■ 于少康/余 敦

（1.江西省國(guó)土空間調(diào)查規(guī)劃研究院，南昌 330025；2.江西農(nóng)業(yè)大學(xué)，南昌 330045）

0 引言

耕地是人類(lèi)生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)，是重要的生產(chǎn)、生活、生態(tài)空間，在保障糧食安全和維護(hù)社會(huì)穩(wěn)定方面發(fā)揮著重要作用。新時(shí)期，在“山水林田湖草是生命共同體”理念指引下，傳統(tǒng)的國(guó)土整治已逐漸向全域統(tǒng)籌方向轉(zhuǎn)型，并被賦予“數(shù)量、質(zhì)量、生態(tài)、人文”四位一體的新內(nèi)涵[1]。耕地作為“山水林田湖草”生命共同體中的一部分，是國(guó)土空間綜合整治的重要內(nèi)容，然而，地理環(huán)境特殊的耕地，特別是低山丘陵地區(qū)的耕地，由于受到地形地勢(shì)的影響，整體破碎化嚴(yán)重，難以實(shí)現(xiàn)有效利用與保護(hù)，為國(guó)土空間綜合整治帶來(lái)一定的挑戰(zhàn)。因此，為了高質(zhì)量推進(jìn)國(guó)土空間綜合整治，需要探究耕地質(zhì)量空間分布格局，并以其內(nèi)在質(zhì)量聯(lián)系作為耕地綜合分區(qū)劃定的依據(jù)。

目前國(guó)內(nèi)與耕地質(zhì)量評(píng)價(jià)與耕地保護(hù)相關(guān)的研究主要圍繞耕地質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)體系、評(píng)價(jià)方法及分區(qū)保護(hù)等方面，其中在評(píng)價(jià)指標(biāo)體系方面，相關(guān)研究涉及基于PSR模型的耕地質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)體系[2]、基于農(nóng)戶(hù)行為的耕地質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)體系[3-4]、耕地可持續(xù)利用評(píng)價(jià)指標(biāo)體系[5-6]等；在評(píng)價(jià)方法方面，主要有BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法[7-9]、層次分析法[10-11]和灰色關(guān)聯(lián)度評(píng)價(jià)法[12]等。近年來(lái)，基于空間屬性特征的耕地質(zhì)量空間分布格局及保護(hù)分區(qū)也逐漸成為研究熱點(diǎn)之一[13-20]。此外，在研究尺度上，相關(guān)學(xué)者也探討了不同尺度下耕地質(zhì)量的空間分布差異[21-22]?？傮w來(lái)看，耕地質(zhì)量評(píng)價(jià)方法和指標(biāo)體系相關(guān)研究已較為成熟，但基于空間分布特征視角下的耕地質(zhì)量的研究較為單一，研究的綜合性有所欠缺。

江西省德興市地處低山丘陵地區(qū)，受地形地勢(shì)分割的影響，耕地分布較為破碎，不利于機(jī)械化耕種和規(guī)?；?jīng)營(yíng)，影響耕作效率。本文以德興市作為研究區(qū)，運(yùn)用面積加權(quán)平均法和空間自相關(guān)研究方法，以三類(lèi)耕地質(zhì)量指數(shù)作為空間變量，探討耕地質(zhì)量的空間分布特征，并在此基礎(chǔ)上劃分耕地利用與保護(hù)分區(qū)，以期為低山丘陵地區(qū)的耕地利用與保護(hù)，以及國(guó)土空間綜合整治提供借鑒。

1 研究區(qū)域概況

1.1 研究區(qū)概況

德興市地處江西省東北部，樂(lè)安河中上游，贛、浙兩省交界處，位于北緯28°38′06″～29°15′48″，東經(jīng)117°22′56″～118°05′48″，屬亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，光溫水條件良好，年均日照時(shí)數(shù)1778h，年平均氣溫17.7℃，年均降水量1935mm，年平均無(wú)霜期272天，適宜農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。德興市地形起伏延展，總體地勢(shì)東、南兩側(cè)高峻，西北逐漸低平向內(nèi)傾斜。轄區(qū)耕地面積為2.11萬(wàn)hm2，占轄區(qū)土地總面積的10.15%，其中水田面積為1.76萬(wàn)hm2，占轄區(qū)耕地總面積的83.41%；旱地面積為0.34萬(wàn)hm2，占轄區(qū)耕地總面積的16.59%。

1.2 數(shù)據(jù)來(lái)源

本文所使用的數(shù)據(jù)包括德興市行政區(qū)劃數(shù)據(jù)、土地利用數(shù)據(jù)和耕地質(zhì)量等別年度更新成果。其中，行政區(qū)劃包含縣級(jí)邊界、鄉(xiāng)鎮(zhèn)及行政村矢量數(shù)據(jù)，由德興市自然資源局提供；土地利用數(shù)據(jù)來(lái)源于德興市2016年土地利用變更調(diào)查數(shù)據(jù)庫(kù)；耕地質(zhì)量等別更新評(píng)價(jià)成果來(lái)源于德興市2016年耕地質(zhì)量等別更新成果數(shù)據(jù)庫(kù)。以上數(shù)據(jù)空間投影坐標(biāo)系均統(tǒng)一為CGCS2000_3_Degree_GK_Zone_39。

2 研究方法

2.1 面積加權(quán)平均法

由于耕地質(zhì)量等別數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)單元為耕地圖斑，圖斑過(guò)小可能導(dǎo)致空間自相關(guān)分析結(jié)果的可辨識(shí)度較低，因此，本文將研究單元由耕地圖斑轉(zhuǎn)換為行政村，對(duì)耕地的國(guó)家自然等指數(shù)、國(guó)家經(jīng)濟(jì)等指數(shù)和國(guó)家利用等指數(shù)進(jìn)行面積加權(quán)平均。計(jì)算公式為：

式中，Hi為第i個(gè)行政村面積加權(quán)平均后的國(guó)家耕地質(zhì)量指數(shù)，n代表第i個(gè)行政村的耕地圖斑總數(shù)量，Hij代表第i個(gè)行政村中的第j塊圖斑的國(guó)家耕地質(zhì)量指數(shù)，Sij代表第i個(gè)行政村的第j塊耕地圖斑的面積。

2.2 全局空間自相關(guān)

地理事物及其屬性在空間分布上存在聚集、隨機(jī)分布關(guān)系，全局空間自相關(guān)描述的是整個(gè)區(qū)域空間的聚集特征，通過(guò)測(cè)算Global Moran's I指數(shù)來(lái)判斷區(qū)域內(nèi)空間要素的聚散程度。其計(jì)算公式為：

式中，I為全局Moran's I指數(shù)，n為研究單元數(shù)目，Xi、Xj分別為要素i和要素j的觀測(cè)值，為研究區(qū)內(nèi)所有要素觀測(cè)值的平均值，Xi-和Xj-分別表示要素i和要素j的觀測(cè)值與平均值的偏差，wij為要素i和要素j的空間權(quán)重，dij為要素i和要素j的幾何平均中心的歐氏距離。

2.3 局部空間自相關(guān)

局部空間自相關(guān)是指任意空間單元與周?chē)臻g單元的相關(guān)程度，衡量這一相關(guān)程度的指標(biāo)主要有Moran's I、Geary's C等，本文主要采用LISA統(tǒng)計(jì)量的局部Moran's I指數(shù)進(jìn)行分析，計(jì)算公式為：

式中，Ii為局部Moran'sI指數(shù)，其余變量含義與公式（2）、公式（3）中含義相同。

3 結(jié)果與分析

3.1 耕地質(zhì)量空間分布格局

根據(jù)公式（1），將研究單元由耕地圖斑轉(zhuǎn)換為行政村，剔除研究區(qū)（德興市）內(nèi)不含耕地的洎水社區(qū)、南門(mén)社區(qū)、聚遠(yuǎn)社區(qū)等9個(gè)社區(qū)，剩余35個(gè)社區(qū)及77個(gè)行政村，共計(jì)112個(gè)研究單元。參照《江西省農(nóng)用地分等規(guī)程》劃分等別，確定自然等指數(shù)、利用等指數(shù)和經(jīng)濟(jì)等指數(shù)的劃分間距分別為400、200、200。

德興市耕地自然質(zhì)量較為一般，等別處于8～10等，大部分耕地都處于9等，屬于中等耕地，質(zhì)量較差的耕地集中分布于東部山區(qū)、西南部平原的萬(wàn)村鄉(xiāng)和中部平原的泗洲鎮(zhèn)，受懷玉山脈北段地勢(shì)起伏及開(kāi)采礦產(chǎn)資源的影響，該區(qū)域耕地存在水土流失及土壤肥力下降情況，在耕地利用過(guò)程中應(yīng)重點(diǎn)防范耕地質(zhì)量繼續(xù)惡化。耕地利用等別處于7～11等，其中8等、9等耕地分布最廣，分別在研究區(qū)東西部呈現(xiàn)出明顯的聚集特征，主要分布于西部平原地區(qū)的香屯街道、銀城街道、新?tīng)I(yíng)街道及南部丘陵地區(qū)的繞二鎮(zhèn)、張村鄉(xiāng)等地，其余等別耕地零星式分布于其周邊，表明德興市耕地利用水平一般，尚有提升空間。耕地經(jīng)濟(jì)等別處于7～12等，與利用等別在空間分布上趨于一致，經(jīng)濟(jì)質(zhì)量較好的耕地主要分布于西南部平原地區(qū)的黃柏鄉(xiāng)、南部丘陵地區(qū)的繞二鎮(zhèn)，以及東北部丘陵地區(qū)的李宅鄉(xiāng)西部和新崗山鎮(zhèn)北部地區(qū)，無(wú)明顯空間聚集特征；在經(jīng)濟(jì)質(zhì)量中等的耕地中，10等耕地分布面積最廣，表明德興市耕地的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出效率一般，具有優(yōu)化提升的潛力。綜合來(lái)看，德興市耕地利用質(zhì)量最高，自然質(zhì)量次之，經(jīng)濟(jì)質(zhì)量最低。

3.2 耕地質(zhì)量全局空間自相關(guān)分析

為進(jìn)一步探究合適的距離閾值來(lái)構(gòu)建空間權(quán)重矩陣，借助ArcGIS增量空間自相關(guān)分析模塊，經(jīng)過(guò)多次調(diào)試，最終確定以7000m為起始距離，100m為步長(zhǎng)，得到耕地質(zhì)量指數(shù)Moran's I指數(shù)與距離之間的關(guān)系（圖1）[23]。由圖1可知，耕地自然等指數(shù)、經(jīng)濟(jì)等指數(shù)和利用等指數(shù)在空間上呈現(xiàn)一定的聚集特征。但當(dāng)距離閾值為7000m～7700m時(shí)，由于存在無(wú)鄰域的要素，從而導(dǎo)致相應(yīng)結(jié)果的顯著性無(wú)效，故僅從7800m～8500m的距離閾值中選取最佳距離。當(dāng)距離閾值為7800m～8500m時(shí)，耕地自然等指數(shù)呈現(xiàn)小幅度波動(dòng)，Moran's I指數(shù)在7900m、8200m、8400m和8500m處達(dá)到最大值；而經(jīng)濟(jì)等指數(shù)和利用等指數(shù)則呈現(xiàn)出較為明顯的下降趨勢(shì)，Moran's I指數(shù)分別在7800m和7900m處達(dá)到峰值。綜合考慮距離閾值的分析結(jié)果，確定分析距離閾值為7900m，構(gòu)建一階反距離權(quán)重矩陣進(jìn)行空間自相關(guān)分析，以反映三類(lèi)耕地質(zhì)量指數(shù)在空間上的差異。

圖1 不同距離閾值下的Moran's I指數(shù)變化圖

通過(guò)測(cè)算全局Moran' s I指數(shù)以判斷區(qū)域整體的耕地質(zhì)量空間自相關(guān)性，耕地自然等指數(shù)、經(jīng)濟(jì)等指數(shù)和利用等指數(shù)的Global Moran' s I指數(shù)（圖2）分別為0.250、0.422、0.182，表明區(qū)域整體耕地質(zhì)量存在較強(qiáng)的空間正相關(guān)性，且利用等指數(shù)、自然等指數(shù)與經(jīng)濟(jì)等指數(shù)的空間自相關(guān)性不斷增強(qiáng)。從自然條件來(lái)看，耕地自然質(zhì)量的空間分異主要受自然條件的約束，德興市境內(nèi)主要地形為山地、丘陵、低丘崗地，復(fù)雜的地形使得耕地自然質(zhì)量的空間分布呈現(xiàn)出復(fù)雜化、區(qū)域差異大等特征，因此同質(zhì)耕地的聚集程度一般；從耕地利用的角度來(lái)看，農(nóng)業(yè)技術(shù)的提高和推廣提升了耕地的利用水平，但區(qū)域間的農(nóng)業(yè)技術(shù)普及水平卻不均衡，因此耕地利用質(zhì)量的空間聚集程度較低。從耕地利用的投入產(chǎn)出視角來(lái)看，由于區(qū)域間的耕地自然質(zhì)量差異和耕地利用水平差異影響著農(nóng)戶(hù)的投入產(chǎn)出行為，因此耕地的經(jīng)濟(jì)質(zhì)量空間分布表現(xiàn)出較強(qiáng)的聚集特征，這是由耕地利用的內(nèi)外部性質(zhì)共同決定的。

圖2 德興市耕地質(zhì)量全局Moran's I指數(shù)散點(diǎn)圖

為了比較不同尺度下耕地質(zhì)量的空間自相關(guān)性差異[24-25]，分別基于耕地圖斑以研究三類(lèi)耕地質(zhì)量指數(shù)在縣級(jí)尺度和鎮(zhèn)級(jí)尺度下的空間關(guān)聯(lián)程度?？紤]到不同鄉(xiāng)鎮(zhèn)、街道的轄區(qū)面積差異較大，不適用于統(tǒng)一的距離閾值，故以100m為起始距離，100m為步長(zhǎng)，選取保證所有要素都具有至少一個(gè)鄰域的最小距離作為最佳距離閾值。由于受到數(shù)據(jù)平均的濾波特性、Moran's I指數(shù)對(duì)距離的非線性特征和更小尺度的空間格局與結(jié)構(gòu)被更大尺度掩蓋等的共同影響[26]，鎮(zhèn)級(jí)尺度下的平均Moran's I指數(shù)均大于縣級(jí)尺度下的Moran's I指數(shù)，且不同鄉(xiāng)鎮(zhèn)、街道的Moran's I指數(shù)存在較大差異（表1）。結(jié)合鎮(zhèn)級(jí)尺度的平均Moran's I指數(shù)和縣級(jí)尺度的Moran's I指數(shù)來(lái)看，經(jīng)濟(jì)等指數(shù)受尺度影響較小，而利用等指數(shù)和自然等指數(shù)對(duì)尺度的變化較為敏感，這表明尺度變化對(duì)Moran's I指數(shù)的影響較大，耕地質(zhì)量在小尺度層面更具聚集特征。因此，要將耕地保護(hù)與尺度效應(yīng)結(jié)合起來(lái)，特別是涉及耕地利用層面的政策制定，可考慮以小區(qū)域尺度為單元進(jìn)行細(xì)化研究。

表1 德興市耕地質(zhì)量指數(shù)Moran's I指數(shù)

3.3 耕地質(zhì)量局部空間自相關(guān)分析

為進(jìn)一步分析耕地質(zhì)量的空間分布狀況，以7900m為距離閾值，在GeoDa軟件中構(gòu)建一階反距離空間權(quán)重矩陣并輸出耕地質(zhì)量自然等指數(shù)、利用等指數(shù)和經(jīng)濟(jì)等指數(shù)的LISA聚類(lèi)結(jié)果。

LISA聚類(lèi)結(jié)果顯示，德興市三類(lèi)耕地質(zhì)量指數(shù)的空間自相關(guān)類(lèi)型都包含NN型、HH型、LL型、HL型和LH型（表2）。其中，多數(shù)行政村的三類(lèi)耕地質(zhì)量指數(shù)都表現(xiàn)為非顯著型（NN型）。正相關(guān)類(lèi)型（HH型和LL型）的數(shù)量構(gòu)成為：自然等占25%，主要分布于南部丘陵區(qū)、中部平原區(qū)和東北部山區(qū)；利用等占21.43%，主要分布于中部平原區(qū)和南部丘陵區(qū)；經(jīng)濟(jì)等占43.75%，集中分布于南部丘陵區(qū)和中西部平原區(qū)。正相關(guān)類(lèi)型的占比關(guān)系也反映了耕地質(zhì)量在空間上的正相關(guān)強(qiáng)度，經(jīng)濟(jì)等指數(shù)正相關(guān)性最強(qiáng)，自然等指數(shù)次之，利用等指數(shù)最弱，這與全局空間自相關(guān)分析結(jié)果一致。其中，利用等指數(shù)的非顯著型（NN型）占比達(dá)74.11%，表明德興市在耕地利用過(guò)程中農(nóng)業(yè)技術(shù)相關(guān)因素的擴(kuò)散存在一定的障礙，從而導(dǎo)致各行政村在耕地利用上的關(guān)聯(lián)度不強(qiáng)。

表2 德興市耕地質(zhì)量指數(shù)局部空間自相關(guān)類(lèi)型統(tǒng)計(jì)

3.3.1 耕地自然質(zhì)量局部空間自相關(guān)

德興市耕地自然質(zhì)量指數(shù)呈現(xiàn)聚集分布特征（HH型和LL型）的行政村占25%；呈現(xiàn)離散分布特征（LH型和HL型）的行政村占7.14%；呈現(xiàn)隨機(jī)分布特征（NN型）的行政村占67.86%。從空間分布上來(lái)看，HH型主要分布于地勢(shì)相對(duì)平坦、土壤肥沃、降水充足或有充足的灌溉水源保障的南部丘陵區(qū)，該地區(qū)進(jìn)行農(nóng)業(yè)耕作的自然條件較好，因而成為HH型聚集地區(qū)。受東部懷玉山脈北段地形影響，昄大鄉(xiāng)及龍頭山鄉(xiāng)等東北部山區(qū)分布較大范圍的LL型；而泗洲鎮(zhèn)東部、花橋鎮(zhèn)東部及龍頭山鄉(xiāng)西部等中部平原區(qū)存在較為集中的礦產(chǎn)資源，礦產(chǎn)開(kāi)采廢棄物長(zhǎng)期堆積帶來(lái)一定的土壤污染，從而導(dǎo)致片區(qū)耕地質(zhì)量下降，耕地質(zhì)量呈現(xiàn)LL型聚集分布特征。LH型主要分布于以繞二鎮(zhèn)為主的南部丘陵區(qū)和銀城街道辦事處所在的西部平原區(qū)，HL型則集中分布于?？阪?zhèn)西部平原區(qū)。

3.3.2 耕地利用質(zhì)量局部空間自相關(guān)

德興市耕地利用質(zhì)量指數(shù)呈現(xiàn)聚集分布特征（HH型和LL型）的行政村占21.43%，呈現(xiàn)離散分布特征（HL型和LH型）的行政村占4.47%，呈現(xiàn)隨機(jī)分布特征（NN型）的行政村占74.11%。從空間分布上來(lái)看，HH型主要分布于南部丘陵區(qū)，這些地區(qū)地勢(shì)相對(duì)平緩，居民點(diǎn)分布集中，耕地管理情況較好，表現(xiàn)出耕地利用等指數(shù)的高值聚集分布。LL型集中分布于泗洲鎮(zhèn)東部、花橋鎮(zhèn)中西部等中部平原區(qū)，由于開(kāi)采礦產(chǎn)資源導(dǎo)致耕地自然質(zhì)量欠佳，相對(duì)提升了耕作成本，從而降低了農(nóng)戶(hù)加大投入，提升耕地利用水平的意愿。LH型主要分布于龍頭山鄉(xiāng)中部地區(qū)，HL型則主要分布于?？阪?zhèn)西部及龍頭山鄉(xiāng)西北部地區(qū)。

3.3.3 耕地經(jīng)濟(jì)質(zhì)量局部空間自相關(guān)

德興市耕地經(jīng)濟(jì)質(zhì)量呈現(xiàn)聚集分布特征（HH型和LL型）的行政村占43.75%，呈現(xiàn)離散分布特征（HL型和LH型）的行政村占6.25%，呈現(xiàn)隨機(jī)分布特征（NN型）的行政村占50%。從空間分布上來(lái)看，HH型主要分布于以黃柏鄉(xiāng)為代表的西南部平原區(qū)和以繞二鎮(zhèn)為代表的南部丘陵區(qū)，西南部平原區(qū)地勢(shì)平緩，水網(wǎng)密布、交通便利，基礎(chǔ)設(shè)施配套完善，加之農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整成效顯著，耕地投入產(chǎn)出情況較好；而南部丘陵區(qū)的HH型分布則得益于較為優(yōu)越的耕地自然質(zhì)量和利用質(zhì)量，良好的耕地自然質(zhì)量代表著存在較高的農(nóng)業(yè)產(chǎn)出的可能性，同時(shí)，良好的耕地利用管理狀況也能帶動(dòng)農(nóng)戶(hù)持續(xù)增加投入，因而呈現(xiàn)出HH型聚集特征。LL型有兩大集中分布區(qū)：其一是泗洲鎮(zhèn)、?？阪?zhèn)和花橋鎮(zhèn)所在的中部平原區(qū)，以德興銅礦、金山金礦為主的礦區(qū)廣泛分布于這一區(qū)域，有色金屬相關(guān)產(chǎn)業(yè)是地區(qū)經(jīng)濟(jì)的支柱，農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)相對(duì)滯后，且耕地自然條件的不足也使得耕地投入產(chǎn)出效益較差，因而呈現(xiàn)LL型聚集特征；其二是城區(qū)所在的西部平原區(qū)，該片區(qū)耕地較少，自然質(zhì)量較差且多呈零星狀分布，自然質(zhì)量的先天不足和投入產(chǎn)出的非經(jīng)濟(jì)性共同作用于經(jīng)濟(jì)質(zhì)量，因而表現(xiàn)為L(zhǎng)L型聚集特征。LH型主要分布于張村鄉(xiāng)所在的西南部平原區(qū)，HL型則零星分布于LL型周邊。

3.4 耕地利用與保護(hù)分區(qū)

基于研究區(qū)耕地質(zhì)量空間分布特征，按照 “聚集＞離散＞隨機(jī)”的原則，統(tǒng)計(jì)得到德興市耕地質(zhì)量空間自相關(guān)類(lèi)型組合（表3）。

表3 德興市耕地質(zhì)量局部空間自相關(guān)類(lèi)型組合

聚集分布和離散分布都是空間極化過(guò)程中呈現(xiàn)的明顯特征，聚集分布表明處于同一極化層的要素相似性趨同，而離散分布則表明處于不同極化層的要素差異性顯著。根據(jù)空間極化理論，地區(qū)之間存在著兩種空間效應(yīng)：一種是處于同一極化層的要素對(duì)其他要素產(chǎn)生擴(kuò)散效應(yīng)；另一種是處于不同極化層的要素對(duì)其他要素產(chǎn)生回流效應(yīng)[27-28]。HH型和LL型分屬于各自對(duì)應(yīng)的相同極化層，對(duì)應(yīng)擴(kuò)散效應(yīng)，要素的性質(zhì)決定它們對(duì)周邊空間的作用性質(zhì)。HL型和LH型分屬于各自對(duì)應(yīng)的不同極化層，在空間上表現(xiàn)為中心值被周邊值包圍，對(duì)應(yīng)空間回流效應(yīng)。NN型在空間極化過(guò)程中的性質(zhì)取決于要素間的差異性或相似性水平。基于空間極化效應(yīng)的不同特征，結(jié)合耕地質(zhì)量空間自相關(guān)類(lèi)型組合，以區(qū)間差異最大、區(qū)域內(nèi)差異最小為原則，以充分實(shí)現(xiàn)耕地保護(hù)為目的，將德興市耕地劃分為四類(lèi)分區(qū)，分別是重點(diǎn)保護(hù)區(qū)、適度改良區(qū)、重點(diǎn)整治區(qū)和一般保護(hù)區(qū)（表4）。HH型是質(zhì)量較好的耕地聚集區(qū)，應(yīng)納入重點(diǎn)保護(hù)區(qū)，并按照高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行利用與保護(hù)，嚴(yán)禁占用該部分耕地用于非農(nóng)建設(shè)[29]；LL型是質(zhì)量較差的耕地聚集區(qū)，應(yīng)劃入重點(diǎn)整治區(qū)，根據(jù)具體地塊情況進(jìn)行綜合整治或者退耕，在嚴(yán)格落實(shí)耕地占補(bǔ)平衡政策的前提下可用于非農(nóng)建設(shè)。LH型和HL型都是空間回流效應(yīng)的體現(xiàn)，其演變趨勢(shì)存在一定的不確定性，中部區(qū)域易受周邊區(qū)域影響，可能演化為L(zhǎng)L型或HH型，因此應(yīng)劃入適度改良區(qū)，針對(duì)導(dǎo)致回流效應(yīng)的主要影響因子實(shí)行差別化土地改良，以期向HH型轉(zhuǎn)變[30]。NN型在空間上呈現(xiàn)隨機(jī)分布特征，其變化存在不確定性，應(yīng)劃入一般保護(hù)區(qū)，改善耕地質(zhì)量及完善灌排設(shè)施，并結(jié)合地區(qū)優(yōu)勢(shì)進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整，以?xún)?yōu)化農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)。

表4 德興市耕地分區(qū)組合類(lèi)型

4 結(jié)論與討論

4.1 結(jié)論

(1)從空間分布上來(lái)看，德興市耕地自然質(zhì)量整體較為一般，中等耕地分布廣泛，質(zhì)量較差的耕地集中分布于東部山區(qū)、西南部平原區(qū)的萬(wàn)村鄉(xiāng)和中部平原區(qū)的泗洲鎮(zhèn)，受懷玉山脈北段地勢(shì)起伏及開(kāi)采礦產(chǎn)資源的影響，該區(qū)域耕地水土流失及土壤肥力下降；利用質(zhì)量較好的耕地呈帶狀延伸，主要分布于西部平原區(qū)的香屯街道、銀城街道、新?tīng)I(yíng)街道及南部丘陵區(qū)的繞二鎮(zhèn)、張村鄉(xiāng)等地；經(jīng)濟(jì)質(zhì)量較好的耕地主要分布于西南部平原區(qū)的黃柏鄉(xiāng)、南部丘陵區(qū)的繞二鎮(zhèn)及東北部丘陵區(qū)的李宅鄉(xiāng)西部和新崗山鎮(zhèn)北部地區(qū)，總體分布無(wú)明顯聚集特征。

(2)德興市耕地質(zhì)量在空間分布上呈現(xiàn)較強(qiáng)的正相關(guān)性，全局Moran's I指數(shù)表現(xiàn)為經(jīng)濟(jì)等指數(shù)（0.422）＞自然等指數(shù)（0.250）＞利用等指數(shù)（0.182）。受地形地勢(shì)因素影響，德興市耕地質(zhì)量呈現(xiàn)復(fù)雜化、區(qū)域差異大等特征，因此同質(zhì)耕地的空間聚集程度較為一般。農(nóng)業(yè)技術(shù)的提高和推廣提升了耕地利用水平，但區(qū)域間農(nóng)業(yè)技術(shù)普及水平卻不均衡，因此耕地利用質(zhì)量的空間聚集程度較低。由于區(qū)域間的耕地自然質(zhì)量差異和耕地利用水平差異影響著農(nóng)戶(hù)的投入意愿及行為，因此耕地的經(jīng)濟(jì)質(zhì)量空間分布表現(xiàn)出較強(qiáng)的聚集特征，這是由耕地利用的內(nèi)外部性質(zhì)共同決定的。

(3)受尺度效應(yīng)的影響，不同尺度下的局部Moran's I指數(shù)存在較大差異，鎮(zhèn)域尺度下的平均Moran's I指數(shù)均大于縣域尺度下的Moran's I指數(shù)，且不同鄉(xiāng)鎮(zhèn)、街道的Moran's I指數(shù)存在較大差異。其中，經(jīng)濟(jì)等指數(shù)受影響較小，而利用等指數(shù)和自然等指數(shù)對(duì)尺度的變化較為敏感，這表明尺度變化對(duì)Moran's I指數(shù)的影響較大，耕地質(zhì)量在小尺度層面更具聚集特征。決策者在制定耕地保護(hù)政策時(shí)應(yīng)將尺度效應(yīng)納入考慮范圍，特別是涉及耕地利用方面,可將整體區(qū)域分割為小區(qū)域單元進(jìn)行細(xì)化管理和調(diào)控。

(4)通過(guò)對(duì)耕地質(zhì)量空間自相關(guān)類(lèi)型組合進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，以不同組合類(lèi)型的重點(diǎn)利用與保護(hù)方向?yàn)橐罁?jù)劃分耕地重點(diǎn)保護(hù)區(qū)、適度改良區(qū)、重點(diǎn)整治區(qū)和一般保護(hù)區(qū)，明確不同分區(qū)的利用與保護(hù)方向。

4.2 討論

在有關(guān)耕地分區(qū)利用及保護(hù)的研究中，諸多學(xué)者以耕地綜合質(zhì)量為分區(qū)依據(jù)，采用空間分析方法進(jìn)行研究。從研究尺度來(lái)看，學(xué)者們多以耕地圖斑或行政村作為研究單元，但耕地圖斑過(guò)于破碎，影響分析結(jié)果的辨識(shí)度[13]，為保證空間分析結(jié)果的可辨識(shí)性，本文通過(guò)面積加權(quán)平均方法將研究單元由耕地圖斑轉(zhuǎn)換為行政村。

從研究方法來(lái)看，現(xiàn)有研究中確定空間權(quán)重的方法有待完善，現(xiàn)有研究多采用Queen（邊、點(diǎn)）鄰接原則構(gòu)建空間權(quán)重矩陣[20]，但由于尺度轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)改變了原有耕地圖斑的空間鄰接關(guān)系，因此未能完全反映耕地質(zhì)量單元之間的空間關(guān)系。為彌補(bǔ)這一不足，本文通過(guò)增量空間自相關(guān)探索最佳距離閾值，構(gòu)建一階反距離空間權(quán)重矩陣，以確保尺度轉(zhuǎn)換前后耕地質(zhì)量單元之間的空間關(guān)系一致。

相比其他區(qū)域的研究結(jié)果[31-32]，低山丘陵地區(qū)的耕地質(zhì)量空間分布差異性較大，極化效應(yīng)更為明顯，存在較強(qiáng)的局部變異性。具體表現(xiàn)為自然條件優(yōu)越的耕地一般以耕地質(zhì)量的高值聚集形式存在，而自然條件相對(duì)惡劣的耕地一般以耕地質(zhì)量的低值聚集形式存在。同時(shí)，人類(lèi)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)的介入強(qiáng)化了耕地質(zhì)量空間分布的極化效應(yīng)，表明自然條件和人類(lèi)活動(dòng)是低山丘陵地區(qū)耕地質(zhì)量空間分布差異的共同影響因素。

總體上，本文研究耕地質(zhì)量空間分布特征的方法體系能夠彌補(bǔ)現(xiàn)有研究的不足，但耕地質(zhì)量的空間分布是多因素綜合影響的結(jié)果，其中人為因素的影響也很大，但受制于相關(guān)資料的可獲取性，本文只能更多地從自然因素角度進(jìn)行探討，對(duì)于人為因素影響的研究有待進(jìn)一步深化和完善。