥。華池縣位于107°29′－108°33′E，36°07′－36°51′N，地處隴東黃土高原，隸屬于慶陽(yáng)市東北部。全縣地勢(shì)北高南低，黃土深厚，梁峁相連，溝壑縱橫，高差較大，屬于大陸性氣候，冬季常吹西北風(fēng)，夏季多行東南風(fēng)，冬冷常睛，夏熱豐雨。尋甸回族彝族自治縣（簡(jiǎn)稱尋甸縣），位于102°41′－103°33′E，25°20′－26°01′N，地處云貴高原，隸屬于云南省昆明市。全縣山區(qū)和高寒山區(qū)占總面積的87.5%，其巖石類型主要是砂頁(yè)巖，屬于低緯高原季風(fēng)氣候，冬春干旱少雨；夏秋濕潤(rùn)多雨。

通過(guò)實(shí)地調(diào)研了解到，林州市和沂水縣屬于典型的石質(zhì)山區(qū)，由于巖石較難風(fēng)化，當(dāng)?shù)氐耐翆雍穸容^薄。而尋甸縣當(dāng)?shù)氐闹饕獛r石類型為砂頁(yè)巖，由于其易風(fēng)化的特點(diǎn)，當(dāng)?shù)仄赂赝翆虞^厚，和位于黃土高原的華池縣類似，屬于典型的土質(zhì)山區(qū)。

圖1 研究區(qū)域分布 Fig.1 Location of the study area

2 數(shù)據(jù)來(lái)源及研究方法

2.1 數(shù)據(jù)來(lái)源及處理

1）梯田實(shí)地測(cè)量數(shù)據(jù)

2018 年8－12 月，本研究課題組分別在河南省林州市、山東省沂水縣、甘肅省華池縣、云南省尋甸縣進(jìn)行梯田實(shí)地調(diào)研，利用手持GPS 實(shí)地定位。共計(jì)實(shí)地測(cè)量141 個(gè)梯田田面采樣點(diǎn)，主要的測(cè)量?jī)?nèi)容包括梯田的田面寬度、地面坡度、土層厚度、經(jīng)緯度、海拔等。研究區(qū)的調(diào)研地點(diǎn)分布情況如表1 和圖2 所示。

表1 調(diào)研樣點(diǎn)分布 Table 1 Distribution of survey samples

圖2 梯田實(shí)地圖像 Fig. 2 Terraced field images

2）遙感影像數(shù)據(jù)

本研究所利用的遙感影像數(shù)據(jù)為哨兵 2 號(hào)（Sentinel-2A/B）影像，該數(shù)據(jù)來(lái)源于歐洲航天局的“全球環(huán)境與安全監(jiān)測(cè)”哥白尼計(jì)劃（GMES）（網(wǎng)址：https://scihub.copernicus.eu/），其空間分辨率均為10 m，作為提取撂荒耕地的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

考慮到研究區(qū)的主要種植作物及耕作制度，根據(jù)當(dāng)?shù)刂饕r(nóng)作物的播種期和封壟期，選取易于分辨植被特征的時(shí)期下載遙感影像，將連續(xù)兩年同時(shí)段的遙感影像中農(nóng)作物的生長(zhǎng)情況進(jìn)行對(duì)比，即可分析出研究區(qū)連續(xù)兩年尚未耕種的耕地，及其實(shí)際的耕地范圍，其中各個(gè)研究區(qū)的主要農(nóng)作物類型及選取影像的成像時(shí)間及其解譯精度如表2 所示。

表2 研究區(qū)影像獲取時(shí)間及分類精度 Table 2 Image acquisition time and classification accuracy in the study area

3）相關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)及農(nóng)戶調(diào)研數(shù)據(jù)

統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)包括2007—2017 年《全國(guó)農(nóng)產(chǎn)品成本收益匯編》其中包括各個(gè)省份主要農(nóng)作物的成本（物質(zhì)與服務(wù)費(fèi)用、人工成本、土地成本等）、收益等相關(guān)信息。

此外，2018 年8—12 月，本研究課題組在研究區(qū)進(jìn)行梯田數(shù)據(jù)采樣時(shí)，針對(duì)性地調(diào)查記錄了近兩年當(dāng)?shù)刂饕r(nóng)作物類型及其種植情況。并從農(nóng)業(yè)局等有關(guān)部門(mén)獲取了研究區(qū)最近幾年農(nóng)作物種植情況資料，用作梯田撂荒提取的輔助材料。

2.2 研究方法

1）山區(qū)撂荒耕地的界定及識(shí)別

通過(guò)查閱相關(guān)文獻(xiàn)了解到，當(dāng)前關(guān)于撂荒耕地的概念學(xué)術(shù)界尚無(wú)統(tǒng)一定論，部分學(xué)者認(rèn)為耕地閑置一年以上可以定義為撂荒，還有部分學(xué)者認(rèn)為耕地荒蕪一季或一季以上的就可視為撂荒[27-29]。本研究認(rèn)為一年未耕種的耕地有可能是農(nóng)戶的休耕行為，不能簡(jiǎn)單地將其認(rèn)定為撂荒耕地。此外，由于本研究的采樣區(qū)均位于山區(qū)坡地，當(dāng)?shù)氐母鼐憩F(xiàn)為梯田的形態(tài)，所以文中的“撂荒耕地”和“撂荒梯田”不做特定區(qū)分。綜上所述，本文中的撂荒耕地，即撂荒梯田，是指連續(xù)2a 尚未耕種的梯田。

山區(qū)撂荒梯田識(shí)別方法主要采取實(shí)地調(diào)研+遙感解譯的方式。其中遙感解譯的主要步驟包括，①采用歐洲航天局SNAP 軟件對(duì)4 個(gè)研究區(qū)的哨兵二號(hào)遙感影像進(jìn)行輻射定標(biāo)、大氣校正等預(yù)處理，進(jìn)行波段融合并導(dǎo)出ENVI 影像；②在ENVI 5.3 中對(duì)上述影像進(jìn)行監(jiān)督分類，分為林地、耕地、裸地、草地、水域和建設(shè)用地6 類，并采用混淆矩陣法對(duì)分類結(jié)果進(jìn)行精度驗(yàn)證，其結(jié)果如表2 所示，16 期遙感影像的解譯總體分類精度介于78.11%～93.12%之間，在此基礎(chǔ)上通過(guò)后期的人工目視解譯，可以滿足本研究的要求；③在每個(gè)研究區(qū)的梯田采樣點(diǎn)周?chē)?00 m 緩沖區(qū)作為影像采樣區(qū)，利用影像采樣區(qū)矢量結(jié)果對(duì)監(jiān)督分類結(jié)果進(jìn)行裁剪，得到采樣區(qū)的影像解譯結(jié)果；④結(jié)合影像特征及實(shí)地調(diào)研情況，并參照Google 高分影像圖對(duì)監(jiān)督分類結(jié)果進(jìn)行人工目視解譯，最后得出采樣區(qū)的土地利用現(xiàn)狀圖。

撂荒梯田識(shí)別的具體步驟如下：梯田撂荒之后一般會(huì)表現(xiàn)為裸地的特征，而少部分長(zhǎng)期撂荒的梯田則可能會(huì)轉(zhuǎn)化為草地，因此將采樣區(qū)解譯結(jié)果和哨兵2 號(hào)影像疊加，并結(jié)合臨近時(shí)期的Google Earth 高分辨率影像以及實(shí)地調(diào)研情況將裸地及帶有田塊特征的草地進(jìn)行認(rèn)定為當(dāng)年未耕種的梯田。將連續(xù)2a 未耕種的梯田疊加分析，其重合部分即可認(rèn)定為撂荒梯田。最后，結(jié)合實(shí)地調(diào)研中獲取的采樣區(qū)梯田農(nóng)作物種植情況，對(duì)遙感解譯結(jié)果進(jìn)行適當(dāng)修正，最終得出各研究區(qū)的采樣區(qū)域撂荒梯田范圍（圖3）。

2）梯田撂荒率的計(jì)算

根據(jù)前文對(duì)撂荒梯田的界定，并參考部分學(xué)者對(duì)撂荒率計(jì)算的方法[1]，本文中的撂荒率是以研究時(shí)期內(nèi)全部梯田面積（包括撂荒的梯田面積、正在種植的梯田面積，不包括退耕還林還草以及作為其他用途的梯田）作為分母，撂荒梯田的面積作為分子，其計(jì)算公式如下

式中RT為某一研究時(shí)期的梯田撂荒率，%；Aa、Ac 分別為當(dāng)年撂荒的梯田面積以及尚未撂荒的梯田面積，hm2。

圖3 山區(qū)撂荒梯田提取流程 Fig.3 Extraction process of abandoned terrace in mountainous area

3 結(jié)果分析

3.1 研究區(qū)梯田撂荒現(xiàn)狀

采用監(jiān)督分類+實(shí)地調(diào)研+人工目視解譯的方法對(duì)4個(gè)研究區(qū)中各個(gè)影像采樣區(qū)進(jìn)行遙感解譯，并在解譯結(jié)果中提取出撂荒梯田分布范圍（圖4），其中各個(gè)采樣區(qū)影像撂荒情況以及其中采樣點(diǎn)梯田的基本參數(shù)如表3 所示（由于華池縣和尋甸縣屬于土質(zhì)山區(qū)，土層深厚，難以實(shí)地勘測(cè)當(dāng)?shù)靥萏锏耐翆雍穸龋虼宋闹械姆治霾簧婕吧鲜? 個(gè)研究區(qū)的土層厚度數(shù)據(jù)）。

表3 研究區(qū)梯田基本參數(shù)及撂荒現(xiàn)狀 Table 3 Basic parameters of terraced fields in study area and the status of abandoned land

圖4 部分采樣區(qū)撂荒梯田提取結(jié)果 Fig.4 Extraction results of abandoned terraces in part of the sampling area

分析結(jié)果表明，沂水縣、林州市、華池縣、尋甸縣4縣采樣區(qū)梯田的平均撂荒率分別為 4.11%、7.68%、24.03%、9.46%。其中，沂水縣、林州市和尋甸縣梯田的撂荒率較低，均在10%以下，而華池縣采樣區(qū)的梯田撂荒率高達(dá)24.03%。

3.2 工程設(shè)計(jì)視角下山區(qū)梯田撂荒影響因素分析

一般而言，山區(qū)梯田的撂荒主要受到兩方面因素的影響，一是梯田的自然資源稟賦，梯田修建時(shí)，土層厚度、地面坡度等因素是制約梯田寬度的主要自然地理因素，而梯田寬度過(guò)窄的話則會(huì)導(dǎo)致無(wú)法機(jī)械化耕種，也就不能規(guī)模經(jīng)營(yíng)，容易被邊際化，因此更容易發(fā)生撂荒。二是梯田的利用方式、收益水平，以及當(dāng)?shù)氐纳鐣?huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平等一系列社會(huì)經(jīng)濟(jì)因素。

梯田根據(jù)斷面形式不同，可分為水平梯田、坡式梯田、隔坡式梯田、反坡梯田等多種形態(tài)。而水平梯田在我國(guó)的分布最為廣泛，本研究的4 個(gè)研究區(qū)的梯田類型均為水平梯田。水平梯田建設(shè)作為改造坡地、控制水土流失、建設(shè)基本農(nóng)田的措施，是可以通過(guò)改變局部地形實(shí)現(xiàn)的。根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 16453.1—2008《水土保持綜合治理技術(shù)規(guī)范坡耕地治理技術(shù)》，水平梯田的斷面示意圖[30]如圖5 所示。

圖5 水平梯田斷面示意圖 Fig.5 Schematic diagram of horizontal terraces

從梯田工程設(shè)計(jì)的角度來(lái)看，山區(qū)梯田的建設(shè)只有符合當(dāng)?shù)氐淖匀坏乩項(xiàng)l件才能最大限度地發(fā)揮其功能。梯田斷面設(shè)計(jì)首要考慮的因素是：設(shè)計(jì)合適的田面寬度，以滿足機(jī)耕和灌溉的需要。田面凈寬偏窄，將難以滿足小型農(nóng)業(yè)機(jī)械作業(yè)的要求；田面凈寬過(guò)寬，將增大土方量和用工量，增加了項(xiàng)目區(qū)的建設(shè)成本。所以，在水平梯田修建時(shí)，其基本原則是：其田面寬度應(yīng)盡可能地滿足小型農(nóng)業(yè)機(jī)械耕作的要求。在這種情況下，理論上可以保證耕作、種植施肥、田間管理機(jī)械的正常運(yùn)行，提高機(jī)械化程度的效率，方便后期的經(jīng)營(yíng)管理。

圖6 小型農(nóng)業(yè)機(jī)械耕作轉(zhuǎn)彎示意圖 Fig.6 Schematic diagram of small agricultural machinery farming turning

由小型農(nóng)業(yè)機(jī)械耕作轉(zhuǎn)彎示意圖（圖6）可知，在滿足小型機(jī)械機(jī)耕的條件下，梯田的最小寬度，K = 2 (R +L)。因此，通過(guò)理論分析可知，對(duì)于山區(qū)的梯田而言，梯田越窄，則越難滿足機(jī)械化耕作的要求，因此可能越容易發(fā)生撂荒的情況。

對(duì)4 個(gè)縣的梯田采樣區(qū)域進(jìn)行遙感解譯，分析其梯田撂荒率及梯田寬度的關(guān)系，其結(jié)果如圖7 所示。

由結(jié)果可知，4 個(gè)研究區(qū)域中，沂水、林州、尋甸的梯田撂荒率和梯田寬度均呈現(xiàn)出比較明顯的負(fù)相關(guān)趨勢(shì)，梯田田面寬度越窄，則其撂荒率越高。而華池縣的梯田寬度和撂荒率的相關(guān)關(guān)系不明顯，究其原因，主要是華池縣梯田較寬，其梯田的平均田面寬度普遍在10m以上，相對(duì)而言更容易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化。因此，梯田的田面寬度則不再是影響其撂荒的主要因素。在這種條件下，區(qū)域社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、農(nóng)產(chǎn)品成本收益情況以及相關(guān)政策等一系列的社會(huì)經(jīng)濟(jì)因素則是影響華池縣梯田撂荒的主要因素。

前文分析可知，梯田寬度與其撂荒情況存在明顯的相關(guān)關(guān)系。而根據(jù)水平梯田斷面示意圖（圖5）可以推斷，地面坡度和土層厚度是制約梯田寬度的最主要的自然地理因素。一般而言，土層越薄、坡度越大，則梯田的寬度越窄。通過(guò)對(duì)研究區(qū)實(shí)地勘測(cè)印證了這一點(diǎn)。4 個(gè)研究區(qū)梯田采樣點(diǎn)的地面坡度及梯田寬度的散點(diǎn)圖如圖8 所示。從圖中可以明顯地看出，4 個(gè)研究區(qū)域中，地面坡度和梯田寬度均呈現(xiàn)出明顯的負(fù)相關(guān)關(guān)系，地面坡度越大，則梯田寬度越窄。

圖7 采樣區(qū)梯田寬度與撂荒率關(guān)系 Fig.7 Relationship between terrace width and abandonment rate in sampling area

在以華池縣和尋甸縣為代表的土質(zhì)山區(qū)，由于土層深厚（華池縣所在的黃土高原地區(qū)土層一般可達(dá)數(shù)十米深），一般土層厚度不會(huì)作為梯田的寬度的限制因素，而在土層較薄的石質(zhì)山區(qū)，土層厚度則會(huì)顯著影響梯田的寬度，一般而言，土層厚度越厚，則建設(shè)的梯田所能達(dá)到的寬度越寬。因此，本文主要以林州市和沂水縣為代表的石質(zhì)山區(qū)為例，分析土層厚度對(duì)梯田寬度的影響，采用Excel 軟件對(duì)林州市和沂水縣的相關(guān)實(shí)地調(diào)研數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，得出其梯田寬度與土層厚度之間存在的數(shù)量關(guān)系（圖9）。分析結(jié)果表明，屬于石質(zhì)山區(qū)的沂水縣和林州市的梯田寬度和土層厚度均呈現(xiàn)出一定程度的正相關(guān)的關(guān)系。

圖8 山區(qū)梯田寬度和地面坡度關(guān)系 Fig.8 Relationship between terrace width and ground slope in mountainous areas

圖9 山區(qū)梯田寬度和土層厚度的關(guān)系 Fig.9 Relationship between terrace width and soil thickness in mountainous areas

上述分析表明，以林州和沂水為代表的石質(zhì)山區(qū)，梯田的田面寬度受土層厚度和地面坡度的制約。而以尋甸縣和華池縣為代表的土質(zhì)山區(qū)，由于土層較厚，因此土層厚度不再是梯田寬度的制約因素，地面坡度是制約梯田寬度的主要自然地理因素。在地面坡度和土層厚度的制約下，山區(qū)梯田修建的寬度受到影響，并進(jìn)一步影響著山區(qū)梯田的撂荒。

4 討 論

本研究通過(guò)實(shí)地調(diào)研、遙感解譯的方法分析了山區(qū)梯田撂荒現(xiàn)狀，并從梯田工程設(shè)計(jì)的角度對(duì)山區(qū)梯田撂荒的影響因素進(jìn)行了分析。但除了上述因素以外，區(qū)域社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展情況，農(nóng)產(chǎn)品收益水平以及地方政策等一系列社會(huì)經(jīng)濟(jì)因素也會(huì)在一定程度上影響山區(qū)梯田的撂荒情況。據(jù)研究區(qū)實(shí)地調(diào)研情況可知，由于山東省沂水縣擁有生姜這一優(yōu)勢(shì)產(chǎn)業(yè)，再加上長(zhǎng)期以來(lái)小麥、玉米等糧食作物的收益水平較低（圖10）。因此，當(dāng)?shù)睾苌俜N植糧食作物，一般農(nóng)戶僅種植少量玉米供自家使用。盡管地處花崗巖石質(zhì)山區(qū)的沂水縣梯田寬度較窄，但得益于生姜等經(jīng)濟(jì)作物的單位面積的收益尚可，當(dāng)?shù)氐奶萏锪袒那闆r并不多見(jiàn)，研究樣區(qū)的梯田平均撂荒率僅4.11%。相反的是，盡管華池縣梯田田面寬度較寬，一般均在10 m 以上，但由于當(dāng)?shù)刂饕r(nóng)作物是玉米，其收益水平相對(duì)較低，因此，當(dāng)?shù)靥萏锶源嬖诖罅苛袒牡默F(xiàn)象，華池縣研究樣區(qū)的平均撂荒率達(dá)24.03%，為4 個(gè)研究區(qū)的最高水平。

圖10 2006—2016 年山東省玉米和小麥單位面積凈利潤(rùn) Fig.10 Net profit per unit area of maize and wheat in Shandong Province from 2006 to 2016

在調(diào)研過(guò)程中，通過(guò)對(duì)比林州市耕地新增項(xiàng)目修建的梯田和農(nóng)民人工修建的梯田，可以發(fā)現(xiàn)，農(nóng)民為了減少成本，其自發(fā)修建的梯田一般均位于坡度較緩的地區(qū)，這能在一定程度上降低梯田建設(shè)的成本，盡管這些梯田的土層厚度相對(duì)較薄，梯田周邊設(shè)施不夠完善，但其利用程度相對(duì)較高；而政府新增耕地項(xiàng)目修建的梯田一般位于海拔較高、地面坡度較大的地區(qū)，修建時(shí)需要較大的工程量，在耕地占補(bǔ)平衡政策的支持下，仍然通過(guò)人工客土的方法修建成田面較寬、土層較厚的梯田，但這種方式的成本較高，據(jù)林州市新增耕地項(xiàng)目負(fù)責(zé)人介紹，當(dāng)?shù)匦略龈氐脑靸r(jià)約300×103元/hm2。在如今技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、政策條件均滿足的情況下，絕大多數(shù)地區(qū)都可以修建出優(yōu)質(zhì)梯田，但梯田修建之后是否會(huì)被撂荒，這才是更值得我們關(guān)注的問(wèn)題?！笆濉币?guī)劃建議提出了實(shí)施藏糧于地、藏糧于技戰(zhàn)略，體現(xiàn)出中央對(duì)確保糧食產(chǎn)能的高度重視，更體現(xiàn)出確保產(chǎn)能的糧食安全新思路。在未來(lái)，僅僅單純地依靠新增耕地并不一定能夠有效的保障糧食安全，因此，藏糧于技則顯得尤為重要。

本研究應(yīng)用10m 分辨率的哨兵2 號(hào)影像進(jìn)行遙感解譯并結(jié)合實(shí)地調(diào)研情況提取撂荒梯田信息，受遙感影像分辨率限制，部分草地和農(nóng)作物可能較難區(qū)分。針對(duì)此問(wèn)題，本研究借助臨近時(shí)期的Google 高分影像進(jìn)行輔助驗(yàn)證，但這種方式會(huì)花費(fèi)大量的人力與時(shí)間，在今后的研究中，可以考慮采用其他空間分辨率更高、光譜信息更為豐富的遙感數(shù)據(jù)源進(jìn)行解譯，以便更大程度減少上述類似的誤差。此外，進(jìn)行研究區(qū)及調(diào)研點(diǎn)選取時(shí)，由于時(shí)間和精力有限，選擇研究區(qū)和調(diào)研樣點(diǎn)的數(shù)量不夠豐富。山區(qū)梯田的撂荒除了受到本文分析的地面坡度、土層厚度等自然地理因素以及農(nóng)產(chǎn)品經(jīng)營(yíng)收益等經(jīng)濟(jì)學(xué)因素的影響以外，還可能會(huì)受到灌溉條件、城鎮(zhèn)化發(fā)展水平、地方政策水平等其他因素的影響，但因目前獲取的資料有限，上述因素并未進(jìn)行具體分析。針對(duì)上述問(wèn)題，在后期會(huì)進(jìn)一步豐富研究區(qū)和樣點(diǎn)數(shù)量及相關(guān)數(shù)據(jù)資料，進(jìn)行更加深入地研究。

山區(qū)梯田的修建應(yīng)因地制宜。中國(guó)山區(qū)已經(jīng)開(kāi)發(fā)過(guò)度，適合開(kāi)發(fā)的后備資源更是已經(jīng)殆盡，大多數(shù)新建梯田是過(guò)去開(kāi)發(fā)剩下的所謂未利用地，其自然資源稟賦更差，將來(lái)極有可能發(fā)生撂荒。因此，筆者認(rèn)為山區(qū)梯田的建設(shè)應(yīng)主要依據(jù)當(dāng)?shù)氐淖匀坏乩項(xiàng)l件，對(duì)于土層厚度較薄、坡度較大的地區(qū)，不必花費(fèi)大量人力物力繼續(xù)修建梯田。

5 結(jié) 論

本文通過(guò)遙感解譯結(jié)合實(shí)地調(diào)研的方式提取山區(qū)撂荒梯田，然后結(jié)合梯田建設(shè)的理論模型及141 個(gè)梯田田面實(shí)地測(cè)量數(shù)據(jù)分析山區(qū)梯田撂荒的影響因素，最后總結(jié)出石質(zhì)山區(qū)和土質(zhì)山區(qū)梯田田面寬度的主要限制因素。主要得出以下結(jié)論：

1）采樣區(qū)影像梯田撂荒信息提取結(jié)果表明，4 個(gè)研究區(qū)內(nèi)梯田均呈現(xiàn)出不同程度的撂荒現(xiàn)象，其中華池縣、尋甸縣、林州市和沂水縣的采樣區(qū)平均撂荒率分別為4.11%、7.68%、24.03%、9.46%。

2）梯田的田面寬度是影響梯田撂荒的主要因素。對(duì)沂水、林州、尋甸的梯田撂荒率和梯田寬度的關(guān)系研究表明，梯田田面越窄的地區(qū)，越容易撂荒；對(duì)華池縣的研究表明，當(dāng)梯田寬度足夠?qū)挄r(shí)，梯田寬度與撂荒率的相關(guān)關(guān)系不明顯。

3）在石質(zhì)山區(qū)，地面坡度與土層厚度是制約梯田寬度的主要因素，梯田的寬度隨著地面坡度增大而變窄，隨著土層厚度的變薄而變窄；在土質(zhì)山區(qū)，由于土層較厚，地面坡度是制約梯田寬度的主要因素，梯田的寬度隨著坡度的增大而變窄。