杜國明，杜 蕾，楊厚翔，薛 劍，周 圓

（1.東北農(nóng)業(yè)大學(xué) 資源與環(huán)境學(xué)院，哈爾濱150030；2.國土資源部 土地整治中心，北京100035）

我國人多地少的矛盾十分突出。新中國成立特別是改革開放以來，我國經(jīng)歷了工業(yè)化加速、農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展、房地產(chǎn)開發(fā)以及人口膨脹而帶來的城市化，土地利用發(fā)生了巨大的變化，耕地不斷為建設(shè)用地讓位［1］。據(jù)國土資源部統(tǒng)計(jì)，耕地從1996年底我國第一次土地詳查結(jié)束時(shí)的1.30億hm2，減少到2007年底的1.22億hm2，11a內(nèi)全國耕地凈減少0.08億hm2，年均減少0.007億hm2。因此，耕地開發(fā)、整理、復(fù)墾等廣度開發(fā)以及耕地資源節(jié)約集約利用等深度利用、耕地資源安全成為備受關(guān)注的主題［2－6］。

解放以來三江平原先后歷經(jīng)4次墾荒高潮：1956年轉(zhuǎn)業(yè)官兵開荒、1970年代百萬知識(shí)青年開赴北大荒開荒、1980年后引進(jìn)外國農(nóng)資技術(shù)開荒以及從20世紀(jì)80年代中期開始到2000年的開荒［7－9］。歷經(jīng)4次大規(guī)模開荒以及持續(xù)不斷的小規(guī)模農(nóng)墾活動(dòng)后，三江平原土地利用景觀格局徹底改變，耕地已經(jīng)取代濕地成為區(qū)域基底景觀，昔日的北大荒變成了當(dāng)今的北大倉，成為我國重點(diǎn)建設(shè)的商品糧生產(chǎn)基地［10－11］。由于地處邊陲以及獨(dú)特的自然地理?xiàng)l件和社會(huì)經(jīng)濟(jì)狀況，三江平原北部在土地開發(fā)過程中又稍后于南部地區(qū)，在土地利用／覆蓋變化的過程中表現(xiàn)出不盡相同的特征［12－13］。本文以地處中國東北邊陲的三江平原北部地區(qū)為例，分析近55a來土地墾殖的時(shí)空格局，以期總結(jié)“北大荒”開發(fā)的歷史特征，為該區(qū)域商品糧基地建設(shè)和生態(tài)建設(shè)提供依據(jù)。

1 研究區(qū)概況

三江平原北部位于黑龍江省的東北一隅，包括富錦市、同江市、寶清縣、撫遠(yuǎn)縣、綏濱縣、友誼縣、饒河縣，地處45°47′50″—48°27′59″N，131°7′41″—134°46′26″E，土地總面積為4.24萬km2。該區(qū)域是由黑龍江、松花江、烏蘇里江沖積形成的低平原，地勢(shì)西南高東北低。為溫帶濕潤大陸性季風(fēng)氣候，1月平均氣溫低于－18℃，7月平均氣溫21～22℃，年降水量500～650mm。在廣闊的沖積低平原和河流形成的階地、河漫灘上廣泛發(fā)育著沼澤和沼澤化草甸。河流大多具有平原沼澤性河流的特點(diǎn)，縱比降小，河槽彎曲系數(shù)大，一般為1.5～3.0。植被種類屬于長(zhǎng)白植物區(qū)系，以沼澤化草甸和沼澤植被為主；土壤以棕壤、黑土、白漿土、草甸土和沼澤土為主。該區(qū)是典型的農(nóng)業(yè)地區(qū)，種植業(yè)發(fā)達(dá)，二三產(chǎn)業(yè)落后。該區(qū)人口相對(duì)稀疏，截至2009年末，總?cè)丝趦H163.3萬人。

2 數(shù)據(jù)來源與研究方法

本研究選用的信息源為1954年1∶10萬地形圖；1976年MSS影像、1996年TM影像、2009年中巴地球資源衛(wèi)星二號(hào)星（CBERS－2）的CCD影像數(shù)據(jù)，分辨率分別為80m，30m，20m，時(shí)相分別為當(dāng)年的5—9月份。這些影像的云量很少，圖像質(zhì)量良好，便于數(shù)據(jù)處理和土地利用信息的提取。除遙感影像外，還收集了有關(guān)的圖文資料，包括統(tǒng)計(jì)年鑒、縣志等。

研究中，首先以1∶10萬地形圖為參考，對(duì)遙感影像進(jìn)行幾何糾正；接下來建立包括耕地在內(nèi)的土地利用解譯標(biāo)志；繼而以人機(jī)交互的方式解譯土地利用信息，分別建立1954年、1976年、1996年、2009年土地利用數(shù)據(jù)庫；之后，主要以單一土地利用類型動(dòng)態(tài)度、土地利用覆被類型相對(duì)變化模型和土地資源分布重心模型對(duì)耕地時(shí)空分布特征進(jìn)行分析［14］。

3 結(jié)果與分析

3.1 數(shù)量分析

由研究區(qū)耕地面積變化情況（表1）可見：三江平原北部耕地面積不斷增加，該區(qū)域墾殖率不斷攀升。具體而言：1954—1976年期間，耕地面積從34.01萬hm2增至100.47萬hm2，年均增加3.02萬hm2，年均增幅為8.88%，是3個(gè)時(shí)期中增幅最快的時(shí)期。墾殖率則由1954年的8.31%增至1976年的23.74%，但耕地仍非該區(qū)域的主要地類。1976—1996年期間為3個(gè)時(shí)期中耕地面積增量最多的時(shí)期，20a間耕地面積增加了103.36萬hm2，年均增加5.17萬 hm2，年均增幅為5.14%，增幅與1954—1976年相比有所下降。這一時(shí)段的墾殖率由23.74%增至48.09%，翻了一番，耕地已經(jīng)成為該區(qū)域最主要的土地利用類型。1996—2009年期間研究區(qū)耕地面積持續(xù)增加，13a間新增耕地面積81.22萬hm2，年均增加6.25萬hm2，年均增幅則進(jìn)一步下降，僅為3.07%。墾殖率由1996年的48.09%增至2009年的67.26%。至2009年，該區(qū)域耕地集中連片，耕地已經(jīng)成為該區(qū)域的優(yōu)勢(shì)地類。

表1 耕地面積變化統(tǒng)計(jì)

3.2 流向分析

1954—1976年間，共有71.66萬hm2的土地被墾殖為耕地。其中開墾沼澤地44.83萬hm2，占新增耕地的62.56%；開墾草地19.94萬，開墾林地6.19萬hm2（其中灌木林地3.33萬hm2）。在此期間，有5.20萬hm2耕地轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌仡?，其中轉(zhuǎn)換為草地2.08萬hm2，沼澤1.30萬hm2，林地0.50萬hm2（其中有林地0.47萬hm2）。22a間耕地凈增長(zhǎng)66.46萬hm2。這期間，沼澤地排干墾殖及草地開荒是耕地增加的主要形式，棄耕及生態(tài)退耕（主要是脅迫性退耕，如低洼區(qū)域耕地的沼澤化）是耕地流失的主要原因。

1976—1996年間，共有111.43萬hm2的土地被墾殖為耕地。其中開墾沼澤地61.86萬hm2，比重占同期耕地增加面積的55.52%，開墾草地31.02萬hm2，占新增耕地面積的27.84%，開墾林地16.66萬hm2，占新增耕地面積的14.95%。同期，有8.07萬hm2耕地轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌仡?，轉(zhuǎn)為林地2.82萬hm2（其中有林地1.75萬hm2），沼澤地2.10萬hm2，農(nóng)村居民點(diǎn)1.83萬hm2，草地0.56萬hm2。20a間耕地凈增長(zhǎng)103.36萬hm2。這一時(shí)期，沼澤地排干墾殖及草地開荒、毀林開荒是耕地增加的主要形式，而棄耕、生態(tài)退耕及建設(shè)用地占用等是耕地流失的主要原因。

1996—2009年間，共有85.04萬hm2的土地被墾殖為耕地。其中開墾沼澤地40.46萬hm2，占新增耕地面積的47.53%，毀林墾殖36.57萬hm2，占新增耕地面積的42.9%，其他各類用地僅0.10萬hm2。同期，有3.95萬hm2的耕地轉(zhuǎn)為其它地類，其中林地1.38萬hm2（其中有林地1.21萬hm2），農(nóng)村居民點(diǎn)0.98萬hm2，草地0.67萬hm2。13a間耕地凈增長(zhǎng)81.22萬hm2。這一時(shí)期，沼澤地排干墾殖及毀林開荒是耕地增加的主要形式，而棄耕、建設(shè)用地占用及生態(tài)退耕是耕地流失的主要原因。

整個(gè)研究期內(nèi)，三江平原北部耕地保持持續(xù)增加趨勢(shì)，其主要來源依次是沼澤地、草地、林地，但沼澤地所占比例呈逐漸下降趨勢(shì)。耕地流失的主要原因是棄耕、生態(tài)退耕及建設(shè)用地占用，以及向林地、草地、沼澤地及居民地等地類的轉(zhuǎn)化。

3.3 區(qū)域差異分析

由表2可知，各區(qū)域耕地變化存在顯著的差異，從整個(gè)研究期來說，耕地的變化幅度從大到小依次為撫遠(yuǎn)縣、饒河縣、同江市、寶清縣、富錦市、友誼縣、綏濱縣。其中撫遠(yuǎn)縣、饒河縣、同江市、寶清縣4個(gè)縣市的R值均＞1，表明它們的耕地變化幅度均超過全研究區(qū)的平均耕地變化率。其中撫遠(yuǎn)縣新增耕地面積43.75萬hm2，耕地相對(duì)變化率高達(dá)373.23，其耕地增幅遠(yuǎn)高于研究區(qū)平均水平。富錦市、友誼縣、綏濱縣耕地均有所增加，但其R值均＜1，表明他們的耕地變化率小于全區(qū)的平均耕地變化率，其中富錦市由于研究初期耕地基數(shù)較大，導(dǎo)致其R值為0.6，但耕地增加量為56.43萬hm2，為7個(gè)市縣之最。綏濱縣R值僅為0.27，其耕地增幅遠(yuǎn)低于研究區(qū)平均水平，1954—2009年新增耕地面積總計(jì)14.13萬hm2，平均每年增加0.23萬hm2，為整個(gè)研究區(qū)耕地面積最為穩(wěn)定的縣。

表2 1954－2009年間各時(shí)期三江平原北部土地墾殖區(qū)域特征

就整個(gè)研究期內(nèi)的不同時(shí)期而言，除1954—1976年外，其余時(shí)期各縣市間耕地變化的區(qū)域差異并不十分突出。1954—1976年間，耕地變化速率最快的區(qū)域?yàn)閾徇h(yuǎn)縣，R值為62.62，之后依次為饒河縣、同江市、友誼縣、寶清縣、綏濱市、富錦縣，其中綏濱市與富錦市R值均小于1。1976—1996年間，耕地變化幅度有所減緩，區(qū)域差異明顯減小，撫遠(yuǎn)縣、寶清縣、同江市、饒河縣R值雖大于1，但R值最高的撫遠(yuǎn)縣也僅為3.05。1996—2009年間，由于耕地基數(shù)已經(jīng)很大，因此各縣市的耕地變化速率更趨一致，其中撫遠(yuǎn)縣的R值為1.95，為整個(gè)研究區(qū)變化幅度最大的區(qū)域；之后依次為同江市、富錦市、饒河縣、寶清縣、友誼縣、綏濱縣，其中友誼縣與綏濱縣共新增耕地1.74萬hm2，成為整個(gè)研究區(qū)耕地面積最穩(wěn)定的區(qū)域。

另外，由附圖8可見：各市縣土地墾殖在時(shí)間序列上存在較大差異。撫遠(yuǎn)縣、饒河縣、富錦市、同江市、友誼縣耕地面積呈現(xiàn)“階梯型”變化，即在整個(gè)研究期內(nèi)變化幅度較小。綏濱縣、寶清縣為“驟增型”增長(zhǎng)，即只在某個(gè)階段大幅變化。其中綏濱縣、富錦縣的耕地在1954—1976年間大幅增加，寶清縣耕地面積在1976—1996年間大幅增加。現(xiàn)階段，除饒河縣和寶清縣因縣因域內(nèi)有山地、丘陵分布導(dǎo)致墾殖率較低之外，各縣市耕地墾殖均在70%以上，耕地繼續(xù)增加的余地較為有限，耕地面積均已進(jìn)入相對(duì)穩(wěn)定的時(shí)期。

3.4 耕地重心遷移分析

由附圖8可知，土地墾殖在空間上呈現(xiàn)由西向東、由遠(yuǎn)水向近水（河流）、由平地向丘陵推進(jìn)的趨勢(shì)。由圖1可見，從總體來看，4個(gè)年份耕地重心遷移具有較強(qiáng)的方向性，即在富錦市域內(nèi)不斷向東或偏東方向遷移。1954—2009年間耕地重心總體向東遷移了66.70km，向北遷移了8.37km。其中，1954—1976年耕地重心向東遷移了28.63km，向北遷移了1.25 km；1976—1996年，耕地重心向東遷移了23.08km，向南遷移了3.23km；1996—2009年，耕地重心向東遷移了14.99km，向北遷移了10.35km。這也充分體現(xiàn)出該區(qū)域耕地有逐漸向東拓展的宏觀趨勢(shì)。

圖1 各年份三江平原北部耕地重心位置

4 結(jié)論與討論

（1）三江平原北部耕地呈現(xiàn)持續(xù)、快速增加趨勢(shì)。1954年、1976年、1966年和2009年的墾殖率分別為8.31%，23.74%，48.09%，67.26%。至2009年，除饒河縣、寶清縣因境內(nèi)有山地、丘陵區(qū)分布外，其余各縣市的墾殖率都達(dá)到了70%以上的較高水平。

（2）整個(gè)研究期內(nèi)，三江平原北部耕地主要來源依次是沼澤地、草地、林地，但沼澤地所占比例隨時(shí)間推移呈逐漸下降的趨勢(shì)。耕地流失的主要原因包括棄耕、生態(tài)退耕及建設(shè)用地占用，以及轉(zhuǎn)為林地、草地、沼澤地及居民地等地類。

（3）三江平原北部各市縣之間呈現(xiàn)較強(qiáng)的區(qū)域差異，耕地增幅依次為撫遠(yuǎn)縣＞饒河縣＞同江市＞寶清縣＞富錦市＞友誼縣＞綏濱縣，整體上表現(xiàn)為越往東，耕地增幅越大；增加速度依次為：富錦市＞寶清縣＞同江市＞撫遠(yuǎn)縣＞饒河縣＞綏濱縣＞友誼縣，整體上呈現(xiàn)出縣（市）域面積愈大，耕地增加面積愈多。各縣耕地面積增加在時(shí)間上表現(xiàn)出“階梯型”和“驟增型”兩種類型。

（4）土地墾殖在空間上呈現(xiàn)由西向東、由遠(yuǎn)水向近水（河流）、由平地向丘陵推進(jìn)的趨勢(shì)。1954—2009年間三江平原北部耕地重心不斷發(fā)生遷移，總體向東遷移了66.70km，向北遷移了8.37km。整個(gè)期間耕地重心落在富錦市域內(nèi)。

伴隨著大面積的沼澤地、草地和林地等被墾殖為耕地，區(qū)域土地利用結(jié)構(gòu)及生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)均發(fā)生了顯著變化，這必然會(huì)對(duì)該區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)的功能及土地資源利用的可持續(xù)性產(chǎn)生重要影響。如區(qū)域內(nèi)地下水位下降、森林覆蓋率降低等生態(tài)問題均已經(jīng)引起學(xué)者們的關(guān)注［15－16］。今后，應(yīng)進(jìn)一步研究該區(qū)域內(nèi)大規(guī)模農(nóng)業(yè)開發(fā)所造成的生態(tài)效應(yīng)，在全球環(huán)境變化及全球化背景下確定該區(qū)域耕地墾殖的適度規(guī)模，以促進(jìn)土地資源的持續(xù)利用，保障該區(qū)域的商品糧基地建設(shè)。

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