第27卷　第4期2011年7月地理与地理信息科学Geog ra phy and G eo -Info rmatio n Science V ol .27　N o .4July 2011 收稿日期:2011-05-21;　修订日期:2011-06-24 基金项目:中国科学院战略性先导科技专项子课题(XDA05090305);国家自然科学基金项目(41071065) 作者简介:张英(1985-),女,博士研究生,主要从事土地利用及区域农业发展研究。

＊通讯作者E -mail :zhangh q @ig snrr .ac .cn ①　本文的耕地面积均为应用遥感解译得到的耕地毛面积。

近20年中国农业主产区耕地资源质量和产能变化研究张　英1,2,张红旗1＊,李秀彬1(1.中国科学院地理科学与资源研究所,北京100101;2.中国科学院研究生院,北京100049)摘要:依据全国土地利用图与土地资源质量评价图,分析1980s 末至2005年末中国农业主产区内耕地资源数量和空间格局的动态变化,并对由此带来的耕地质量和产能的变化做出宏观评估。

主要结论如下:1)2005年农业主产区耕地面积①为9321.96万hm 2,较1980s 末增加175.53万hm 2。

2)耕地在空间上呈现“北增南减”的变化格局。

北方的内蒙古东部区、新疆区、松嫩平原区和三江平原区为耕地净增加区,共增加354.41万hm 2,各区分别增长10.29%、19.10%、10.91%和14.14%;偏南部的黄淮海区、长江中下游及江淮地区、华南蔗果区和四川盆地区为耕地净减少区,各区分别减少2.17%、2.00%、3.15%和5.61%。

3)根据土地资源图对耕地质量的划分结果,20年间农业主产区内耕地面积和空间格局的变化导致一等耕地减少3.24%,二、三等耕地和宜林宜牧地分别增加2.91%、7.81%和14.10%。

4)考虑各区耕地复种指数和耕地质量的影响,结合耕地单产数据进行耕地产能的核算,结果显示,在耕地数量净增1.92%的情况下,耕地的总体产能依然下降0.84%。

关键词:农业主产区;耕地;质量;产能中图分类号:F301 文献标识码:A 文章编号:1672-0504(2011)04-0052-05 农业主产区耕地的数量和质量变化与国家粮食安全和社会稳定密切相关,一直是社会和政府关注的热点问题[1]。

近20年来,伴随城市化和工业化进程的加快,经济发达地区耕地数量迅速减少,为此国家出台“耕地总量占补平衡”等一系列的耕地保护政策,但各地在执行过程中存在“占优补劣”现象,长此以往将在总体上降低耕地质量和产能。

因此,有必要对我国农业主产区耕地在空间上变动引起的耕地质量和产能变化做出宏观评估。

以往对于耕地的研究多采用国家统计局或国土资源部的耕地变更数据,侧重耕地面积变化[2-8]。

这些资料能够提供连续的长时间序列数据,但空间分布情况不够详尽,尤其对土地质量的描述不够。

因此,本文以我国八大农业主产区为研究靶区,依据遥感解译的全国土地利用图与土地资源质量评价图,分析、探讨农业主产区耕地面积变化中土地质量和生产能力的损益,为耕地资源可持续利用与管理及制定科学合理的农产品生产发展规划提供借鉴。

1　研究区选择及数据来源依据关系到国计民生的粮、棉、油、糖、肉五大农产品的保证供给、国家级商品生产基地、一业或几业为主综合发展的原则,同时参照《中国综合农业区划》[9],以县市为基本单元,选择黄淮海平原、松嫩平原、三江平原、长江中游平原及江淮地区、新疆、内蒙古东部地区、四川盆地、华南蔗果区(桂南、粤西、滇西南)8个国家农业主产区作为研究区域(图1)。

统计表明,8个农产品主产区的耕地面积占全国耕地面积的一半以上;粮食、油料、糖料、肉类、奶类等产量均占全国总产量的60%以上;棉花产量约占全国总产量的90%,是我国各种农产品供应的重要依托。

图1　中国八大农业主产区分布Fig .1　Distribution of main agricultural production regions in China 本文所用基础数据包括全国县域行政区划图,中国科学院资源与环境科学数据中心提供的1980s 末和2005年两期全国土地利用图,以及中国科学院自然资源综合考察委员会制作的中国1∶100万土地资源系列制图中的耕地质量评价结果图。

另外,本文涉及的粮食产量等社会经济数据来源于《中国统计年鉴》、《中国农村统计年鉴》和《中国农业统计年鉴》。

2　研究方法耕地数量和空间格局的变化直接影响耕地的质量和产能。

本文在GIS支持下分析农业主产区近20年耕地资源数量及空间格局变化,并结合土地资源质量图,分析这种变化引起的质量变化,最后估算对耕地产能的影响。

(1)耕地数量和空间格局变化。

借助GIS平台,分别提取农业主产区内1980s末和2005年两期土地利用图中的耕地数据,对两幅耕地图进行对比叠置分析,得到耕地数量和空间格局的变化信息,为耕地质量和粮食生产能力的变化评估提供条件。

(2)耕地质量变化。

借助中国1∶100万土地资源图系列制图的耕地质量评价结果,将其与两期耕地分布图进行叠加,获得两期耕地的质量属性。

在耕地质量评价图中,依据耕地的自然质量将耕地分为一等、二等、三等耕地和宜林宜牧地4个等级。

一等耕地对农业无限制或少限制,质量好;二等耕地对农业利用有一定限制,质量中等;三等耕地对农业利用有较大限制,质量差;宜林宜牧地不适宜于农业耕作。

统计各等耕地的数量变化结果,以反映耕地的质量变化情况。

(3)耕地产能变化。

耕地产能是耕地数量、质量、单产的函数。

在本研究中,考虑不同区域复种指数的影响,耕地产能估算的表达式为:耕地产能=耕地单产产能×耕地数量×耕地质量系数×耕地复种指数。

其中,耕地单产产能数据的获得是整个产能估算的关键。

本文单产产能数据主要依据张晋科等对农业生态小区不同农地类型的耕地单产水平的研究结果[10],对照八大农业主产区的范围,将对应生态小区的水浇地和旱地的单产水平分别进行平均,获得八大区的水浇地和旱地两大主要农地类型的单产产能。

在此基础上,对照各主产区范围内生态小区的水浇地(包括水田)和旱地的分配比,按水旱地的比例加权计算耕地的平均产能,以此作为计算耕地总产能的单产产能数据(表1)。

表1　中国各农业主产区耕地单产产能换算T able1　The productivity of farmland per unit in each agricultural region类型新疆区黄淮海区松嫩平原区四川盆地三江平原区内蒙古东部区华南蔗果区长江中游及江淮地区水浇地单产(kg/hm2)12013.6616191.688085.1513138.348085.159684.5014354.2616286.64旱地单产(kg/hm2)　975.5311986.006772.4012676.076772.404329.7413848.4113062.10水旱比18∶11.2∶11∶82∶51∶81∶41.6∶12∶1平均单产(kg/hm2)11432.7114280.016918.2612808.156918.265400.6914159.7015211.79 数量变化对粮食生产能力的影响远远不够,还需考虑耕地资源质量尤其是耕地质量空间分布差异这一重要因素。

减少1hm2优等耕地显然要比减少1hm2劣等耕地对粮食生产的影响更大,即耕地资源质量的优劣对粮食生产有显著影响。

因此本研究采用耕地质量的评价结果,将一、二、三等耕地和宜林宜牧地按1∶0.8∶0.6∶0.4的结果进行折算,将耕地的质量影响通过给定系数量化。

最后,对照各农业主产区的复种指数,按照上述公式计算区域的粮食生产能力。

3　结果分析3.1　耕地数量和空间格局的变化分析1980s末全国八大农业主产区的耕地面积为9146.43万hm2,到2005年增至9231.96万hm2,净增175.53万hm2。

其中,新增耕地1811.54万hm2,期内损失耕地1636.01万hm2,年均增长0.11%。

耕地的空间变化结果如图2(见封2)、表2所示,“北增南减”构成了耕地变化的基本空间格局。

位于东北和西北的4个农业主产区,包括内蒙古东部区、新疆区、松嫩平原区和三江平原区为耕地净增加区域,四区耕地净增354.41万hm2,增长率为12.98%。

其中,新疆区和松嫩平原区耕地增加较多,分别净增108.05万hm2和124.97万hm2,两区净增耕地数量占四区总和的2/3左右,耕地增长率分别达到19.10%和10.91%。

而中部和南部的黄淮海区、长江中下游及江淮地区、华南蔗果区和四川盆地区为耕地净减少区域,共减少耕地1042.55万hm2,约占八区减损耕地总量的2/3,抵消新开垦耕地863.67万hm2,净减少178.88万hm2,减少率达2.79%。

区内耕地减损幅度最大的是四川盆地和华南蔗果区,耕地损失速率分别为5.61%和3.15%;耕地损失量最大的黄淮海平原区和长江中游及江淮地区分别净损失耕地75.13万hm2和27.59万hm2。

耕地的这种北增南减的空间格局变化,导致农产品主产区耕地的重心向东北和西北方向迁移。

页53第第4期 张　英等:近20年中国农业主产区耕地资源质量和产能变化研究1980s末,北方四区耕地面积合计2730.94万hm2, 2005年增至3085.35万hm2;北方四区耕地数量在八区总耕地中所占比重从1980s末的29.86%增至2005年的33.10%。

而作为我国传统核心农业主产区的黄淮海平原、长江中下游及江淮地区和四川盆地的耕地面积呈下降趋势,由1980s末的6415.49万hm2降至2005年的6236.61万hm2,耕地所占比重也相应从70.14%降至66.90%。

八区的耕地重心向北迁移的事实与我国粮食重心北移的趋势相吻合[11,12]。

表2　农业主产区各区的耕地数量变化情况Table2　T he change of farmland in main agricultural produ ction regions区域1980s末耕地(万hm2)2005年耕地(万hm2)损失耕地面积(万hm2)比重(%)新增耕地面积(万hm2)比重(%)净增耕地面积(万hm2)比重(%)新疆区565.71673.76147.7826.12255.8345.22108.0519.1黄淮海区3469.253394.12364.0910.49288.968.33-75.13-2.17松嫩平原区1145.81270.77130.5511.39255.5222.3124.9710.91四川盆地1083.931023.1219.4620.25158.6314.63-60.83-5.61三江平原区429.35490.0471.516.65132.1930.7960.6914.14内蒙古东部区590.08650.78243.6341.29304.3351.5760.710.29华南庶果区485.93470.6216.5944.57201.2641.42-15.33-3.15长江中游及江淮地区1376.381348.79242.4117.61214.8215.61-27.59-2合计9146.439321.961636.0117.891811.5419.81175.531.923.2　耕地面积增减对耕地质量的影响耕地面积和格局的变化必然会带来耕地质量的变化。