張連猛，謝元貴，張 迅

(1.貴州省土地開發(fā)整治中心，貴州 貴陽(yáng) 550001；2.貴州省土地綠色整治工程研究中心，貴州 貴陽(yáng) 550001；3.貴州科學(xué)院，貴州 貴陽(yáng) 550001)

1 引言

在目前土地城鎮(zhèn)化快于人口城鎮(zhèn)化的背景下，合理安排土地整治項(xiàng)目顯得尤為重要。隨著貴州省經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，其土地利用存在建設(shè)用地供需矛盾尖銳、耕地保護(hù)壓力巨大的問(wèn)題?？茖W(xué)分析區(qū)域內(nèi)土地整治項(xiàng)目的布局及差異，對(duì)未來(lái)土地整治重點(diǎn)區(qū)域和方向的把握和土地整治戰(zhàn)略科學(xué)決策具有重要的理論和現(xiàn)實(shí)意義。土地整治指在一定的區(qū)域內(nèi)，對(duì)未利用地、不合理用地及低效用地開展一系列的整治措施，以達(dá)到土地高效、節(jié)約集約利用的目的[1]。土地整治起源于德國(guó)，在發(fā)展過(guò)程中，隨著土地整治目標(biāo)的改變，整治內(nèi)容也隨之變化[2～6]。當(dāng)前國(guó)內(nèi)土地整治研究主要集中于整治理論研究[7～9]、模式研究[10,11]、耕地潛力測(cè)算[12,13]、效益測(cè)算[14,15]等方面，對(duì)于我國(guó)典型的經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展地區(qū)特定時(shí)期內(nèi)土地整治新增耕地規(guī)模、高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)、投資額等指標(biāo)的橫向、縱向分布規(guī)律的研究較少。

因此，本文以2016～2020年貴州省土地整治項(xiàng)目已完成驗(yàn)收項(xiàng)目數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，從時(shí)空分異特征角度對(duì)“十三五”時(shí)期貴州省土地整治項(xiàng)目的總投資、建設(shè)規(guī)模、新增耕地和高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，結(jié)合空間自相關(guān)分析、核密度分析和重心模型探尋了貴州省土地整治項(xiàng)目的時(shí)空分異規(guī)律及重心移動(dòng)軌跡，以期為貴州省“十三五”期間土地整治成效進(jìn)行總結(jié)分析以及制定下一階段土地整治規(guī)劃提供科學(xué)依據(jù)。

2 研究區(qū)概況

貴州省地處中國(guó)西南內(nèi)陸地區(qū)腹地。國(guó)土總面積176167萬(wàn)km2，地跨東經(jīng)103°36′～109°35′，北緯24°37′～29°13′，北接四川和重慶，東毗湖南、南鄰廣西、西連云南。屬亞熱帶季風(fēng)氣候，地跨長(zhǎng)江和珠江兩大水系。貴州省是中國(guó)西南地區(qū)交通樞紐，長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶重要組成部分。為首個(gè)國(guó)家級(jí)大數(shù)據(jù)綜合試驗(yàn)區(qū)、國(guó)家生態(tài)文明試驗(yàn)區(qū)，內(nèi)陸開放型經(jīng)濟(jì)試驗(yàn)區(qū)。貴州省巖溶地貌發(fā)育非常典型，喀斯特地貌面積109084 km2，占全省國(guó)土總面積的61.9%。

3 數(shù)據(jù)來(lái)源與研究方法

3.1 數(shù)據(jù)來(lái)源

本文研究數(shù)據(jù)來(lái)源于貴州省2011～2015年全部土地整治項(xiàng)目驗(yàn)收后的終期數(shù)據(jù)，體現(xiàn)了數(shù)據(jù)的可獲取性和準(zhǔn)確性。為便于空間運(yùn)算，以2020年貴州省行政區(qū)劃為標(biāo)準(zhǔn)，88個(gè)縣(市、區(qū))為研究單元。經(jīng)整理，以2016～2020年的88個(gè)縣(市、區(qū))的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)建立屬性數(shù)據(jù)庫(kù)。綜合考慮數(shù)據(jù)的獲取難易程度和真實(shí)性，本文選取能從總體角度全面反映土地整治宏觀成效的土地整治指標(biāo)：總投資、建設(shè)規(guī)模、新增耕地規(guī)模和高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)規(guī)模，選取這4個(gè)分析指標(biāo)表征貴州省土地整治空間分異格局特征，具有一定的代表性。

3.2 研究方法

3.2.1 空間自相關(guān)分析

空間自相關(guān)是一種空間統(tǒng)計(jì)分析方法，空間自相關(guān)特征可以分為全域空間自相關(guān)特征和局域空間自相關(guān)特征，常用來(lái)衡量經(jīng)濟(jì)、城市化水平等指標(biāo)的擴(kuò)散效益以及集聚特征。全局空間自相關(guān)可反映研究區(qū)總體屬性值與鄰域之間的平均差異程度，但難以探測(cè)出聚集位置及區(qū)域相關(guān)程度。局部空間自相關(guān)主要用于分析各屬性單元在空間上的分布格局，可度量每個(gè)區(qū)域與周圍地區(qū)之間局部空間關(guān)聯(lián)程度[16]，常用指標(biāo)為空間關(guān)聯(lián)局部指標(biāo)(local indicators of spatial association，LISA)。

(1)Moran’s I指數(shù)：

I(d)=∑wij(xi-x)(xj-x)/s2∑∑wij

(1)

式(1)中：I(d)指數(shù)取值范圍為[-1，1]，其當(dāng)為正時(shí)表示存在空間正相關(guān)，說(shuō)明在空間上顯著集聚，當(dāng)為負(fù)值時(shí)表示存在空間負(fù)相關(guān)，說(shuō)明區(qū)域之間空間差異顯著，當(dāng)值為0時(shí)代表不存在空間自相關(guān)；s2=∑(xi-x)2/n，x=∑xi/n，xi表示一區(qū)域的觀測(cè)值；xj表示另一區(qū)域的觀測(cè)值；x表示觀測(cè)值的平均值；wij是空間權(quán)重矩陣，區(qū)域i和區(qū)域j空間相鄰為1，不相鄰為0。

(2)

(3)

3.2.2 核密度分析法

核密度是計(jì)算要素在其周邊鄰域中密度的非參數(shù)方法，被廣泛用于探索性空間數(shù)據(jù)分析。本文用于分析不同屬性值(總投資、建設(shè)規(guī)模、新增耕地規(guī)模、高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)規(guī)模)的空間分布格局特征[17,18]。

(4)

式(4)中，K為核函數(shù)；xi為數(shù)據(jù)點(diǎn)i；n為數(shù)據(jù)點(diǎn)的數(shù)量；d為數(shù)據(jù)的維度；h為確定搜索半徑的核心帶寬；采用Arcgis自動(dòng)生成默認(rèn)寬帶，為數(shù)據(jù)集中最小寬度或長(zhǎng)度的1/30。

3.2.3 重心模型法

重心的概念來(lái)源于物理學(xué)領(lǐng)域的力學(xué)研究，目前在地理學(xué)研究也有不少應(yīng)用[19]。要素重心的移動(dòng)可以反映總要素的空間集聚及其偏移規(guī)律。將建設(shè)規(guī)模、投資規(guī)模/新增耕地規(guī)模高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)規(guī)模作為各區(qū)縣的屬性，其移動(dòng)軌跡就反映了貴州省土地整治項(xiàng)目發(fā)展的方向和均衡程度。具體模型為:

(5)

(6)

式(5)、(6)中:Xj，Yj分別表示第j年土地整治項(xiàng)目各要素的區(qū)域重心坐標(biāo);xi，yi分別表示第i個(gè)區(qū)(縣、市)的幾何中心坐標(biāo);n為行政區(qū)個(gè)數(shù);Aij表示第i個(gè)區(qū)(縣、市)第j年的某要素的值;d為重心偏移距離[20]。

4 結(jié)果與分析

4.1 貴州省土地整治項(xiàng)目空間關(guān)聯(lián)性分析

4.1.1 貴州省土地整治項(xiàng)目全局空間自相關(guān)分析

為探究縣域尺度下貴州省土地整治項(xiàng)目的整體空間格局特征，基于Geoda軟件進(jìn)行全局空間自相關(guān)分析，采用Creating weights模塊計(jì)算基于Rook鄰接原則的空間權(quán)重，計(jì)算得到Global Moran’s I的值(表1)，結(jié)果表明:貴州省土地整治項(xiàng)目的4項(xiàng)指標(biāo)分布存在較顯著的空間正相關(guān)性。其中，新增耕地的空間正相關(guān)性較弱，表明受自然資源條件的影響，全省縣域尺度下新增耕地規(guī)模較多的市縣，其周邊的新增耕地規(guī)模不一定大，反之亦然。

表1 貴州省“十三五”時(shí)期土地整治項(xiàng)目全局空間自相關(guān)指數(shù)

4.1.2 貴州省土地整治項(xiàng)目局部空間自相關(guān)分析

為克服全局空間自相關(guān)指數(shù)的局限性，在Geoda軟件中進(jìn)行局部空間自相關(guān)分析，得到LISA集聚圖，通過(guò)LISA集聚圖將貴州省“十三五”時(shí)期土地整治項(xiàng)目空間異質(zhì)性可視化(圖1)。

(1)4項(xiàng)指標(biāo)的高—高類型區(qū)主要集中分布在貴州省北部的遵義市及其鄰近地區(qū)。其中：總投資聚集區(qū)10個(gè)、建設(shè)規(guī)模聚集區(qū)10個(gè)、新增耕地聚集區(qū)4個(gè)、高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)規(guī)模聚集區(qū)10個(gè)。該地區(qū)以低中山丘陵和寬谷盆地為主，一般耕地比較集中連片，土地利用率較高，承擔(dān)補(bǔ)充耕地任務(wù)的土地整治項(xiàng)目也較為集中，因此該地區(qū)的總投資、建設(shè)規(guī)模、新增耕地規(guī)模和高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)規(guī)模均存在顯著空間正相關(guān)性。

(2)4項(xiàng)指標(biāo)的低—低類型區(qū)主要分布在貴州省中西部的貴陽(yáng)市、畢節(jié)市和黔南州的三都縣、雷山縣。其中：總投資聚集區(qū)11個(gè)、建設(shè)規(guī)模聚集區(qū)13個(gè)、新增耕地聚集區(qū)10個(gè)、高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)規(guī)模聚集區(qū)13個(gè)。貴陽(yáng)市為省會(huì)城市，城市化進(jìn)程較高，人口密度較高，因此可挖掘后備耕地資源較少；畢節(jié)市和黔南州的三都縣、雷山縣地勢(shì)起伏較大，地質(zhì)災(zāi)害較多，人口密度較低，城市化進(jìn)程較緩，新增建設(shè)用地較少，土地利用仍以傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)為主，故土地整治項(xiàng)目也較少。

(3)4項(xiàng)指標(biāo)的低—高類型區(qū)被低—低類型區(qū)和高—高類型區(qū)包圍，主要位于中部或北部地區(qū)，數(shù)量較少。其中：總投資聚集區(qū)1個(gè)(開陽(yáng)縣)、建設(shè)規(guī)模聚集區(qū)2個(gè)(匯川區(qū)、甕安縣)、新增耕地聚集區(qū)1個(gè)(匯川區(qū))、高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)規(guī)模聚集區(qū)1個(gè)(息烽縣)。低—高類型區(qū)與相鄰高—高類型區(qū)在水土資源匹配、建設(shè)用地需求和經(jīng)濟(jì)發(fā)展等方面的差距較大。此外，本類型一般介于省級(jí)行政界線邊緣，也使得其獲得土地整治資金的機(jī)會(huì)低于高—高類型區(qū)。

(4)4項(xiàng)指標(biāo)的高—低類型區(qū)主要分布在貴州省西部和西南部。其中：總投資聚集區(qū)2個(gè)(水城縣、興義市)、建設(shè)規(guī)模聚集區(qū)1個(gè)(興義市)、新增耕地?zé)o高—低聚集、高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)規(guī)模聚集區(qū)2個(gè)(赫章縣、興義市)?？臻g格局極為離散、空間分布特征不顯著。

4.2 貴州省土地整治項(xiàng)目核密度分析

本研究進(jìn)一步對(duì)各指標(biāo)密度分級(jí)結(jié)果數(shù)據(jù)進(jìn)行重分類處理，得到貴州省88個(gè)市縣總投資、建設(shè)規(guī)模、新增耕地規(guī)模和高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)規(guī)模項(xiàng)目點(diǎn)數(shù)量分布差異性結(jié)果，可視化結(jié)果詳見圖2。

圖1 “十三五”時(shí)期貴州省土地整治項(xiàng)目空間關(guān)聯(lián)局部指標(biāo)(LISA)集聚格局

圖2 “十三五”時(shí)期貴州省土地整治項(xiàng)目核密度

(1)綜合4項(xiàng)指標(biāo)核密度分析圖可知，土地整治規(guī)模集聚與耕地資源集聚較匹配，投資額集聚與耕地后備資源潛力集聚較一致。但貴州省“十三五”時(shí)期土地整治空間分布是不均衡的，不同地區(qū)存在著較為顯著的差異，全省土地整治核密度主要聚集在北部遵義地區(qū)、黔南州和黔西南地區(qū)。其中，最高密度區(qū)為播州區(qū)，較高水平區(qū)有仁懷市、習(xí)水縣、湄潭縣、水城縣、普定縣、關(guān)嶺縣、平塘縣等地。

(2)對(duì)比新增耕地和高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)可以發(fā)現(xiàn)，全省主要建設(shè)資金和建設(shè)規(guī)模投入于新增耕地建設(shè)，新增耕地相比高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田更為集中連片，范圍更廣泛；反觀高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)規(guī)模密度圖呈明顯零星分散狀，且處于高密度水平區(qū)相較甚少，表明未來(lái)全省應(yīng)因地制宜、統(tǒng)籌安排、加大高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田的建設(shè)力度。

4.3 貴州省土地整治項(xiàng)目重心移動(dòng)軌跡

根據(jù)重心模型計(jì)算2016～2020年貴州省土地整治項(xiàng)目各要素的重心，繪制成重心移動(dòng)軌跡(圖3)，并通過(guò)公式計(jì)算出其重心點(diǎn)的移動(dòng)距離。

4.3.1 總投資重心遷移軌跡

貴州省總投資的重心呈波浪式向北遷移的趨勢(shì)，軌跡為：2017年由烏當(dāng)區(qū)向開陽(yáng)縣遷移42.79 km；2018～2019年重心在開陽(yáng)縣振蕩遷移：2018年遷移2.2 km，2019年遷移34.5 km；2020年向湄潭縣遷移97.44 km。

4.3.2 建設(shè)規(guī)模重心遷移軌跡

貴州省“十三五”時(shí)期土地整治建設(shè)規(guī)模的重心呈波浪式向北遷移的趨勢(shì)，軌跡為：2017年由烏當(dāng)區(qū)向息烽縣遷移40.38 km，2018年向開陽(yáng)縣遷移30.55 km，2019年向甕安縣遷移26.83 km，2020年向鳳崗縣遷移69.68 km。

4.3.3 新增耕地規(guī)模重心遷移軌跡

貴州省“十三五”時(shí)期土地整治新增耕地的重心呈向北遷移的趨勢(shì)，軌跡為：2017年由南明區(qū)向云巖區(qū)遷移7.88 km，2018年向開陽(yáng)縣遷移63.3 km，2019年遷移6.18 km且繼續(xù)在開陽(yáng)縣振蕩，2020年向鳳崗縣遷移105.79 km。

4.3.4 高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)規(guī)模重心遷移軌跡

貴州省“十三五”時(shí)期土地整治高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)的重心呈波浪式向北遷移的趨勢(shì)，軌跡為：2017年由烏當(dāng)區(qū)向開陽(yáng)縣遷移43.91 km，2018年繼續(xù)在開陽(yáng)縣振蕩遷移19.61 km，2019年像甕安縣遷移33.49 km，2020年向鳳崗縣遷移66.33 km。

總體看來(lái)，“十三五”時(shí)期全省的土地整治重心均從貴陽(yáng)市出發(fā)，向遵義市遷移，且4項(xiàng)指標(biāo)最后重心均落在鳳岡縣，這與空間自相關(guān)和核密度分析結(jié)果相符，遵義市為土地整治高—高類型聚集區(qū)和核密度高水平地區(qū)。

4 結(jié)論

基于2016～2020年貴州省土地整治監(jiān)測(cè)監(jiān)管數(shù)據(jù)，運(yùn)用Arcgis等軟件和數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法，本文分析了“十三五”時(shí)期貴州省土地整治項(xiàng)目投資強(qiáng)度、建設(shè)規(guī)模、新增耕地規(guī)模和高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)規(guī)模，結(jié)合重心分析和空間自相關(guān)模型，對(duì)投資重心轉(zhuǎn)移和空間格局演變進(jìn)行了研究，得出以下結(jié)論：

圖3 “十三五”時(shí)期貴州省土地整治項(xiàng)目統(tǒng)計(jì)指標(biāo)重心遷移軌跡

(1)經(jīng)全局空間自相關(guān)分析可知貴州省土地整治項(xiàng)目之間存在較顯著的空間正相關(guān)性。從局部空間自相關(guān)LISA聚集圖可知高—高聚集區(qū)主要分布在北部的遵義市及其鄰近地區(qū)；低—低聚集區(qū)主要分布在中西部的貴陽(yáng)市、畢節(jié)市和黔南州的三都縣、雷山縣；低—高聚集區(qū)位于中部或北部地區(qū)，數(shù)量較少；高—低聚集區(qū)主要分布在省西部和西南部。

(2)“十三五”時(shí)期全省土地整治規(guī)模集聚與耕地資源集聚較匹配，投資額集聚與耕地后備資源潛力集聚較一致。但整治空間分布不均衡，不同地區(qū)存在著較為顯著的差異，全省土地整治核密度主要聚集在遵義、黔南州和黔西南地區(qū)。全省主要建設(shè)資金和建設(shè)規(guī)模投入于新增耕地建設(shè)，新增耕地相比高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田更為集中連片，高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)規(guī)模密度圖更零星分散，表明未來(lái)全省應(yīng)加大高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)的資金投入，著力建設(shè)形成集中連片、設(shè)施配套、高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)、生態(tài)良好、抗災(zāi)能力強(qiáng)，與現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和經(jīng)營(yíng)方式相適應(yīng)的高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田。

(3)“十三五”時(shí)期全省的土地整治重心均從中部貴陽(yáng)市出發(fā)，期間多在開陽(yáng)縣振蕩遷移，最后向北部遵義市遷移，且4項(xiàng)指標(biāo)最后重心均落在鳳岡縣，這與空間自相關(guān)和核密度分析結(jié)果相符，遵義市為土地整治高—高類型聚集區(qū)和核密度高水平地區(qū)。