不同类型村庄撂荒耕地景观格局特征对比分析

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）

0 引言

近年来，由于非农经济的快速发展和农村劳动力大量进城务工等原因，耕地撂荒现象趋向严重[1-3]。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[4-5]，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[6-9]。通过景观指数定量分析反映耕地景观格局的结构组成与空间分布等特征[10-13]，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，相关研究以大尺度定性与定量研究为主[14-15]。史铁丑等[1]研究表明，在弃农务工的大背景下山区存在撂荒风险的耕地比重大；李升发等[6-7]研究表明，全球撂荒发展程度差异大，主要受自然条件、社会经济发展、劳动力特征和农业生产条件等综合影响，撂荒现象越发严重；雷琨等[9]基于地块尺度采用参与式入户调查，表明山区撂荒面积比重大且地块破碎，社会经济条件和耕作条件是主要动因；雷浩等[15]以镇为单位进行实地调查及定量分析，结果表明撂荒耕地分布广且斑块面积小，影响撂荒的主要原因是耕地斑块面积和耕作条件。

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，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。

本研究是在村级尺度下，以和顺县义兴镇西北方向4类村庄为研究区，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，进行不同类型村庄撂荒景观与整体耕地景观和耕作景观对比分析，其结果可以准确了解撂荒耕地特征及其对耕地流转的影响，以期为不同类型村庄耕地流转、农业规模化经营和发展农村经济提供针对性建议。

1 研究区概况与方法

1.1 研究区概况

和顺县地处山西省东部 ，37°03′—37°36′N，113°05′—113°56′E。全县面积2250 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。研究区位于义兴镇，地处县中部，县政府位于镇域中心（图1）。地理位置为113°03′33″E，37°03′44″N，总面积384 km2。该镇地处太行山西翼，是典型的土石山和石质山区，平均海拔1260 m，最大海拔高差311 m。大陆性季风气候，年均降雨量592.8 mm，年平均气温6.3℃，无霜期124 天。农业人口2.77 万人，农户9072户，农村劳动力11428人。耕地面积27.33 km2，人均耕地面积1000.05 m2，农业种植主要是玉米。

本研究选取该镇西北方向四类村庄。尧村距离县城最近、受县城经济辐射影响最大，土地总面积2.5 km2，其中耕地面积224011.2 m2；井玉沟村支柱产业是煤矿开采，土地总面积4.5 km2，其中耕地面积231344.9 m2；梳头村以养殖业和传统种植业为主导产业，是县水库所在地，对县城的发展和居民生活有重要影响，土地总面积4.1 km2，耕地面积807373.7 m2；砖窑村地理位置偏僻、地形复杂、经济条件差，以传统种植业为主，全村土地总面积3.4 km2，耕地面积135340.1 m2。

图1 研究区位置示意图

1.2 数据来源与方法

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。对于撂荒耕地景观特征分析，首先获取了研究村庄1:2000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 计算景观指数，对所得数据进行整理分析，得出结论。技术路线图2。

图2 研究技术路线图

1.3 景观格局分析方法

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[15]。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[11,16]，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[12,17]。学者们从景观格局的角度出发，选取了不同景观指数对耕地特征进行了分析[11-25]，在参考前人的基础上本研究从撂荒耕地的特征及研究区的实际情况选取了下列景观指数。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[12]，进而影响耕地利用效率，所以选取景观形状指数(LSI)和周长面积分维数(PAFRAC)说明撂荒斑块的形状特征[18-20]；斑块平均面积(MPS)、斑块密度[21-22](PD)、平均最邻近距离(ENN_MN)和聚集度指数(AI)说明撂荒斑块破碎化程度和空间分布特征[23-25]，见表1。

1.4 统计分析

利用Fragstats 4.2软件计算景观指数，将所得的不同类型村庄撂荒景观指数与耕作景观指数、整体耕地景观指数进行对比分析。

2 结果与分析

2.1 撂荒景观与整体耕地景观对比分析

由表2 可见，研究区撂荒景观占景观总面积比重大，撂荒情况严重，但各村之间差异很大。尧村撂荒地块景观占景观总面积比重最小，为19.02%；梳头村比重最大，为53.89%；井玉沟村和砖窑村比重分别为34.93%和32.92%。说明尧村撂荒面积最小、撂荒情况最轻；梳头村撂荒面积最大、最严重；井玉沟村和砖窑村撂荒情况较严重。

由图3～8可知，从斑块平均面积和斑块密度来看，撂荒景观值各村都小于整体景观值，说明撂荒景观斑块面积小，破碎程度大于整体景观。从景观形状指数来看，尧村撂荒景观(12.05)小于整体景观(12.55)，井玉沟村撂荒景观(13.14)值大于整体景观(12.92)，但值相差不大；梳头村和砖窑村撂荒景观值小于整体景观，说明撂荒耕地形状简单。从周长面积分维数来看，尧村和井玉沟村撂荒景观大于整体景观，梳头村撂荒景观小于整体景观，但值都相差不大；砖窑村基本重合，说明撂荒耕地形状规则呈几何分布；从聚集度指数来看，撂荒景观都小于整体景观，而且尧村撂荒景观值最小，为72.59%，梳头村基本重合，说明撂荒耕地呈集中分布，无权属界线情况下易于耕作。由上述可知，撂荒耕地面积大、斑块破碎，但形状简单规则、聚集度高，易于开发利用。

表1 景观指数计算方法与含义说明

2.2 撂荒景观与耕作景观对比分析

2.2.1 景观破碎程度 由表2 可见，从斑块平均面积来看，撂荒景观介于0.1～0.5 hm2之间，耕作景观介于0.5～1.1 hm2之间；从斑块密度来看，撂荒景观在1.2～2.4块/hm2之间，耕作景观在0.5～1.1块/hm2之间。各村耕地景观斑块平均面积普遍较小，可见研究区耕地破碎化情况严重，但撂荒景观与耕作景观的值相差大，说明研究区撂荒景观较耕作景观破碎化程度大；撂荒耕地面积普遍小，斑块破碎程度越高的耕地越易被撂荒。各村撂荒景观斑块密度是砖窑村（2.42块/hm2）＞尧村（1.71块/hm2）＞井玉沟村（1.63 块/hm2）＞梳头村（1.22 块/hm2），说明各村破碎化程度差异较大，砖窑村撂荒耕地景观最破碎，梳头村破碎度最低，井玉沟村和尧村较严重。各村撂荒耕地的NP、MPS与CA的数量大小特征是一致的。但是砖窑村的(MPS)和(PD)比尧村大，主要是因为砖窑村地形复杂。

表2 类型层次景观格局指数结果

图3 撂荒景观与整体耕地景观面积对比图

图4 撂荒景观与整体耕地景观斑块平均面积对比图

图5 撂荒景观与整体耕地景观斑块密度对比图

图6 撂荒景观与整体耕地景观形状指数对比图

图7 撂荒景观与整体耕地景观周长面积分维数对比图

图8 撂荒景观与整体耕地景观聚集度指数对比图

2.2.2 景观形状特征 由表2 可见，从景观形状指数来看，撂荒景观值在11.7～17 之间，耕作景观在9.4～14.2之间；从景观周长面积分维数来看，撂荒景观值在1.2～1.7 之间，耕作景观在1.3～1.6 之间。说明研究区整体耕地景观形状较复杂且差异大；各村撂荒景观周长面积分维数是尧村(1.63)＞砖窑村(1.51)＞井玉沟(1.5)＞梳头村(1.24)，说明撂荒耕地形状规则呈几何分布，人为活动对耕地干扰大。

2.2.3 景观聚集程度 由表2 可见，从平均最近距离来看，撂荒景观介于30.2～35.7 m，耕作景观介于21.6～48.7 m；从聚集度指数来看，各村撂荒景观聚集度指数都在70%以上，耕作景观在87%以上。说明撂荒景观较耕作景观分布离散，但从聚集度指数来看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。各村撂荒景观聚集度指数是梳头村(89.65%)＞井玉沟村(80.69%)＞砖窑村(76.59%)＞尧村(72.59%)，说明各村聚集程度差异较大。综上所述，村级行政尺度下承包耕地的撂荒景观与耕作景观对比分析特征，结果表明，与耕作景观相比撂荒景观条件较差；撂荒景观破碎程度大，但地块形状简单，呈聚集几何形状分布。可依据撂荒景观特征结果，以农村发展需求为出发点进行耕地经营权流转及整理利用工作，优化耕地空间分配，提高土地利用率，减少耕地浪费。可见撂荒景观与耕作景观在空间格局上存在差异，在进行耕地流转、土地整理等工作应参考当地撂荒景观和耕作景观情况。

3 不同特征村庄撂荒耕地利用措施

现如今中国经济持续增长，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类村庄特点及其撂荒耕地的景观格局特征，本研究提出撂荒耕地利用的具体措施如下：

3.1 尧村

该村位于县城边，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。

3.2 井玉沟村

该村工农业共同发展，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。

3.3 梳头村

该村农牧业共同发展，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。

3.4 砖窑村

该村偏远贫困村，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

本研究以和顺县城西北方向4 个典型村为研究区，采用农村土地承包经营权确权数据成果的地块空间矢量数据，利用景观格局分析方法进行不同类型村庄撂荒景观与整体耕地景观和耕作景观对比分析，结论如下：

（1）研究区撂荒耕地景观面积平均比重为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。

（2）相同行政尺度下不同类型村庄撂荒耕地景观格局特征在撂荒程度、斑块破碎度、形状特征及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，可根据不同类型村庄耕地特征及产业特征进行耕地合理利用。

（3）撂荒景观与整体耕地景观和耕作景观对比分析呈现一致的景观差异特征，相比之下撂荒景观破碎程度大，地块形状复杂且分布离散。不同景观层次和利用类型的对比分析反映了不同的耕地利用方式所表现得耕地现状特征，有利用其特征充分利用撂荒耕地，减少耕地浪费。

（4）利用农村土地承包经营权确权数据成果分析相同尺度下不同类型村庄的撂荒耕地现状特征，可以根据村庄社会特点以及地块特征，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，为信息化管理农村提供基础。

本研究主要利用农地确权数据分析了不同类型村庄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，不同类型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。