摘要：為進一步保護和提升耕地綜合質(zhì)量，識別耕地質(zhì)量關(guān)鍵要素，選取長瀏平丘陵區(qū)為研究區(qū)，運用地理網(wǎng)格與空間自相關(guān)分析方法，以60 km為特征尺度劃定三級研究尺度，綜合評價并揭示不同尺度下耕地質(zhì)量各構(gòu)成要素空間相關(guān)程度及變化規(guī)律。結(jié)果表明，所有耕地質(zhì)量構(gòu)成要素均顯示出空間正相關(guān)性。其中，灌溉保證率、有機質(zhì)含量、耕層質(zhì)地3要素不論基于何種尺度，均為影響耕地質(zhì)量的關(guān)鍵要素。此外，耕地集中連片程度與破碎度在二、三級尺度上顯示為耕地質(zhì)量的關(guān)鍵要素；耕地本底質(zhì)量對耕地整體質(zhì)量貢獻最大，空間質(zhì)量及生態(tài)質(zhì)量次之；隨觀測尺度增大，耕地的空間質(zhì)量與本底質(zhì)量各要素的Moran’s I隨即增大，而生態(tài)質(zhì)量要素的Moran’s I則隨尺度變大而減小。

關(guān)鍵詞：耕地質(zhì)量；關(guān)鍵要素；地理網(wǎng)格；空間自相關(guān)；多尺度

中圖分類號：F301.2" " " " "文獻標識碼：A

文章編號：0439-8114（2023）03-0008-08

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2023.03.002 開放科學(xué)（資源服務(wù)）標識碼（OSID）：

Research on the identification of cultivated land quality key elements

in Changsha-Liuyang-Pingjiang Hilly Region at multi-scale

HOU Lei， DUAN Jian-nan， LI Ping

（College of Resources and Environment， Hunan Agricultural University， Changsha" 410128， China）

Abstract： In order to further protect and improve the comprehensive quality of cultivated land and identify the key elements of cultivated land quality， the Changsha-Liuyang-Pingjiang hilly area was selected as the research area， and the geographic grid and spatial autocorrelation analysis method were used to delineate the three-level research scale with the characteristic scale of 60 km. The spatial correlation degree and change law of various components of cultivated land quality at different scales had been evaluated and revealed. The results showed that all the elements of cultivated land quality showed positive spatial correlations. Among them， the three elements of irrigation guarantee rate， organic matter content， and cultivated layer texture were the key elements that affect the quality of cultivated land， no matter what scale they were based on. In addition， the degree of concentration and fragmentation of cultivated land were shown as key elements of cultivated land quality on the second and third scales； the background quality of cultivated land contributed the most to the overall quality of cultivated land， followed by spatial and ecological quality； as the observation scale increased， the Moran’s I index value of each element of the spatial and background quality increased immediately， while the Moran’s I index of the ecological quality element decreased as the scale became larger.

Key words： cultivated land quality； key elements； geographic grid； spatial autocorrelation； multi-scale

耕地作為最寶貴的農(nóng)業(yè)資源與生產(chǎn)要素之一，耕地數(shù)量與質(zhì)量狀況直接關(guān)系耕地產(chǎn)能與糧食安全問題。當前中國耕地質(zhì)量狀況總體平穩(wěn)，但仍面臨耕地污染與退化、優(yōu)質(zhì)耕地數(shù)量偏少等問題［1，2］。在生態(tài)文明建設(shè)大背景下，耕地質(zhì)量多元化理念深入人心［3-5］，耕地數(shù)量、質(zhì)量、生態(tài)“三位一體”綜合保護新格局基本形成。耕地質(zhì)量作為耕地綜合保護的重要對象，科學(xué)精準評價耕地質(zhì)量是進行耕地資源保護與利用的基礎(chǔ)。在此基礎(chǔ)上，國內(nèi)學(xué)者立足評價尺度［6-8］、評價方法［9-11］與耕地質(zhì)量評價指標體系構(gòu)建［11-13］等，進一步探討耕地質(zhì)量的空間尺度差異識別、評價精度優(yōu)化以及耕地要素構(gòu)成完善等方面。孫曉兵等［14］提出應(yīng)注重多要素的耕地質(zhì)量綜合評價，構(gòu)建時間與空間多尺度評價體系；陳印軍等［15］認為將耕地質(zhì)量關(guān)鍵要素的極限值作為微觀層面耕地質(zhì)量紅線，是決定耕地能否具備耕種條件的首要原因。

總體而言，當前國內(nèi)領(lǐng)域內(nèi)已明晰生態(tài)屬性對于耕地質(zhì)量的重要性，耕地生態(tài)功能作為衡量生態(tài)價值指標越來越受到重視。此外，空間尺度大小對耕地質(zhì)量評價結(jié)果易產(chǎn)生差異，具體影響機理以及區(qū)域評價最佳尺度仍無法準確描述。綜上，國內(nèi)耕地質(zhì)量評價研究多從行政區(qū)劃角度劃分多級尺度進行評價，忽視了耕地自然要素地理空間尺度特征，致使評價結(jié)果相對主觀，且對于耕地質(zhì)量底線的討論相對不足。本研究基于ArcGIS 10.2和OpenGeoDa平臺，以土地要素較小特征尺度區(qū)分評價尺度，分別從耕地的本底屬性、空間屬性與生態(tài)屬性3個維度探尋不同空間尺度條件下耕地質(zhì)量關(guān)鍵要素特征，旨在為耕地利用與保護分區(qū)、永久基本農(nóng)田劃定、耕地后備資源補充等工作提供決策依據(jù)。

1 研究區(qū)概況與數(shù)據(jù)來源

1.1 研究區(qū)概況

長瀏平丘陵區(qū)（111°53′—114°15′E，27°51′—28°42′N）位于湖南省中東部，湘江下游和長瀏盆地，南融長株潭城市群，東接江西省，北臨洞庭湖，地理位置優(yōu)越。涵蓋長沙市9個縣（市、區(qū)）和岳陽市平江縣，總計10個縣（市、區(qū)）級行政單元。區(qū)域國土面積15 930.42 km2，地勢自東西兩端向中部變低。區(qū)域內(nèi)以紅壤為主，因地形不同有非地帶性土壤，如黃壤、黃棕壤及沖積土等。氣候差異明顯，年均氣溫17.0 ℃，年降水量1 455.55 mm。長瀏平丘陵區(qū)地貌復(fù)雜多樣且具有規(guī)律，地域分異明顯，海拔高差大，基本囊括了南方丘陵區(qū)所有耕地區(qū)位類型，對該地區(qū)進行耕地質(zhì)量評價研究具有典型性與代表性。

1.2 數(shù)據(jù)來源

研究區(qū)行政區(qū)劃、2018年土地變更調(diào)查數(shù)據(jù)庫源自長沙市與平江縣自然資源管理部門，具體使用耕地、城鎮(zhèn)村、水域、道路等圖斑與相關(guān)線狀地物；30 m精度DEM數(shù)據(jù)源自地理空間數(shù)據(jù)云平臺，基于ArcGIS 10.2平臺可得到長瀏平丘陵區(qū)坡度；耕地的有機質(zhì)含量、pH、耕層質(zhì)地、田面坡度、灌溉保證率與有效耕層厚度等耕地地力數(shù)據(jù)源自2016年湖南省測土配方施肥項目實際測算值。

2 研究方法

2.1 地理網(wǎng)格及尺度劃分

地理網(wǎng)格提出的目是為了規(guī)范和統(tǒng)一空間信息，從而保證各類數(shù)據(jù)采集、存儲、統(tǒng)計、分析和交換的一致性，并提供多源、多尺度地理空間信息整合的規(guī)范和定位框架［16］。耕地質(zhì)量的特征尺度為自然界所固有，不受主觀控制，具有尺度效應(yīng)，地理網(wǎng)格的介入有利于耕地質(zhì)量內(nèi)部各要素統(tǒng)一標準。耕地質(zhì)量不同影響因素在獲取和計算的尺度上有差異，并且同一影響因素也有其適合的空間尺度范圍，超過該空間范圍再利用這類指標時，其分析結(jié)果已不能準確描述空間特征，因此，通過劃定適宜尺度，可以更準確地反映耕地質(zhì)量問題［17］。

此前有研究通過小波分析計算出長瀏平丘陵區(qū)土地構(gòu)成要素的較小特征尺度之一為50～70 km［18］，在此基礎(chǔ)上，取平均值60 km作為土地要素的特征尺度，將長瀏平丘陵區(qū)劃分為三級尺度，網(wǎng)格大小為60 km×60 km，如圖1所示。

1）一級尺度以長瀏平丘陵區(qū)全域為評價對象，尺度大小為240 km×180 km，包含長沙市9個縣（市、區(qū)）與平江縣，如圖2所示。

2）二級尺度以長瀏平丘陵區(qū)中西部耕地為評價對象，尺度大小為120 km×120 km，包含長沙市9個縣（市、區(qū)），如圖3所示。

3）三級尺度以長沙市市區(qū)中西部耕地斑塊為評價對象，尺度大小為60 km×60 km，包含長沙市岳麓區(qū)、天心區(qū)、雨花區(qū)、芙蓉區(qū)、開福區(qū)、寧鄉(xiāng)市、望城區(qū)和長沙縣8個縣（市、區(qū)），如圖4所示。

2.2 耕地質(zhì)量評價指標體系構(gòu)建

2.2.1 評價指標體系構(gòu)建 基于耕地自身屬性和耕種實際需求，按照系統(tǒng)性、科學(xué)性和數(shù)據(jù)可獲取性等原則，將耕地質(zhì)量劃分為空間質(zhì)量、本底質(zhì)量與生態(tài)質(zhì)量3個維度（表1）。耕地質(zhì)量的空間質(zhì)量反映耕地地塊在空間上的耕作便利程度，包括耕地的集中連片程度、耕地距居民點距離、耕地距道路距離、耕地距城鎮(zhèn)距離4項指標；本底質(zhì)量反映耕地實際耕種條件，以耕層土壤性質(zhì)為主，包括土壤的有機質(zhì)含量、pH、耕層質(zhì)地、田面坡度、灌溉保證率、有效耕層厚度6項指標；生態(tài)質(zhì)量反映維持農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)良性發(fā)展與農(nóng)田景觀生態(tài)格局的必要程度，包含耕地破碎度、規(guī)整度、多樣性指數(shù)。

2.2.2 評價指標標準化

1）空間質(zhì)量。耕地的空間質(zhì)量包含集中連片程度、距居民點、城鎮(zhèn)以及道路的距離。耕地的空間區(qū)位因素在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中越來越受到重視，針對耕地利用條件差的地區(qū)，土地開發(fā)與整治、高標準基本農(nóng)田建設(shè)等綜合整治工作提升了耕地的綜合質(zhì)量。

①集中連片程度。耕地集中連片程度指數(shù)的計算公式如下，分級標準參考《高標準基本農(nóng)田建設(shè)標準》［19］。

式中，[IIC]為耕地集中連片程度指數(shù)；[ai]為田塊[i]的面積；[aj]為田塊[j]的面積；[nlij]為田塊[i]與田塊[j]間最短路徑上的連接數(shù)；[A2L]為田塊面積。

②耕地距居民點距離。耕地距農(nóng)村居民點距離直接關(guān)系農(nóng)戶耕作積極性與耕地投入與利用成本。耕地距居民點距離分級標準結(jié)合實際，使用ArcGIS 10.2緩沖區(qū)分析模塊，得到耕地圖斑中心點到居民點的距離，按2、5、10 km進行分級并賦值。

③耕地距道路距離。耕地對外的交通便利度主要取決于其區(qū)域范圍內(nèi)距所對應(yīng)等級的公路距離?；贏rcGIS 10.2服務(wù)區(qū)分析模塊可得到耕地圖斑中心點到道路的OD成本矩陣與道路交通可達性結(jié)果，分別按0.5、1、1.5、2 km進行分級并賦值。

④耕地距城鎮(zhèn)距離。耕地距城鎮(zhèn)距離直接關(guān)系農(nóng)產(chǎn)品流通運輸、貯藏與交易成本?；贏rcGIS 10.2緩沖區(qū)分析模塊可得到耕地圖斑中心點到城鎮(zhèn)距離，按2、4、6 km進行分級并賦值。

2）本底質(zhì)量。耕地本底質(zhì)量包括有機質(zhì)含量、pH、耕地質(zhì)地、田面坡度、灌溉保證率、有效耕層厚度等自然稟賦條件?；贏rcGIS 10.2平臺，結(jié)合2016年湖南省配土側(cè)方施肥數(shù)據(jù)，對長瀏平丘陵區(qū)所有耕地圖斑采用自然臨域法進行空間插值分析，將耕地地力數(shù)據(jù)賦值到每個耕地圖斑中，且保證耕地地塊內(nèi)屬性相對均一。分級標準參考《農(nóng)用地質(zhì)量分等規(guī)程》。

3）生態(tài)質(zhì)量。耕地作為農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的基本載體，良好的生態(tài)條件有利于耕地綜合質(zhì)量的提升。耕地生態(tài)質(zhì)量主要從耕地破碎度、規(guī)整度與生態(tài)多樣性3方面來描述。

①破碎度。耕地破碎化程度是現(xiàn)存景觀的一個重要特征指標，景觀破碎化是生物多樣性喪失最主要原因之一［20］。因而，耕地的破碎度是衡量農(nóng)田系統(tǒng)內(nèi)生物多樣性保護和農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的重要指標。其中，最簡單的度量指數(shù)是田塊破碎度，即單位面積內(nèi)田塊的數(shù)量，計算公式如下［21］：

式中，[PD]為田塊破碎度，取值大于0，無上限；[N]為田塊數(shù)目；[A]為田塊總面積。

②規(guī)整度。主要指田塊在外形上的規(guī)整程度。土地整治項目對耕作田塊地建設(shè)建議盡可能方正且接近矩形。規(guī)整的田塊既有助于提高機械作業(yè)效率，又有利于田間生產(chǎn)。在對田塊外形的規(guī)整程度進行量化時，通?？山柚坝^生態(tài)學(xué)的斑塊分維度分析并進行量化賦值，計算公式如下［21］：

式中，[FRAC]為田塊規(guī)整度；[P]為田塊周長；[A]為田塊面積。

③多樣性指數(shù)。耕地生物多樣性是指生命有機體及其借以存在的生態(tài)復(fù)合體的多樣性和變異性［22］。在生態(tài)健康評價時，可采用景觀多樣性指數(shù)反映農(nóng)田格局的異質(zhì)性。本研究選擇常用的香農(nóng)-威納（Shannon-Wiener）多樣性指數(shù)，計算公式如下［23］：

式中，[H]為農(nóng)田景觀香農(nóng)-威納（Shannon-Wiener）多樣性指數(shù)，[H]越大，表示多樣性程度越高；[Pk]為斑塊類型[k]在農(nóng)田景觀中出現(xiàn)的概率；[n]為農(nóng)田景觀中斑塊類型的總數(shù)。

2.3 空間自相關(guān)

2.3.1 全局Moran’s I 空間自相關(guān)是一種重要的空間數(shù)據(jù)統(tǒng)計方法，主要用于探尋空間數(shù)據(jù)分布規(guī)律，揭示空間變量的空間聚集程度與區(qū)域結(jié)構(gòu)形態(tài)等［24，25］。耕地質(zhì)量具有明顯空間自相關(guān)性，單獨選取某一耕地質(zhì)量構(gòu)成要素直接進行空間自相關(guān)分析，并不能判斷其是否對耕地整體質(zhì)量優(yōu)劣造成何種程度的影響。本研究假定研究區(qū)耕地為理想狀態(tài)（耕地質(zhì)量各構(gòu)成要素均表現(xiàn)出高水準），通過選取各評價要素中賦值后Ⅰ級指標所指代的耕地斑塊，進行空間自相關(guān)分析，得到各要素的空間相關(guān)系數(shù)，作為識別耕地質(zhì)量關(guān)鍵要素的主要依據(jù)。具體選用全局Moran’s I探討長瀏平丘陵區(qū)耕地質(zhì)量各影響要素的空間相關(guān)系數(shù)，計算公式如下：

式中，I為全局Moran’s I；[N]為研究對象的個數(shù)；[Xi]為觀測值；[X]為[N]的平均值；[W（i，j）]為空間要素[i]與[j]之間的空間連接矩陣。I取值［-1，1］，[Igt;0]表示空間正相關(guān)，空間要素趨于空間聚集特征；[Ilt;0]表示空間負相關(guān)，空間要素趨于空間離散特征；[I=0]表示空間要素隨機分布，一般用[P]進行顯著性檢驗。

2.3.2 空間權(quán)重 空間權(quán)重可以描述事物間的關(guān)聯(lián)程度，故而進行空間自相關(guān)分析的前提是構(gòu)建空間權(quán)重［26］。當前空間權(quán)重主要有3種：鄰接權(quán)重、K-Nearest Neighbor點權(quán)重、距離權(quán)重。國內(nèi)學(xué)者在此基礎(chǔ)上，采用K-Nearest Neighbor方法對研究區(qū)域耕地圖斑鄰接性進行了空間統(tǒng)計分析，具體K的確定參照基于鄰接權(quán)重的Queen和Rook原則的空間鄰接性頻率直方圖，取研究區(qū)域相鄰空間單元個數(shù)的中值“5”進行空間自相關(guān)分析［27-30］。

3 結(jié)果與分析

3.1 耕地質(zhì)量空間自相關(guān)分析

3.1.1 一級尺度空間自相關(guān)

1）空間質(zhì)量空間自相關(guān)分析?？臻g質(zhì)量各要素Moran’s I的值計算結(jié)果見表2，總體呈正態(tài)分布，表現(xiàn)出明顯的聚集特征。結(jié)果顯示，P均小于0.000 1，計算結(jié)果置信度大，Z為正數(shù)，表示高度聚集。一級尺度下，耕地空間質(zhì)量中沒有呈現(xiàn)較高空間相關(guān)性的耕地質(zhì)量要素，但所包含指標（耕地集中連片程度、耕地距居民點距離、耕地距省道距離及耕地距縣城距離）均呈中度或低度空間相關(guān)性。

2）本底質(zhì)量空間自相關(guān)分析。本底質(zhì)量各要素Moran’s I的值計算結(jié)果見表3，耕地質(zhì)量的本底質(zhì)量總體呈正態(tài)分布，同樣表現(xiàn)出明顯的聚集特征。結(jié)果顯示，P均小于0.000 10，計算結(jié)果置信度大于95%，Z為正數(shù)，表明高度聚集。一級尺度下，耕地本底質(zhì)量分質(zhì)量中有機質(zhì)含量、耕層質(zhì)地及灌溉保證率呈高空間相關(guān)性，其他要素指標均呈中度或低度空間相關(guān)性。

3）生態(tài)質(zhì)量空間自相關(guān)分析。生態(tài)質(zhì)量各要素Moran’s I的值計算結(jié)果見表4，耕地生態(tài)質(zhì)量呈正態(tài)分布，同樣表現(xiàn)出明顯的聚集特征。結(jié)果顯示，P均小于0.001，計算結(jié)果置信度大于95%，Z為正數(shù)，表明高度聚集。一級尺度下，耕地生態(tài)質(zhì)量沒有呈現(xiàn)高空間相關(guān)性的耕地質(zhì)量要素，耕地破碎度呈中度空間相關(guān)性，耕地規(guī)整度及多樣性指數(shù)呈低度空間相關(guān)性。

3.1.2 二級尺度空間自相關(guān)

1）空間質(zhì)量空間自相關(guān)分析。二級尺度下耕地空間質(zhì)量呈正態(tài)分布，表現(xiàn)出明顯的聚集特征。結(jié)果（表5）顯示，P均小于0.000 1，計算結(jié)果置信度大于95%，Z為正數(shù)，表明高度聚集。二級尺度下，耕地空間質(zhì)量中沒有呈現(xiàn)高空間相關(guān)性的耕地質(zhì)量要素，但所包含指標（耕地集中連片程度、耕地距居民點距離、耕地距省道距離及耕地距縣城距離）均表現(xiàn)出中度或低度空間相關(guān)性。

2）本底質(zhì)量空間自相關(guān)分析。二級尺度下耕地本底質(zhì)量總體呈正態(tài)分布，同樣表現(xiàn)出明顯的聚集特征。結(jié)果（表6）顯示，P均小于0.000 10，計算結(jié)果置信度大于95%，Z為正數(shù)，表明高度聚集。二級尺度下，耕地本底質(zhì)量中有機質(zhì)含量、耕層質(zhì)地及灌溉保證率呈高空間相關(guān)性，其他耕地質(zhì)量要素指標均呈中度或低度空間相關(guān)性。

3）生態(tài)質(zhì)量空間自相關(guān)分析。二級尺度下耕地生態(tài)質(zhì)量呈正態(tài)分布，同樣表現(xiàn)出明顯的聚集特征。結(jié)果（表7）顯示，P均小于0.000 1，計算結(jié)果置信度大于95%，Z為正數(shù)，表明高度聚集。二級尺度下，耕地生態(tài)質(zhì)量中耕地破碎度呈高空間相關(guān)性，耕地規(guī)整度及多樣性指數(shù)均呈低度空間相關(guān)性。

3.1.3 三級尺度空間自相關(guān)

1）空間質(zhì)量空間自相關(guān)分析。三級尺度下耕地空間質(zhì)量呈正態(tài)分布，表現(xiàn)出明顯的聚集特征。結(jié)果（表8）顯示，P均小于0.000 1，計算結(jié)果置信度大于95%，Z為正數(shù)，表明高度聚集。三級尺度下，耕地空間質(zhì)量中耕地的集中連片程度呈高空間相關(guān)性，耕地距居民點距離、耕地距省道距離及耕地距縣城距離呈中度或低度空間相關(guān)性。

2）本底質(zhì)量空間自相關(guān)分析。三級尺度下耕地本底質(zhì)量總體呈正態(tài)分布，同樣表現(xiàn)出明顯的聚集特征。結(jié)果（表9）顯示，P均小于0.000 01，計算結(jié)果置信度大于98%，Z為正數(shù)，表明高度聚集。三級尺度下，耕地本底質(zhì)量中有機質(zhì)含量、耕層質(zhì)地及灌溉保證率呈高空間相關(guān)性，其他耕地質(zhì)量要素指標如田面坡度、pH、有效耕層厚度均呈中度或低度空間相關(guān)性。

3）生態(tài)質(zhì)量空間自相關(guān)分析。三級尺度下耕地生態(tài)質(zhì)量呈正態(tài)分布，同樣表現(xiàn)出明顯的聚集特征。結(jié)果（表10）顯示，P均小于0.001，計算結(jié)果置信度大于95%，Z為正數(shù)，表明高度聚集。三級尺度下，耕地生態(tài)質(zhì)量中耕地破碎度呈高空間相關(guān)性，耕地規(guī)整度呈中度空間相關(guān)性及多樣性指數(shù)呈低度空間相關(guān)性。

3.2 不同尺度耕地質(zhì)量關(guān)鍵要素對比分析

耕地質(zhì)量關(guān)鍵要素可以理解為在耕地綜合質(zhì)量觀下，決定耕地整體質(zhì)量上限和底限的某幾種影響因素，即視其為耕地質(zhì)量的關(guān)鍵要素。不同空間尺度條件下，耕地質(zhì)量各構(gòu)成要素的空間相關(guān)性可能增強亦或減弱，通過對不同尺度及維度條件下耕地質(zhì)量構(gòu)成要素進行空間自相關(guān)分析，得到三級尺度條件下的耕地質(zhì)量關(guān)鍵要素及變化值，結(jié)果見表11。

不同維度的空間相關(guān)性程度不同。此外，長瀏平丘陵區(qū)不同尺度下的同一維度存在一定差異。

1）研究區(qū)耕地質(zhì)量的關(guān)鍵要素為灌溉保證率、有機質(zhì)含量、耕層質(zhì)地、耕地集中連片程度及耕地破碎度5個要素。其中，水田的灌溉保證率與有機質(zhì)含量是最重要的關(guān)鍵要素，結(jié)合長瀏平丘陵區(qū)的水資源公報農(nóng)業(yè)用水情況，該地區(qū)的確存在用水緊張的情況；耕地的有機質(zhì)含量空間變異程度小，說明研究區(qū)耕地有機質(zhì)條件優(yōu)越，在當前農(nóng)業(yè)耕作活動中更應(yīng)該注意保肥育肥，穩(wěn)定耕地土壤養(yǎng)分。

2）在不同維度范圍條件下，耕地的本底質(zhì)量平均空間相關(guān)系數(shù)最高，在一級、二級尺度條件下，本底質(zhì)量＞空間質(zhì)量＞生態(tài)質(zhì)量，在三級尺度條件下，本底質(zhì)量＞生態(tài)質(zhì)量＞空間質(zhì)量，說明耕地的本底質(zhì)量空間變異程度最大，也驗證了土壤作為耕地的最基本要素對耕地整體質(zhì)量具有重要影響。耕地的空間質(zhì)量和生態(tài)質(zhì)量空間變異程度較大，通過對耕地灌溉條件及土壤肥力改良可以弱化區(qū)域間的糧食產(chǎn)量差異，同時也應(yīng)重視耕地景觀形態(tài)要素對現(xiàn)代農(nóng)業(yè)化作業(yè)帶來的影響。

3）在不同尺度條件下，耕地質(zhì)量的空間質(zhì)量相關(guān)系數(shù)有所差異?？臻g質(zhì)量與本底質(zhì)量Moran’s I表現(xiàn)出三級尺度＜二級尺度＜一級尺度的趨勢，生態(tài)質(zhì)量Moran’s I則表現(xiàn)出一級尺度＜二級尺度＜三級尺度的趨勢。這表明了空間質(zhì)量與本底質(zhì)量的空間自相關(guān)性隨著空間尺度范圍的增大、耕地斑塊的增多而增強，造成此種現(xiàn)象的原因主要是大尺度的觀測視角更宏觀，容易忽視局部小區(qū)域耕地的變化；此外，生態(tài)質(zhì)量的空間相關(guān)性隨空間尺度范圍的縮小、耕地斑塊的減少而增強，表明耕地作為農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的主體之一，應(yīng)重視微觀層面的田塊形態(tài)狀況，著力提升田塊規(guī)整程度，減少田塊形狀復(fù)雜程度。

4 小結(jié)與展望

4.1 小結(jié)

長瀏平丘陵區(qū)耕地不論基于何種尺度進行耕地質(zhì)量評價，耕地的灌溉保證率、有機質(zhì)含量、耕層質(zhì)地、耕地集中連片程度及耕地破碎度5要素為耕地質(zhì)量的關(guān)鍵要素，其要素自身優(yōu)劣狀況決定耕地的整體質(zhì)量狀況。在中、小尺度進行耕地質(zhì)量觀測時，隨著觀測尺度變小，耕地的集中連片程度以及破碎度呈較高的空間相關(guān)性。

長瀏平丘陵區(qū)耕地在空間上表現(xiàn)出一定集聚性規(guī)律。在不同維度條件下，耕地的質(zhì)量維度本底質(zhì)量的空間變異程度最大，表明土壤作為耕地的最基本要素對耕地整體質(zhì)量具有極其重要的作用。耕地的空間質(zhì)量和生態(tài)質(zhì)量維度空間變異及空間相關(guān)程度稍大，能夠通過對耕地灌溉條件及土壤肥力的改良弱化區(qū)域間的糧食產(chǎn)量差異，同時也應(yīng)重視耕地景觀形態(tài)特征對現(xiàn)代農(nóng)業(yè)化作業(yè)帶來的影響。

耕地質(zhì)量要素具有尺度效應(yīng)。較小尺度下耕地的空間質(zhì)量與本底質(zhì)量Moran’s I顯現(xiàn)出三級尺度＜二級尺度＜一級尺度的趨勢，表明耕地質(zhì)量數(shù)量與質(zhì)量維度分質(zhì)量的空間自相關(guān)性隨著空間尺度范圍的增大，耕地斑塊的增多而增強，造成此種現(xiàn)象的原因主要是大尺度的觀測視角更宏觀，容易忽視局部小區(qū)域耕地的變化；生態(tài)質(zhì)量Moran’s I則表現(xiàn)出一級尺度＜二級尺度＜三級尺度的趨勢，耕地生態(tài)質(zhì)量的空間相關(guān)性隨空間尺度范圍的縮小、耕地斑塊的減少而增強，表明耕地作為農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的主體之一，其耕地斑塊景觀形態(tài)特征尺度越小，對現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響就越大，因此，現(xiàn)代農(nóng)業(yè)管理必須重視微小尺度上的田塊景觀形態(tài)狀況，著重提升田塊規(guī)整程度，減少田塊形狀復(fù)雜程度。

4.2 展望

本研究旨在研究尺度對耕地資源客觀認識的特有影響，對于耕地質(zhì)量評價的研究未深入。就目前來看，耕地質(zhì)量研究內(nèi)容仍需進一步延伸。耕地質(zhì)量內(nèi)涵方面，應(yīng)在現(xiàn)有研究基礎(chǔ)上樹立和發(fā)展耕地多元質(zhì)量觀，系統(tǒng)識別耕地質(zhì)量關(guān)鍵要素，穩(wěn)固推進耕地數(shù)量、質(zhì)量、生態(tài)三位一體的保護新格局。在生態(tài)文明建設(shè)大背景下，尤其需要重視耕地質(zhì)量的空間屬性與生態(tài)屬性；尺度的變換直接影響對耕地質(zhì)量空間格局的客觀認識，以提升耕地質(zhì)量、保護耕地資源為目的，采用任務(wù)導(dǎo)向的思路選取最適宜的研究尺度，精準判定耕地質(zhì)量空間格局。此外，尺度變化所帶來研究結(jié)果的差異，其深層次的變化過程、影響機理亦值得進一步探索，基于土地自然條件的尺度劃分方法與依據(jù)尚處于假定狀態(tài)，相關(guān)研究展開不深入，值得深入研究。

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