中圖分類號：F301.21 文獻標識碼：A 文章編號：1006-060X（2025）03-0088-10

引用格式：.湖南縣域耕地破碎化時空演變特征及驅(qū)動因素分析[J].湖南農(nóng)業(yè)科學，2025（3）：88-97.DOI：10.16498/j.cnki.hnnykx.2025.003.016

Spatiotemporal Characteristics and Driving Factors of Cultivated Land Fragmentation at the County Level in Hunan Province

ZHOU Yu-tong，DENG Chu-xiong，DENG Zhi-wei （SchoolofGeographicalSciences，HunanNormal University，Changsha4oo81，C）

Abstract：Thisstudyevaluatedthedistributionandfragmentationofcultivatedlandin HunanProvince.Thelandusedataof 122counties，citiesanddistrictsinOoo2l0ndweresed，andthelandsapepateindex waschsentootuctthe fragmentation indexsystem fore。valuatingcultivatedlandfragmentationSpatialautocorelation analysis was usedto explore thespatiotemporalcharacteristicsofcultivatedlandfragmentation.Finallgeographicdetectors wereusedtoexplorethefactors behindspatialeterogeeityinfragmentation.Theresultswereyieldedasfollows.（1）CultivatedlandabundanceinHunanProvince decreasedfrom20oto2O2O，withmorelandintheeasthaninthewestandanincreasingtrendfromsouthtonorth.（2）Cultivated landfragmentationintensified，withfragmentationincreasingfromthenortheasttothesouthwest.High-fragmentationareas were concentratedinteorthest，outhwestandsouheastadculiatedlandfragmetationinesteHunaasseverer.3）Cliated landfragmentationdisplayedsignificantspatialclustering，hichiitiallicreasedandtendecreased.Highighclustersapeaed in westerandsouthern Hunan，whilelow-lowclusterswerefound innorthe Hunan.（4）The fragmentation wasifuencedbyboth naturalandhumanfactors.Naturalfactorsdominated，whilehumafactorssuchasGDPpercapita，populationdnsityanddistance to roads also played importantroles.Tosum up，cultivated land fragmentationin Hunan Province presented complex spatiotemporal characteristics，ithspatialtergeeityancedbyocialandcooicvelpnt，agiclturalaageent，anddiecin cultivatedlandedowment.Basedontestudycoclusionigfrgmetatioaresedlandintegratioandeologicalstotio. Medium-fragmentationareascanbeimprovedbylandehabiliationandagriculturalstructureoptimizationwhichcanmprovethe cultivatedlanduseefciency.Inlow-fragmentationareasemphasisshouldbeputoncultivatedlandprotectionandmoderfarming development.

Keywords：ultiatedlandfrgmentation;lansapepateidex;spatialuocoelatialysisgeogracaletetoHua

耕地是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和糧食安全的重要基礎資源隨著城市化進程的加速，耕地面積縮減且趨于破碎化的問題日益凸顯，成為耕地保護中亟待解決的核心難題。耕地破碎化是指耕地空間逐漸被割裂、空間分布趨于離散化的現(xiàn)象，是農(nóng)業(yè)中普遍存在的與耕地規(guī)模經(jīng)營相悖的土地利用格局[1-3]。這一現(xiàn)象不僅會帶來經(jīng)營成本增加[4、耕地利用效率低下[5]、農(nóng)民畧荒[等問題，還會阻礙農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化進程，甚至還可能引發(fā)水土流失、土地退化等生態(tài)環(huán)境問題[]。因此，在新型城鎮(zhèn)化戰(zhàn)略推進與糧食安全底線約束的雙重背景下，如何實現(xiàn)土地資源配置與生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定的協(xié)同發(fā)展值得深人探討。

目前，已有的研究多借助GIS與遙感技術(shù)結(jié)合景觀生態(tài)的方法[8-9]，以縣（區(qū)）[10]、鄉(xiāng)鎮(zhèn)[1]、農(nóng)戶[12]為研究尺度，集中在耕地破碎化概念與定量測度[13-14]成因分析[15]和耕地破碎化的影響[16-18]以及對其的評估與模擬研究[19-20]等方面。然而，大部分研究局限于對單一時點的靜態(tài)分析，缺乏對耕地破碎化長期動態(tài)變化過程的探討。湖南省作為重要的糧食生產(chǎn)基地，其耕地資源在城鎮(zhèn)化進程中承受著巨大壓力。因此，深入研究湖南省耕地破碎化的特征、演變規(guī)律及其影響因素，對優(yōu)化土地資源配置與保障糧食安全具有重要現(xiàn)實意義。此外，縣域尺度作為揭示耕地景觀特征的關(guān)鍵層級[]，目前基于該尺度的系統(tǒng)性時空演變研究仍顯匱乏。

基于此，本文通過耕地豐度指數(shù)和景觀格局指數(shù)，評估湖南省122個縣域耕地資源分布狀況及其破碎化的時空變化特征，進而識別耕地破碎化現(xiàn)象的驅(qū)動因素，以期為耕地資源的保護與合理配置提供理論支持和實踐依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

湖南省地處東經(jīng) 、北緯 ，東臨江西省，西接重慶市、貴州省，南毗廣東省、廣西壯族自治區(qū)，北連湖北省，全省東西寬6 6 7 k m ，南北長 7 7 4 k m ，國土面積 其地貌類型多樣，以山地、丘陵為主，耕地面積約占土地總面積的 1 7 % （圖1）。湖南屬亞熱帶季風氣候，降水豐沛，雨熱同期，年平均氣溫在 ，年均降水量在 1 2 0 0～1 7 0 0 m m 之間，主要集中在4至7月。湖南適宜的自然條件對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)極為有利，促使當?shù)丶Z食播種面積和產(chǎn)量長期處于全國領先地位，為國家糧食安全做出了重要貢獻。然而，湖南省耕地資源時空分布不平衡，洞庭湖平原等區(qū)域耕地集中連片，而湘西、湘南山地丘陵區(qū)耕地分散且季節(jié)性波動明顯；受復雜地形與土地政策影響，耕地破碎化程度高，地塊零散、邊界不規(guī)則，制約規(guī)?；r(nóng)業(yè)發(fā)展。

1.2 數(shù)據(jù)來源

研究使用的2000、2010、2020年共3期土地利用柵格數(shù)據(jù)來源于中國科學院資源環(huán)境科學數(shù)據(jù)中心（http：//www.resdc.cn/），空間分辨率為 3 0 m ；耕地數(shù)據(jù)通過ArcGIS軟件自土地利用柵格數(shù)據(jù)中提?。桓叱虨锳sterGdem 3 0 m 分辨率數(shù)字高程數(shù)據(jù)，來自地理空間數(shù)據(jù)云（http：//www.gscloud.cn/）；湖南省道路、河流數(shù)據(jù)來源于國家基礎地理信息數(shù)據(jù)庫；年均降雨量、年均氣溫數(shù)據(jù)以及相關(guān)社會經(jīng)濟數(shù)據(jù)來自《中國區(qū)域統(tǒng)計年鑒》《中國縣域統(tǒng)計年鑒》等統(tǒng)計年鑒。

1.3 研究方法

1.3.1耕地豐度指數(shù)與破碎化變化率耕地豐度指數(shù)可以較為直觀的反映各縣區(qū)耕地分布情況，耕地破碎化變化率可以衡量耕地破碎化的加劇或減緩程度。按公式（1）和（2）[21]計算耕地豐度指數(shù)和破碎化變化率，并根據(jù)豐度指數(shù)結(jié)果將耕地劃分為稀疏區(qū)（ ≤ 2 0 % ）較稀疏區(qū)（ 2 0 %～3 0 % ）一般區(qū)（ 3 0 % ～ 50 % ）、較豐富區(qū)（ 5 0 %～6 0 % ）和豐富區(qū)（ ≥ 6 0 % ）五個等級。

式中， 表示縣區(qū) i 的耕地豐度指數(shù)； 為 i 縣區(qū)耕地面積； 是縣區(qū) i 的土地總面積。表示耕地破碎化變化率； 表示研究初期耕地破碎度；CLFI表示研究末期耕地破碎度。

1.3.2耕地破碎化評價景觀格局指數(shù)在一定程度上可以直觀反映耕地破碎化現(xiàn)象的變化情況，被廣泛運用于耕地破碎化的評估[22]。借鑒已有研究[8-9.20]并結(jié)合研究區(qū)實際情況，選取平均斑塊面積（MPS）邊緣密度（ED）面積加權(quán)平均形狀指數(shù)（AWMSI）斑塊密度（PD）和斑塊聚集度（AI）共5個指標，分別從耕地斑塊面積、被切割程度、形狀、單位面積數(shù)量和空間聚集程度幾個方面構(gòu)建評價體系（表1），測度其破碎化程度。

1.3.3歸一化、指標賦權(quán)與等級劃分由于各指標的數(shù)量級及對耕地破碎化的影響效應不同，為消除量綱影響，對各指標進行歸一化，正向指標和負向指標如公式（3）和（4）。

式中， P 表示指標標準化值； X 代表指標原始值； 表示指標原始值的最大值； 表示指標原始值的最小值。

衡量指標對耕地破碎化影響程度的關(guān)鍵在于其權(quán)重的設置，科學、合理設置權(quán)重關(guān)系到評價結(jié)果的準確性。本文采用熵值法對指標進行賦權(quán)，避免主觀因素對權(quán)重的影響。相關(guān)公式如下：

式中， 為第 j 個指標的信息熵； 表示第 j 個指標的權(quán)重。

以研究基期2000年的耕地破碎度為基礎，采用自然斷點法將耕地破碎化度統(tǒng)一劃分為I級（ 0 . 0 3 7 5 ～ 0.1492）Ⅱ級（0.1492＼～0.2639）I級（0.2639＼～0.3734）V級（0.3734＼～0.4829）和V級（ 0 . 4 8 2 9～0 . 6 5 9 6 ） 。1.3.4探索性空間數(shù)據(jù)分析探索性空間數(shù)據(jù)分析是以測度空間關(guān)聯(lián)程度為核心，通過對數(shù)據(jù)的空間依賴性和空間異質(zhì)性研究來有效解決研究對象的空間關(guān)聯(lián)格局問題[23]。本文選用分析方法中的全局Moran'sI指數(shù)和局部的LISA指數(shù)分析湖南省耕地破碎化空間格局演變特征。其公式如下：

式中， 為空間權(quán)重矩陣，相鄰權(quán)重值為1，否則為 和 分別為位置 i 和 j 的屬性值；為平均值； 為方差。Moran's I 的取值范圍為[-1，1]， I lt; 0 為負相關(guān)，相似值趨于離散分布； I = 0 表示不相關(guān)，呈隨機分布； I gt; 0 表示正相關(guān)，相似值趨于集聚分布。 I 越大，相關(guān)性越強。

為了進一步揭示鄰近空間中局部空間單元的自相關(guān)性，用LISA指數(shù)來檢驗局部地區(qū)是否存在相似或者相異的空間集聚特征。其公式如下：

式中， 為地區(qū) i 的LISA指數(shù)， 為耕地破碎化值的方差。 包括高－高集聚和低－低集聚； 包含低-高集聚和高-低集聚。

1.3.5地理探測器地理探測器（GeoDetector）是探測和利用空間分異性的有效工具，可以揭示空間分異性背后的驅(qū)動力，包括分異及因子探測、交互作用探測、風險區(qū)探測、生態(tài)探測4個部分[24]。研究主要選用分異及因子探測與交互作用探測。

分異及因子探測用于研究因變量 Y 的空間分異性，同時評估自變量 X 在多大程度上能夠解釋Y的空間分異現(xiàn)象，采用 q 值作為度量指標進行定量分析。其計算公式為：

式中， q 表示因子的解釋力，其值域為[1]，其值越大表示因子 X 對因變量 Y 解釋力越強，反之越弱；h 為變量 Y 或因子 X 的分層，即分類或分區(qū)； 和N 分別為層 h 和全區(qū)的單元數(shù)； 和 分別是層 h 和全區(qū)的Y值的方差。

交互作用探測是用于評估兩個自變量的共同作用對因變量 Y 的解釋能力是否出現(xiàn)增強或減弱。其交互作用類型包括非線性減弱、單因子非線性減弱、雙因子增強、獨立和非線性增強5種。

耕地破碎化現(xiàn)象的空間異質(zhì)性是由于不同區(qū)域耕地基礎、地理條件、經(jīng)濟社會發(fā)展以及政策實施等方面的差異導致的。為深入探究其異質(zhì)性成因，本文結(jié)合前人研究成果及湖南省實際情況，遵循數(shù)據(jù)可獲得性原則，從經(jīng)濟發(fā)展水平、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理以及耕地資源稟賦三個層面考慮，選取共12個驅(qū)動因素進行分析（表2）。在社會經(jīng)濟發(fā)展水平上，選取人口密度、城鎮(zhèn)化率、人均GDP以評估湖南省不同區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展水平對耕地破碎化空間分布差異的影響；農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理層面上，選取農(nóng)業(yè)機械總動力、第二三產(chǎn)業(yè)增加值占GDP比重兩個關(guān)鍵指標，反映農(nóng)業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)代化程度和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)變化對耕地破碎化的潛在影響；在耕地資源稟賦方面則考慮年均降雨量、年均氣溫、人均耕地面積、坡度、高程、距道路距離及距河流距離共7個驅(qū)動因素，旨在揭示自然條件與地理區(qū)位對耕地破碎化空間異質(zhì)性的影響。將自變量（驅(qū)動因子）離散化處理為類型量后，通過地理探測器系統(tǒng)分析并量化各因素對耕地破碎化現(xiàn)象的貢獻程度。

2 結(jié)果與分析

2.1 耕地分布狀況

根據(jù)湖南省第三次國土調(diào)查主要數(shù)據(jù)公報，2019年底，湖南省耕地面積為 ，各縣區(qū)耕地分布存在明顯差異，結(jié)果如圖2所示。

整體而言，耕地豐度在空間上呈現(xiàn)出顯著的區(qū)域差異，大致表現(xiàn)為東多西少，由南向北遞增的分布特點，2000年、2010年和2020年空間分布格局基本保持穩(wěn)定。具體來說，耕地豐富區(qū)主要集中在湘北地區(qū)，如安鄉(xiāng)縣、華容縣、南縣等縣區(qū)，這些地區(qū)地勢相對平坦，土壤肥沃，有利于進行大規(guī)模農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和耕作；耕地較豐富地區(qū)主要位于湘北的澧縣、津市市、鼎城區(qū)等縣區(qū)、湘中的邵東市以及湘南的冷水灘區(qū)，這些地區(qū)也具備較好的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件，是湖南省的重要農(nóng)業(yè)產(chǎn)區(qū)；耕地一般區(qū)分布較廣，涵蓋了湖南省大部分縣區(qū)。相對而言，耕地較稀疏區(qū)和稀疏區(qū)較為集中分布在湘西、湘南等以山地為主的地區(qū)。

從時間序列來看，耕地豐度指數(shù)在2000—2020年間呈現(xiàn)出持續(xù)下降的趨勢，耕地資源正逐漸縮減。具體表現(xiàn)為耕地豐度指數(shù)由.2000年的0.2928降至2010年的0.2831，最終到2020年的0.2789，降幅明顯。其中2000—2010年耕地豐度下降了0.0096，郴州市的桂東縣由耕地豐富區(qū)直接降為耕地稀疏區(qū)，8個耕地較豐富區(qū)降為一般耕地區(qū)，如珠暉區(qū)、衡南縣、雙清區(qū)等。2010—2020年耕地減少的速度有所減緩，但總體趨勢依然是持續(xù)下降的，大祥區(qū)由耕地豐富區(qū)降為較豐富區(qū)，石鼓區(qū)、武陵區(qū)由耕地較豐富區(qū)降為一般區(qū)，而耕地一般區(qū)的岳塘區(qū)、岳麓區(qū)、荷塘區(qū)等6個縣區(qū)降為較稀疏區(qū)。耕地資源持續(xù)縮減可能是由于大量的耕地被轉(zhuǎn)為非農(nóng)業(yè)用途。

2.2 耕地破碎化時空演變分析

2.2.1耕地破碎化時序變化特征使用Fragstats和ArcGIS對湖南省耕地破碎化情況進行綜合分析，結(jié)果見表3。整體上看，耕地破碎化現(xiàn)象持續(xù)加劇，破碎度從2000年的0.2515上升至2010年的0.4455后，進一步增加到2020年的0.7485，破碎等級由Ⅱ級提升至V級。具體來說，除耕地斑塊面積加權(quán)平均形狀指數(shù)（AWMSI）指數(shù)表征的斑塊形狀趨于規(guī)則外，其他指標分別在斑塊數(shù)量、被切割程度、面積、聚集度方面不同程度地導致20a間耕地破碎化的加劇。

從各破碎化等級行政區(qū)數(shù)量及耕地面積占比來看（表4），湖南省耕地破碎化呈現(xiàn)出顯著的波動和變化，研究期內(nèi)較高破碎化（Ⅱ、V、V級）耕地占比高達 6 5 % 以上。2000—2020年，Ⅱ級破碎化耕地占據(jù)主導地位，這一等級耕地面積雖有所減少，但分布的縣區(qū)數(shù)量有所增加；I級破碎化耕地面積顯著減少；Ⅱ級破碎化耕地面積有所增加；V級破碎化耕地面積波動減少；V級破碎化耕地面積波動增加。分時間段來看，2000—2010年，Ⅰ級破碎化耕地所在縣區(qū)數(shù)量減少，V級破碎化耕地所在縣區(qū)數(shù)量有所增加，這一變化直接造成耕地破碎化的加劇；2010—2020年，Ⅱ、ⅢI、Ⅳ級破碎化耕地有所增加，I、V級破碎化耕地呈現(xiàn)不同程度的減少，耕地破碎化總體趨勢仍為加劇。

2.2.2 耕地破碎化空間格局特征2000、2010、

2020年，湖南省耕地破碎化空間格局及變化率如圖3所示。湖南省耕地破碎化總體呈現(xiàn)出由東北向西南遞增的分布特點。耕地破碎化較高的地區(qū)主要集中在西北部（古丈縣、石門縣等縣區(qū)）西南部（綏寧縣、通道侗族自治縣、城步苗族自治縣等縣區(qū)），這些地區(qū)受山地、丘陵地形復雜及經(jīng)濟發(fā)展相對滯后影響，農(nóng)業(yè)技術(shù)與耕地管理水平有待提升，導致耕地破碎化現(xiàn)象較為嚴峻。東南部（雙牌縣、資興市、道縣等）耕地也存在較高破碎化的問題，可能與經(jīng)濟發(fā)展的背景下，農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整及非農(nóng)化需求增加有關(guān)。耕地破碎化較低的區(qū)域則集中分布在湘北地區(qū)的南縣、華容縣、沅江市、湘陰縣等環(huán)東洞庭湖的縣區(qū)，湘中、湘西也有零星分布。這些區(qū)域地勢相對平坦，有利于耕地集中連片利用，尤其是湘北的洞庭湖平原，具有悠久的農(nóng)業(yè)發(fā)展歷史，是湖南省重要的糧食主產(chǎn)區(qū)，其完備的基礎設施、較高的農(nóng)業(yè)技術(shù)與管理水平均為促進耕地的完整性和穩(wěn)定性的主要原因。

從2000—2020年耕地破碎化變化率來看，破碎化加劇為縣區(qū)的主要變化形式。加劇的區(qū)域集中分布在湘西地區(qū)，同時安鄉(xiāng)縣、桂東縣、蒸湘區(qū)耕地破碎化變化率大于 50 % ，呈明顯加劇的趨勢；耕地破碎化減緩較多的區(qū)域分散分布在湘北、湘南、湘中，如桃源縣、寧鄉(xiāng)市、寧遠縣等。

2.2.3耕地破碎化空間自相關(guān)分析進一步深入分析2000、2010、2020年湖南省各縣區(qū)耕地破碎化現(xiàn)象的空間相關(guān)關(guān)系，計算結(jié)果如圖4。

2000年、2010年和2020年3期Moran's I 指數(shù)均大于0，表明耕地破碎化在研究期內(nèi)存在空間上的正向自相關(guān)性，具有顯著的空間集聚效應。2000—2010年，Moran's I 指數(shù)由0.5414升至0.5534，這一時間段具有較強的空間自相關(guān)特征，而后Moran'sI 指數(shù)明顯下降，2020年降為 。這種變化表明縣域耕地破碎化的空間集聚性呈現(xiàn)先增后減的趨勢，政策調(diào)整、生態(tài)修復和經(jīng)濟結(jié)構(gòu)調(diào)整等因素可能在一定程度上緩解了耕地破碎化的聚集。

研究區(qū)在2000—2020年耕地破碎化主要呈現(xiàn)高-高、低-低兩種聚類2種顯著聚類類型，高-低少量存在，低-高極少。其中高-高聚類主要分布在湘西與湘南，低－低聚類則集中分布在湘北、少量位于湘中，這些地區(qū)耕地破碎化的高、低是地形氣候等自然因素與經(jīng)濟發(fā)展水平、政策導向、農(nóng)業(yè)技術(shù)革新等社會經(jīng)濟因素共同影響的結(jié)果。高-低區(qū)主要分布在洞庭湖平原的周邊縣區(qū)，如寧鄉(xiāng)市、長沙縣等縣區(qū)，低-高區(qū)僅分布在湘南的桂東縣、蘇仙區(qū)。整體趨勢來看，2000—2020年低－低聚類呈現(xiàn)縱向向南擴張趨勢，高-高聚類在湘西南部部分保持相對穩(wěn)定，而湘西北部呈現(xiàn)先收縮后基本擴張至初始狀態(tài)的變化趨勢，湘南地區(qū)的高-高聚類部分則向東增加，后略有減少。這一變化反映了耕地破碎化現(xiàn)象在部分區(qū)域得到了有效控制和緩解，尤其是2010年后，可能是由于多項政策的深人實施，包括“大田并小田”政策、高標準農(nóng)田建設項目的推廣以及土地整治的廣泛開展，這些政策措施通過促進耕地資源的整合與優(yōu)化配置，有效地改善了耕地的連片性和整體性，從而降低了耕地破碎化程度，提升了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率與可持續(xù)發(fā)展能力。

2.3 耕地破碎化驅(qū)動因素分析

2.3.1耕地破碎化因子探測選取人口密度（ ）城鎮(zhèn)化率（ ）、農(nóng)業(yè)機械總動力（ ）、第二三產(chǎn)業(yè)增加值占GDP比重（ ）人均GDP（ ）、年均降雨量（ ）年均氣溫（ ）人均耕地面積（ ）距道路距離 ）、坡度（ ）、距河流距離（ ）和高程（ ）利用地理探測器進行 q 值測算， q 值越大表示該因子對耕地破碎化影響程度越大。根據(jù)地理探測器測算結(jié)果（圖5），2020年湖南省耕地破碎化主要驅(qū)動因子為坡度（ ）和高程（ ），其影響力均大于 50 % ；人均GDP、人口密度、年均氣溫和距道路距離影響力均大于 20 % ，也是導致湖南省耕地破碎化現(xiàn)象的重要因素；相比之下，第二三產(chǎn)業(yè)增加值占GDP比重對研究區(qū)耕地破碎化的影響程度較小，不足 10 % 。這表明坡度、高程和年均氣溫作為自然因素，通過對耕地可耕作性的直接或間接的影響，成為湖南省耕地破碎化的主導因素；而人均GDP、人口密度等因素則反映了區(qū)域內(nèi)的經(jīng)濟活動和人口壓力，較高的人口密度和經(jīng)濟發(fā)展水平可能增加對耕地的需求，是該區(qū)域耕地破碎化的主要人文因素。此外，距道路距離顯示交通條件對農(nóng)業(yè)發(fā)展的重要性，距離道路較近的耕地更容易被開發(fā)或利用，因此其影響力較大。盡管產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整會對農(nóng)業(yè)用地產(chǎn)生間接影響，但湖南省農(nóng)業(yè)基礎地位依然穩(wěn)固，因此耕地的壓力可能更多地還是源于自然地理因素。同時，政府在農(nóng)業(yè)保護和可持續(xù)發(fā)展方面采取的一系列措施，在一定程度降低了產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整對耕地的負面影響。

2.3.2 耕地破碎化因子交互探測 湖南省耕地破碎化驅(qū)動因子交互探測結(jié)果見表5。結(jié)果表明各探測因子對耕地破碎化的影響不是獨立的，是多因素共同作用的結(jié)果。任何兩種因子的交互作用對耕地破碎化的影響均顯著大于單一因子的影響，呈雙因子增強或非線性增強效應。進一步分析發(fā)現(xiàn)，人口密度（ ）與高程（ ）的交互作用對研究區(qū)耕地破碎化空間分異性影響最強達到 6 6 . 9 % （交互強度0.6690），這表明在高海拔地區(qū)，人口的增加可能顯著加劇耕地的破碎化。且除高程、坡度等地形因素與其他驅(qū)動因子之間的交互作用對耕地破碎化空間異質(zhì)性影響很大以外，人口密度與人均耕地面積（0.5625）農(nóng)業(yè)機械總動力與年均降雨量（0.5524）年均降雨量與人均耕地面積（0.5318）、人口密度與距道路距離（0.5254）、城鎮(zhèn)化率與年均降雨量（0.5153）人口密度與人均GDP（0.5049）的影響力均大于50 % （交互強度 ）。

不同因子交互產(chǎn)生的復雜耦合作用所形成的協(xié)同增強效應促進了湖南省耕地破碎化空間異質(zhì)性。自然因子（高程、坡度、年均降雨量）對湖南省耕地破碎化現(xiàn)象的空間異質(zhì)性貢獻力極大，同時與各類人文因子交互作用產(chǎn)生的 q 值明顯高于各因子內(nèi)部的交互作用強度，說明研究區(qū)在被自然地理條件約束的同時，社會經(jīng)濟的發(fā)展、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理的變化以及道路、河流等耕地稟賦的差距等人文因素也會增強其空間異質(zhì)性，驗證了耕地破碎化現(xiàn)象是以自然地理條件為基礎，人類活動為驅(qū)動的客觀認知。

3 結(jié)論與討論

3.1 結(jié)論

耕地破碎化造成的利用效率低下不利于農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展的同時威脅到糧食安全。本文基于湖南省2000年、2010年、2020年3期土地利用數(shù)據(jù)，旨在通過選取適宜的景觀格局指標構(gòu)建耕地破碎化評價體系，系統(tǒng)探討湖南省耕地分布的時空變化特征及其破碎化趨勢，為支持農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展、保障糧食安全提供科學引導。主要結(jié)論如下：

（1）2000—2020年湖南省耕地豐度持續(xù)降低，且各縣區(qū)降低速度不一致。耕地豐度在空間上呈現(xiàn)出顯著的區(qū)域差異，大致表現(xiàn)為東多西少，由南向北遞增的分布特點。耕地豐富及較豐富區(qū)主要集中在湘北、湘中地區(qū)，耕地較稀疏區(qū)和稀疏區(qū)則主要位于湘西、湘南等主要以山地為主的地區(qū)。

（2）研究期內(nèi)湖南省耕地破碎化明顯加劇，主要是由于耕地斑塊面積縮減、數(shù)量增加、斑塊被進一步切割以及空間分布的離散化導致。從縣域單元來看，較高破碎化（II、V、V級）耕地占主導地位。Ⅱ級、Ⅲ級、V級破碎化耕地所在行政區(qū)的數(shù)量有所增加。

（3）湖南省耕地破碎化總體呈現(xiàn)出由東北向西南遞增的分布特點，破碎化加劇為主要變化形式，集中分布在湘西地區(qū)。破碎化的空間集聚性呈現(xiàn)先增后減的變化趨勢，以高-高、低-低2種聚類類型為主。其中，高-高聚類主要分布在湘西和湘南，湘西北部呈現(xiàn)先縮小后回彈的變化趨勢，湘南部分則向東增加，后略有減少；低－低聚類則集中分布在湘北、少量位于湘中，呈現(xiàn)縱向向南擴張趨勢。

（4）湖南省耕地破碎化現(xiàn)象的空間異質(zhì)性是多因素共同作用的結(jié)果。自然因素為其主導因素，人文因素中人均GDP、人口密度、距道路距離對其影響較大。社會經(jīng)濟的發(fā)展、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理的變化以及耕地稟賦的差距均會增強耕地破碎化的空間異質(zhì)性。

3.2 討論

本文基于景觀格局指數(shù)構(gòu)建耕地破碎化評價指標體系，對湖南省122個縣區(qū)的耕地及其破碎化進行系統(tǒng)評估，同時借助地理探測器探究其空間異質(zhì)性成因。結(jié)果表明，湖南省耕地的空間分布及破碎化現(xiàn)象存在顯著的空間分異性，整體遵循“平原盆地低、山地高原高”的規(guī)律[9]。其中湘西、湘南地區(qū)地勢較高，多為山地、丘陵，耕地分布較為分散且機械化水平低，其耕地總量少且破碎化尤為嚴重。而經(jīng)濟發(fā)展的滯后、農(nóng)業(yè)基礎設施薄弱進一步加劇了這一問題[4。近年來，得益于“退耕還林還草”政策及高標準基本農(nóng)田建設等土地整治項目的推進，該區(qū)域耕地破碎化有所緩解。而長株潭等湘中、湘南部分地區(qū)則面臨城市化進程加速導致的“非農(nóng)化”現(xiàn)象，耕地破碎化問題較為突出，優(yōu)質(zhì)耕地受侵占問題亟待關(guān)注。相比之下，洞庭湖平原因其優(yōu)越的水資源條件、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力以及相對平穩(wěn)的經(jīng)濟發(fā)展水平與嚴格的耕地保護政策，其耕地破碎化程度低、耕地景觀格局總體較為穩(wěn)定，但近年來洪澇災害及生態(tài)保護政策的調(diào)整為該區(qū)域耕地格局帶來了一定的挑戰(zhàn)。進一步探究其驅(qū)動因素時發(fā)現(xiàn)，湖南省耕地破碎化現(xiàn)象主導因素為自然因素，人文因素中人均GDP、人口密度、距道路距離等對其影響較大。與陜西關(guān)中地區(qū)的社會經(jīng)濟因素綜合影響明顯強于自然因素相比[8，湖南省耕地更受自然環(huán)境約束。這一對比揭示了不同地理區(qū)域的自然環(huán)境與經(jīng)濟發(fā)展模式對耕地破碎化影響的差異，為理解耕地破碎化的多維影響機制提供了新視角。

盡管本文對湖南省耕地破碎化時空演變進行了較為系統(tǒng)的分析，但仍存在一定的局限，比如僅選擇了2000、2010、2020年3個時間點，雖然可以反映耕地破碎化長期變化趨勢，但可能無法捕捉到短期內(nèi)的動態(tài)變化。此外，量化破碎化時選取了多種景觀格局指數(shù)，但對其生態(tài)效應（如涵養(yǎng)水源、水土保持等）的具體影響尚未深人探討。未來研究可引入更高時序分辨率的數(shù)據(jù)，捕捉短期變化特征，并結(jié)合生態(tài)系統(tǒng)服務評估方法，量化耕地破碎化對區(qū)域農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生態(tài)系統(tǒng)的綜合影響。

本文進一步驗證了耕地破碎化的加劇、減緩與城市化進程及土地整治等政策的推行密切相關(guān)這一觀點，因此，應注重城市化與土地整治政策的協(xié)調(diào)，制定科學合理的差異化的國土空間規(guī)劃和耕地保護措施。在湘西、湘南等耕地本底較差、破碎化嚴重的地區(qū)，應優(yōu)先推進農(nóng)業(yè)機械化及基礎設施的建設，改善農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件，并通過土地整治項目促進其集中連片，提高其生產(chǎn)效率，同時注重生態(tài)保護，避免進行整治時生態(tài)系統(tǒng)受損；對于長株潭及湘中、湘南部分地區(qū)，可通過優(yōu)化土地利用結(jié)構(gòu)、嚴守耕地保護紅線來限制城市擴張對優(yōu)質(zhì)耕地的侵占，推進城鄉(xiāng)土地綜合整治，提高土地利用效率，避免因開發(fā)無序?qū)е碌母仄扑榛觿?；而在洞庭湖平原應重點加強洪澇災害防控、強化生態(tài)保護政策與耕地保護政策的協(xié)調(diào)落實，確保耕地景觀格局穩(wěn)定。通過因地制宜的政策與措施，實現(xiàn)區(qū)域耕地數(shù)量、質(zhì)量與生態(tài)“三位一體”的協(xié)調(diào)保護。

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（責任編輯：肖彥資）