不同特点村庄撂荒耕地景观格局特征对比分析——以太行山区为例

李晓雅，郭青霞，杜 轶

（山西农业大学资源环境学院，山西 太谷 030801）

党的十八大以来，农业农村问题成为社会焦点，实施乡村振兴战略，深化农村土地制度改革，为盘活农业活力、从根本上消除贫困提供政策支持和指导。山区地形起伏、土壤贫瘠、地块破碎[1-2]、基础设施落后、区位条件和野生动物对农作物的破坏等使耕地撂荒现象大量发生[3-4]。从社会方面来看，由于近年来非农经济快速发展和农业比较效益低导致农村劳动力大量外流、国家惠农政策失灵、生态政策与农业政策不协调、三废污染等[5-7]；从农户自身来看，不合理利用土地、农业资金欠缺、积极性不高等导致撂荒情况越发严重[8-11]。

学者们的研究主要集中于对耕地撂荒概念及类型进行描述性分析[12-13]，或通过分析耕地撂荒原因提出对策建议，或从经济、制度和技术等角度对耕地撂荒原因进行定性分析[10，14-15]。景观格局是某种景观分类下的空间分布和组合特征，耕地景观格局是由人类活动和自然生态共同作用，通过对景观指数定量分析可以反映耕地景观格局的结构组成与空间分布等特征，反映耕地利用中存在的问题及人类活动对耕地的干扰程度[16-17]，相关研究以大尺度定性与定量研究为主。关于耕地撂荒的现有研究中，运用农地确权数据成果进行小尺度景观格局定量分析较少[18]，通过农地确权得到的地块矢量数据，对撂荒耕地进行景观格局的量化特征分析，研究相同尺度下不同类型村庄撂荒耕地景观格局现状特征，对不同类型村庄的耕地利用和经济发展具有重要的现实意义。

本研究在村级尺度下，选取山西省晋中市和顺县义兴镇西北方向4 个不同特点的村庄为研究区，采用2016年农村土地承包经营权确权数据成果，运用景观格局理论，从斑块和类型2 个层次对景观指数进行量化对比分析，得到不同特点村庄的撂荒景观在不同景观层次的景观格局特征，其结果可以准确地了解撂荒耕地特征及其对撂荒耕地合理利用的影响，为不同特点村庄的撂荒耕地流转、可持续利用、农业规模化经营和发展农村经济提供针对性建议。

1 研究区与数据来源

1.1 研究区概况

和顺县地处山西省东部，北纬 37°03′～37°36′，东经 113°05′～113°56′。全县面积 2 250 km2。2015年全县总人口14 万，其中，农业人口11.8 万人，是一个典型的山区农业县。该县地处太行山腹地，平均海拔1 260 m，最大海拔高差311 m，地势起伏不平，地貌复杂，加之常年雨水稀少，土壤贫瘠，同时山区交通设施落后，信息闭塞，发展迟缓，耕地撂荒情况严重，属国家扶持特困县，其地域情况和研究区特点对研究山区农户撂荒耕地景观格局特征具有代表性。

本研究区是该县中心城区西北方向4 个典型村庄，其中，尧村为城边村，以种植业为主，受县城经济辐射影响最大，土地总面积249.99 hm2，其中，耕地面积22.40 hm2，距县城1.5 km；井玉沟村为工矿产业村，支柱产业是煤矿开采，结合种植业，土地总面积 449.98 hm2，其中，耕地面积 23.13 hm2，距县城2.5 km；梳头村为农产业村，以养殖业和传统种植业为主导产业，土地总面积409.98 hm2，耕地面积80.73 hm2，距县城3.5 km；砖窑村为偏远村，地理位置偏僻、地形复杂、经济条件差，以传统种植业为主，土地总面积 339.98 hm2，耕地面积 13.53 hm2，距县城5 km。

1.2 数据来源与方法

1.2.1 数据来源与研究思路 本研究采用的数据来自山西省和顺县2016年农村土地承包经营权确权数据库数据。对于撂荒地块特征分析，首先获取了研究村庄1∶2 000 的航拍正射影像图和地块空间矢量数据，然后结合研究区的实际情况，利用ArcGIS 10.1 将影像图中明显撂荒的地块提取出来，转化为5 m×5 m 栅格数据，形成景观格局分析数据；最后利用Fragstats 4.2.1 计算景观指数，对所得数据进行整理分析，得出结论。其技术路线如图1所示。

1.2.2 研究方法 景观格局是指大小和形状不同的斑块、廊道等景观要素在空间上的排列和组合[19]。景观格局分析法是从某种尺度景观角度，用景观生态学中的空间格局分析法来分析和认识区域内景观的基本格局特征和演变规律[20]。景观指数是能够高度浓缩景观格局信息，是量化描述景观格局特征的主要方式[21-23]。研究区位于太行山之巅，群山环绕，加上黄土高原严重的水土流失作用，地形地貌复杂，耕地自然破碎化严重，而且受家庭联产承包责任制的影响，加重了耕地权属破碎程度[24]，进而影响耕地利用效率。在参考前人的基础上，本研究结合研究区的实际情况从斑块层次和类型层次2 个方面进行指标选取[25-28]，来说明研究区撂荒地块的面积特征及破碎程度、形状特征和空间分布特征[29（]表1）。

表1 不同层次景观指数的含义

2 结果与分析

2.1 撂荒地块的斑块层次景观格局特征分析

2.1.1 城边村撂荒地块的斑块层次景观格局特征由表2可知，从撂荒地块面积特征来看，城边村撂荒地块的斑块面积普遍很小，面积在0～0.1 hm2的地块占斑块总数的64.10%，面积＞0.1 hm2的撂荒地块数大幅减少，说明该村撂荒斑块破碎程度大。而且尧村撂荒地块斑块面积最大为0.72 hm2，最小为0.01 hm2，撂荒斑块面积差异大。

表2 斑块层次撂荒地块斑块面积分类统计

表3 斑块层次撂荒地块形状指数分类统计

表4 斑块层次撂荒地块斑块分维数分类统计

从表3可以看出，从撂荒地块形状特征来看，城边村撂荒地块的斑块形状指数多数在1～2，指数＞2 的撂荒地块数大幅减少，说明大部分撂荒地块形状简单，而且形状指数最小为1，最大为4.30，说明撂荒地块形状差异较大。

由表4可知，城边村斑块分维数普遍＜1.5，最小值1.03，最大值1.47。说明撂荒地块呈几何分布。

由表5可知，从撂荒地块的空间分布来看，城边村欧几里得最邻近距离在1～40 m 占比最大，＞40 m 占比大幅减小，说明大部分撂荒地块分布聚集；最小值为10 m，最大值为78.10 m，说明撂荒地块距离差异大。

表5 斑块层次撂荒地块欧几里得最邻近距离分类统计

2.1.2 工矿产业村撂荒地块的斑块层次景观格局特征 从表2可以看出，从撂荒地块面积特征来看，工矿产业村撂荒地块的斑块面积普遍较小，面积在0～0.2 hm2的地块占斑块总数的68.75%，面积＞0.2 hm2的斑块数大幅减少，说明该村撂荒斑块破碎程度较大。而且井玉沟村撂荒地块斑块面积最大为2.57 hm2，最小为0.02 hm2，斑块面积差异大。

由表3可知，从撂荒地块形状特征来看，工矿产业村撂荒地块的斑块形状指数多数在1～2，指数＞2 的撂荒地块数大幅减少，说明大部分撂荒地块形状简单，而且形状指数最小为1，最大为5.32，说明撂荒地块形状指数差异大。由表4可知，斑块分维数普遍＜1.5，最小值为1.00，最大值为1.33，说明井玉沟村撂荒地块呈几何分布。

由表5可知，从撂荒地块的空间分布来看，工矿产业村欧几里得最邻近距离在1～20 m 占比最大，＞20 m 占比大幅度减小，说明大部分撂荒地块分布聚集；最小值为10 m，最大值为181.25 m，说明撂荒地块距离差异大。

2.1.3 农产业村撂荒地块的斑块层次景观格局特征 从表2可以看出，从撂荒地块面积特征来看，农产业村撂荒地块的斑块面积普遍较小，面积多数在 0～0.1 hm2和＞0.4 hm2这 2 个区间中，分别占斑块总数的32.12%和27.01%，说明该村撂荒斑块破碎程度较小。而且撂荒耕地斑块面积最大为7.49 hm2，最小为0.01 hm2，撂荒地块面积差异大。

由表3可知，从撂荒地块形状特征来看，农产业村撂荒地块的斑块形状指数多数在1～2，指数＞2 的撂荒地块数大幅减少，说明大部分撂荒地块形状简单，而且形状指数最小为1，最大为4.04，说明撂荒地块形状指数差异较大。从表4可以看出，斑块分维数普遍＜1.5；最小值为1.00，最大值为1.33，说明梳头村撂荒地块呈几何分布。

从表5可以看出，从撂荒地块的空间分布来看，农产业村欧几里得最邻近距离在1～20 m 占比最大，＞20 m 占比大幅度减小，说明大部分撂荒地块分布聚集；最小值为10 m，最大值为498.22 m，说明撂荒地块距离差异很大。

2.1.4 偏远村撂荒地块的斑块层次景观格局特征由表2可知，从撂荒地块面积特征来看，偏远村撂荒地块的斑块面积普遍很小，面积在0～0.1 hm2的地块占斑块总数的48.78%，面积＞0.2 hm2的斑块数大幅减少，说明该村撂荒斑块破碎程度大。撂荒耕地斑块面积最大为0.44 hm2，最小为0.01 hm2，说明撂荒地斑块面积差异较大。

由表3可知，从撂荒地块形状特征来看，偏远村撂荒地块的斑块形状指数多数介于1～2，指数＞2 的撂荒地块数大幅减少，说明大部分撂荒地块形状简单，而形状指数最小为1，最大为5.58，斑块形状差异较大。由表4可知，斑块分维数普遍＜1.5，斑块分维数最小值为1.00，最大值为1.42，说明砖窑村撂荒地块呈几何分布。

由表5可知，从撂荒地块的空间分布来看，偏远村欧几里得最邻近距离在1～40 m 占比最大，＞40 m 占比大幅度减小，说明大部分撂荒地块分布较聚集；最小值为10 m，最大值为144.22 m，说明撂荒地块距离差异较大。

2.2 撂荒地块的类型层次景观格局特征分析

2.2.1 撂荒地块总体特征 从表6可以看出，研究区撂荒景观占景观总面积比例较大，撂荒情况严重，但各村之间差异很大。城边村撂荒地块景观占景观总面积比例最小，为19.02%；农产业村占比最大，为53.89%；工矿产业村和偏远村占比分别为34.93%和32.92%。说明城边村撂荒面积最小、撂荒情况最轻，农产业村撂荒面积最大、最严重，工矿产业村和偏远村撂荒情况较严重。

表6 类型层次景观格局指数结果

2.2.2 景观面积特征 由表6可知，从斑块平均面积来看，各村撂荒地块＜0.5 hm2，说明各村撂荒地块斑块平均面积普遍较小，地块破碎化情况严重，其中，农产业村撂荒地块的斑块平均面积最大，工矿产业村次之，偏远村和城边村较小。

从斑块密度来看，偏远村撂荒地块斑块密度最大，为 2.42 块 /hm2；城边村次之，为 1.71 块 /hm2；第三为工矿产业村，为1.63 块/hm2；农产业村最小，为1.22 块/hm2，说明各村破碎化程度差异较大，偏远村撂荒耕地景观最破碎，农产业村破碎度最低，工矿产业村和城边村较严重。

2.2.3 景观形状特征 由表6可知，从景观形状指数来看，各村撂荒地块介于11.7～17，说明整体撂荒地块形状简单，而且各村撂荒地块形状差异明显，其中，农产业村值最大，工矿产业村次之，第三为城边村，偏远村值最小。从景观周长面积分维数来看，城边村周长面积分维数最大，为1.63；农产业村值最小，为1.24；偏远村和工矿产业村分别为1.51 和1.50，说明城边村撂荒耕地形状最复杂，农产业村最简单且呈几何分布，偏远村和农产业村较规则。

2.2.4 景观聚集程度 由表6可知，从平均最邻近距离来看，各村撂荒地块介于30.22～35.73 m。从聚集度指数来看，各村撂荒地块聚集度指数都在70%以上，说明研究区撂荒地块总体分布密集，没有权属边界限制情况下易于耕作。其中，农产业村聚集度指数最大，为89.65%；工矿产业村次之，为80.69%；第三为偏远村庄，为76.59%；城边村值最小，为72.59%；说明各村聚集程度差异较大，农产业村撂荒地块在研究区中最密集，城边村撂荒地块最离散，工矿产业村和偏远村分布较密集。

3 不同特点村庄撂荒耕地利用措施

现如今我国经济持续增长，经济结构优化调整，土地供需矛盾尖锐，同时耕地撂荒现象越来越严重，使得人地矛盾问题更加突出，威胁国家粮食安全，也不利于农村经济可持续发展。针对研究区4 个村庄特点及其撂荒耕地的景观格局特征，笔者提出撂荒耕地利用的具体措施如下。

城边村位于县城边，撂荒耕地景观面积最小，斑块破碎度最高、形状复杂且分布离散。该村不适合种植业规模化发展，不能产生规模效应，应根据国家相关政策，加强生态环境保护。

工矿产业村工农业共同发展，撂荒耕地景观面积大，斑块破碎、形状较规则且呈紧密分布。可进行土地复垦整理，改善该村生态环境，适当进行耕地规模化经营，促进农业发展。同时改善生产生活基础设施，发展特色农业。

农产业村农牧业共同发展，撂荒耕地景观面积最大，斑块破碎度最低、形状规则且分布紧密。建议加强耕地基础设施建设，发展农业规模化经营；结合资源优势发展现代化特色生态农业，如生态农场。

偏远村撂荒耕地景观面积大，斑块破碎度高、形状复杂且分布离散。适当进行土地整理发展规模经营；加强农田基础设施建设；同时实施退耕还林，保护生态环境。

4 结论与讨论

本研究表明，相同行政尺度下不同特点村庄撂荒耕地景观格局特征在撂荒程度、斑块破碎程度、形状特征及空间分布的聚集程度存在明显的差异性，与村庄的自然环境和社会发展特征有很大关系，可根据不同特点村庄耕地特征及产业特征进行耕地合理利用。

不同特点村庄撂荒景观在不同层次的对比分析呈现一致的景观差异特征，但是与斑块层次相比，类型层次撂荒地块斑块面积较大、破碎程度较小，地块形状较复杂，聚集程度更大，对于撂荒耕地的流转、耕地综合整理及可持续利用等工作提供参考。

研究区撂荒耕地占景观总面积平均比例为35.19%，撂荒情况严重，斑块破碎，但形状简单规则、分布紧实，没有权属边界限制情况下易于耕作，便于开发再利用。

利用农村土地承包经营权确权数据成果从不同景观层次分析不同类型村庄的撂荒耕地现状特征，可以根据村庄实际情况以及地块特征，遵循因地制宜原则，以政府为主导、结合市场经济对撂荒耕地进行流转与整理，找到具有村庄特色的发展道路，为信息化管理农村耕地、进行乡村振兴工作提供基础。

本研究主要利用农地确权数据分析了不同特点村庄的撂荒耕地现状景观特征，并针对性地提出撂荒耕地利用措施。但在实际情况下，不同特点村庄撂荒耕地的权属分配特征也存在差异，需进一步讨论和研究。