岷江流域耕地集约利用的时空分异研究

张萌雨，冉清红

(成都师范学院史地与旅游学院西部人文研究所，成都 611130)

岷江流域是长江上游主要支流之一，流经四川省人口密度最大的区域——成都市。岷江流域研究范围内的人口密度大、经济发展不均衡、粮食需求大而耕地资源不足，人地矛盾突出。因此，对岷江流域的耕地集约利用的时空分异研究是有意义的。通过计算岷江流域耕地集约利用度，并对岷江流域的耕地投入水平、耕地利用程度、耕地利用效率和可持续状况进行分析研究，揭示岷江流域耕地集约利用的时空分异特征。通过探讨岷江流域的耕地集约利用的时空分异特征，对岷江流域的治理提出建议，使可以科学的提高农业生产和投入，充分挖掘耕地的生产潜力，对岷江流域未来发展做出预测，为政府能够正确使用和合理调整耕地利用提供依据。

随着社会的快速发展和人地矛盾的日益加剧，科学提高粮食产量，保障粮食安全是重要任务。因此提高耕地集约利用水平是可持续发展的必然途径。探究岷江流域的耕地集约利用的时空分异，有利于识别岷江流域的发展现状，为其未来发展提供方向。国外对土地集约利用的方面研究来源于古典经济学[1],首先关注的是农用地集约利用[2～3]，其基本含义是通过高投入来或者高产出和回报。以李嘉图为代表的学者们认为农用地集约利用存在报酬递减规律[4]。马歇尔认为，报酬递减规律阐述的主要是土地的合理集约度的问题[5]。德国冯·杜能[6]提出的同心圆理论模型，认为: 按距离市场远近进行合理配置, 将区位与土地利用合理集约度研究结合在一起[7]。马克思则认为：“耕地集约化是指资本集中在同一片土地上, 而不是分散在若干毗连的土地”[8]。从上述所引文献中，可以概括为国外的土地集约利用最初是针对农用地的集约利用。

目前我国处于快速发展时期，人口的不断增长，使用于开发建设的土地需求量日益增大，人地矛盾突出，土地供求关系发展紧张，过快的经济增长与土地利用之间的问题和城市化带来的耕地面积减少问题[9]。耕地集约利用的本质是农民为了获得最大利益而对耕地投入的做出的选择[10]。马聪[11]、张荣天等[12]、张黎黎等[13]和陈静等[14]从不同的经济发展、不同的尺度和维度对耕地集约利用度进行了研究分析。由上述引文可推测，耕地的集约利用对于提高耕地利用率，保障粮食安全和维护社会可持续发展都有重要意义，耕地集约利用是社会经济发展的必经之路。综上所述，大量人都在研究耕地的集约利用，研究的方法也多种多样，因此有大量的研究成果作为基础。用定量研究方法来得出岷江流域耕地集约利用度的时空分异特征。通过研究岷江流域耕地集约利用的时空分析特征，分析其影响因子，得出结论与建议，为岷江流域未来发展方向提供参考。

1 研究区概况

岷江流域是长江上游水量最大的一级支流，全流域均在四川省境内，岷江干流与支流作为重要水资源，为四分之一的四川盆地提供重要灌溉水。岷江发源于岷山南麓松潘县郎架岭，流经松潘、茂县、汶川等县到都江堰市出峡，经乐山接纳大渡河和青衣江，到宜宾汇入长江，全长1279km。岷江干流以都江堰鱼嘴分水堤以上为上游，长365km，都江堰至乐山大佛段为中游，长约216km，乐山大佛以下至宜宾为下游,长约154km，主要支流有黑水河、杂谷脑河、大渡河、青衣江和马边河等。岷江流域的耕地集约利用度的研究区域是包括大渡河和青衣江在内的范围，流经甘孜州、阿坝州和成都市等十个市(州)(图1 )，涉及74个区(市、县)，即为研究的范围。在流域范围内，以岷江干流为界，把自然景观和社会经济条件不相同的范围分为东、西两部分，以西是森林及矿产等自然资源丰富的地区，以东则是与成都平原，农业活动丰富，而岷江对成都平原的贡献可谓是功不可没。

图1 岷江流径10个市域范围

耕地是城市和社会发展的基础，有保障地对城市提供耕地对城市的发展有重要意义。2009年，岷江流域耕地面积为1.16×106hm2，2018年岷江流域耕地面积1.75×106hm2，而岷江流域的粮食产量在2009年为8.04×106t，2018年岷江流域的粮食产量为8.42×106t。十年间耕地面积减少了5.91×106hm2，而粮食产量增加了3.85×106t，其主要原因是由于耕地集约利用程度增强。近年来，随着社会经济发展、城市发展、人口增长、粮食结构变化以及人地矛盾日益突出，农业产量需求增加，对粮食生产的要求也在增加，农业产量的要求也因此不断升高。因为耕地是不可替代的重要的农业生产资料，在保障粮食安全以及经济发展方面发挥重要作用，因此发展耕地的集约利用也是实现耕地可持续利用、社会经济发展与资源环境的全面协调的不可或缺的手段[15]。对岷江流域耕地集约利用的时空分异进行研究，探究在耕地数量有限的情况下，提高耕地生产力的有效方法，因此主要方法是提高耕地集约利用水平[16]。通过构建岷江流域的耕地集约利用评价指标体系，计算其指标权重，通过探索它们时间和空间上的分布情况，并通过分析其集约利用水平，使可以科学的提高农业生产投入和充分挖掘土地的生产潜力。探讨造成这种差异的原因及影响的分析，并提出相应的建议，以岷江流域耕地集约利用水平为基础，以使政府能正确使用并合理调整耕地利用等工作提供依据，最终达到强化耕地集约利用、保障区域粮食安全以及可持续发展的社会环境。

2 数据与方法

2.1 数据来源

耕地利用的评价所用到的原始数据包括耕地面积、农业机械总动力和农林牧渔从业人员等均来源于2010～2019年《四川统计年鉴(2010～2019年)》和各市(州)连续10年的统计年鉴。其中，耕地面积(年末实有耕地面积)、区域土地面积、有效灌溉面积、农作物播种总面积、粮食总产量和粮食作物播种面积来自于《四川统计年鉴(2010—2019年)》，农业机械总动力、农林牧渔从业人员、化肥使用量、区域人口数量来自于各市(州)2010～2019年的统计年鉴。

2.2 研究方法

运用地图法，通过地图来判识岷江流域，可以更直观地呈现流域范围。绘制专题地图，更加直观地展现岷江流域耕地集约利用的空间分异特征。

2.2.1 耕地集约利用的评价指标体系 耕地集约利用度需要构建一个综合性的评价指标体系，既要考虑人口、经济、环境和社会等方面的问题，又要考虑耕地投入水平、耕地利用程度、耕地利用效率和可持续状况方面的问题。构建岷江流域耕地集约利用评价指标体系指标，以耕地投入水平、耕地利用程度、耕地利用效率和可持续性状况为评价岷江流域耕地集约利用程度的4个准则。其中，耕地投入水平包括单位耕地农业机械动力投入、单位耕地劳动力投入和单位耕地化肥投入3个指标；耕地利用程度包括复种指数、垦殖指数和灌溉保证率3个指标；耕地利用效率包括地均粮食产量指标；可持续状况包括人均耕地和耕地变化率指标两个指标。

2.2.2 耕地集约利用水平指标值的标准化处理 耕地集约利用水平的评价，对各指标值进行标准化处理采用的方法是极差法，由岷江流域m个年份和 n项评价指标构成原始数据矩阵X=(Xij)m×n，(i=1,2,…m,j=1,2,…n)，Xij对为第i个年份在j个指标上的值。

由于各指标为正向指标，因此计算公式为：

Xij——为第i年的第j个评价指标的标准化值；

Xij——为第i年的第j个评价指标的原始数据。

得出岷江流域耕地集约利用水平各分项指标标准化值。

2.2.3 耕地集约利用水平各分项指标权重的确定 运用熵权法对岷江流域各项指标进行综合考虑，计算出综合指标的权重，优点是能够客观准确地得到各指标的权重值。求取各分项指标的权重。首先，计算第i年的第j项指标值的比重Yij:

然后计算指标信息熵ej:

其中k=1/lnm>0,ej≥0。再然后计算信息冗余度dj：

dj=1-ej(公式4)

最后利用得到的信息dj冗余度计算指标权重值Wj：

根据以上公式计算得到各项评价指标的权重以及岷江流经市(州)评价指标体系各分项指标的权重。

2.2.4 耕地集约利用度指数计算 利用得到的每项指标的权重值再与指标标准化值相乘，求和后即可算出面江流域耕地集约利用指数Si。如下：

2.2.5 岷江流域土地利用空间分布 利用ArcGIS 10.2软件对2010、2015、2018年的四川土地利用分类文件进行重分类和掩膜提取等处理，得出岷江流域土地利用分类对比图(图2)。

图2 2009年、2014年和2018年岷江流域耕地集约利用程度对比

图2中红色所代表的城乡、工矿和居民用地在沿岷江而面积增加，主要是通过占用耕地来开发建设。这是造成耕地面积减少的最直观的原因，其内在原因是因为人口数量增大，导致土地压力增大，人地矛盾加剧，为了缓解这种情况而占用耕地。而耕地面积减小的同时，粮食单产增加，这一点可以说明岷江流域耕地集约利用程度高。

利用ArcGIS 10.2软件对岷江流域2009年、2014年和2018年耕地集约利用程度运用自然间断点分级法进行可视化，得出岷江流域耕地集约利用程度对比图(图3)。

3 结果与分析

3.1 耕地投入水平

通过对耕地投入水平层面的3个指标层进行计算，并对各项指标进行分析。

2009～2018年，雅安市的单位耕地农业机械动力投入比起岷江流经的其他市(州)，其投入量是最大的，且远高于岷江流域的单位耕地农业耕地投入，这与雅安市地形地势有关。雅安的西北部和西南有终年积雪的高山，河谷两侧丘陵与平原集中，尤其青衣江沿岸最多。集中的丘陵与平原，使雅安市的农业机械能够较好地投入农业活动中。除了凉山州在单位耕地农业机械动力投入上在2015年时出现增加趋势，其余市(州)的单位耕地农业机械动力投入都在2014年时达到顶峰，2014年后开始下降，这与政策以及人民的生产生活方式变化有关。总体上来看，岷江流域的单位耕地农业机械动力投入情况呈波动性减少的。

岷江流域单位耕地劳动力投入在总体上是减少的，这与该地区耕地缩减或耕作模式的转变有关。岷江流经市(州)的单位耕地劳动力投入都呈波浪形、不稳定下降。尤其是在2014年后，单位耕地劳动力投入骤减，且与单位耕地农业机械动力投入的变化相对应。说明了在2014～2015年这一时期，人们的生产生活方式在发生改变，农业耕作已经不是求生的唯一方式，人们开始用其他方式谋生。

岷江流域单位耕地化肥投入依然是在2014～2015年期间出现突然间下降，这与耕地缩减与社会状况相关。随时代发展，人们越来越重视饮食安全与健康问题，为了粮食安全与人体健康，国家倡议大力宣传“绿色、有机”理念，化肥与农药的使用量减少，从而避免因不恰当施肥或喷洒农药而造成的人体健康问题。因此，单位耕地化肥投入量的减少也是人们响应这一号召的体现。

总的来看，岷江流域对耕地的投入总体投入水平是下降的。呈现这种趋势的主要原因与耕地面积的缩减和人们谋生方式发生改变等社会状况相关。

3.2 耕地利用程度

通过对耕地利用程度层面的3个指标层进行计算，并对耕地利用程度进行分析。

在2015年前，各市(州)复种指数大于或十分接近于1，耕地利用程度高，但在2014年过后，各市(州)的复种指数出现了下降的情况，除了成都市、阿坝州和甘孜州的复种指数较低于1，其余市(州)的复种指数仍然大于1。造成这种情况的原因，除了之前提到的谋生方式改变外，耕地面积的减少也是主要原因之一。总体来看，人们虽然减小了耕地的利用频率，但岷江流域的耕地复种程度还是比较高(各年均大于1)，作物熟制大多为一年两熟。

垦殖指数是用来表示某一地区的耕地开发利用的程度。岷江流域各地垦殖指数呈上升或动态平衡状态。垦殖指数较低的地区，大多与耕地的开发利用程度与地形地势有关。例如，垦殖指数较低的甘孜州与阿坝州属于高原地区，其地形复杂，不利于农耕活动，农业活动活跃在平坦的河口三角洲或河流沿岸。而其余市(州)稳步上升，说明耕地的开发利用程度边高，可能对耕地进行了占用，占用耕地进行房屋建设，以减轻人口增长带来的土地压力。因此，可以认为其集约利用度高。对岷江所流经市(州)的岷江水是否能够得到充分利用进行研究。可发现，随年份的不同，各年的灌溉保证率也有所波动，这与当年的降雨量、蒸发量、气温、湿度等气象问题有关。但从岷江流域来看，从2009～2018年，其灌溉保证率是下降的。总的来说，岷江流域的耕地利用程度较高。岷江流域的作物熟制为一年两熟至三熟，两熟居多。流域内耕地开发利用程度高，从而间接导致了灌溉保证率下降。

3.3 耕地利用效率

通过对耕地利用程度层面的单位播种面积粮食产量指标层进行计算，经研究发现，岷江流域各市(州)的粮食单产各年均维持在2.5t/hm2以上。随着时间推移，粮食单产保持动态平衡。从岷江流域整体来看，粮食单产在2016年之后有微弱的增加。这与耕地的利用程度增强和耕地的利用效率高有关。在耕地减少的前提下，粮食单产在增加，可以说明岷江流域的耕地集约利用程度是较高的。

3.4 可持续性状况

通过对可持续层面的人均耕地面积和耕地变化率指标层进行计算。经研究分析发现，耕地面积在农业活动较低的市(州)，如：成都市，其人均耕地占有量逐年降低，说明，在经济越发达的城市，越少的人靠农耕来维持生活，而是靠技术、服务等方面的能力来谋生。人们都向经济发展快的城市迁移，导致其人口增加快，土地压力增大，需要占用农用地来保证人民的住房问题。而其余市(州)人均耕地面积占有量上升与人口的迁移有关。从岷江流域整体来看，岷江流域的人均耕地面积占有量处于趋于稳定状态。而岷江流经的市(州)的耕地除成都市和甘

图3 岷江流域耕地集约利用各准则层重要程度

图4 岷江流域耕地集约利用程度

图5 岷江流域耕地集约利用程度发展趋势

孜藏族自治州变化较小外，其余市(州)在2014年后的变化都巨大，且在2016年后就趋于稳定了。这与城市发展有关。2016年后，耕地区域稳定，有利于各市(州)的可持续性发展。从岷江流域整体来看，其耕地变化率很小，只在2014～2015年有微小的变化，说明岷江流域的可持续性发展情况可观。

由此可见，岷江流域的耕地可持续状况较好。其所包含的各指标都呈增长的趋势，说明现在岷江流域的发展现状是有利于耕地以及各方面经济等的可持续发展的。

综上所述，各项准则的变化对岷江流域的耕地的集约利用都产生了不同程度的影响(图4)，影响程度由重到轻依次为：耕地利用程度>可持续性状况大于耕地投入水平>耕地利用效率。

3.5 耕地集约利用程度的时空间特征

从时间上看，岷江流域各分项指标在2014～2015年间都有较大的变化，最终指向岷江流域的耕地集约利用程度高。岷江流域的耕地集约利用沿干流，越靠近干流，其集约利用度越高。这是因为居民充分利用岷江水源进行农业活动，维持农业发展，体现出了因地制宜的发展策略。从图5中可以看出，岷江流经市(州)的耕地集约利用程度在2018年均达到最高，其中甘孜藏族自治州的变化程度最大，说明其耕地的集约利用程度由2009年对比2018年有显著提高；雅安市的变化程度最小，说明其耕地集约利用程度从一开始就较高。但总的来说，岷江流域的耕地集约利用程度随时间的推移而增强。

从空间上看，利用自然间断点分级法对岷江流域耕地集约利用程度进行分级(图3)。通过对2009年、2014年和2018年岷江流域耕地集约利用程度对比分析，可以看出，年份不同，各市(州)在耕地集约利用的程度上也有所差异。例如，成都市2009年和2014年的耕地集约利用水平在当年都属于高集约利用程度，但在2018年却处于较低集约利用程度，这并不代表成都市的耕地集约利用水平在降低，而是说明其余市(州)的耕地集约利用发展得比较快。随年份推移，岷江流域耕地的高集约利用程度逐渐向西扩散，说明由东部发展较为快速的地区，在逐渐带动西部较为落后的地区的发展。

对岷江流域耕地集约利用程度的发展趋势进行预测。图6中，岷江流域耕地集约利用度随时间推移而增强，趋势分析为一元线性回归模型：y=0.0296x+0.2417(R2=0.9314)，相关系数为0.9664，说明趋势分析预测未来耕地集约利用度可信度较高。可见，岷江流域在未来一段时间内耕地集约利用程度还将持续增强，其原因是多方面的，主要是由于社会发展不断加快，人口不断增长给土地带来了巨大的压力，日益增长的住房需求使土地的承载力与建设用地的需求量增大，于是人们开始占用耕地用于建设，减轻土地压力。而对农业经济发展，人们为了保障粮食数量，对耕地的集约利用不断增强，这主要与流域内社会、经济发展等人文因素相关。

4 结论与建议

4.1 主要结论

4.1.1 土地稀缺与耕地闲置浪费并存 由于城市经济和新农村建设速度的加快，土地压力不断增大，因此对土地的需求量也日益增长。同时，由于人们的谋生方式改变等原因，个别地区仍有一定数量的空闲耕地和浪费土地现象存在。对农村地区来说，大多数人员外出务工，导致农村土地大量闲置，很多耕地荒废，加上新农村的开发建设占据了大量的包含耕地在内的农用地，使得协调使用耕地、保护耕地与农村经济之间的关系更加重要。

4.1.2 耕地低效利用的现象仍较普遍 近几年，由于土地使用门槛较低和土地成本低廉，使得一些企业多用地，用好地，占用耕地以用来进行开发建设，并且没有充分发挥其可利用的潜力。例如，一些企业的建筑容积率低，且占地配套面积大，且投资强度偏低、门槛低和成本低使得这些企业土地利用效率低，从而导致大量土地浪费。

4.1.3 缺乏有效的耕地集约利用 受政策、经济发展以及社会发展等方面的影响，我国的土地资源的利用仍然存在粗放型用地。以粗放型方式来实现的经济增长，不仅代价高，并且在提高质量方面也有难度，因此产生的经济效益自然也低。并且我国土地使用结构不合理，某些地方不惜以租代征、先建再批或违法占有等诸多手段来利用土地，这些不当手段对我国土地集约利用工作的开展实施都造成了严重影响，使耕地得不到有效的集约利用。

4.2 建议

4.2.1 科学规划用地，充分利用空闲耕地 土地的科学和合理化利用，做好区域规划、总体规划和用地的统筹安排，控制并减少非农业建设占用农用地的现象，保护基本农田，从根本上减少耕地浪费情况。树立土地集约利用观，合理布局各种用地，优化土地结构，减少耕地占有量，最终达到保护耕地红线和节约集约用地的目的。

4.2.2 统筹规划用地，促进土地节约集约利用 在适当考虑经济发展并遵循基本国策的情况下，提高对耕地的科学、合理利用，切实保护耕地红线。从多方面、多角度进行问题的解读与分析，保证土地利用总体规划和其他方面的规划方法之间的平衡。加强对耕地的保护，充分利用耕地，发掘生产潜力，提高利用程度，促进可持续发展。

4.2.3 提高人民节约集约用地意识，加强监督管理 提高土地利用保护意识，通过改变土地使用者的意识，来使土地的使用效率增高。加强对各类土地的监督与管理，严格清理违法侵占和不规范用地的现象，制定相应的与耕地节约集约用地相关的政策，对耕地要“宽进严出”，保证基本农田的数量，保护耕地红线。