東北商品糧基地縣耕地時(shí)空變化及影響因素分析
——以遼源市東遼縣為例

劉 靜，寧傳奇，徐春濤，張 靜，張 羽，姜錫東

(1.東北師范大學(xué)地理科學(xué)學(xué)院，吉林 長(zhǎng)春 130024；2.吉林省自然資源調(diào)查規(guī)劃中心有限公司，吉林 長(zhǎng)春 130061；3.吉林省國土資源調(diào)查規(guī)劃研究院，吉林 長(zhǎng)春 130061；4.吉林省征地事務(wù)中心，吉林 長(zhǎng)春 130061；5.東北師范大學(xué)自然博物館，吉林 長(zhǎng)春 130117；6.東北師范大學(xué)土地資源管理研究所，吉林 長(zhǎng)春，130024)

東北地區(qū)是我國重要的商品糧生產(chǎn)基地，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，我國的糧食需求不斷增加，糧食安全問題也隨之出現(xiàn)，因此研究糧食生產(chǎn)基地變化特征對(duì)于保障全國糧食安全具有重要意義.東北糧食種植地區(qū)主要分布在三大平原：三江平原、松嫩平原、遼河平原.黑龍江省是我國北方水資源最豐富的省份，三江平原地區(qū)以種植水稻為主，其西南部的松嫩平原則以種植玉米居多；北部的佳木斯、黑河等地是我國大豆的主要生產(chǎn)基地[1].在吉林省圖們江、鴨綠江沿岸的四平、長(zhǎng)春地區(qū)以種植水稻為主，西部處于松遼平原的四平、公主嶺、扶余等地區(qū)則是我國三大玉米帶的種植地.遼寧省雖不及黑、吉兩地農(nóng)業(yè)種植廣泛，但其沿海平原、遼河平原等地也是我國主要的水稻生產(chǎn)基地[2-3].東北地區(qū)雖幅員遼闊、沃野千里，但在目前快速城鎮(zhèn)化發(fā)展的背景下，大量耕地資源被城市建設(shè)用地?cái)U(kuò)張侵占，部分商品糧生產(chǎn)基地縣的產(chǎn)能受損，因此對(duì)于這類商品糧基地縣，尤其是東北地區(qū)的商品糧基地縣開展耕地資源的變化監(jiān)測(cè)研究，并解析其背后的變化原因是十分必要的.

遼源市東遼縣是吉林省中部地區(qū)一個(gè)典型的商品糧基地縣，本文以東遼縣為例，開展了耕地變化及其影響因素研究.采用Arcgis空間分析方法統(tǒng)計(jì)出2009—2016年東遼縣耕地?cái)?shù)量變化與耕地轉(zhuǎn)入來源與轉(zhuǎn)出去向變化情況，而后運(yùn)用統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)繪制伯爾茲曼函數(shù)擬合曲線圖，分析耕地轉(zhuǎn)入、轉(zhuǎn)出與坡度、河流、道路及居民點(diǎn)要素的關(guān)系，最終得出結(jié)論.本文結(jié)論對(duì)于東遼縣國土部門進(jìn)行有針對(duì)性的耕地保護(hù)、落實(shí)國家土地整治政策、協(xié)調(diào)城鎮(zhèn)建設(shè)與耕地資源保護(hù)的關(guān)系具有重要意義.

1 研究區(qū)與研究方法

1.1 研究區(qū)概況

東遼縣位于吉林省中南部，東遼河發(fā)源于境內(nèi)，因河而得名，素有“五山一水四分田”之地理特征.地理位置為東經(jīng)124°52′35.9″～125°30′33.6″、北緯42°56′50.3″～42°51′07.3″之間.東西寬61.4 km，南北長(zhǎng)68.2 km.東和南與東豐縣接壤，西和西南與遼寧省西豐縣毗鄰，北鄰伊通縣，隔二龍湖與梨樹縣相望.幅員2 184.39 km2，占遼源市總面積的43%.縣域中部鏤空，將遼源市區(qū)包裹其中.全縣轄9個(gè)鎮(zhèn)(白泉鎮(zhèn)、渭津鎮(zhèn)、安石鎮(zhèn)、遼河源鎮(zhèn)、泉太鎮(zhèn)、建安鎮(zhèn)、安恕鎮(zhèn)、平崗鎮(zhèn)、云頂鎮(zhèn))，4個(gè)鄉(xiāng)(凌云鄉(xiāng)、甲山鄉(xiāng)、足民鄉(xiāng)、金洲鄉(xiāng))，234個(gè)行政村[4].研究區(qū)位置示意圖見圖1.

圖1 東遼置示意圖縣位

東遼縣屬于半濕潤中溫帶大陸性氣候，一年四季分明.全縣年日照時(shí)數(shù)為2 504.2 h，年日照率為57%，全縣年平均溫度5.2℃，年降水量為658 mm，夏季雨熱同季，光熱水條件好，有利于農(nóng)作物生長(zhǎng).縣內(nèi)盛產(chǎn)玉米、水稻、大豆、高粱，是國家商品糧基地.境內(nèi)森林資源和動(dòng)物資源豐富，東遼特產(chǎn)鹿茸、柞蠶聞名全國；池塘水庫星羅棋布，養(yǎng)魚等水產(chǎn)業(yè)長(zhǎng)足發(fā)展.東遼縣具有山區(qū)與平原的綜合優(yōu)勢(shì)，蘊(yùn)藏著煤炭、石灰石、大理石、沸石、瓷土、紅土、白馬牙石、黃金、礦泉水等多種物產(chǎn)資源，是自然資源寶地.

東遼縣憑借優(yōu)越的自然條件，近幾年一、二、三產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展，并于2018年10月被確定為“2018年全國農(nóng)村一二三產(chǎn)業(yè)融合發(fā)展先導(dǎo)區(qū)”.到2017年底，東遼縣農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值突破60億元，工業(yè)實(shí)現(xiàn)總產(chǎn)值310億元，增加值88.6億元；在工農(nóng)業(yè)發(fā)展的同時(shí)也加快了農(nóng)村金融體制改革，啟動(dòng)了農(nóng)村金融綜合服務(wù)體系建設(shè)，金融機(jī)構(gòu)貸款余額突破120億元，第三產(chǎn)業(yè)增加值43億元，增長(zhǎng)8.5%[5-6].

1.2 數(shù)據(jù)來源

本文采用的數(shù)據(jù)包括東遼縣社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展數(shù)據(jù)和東遼縣耕地變化監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù).其中東遼縣社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展數(shù)據(jù)來源于遼源市統(tǒng)計(jì)年鑒、東遼縣統(tǒng)計(jì)公報(bào)；東遼縣耕地變化監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)中耕地坡度數(shù)據(jù)來源于東遼縣坡度圖；2009年與2016年耕地、河流、居民點(diǎn)及道路數(shù)量、分布數(shù)據(jù)來源于東遼縣2009年、2016年土地利用現(xiàn)狀數(shù)據(jù)庫.

1.3 研究方法

本文采用的主要研究方法有GIS空間分析法和空間函數(shù)擬合分析法.GIS空間分析法是利用Arcgis軟件空間疊加分析中的相交和擦除，對(duì)2009年和2016年土地利用現(xiàn)狀數(shù)據(jù)庫中的轉(zhuǎn)入、轉(zhuǎn)出耕地圖斑進(jìn)行提取，為后文分析耕地轉(zhuǎn)入、轉(zhuǎn)出變化情況提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)[7].

在對(duì)土地利用現(xiàn)狀數(shù)據(jù)庫提取的耕地?cái)?shù)量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析后，利用Origin繪制伯爾茲曼函數(shù)擬合曲線圖，分別分析耕地距河流、道路、村莊、城鎮(zhèn)等要素的遠(yuǎn)近與耕地轉(zhuǎn)入、轉(zhuǎn)出的關(guān)系，并解析造成此影響的原因.

2 結(jié)果與分析

2.1 東遼縣耕地轉(zhuǎn)入與轉(zhuǎn)出變化情況

本文利用Arcgis軟件，分別提取東遼縣2009年、2016年的耕地圖斑，通過疊加分析中的擦除和相交，統(tǒng)計(jì)出2009—2016年東遼縣耕地變化情況，包括3類：轉(zhuǎn)入耕地、轉(zhuǎn)出耕地、未變化耕地.東遼縣2009—2016年耕地空間變化情況見圖2.轉(zhuǎn)入耕地面積較小，主要分布在平崗鎮(zhèn)；而耕地轉(zhuǎn)出面積較大，轉(zhuǎn)出耕地分布較分散，全縣各鎮(zhèn)都有面積不等的耕地轉(zhuǎn)成其他地類.

圖2 2009—2016東遼縣轉(zhuǎn)入轉(zhuǎn)出耕地分布

耕地轉(zhuǎn)入與轉(zhuǎn)出的詳細(xì)情況見表1、表2，2009—2016年轉(zhuǎn)入及轉(zhuǎn)出耕地的來源與去向分布比例見圖3、圖4.

2009—2016年間，東遼縣新增耕地總面積為49.12 hm2，來源有三類：草地45.12 hm2，采礦用地2.81 hm2，裸地1.19 hm2.

2009—2016年間，東遼縣減少耕地總面積為405.82 hm2，由于城鎮(zhèn)村發(fā)展，耕地轉(zhuǎn)出去向多為建設(shè)用地，其中：農(nóng)村宅基地101.47 hm2，風(fēng)景名勝及特殊用地0.34 hm2，公路用地99.46 hm2，城鎮(zhèn)內(nèi)部建設(shè)用地12.79 hm2，裸土地0.16 hm2，內(nèi)陸灘涂2.85 hm2，農(nóng)村道路1.00 hm2，設(shè)施農(nóng)用地39.41 hm2，水工建筑用地5.36 hm2，水庫水面40.46 hm2，鐵路用地102.52 hm2.

表1 2009—2016轉(zhuǎn)入耕地面積

表2 2009—201轉(zhuǎn)出耕地面積

圖3 2009—2016年轉(zhuǎn)入耕地來源占比

2.2 耕地轉(zhuǎn)入與轉(zhuǎn)出影響因素分析

為明確東遼縣土地利用時(shí)空變化影響因素及其影響程度，采取Arcgis空間分析與Origin繪制的伯爾茲曼函數(shù)擬合曲線圖相結(jié)合，選取可能對(duì)耕地利用變化產(chǎn)生影響的要素：地形(坡度)要素、河流要素、公路鐵路、農(nóng)村居民點(diǎn)，分別對(duì)每個(gè)要素的變化圖斑進(jìn)行緩沖區(qū)分析，統(tǒng)計(jì)出每個(gè)緩沖帶耕地轉(zhuǎn)入、轉(zhuǎn)出的面積，最后通過擬合分析得出要素在多大范圍內(nèi)對(duì)耕地利用產(chǎn)生影響.

2.2.1 耕地轉(zhuǎn)入原因分析

通過分析耕地轉(zhuǎn)入圖斑的空間位置發(fā)現(xiàn)，轉(zhuǎn)入圖斑都集中在平崗鎮(zhèn)；同時(shí)對(duì)河流、公路鐵路、建制鎮(zhèn)及村莊進(jìn)行緩沖區(qū)分析后與轉(zhuǎn)入耕地進(jìn)行疊加，發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)入耕地與其距河流、公路鐵路、建制鎮(zhèn)、村莊的距離相關(guān)性不大，因此對(duì)于新增耕地原因，本文只進(jìn)行地形及區(qū)位分析.

(1) 地形原因分析.地形要素以耕地坡度的形式表示，分為5個(gè)級(jí)別：≤2°，2°～6°，6°～15°，15°～25°，>25°.每個(gè)級(jí)別所包含的轉(zhuǎn)入耕地面積如圖5所示.當(dāng)耕地坡度為3級(jí)(6°～15°)時(shí)，轉(zhuǎn)入耕地面積最高，為323 818.3 m2，占總新增耕地的65.9%；其次，耕地坡度為2級(jí)(2°～6°)時(shí)，轉(zhuǎn)入耕地面積為114 896.0 m2，占總新增耕地的23.4%.其余3個(gè)級(jí)別耕地轉(zhuǎn)入占比較?。浩露取?°時(shí)占4.4%，坡度在15°～25°占6.3%；坡度>25°時(shí)轉(zhuǎn)入耕地面積為0，因?yàn)榈匦纹露?25°的坡地，不利于玉米、水稻等農(nóng)作物的生長(zhǎng)，產(chǎn)量低，故農(nóng)民多選擇在平地或梯田開墾種植.

(2) 區(qū)位原因分析.由轉(zhuǎn)入耕地區(qū)位示意圖(見圖6)可見，轉(zhuǎn)入耕地都集中在平崗鎮(zhèn).平崗鎮(zhèn)為東遼縣的主要采礦區(qū)，地下含有豐富的礦產(chǎn)資源，但經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間的開采和利用，廢棄的采礦區(qū)和荒草地逐漸增加，根據(jù)國家土地整治政策，逐漸開墾為耕地.

圖5 每個(gè)坡度級(jí)別轉(zhuǎn)入耕地面積

2.2.2 耕地轉(zhuǎn)出因素及空間擬合分析

(1) 地形原因分析.轉(zhuǎn)出耕地面積如圖7所示.根據(jù)前文的分析，耕地轉(zhuǎn)出去向多為建設(shè)用地，坡度較大則不利于城鎮(zhèn)建設(shè).坡度為2°～6°的耕地，坡度較小，且為東遼縣土地的主體坡度，轉(zhuǎn)出面積最大，為2 512 954.2 m2，占總轉(zhuǎn)出耕地的48.2%；耕地坡度≤2°時(shí)，可視為平地，轉(zhuǎn)出面積為1 686 618.0 m2，占總轉(zhuǎn)出耕地的32.4%；當(dāng)耕地坡度為6°～15°時(shí)，轉(zhuǎn)出面積為966 123.7 m2，占總轉(zhuǎn)出耕地的18.5%；坡度>15°時(shí)，屬丘陵地區(qū)，轉(zhuǎn)出耕地不足1%.

(2) 河流要素空間擬合分析.利用Arcgis空間分析功能，對(duì)2009—2016年間河流變化圖斑進(jìn)行緩沖區(qū)分析，經(jīng)多次嘗試，確定緩沖范圍為5 000 m，每500 m設(shè)立一個(gè)緩沖帶，與轉(zhuǎn)出耕地圖斑進(jìn)行疊加，統(tǒng)計(jì)出每條緩沖帶包含的耕地面積，然后利用Origin繪圖軟件，繪制出轉(zhuǎn)出耕地面積與距河流距離的擬合曲線，結(jié)果見圖8.在距河流1 000 m以內(nèi)時(shí)，轉(zhuǎn)出耕地面積隨距離的增加而減少，且占全部轉(zhuǎn)出耕地的32.6%；距河流1 000 m以上時(shí)，無明顯規(guī)律，可以考慮轉(zhuǎn)出耕地與其無關(guān).因此轉(zhuǎn)出耕地面積在距河流1 000 m以內(nèi)有相關(guān)性.

圖7 每個(gè)坡度級(jí)別轉(zhuǎn)出耕地面積

(3) 公路鐵路要素空間擬合分析.同河流要素的繪制方法一樣，對(duì)2009—2016年間公路鐵路變化圖斑進(jìn)行緩沖區(qū)分析，確定的緩沖范圍為2 500 m，每250 m設(shè)立一個(gè)緩沖帶，利用Origin繪圖軟件，繪制出轉(zhuǎn)出耕地面積與距公路鐵路距離的擬合曲線，結(jié)果見圖9.在距公路鐵路要素1 000 m以內(nèi)時(shí)，轉(zhuǎn)出耕地面積隨距離的增加而減少，占全部轉(zhuǎn)出耕地的32.0%；距公路鐵路1 000 m以上時(shí)，無明顯規(guī)律，可以認(rèn)為轉(zhuǎn)出耕地與其無關(guān).因此轉(zhuǎn)出耕地面積在距公路鐵路1 000 m以內(nèi)有相關(guān)性.

(4) 村莊要素空間擬合分析.根據(jù)前文的分析可知，城鎮(zhèn)與村莊內(nèi)部建設(shè)用地是耕地轉(zhuǎn)出的主要去向，因此研究村莊與建制鎮(zhèn)對(duì)耕地轉(zhuǎn)出的影響有重要意義.對(duì)2009—2016年間村莊與建制鎮(zhèn)變化圖斑進(jìn)行緩沖區(qū)分析，確定的緩沖范圍為1 000 m，每100 m設(shè)立一個(gè)緩沖帶，利用Origin繪圖軟件，繪制出轉(zhuǎn)出耕地面積與距建制鎮(zhèn)距離的擬合曲線，結(jié)果見圖10.在距農(nóng)村居民點(diǎn)300 m以內(nèi)時(shí)，轉(zhuǎn)出耕地面積呈上升趨勢(shì)，在距村莊300 m時(shí)，達(dá)到最大值，占全部轉(zhuǎn)出耕地的56.5%；在300 ～1 000 m范圍內(nèi)，轉(zhuǎn)出耕地隨距村莊的距離增加而減少，占全部轉(zhuǎn)出耕地的29.1%；1 000 m以上時(shí)，耕地轉(zhuǎn)出面積較小，占全部轉(zhuǎn)出耕地的14.4%，與距村莊的距離相關(guān)性較小.因此轉(zhuǎn)出耕地面積隨距居民點(diǎn)距離的增加而減少，300 m時(shí)為最大，300 m以內(nèi)由于農(nóng)村宅基地周圍常有自家堆放的柴草及牲畜的臨時(shí)圈養(yǎng)圏，占去了一定面積的可耕種土地.

圖9 轉(zhuǎn)出耕地與距公路鐵路距離擬合曲線

3 結(jié)論

(1) 東遼縣2009—2016年耕地時(shí)空變化特征.根據(jù)本文的統(tǒng)計(jì)結(jié)果，東遼縣2009—2016年度耕地轉(zhuǎn)入來源均為未利用地，其中：其他草地為93%、采礦用地為5%、裸土地為2%.耕地轉(zhuǎn)出去向較多樣，主要為建設(shè)用地，占比為76.18%，其他農(nóng)用地占比19.93%，還有少量轉(zhuǎn)為未利用地，占比0.74%.根據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果來看，轉(zhuǎn)入耕地來源大多為便于開墾的平整草地或撂荒的土地，轉(zhuǎn)入耕地為分散布局，未見大片開墾地，大多為農(nóng)民自發(fā)擴(kuò)墾的耕地，表明了農(nóng)民對(duì)耕地的需求.

公路鐵路建設(shè)占轉(zhuǎn)出耕地去向的一半，其余轉(zhuǎn)出耕地均為鄉(xiāng)鎮(zhèn)內(nèi)部建設(shè)需求用地，直接反映了我國建設(shè)用地需求不斷增加的情況，城市的擴(kuò)張侵占了大量農(nóng)用土地資源.

(2) 東遼縣耕地?cái)?shù)量變化原因.轉(zhuǎn)入耕地大部分存在于平崗鎮(zhèn)，區(qū)位原因較強(qiáng)，多為平崗煤礦廢棄后進(jìn)行土地復(fù)墾工作增加的土地.坡度在6°～15°之間轉(zhuǎn)入的耕地最多，占全部轉(zhuǎn)入耕地的65.9%.

坡度為2°～6°的耕地轉(zhuǎn)出面積最大，占全部轉(zhuǎn)出耕地的48.2%，轉(zhuǎn)出去向多為建設(shè)用地，坡度較大則不利于城鎮(zhèn)建設(shè).1 000 m范圍內(nèi)，距河流和公路鐵路距離與耕地轉(zhuǎn)出面積密切相關(guān)，隨距離的增加相關(guān)性逐漸減小.轉(zhuǎn)出耕地在距離河流較近處數(shù)量較多，主要原因是受季節(jié)性河流與東遼河整治的影響，導(dǎo)致耕地減少.轉(zhuǎn)出耕地面積與距村莊距離關(guān)系緊密，1 000 m范圍內(nèi)轉(zhuǎn)出耕地隨距村莊距離的增加而減小，300 m時(shí)轉(zhuǎn)出耕地面積達(dá)到峰值，占全部轉(zhuǎn)出耕地的56.5%，城鎮(zhèn)建設(shè)的擴(kuò)張占用了大量耕地資源.

4 土地利用政策建議

4.2.1 做好土地整治工作，提升采礦區(qū)土地質(zhì)量

東遼縣應(yīng)對(duì)采礦廢棄區(qū)域進(jìn)行土地整治，提高土壤質(zhì)量，增加土壤肥力，改善作物生長(zhǎng)環(huán)境，利用荒廢土地補(bǔ)充耕地資源.自第十屆全國人大第四次會(huì)議提出“18億畝耕地是不可逾越的一道紅線”，以及“十二五”規(guī)劃強(qiáng)調(diào)的高標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行基本農(nóng)田項(xiàng)目建設(shè)開始，我國耕地?cái)?shù)量的嚴(yán)控、質(zhì)量的提高就成為農(nóng)村土地工作的重中之重[8].

4.2.2 對(duì)失地農(nóng)民進(jìn)行合理的補(bǔ)償與安置

東遼縣國土部門在落實(shí)國家土地整治及發(fā)展政策的同時(shí)，也要保障農(nóng)民的基本生活.失去土地的農(nóng)民在農(nóng)村失去生活來源，而一次性的貨幣補(bǔ)償并不能保障農(nóng)民長(zhǎng)期的生活，因此地方政府應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)厣a(chǎn)生活特點(diǎn)，對(duì)失地農(nóng)民進(jìn)行安置，如開發(fā)城鄉(xiāng)企業(yè)建設(shè)，或鼓勵(lì)大型農(nóng)場(chǎng)、合作社雇傭農(nóng)民進(jìn)行農(nóng)業(yè)種植工作，使其具有長(zhǎng)期的生活來源與保障[9].

4.2.3 處理好城鎮(zhèn)規(guī)劃建設(shè)與土地資源保護(hù)的關(guān)系

東遼縣在發(fā)展城鎮(zhèn)建設(shè)的同時(shí)，要秉著“基本農(nóng)田絕不能動(dòng)”的底線，保證高質(zhì)量農(nóng)田的安全，保障國家糧食安全.要與其他部門協(xié)調(diào)配合，保護(hù)東遼縣豐富的礦產(chǎn)資源和其母親河?xùn)|遼河，做到土地資源與其他自然資源相輔相成，合作共贏[10].在城鎮(zhèn)發(fā)展中，要科學(xué)合理地進(jìn)行城鎮(zhèn)規(guī)劃，要與當(dāng)?shù)刭Y源承受能力進(jìn)行匹配；一、二、三產(chǎn)業(yè)要協(xié)調(diào)發(fā)展、相互推動(dòng)，有必要時(shí)要進(jìn)行合理的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，避免城鎮(zhèn)超負(fù)荷發(fā)展，做到自然資源保護(hù)與城鎮(zhèn)發(fā)展建設(shè)并行.