肖 武，呂雪嬌，王仕菊，陳佳樂，王啟元

［1.中國礦業(yè)大學(北京)土地復墾與生態(tài)重建研究所，北京100083;2.浙江大學公共管理學院，浙江杭州310058;3.安徽省土地開發(fā)復墾整理中心，安徽合肥230093］

土地資源是人類賴以生存和發(fā)展的物質基礎，但是隨著我國現(xiàn)代化、城鎮(zhèn)化、工業(yè)化進程的不斷加快，人地矛盾日益突出，大面積的耕地資源遭到損毀和壓占，嚴重威脅著國家糧食安全［1］。土地整治是解決這一問題的重要抓手［2－4］。自1998年實施土地整治以來，土地整治從最開始的增數(shù)量到重質量［5－6］，近年來，眾多學者開始對考慮生態(tài)景觀的土地整治理論［7－9］、技術［10－11］、規(guī)劃［12－13］與 實施［14－15］展開了 研究。土地整治目標由單一的補充耕地延伸為協(xié)調(diào)耕地保護、城鄉(xiāng)經(jīng)濟發(fā)展與鄉(xiāng)村景觀生態(tài)維護三者之間的關系［16］?？梢姡恋卣蔚闹攸c、重心、內(nèi)涵與戰(zhàn)略都在逐步發(fā)生改變，通過對已有土地整治項目的空間分異與格局進行研究，系統(tǒng)總結已實施的土地整治項目在項目投資數(shù)量、建設規(guī)模、新增耕地數(shù)量、建設規(guī)模等方面的時空差異，特別是剖析土地整治項目的時空特點與地形地貌等自然地理因素的相關性與規(guī)律，對土地整治項目布局選址與投資調(diào)整以及戰(zhàn)略修正具有很好的現(xiàn)實意義。國內(nèi)學者近幾年來從不同的空間尺度對土地整治投資項目數(shù)量、效益、新增耕地潛力等方面都有研究，但研究內(nèi)容有所差異。楊緒紅等從全國范圍基于縣域尺度分析了土地整治項目空間特征［17］、新增耕地空間差異［18］和新增耕地來源結構［19］;危小建等以湖北省土地整治項目為例，從縣域角度分別對土地整治的空間格局［20］、新增耕地時空特征及影響因素［21］進行了分析。王千等分析了河北省的縣域土地整治項目特征，探討了土地整治項目與地形地貌、人均耕地等7個因子的相關性與耦合關系［22］。不難看出，2010—2015年對已經(jīng)開展的土地整治項目空間格局分析與總結成為研究的熱點，學者們希望通過對已有項目的時空特點及內(nèi)在特征進行分析，為后續(xù)的土地整治政策與規(guī)劃調(diào)整提供借鑒。從研究方法上看，大多借助地理信息系統(tǒng)(GIS)的空間分析功能與GeoDA等地統(tǒng)計軟件空間自相關模型［23］、重心模型定量進行分析;從研究的尺度上看，基本以縣域為單元進行。由于在國家、省、項目區(qū)等不同研究尺度上，投資規(guī)模、項目設置、新增耕地率存在較大差異，即便是對于同一縣域來說，由于其地形起伏、經(jīng)濟發(fā)達程度、耕地分布、交通水系等的特點千差萬別，導致土地整治項目的設置與布局存在很大的空間特點，基于縣域單元尺度進行土地整治項目的時空分析難以從微觀上真正反映其內(nèi)在特征與聯(lián)系。此外，僅僅以縣域為尺度進行分析忽略了所在區(qū)域的自然地理特點，如大流域、山脈等。因此，有必要基于更小的評價尺度并考慮區(qū)域自然地理分區(qū)建立科學的方法與粒度水平對土地整治項目的時空分布與內(nèi)在特征進行分析，這將有利于彌補相關理論研究的不足，為土地整治決策提供科學依據(jù)。

本研究以巢湖流域14個縣為研究區(qū)范圍，以2000—2013年該區(qū)域實施的土地整治項目臺賬數(shù)據(jù)為基礎，將所有土地整治點項目進行空間坐標配準，并建立2 km×2 km的格網(wǎng)單元，分析其項目數(shù)、建設規(guī)模、投資規(guī)模、新增耕地、單位面積投資的空間分布特點，從微觀尺度上揭示土地整治項目的內(nèi)在特征，以期為確定土地整治戰(zhàn)略分區(qū)和合理布局土地整治項目提供依據(jù)。

1 研究區(qū)概況

巢湖流域地處我國安徽省中部地區(qū)，地理坐標介于116°24'30″～118°0'0″E、30°58'40″～ 32°6'0″N 之間，轄 14 個縣(市、區(qū))。巢湖是我國第五大淡水湖，居于巢湖流域的中部，涉及巢湖縣、廬江縣、肥東縣、肥西縣和合肥市4縣1市范圍，面積為800 km2，四周有銀屏山、冶父山、大別山等低山丘陵環(huán)繞，地勢西高東低、中間低洼平坦。巢湖區(qū)域氣候溫和濕潤，屬于亞熱帶和暖溫帶過渡性的副熱帶季風區(qū)，年平均氣溫為15～16℃，年平均降水量為1 100 mm，夏季降雨量居多，冬季降雨量較少。2000—2013年，安徽省積極開展各類土地整治(含開發(fā)、整理、復墾)項目3 940個，總投資規(guī)模為222 506.45萬元，建設總規(guī)模為85 465.31 hm2，新增耕地面積為20 903.49 hm2，巢湖流域的土地整治項目取得了巨大進步，研究區(qū)2000—2013年土地整治項目的空間分布與地形地貌見圖1。

2 基于格網(wǎng)表達的巢湖流域土地整治項目時空特征分析

2.1 土地整治項目格網(wǎng)化空間分布特征

格網(wǎng)數(shù)據(jù)又稱網(wǎng)格數(shù)據(jù)，是指計算機中以柵格結構存貯的內(nèi)部數(shù)據(jù)，被廣泛應用于地形、陸面水文模型、人口、土地復墾模擬等方面的數(shù)據(jù)表達與模擬分析。格網(wǎng)表達中最為關鍵的是格網(wǎng)尺寸的確定，尺寸過大則無法獲取足夠的信息，過小會使數(shù)據(jù)冗余，同時給可視化帶來一定的障礙。筆者在綜合已有研究的基礎上，根據(jù)研究區(qū)范圍選擇1、2、5 km格網(wǎng)分別進行試驗(表1)，5 km格網(wǎng)土地整治項目覆蓋整個項目區(qū)的77.32%，但1個格網(wǎng)中含有的項目數(shù)最多達到25個，會造成單個格網(wǎng)中所統(tǒng)計的土地整治面積遠遠大于格網(wǎng)面積，導致統(tǒng)計數(shù)據(jù)失真;1 km格網(wǎng)中單位格網(wǎng)含有的整治項目最多為7個，說明項目在各個格網(wǎng)中分布比較均勻，但無數(shù)據(jù)格網(wǎng)占比為84.17%，無法客觀真實地反映土地整治項目的空間分布程度;2 km格網(wǎng)土地整治項目覆蓋整個研究區(qū)50%以上的面積，且單位格網(wǎng)中含有的項目數(shù)最多為10個，分布較均勻，因此，本研究最終決定采用空間尺度為2 km的格網(wǎng)作為研究單元。研究區(qū)范圍內(nèi)共涉及格網(wǎng)5 267個，每個格網(wǎng)面積為4 km2。本研究利用GIS的區(qū)域統(tǒng)計功能，分別統(tǒng)計每個格網(wǎng)內(nèi)2000—2013年的土地整治項目數(shù)、建設規(guī)模、投資規(guī)模、新增耕地、單位面積投資5個指標，并進行分級與可視化表達，土地整治空間格局見圖2，不同指標的含義及計算方法見表2。

表1 3種空間格網(wǎng)尺度的對比

通過分析5 267個格網(wǎng)，可以看出有數(shù)據(jù)的格網(wǎng)為2 318個，占總體的43%，即土地整治項目涵蓋了巢湖流域近50%的面積范圍。從整體上看，5個指標所占的格網(wǎng)的密度與高值范圍大多位于巢湖的西北(XB)、正北(ZB)和正南部(ZN)?？梢钥闯鯴B與ZB區(qū)以合肥市為中心向外擴散，從行政區(qū)劃上看，格網(wǎng)涵蓋了肥西縣、長豐縣、肥東縣的大部分區(qū)域。ZN區(qū)主要位于巢湖南部的地勢相對平坦區(qū)域，從行政區(qū)劃上看格網(wǎng)涵蓋了無為縣大部分與廬江縣東部(白湖農(nóng)場所在區(qū)域)。項目數(shù)最大為10個，最小為1個，平均為2個，說明巢湖流域的土地整治項目在空間分布上具有不均衡性。建設規(guī)模最大為3 772.119 hm2，是2 km格網(wǎng)400 hm2面積的近10倍，通過分析發(fā)現(xiàn)，該格網(wǎng)內(nèi)土地整治項目僅有1個，為安徽省的土地整治重大項目，而建設規(guī)模最小為0.148 hm2，占2 km格網(wǎng)的3.7%，平均為36.894 hm2，占2 km格網(wǎng)的9.2%，從圖2可以看出，建設規(guī)模較大的格網(wǎng)即土地整治重大工程分布比較零散，說明此類項目分布較為均衡。投資規(guī)模最大為4 461.24萬元，最小為0.91萬元，平均為96.19萬元。新增耕地與項目數(shù)存在一定的相關性，最大為118.162 hm2，最小為0.046 hm2，平均為9.07 hm2。單位面積投資額最高為20 128.36元，最低為18.377 元，平均為 3 423.76 元(表3)。

表2 土地整治項目空間特征指標含義

表3 土地整治項目指標空間特征

2.2 土地整治項目新增耕地數(shù)量來源及分布特征

巢湖流域土地整治新增耕地來源見圖3。巢湖流域2000—2013年新增耕地面積為 20 903.49 hm2，全部來源于土地整理、土地復墾和土地開發(fā)，三者所占比例分別為23%、44%、33%(圖3－B)。

從圖3中可以看出，2000年土地整治剛開始是以土地整理和土地復墾為主，之后土地整理所占比例呈下降趨勢，整治的重點集中在土地復墾和土地開發(fā)上，至2005年，土地開發(fā)和土地復墾所占比例達98%，而土地整理僅占2%，因為2000—2005年期間，土地整治工作剛剛起步，由于國家層面土地整治相關規(guī)章制度的編制、出臺以及政策的宣傳鼓勵，巢湖流域土地整治處于興起階段，主要目的是補充耕地。從2006年開始新增耕地大規(guī)模增加，至2010年達到頂峰，且長豐縣、肥東縣、肥西縣、無為縣為整治項目主要施展區(qū)域，2011年新增耕地又有所回落，主要是因為土地整治不再單獨以補充耕地為指標，開始以與城鄉(xiāng)建設用地增減掛鉤、整村推進為模式，基本實現(xiàn)占補平衡，使城鎮(zhèn)化、工業(yè)化發(fā)展的用地需求壓力得到緩解。2011年開始，國家開始發(fā)展建設高標準基本農(nóng)田，巢湖流域的土地整治策略也有所改變，新增耕地規(guī)模開始下降。

2.3 土地整治項目的時間分布特征與空間平衡性

通過基于格網(wǎng)表達的巢湖流域土地整治項目空間分析，可以看出巢湖流域土地整治項目存在空間差異性。標準差指數(shù)(S)和變異系數(shù)(CV)是研究區(qū)域差異常用的參數(shù)，二者分別從絕對角度和相對角度反映了空間單元土地整治項目的差異和離散程度。變異系數(shù)越小，表示空間單元土地整治項目指標參數(shù)的空間差異越小，即土地整治向均衡化方向發(fā)展，變異系數(shù)越大，表示土地整治項目指標參數(shù)的空間差異越大，土地整治項目只集中在部分區(qū)域。標準差指數(shù)(S)和變異系數(shù)(CV)公式如下:

式中:Yi為第i個空間單元的土地整治觀測值;n為空間單元總數(shù);Y為Yi的平均值。S越大，表明絕對差距越大;CV越大，表明相對差距越大。

通過對研究區(qū)格網(wǎng)尺度標準差與變異系數(shù)的分析，獲得2000—2013年土地整治的項目數(shù)、建設規(guī)模、投資規(guī)模、新增耕地規(guī)模、單位面積投資5個指標的標準差與變異系數(shù)(圖4)。通過分析可以看出，項目數(shù)(圖4－A)、建設規(guī)模(圖4－B)、投資規(guī)模(圖4－C)、新增耕地規(guī)模(圖4－D)、單位面積投資(圖4－E)的標準差指數(shù)呈波動上升的趨勢，變異系數(shù)呈波動下降的趨勢，表明巢湖流域土地整治的絕對差異在逐步增大，相對差異在逐步減少，總體呈現(xiàn)均衡化發(fā)展趨勢。這主要是因為在國家政策的指導下，巢湖流域的土地整治正在積極推進，逐步向巢湖流域范圍內(nèi)推廣。2000—2005年期間，標準差指數(shù)波動低而平緩，變異系數(shù)的波動幅度較為劇烈。主要是因為土地整治工作剛剛起步，少有的土地整治項目主要集中在合肥市區(qū)及其周邊區(qū)域格網(wǎng)范圍，其他區(qū)域土地整治項目尚未完全開展，各格網(wǎng)單元土地整治的絕對差異較小，但相對差異較明顯，2001年變異系數(shù)達到最大值，原因主要是2001年實施的8個土地整治項目中的7個都位于長豐縣范圍內(nèi)的格網(wǎng)中，巢湖流域土地整治分布極不平衡。2006年后，變異系數(shù)波動幅度較小，且呈下降趨勢，標準差指數(shù)開始有大幅度的增加，在隨后的4年間雖小有下降，但總體一直呈增加趨勢，2010年達到頂峰，主要是因為2006—2010年是巢湖流域土地整治發(fā)展最快速的時期，整個巢湖流域土地整治項目、規(guī)模都在逐步加大，但肥東縣、肥西縣、長豐縣、無為縣所屬格網(wǎng)是土地整治的重要區(qū)域，所以，巢湖流域土地整治的絕對差異在增大，而相對差異在逐步減小。2011年標準差指數(shù)與變異系數(shù)均開始有所降低，這主要與當?shù)卣e極調(diào)整土地整治策略，開始實行高標準基本農(nóng)田建設的政策相關。新增耕地規(guī)模和項目數(shù)的標準差指數(shù)和變異系數(shù)體現(xiàn)出很強的相似性，項目數(shù)與新增耕地規(guī)模存在較強的相關性。

3 政策建議與展望

3.1 巢湖流域土地整治的政策建議

結合巢湖流域土地整治的時空特征格局與流域地形、經(jīng)濟特點，提出未來土地整治空間格局與戰(zhàn)略部署的幾點建議。(1)消除或減弱巢湖流域土地整治項目的空間不均衡性。巢湖流域土地整治項目的項目數(shù)、投資規(guī)模和建設規(guī)模在空間分布上具有一致性，未來應該將巢湖流域的西南部、東北部和東南部區(qū)域所在格網(wǎng)作為土地整治重點，進一步改善農(nóng)村用地結構與規(guī)模，盡量消除或減弱巢湖流域土地整治的不均衡性。(2)深度挖掘開發(fā)低丘緩坡為新增耕地的潛力。為了實現(xiàn)耕地占補平衡，保障經(jīng)濟社會發(fā)展，巢湖流域可將低丘緩坡作為重要的土地后備資源，因地制宜地對其進行開發(fā)和合理利用，進一步擴大新增耕地規(guī)模。(3)根據(jù)巢湖流域土地整治項目單位面積投資的分布特征制定區(qū)域性的工程建設投資標準。

3.2 展望

筆者以2 km格網(wǎng)為研究單元，首先分析了巢湖流域2000—2013年來土地整治的總體格局，然后采用標準差指數(shù)、變異系數(shù)研究了巢湖流域土地整治的空間差異，并結合國家及當?shù)卣?、?guī)劃對空間差異進行分析。研究結果有助于深入理解格網(wǎng)尺度巢湖流域14年來土地整治項目的空間特征，探索土地整治項目的發(fā)展?jié)摿?，對未來巢湖流域土地整治項目的安排提供借鑒。

本研究雖然基于2 km的格網(wǎng)尺度分析了土地整治項目建設規(guī)模、投資規(guī)模、新增耕地、項目數(shù)和單位面積投資5個指標的時空特征與格局特點，也根據(jù)流域的特點給出了未來土地整治的幾點建議。但由于篇幅所限，暫未分析土地整治各指標與地形起伏度、人口、經(jīng)濟等的空間相關性與內(nèi)在聯(lián)系。在后續(xù)的研究中可考慮空間回歸模型，構建土地整治5項指標與自然、地理、經(jīng)濟、人口的內(nèi)在聯(lián)系模型，從而提出更具有針對性的指導與預測，為土地整治的合理布局與科學規(guī)劃提供借鑒。