唐榮莉，姚 雄，王春萍，吳 紅，李經(jīng)勇，方立魁，雷開榮*

(1.重慶市農(nóng)業(yè)科學(xué)院，重慶 401329；2.逆境農(nóng)業(yè)研究重慶市重點實驗室，重慶 401329；3.重慶市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣總站，重慶 401121)

【研究意義】耕地是最寶貴的自然資源，同時也是土地利用變化最為敏感的類型之一。耕地保護是農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵，也是國家的重要戰(zhàn)略需求?！厩叭搜芯窟M展】近年來，大量學(xué)者利用Spot、Landsat TM/ETM+、CBERS等遙感數(shù)據(jù)對不同區(qū)域及尺度的耕地變化及影響因素進行了監(jiān)測與分析[1-3]。研究涵蓋耕地動態(tài)變化及驅(qū)動機制[4-5]、耕地景觀時空演變[6]、耕地隨地形變化的空間分異特征、耕地變化與社會經(jīng)濟發(fā)展關(guān)系[7-8]、耕地資源安全與預(yù)警[9-10]、耕地壓力空間分布及影響因素[11-12]、區(qū)域土地利用可持續(xù)發(fā)展等重要內(nèi)容。其中，地形特征作為影響耕地分布和變化的重要因素，因其對耕地數(shù)量、質(zhì)量及生態(tài)系統(tǒng)健康的重要影響受到廣泛關(guān)注。地形因素主要通過影響地表水分和熱量的分配影響耕地土壤養(yǎng)分、物理性質(zhì)、耕地破碎化程度，進而影響耕地質(zhì)量、開發(fā)難度及農(nóng)業(yè)產(chǎn)值，制約耕地利用的形式和成效[13-15]。海拔、坡度、坡向直接影響著農(nóng)業(yè)用地的開墾與利用，導(dǎo)致耕地在不同地形條件下呈現(xiàn)出不同的分布規(guī)律和特定的景觀格局[16]。針對川東平行嶺谷區(qū)的研究表明，耕地高密度區(qū)和耕地利用率呈現(xiàn)“高-高”聚集的類型區(qū)主要分布于地形起伏小、交通條件和灌溉條件便利區(qū)域[14]；黃土高原地區(qū)的優(yōu)質(zhì)耕地主要分布在地勢平坦、肥力較高的黃土塬面上[17]。粵北山區(qū)地耕地在坡度2°～4°和海拔0～200 m的平緩區(qū)域分布頻率最高[16]。中國耕地主要分布在平原地區(qū)，臺地、丘陵次之[18]。在不同地形條件下，耕地呈現(xiàn)出不同的演變規(guī)律[14]。西昌市土地利用隨高程、坡度分級呈現(xiàn)階梯變化規(guī)律[19]，凱里地區(qū)耕地損失量隨著高程增加逐漸減少，隨著坡度增加先增加而后急劇減少[20]。位于高原地區(qū)的貴州省盤縣土地利用變化呈現(xiàn)垂直分異特征[21]。上述研究均表明地形特約束人類活動，導(dǎo)致土地的利用方式及用地類型的轉(zhuǎn)變具有選擇性?！颈狙芯壳腥朦c】水田和旱地是最為重要的兩類農(nóng)業(yè)耕地資源，對比其地形分異特征及動態(tài)演變規(guī)律是評估區(qū)域發(fā)展對農(nóng)業(yè)耕作環(huán)境的影響、制定耕地保護措施的前提?，F(xiàn)階段的研究大多關(guān)注耕地大類的變化[6,22]，對比水田與旱地的分布規(guī)律及隨時間轉(zhuǎn)移的趨勢是否一致、變化強度及特征是否類似，以及其轉(zhuǎn)移過程是否具有地形分異的研究尚不多見?！緮M解決的關(guān)鍵問題】重慶是我國面積最大、地域環(huán)境條件最復(fù)雜、農(nóng)業(yè)比重最大的直轄市，該地區(qū)地形以山地丘陵為主，是中國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上最不穩(wěn)定的地帶之一。近年來受城市化、工業(yè)化及農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整等影響，重慶域內(nèi)土地利用變化強烈[9]。本研究以LandsatTM系列影像解譯得到的重慶區(qū)域1980、2000、2018年3個歷史時期的土地利用數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，利用地理空間信息技術(shù)分析1980—2000和2000—2018年這2個階段水田和旱地用地的時空動態(tài)特征及轉(zhuǎn)變規(guī)律；對比水田和旱地在不同海拔、坡度、坡向條件下的轉(zhuǎn)變特征，以期能為西南脆弱山地地區(qū)的耕地利用及區(qū)域糧食安全保障提供數(shù)據(jù)支撐和管理依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 數(shù)據(jù)來源及分類

數(shù)據(jù)主要包括1980、2000、2018年3個時相的土地利用分類數(shù)據(jù)，重慶市行政邊界，以及25 m精度的數(shù)字DEM圖，數(shù)據(jù)均獲取自中國科學(xué)院資源環(huán)境科學(xué)數(shù)據(jù)中心[23]。其中土地利用數(shù)據(jù)以Landsat5/7/8-30 m分辨率多光譜波段為主要數(shù)據(jù)源，參考現(xiàn)行土地利用分類系統(tǒng)，通過人工目視解譯生成[24-25]，共包含水田、旱地、林地、草地、水域、建設(shè)用地及未利用地7個地類，各類型面積及包含的子類型列于表1。水田和旱地的統(tǒng)計包含了種植農(nóng)作物的所有土地[24]，故其面積高于自然資源部門的耕地測繪面積。

1.2 數(shù)據(jù)處理及計算

使用ArcGIS10.0軟件為工作平臺，集成應(yīng)用空間疊加、柵格條件計算等方法獲得重慶地區(qū)1980—2000、2000—2018年共近40年間的土地利用轉(zhuǎn)移矩陣。依據(jù)重慶地區(qū)DEM數(shù)據(jù)進行高程、坡度的提取及分級，其中海拔主要考慮區(qū)域主糧作物的適宜性海拔及分布情況，劃分為<300 m、300～400 m、400～600 m、600～800 m、>800 m共5個梯度；坡度參考耕作適宜性劃分為0°～3°、3°～7°、7°～15°、15°～25°、25°～35°和>35°共6個等級[24,26]；坡向劃分為北、東北、東、東南、南、西南、西、西北共8類。將海拔、坡度、坡向等數(shù)據(jù)與1980、2000、2018年3期的土地利用數(shù)據(jù)進行疊加分析，從而得到重慶市不同的地形條件下水田和旱地的分布以及1980—2000、2000—2018年不同地形條件下的耕地轉(zhuǎn)移格局。

2 結(jié)果與分析

2.1 耕地時空動態(tài)特征

2.1.1 耕地總量及空間分布變化 圖1所示為1980、2000、2018年3個時期的土地利用情況。研究區(qū)內(nèi)林地的面積最大，旱地次之，水田、草地、建筑用地和水域面積依次減小。從空間分布來看，重慶市域內(nèi)水田和旱地主要分布在西南、西北區(qū)域。這些區(qū)域?qū)儆谟砷L江及其支流沖積形成的盆谷地平原、臺地、以及低山丘陵地帶，該地帶地勢起伏較低、水源充足、土壤肥力較高，有良好的農(nóng)業(yè)耕作基礎(chǔ)。隨著東北、東南區(qū)域地形起伏加劇，水田和旱地數(shù)量逐漸減少。從數(shù)量上來看(表1)，重慶地區(qū)1980、2000、2018年水田的面積分別為119.10×104、118.14×104、112.41×104hm2，旱地的面積分別為274.03×104、272.40×104、263.92×104hm2。近40年來，兩類耕地面積均呈現(xiàn)下降趨勢。與1980年相比，2018年水田和旱地分別減少了6.69×104和10.11×104hm2，分別占水田、旱地比例的5.62%、3.69%。耕地前20年的變化有別于近20年的變化趨勢，水田、旱地2000年以前年均減少速率分別為0.04%、0.03%，2000年以后年均減少速率增加到0.26%、0.16%，流失速率分別是2000年以前的6.65和5.78倍。

表1 土地利用分類體系及重慶市不同年份對應(yīng)地類面積

續(xù)表1 Continued table 1

2.1.2 不同時期耕地轉(zhuǎn)移特征 圖2展示了1980—2000及2000—2018年重慶地區(qū)水田和旱地的空間轉(zhuǎn)移特征。總體而言，水田和旱地在兩個時期均以轉(zhuǎn)出為主，后一個時期的變化較前一個時期更為頻繁和劇烈。水田的轉(zhuǎn)移主要集中在位于渝西的主城以及城鎮(zhèn)周邊，但旱地的轉(zhuǎn)移在整個空間上表現(xiàn)出數(shù)量更多，分布更廣泛的特點。

耕地流向分析能夠反映社會經(jīng)濟發(fā)展的基本格局和趨勢，2000—2018年新增耕地的來源結(jié)構(gòu)、變化強度均有別于1980—2000年(表2)。1980—2000年，水田新增的總面積為3096.54 hm2，被占用的總面積為12 649.41 hm2，即轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌玫仡愋偷臄?shù)量為其他類型轉(zhuǎn)變?yōu)樗锩娣e的4.09倍。其中，新增的類型主要由旱地(68.35%)、林地(25.27%)轉(zhuǎn)換而成。被占用的水田主要轉(zhuǎn)變?yōu)榻ㄔO(shè)用地(70.54%)，其次為旱地(13.89%)和林地(10.18%)，少部分為水域(3.03%)、草地(2.34%)。1980—2000年，旱地新增的總面積為6712.02 hm2，被占用的總面積為22 967.63 hm2，即轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌玫仡愋偷臄?shù)量為其他類型轉(zhuǎn)變?yōu)楹档孛娣e的3.42倍。其中，由林地、水田、草地轉(zhuǎn)換而來占新增旱地的52.84%、26.18%和20.04%。被占用的旱地主要轉(zhuǎn)變?yōu)榻ㄔO(shè)用地(51.40%)和林地(29.96%)，水田(9.21%)和水域(6.69%)也占有一定比例。2000—2018年，水田新增的總面積僅為1725.03 hm2，被占用的總面積為59 004.72 hm2，即轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌玫仡愋偷臄?shù)量達到其他類型轉(zhuǎn)變?yōu)樗锩娣e的34.21倍。其中，新增的水田以旱地(64.06%)、草地(25.87%)轉(zhuǎn)換成為主，少量由林地(6.51%)、水域(3.37%)轉(zhuǎn)移而來。被占用的面積大部分轉(zhuǎn)變?yōu)榻ㄔO(shè)用地(86.51%)，其次為林地(6.32%)和水域(4.70%)。旱地新增的總面積為16 816.68 hm2，占用的總面積為101 574.02 hm2，即轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌玫仡愋偷臄?shù)量為其他類型轉(zhuǎn)變?yōu)樗锩娣e的6.04倍。其中，新增的類型以草地(71.28%)、林地(23.20%)轉(zhuǎn)換為主，少量為水田(3.96%)轉(zhuǎn)移而來。被占用的面積主要是轉(zhuǎn)變?yōu)榻ㄔO(shè)用地(46.23%)，其次為 林地(34.25%)和草地(12.70%)，少部分為水域(5.72%)、水田(1.09%)。

表2 重慶地區(qū)近40年耕地轉(zhuǎn)移統(tǒng)計特征

總體而言，旱地的變化比水田更為復(fù)雜。在兩個歷史階段建設(shè)占用均是水田減少的主要因素，旱地、林地的轉(zhuǎn)入是水田新增的主要因素。而旱地變化在兩個階段存在較大差異，1980—2000年，建設(shè)占用、退耕還林是旱地減少的最主要的原因，林地、水田、草地轉(zhuǎn)換而來是旱地新增的主要因素。而2000—2018年旱地減少還增加了退耕還草因素，草地、林地是該時期旱地新增的主要因素。

2.2 不同地形條件下水田及旱地時空演變特點

2.2.1 水田及旱地隨地形變化特征 表3展示了水田和旱地在3個時間節(jié)點隨海拔、坡度、坡向的分布情況。水田和旱地隨地形分級的起伏較大，表明水田和旱地在不同海拔、坡度、坡向的分布及變化特征存在明顯的地理分異，兩類耕地對某些地形條件具有較強偏好性。

表3 1980，2000，和2018年不同地形條件下耕地分布情況

就分布而言，水田面積隨海拔增加而降低，分布于600 m以下區(qū)域的水田在不同時期占其總面積的80.19%～80.94%，其中<300 m，300～400 m區(qū)域所占比例最高，分別接近總面積的30%。旱地在400～600 m、>800 m、300～400 m的面積均超過其總面積的20%，其次為<300 m區(qū)域，接近20%，600～800 m區(qū)域分布比例最低，不到15%。水田和旱地隨坡度分布存在差異，85.73%～86.09%的水田分布在坡度<15°區(qū)域，87.47%～87.81%的旱地分布在<25°區(qū)域。其中水田、旱地出現(xiàn)頻率最高的坡度范圍分別為3°～7°和7°～15°，均接近總面積的1/3；0°～3°坡度范圍內(nèi)的水田和旱地分別其總面積的25.89%～26.24%和11.67%～11.88%；即與旱地相比，水田更偏向分布于緩坡及平坦區(qū)域。受光溫條件等制約，耕地在各個方向上并非均勻分布。水田在西北、東、北、西方向的分布比例最高，均超過13%；其次為東北、東南方向，比例在12%～13%；南、西南方向分布比例較少，不到11%。旱地在東南、南、東分布比例最高，均超過13%；其次為西、西南、西北；比例在12%～13%；東北、北方向分布比例較少，約為11%左右。即旱地主要偏向于分布在光熱條件更高的陽坡區(qū)域，而水田在陰坡區(qū)域分布數(shù)量更高。

水田在不同海拔均有所降低，其中2000—2018年<300 m的水田減少的面積最多，為34 189.65 hm2，占該海拔水田的10.05%。旱地1980—2000年面積變化不大，2000—2018年，旱地在不同海拔均有所降低，但主要發(fā)生在<300 m的低海拔地區(qū)和>800 m高海拔地區(qū)，分別為32 869.98和2936.61 hm2，分別占該海拔旱地的6.31%和4.76%。1980—2000年，水田和旱地的流失主要發(fā)生在0°～15°范圍，而2000—2018年，15°～25°范圍的旱地流失程度提高。1980—2000年，0°～3°、3°～7°、7°～15°坡度范圍水田的流失面積分別為3104.91、3293.46、1930.50 hm2，2000—2018年分別為18 261.63、21 086.73和13 875.12 hm2。1980—2000年，對應(yīng)坡度范圍的旱地流失面積分別為3855.06、5065.20、3370.68 hm2，其余坡度范圍的流失面積在1018.08～1709.28 hm2，而2000—2018年，0°～3°、3°～7°、7°～15°、15°～25°坡地范圍旱地的流失面積分別13 714.74、21 117.51、22 531.41、13 549.50 hm2。1980—2000年，水田和旱地在各方向上平均降低了0.80%和0.59%，2000—2018年，這一比例分別提高到4.84%和3.12%，其中水田面積減少最多的坡向在兩個時期一致，分別為西北、北、西，1980—2000年分別減少了1598.94、1427.13、1237.95 hm2，2000—2018年分別減少了7926.93、7800.3、7121.16 hm2。旱地面積減少最多的坡向在兩個時期存在差異，1980—2000年，旱地面積在南、東南、東方向上降低最快，分別減少了2493.9、2477.79、2190.87 hm2，2000—2018年，旱地面積在西北、西、東南方向上降低最快，分別減少了11 993.85、11 411.46、11 304.45 hm2。

2.2.2 水田及旱地沿海拔的轉(zhuǎn)移特征 高程是影響土地利用方向與方式發(fā)生變化的重要因素[28]。1980—2000年及2000—2018年兩個時期，在不同海拔上水田和旱地的來源地類、隨海拔變化趨勢存在較大差異。由圖3(a)可見，1980—2000年，增加的水田主要由旱地和林地轉(zhuǎn)入構(gòu)成，其中水田由旱地轉(zhuǎn)入主要發(fā)生在400～600 m區(qū)域，其次為<300 m區(qū)域；水田由林地轉(zhuǎn)入主要發(fā)生在<300 m、300～400 m、400～600 m這3個海拔梯度，占其總量的97.56%。由圖3(b)可見，2000—2018年，增加的水田主要由旱地和草地轉(zhuǎn)入，且隨海拔變化呈現(xiàn)規(guī)律性變化；在<300 m、300～400 m、400～600 m、600～800 m海拔地區(qū)，水田由旱地轉(zhuǎn)變而來的面積依次增加；由草地轉(zhuǎn)變成的水田面積在300～400 m、400～600 m、600～800 m、>800 m海拔地區(qū)依次增加；各海拔范圍均有一定數(shù)量水田由林地轉(zhuǎn)換而成，但隨著海拔變化無明顯規(guī)律；在<300 m的低海拔地區(qū)有少量水體轉(zhuǎn)為水田。1980—2000年，各海拔均有一定數(shù)量的林地、水田、草地變?yōu)楹档?，旱地由林地、草地轉(zhuǎn)入在>800 m區(qū)域面積最高，其次為400～600 m。由圖3(c)可見，旱地由水田轉(zhuǎn)入主要發(fā)生在<300 m、300～400 m、400～600 m的較低海拔地區(qū)，且隨海拔升高數(shù)量逐漸降低。由圖3(d)可見，2000—2018年時期，林地、草地轉(zhuǎn)變?yōu)楹档氐臄?shù)量大大提高，且主要發(fā)生在400～600 m，其次為600～800 m和>800 m的區(qū)域。

由圖3(e)可見，1980—2000年，減少的水田主要轉(zhuǎn)變?yōu)榻ㄔO(shè)用地，少量轉(zhuǎn)變?yōu)榱值睾秃档?，其中轉(zhuǎn)變?yōu)榻ㄔO(shè)用地和旱地的水田面積均隨著海拔升高而降低。由圖3(f)可見，2000—2018年，減少的水田主要轉(zhuǎn)變?yōu)榻ㄔO(shè)用地，且該轉(zhuǎn)變類型的85.95%發(fā)生在<300 m的區(qū)域，此外，94.22%的水田轉(zhuǎn)變水域用地發(fā)生在<300 m的低海拔區(qū)域，70.21%的水田轉(zhuǎn)林地發(fā)生在>800 m區(qū)域。由圖3(g)可見，1980—2000年，減少的旱地主要轉(zhuǎn)變?yōu)榻ㄔO(shè)用地，其次為林地和水田。在<300 m、300～400 m、400～600 m，轉(zhuǎn)為建設(shè)用地的旱地數(shù)量分別為6642.81、3132.27、1716.57 hm2；旱地轉(zhuǎn)變?yōu)榱值刂饕l(fā)生在>800 m的高海拔地區(qū)，其次為400～600 m和600～800 m區(qū)域；減少的旱地轉(zhuǎn)變?yōu)樗镏饕l(fā)生在<300 m、300～400 m、400～600 m地區(qū)，且數(shù)量相當。由圖3(h)可見，2000—2018年，旱地轉(zhuǎn)變?yōu)榻ㄔO(shè)用地的面積隨海拔升高而減少，58.44%的旱地轉(zhuǎn)變?yōu)榻ㄔO(shè)用地發(fā)生在<300 m地區(qū)，與該趨勢相反，旱地轉(zhuǎn)變?yōu)榱值睾筒莸氐拿娣e隨著海拔升高而逐漸升高，其中69.75%的旱地轉(zhuǎn)為林地和62.23%的旱地轉(zhuǎn)為草地發(fā)生在>800 m區(qū)域。

2.2.3 水田及旱地沿坡度的轉(zhuǎn)移特征 耕地及與之相關(guān)的地類的變化在不同的坡度段差別很大。由圖4(a～b)可見，兩個時期，大部分水田的轉(zhuǎn)入發(fā)生在坡度低于25°以內(nèi)的區(qū)域。其中，旱地轉(zhuǎn)為水田發(fā)生主要發(fā)生在<15°的坡度范圍內(nèi)，轉(zhuǎn)變面積最高的坡度范圍在1980—2000年和2000—2018年分別為7°～15°和3°～7°。后一個時期，旱地偏向于在更平緩區(qū)域轉(zhuǎn)變?yōu)樗铩?980—2000年，有較多的林地轉(zhuǎn)為水田，且主要發(fā)生在3°～7°和7°～15°坡度范圍。2000—2018年，草地成為除旱地轉(zhuǎn)入外，水田增加的另一因素，且主要發(fā)生在7°～15°和15°～25°的較陡區(qū)域。由圖4(c～d)可見，旱地的轉(zhuǎn)入主要發(fā)生在7°～25°坡度范圍內(nèi)。1980—2000年，林地、草地、水田轉(zhuǎn)入是旱地增加的主要因素，且均在7°～15°發(fā)生頻率最高。2000—2018年，草地、林地為旱地的主要來源，且發(fā)生頻率最高的坡度為15°～25°。

由圖4(e～f)可見，不同時期，水田的流失均主要發(fā)生在坡度低于15°的區(qū)域。水田轉(zhuǎn)出主要為建設(shè)用地占用，發(fā)生頻率最高的坡度范圍依次為3°～7°、0°～3°和7°～15°；1980—2000年，一定數(shù)量的水田轉(zhuǎn)變?yōu)楹档睾土值兀渲?，向旱地轉(zhuǎn)變主要發(fā)生在<25°坡度范圍，向林地轉(zhuǎn)變主要發(fā)生在15°～25°和7°～15°范圍。2000—2018年，水田轉(zhuǎn)出的趨勢與前一時期類似，但轉(zhuǎn)為建設(shè)用地的水田數(shù)量大大增加，仍有部分水田在7°～15°和15°～25°坡度范圍轉(zhuǎn)變?yōu)榱值?。由圖4(g～h)可見，旱地與水田的流失特征在不同坡度范圍存在差異。兩個時期，大量旱地在<15°的緩坡區(qū)域轉(zhuǎn)變?yōu)榻ㄔO(shè)用地，15°～25°坡度范圍仍有一定數(shù)量的旱地轉(zhuǎn)變?yōu)榻ㄔO(shè)用地；轉(zhuǎn)變?yōu)榱值厥呛档亓魇У牡?大因素，且隨坡度增加呈現(xiàn)正態(tài)分布的特點，兩個時期均在15°～25°發(fā)生頻率最高，旱地轉(zhuǎn)變?yōu)榱值卦?000—2018時期更傾向于發(fā)生在較低坡度范圍內(nèi)。1980—2000年，旱地轉(zhuǎn)變?yōu)樗镏饕l(fā)生在0°～25°范圍內(nèi)，且發(fā)生頻率最高的坡度范圍為7°～15°。2000—2018年，旱地轉(zhuǎn)變?yōu)椴莸氐拿娣e大量增加。且主要發(fā)生在>7°的區(qū)域。

2.2.4 水田及旱地沿坡向的轉(zhuǎn)移特征 水田與旱地的轉(zhuǎn)入在不同坡向存在較大差異。1980—2000年，水田主要由旱地、林地轉(zhuǎn)入。由圖5(a)可見，新增水田由旱地轉(zhuǎn)換而來主要發(fā)生在西北和東向，分別為301.86和284.22 hm2。由林地轉(zhuǎn)換而來面積最大的坡向為東(127.26 hm2)、東南(124.83 hm2)，是西、西南坡向的2倍。同時期，新增旱地主要由林地轉(zhuǎn)入，且主要發(fā)生在西北坡向(657.09 hm2)，東北、西南等坡向發(fā)生的轉(zhuǎn)換不足西北坡向的一半；水田、草地轉(zhuǎn)入為旱地增加的重要因素。其中，水田改旱地主要發(fā)生在西北、北向，分別為308.97和275.04 hm2；草地轉(zhuǎn)為旱地主要發(fā)生在東南和西北，分別為213.57和178.38 hm2[圖5(c)]。由圖5(a)可見，2000—2018年，水田轉(zhuǎn)入面積較上一時期降低，其的來源主要為旱地，且主要發(fā)生在西(161.19 hm2)、西北(158.31 hm2)坡向。旱地轉(zhuǎn)入面積較上一時期增加，草地轉(zhuǎn)為旱地面積最多，且主要發(fā)生在東南(1806.03 hm2)、南(1848.33 hm2)；林地轉(zhuǎn)變?yōu)楹档氐拿娣e在各坡向上變幅不大，范圍為426.78～554.94 hm2，東南(554.94 hm2)最大；水田轉(zhuǎn)為旱地的面積較上一時期降低，水改旱主要發(fā)生在東和東南坡向，分別為115.65和126.36 hm2[圖5(d)]。

由圖5(e～f)可見，兩個時期，水田轉(zhuǎn)出變化最為劇烈的區(qū)域均為西北、北坡向，而南、西南變化最為緩和。1980—2000年，水田在西北向建設(shè)用地、旱地、林地轉(zhuǎn)換的數(shù)量最高，分別為1360.26、308.97和225.9 hm2。2000—2018年，水田在西北坡向轉(zhuǎn)為建設(shè)用地、林地、草地的面積最高，分別為6953.13、626.49和138.51 hm2；轉(zhuǎn)變?yōu)樗w的面積在北向最高，為448.92 hm2；水田轉(zhuǎn)換為旱地主要發(fā)生在東南(126.36 hm2)、東(115.65 hm2)坡向，且轉(zhuǎn)變的面積較上個歷史時期降低。旱地轉(zhuǎn)出變化最為劇烈的坡向與水田存在較大差異，兩個時期，旱地向建設(shè)用地轉(zhuǎn)變均主要發(fā)生在東南和南坡，旱地向草地轉(zhuǎn)變主要發(fā)生在西、西北坡向。旱地向其余地類的轉(zhuǎn)變在兩個時期的數(shù)量和坡向上均不同。由圖5(g)(h)可見，1980—2000年，旱地向林地轉(zhuǎn)移均主要發(fā)生在東南(1050.66 hm2)、南坡向(1040.13 hm2)，向水田轉(zhuǎn)移主要發(fā)生在西北(301.86 hm2)、東坡向(284.22 hm2)，向水體轉(zhuǎn)移主要發(fā)生在東北(265.95 hm2)、北(262.98 hm2)坡向；2000—2018年，旱地向林地、水田轉(zhuǎn)換均主要發(fā)生在西(分別為4712.31和161.19 hm2)、西北(分別為4743.45 hm2和158.31 hm2)坡向，旱地向水體轉(zhuǎn)移主要發(fā)生在西北(989.01 hm2)、北(905.85 hm2)坡向。

3 討 論

3.1 水田和旱地的變化特征

重慶地區(qū)1980—2018年耕地變化的主要特點為總量的相對減少和變動的復(fù)雜多樣。主要特點如下：①前20年和近20年的轉(zhuǎn)變速率不同。兩個時期水田、旱地均以轉(zhuǎn)出為主，但1980—2000年時期變化慢于2000—2018年時期。2000年以前，水田轉(zhuǎn)出的面積為轉(zhuǎn)入面積的4.09倍，旱地轉(zhuǎn)出的面積為其轉(zhuǎn)入面積的3.42倍。隨著城鎮(zhèn)化過程持續(xù)加速，2000—2018年，水田轉(zhuǎn)出面積為轉(zhuǎn)入面積的34.21倍，而旱地轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌玫仡愋偷拿娣e為其他類型轉(zhuǎn)變?yōu)楹档孛娣e的6.04倍。②旱地在時間和空間上變化的異質(zhì)程度更高。水田的轉(zhuǎn)變較為簡單，流失的水田大部分轉(zhuǎn)變?yōu)榻ㄔO(shè)用地，新增水田主要來源于旱地轉(zhuǎn)入。旱地的變化疊加了城市建設(shè)占用、生態(tài)脆弱區(qū)保護、經(jīng)濟驅(qū)動等因素，其轉(zhuǎn)移在整個空間分布上表現(xiàn)出數(shù)量更多，與其他地類之間的轉(zhuǎn)換更頻繁，分布更廣的特點。③經(jīng)濟驅(qū)動和生態(tài)政策是重慶地區(qū)水田和旱地變化的主要原因，兩個時期轉(zhuǎn)變的驅(qū)動因素存在差異。20世紀80年代以來，重慶地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展、城市化與工業(yè)化的進程加速，耕地資源不斷被占用。2000年以前水田和旱地的轉(zhuǎn)變主要以建筑占用為主，土地利用變化相對緩和；20世紀末是重慶直轄、大規(guī)模生態(tài)退耕政策實施、流域經(jīng)濟發(fā)展及“西部大開發(fā)”戰(zhàn)略的時間節(jié)點，建設(shè)用地對水田和旱地的占用持續(xù)加強，空間上呈現(xiàn)以各主要城區(qū)為中心向外圍繼續(xù)鋪開的特征，生態(tài)用地建設(shè)導(dǎo)致部分耕地轉(zhuǎn)變?yōu)榱值睾筒莸?，呈現(xiàn)在渝東北和渝東南的高海拔地區(qū)水田和旱地持續(xù)減少的特點。

3.2 地形對水田和旱地分布的影響

受資源條件和生產(chǎn)力條件影響，水田和旱地的分布受地形條件限制。主要表現(xiàn)在：①地形影響水田和旱地的原始分布特征。自然地形條件影響土地利用開發(fā)歷史、人口數(shù)量、交通條件等，從而對土地利用的區(qū)域分布及演變具有較強的作用[29]。與旱地相比，水田的分布對地形更加敏感。②低海拔地區(qū)地勢平坦，水源充足，光熱條件較好，適合水稻耕作，故80.19%～80.94%的水田分布于600 m以下較低海拔區(qū)域；旱地受資源環(huán)境約束更小，在各個海拔的分布更為均勻，300～400 m、400～600 m、>800 m海拔范圍的面積均超過總面積的20%。③水田、旱地出現(xiàn)頻率最高的坡度范圍分別為3°～7°和7°～15°，與旱地相比，水田對保水性的要求更高，故主要分布在坡度更為緩和區(qū)域。④受光溫條件等制約，水田在西北、東、北、西方向的分布比例最高，旱地在東南、南、東分布比例最高。即旱地主要偏向于分布在光熱條件更佳的陽坡區(qū)域，而水田在陰坡區(qū)域分布數(shù)量更高。

3.3 地形對水田和旱地變化的影響

水田和旱地的轉(zhuǎn)變在不同地形空間上表現(xiàn)出復(fù)雜性和差異性。隨著時間推移，重慶地區(qū)水田和旱地的用地優(yōu)勢分布地形范圍發(fā)生了較大調(diào)整, 并呈現(xiàn)如下特征：①低海拔，緩坡區(qū)域的水田和旱地優(yōu)勢分布范圍不斷被擠占，轉(zhuǎn)為建設(shè)用地和水域主要發(fā)生在<300 m和坡度<15°的區(qū)域。②地形對水田及旱地用地分布的限制有所降低，水田和旱地的分布范圍逐漸擴大。隨著建設(shè)用地的擠占、區(qū)域交通建設(shè)、農(nóng)業(yè)配套設(shè)施完善、機械化程度提高等多因素的影響的原因，水田及旱地優(yōu)勢分布地形區(qū)不斷擴寬，水田的優(yōu)勢分布范圍有從低海拔緩坡地區(qū)朝海拔較高、坡度更大區(qū)域遷移的特點，而旱地的優(yōu)勢分布范圍主要向中海拔和中度坡度轉(zhuǎn)移的特點。③從近40年水田和旱地調(diào)整的結(jié)果看，地形條件對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動的約束性影響仍然十分顯著。大尺度的地形差異仍然是水田和旱地利用格局形成的基本骨架。在近40年的水田和旱地變化過程中，低地形區(qū)域可供轉(zhuǎn)移的耕地資源接近極限，耕作條件和退耕還林還草等生態(tài)政策的影響對水田和旱地向中高地形區(qū)域的擴張形成了一定限制。

4 結(jié) 論

(1)重慶地區(qū)近40年耕地變化的主要特點為總量的相對減少和變動的復(fù)雜多樣。與1980—2000年時期相比，2000—2018年水田和旱地的變化程度更為劇烈。水田、旱地在兩個歷史時期均以轉(zhuǎn)出為主。

(2)流失的水田大部分轉(zhuǎn)變?yōu)榻ㄔO(shè)用地，旱地的變化則疊加了城市建設(shè)占用、退耕還林還草等因素，與其他地類之間的轉(zhuǎn)換更頻繁。

(3)在不同海拔、坡度、坡向條件下，水田與旱地的分布及與各用地類型之間相互轉(zhuǎn)移特征存在較大差異。受多因素的綜合影響，水田的耕作優(yōu)勢區(qū)逐漸從低海拔緩坡區(qū)域朝中低海拔、中坡度區(qū)域遷移，而旱地的耕作優(yōu)勢區(qū)域主要向中海拔和中坡度地區(qū)轉(zhuǎn)移。

(4)地形條件對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動的約束性影響仍然十分顯著，在后續(xù)的耕地利用過程中，需重點加強低海拔、低坡度地區(qū)水田和旱地流失的管理。