基于空间分析喀斯特山区耕地细碎化探究*——以贵州省关岭县为例

贵州师范大学地理与环境科学学院 瞿绍懂，陈义

耕地碎片化在农业资源的利用上具有两重性，一方面，由于耕种土地的分散和无序，增加了农业的耕作模式，能够充分地利用自然资源；另一方面，也造成劳动成本较高，机械化的、大面积种植的实现比较困难，降低了生产效率，与我国发展现代化农业的政策相冲突，也是农村地区发展缓慢，导致贫穷的主要因素之一[2]。耕地碎片化问题在世界范围内普遍存在。引起耕地碎片化的诱因，可以归结为自然原因和经济社会原因。地表结构的差异、土地肥沃的程度，人类活动的选择性、人口数量在空间区域上分布的不均衡，以及政治、经济等共同作用出现的现象[3]。现阶段对于耕地碎片化的成因的研究主要在农户微观层面的考虑，从而建立中观尺度下耕地碎片化的影响。贵州是一个以山地为主，喀斯特岩溶地貌显著发育的地区，耕地碎片化在自然条件和社会经济影响下的现象尤其明显[4]。

耕地问题关系到我国的粮食安全，因此对耕地碎片化的研究对于国民经济具有很重要的现实意义。同时，结合传统地理学的地理信息系统为解决耕地碎片化提供了新的可能。研究以贵州省关岭县为例，利用GIS技术对关岭县地区耕地碎片化进行多维度、综合性分析，有利于帮助决策者建立耕地碎片化的整体治理研究体系，对于乡村振兴和土地资源治理起着积极作用。

一、研究区概况

关岭布依族苗族自治县（105°15′-105°49′E、25°34′-26°05′N），地处贵州中部，隶属于安顺市，坐落于云贵高原东部脊状斜坡南侧向广西丘陵倾斜的斜坡地带。海拔在370-1850米之间，全县行政区划面积为1468平方公里。其境内山脉属乌蒙山系，山体起伏绵延较多，地形地貌复杂，广泛分布有碳酸盐。岩溶发育，呈现出常态地貌与岩溶地乳貌交错分布的趋势，地貌形态千姿百态，洼地、漏斗、谷地、丘峰、峰林等随处可见，是西南地区典型的喀斯特山地区域。关岭县辖14个乡镇，在2020年第七次人口普查中，总人口数为283497人，聚集了除汉族以外的21个少数民族，占总人口的60%以上。区内四季分明，气候湿润，年降水量在1205.1到1656.8毫米之间，属中亚热带季风湿润气候。（见图1）

图1 关岭布依族苗族自治县位置

二、数据来源及研究方法

（一）数据来源及处理

采用2020年10月25日贵阳市花溪区久安乡Landsat-8遥感影像为基础数据，进行影像裁剪、校正以及分类，利用第二次国土调查数据作为参考，得到研究区土地利用图。收集30m空间分辨率的数字高程模型(digital elevation model，DEM)数据，各行政乡区划和人口等社会经济数据主要来源于关岭县人民政府官网以及贵阳市统计年鉴。研究运用的遥感影像和30m的DEM数据均来源于地理空间数据云网站（http://www.gscloud.cn/），遥感影像含云量不到5%，数据质量符合研究需要。

（二）研究方法

研究主要从自然环境因素和人文社会因素两部分开展。其中自然因素包括：地形地貌和地块属性两个方面，用地块面积与地块数目进行分析；人文社会因素从人口和社会经济层面展开。基于ArcGIS10.2软件平台，结合研究区耕地面积和地块数目，利用GIS空间分析技术进行耕地分类统计、地形起伏度计算、高程提取，对关岭县耕地细碎化进行探究。实验结果表明关岭县域内地形起伏度较大，达到356米，坡耕地是主要的耕地。

三、结果与分析

（一）耕地面积统计结果

统计分析研究区耕地面积特征，如表1所示。关岭县耕地总面积为33087.99hm2，其中水田面积为6998.18hm2，占总耕地面积的21%，旱地面积为26089.81hm2，占总耕地面积的79%。旱地的面积远大于水田的面积，这是由于喀斯特山地区域土层较薄、土壤肥力明显不足、生态环境较脆弱，且关岭县地形起伏度较大，区内较多是属于坡耕地，不利于水田的发展，也容易导致耕地破碎和坍塌。基于各个乡镇研究尺度，统计分析得出沙营镇水田占比在各乡镇中占比最大，岗乌镇旱地占比在各乡镇中占比最大，反映出乡镇之间耕地类型的占比存在一定的差异。由表中统计结果还可以看出，旱地的最小面积为50.16m2，水田的最小面积为113.11m2。

表1 关岭县各乡镇耕地面积

（二）耕地地块统计结果

耕地地块是衡量耕地细碎化的一个重要指标，研究基于GIS软件和Excel进行统计分析，得出关岭县各乡镇耕地地块情况，旱地总地块数目为28349块，占比为全域耕地的86.47%。水田总地块数目为4435，占比为全域耕地的13.53%。

四、结论

西南地区喀斯特山地往往由于土层较薄、土壤肥力明显不足、生态环境较脆弱，易出现耕地撂荒、山地生态退化、社会经济落后等现象[5]。研究发现关岭县域内耕地中的大多数是旱地，且由于地形地势的走向，许多旱地是属于坡耕地的一类。这就容易导致耕地出现坍塌、滑坡等灾害，最终导致耕地出现破碎化和离散化的现象。研究基于GIS空间分析，探究喀斯特县域耕地细碎化，得出的结论为：关岭县域由于耕地块数较多，耕地面积在小范围内呈现出聚集的趋势，容易形成耕地细碎化。中国的发展，推动了联产承包责任制的兴起，带动农民积极性的同时也带来了耕地破碎化的难题。如何解决耕地细碎化带来的耕地撂荒、资源浪费、粮食安全等问题是当前我们所面临的挑战。