山区农村耕地流转的地形驱动因子分析——以山西省宁武县为例

贾宁凤 ，王晓雅 ，2，耿佳丽 ，2

山区农村耕地流转的地形驱动因子分析
——以山西省宁武县为例

贾宁凤1，王晓雅1，2，耿佳丽1，2

（1.山西大学黄土高原研究所，山西太原030006；2.山西大学环境与资源学院，山西太原030006）

随着我国城镇化的不断推进，耕地流转已然成为农村土地利用效率显著提高的最有效方式，虽然耕地流转在我国南方尤其是浙江省等地已经较为成熟，但是在北方的山区却处于起步到加速的过程中。以宁武县为例，以行政村为单元，充分运用3S技术、模型模拟等方法，对影响耕地流转的地形因子进行了空间分析，这具有一定的理论和实践意义，为农村土地流转政策的制定提供依据。结果表明，地形因子与山区耕地流转密切相关，随着坡度的增加，耕地流转率逐级降低，耕地平均坡度≤6°的村庄，耕地流转率最高；坡度在6°～15°的村庄耕地流转面积最大，以此为界，坡度≤6°和≥15°的村庄耕地流转面积均减少。随着海拔的升高，耕地流转率逐级降低，耕地平均海拔≤1 400 m的村庄，耕地流转率最大。在坡向因子影响下，耕地流转面积在朝南朝东方向分布较多，朝北朝西方向分布较少。

耕地流转；坡度；海拔；坡向；耕地集中度；耕地分布指数

随着我国城镇化的不断推进，耕地流转已然成为农村土地利用效率显著提高的最有效方式[1]，究其原因，一方面是国家政策层面上的重视和支持，另一方面是学者的广泛关注，给耕地流转注入了活力。虽然耕地流转在我国南方尤其是浙江省等地已经较为成熟[2-4]，但是在北方的山区却处于起步到加速的过程中[5-6]。山区农村的机械化水平低，农作物种植和收获时需要较多的人力，而且仅凭种地带来的经济效益远不能满足农民的各方面支出，劳动力逐渐脱离农业生产，种地面积逐年减少[7]。虽然耕地流转是提高山区耕地种植效益的有效措施，但由于耕地分布零散、流转转入与转出方积极性差，市场发育不完全和流转效益较低，使得山区农村耕地流转发展欠佳，因此，对于山区耕地流转的驱动因子的研究显得十分必要。

目前，国内学者对土地流转影响因素的研究主要分为宏观的政策制度因素和微观的农户自身因素，具体有制度因素（如惠农政策的影响）、农户家庭特征因素（如家庭的打工人数、收入主要来源、年收入、农业收入等）、户主个人特征因素（如年龄、受教育水平等）、耕地资源禀赋因素（如耕地零散度、田块面积和连片性等）4大类[8-12]。

笔者参考目前研究成果，同时考虑到研究区位于山区，耕地资源分布受地形因素影响较大，因此，通过实际调查，运用ArcGIS空间分析法，从地形因子（坡度、海拔、坡向）来研究农村耕地流转的驱动力。

1 材料和方法

1.1 研究区概况

宁武县位于山西省西北部，属黄土高原一部分，县域面积为 194 421.11 hm2，地理坐标 38°30′50″～39°8′40″N，111°50′～112°30′40″E。地势西高东低，山岭纵横，平均海拔在1 500 m以上，北靠朔州，西北连神池，西南邻五寨、岢岚，东南界忻州，南倚静乐。

研究区山区面积达90%，坡耕地分布广泛。2015年研究区农用地面积119 140.40 hm2，占土地总面积的61.28%，其中，耕地面积43 797.80 hm2，占农用地面积的36.76%。农林牧渔业生产总值虽逐年增加，但增长幅度非常小，从2009年的1.79亿元增长至2015年的3.45亿元，而且，在全县生产总值中的占比很小，贡献率很低。可见，研究区虽为农业大县，但受自然因素的制约为农业弱县。

1.2 材料

1.2.1 数据来源 所用的数据主要由实地调查和资料收集得来，其中，通过对研究区的实地调查，获取各行政村的总人口、常住人口、耕地流转面积、种植面积、撂荒面积等信息，并从当地相关部门收集研究区2015年社会经济发展统计年鉴、2015年耕地分布图以及研究区10 m×10 m的数字高程模型（Digital elevation model,DEM）。1.2.2 数据预处理

1.2.2.1 地形参数提取 本研究基于DEM数据，利用ArcGIS10.0提取坡度、海拔与坡向3个地形因子，分为4步：一是获取研究区地形因子信息，在ArcGIS10.0中的3D Analyst中的栅格表面（Raster surface）命令提取海拔、坡度与坡向栅格图；二是将各地形因子赋值给耕地，通过空间分析模块（Spatial analyst）的区域统计工具（Zonal statistics），将耕地图生成具有海拔、坡度与坡向值的栅格图；三是将耕地栅格图转换为矢量图，通过取整（Int）和栅格转面（Raster to polygon）工具将耕地栅格图转换为矢量图，即具有海拔、坡度与坡向值的耕地矢量图。

1.2.2.2 建立耕地土地流转数据库 运用ArcGIS 10.0软件叠加（Overlay）、空间属性连接（Join）等功能，建立耕地土地流转数据库，相关属性有：各村耕地平均海拔、平均坡度与平均坡向值及总人口、常住人口、耕地流转面积、种植面积、撂荒面积等。

1.3 研究方法

本研究以村庄为单位，确定研究区每个村庄的平均海拔、平均坡度、平均坡向，并分别计算其耕地集中度指数、耕地分布指数和耕地流转率来研究其分布特征。

1.3.1 村庄耕地的平均海拔、平均坡度及平均坡向的确定 采用面积加权平均算法，计算公式如下。

式中，Ro表示第O个村庄的平均坡度/海拔/坡向；Rio为第O个村庄中第i块耕地图斑的坡度/海拔/坡向；Sio为第O个村庄中第i块耕地图斑的面积（hm2）。

1.3.2 耕地集中度指数 耕地集中度指数的基本概念源于地理集中指数，用来测量耕地在空间地域上的集中程度，主要用于分析耕地在空间上的分布状况，耕地集中度指数越大，表明耕地在空间地域上分布越集中，反之，则表明耕地分布越分散。耕地集中度指数计算模型如下[13]。

式中，G为耕地集中度指数，xi为i空间区域耕地分布面积，T为耕地总面积，n为空间区域数量。1.3.3 耕地分布指数 分布指数（P）是用来分析某一地类的优势度，是指某区域内耕地所占比例与这一地区土地面积所占比例的比值[14]。当P大于1时，表明这一地区是耕地布局的最适宜区，即该地区耕地所占比例大于整个地区耕地的比例。故分布指数大于1，且P值越大，耕地适宜度、优势度越明显。

式中，Se为在e地形因子的特定等级下耕地的面积；S代表耕地总面积；Te代表整个区域e地形因子特定等级下的总面积；T代表整个区域的面积。

1.3.4 耕地流转率 耕地流转率是指流转耕地面积占家庭承包耕地总面积的比例。

式中，D为某区域内的耕地流转率（%），X为某区域内的耕地流转面积，Y为某区域内家庭承包经营的耕地总面积。

2 结果与分析

2.1 坡度因子影响下的耕地流转空间分布特征

坡度作为耕地资源固有的环境因子之一，对地表的物质流动和能量转换影响巨大。坡度大小与水土流失量的多少有紧密关系，即坡度不断增大，地表水对泥土的冲刷量也会更多[15]。因此，坡度对耕地的分布和利用有至关重要的作用。此外，耕地坡度对各种自然条件不可替代的影响力，使其成为判断耕地质量的关键要素，也成为影响耕地流转的重要因子。

根据计算出的每个村庄耕地的平均坡度，结合前人研究成果[16-17]，考虑到研究区的地形特征等自然规律以及经济发展差异等社会因素，将坡度分为4 级，依次为≤6°，＞6°≤15°，＞15°≤25°，＞25°，再分别计算其耕地集中度指数、耕地分布指数、耕地流转率，其结果如表1所示。

表1 研究区耕地坡度分级情况

假定研究区耕地面积均匀分布，其耕地集中度指数为4.54，而实际上以行政村为空间单元统计出的2015年耕地集中度指数为6.18，表明研究区耕地在空间分布上较为集聚。同理来看，4个坡度级别均呈现出实际耕地集中度指数高于假定的均匀状态下的耕地集中度指数，表明在不同坡度级别下研究区的耕地在空间分布上都较为集聚，且在坡度级别为 1（≤6°），4（＞25°）时耕地集中度指数更大，表明极端的坡度对耕地分布的影响较大。

随着坡度不断加大，耕地的分布指数不断下降。坡度级别 1（≤6°），2（＞6°≤15°）的空间分布指数均大于1，说明在坡度≤15°范围内耕地属于优势分布；因为坡度越高，土壤对肥力和水分的保持能力越弱，粮食作物的投入产出比越小，人们从事农业生产的难度大大增加。村庄耕地平均坡度＞25°的耕地分布指数最低，说明耕地在该区域内属于劣势分布，不适宜耕地的发育。该区域涉及7个村庄，分布在研究区西部的芦芽山林地保护区内（图1），说明研究区耕地分布较为合理，面临高水土流失风险的耕地比例很小，多数耕地可以合理安全地利用。

耕地流转与耕地分布的坡度有紧密联系。随着坡度的增大，流转率呈下降趋势，流转面积逐渐减少。研究区耕地平均坡度不同的村庄，流转分布面积差异很大。坡度级别为1（≤6°）时，村庄流转分布最集中，流转率为19.75%，该区域内将近1/2的村庄耕地参与流转；坡度级别为 2（＞6°≤15°）时，村庄流转规模最大，面积为1 133.19 hm2，流转率为3.70%，主要分布在研究区北部恢河沿岸，南部汾河沿岸及中部的高山湖泊区（图1），该区域内耕地分布广泛，多为梯田，田面较为平整，地块基本可实现机械化种植，为耕地流转发生的主要区域；坡度级别为3（＞15°≤25°）时，村庄耕地流转率为0.96%，流转较少，呈零星分布；坡度级别为4（＞25°）时，村庄耕地分布少，耕地地块分布零散，遇到7，8月份的暴雨，会加大耕地表层的泥土冲刷量，导致粮食作物的耕作土层变薄，而且由于坡度较大，难以实现机械化种植，流转几乎没有发生。

2.2 海拔因子影响下的耕地流转空间分布特征

海拔由于其独有的特征，对耕地的分布产生重要影响。随着海拔的增加，耕地本身水分、气温等自然条件发生明显变化，农户对耕地地块的耕作行为也会发生变化，因此，海拔是影响农村耕地投入产出率的重要因素[18-19]，对耕地质量和粮食产量有显著影响，进而会成为耕地流转的一个驱动因子。

根据计算出的每个村庄耕地的平均海拔，考虑到研究区的地形特征等自然规律以及经济发展差异等社会因素，将其分为5级，依次为≤1 400 m，＞1 400 m≤1 600 m，＞1 600 m≤1 800 m，＞1 800 m＜2 000 m，≥2 000 m，再分别计算其耕地集中度指数、耕地分布指数、耕地流转率，其结果列于表2。

表2 研究区耕地海拔分级情况

总体来看，耕地集中度指数呈现“两头高中间低”的趋势，具有明显的垂直特性。从分布指数来看，耕地平均海拔在级别为 1（≤1 400 m），2（＞1 400 m≤1 600 m）时，耕地分布指数均大于1，说明该区域适宜耕地的发育，究其原因，可能是由于低海拔地区的地理环境和水分条件更适合粮食作物的生长，适宜耕作；在级别3（＞1 600 m≤1 800 m）时，耕地集中度指数最低，主要是因为级别3中的土地总面积最大，耕地分布较为分散；在级别为4（＞1 800 m＜2 000 m），5（≥2 000 m）时，区域耕地集中度指数上升，分布指数降低，主要分布在研究区东南角及西部中段（图2），表明耕地在这2个级别区域内分布面积在减少，但是却较为集中，这是因为海拔越高，地形地貌、气候等条件就越不适合农民生产生活，耕地开垦的难度增大，因此，耕地面积分布少而集中。

随着海拔的增高，流转面积呈下降趋势，流转率随之降低。平均海拔级别为1（≤1 400 m）时，村庄流转分布最集中，流转面积为472.73 hm2，流转率为11.44%，空间上分布在恢河沿岸的北部村庄和汾河沿岸的南部（图2），该区域耕地分布也最为优势，适宜耕作；平均海拔级别为2（＞1 400 m≤1 600 m）和3（＞1 600 m≤1 800 m）时，流转规模最大，累计流转面积为1 029.39 hm2，空间上分布在恢河沿岸中部、北部和汾河沿岸两侧及洪河沿岸（图2）；平均海拔级别为4（＞1 800 m＜2 000 m）时，耕地流转面积为212.19 hm2，空间上集中分布在研究区中东部的高山湖泊区（图2），高山湖泊区的流转面积为171.25 hm2，占平均海拔级别为4的流转面积的80.71%，因为该区交通通达度较高，流转面积相对较大；平均海拔级别为5（≥2 000 m）时，区域耕地流转面积最少，只有一个村发生流转，位于研究区东南角的东马坊乡，由以种地为生的本村大户承包种植，该大户具有较强的务农情结。

因此，可以看出，随着海拔的增高，流转率呈下降趋势，但是对于个别低坡度区域的耕地流转和具有务农情结的农户自愿转入耕地这2种情况，海拔对流转的影响较薄弱。

2.3 坡向因子影响下的耕地空间分布特征

耕地田面的朝向直接对农作物被太阳照射的时长和土壤中水分的重新分布有非常重要的作用，是耕地分布与耕地流转的重要因子。

根据计算出的每个村庄耕地的平均坡向，由北开始以45°为角度间隔，顺时针方向旋转划分8个坡向[20]：北（N，0～22.5°，337.5°～360.0°）、东北（NE，22.5°～67.5°）、东（E，67.5°～112.5°）、东南（SE，112.5°～157.5°）、南（S，157.5°～202.5°）、西南（SW，202.5°～247.5°）、西 （W，247.5°～292.5°）、西北（NW，292.5°～337.5°），再分别计算其耕地集中度指数、耕地流转率，其结果列于表3。

表3 研究区耕地坡向分级情况

由表3可知，研究区村庄耕地平均坡向总体朝南分布，耕地的集中度指数表明耕地在南向分布较分散，非南向反而较集中，这可能是因为南向耕地的光、热条件较好，容易耕作，非南向由于太阳辐射较少，作物生长条件相对不是太好，分布集中，利于农户耕作。

耕地流转面积和流转率主要分布在东南、西南、南以及东4个坡向（图3），其中，位于东南坡的耕地流转规模和耕地流转率最大。位于东北坡和西坡的耕地流转仅涉及15个村庄，流转面积和流转率最小，因为该区域耕地面积较少，农作物所需的光热条件较差，人们不倾向选择阴坡或半阴坡承包耕地进行大面积种植。

3 结论与讨论

本研究以山西省宁武县为例，进行农村耕地流转地形驱动因子研究，以行政村为单元，通过耕地集中度指数、耕地分布指数及耕地流转率的计算，充分运用3S技术、模型模拟等方法，对影响耕地流转的地形因子（坡度、海拔、坡向）进行了空间分析，结果表明，随着坡度的增大，耕地流转率变小，流转面积呈下降趋势。耕地平均坡度≤6°范围内耕地分布指数、流转率最大，其次是6°～15°范围内。整体看，坡度≤15°范围内耕地属于优势分布，该区域适宜耕地发育，坡度小，人们进行农业生产活动的条件便利，是耕地流转的主要区域。

随着海拔的增高，耕地流转率依次减少，流转面积呈下降趋势。耕地平均海拔≤1 400 m村庄耕地分布指数、流转率最大，说明低海拔地区的地理环境和水分条件更适合粮食作物的生长，耕地流转发生频繁。

在坡向因子影响下，耕地分布与流转分布多集中在朝南朝东的坡向，朝北朝西的坡向分布较少。因为位于阳坡或半阳坡区域，农作物所需的光热条件较好。

土地流转是动态变化的，其过程必然会受到各方面的鼓励，亦或者是限制。地形因子对土地流转的影响也是持续性的，因此，可以把土地流转多年的变化作为研究对象，从面积和空间分布上找到流转扩大的原因和规律，为下一步的土地流转做好铺垫。

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Analysis on the Terrain Driving Factors of Farmland Transfer in Rural Areas—Taking Ningwu County of Shanxi Province as an Example

JIA Ningfeng1，WANGXiaoya1，2，GENGJiali1，2
（1.Instituteof Loess Plateau，Shanxi University，Taiyuan 030006，China；2.Collegeof Environment and Resources，Shanxi University，Taiyuan 030006，China）

With the advancement of urbanization in our country,the cultivated land transfer has become the most effective way for improving the efficiency significantly of rural land use.While the cultivated land transfer in South China,especially in Zhejiang province has been more mature,it is still at the beginning in the north mountain area.Therefore,taking Ningwu county as an example and administrative village as a unit,the paper carries on the spatial analysis of the topographic factors of cultivated land circulation by using ways of 3Stechnology,model simulation and other methods.This has a certain theoretical and practical significance,and will provide the basis for the formulation of rural land circulation policy.The results show that topographic factors are closely related to cultivated land transfer in mountain areas.The greater the slope is,the lower the rate of cultivated land circulation.The average slope of the cultivated land is≤6°,the highest rate of cultivated land circulation.The region of between 6°-15°slope,thecirculation area is the largest,taking this as the boundary,followed by≤6°and≥15°area decreasing;the higher the elevation is,the lower the rate of cultivated land circulation.The region of elevations≤1 400 m,the circulation rate is the highest,the distribution area and the circulation of cultivated land area are thelargest distribution toward the South and the East,the North and the West distribution less.

cultivated land transfer;slope;elevation;aspect;cultivated land concentration;cultivated land distribution index

F321.1

A

1002-2481（2017）12-2026-06

10.3969/j.issn.1002-2481.2017.12.31

2017-07-20

国家自然科学基金项目（41501143）

贾宁凤（1966-），女，山西宁武人，副教授，博士，主要从事土地资源评价与管理教学及科研工作。王晓雅为通信作者。