陳 紅，楊潤(rùn)佳，葉艷妹,2

·土地保障與生態(tài)安全·

中國(guó)土地資源的可耕性評(píng)價(jià)及其保護(hù)策略

陳 紅1，楊潤(rùn)佳1，葉艷妹1,2※

（1. 浙江大學(xué)公共管理學(xué)院，杭州 310058；2. 城鄉(xiāng)建設(shè)用地節(jié)約集約利用實(shí)驗(yàn)室，北京 100812）

人多地少是中國(guó)的基本國(guó)情，人均耕地面積大約只有世界平均水平的1/3。突破現(xiàn)有耕地保護(hù)內(nèi)涵對(duì)重新認(rèn)識(shí)耕地保護(hù)具有重要意義，能更大程度保障國(guó)家糧食安全。該研究界定可耕地內(nèi)涵，運(yùn)用生態(tài)位模型和GIS空間分析法對(duì)全國(guó)范圍內(nèi)的土地開(kāi)展可耕性評(píng)價(jià)，測(cè)算可耕地規(guī)模和空間布局，分析可耕地與現(xiàn)狀耕地空間沖突，并提出耕地保護(hù)轉(zhuǎn)型策略。結(jié)果表明：1）可耕地?cái)?shù)量充足，約為現(xiàn)狀耕地的2.05倍，主要分布在胡煥庸線以東區(qū)域。2）可耕地質(zhì)量從東南向西北呈階層分布，質(zhì)量逐漸降低。3）可耕地與現(xiàn)狀耕地存在空間錯(cuò)配，16.83%的現(xiàn)狀耕地分布在不可耕作區(qū)?？筛氐奶岢鰹楦乇Ｗo(hù)轉(zhuǎn)型提供了方向，可耕性評(píng)價(jià)有助于摸清中國(guó)可以耕作的土地資源本底，開(kāi)展可耕地分級(jí)分區(qū)保護(hù)并依據(jù)分級(jí)分區(qū)結(jié)果適當(dāng)調(diào)整現(xiàn)狀耕地、新增耕地布局，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)良田糧用，確保國(guó)家糧食出現(xiàn)危機(jī)時(shí)及時(shí)提供足量的耕地投入農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。

耕地；模型；可耕性評(píng)價(jià)；耕地保護(hù)轉(zhuǎn)型；空間沖突；生態(tài)位模型

0 引 言

中國(guó)一直實(shí)行最嚴(yán)格的耕地保護(hù)制度以確保國(guó)家糧食安全，但在漫長(zhǎng)的耕地保護(hù)過(guò)程中，耕地保護(hù)思維逐漸固化。在農(nóng)業(yè)發(fā)展時(shí)期，凡是能進(jìn)行耕作的土地均可開(kāi)墾整理為農(nóng)田，即耕地。農(nóng)民以耕作為生，對(duì)農(nóng)田格外保護(hù)。然而，當(dāng)前的耕地主要指現(xiàn)狀認(rèn)定為耕地的土地，耕地保護(hù)亦只是保護(hù)現(xiàn)狀認(rèn)定為耕地的部分，而現(xiàn)狀為其他用地類型中具有耕作能力的土地，并未得到等同于耕地保護(hù)效力的保護(hù)強(qiáng)度，而使其耕作層遭到破壞，進(jìn)而失去耕作能力。此外，通過(guò)三輪的全國(guó)土地調(diào)查結(jié)果可知，同一地塊的土地利用類型在耕地和非耕地間來(lái)回轉(zhuǎn)變，新增耕地認(rèn)定標(biāo)準(zhǔn)也一直發(fā)生變化，導(dǎo)致農(nóng)民及地方政府對(duì)何為耕地及何為新增耕地缺乏清晰的判斷，致使耕地保護(hù)因土地利用現(xiàn)狀變化而變化，耕地保護(hù)效益未能長(zhǎng)期持續(xù)。因此，要實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)期、可持續(xù)的耕地保護(hù)目標(biāo)，需要確定相對(duì)穩(wěn)定的保護(hù)對(duì)象，實(shí)現(xiàn)耕地保護(hù)“一張藍(lán)圖繪到底”。

當(dāng)前中國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，貿(mào)易全球化給中國(guó)糧食進(jìn)出口帶來(lái)便利的同時(shí)亦帶來(lái)巨大風(fēng)險(xiǎn)。據(jù)中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒數(shù)據(jù)顯示，截至2020年，大豆進(jìn)口高達(dá)10 033萬(wàn)t，占糧食總進(jìn)口量的70.34%，而國(guó)內(nèi)大豆產(chǎn)量?jī)H1 960.2萬(wàn)t。糧食進(jìn)口相當(dāng)于進(jìn)口大量虛擬耕地，有助于緩解中國(guó)耕地壓力[1]，但是全球貿(mào)易存在巨大不穩(wěn)定性，隨時(shí)都有可能因?yàn)橘Q(mào)易爭(zhēng)端、極端氣候、全球性疫情等造成國(guó)際糧食貿(mào)易受阻，威脅國(guó)家糧食安全，這進(jìn)一步彰顯了立足本國(guó)自身資源稟賦建立穩(wěn)定的保護(hù)對(duì)象的重要性。因此，僅僅保護(hù)現(xiàn)狀耕地并不能從本質(zhì)上解決中國(guó)糧食生產(chǎn)需要，唯“紅線論”的耕地保護(hù)強(qiáng)度并不能完全應(yīng)對(duì)突發(fā)狀況下的糧食安全底線要求。要想實(shí)現(xiàn)飯碗牢牢端在自己手中，就要儲(chǔ)備充足的具有可以耕作能力的土地（本研究稱之為可耕地），以便在突發(fā)糧食安全問(wèn)題時(shí)能快速投入生產(chǎn)確?？诩Z安全。相較于經(jīng)常變化的現(xiàn)狀耕地，可耕地是依據(jù)生態(tài)、氣候、地形、土壤等條件綜合評(píng)價(jià)得出的結(jié)果，不以土地現(xiàn)狀利用類型的改變而改變，更具有穩(wěn)定性，有利于長(zhǎng)久推進(jìn)耕地保護(hù)，實(shí)現(xiàn)耕地保護(hù)效益長(zhǎng)期可持續(xù)，進(jìn)而保障國(guó)家糧食安全。

通過(guò)已有研究發(fā)現(xiàn)，學(xué)界有關(guān)專家學(xué)者就保障國(guó)家糧食安全問(wèn)題已開(kāi)展了大量研究。主要聚焦在耕地質(zhì)量提升[2-3]、耕地識(shí)別與監(jiān)管[4]、國(guó)際糧食貿(mào)易[5-6]、耕地保護(hù)政策演變路徑[7-9]、耕地保護(hù)制度演進(jìn)規(guī)律[10-11]、耕地“三位一體”保護(hù)機(jī)制[12]、糧食安全存在的問(wèn)題挑戰(zhàn)與展望[13-15]等方面，從不同角度對(duì)中國(guó)耕地保護(hù)和糧食安全進(jìn)行研究，對(duì)保障國(guó)家糧食安全做出了巨大貢獻(xiàn)，但是現(xiàn)有研究大多依托于全國(guó)土地利用調(diào)查數(shù)據(jù)，即現(xiàn)狀用地類型為耕地的土地。部分學(xué)者則有意摸清中國(guó)耕地資源家底，剔除數(shù)據(jù)庫(kù)中為耕地實(shí)則不為耕地的圖斑，采用人工實(shí)地調(diào)查與遙感影像識(shí)別相結(jié)合的方法精準(zhǔn)定位耕地[16]，這種方法雖然能較準(zhǔn)確地摸清耕地實(shí)際數(shù)量及空間布局，但仍是以土地實(shí)際投入耕種為依據(jù)，即土地上實(shí)際種植了糧食作物，此方法并不能摸清中國(guó)實(shí)際可以進(jìn)行耕作的土地?cái)?shù)量及空間布局。有學(xué)者打破現(xiàn)狀耕地限制，以土地宜耕性為切入點(diǎn)，開(kāi)展耕地后備資源評(píng)價(jià)[17-19]、特定地區(qū)土地宜耕性評(píng)價(jià)[20-21]等。可見(jiàn)，目前有關(guān)土地宜耕性研究大多為局部區(qū)域研究，研究對(duì)象多為耕地后備資源或者現(xiàn)狀耕地資源，缺少全國(guó)性土地宜耕性的評(píng)價(jià)，且研究方法主要有限制性因子法[17-19]、變權(quán)模型[22]、生態(tài)位模型[23]等。為保障國(guó)家糧食安全，應(yīng)及時(shí)摸清中國(guó)可耕地的基本情況，以便對(duì)其及時(shí)加以保護(hù)，避免因疏于保護(hù)而令其耕作層破壞，致使其可耕性喪失，生產(chǎn)糧食的土地減少，威脅國(guó)家糧食安全。

此外，探究中國(guó)可耕地本底，最大程度保護(hù)所有具有糧食生產(chǎn)功能的土地是大勢(shì)所趨。雖然部分學(xué)者運(yùn)用多情景模擬測(cè)算以糧食安全為底線約束下的中國(guó)所需的耕地保有量，認(rèn)為現(xiàn)有耕地?cái)?shù)量足以維持長(zhǎng)期的糧食安全[24]，但是，也有學(xué)者從吃飽和吃好語(yǔ)境的視角對(duì)中國(guó)耕地保護(hù)目標(biāo)進(jìn)行數(shù)理預(yù)判，研究認(rèn)為隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，居民物質(zhì)生活水平的提高，居民膳食結(jié)構(gòu)不斷升級(jí)，口糧的直接消費(fèi)量減少，而動(dòng)物性食品（肉蛋奶）、蔬菜、瓜果消費(fèi)量增加[25-26]，根據(jù)能量遞減定律，畜禽產(chǎn)品消費(fèi)量增加導(dǎo)致間接糧食消費(fèi)量增加，因此需要更多的耕地生產(chǎn)糧食，而對(duì)蔬菜、瓜果需求量的上升則需要更多種植蔬菜和瓜果的土地，在兼顧“吃飽+吃好”的雙重情境下，耕地供應(yīng)仍有不足的風(fēng)險(xiǎn)[27]。因此，為避免過(guò)度依賴國(guó)際糧食貿(mào)易所帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)及滿足人民日益增長(zhǎng)的多樣化食物需求，最大限度保障國(guó)家糧食安全，一味“節(jié)流”并不是長(zhǎng)久之計(jì)，更應(yīng)該“開(kāi)源”，而可耕地正是重要的“源”之一。將耕地保護(hù)向可耕地保護(hù)轉(zhuǎn)變，擴(kuò)大保護(hù)范圍，最大限度保護(hù)珍貴的可耕地資源，為糧食生產(chǎn)預(yù)留出更多的可生產(chǎn)空間?；诖?，本研究提出可耕地的概念，界定可耕地概念內(nèi)涵，利用生態(tài)位模型測(cè)算可耕地潛力及其空間分布特征，構(gòu)建耕地保護(hù)轉(zhuǎn)型策略，以期最大限度保護(hù)更多具有耕作能力的土地資源，促進(jìn)國(guó)家社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、生態(tài)可持續(xù)發(fā)展，并在一定程度上為新一輪國(guó)土空間規(guī)劃編制提供借鑒參考。

1 可耕地內(nèi)涵

依據(jù)聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織（Food and Agriculture Organization，F(xiàn)AO）的定義，耕地是指通過(guò)耕作、播種和種植農(nóng)作物而可以耕種的土地，而中國(guó)土地利用現(xiàn)狀分類 GB/T 21010—2017規(guī)定，耕地是指種植農(nóng)作物的土地，且在第三次全國(guó)國(guó)土資源調(diào)查中也采用所見(jiàn)即所得的方式來(lái)認(rèn)定耕地?？梢?jiàn)，兩者在概念內(nèi)涵上存在差別，前者注重土地的耕作能力，而后者注重土地的耕作現(xiàn)狀，即是否在其上種植農(nóng)作物，特別是糧食作物。本研究在FAO有關(guān)耕地概念的基礎(chǔ)上，提出可耕地（cultivatable land）概念，其現(xiàn)狀不一定種植農(nóng)作物，但其通過(guò)土地整理、復(fù)墾、整治等措施后能進(jìn)行耕作。當(dāng)前中國(guó)在進(jìn)行耕地保護(hù)時(shí)，保護(hù)的是現(xiàn)狀種植農(nóng)作物的土地，而具備耕種潛力的土地中除了部分被列為耕地后備資源或可調(diào)整為耕地的土地有特殊保護(hù)外，其余具備耕種潛力的土地未能按照耕地保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行保護(hù)。本研究中的可耕地是指所有可以耕作的土地，不局限于現(xiàn)有耕地或者耕地后備資源范疇，可耕地與土地、耕地、耕地后備資源關(guān)系如圖1所示。開(kāi)展土地可耕性評(píng)價(jià)是評(píng)定土地具有耕作能力（possibility）的過(guò)程，其與已有研究中土地適宜性評(píng)價(jià)、耕地適宜性評(píng)價(jià)及土地宜耕性評(píng)價(jià)等不同。其中，F(xiàn)AO關(guān)于土地適宜性評(píng)價(jià)指評(píng)定土地對(duì)特定利用類型的適宜性程度（suitability）的過(guò)程，其研究范圍為全域范圍內(nèi)所有土地；耕地適宜性評(píng)價(jià)主要指評(píng)定現(xiàn)狀耕地用于農(nóng)作物種植的適宜性程度的過(guò)程[28]；土地宜耕性評(píng)價(jià)主要指評(píng)定部分用地類型（鹽堿地、荒草地、裸土地、牧草地及其他草地等特定地類）用于耕地的適宜性的過(guò)程[20,29-30]。

圖1 土地、耕地、耕地后備資源與可耕地關(guān)系示意圖

此外，由于本研究基于全國(guó)尺度，受數(shù)據(jù)獲取及工作量限制，故無(wú)法實(shí)現(xiàn)將建設(shè)用地進(jìn)一步細(xì)分，進(jìn)而無(wú)法深入探討其內(nèi)部存在的可耕地潛力，因此，本研究在進(jìn)行可耕地測(cè)算時(shí)剔除了建設(shè)用地。在進(jìn)行數(shù)量分析時(shí)，本研究采用非建可耕地與現(xiàn)狀耕地進(jìn)行數(shù)量和空間的對(duì)比，其中，非建可耕地為剔除現(xiàn)狀為建設(shè)用地的可耕地。本研究中所指的現(xiàn)狀耕地或現(xiàn)狀建設(shè)用地均指2020年的現(xiàn)狀。

2 數(shù)據(jù)來(lái)源及研究方法

2.1 研究方法

2.1.1耕作可耕性評(píng)價(jià)因子選擇

選擇不同的評(píng)價(jià)因子構(gòu)建不同的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，評(píng)價(jià)結(jié)果往往具有較大差異，本研究主要是篩選出可耕土地，因此選擇主導(dǎo)因子作為評(píng)價(jià)指標(biāo)，而忽略影響較小的因子。結(jié)合《全國(guó)耕地后備資源調(diào)查評(píng)價(jià)技術(shù)方案》及有關(guān)土地宜耕性的有關(guān)研究[23,31]，本研究主要從生態(tài)條件、氣候條件、地形條件、土壤條件4個(gè)方面篩選影響土地是否適合作為可耕地的影響因素。

在生態(tài)條件方面，為確保國(guó)家生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展，在篩選可耕地時(shí)應(yīng)避免破環(huán)區(qū)域生境和生物多樣性，而國(guó)家自然保護(hù)區(qū)和國(guó)家公園作為國(guó)內(nèi)重要的生態(tài)資源，其潛在生態(tài)價(jià)值遠(yuǎn)大于其開(kāi)發(fā)利用價(jià)值。因此，本研究將位于自然保護(hù)區(qū)、風(fēng)景名勝區(qū)、飲用水源地、森林公園、地質(zhì)公園的土地不可作為耕地。

在氣候條件方面，水熱條件對(duì)作物生長(zhǎng)起著基礎(chǔ)性的作用，決定一個(gè)地區(qū)氣候生產(chǎn)力的高低，選擇年平均降水量和大于等于10 ℃積溫作為可耕性評(píng)價(jià)的指標(biāo)，參考已有研究，將年積溫≤2 000 ℃作為可耕地的限制性條件，天然降水量≤200 mm且無(wú)灌溉條件，無(wú)法滿足作物生長(zhǎng)需求作為限制性條件。

在地形條件方面，由于地形影響太陽(yáng)輻射、降水和成土物質(zhì)的再分配，而且影響耕地利用的難易程度、經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)，選擇坡度和侵蝕風(fēng)險(xiǎn)兩個(gè)地形因子作為評(píng)價(jià)指標(biāo)，且將坡度＞25°和侵蝕風(fēng)險(xiǎn)為劇烈侵蝕作為可耕地的限制性條件。

在土壤條件方面，主要選擇土壤質(zhì)地和pH值2個(gè)土壤因子作為評(píng)價(jià)指標(biāo)，且將沙土、重黏土作為土壤質(zhì)地的限制性因素，將pH＜4.5，pH≥9.5作為土壤pH的限制性因素。其中，大于等于10 ℃積溫、年平均降水量的模型參數(shù)主要參考文獻(xiàn)[31-32]。坡度、土壤質(zhì)地和pH值的模型參數(shù)和得分主要參考《農(nóng)用地質(zhì)量分等規(guī)程》（GB/T 28407—2012），土壤侵蝕分級(jí)和得分參考中國(guó)科學(xué)院資源環(huán)境科學(xué)數(shù)據(jù)中心的數(shù)據(jù)分類，并結(jié)合實(shí)際研究需要進(jìn)行了修改。

評(píng)價(jià)指標(biāo)中土壤質(zhì)地為離散型指標(biāo)，pH值為中間型指標(biāo)，為了方便數(shù)據(jù)處理，將pH值通過(guò)分級(jí)轉(zhuǎn)化為離散型指標(biāo)，對(duì)離散型指標(biāo)打分后計(jì)算可耕性指數(shù)。具體為土壤質(zhì)地劃分為壤土、黏土（除重黏土）、壤沙土、沙土&重黏土，其分值分別為100、90、60、0；土壤侵蝕劃分為微度侵蝕、輕度侵蝕、中度侵蝕、強(qiáng)度侵蝕、劇烈侵蝕，其分值分別為100、75、50、25、0；pH值劃分為6.0≤pH＜7.9、5.5≤pH＜6.0 & 7.9≤pH＜8.5、5.0≤pH＜5.5 & 8.5≤pH＜9.0、4.5≤pH＜5.0 & 9.0≤pH＜9.5、pH＜4.5 & pH≥9.5，其分值分別為100、90、80、60、0。

根據(jù)FAO頒布的《土地評(píng)價(jià)綱要》中耕地對(duì)評(píng)價(jià)用途的適宜性和限制程度，本研究將土地可耕性劃分為高度可耕、中度可耕、勉強(qiáng)可耕、不可耕4個(gè)等級(jí)。

2.1.2生態(tài)位模型

本研究采用生態(tài)位模型評(píng)價(jià)土地可耕性。生態(tài)位表征區(qū)域發(fā)展對(duì)資源的需求所構(gòu)成的多維空間，區(qū)域的現(xiàn)狀資源空間和需求生態(tài)位之間的匹配程度可用于資源適宜性評(píng)價(jià)[33]。有關(guān)專家學(xué)者將生態(tài)位模型引入到耕地適宜性評(píng)價(jià)中，并構(gòu)建耕地可持續(xù)利用生態(tài)位模型[34]。依據(jù)耕地生態(tài)位模型可將本研究選擇的評(píng)價(jià)因子分為4類：

正向型因子（大于等于10 ℃積溫、年均降水和土壤質(zhì)地），這類因子必須滿足最低要求，值越大越好，但當(dāng)值超過(guò)某一值后，其影響程度越來(lái)越小。該類型指標(biāo)的評(píng)價(jià)模型為

式中M為評(píng)價(jià)因子的可耕性指數(shù)；X為評(píng)價(jià)因子的現(xiàn)狀值；Dopt和Dmin分別為評(píng)價(jià)因子的理想值和最低限度值。

適度型因子（pH值），該類因子的值存在一個(gè)適宜的區(qū)間，既不能高于某一個(gè)值也不能低于某一個(gè)值，過(guò)高或過(guò)低都會(huì)成為限制因素。該類型指標(biāo)的評(píng)價(jià)模型為

式中Dmax是因子的上限值。

負(fù)向型因子（坡度、侵蝕風(fēng)險(xiǎn)），該類因子必須低于一定值，且數(shù)值越低越好。該類型指標(biāo)的評(píng)價(jià)模型為

4）確定性影響因子（特殊生態(tài)區(qū)）。由于本研究是在全國(guó)地域范圍內(nèi)進(jìn)行，區(qū)別于傳統(tǒng)的耕地生態(tài)位模型，為確保實(shí)現(xiàn)糧食安全的同時(shí)保障生態(tài)安全，因此，本研究在進(jìn)行土地可耕性評(píng)價(jià)時(shí)增加建設(shè)用地、特殊保護(hù)區(qū)、生態(tài)敏感區(qū)、生態(tài)脆弱區(qū)的評(píng)價(jià)因子，凡是屬于建設(shè)用地、特殊保護(hù)區(qū)、生態(tài)敏感區(qū)和生態(tài)脆弱區(qū)中的土地均不能作為可耕地開(kāi)發(fā)。因此，增加此類影響因子。該類型指標(biāo)的評(píng)價(jià)模型為

利用各評(píng)價(jià)因子的現(xiàn)狀值組成的向量表征土地的現(xiàn)實(shí)生態(tài)位，所有影響土地可耕性的指標(biāo)值構(gòu)成了一個(gè)維的資源空間，其中各評(píng)價(jià)因子處于理想值可令土地可耕性達(dá)到最優(yōu)狀態(tài)，此狀態(tài)表征為土地可耕性的最佳生態(tài)位。現(xiàn)實(shí)生態(tài)位與最佳生態(tài)位的貼近程度為土地可耕性的生態(tài)位可耕性，任何一個(gè)因子的不足都會(huì)最終影響土地的可耕性。因此，土地的可耕性評(píng)價(jià)模型為

式中為土地的可耕性指數(shù)。土地的可耕性達(dá)到耕地的最低要求時(shí)則說(shuō)明該土地為可耕地，可耕性指數(shù)越大代表可耕地質(zhì)量越好。

2.2 數(shù)據(jù)來(lái)源

本研究所用的數(shù)據(jù)主要包括：1）2020年全國(guó)土地利用遙感監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，分辨率為1 km×1 km，來(lái)源于中國(guó)科學(xué)院資源環(huán)境科學(xué)數(shù)據(jù)中心（www.resdc.cn）；2）土壤質(zhì)地和pH值數(shù)據(jù)，來(lái)源于世界土壤數(shù)據(jù)庫(kù)（HWSD）；3）DEM和土壤侵蝕空間分布數(shù)據(jù)，來(lái)源于中國(guó)科學(xué)院資源環(huán)境科學(xué)數(shù)據(jù)中心（www.resdc.cn），借助ArcMap10.4中的坡度生成工具提取坡度；4）多年平均降水和大于等于10 ℃積溫，來(lái)源于中國(guó)科學(xué)院資源環(huán)境科學(xué)數(shù)據(jù)中心（www.resdc.cn）；5）國(guó)家自然保護(hù)區(qū)和國(guó)家公園邊界數(shù)據(jù)，來(lái)源于中國(guó)自然保護(hù)區(qū)標(biāo)本資源共享平臺(tái)（http://www.papc.cn/）；6）中國(guó)六大區(qū)域分布、九大農(nóng)業(yè)區(qū)、農(nóng)業(yè)自然區(qū)劃數(shù)據(jù)來(lái)源于中國(guó)科學(xué)院資源環(huán)境科學(xué)數(shù)據(jù)中心（www.resdc.cn）。將以上所有空間數(shù)據(jù)統(tǒng)一轉(zhuǎn)化為柵格數(shù)據(jù)且統(tǒng)一重采樣為1 km×1 km空間分辨率。

3 可耕地評(píng)價(jià)結(jié)果及空間分布格局

3.1 可耕地現(xiàn)狀

依據(jù)評(píng)價(jià)單元總分值，通過(guò)對(duì)比最終選擇與實(shí)際情況較為符合的自然斷點(diǎn)法將土地可耕性劃分為4個(gè)等級(jí)，即不可耕作區(qū)[0]、勉強(qiáng)耕作區(qū)（0,63]、中度可耕作區(qū)（63,78]、高度可耕作區(qū)（78,100]，得到中國(guó)土地可耕性等級(jí)結(jié)果（圖2）。

注：數(shù)值為可耕性分值。 Note: Value is cultivability score.

從數(shù)量層面上看，可耕地約為現(xiàn)狀耕地的2.05倍，中度、高度可耕地是現(xiàn)狀耕地的1.59倍。其中，不可耕作區(qū)、勉強(qiáng)可耕作區(qū)、中度可耕作區(qū)、高度可耕作區(qū)分別約5 815 746、1 286 896、1 388 611、957 505 km2，分別占國(guó)土總面積的61.55%、13.62%、14.70%、10.13%。從空間分布層面上看，中國(guó)土地可耕性東部和西部差異明顯，分界線基本與“胡煥庸線”重合，可耕地主要分布在“胡煥庸線”東側(cè)，不可耕地主要分布在“胡煥庸線”西側(cè)。高度可耕作區(qū)主要分布在廣東、海南、廣西、福建、江西、湖南、浙江、上海、江蘇、安徽等省份，中度可耕作區(qū)主要分布在河南、山東、河北、遼寧、北京、貴州等省份，勉強(qiáng)可耕作區(qū)主要分布在山西、陜西、吉林、黑龍江、內(nèi)蒙古等省份。

通過(guò)土地可耕性評(píng)價(jià)結(jié)果可知，可耕作土地面積較少，僅占國(guó)土總面積的38.45%，且可耕作土地中73.64%屬于勉強(qiáng)可耕作區(qū)和中度可耕作區(qū)。此外，可耕地空間分布不均勻，主要分布在“胡煥庸線”以東的區(qū)域，與人口空間分布高度重合，可耕地面臨隨時(shí)被侵占的風(fēng)險(xiǎn)。

3.2 可耕地與現(xiàn)狀耕地空間分布格局

為厘清可耕地與現(xiàn)狀耕地的空間匹配度情況，同時(shí)從不同區(qū)域維度對(duì)比分析其差異，本研究從學(xué)界已發(fā)布的中國(guó)六大區(qū)、中國(guó)九大農(nóng)業(yè)區(qū)、中國(guó)自然資源區(qū)劃3個(gè)維度分析可耕地與現(xiàn)狀耕地的空間分布（圖3），其中，中國(guó)六大區(qū)是按照地理位置和氣候條件來(lái)劃分的，中國(guó)九大農(nóng)業(yè)區(qū)是根據(jù)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件、特征和發(fā)展方向、重大問(wèn)題和關(guān)鍵措施及行政單位的完整性等原則劃分的，中國(guó)自然資源區(qū)劃是依據(jù)地貌、氣候劃分的。此外，現(xiàn)狀耕地可耕性分級(jí)處理方法與可耕地保持一致。從中國(guó)六大區(qū)維度可知，可耕地主要分布在中南地區(qū)、華東地區(qū)和東北地區(qū)，不可耕作的區(qū)域主要分布在西北地區(qū)和西南地區(qū)?，F(xiàn)狀耕地在六大區(qū)中分布較為均勻，中南地區(qū)、華東地區(qū)、東北地區(qū)分布相對(duì)較多，西南地區(qū)、西北地區(qū)分布相對(duì)較少，但仍占整體的29.41%，而可耕地在六大區(qū)中空間分布差異較為明顯，兩者空間分布存在較大差異；從中國(guó)自然區(qū)劃維度可知，可耕地主要分布在濕潤(rùn)區(qū)和半濕潤(rùn)區(qū)，約占可耕地總量的93.10%。干旱區(qū)、半干旱區(qū)幾乎沒(méi)有可以耕種的土地。現(xiàn)狀耕地85.71%分布在濕潤(rùn)區(qū)、半濕潤(rùn)區(qū)，干旱區(qū)和半干旱區(qū)約占14.29%?？傮w來(lái)說(shuō)可耕地與現(xiàn)狀耕地在自然區(qū)劃維度空間分布差異不大；從中國(guó)九大農(nóng)業(yè)區(qū)維度可知，可耕地主要分布在華南區(qū)、長(zhǎng)江中下游地區(qū)、黃淮海平原區(qū)、云貴高原區(qū)，而現(xiàn)狀耕地主要分布在長(zhǎng)江中下游平原、東北平原、黃淮海平原、北方干旱與半干旱地區(qū)、云貴高原區(qū)、四川盆地及周邊地區(qū)?？傮w來(lái)說(shuō)可耕地與現(xiàn)狀耕地在九大農(nóng)業(yè)區(qū)維度空間分布存在一定的差異，主要體現(xiàn)在現(xiàn)狀耕地分布在北方干旱與半干旱地區(qū)、東北平原區(qū)，而光溫水土較好的華南地區(qū)耕地占比較少。

3.3 可耕地與現(xiàn)狀耕地沖突分析

將可耕地和現(xiàn)狀耕地進(jìn)行空間疊加，便可得到可耕地與現(xiàn)狀耕地的沖突關(guān)系，主要體現(xiàn)在空間沖突、質(zhì)量沖突和管控沖突3個(gè)方面。在空間沖突方面，通過(guò)對(duì)可耕地和現(xiàn)狀耕地的空間分布格局分析可知（圖4），現(xiàn)狀耕地與可耕地的空間重合率為83.17%，即有16.83%的現(xiàn)狀耕地分布在不可耕作區(qū)，而空間重合區(qū)域中僅有22.88%的現(xiàn)狀耕地分布在高度可耕作區(qū)內(nèi)，可見(jiàn)可耕地與現(xiàn)狀耕地存在嚴(yán)重空間錯(cuò)配，錯(cuò)配區(qū)域主要分布在新疆、甘肅、寧夏、內(nèi)蒙古等地。在質(zhì)量沖突方面，分布在不可耕作區(qū)、勉強(qiáng)可耕作區(qū)及中度可耕作區(qū)的現(xiàn)狀耕地占現(xiàn)狀耕地與可耕地重復(fù)部分的72.49%，該區(qū)域的耕地在氣候、地形、土壤等條件上存在一定的障礙因素，嚴(yán)重影響耕地質(zhì)量。據(jù)農(nóng)業(yè)農(nóng)村部發(fā)布《2019年全國(guó)耕地質(zhì)量等級(jí)情況公報(bào)》可知，全國(guó)耕地平均等級(jí)為4.76等，耕地等級(jí)整體不高。因此，通過(guò)可耕地空間布局合理布局現(xiàn)狀耕地對(duì)提升耕地質(zhì)量具有重要意義。在管控沖突方面，中國(guó)對(duì)耕地實(shí)施最嚴(yán)格的耕地保護(hù)，嚴(yán)格控制其用途，加強(qiáng)耕地用途管制，還對(duì)部分耕地后備資源采取特殊保護(hù)，而對(duì)其他具有耕作潛力的土地并未明確規(guī)定如何保護(hù)，缺少細(xì)致的土地用途管制要求，致使部分優(yōu)質(zhì)卻為劃定為耕地或者耕地后備資源的土地未得到有效保護(hù)，出現(xiàn)污染土壤、侵占優(yōu)質(zhì)可耕地、掠奪式開(kāi)發(fā)等破壞土地耕作層的行為，可耕地安全得不到保障?？傮w來(lái)說(shuō)，由于現(xiàn)狀耕地與可耕地存在空間錯(cuò)配，有將近五分之一的現(xiàn)狀耕地分布在不可耕作區(qū)，重合區(qū)域中有將近60%的耕地分布在中度可耕作區(qū)以下，耕地質(zhì)量總體不高，大量?jī)?yōu)質(zhì)可耕地因缺少應(yīng)有的用途管控、地力保護(hù)等而使耕作層遭到破壞，亟需根據(jù)可耕地空間布局及可耕性分級(jí)結(jié)果優(yōu)化耕地布局，降低現(xiàn)狀耕地與可耕地空間沖突。

圖3 三個(gè)維度下可耕地與現(xiàn)狀耕地空間分布情況

圖4 可耕地與現(xiàn)狀耕地空間沖突分析

4 耕地保護(hù)轉(zhuǎn)型策略

4.1 將耕地保護(hù)擴(kuò)展到可耕地保護(hù)

將耕地保護(hù)拓展到可耕地保護(hù)為保障國(guó)家糧食安全提供充足的數(shù)量保證。雖然現(xiàn)狀耕地在數(shù)量上滿足當(dāng)下中國(guó)的糧食安全需求，但在突發(fā)疫情、災(zāi)情及國(guó)際貿(mào)易爭(zhēng)端不斷的背景下，國(guó)家糧食安全將受到嚴(yán)重挑戰(zhàn)。此外，據(jù)統(tǒng)計(jì)1980－2018年中國(guó)人均肉類消費(fèi)量從9 kg增至63 kg，居民膳食結(jié)構(gòu)發(fā)生顯著變化，需要更多的耕地種植作物以滿足居民對(duì)肉類的需求?？筛卦诂F(xiàn)狀耕地的基礎(chǔ)上大約增加1 858 087 km2，其中高度可耕作的土地增加552 224 km2，中度可耕作的土地增加804 327 km2，勉強(qiáng)可耕作的土地增加800 579 km2?，F(xiàn)狀耕地中不可耕作的耕地應(yīng)當(dāng)遵循“宜林則林、宜草則草、宜濕則濕”的原則逐步退出耕作。可耕地保護(hù)區(qū)別于現(xiàn)狀耕地保護(hù)原則，其是對(duì)土地耕作能力的保護(hù)，在確保糧食安全的前提下，評(píng)估可耕地原有種植類型是否破壞耕作層，不破壞耕作層的種植行為可予以保留，破壞耕作層的種植行為立即予以禁止，并咨詢相關(guān)農(nóng)業(yè)專家結(jié)合當(dāng)?shù)刈匀坏乩頎顩r種植不破壞耕作層且經(jīng)濟(jì)生態(tài)價(jià)值高的農(nóng)作物。

4.2 開(kāi)展可耕地分級(jí)分區(qū)保護(hù)

將耕地內(nèi)涵拓展至可耕地內(nèi)涵時(shí)，具有耕作能力的土地總量增加，但是其質(zhì)量、空間分布存在顯著差異。因此，可通過(guò)土地可耕性對(duì)可耕地進(jìn)行分級(jí)分區(qū)管控以提高可耕地效益。

1）在可耕地分級(jí)方面，按照土地可耕性將可耕地分為高度可耕、中度可耕、勉強(qiáng)可耕3個(gè)等級(jí)。高度可耕為第一等級(jí)，該等級(jí)目標(biāo)為保障國(guó)家糧食安全，嚴(yán)格管控耕地非糧化、非農(nóng)化。中度可耕為第二等級(jí)，該等級(jí)采用糧食生產(chǎn)為主，其他農(nóng)作物并行的管控模式，能夠在需要時(shí)及時(shí)改種糧食。勉強(qiáng)可耕為第三等級(jí)，主要為糧食、農(nóng)作物生產(chǎn)儲(chǔ)備區(qū)，該地區(qū)一般因地勢(shì)、降雨、溫度等原因限制農(nóng)作物生產(chǎn)受限，因此，該等級(jí)內(nèi)的可耕地可以采取種植不破壞耕作層的果樹(shù)、茶樹(shù)、蔬菜等，既提高經(jīng)濟(jì)效益又能滿足居民膳食結(jié)構(gòu)多樣化需求。

2）在可耕地分區(qū)方面，依據(jù)可耕性等級(jí)將可耕地劃分為糧食生產(chǎn)功能區(qū)、重要農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)保護(hù)區(qū)、生態(tài)保育區(qū)3個(gè)分區(qū)，從中國(guó)九大農(nóng)業(yè)區(qū)維度來(lái)看，糧食生產(chǎn)功能區(qū)主要分布在長(zhǎng)江中下游地區(qū)、黃淮海平原區(qū)、云貴高原區(qū)、華南區(qū)、東北平原區(qū)，該區(qū)域以高度可耕作區(qū)和中度可耕作區(qū)為主，主要進(jìn)行糧食生產(chǎn)。重要農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)保護(hù)區(qū)主要分布在四川盆地及周邊地區(qū)、黃土高原區(qū)，該區(qū)域由少量的高度可耕作區(qū)、中度可耕作區(qū)及較多的勉強(qiáng)可耕作區(qū)組成，所占面積較小且不易開(kāi)展規(guī)?；N植，因此可以利用該地區(qū)獨(dú)特的地勢(shì)氣候發(fā)展適宜該地區(qū)生產(chǎn)的農(nóng)產(chǎn)品，如甜菜、香菇、藥材、甘蔗、高粱、蘋(píng)果、獼猴桃等農(nóng)產(chǎn)品。生態(tài)保育區(qū)主要分布在北方干旱半干旱地區(qū)、青藏高原區(qū)，該地區(qū)主要分布少量勉強(qiáng)可耕作區(qū)且整體生態(tài)環(huán)境惡劣，因此，作為糧食生產(chǎn)儲(chǔ)備區(qū)，在糧食安全有保障的情況下主要發(fā)揮其生態(tài)功能，種植不破壞耕作層且生態(tài)效益高的作物。

4.3 優(yōu)化現(xiàn)狀耕地及新增耕地布局

中國(guó)耕地空間分布較廣，不同區(qū)域耕地所面臨的自然社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境狀況存在明顯差異，依據(jù)可耕地布局及分級(jí)分區(qū)結(jié)果優(yōu)化耕地布局有益于提高耕地保護(hù)效益。首先，在優(yōu)化現(xiàn)狀耕地布局方面，依據(jù)可耕地分級(jí)分區(qū)結(jié)果，厘清現(xiàn)狀耕地空間分布狀況，對(duì)于分布在不可耕作區(qū)的耕地應(yīng)逐步退耕，并在可耕作區(qū)內(nèi)補(bǔ)充相應(yīng)耕地，耕地應(yīng)盡可能向可耕性等級(jí)較高的地區(qū)聚集，提高耕地質(zhì)量。其次，在優(yōu)化新增耕地布局方面，利用可耕地分級(jí)分區(qū)結(jié)果，合理規(guī)劃新增耕地布局，新增耕地應(yīng)分布在可耕地區(qū)域內(nèi)，并優(yōu)先分布在可耕性等級(jí)較高的區(qū)域。對(duì)于可耕作區(qū)的建設(shè)用地嚴(yán)格控制新增建設(shè)用地?cái)?shù)量，挖潛盤(pán)活存量建設(shè)用地，對(duì)于確實(shí)需要新增的建設(shè)用地，應(yīng)根據(jù)可耕地分級(jí)分區(qū)結(jié)果優(yōu)先安排在不耕作或可耕性較低的地區(qū)。此外，應(yīng)積極騰退可耕性較好的閑置廢棄建設(shè)用地以補(bǔ)充優(yōu)質(zhì)耕地。

5 討 論

本研究運(yùn)用生態(tài)位模型對(duì)中國(guó)土地可耕性進(jìn)行評(píng)價(jià)，探求土地可耕性現(xiàn)狀、空間分布及用地沖突，以期厘清可耕地資源本底，保護(hù)其耕作能力，盡可能避免經(jīng)濟(jì)發(fā)展過(guò)程中對(duì)優(yōu)質(zhì)耕地的侵占，有效指引現(xiàn)狀耕地中不可耕種的耕地陸續(xù)退耕，并在高度可耕作區(qū)有序開(kāi)墾新耕地，能有效提高耕地?cái)?shù)量，改善耕地質(zhì)量和生態(tài)，以應(yīng)對(duì)因突發(fā)疫情、災(zāi)情等可能激增的糧食需求。當(dāng)前關(guān)于耕地保護(hù)開(kāi)展了大量研究，研究?jī)?nèi)容逐漸拓展至數(shù)量、質(zhì)量、生態(tài)“三位一體”保護(hù)研究，但研究?jī)?nèi)容大多集中于現(xiàn)有耕地或局部地區(qū)的土地宜耕性研究。本研究突破現(xiàn)狀耕地限制，在全國(guó)范圍內(nèi)的土地上開(kāi)展土地可耕性研究，為耕地保護(hù)提供了新思路。在保護(hù)內(nèi)涵上，可耕地的保護(hù)指對(duì)所有具有耕作能力的土地加以保護(hù)；在保護(hù)范圍上，可耕地包含國(guó)土內(nèi)所有可以耕作的土地（本研究受數(shù)據(jù)獲取及工作量限制，剔除了建設(shè)用地），根據(jù)計(jì)算結(jié)果，可耕地是現(xiàn)狀耕地的2.05倍，能最大限度提供糧食種植所需的土地，有效應(yīng)對(duì)短時(shí)間驟升的可耕作土地的需求[35]；在保護(hù)內(nèi)容上，可耕地保護(hù)則是采取分級(jí)分區(qū)保護(hù)，對(duì)于不同分區(qū)、不同級(jí)別的耕地采取不同的保護(hù)措施，允許種植類型多樣化，其底線要求是保護(hù)其耕作層不被破壞。

事實(shí)上，要達(dá)到可耕地標(biāo)準(zhǔn)所需要的條件較高，受多種因素的影響而致使測(cè)度結(jié)果存在差異，例如受數(shù)據(jù)獲取限制，中國(guó)土壤數(shù)據(jù)是從世界土壤數(shù)據(jù)庫(kù)提取的，該數(shù)據(jù)較為粗糙、陳舊，會(huì)在一定程度上影響評(píng)價(jià)結(jié)果。其次，受數(shù)據(jù)獲取限制，本研究在進(jìn)行可耕地評(píng)價(jià)時(shí)在水資源方面僅選擇年均降雨量作為評(píng)價(jià)指標(biāo)，未將地表水、地下水納入評(píng)價(jià)指標(biāo)，雖然農(nóng)業(yè)分布格局與年均降水量有關(guān)，但綜合考量地表水、地下水分布情況能進(jìn)一步增加評(píng)價(jià)結(jié)果的科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)性。此外，通過(guò)可耕性評(píng)價(jià)結(jié)果可知，吉林、黑龍江、內(nèi)蒙古等糧食主產(chǎn)區(qū)分布在勉強(qiáng)可耕作區(qū)，這與當(dāng)前的認(rèn)知現(xiàn)狀存在差異。

此外，可耕地空間分布與社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展重心高度重合，可耕地隨時(shí)面臨被建設(shè)用地侵占的威脅，如何協(xié)調(diào)保護(hù)與發(fā)展的問(wèn)題是確?？筛乜沙掷m(xù)發(fā)展的重要內(nèi)容。從生態(tài)文明和高質(zhì)量發(fā)展角度看，可耕地分級(jí)管控和分區(qū)許可對(duì)實(shí)現(xiàn)多樣化種植結(jié)構(gòu)，滿足居民膳食結(jié)構(gòu)多樣化具有重要意義，未來(lái)在不破壞耕作層的前提下需進(jìn)一步探究不同等級(jí)和分區(qū)中具體的植物種植類型。

6 結(jié) 論

本研究運(yùn)用生態(tài)位模型對(duì)全國(guó)土地開(kāi)展可耕性評(píng)價(jià)，揭示中國(guó)可耕地情況及其空間分布特征，分析可耕地與現(xiàn)狀耕地的空間分布差異，探討可耕地與現(xiàn)狀耕地空間沖突，并提出對(duì)應(yīng)的耕地保護(hù)轉(zhuǎn)型策略。主要結(jié)論如下：

1）全國(guó)可耕地存量可觀，空間分布差異明顯。從數(shù)量上看，可耕地是現(xiàn)狀耕地的2.05倍，存量較大。其中，中度、高度可耕地是現(xiàn)狀耕地的1.59倍，總體來(lái)說(shuō)質(zhì)量較高，表明中國(guó)具有豐富的可耕地資源，對(duì)其加以保護(hù)能在很大程度上確保充足的土地以保障國(guó)家糧食安全。從空間上看，可耕地主要分布在胡煥庸線以東區(qū)域，可耕性從東南向西北逐漸降低，與中國(guó)工業(yè)化、城鎮(zhèn)化空間分布格局大體一致，工業(yè)化、城鎮(zhèn)化發(fā)展過(guò)程中不斷向周邊蔓延，侵占優(yōu)質(zhì)可耕地，可耕地保護(hù)存在巨大壓力。為應(yīng)對(duì)建設(shè)用地的大肆擴(kuò)張，可根據(jù)可耕地評(píng)價(jià)結(jié)果，有針對(duì)性加強(qiáng)對(duì)優(yōu)質(zhì)可耕地的保護(hù)力度。

2）現(xiàn)狀耕地質(zhì)量參差不齊，高度可耕作區(qū)面積占比較小。據(jù)統(tǒng)計(jì)，現(xiàn)狀耕地僅有22.88%的耕地分布在高度可耕作區(qū)，其余主要分布在勉強(qiáng)可耕作區(qū)和中度可耕作區(qū)，不可耕作區(qū)中現(xiàn)狀耕地仍占16.83%?？梢?jiàn)，現(xiàn)狀耕地質(zhì)量參差不齊。

3）結(jié)合可耕地與現(xiàn)狀耕地沖突分析結(jié)果，有16.83%的現(xiàn)狀耕地需要從不可耕作區(qū)調(diào)入可耕作區(qū)，主要分布在西北的干旱和半干旱地區(qū)。在可耕作區(qū)域內(nèi)的現(xiàn)狀耕地中，有72.49%的現(xiàn)狀耕地屬于中度可耕作區(qū)及以下，耕地質(zhì)量總體不高。此外，可耕地在現(xiàn)狀耕地的基礎(chǔ)上大約增加1 858 087 km2，主要分布在光溫水土較好的中南地區(qū)和華東地區(qū)，面臨著建設(shè)用地?cái)U(kuò)張侵占優(yōu)質(zhì)可耕地的巨大壓力。

[1] 強(qiáng)文麗，張翠玲，劉愛(ài)民，等. 全球農(nóng)產(chǎn)品貿(mào)易的虛擬耕地資源流動(dòng)演變及影響因素[J]. 資源科學(xué)，2020，42(9)：1704-1714.

QIANG Wenli, ZHANG Cuiling, LIUAimin, et al. Evolution of global virtual land flow related to agricultural trade and driving factors[J]. Resources Science, 2020, 42(9): 1704-1714. (in Chinese with English abstract)

[2] 陳紅，陳莎，葉艷妹. 面向農(nóng)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的耕地保護(hù)轉(zhuǎn)型研究[J]. 農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化研究，2023，44(1)：55-64.

CHEN Hong, CHEN Sha, YE Yanmei. Research on the transformation path of farmland protection under the high-quality agricultural development[J]. Research of Agricultural Modernization, 2023, 44(1): 55-64. (in Chinese with English abstract)

[3] 韓述，郭貫成，史洋洋，等. 基于國(guó)土空間“三線”劃定與耕地質(zhì)量自相關(guān)的耕地空間布局優(yōu)化[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2022，38(19)：237-248.

HAN Shu, GUO Guancheng, SHI Yangyang, et al. Optimization of the spatial layout of arable land protection using “Three Lines” delineation of territorial spatial planning and spatial autocorrelation attributes of arable land quality[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2022, 38(19): 237-248. (in Chinese with English abstract)

[4] 錢(qián)鳳魁，王賀興，項(xiàng)子璇. 基于潛在土地利用沖突識(shí)別的主城區(qū)周邊耕地保護(hù)[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2021，37(19)：267-275.

QIAN Fengkui, WANG Hexing, XIANG Zixuan. Cultivated land protection in the periphery of the main urban areas based on potential land use conflict identification[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2021, 37(19): 267-275. (in Chinese with English abstract)

[5] 辛良杰. 中國(guó)居民膳食結(jié)構(gòu)升級(jí)、國(guó)際貿(mào)易與糧食安全[J].自然資源學(xué)報(bào)，2021，36(6)：1469-1480.

XIN Liangjie. Dietary structure upgrade of China's residents, international trade and food security[J]. Journal of Natural Resources, 2021, 36(6): 1469-1480. (in Chinese with English abstract)

[6] 江立君，胡冰川. 中國(guó)農(nóng)產(chǎn)品國(guó)際貿(mào)易中虛擬土含量測(cè)算及其結(jié)構(gòu)調(diào)整分析：基于糧食安全視角[J]. 生態(tài)經(jīng)濟(jì)，2021，37(2)：96-103，110.

JIANG Lijun, HU Bingchuan. Calculation of virtual soil content and analysis of structural adjustment in international trade of Chinese agricultural products: From the perspective of food security[J]. Ecological Economy, 2021, 37(2): 96-103, 110. (in Chinese with English abstract)

[7] 劉丹，鞏前文，楊文杰. 改革開(kāi)放40年來(lái)中國(guó)耕地保護(hù)政策演變及優(yōu)化路徑[J]. 中國(guó)農(nóng)村經(jīng)濟(jì)，2018(12)：37-51.

LIU Dan, GONG Qianwen, Yang Wenjie. The evolution of farmland protection policy and optimization path from 1978 to 2018[J]. Chinese Rural Economy, 2018(12): 37-51. (in Chinese with English abstract)

[8] 王文旭，曹銀貴，蘇銳清，等. 基于政策量化的中國(guó)耕地保護(hù)政策演進(jìn)過(guò)程[J]. 中國(guó)土地科學(xué)，2020，34(7)：69-78.

WANG Wenxu, CAO Yingui, SU Ruiqing, et al. Evolution characteristics and laws of cultivated land protection policy in China based on policy quantification[J]. China Land Science, 2020, 34(7): 69-78. (in Chinese with English abstract)

[9] TANG H, YUN W, LIU W, et al. Structural changes in the development of China's farmland consolidation in 1998-2017: Changing ideas and future framework [J]. Land Use Policy, 2019, 89: 104212.

[10] 劉洪彬，陳文亮，李順婷，等. 基于政策文獻(xiàn)量化的我國(guó)耕地保護(hù)制度演進(jìn)規(guī)律研究[J]. 土壤通報(bào)，2020，51(5)：1079-1085.

LIU Hongbin, CHEN Wenliang, LI Shunting, et al. Research on the evolution law of cultivated land protection system in China based on the quantification of policy documents[J]. Chinese Journal of Soil Science, 2020, 51(5): 1079-1085. (in Chinese with English abstract)

[11] 牛善棟，方斌. 中國(guó)耕地保護(hù)制度70年：歷史嬗變、現(xiàn)實(shí)探源及路徑優(yōu)化[J]. 中國(guó)土地科學(xué)，2019，33(10)：1-12.

NIU Shandong, FANG Bin. Cultivated land protection system in China from 1949 to 2019: Historical evolution, realistic origin exploration and path optimization[J]. China Land Science, 2019, 33(10): 1-12. (in Chinese with English abstract)

[12] 祖健，郝晉珉，陳麗，等. 耕地?cái)?shù)量、質(zhì)量、生態(tài)三位一體保護(hù)內(nèi)涵及路徑探析[J]. 中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2018，23(7)：84-95.

ZU Jian, HAO Jinmin, CHEN Li, et al. Analysis trinity connotation and approach to protect quantity, quality and ecology of cultivated land[J]. Journal of China Agricultural University, 2018, 23(7): 84-95. (in Chinese with English abstract)

[13] 王曉君，何亞萍，蔣和平. “十四五”時(shí)期的我國(guó)糧食安全：形勢(shì)、問(wèn)題與對(duì)策[J]. 改革，2020(9)：27-39.

WANG Xiaojun, HE Yaping, JIANG Heping. China’s Food Security during the “14th Five-Year Plan” period: Situation, problems and countermeasures[J]. Reform, 2020(9): 27-39. (in Chinese with English abstract)

[14] LIU X, SHI L, QIAN H, et al. New problems of food security in Northwest China: A sustainability perspective[J]. Land Degradation & Development, 2020, 31(8): 975-989.

[15] CHEN H, CHEN S, YANG R, et al. Optimizing the cropland fallow for water resource security in the groundwater funnel area of China[J]. Land, 2023, 12(2):462.

[16] 熊曦柳，胡月明，文寧，等. 耕地遙感識(shí)別研究進(jìn)展與展望[J]. 農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境學(xué)報(bào)，2020，37(6)：856-865.

XIONG Xiliu, HU Yueming, WEN Ning, et al. Progress and prospect of cultivated land extraction research using remote sensing[J]. Journal of Agricultural Resources and Environment, 2020, 37(6): 856-865. (in Chinese with English abstract)

[17] 董光龍，張文信，楊忠學(xué)，等. 山東省耕地后備資源宜耕性評(píng)價(jià)[J]. 中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2018，23(8)：160-170.

DONG Guanglong, ZHANG Wenxin, YANG Zhongxue, et al. Suitability assessment of reserve cultivated land resources in Shandong Province[J]. Journal of China Agricultural University, 2018, 23(8): 160-170. (in Chinese with English abstract)

[18] 周浩，雷國(guó)平，路昌，等. 黑龍江省耕地后備資源宜耕性評(píng)價(jià)與空間分異特征研究[J]. 農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化研究，2016，37(5)：840-847.

ZHOU Hao, LEI Guoping, LU Chang, et al. K. Suitability assessment of arable land reserve and its spatial differentiation in Heilongjiang Province[J]. Research of Agricultural Modernization, 2016, 37(5): 840-847. (in Chinese with English abstract)

[19] 廖遠(yuǎn)琴. 上海市耕地后備資源宜耕性調(diào)查評(píng)價(jià)[J]. 上海國(guó)土資源，2016，37(1)：19-23.

LIAO Yuanqin. The investigation and evaluation of the suitability of reserved cultivated land resources in Shanghai[J]. Shanghai Land & Resources, 2016, 37(1): 19-23. (in Chinese with English abstract)

[20] 周建，張鳳榮，徐艷，等. 基于生態(tài)生產(chǎn)生活視角的北方農(nóng)牧交錯(cuò)區(qū)土地宜耕性評(píng)價(jià)[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2019，35(6)：253-260.

ZHOU Jian, ZHANG Fengrong, XU Yan, et al. Land cultivation suitability evaluation of agro-pastoral ecotone in northern China based on aspects of ecology, production and life[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2019, 35(6): 253-260. (in Chinese with English abstract)

[21] 畢瑋，黨小虎，馬慧，等. “藏糧于地”視角下西北地區(qū)耕地適宜性及開(kāi)發(fā)潛力評(píng)價(jià)[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2021，37(7)：235-243.

BI Wei, DANG Xiaohu, MA Hui, et al. Evaluation of arable land suitability and potential from the perspective of “Food Crop Production Strategy based on Farmland Management” in northwest China[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2021, 37(7): 235-243. (in Chinese with English abstract)

[22] 鄭宇，楊偉州，張蓬濤，等. 基于變權(quán)模型的未利用地宜耕性模糊綜合評(píng)價(jià)：以河北省昌黎縣為例[J]. 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2018，46(4)：263-267.

ZHENG Yu, YANG Weizhou, ZHANG Pengtao, et al. Fuzzy comprehensive evaluation of cultivability of unused land based on variable weight model: Taking Changli County, Hebei Province as an example[J]. Jiangsu Agricultural Science, 2018, 46(4): 263-267. (in Chinese with English abstract)

[23] 徐小千，汪景寬，李雙異，等. 基于生態(tài)位理論的東北黑土區(qū)耕地整治適宜性評(píng)價(jià)：以公主嶺市為例[J]. 中國(guó)生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2018，26(3)：432-441.

XU Xiaoqian, WANG Jingkuan, LI Shuangyi, et al. Evaluation of cultivated land consolidation suitability in Northeast China black soil zone using niche-fitness model: A case study of Gongzhuling City[J]. Chinese Journal of Eco-Agriculture, 2018, 26(3): 432-441. (in Chinese with English abstract)

[24] 梁鑫源，金曉斌，孫瑞，等. 多情景糧食安全底線約束下的中國(guó)耕地保護(hù)彈性空間[J]. 地理學(xué)報(bào)，2022，77(3)：697-713.

LIANG Xinyuan, JIN Xiaobin, SUN Rui, et al. China's resilience-space for cultivated land protection under the restraint of multi-scenario food security bottom line[J]. Acta Geographica Sinica, 2022, 77(3): 697-713. (in Chinese with English abstract)

[25] 王濤，呂昌河. 基于合理膳食結(jié)構(gòu)的人均食物需求量估算[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2012，28(5)：273-277.

WANG Tao, LV Changhe. Estimation of food grain demand per capita based on rational dietary pattern[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2012, 28(5): 273-277. (in Chinese with English abstract)

[26] 趙姚陽(yáng)，蔣琳琳，王潔. 居民膳食結(jié)構(gòu)變化對(duì)中國(guó)食物生產(chǎn)用地需求的影響研究[J]. 中國(guó)人口·資源與環(huán)境，2014，24(3)：54-60.

ZHAO Yaoyang, JIANG Linlin, WANG Jie. Study of the effect of residents’ dietary pattern change to the land requirements for food[J]. China's Population, Resources and Environment, 2014, 24(3): 54-60. (in Chinese with English abstract)

[27] 方斌，牛善棟，黃木易. 吃飽和吃好語(yǔ)境對(duì)我國(guó)耕地保護(hù)的啟示[J]. 長(zhǎng)江流域資源與環(huán)境，2021，30(10)：2533-2544.

FANG Bin, NIU Shandong, HUANG Muyi. The enlightenment of the context of eating-full and eating-well to the protection of cultivated land in China[J]. Resources and Environment in the Yangtze Basin, 2021, 30(10): 2533-2544. (in Chinese with English abstract)

[28] 朱德舉. 土地評(píng)價(jià)（修訂版）[M]. 北京：中國(guó)大地出版社，2002：35.

[29] 李祥，徐麗萍，陳月嬌，等. 西北干旱區(qū)瑪納斯河流域土地宜耕性評(píng)價(jià)[J/OL]. 中國(guó)農(nóng)業(yè)資源與區(qū)劃：1-14[2022-06-26]. http://kns.cnki.net/kcms/detail/11.3513.s.20220318.1847.032.html.

LI Xiang, XU Liping, CHEN Yuejiao, et al. Evaluation of land cultivation suitability in the Manas River Basin of the Northwest Arid Zone[J/OL]. Chinese Journal of Agricultural Resources and Regional Planning: 1-14. [2022-06-26]. http://kns.cnki.net/kcms/detail/11.3513.s.20220318.1847.032.html. (in Chinese with English abstract)

[30] 類淑霞，郝晉珉，王麗敏. 生態(tài)脆弱區(qū)宜耕未利用土地開(kāi)發(fā)適宜性評(píng)價(jià)：以山西省大同市為例[J]. 中國(guó)生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2011，19(6)：1417-1423.

LEI Shuxia, HAO Jinmin, WANG Limin. Evaluation of exploitation suitability of unutilized arable lands in ecologically fragile areas: A case study of Datong City, Shanxi Province[J]. Chinese Journal of Eco-Agriculture, 2011, 19(6): 1417-1423. (in Chinese with English abstract)

[31] 黃海潮，溫良友，孔祥斌，等. 中國(guó)耕地空間格局演化對(duì)耕地適宜性的影響及政策啟示[J]. 中國(guó)土地科學(xué)，2021，35(2)：61-70.

HUANG Haichao, WEN Liangyou, KONG Xiangbin, et al. The impact of spatial pattern evolution of cultivated land on cultivated land suitability in China and its policy implication[J]. China Land Science, 2021, 35(2): 61-70. (in Chinese with English abstract)

[32] 王秋兵. 土地資源學(xué)[M]. 北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社，2011：38-40.

[33] 歐陽(yáng)志云，王如松，符貴南. 生態(tài)位適宜度模型及其在土地利用適宜性評(píng)價(jià)中的應(yīng)用[J]. 生態(tài)學(xué)報(bào)，1996，16（2）：113-120.

OUYANG Zhiyun, WANG Rusong, FU Guinan. Ecological niche suitability model and its application in land suitability assessment[J]. Acta Ecologica Sinica, 1996, 16（2）: 113-120. (in Chinese with English abstract)

[34] 牛海鵬，趙同謙，張安錄，等. 基于生態(tài)位適宜度的耕地可持續(xù)利用評(píng)價(jià)[J]. 生態(tài)學(xué)報(bào)，2009，29(10)：5535-5543.

NIU Haipeng, ZHAO Tongqian, ZHANG Anlu, et al. Cultivated land sustainable use evaluation based on niche-fitness[J]. Acta Ecologica Sinica, 2009, 29(10): 5535-5543. (in Chinese with English abstract)

[35] 張鳳榮，張?zhí)熘畛?，? 中國(guó)耕地[M]. 北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)出版社，2021：7.

Cultivability evaluation and conservation strategies of land resources in China

CHEN Hong1, YANG Runjia1, YE Yanmei1,2※

(1.,,310058,; 2.-,100812,)

Only one third of the world average can be found in the per capita farmland in China. Furthermore, a large number of high-quality cultivated land has been occupied and replaced by low-quality farmland with the continuous development of urbanization in recent years. The unsuitable or uncultivable distribution of farmland in areas (such as beaches and mountains) has posed a serious threat to the national security of farmland. Great challenges have also been put the national food security in the context of emergencies, such as epidemics and disasters. It is a high demand for the high level self-sufficiency in food production under a large population during this time. In this study, a new understanding was offered to protect the farmland system, in order to change the perception from the farmland system to the cultivatable land. The ecological niche model and geographic information system (GIS) were used to measure the scale size and spatial distribution of cultivatable land, current farmland, and construction land. Firstly, the amount of cultivatable land was sufficient with the outstanding difference in spatial distribution. The cultivatable land was sufficient in the east of Chinese Heihe-Tengchongn line, where the area was approximately 2.05 times that of the current farmland. Secondly, there was the uneven quality of current farmland, where the less current farmland was distributed in the highly cultivable areas. There was an outstanding location difference in cultivatable land quality. The cultivatable land showed a hierarchical level in different areas, where the quality gradually decreased from the southeast to the northwest of China. Thirdly, there was a spatial mismatch between the cultivatable land and the current farmland. About 16.83% of the current farmland was in the unsuitable area for cultivation. The current farmland was distributed in the uncultivable areas, where the low quality of farmland led to low production in the essential goal of farmland protection, due to the mismatch between the cultivatable land and current farmland. The proposal of cultivatable land was provided the direction for the transformation of farmland protection. The "grain-land" mismatch rate of farmland also reduced resource consumption and environmental pollution. The cultivatable land grading and zoning protection were carried out to appropriately adjust the layout of current and new farmland, in order to realize the fertile land for grain use and storage. At the same time, the protection of cultivatable land can greatly contribute to the cultivatable capacity of the land, in order to avoid the encroachment and squeezing of the cultivatable land, due to urbanization. The retention of enough land can be expected to fully meet the possible future farming needs. Therefore, sufficient cultivatable land can be provided in time for agricultural production.

farmland; models; evaluation of cultivability; transformation of farmland protection; space conflict; ecological niche model

10.11975/j.issn.1002-6819.202204245

F301.21

A

1002-6819(2023)-05-0192-09

陳紅，楊潤(rùn)佳，葉艷妹. 中國(guó)土地資源的可耕性評(píng)價(jià)及其保護(hù)策略[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2023，39(5)：192-200.doi：10.11975/j.issn.1002-6819.202204245 http://www.tcsae.org

CHEN Hong, YANG Runjia, YE Yanmei. Cultivability evaluation and conservation strategies of land resources in China[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2023, 39(5): 192-200. (in Chinese with English abstract) doi：10.11975/j.issn.1002-6819.202204245 http://www.tcsae.org

2022-04-24

2023-02-01

國(guó)家社科基金重大項(xiàng)目“城鄉(xiāng)區(qū)域平衡發(fā)展理念下的土地制度綜合改革研究”（19ZDA088）

陳紅，博士生，主要研究方向?yàn)楦乇Ｗo(hù)、土地資源優(yōu)化配置。Email:chenhong0812@zju.edu.cn

葉艷妹，博士，教授，博士生導(dǎo)師。主要研究方向?yàn)橥恋卣喂こ?、?guó)土空間規(guī)劃。Email: yeyanmei@zju.edu.cn