劉光盛，趙樂松，程迎軒，周玉婷，王存越，林涵冰，王紅梅※

（1. 華南農(nóng)業(yè)大學(xué)公共管理學(xué)院，廣州 510640；2. 廣東省土地調(diào)查規(guī)劃院，廣州 510075；3. 廣東省土地利用與整治重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣州 510640）

0 引 言

新冠肺炎疫情全球暴發(fā)后，一些產(chǎn)糧大國相繼暫?；蛳拗萍Z食出口，導(dǎo)致中國糧食流通產(chǎn)生波動，糧食安全問題凸顯，保障糧食安全成為后疫情時代的一件大事[1]。近年來，中國糧食連年增產(chǎn)，農(nóng)業(yè)穩(wěn)定發(fā)展，但糧食生產(chǎn)格局錯位問題較為突出。南方雨水充足，糧食種植條件較好，但由于南方地區(qū)二、三產(chǎn)業(yè)發(fā)展較快，種糧效益低，農(nóng)民種糧積極性不高，加之地塊分散，難以機(jī)械化經(jīng)營，導(dǎo)致糧食播種面積連年下降。當(dāng)前，廣東糧食自給率不足30%，福建、浙江不到40%。中國糧食的“十一連增”，主要依靠的是光熱水土條件較差的北方，但北方糧食生產(chǎn)導(dǎo)致的地下水超采已使華北平原20多萬km2范圍內(nèi)成為地球上最大的漏斗[2]，因此北方大規(guī)模糧食生產(chǎn)難以持續(xù)。為保障國家糧食和水資源安全，有必要實(shí)施糧食生產(chǎn)“南擴(kuò)北壓”戰(zhàn)略，而南方農(nóng)業(yè)種植比較效益低，農(nóng)民大多離田務(wù)工，“誰來種田”問題較為突出，對糧食生產(chǎn)“南擴(kuò)”形成制約。省力型機(jī)械成為破解糧食生產(chǎn)“南擴(kuò)”制約的重要抓手。然而，南方糧食種植機(jī)械化面臨兩大困境：一是已經(jīng)實(shí)現(xiàn)機(jī)械化的環(huán)節(jié)以微耕機(jī)為主，存在勞動強(qiáng)度大，勞動生產(chǎn)率低的問題，機(jī)械化作用效果不明顯；二是在沒有實(shí)現(xiàn)機(jī)械化的地方和作業(yè)環(huán)節(jié)，機(jī)械化推進(jìn)艱難緩慢[3]。南方多丘陵山區(qū)，地塊狹小分散且高差較大，道路條件較差，大中型機(jī)械在道路與田塊及田塊與田塊之間轉(zhuǎn)移、運(yùn)輸困難，勞動生產(chǎn)率不高。因此，制約南方丘陵山區(qū)農(nóng)業(yè)機(jī)械化發(fā)展的核心要素并非農(nóng)業(yè)機(jī)械，也非種植模式，而更多是自然（土地）條件[4]。南方丘陵山區(qū)如何突破小機(jī)器已飽和，小地塊難施展，小規(guī)模難見效的農(nóng)業(yè)發(fā)展困境，從丘陵山區(qū)占比較大并已實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)機(jī)械化的日本、韓國等國家看，科學(xué)合理的耕地宜機(jī)化整治是突破丘陵山區(qū)農(nóng)業(yè)機(jī)械化發(fā)展困境的重要途徑。

耕地宜機(jī)化整治是耕地質(zhì)量整治的延伸，是指為適應(yīng)農(nóng)業(yè)機(jī)械化的發(fā)展需求，通過土地平整、機(jī)耕道建設(shè)以及田塊歸并等工程措施提高耕地的大中型農(nóng)業(yè)機(jī)械使用率。由于耕地宜機(jī)化整治是農(nóng)業(yè)農(nóng)村部門近年來提出的農(nóng)田建設(shè)新目標(biāo)，學(xué)術(shù)上相關(guān)研究尚處于起步階段，而與耕地宜機(jī)化整治內(nèi)涵相近的耕地質(zhì)量整治研究較多。其中，耕地質(zhì)量提升潛力及分區(qū)是耕地質(zhì)量整治的關(guān)鍵內(nèi)容。當(dāng)前耕地質(zhì)量提升潛力研究主要分為3種類型[5]：一是將耕地等別評價成果中的分等因子作為限制因子，以區(qū)域內(nèi)耕地等別最大單元為目標(biāo)計(jì)算耕地質(zhì)量可提升潛力[6-7]。該類研究能有效銜接耕地質(zhì)量等別評價成果，但由于耕地整治要素跟耕地分等因素不銜接，未能完全體現(xiàn)耕地整治對耕地質(zhì)量的提升作用；二是根據(jù)耕地整治工程修正耕地等別評價因子，重新評價耕地整治前后的耕地質(zhì)量變化，該類研究成果可量化耕地整治對耕地質(zhì)量的提升潛力，但工作量較大且不具有全國可比性[8-10]。三是基于耕地整治工程構(gòu)建耕地質(zhì)量評價指標(biāo)體系，測算耕地質(zhì)量提升潛力[11-12]。該類研究不局限于傳統(tǒng)耕地等別評價因子體系，能更有針對性地反映耕地整治對耕地質(zhì)量提升的影響。耕地質(zhì)量整治分區(qū)則主要根據(jù)耕地質(zhì)量提升潛力，采用自然斷點(diǎn)法[13]、空間相關(guān)法[14-15]從單一維度確定耕地整治分區(qū)。綜合來看，當(dāng)前耕地質(zhì)量整治評價體系主要以耕地產(chǎn)能為目標(biāo)，僅考慮土壤立地條件以及灌排等基礎(chǔ)設(shè)施的影響，對于以提高耕地利用效率為目標(biāo)的宜機(jī)化整治現(xiàn)實(shí)需求并沒有太多響應(yīng)，導(dǎo)致部分整治耕地產(chǎn)出質(zhì)量確有提升，但利用效率卻不高，甚至出現(xiàn)撂荒。此外，耕地質(zhì)量整治分區(qū)多基于耕地質(zhì)量提升潛力的單一維度劃分，較少將整治難度考慮進(jìn)來，容易造成優(yōu)先整治的高潛力區(qū)因整治難度大而難以實(shí)施的窘境。以宜機(jī)化為目標(biāo)的耕地質(zhì)量整治潛力以及綜合整治潛力和難度的耕地宜機(jī)化整治分區(qū)研究仍需進(jìn)一步探索。

本文以粵北山區(qū)為例，從農(nóng)機(jī)可達(dá)性和作業(yè)便利性兩個維度構(gòu)建耕地宜機(jī)化整治潛力評價指標(biāo)體系，基于潛力因子可改良程度采用加權(quán)求和法確定耕地宜機(jī)化整治潛力，采用改進(jìn)障礙度模型識別耕地宜機(jī)化整治主導(dǎo)限制因子，并據(jù)此確定整治難度，進(jìn)而基于整治潛力和難度劃定耕地宜機(jī)化整治分區(qū)，為分類推進(jìn)耕地宜機(jī)化整治提供科學(xué)依據(jù)。

1 區(qū)域概況與數(shù)據(jù)來源

1.1 區(qū)域概況

廣東省北部（粵北，22°22′～25°31′N，111°03′～116°56′E）主要以山地和丘陵為主，包括韶關(guān)、河源、梅州、清遠(yuǎn)、云浮5個地級市（圖1），總面積7.68萬km2，占廣東省的42.9%?；洷钡貐^(qū)地處東亞季風(fēng)區(qū)，為亞熱帶季風(fēng)性氣候，具有四季分明、雨熱同季、雨量充足、無霜期較長等特點(diǎn)，是光、熱和水資源較豐富的地區(qū)，主要種植水稻、花生、油菜等農(nóng)作物?；洷钡貐^(qū)地勢起伏較大，低山丘陵占63%，臺地、河谷、盆地占37%，土地資源豐富，類型較多，適耕地較多。根據(jù)2018年土地利用變更調(diào)查數(shù)據(jù)，粵北地區(qū)耕地總面積為10 028.24 km2，占土地總面積的13.06%。受地形條件限制，粵北地區(qū)耕地分散化和細(xì)碎化問題較為突出，土地規(guī)?；贸潭容^低，致使其農(nóng)業(yè)機(jī)械化發(fā)展較為落后。2019年，粵北地區(qū)農(nóng)業(yè)機(jī)械總動力僅為586萬kW，谷物聯(lián)合收割機(jī)僅為1.01萬臺，耕種收綜合機(jī)械率為68%，低于珠三角地區(qū)和全國平均水平。農(nóng)業(yè)機(jī)械主要以微耕機(jī)為主，占比約為55%，大中型機(jī)械保有量不高，存在約20%的跨區(qū)作業(yè)服務(wù)面積。由于農(nóng)村勞動力大量外出，而省力型農(nóng)業(yè)機(jī)械發(fā)展較為滯后，粵北山區(qū)大量良田出現(xiàn)撂荒，造成耕地資源的極大浪費(fèi)。

1.2 數(shù)據(jù)來源與處理

本文數(shù)據(jù)包括粵北地區(qū)2018年土地利用變更調(diào)查數(shù)據(jù)、2017年耕地質(zhì)量等別更新評價數(shù)據(jù)、粵北地區(qū)分辨率為30 m的數(shù)字高程影像（DEM）以及粵北地區(qū)村級行政區(qū)劃圖。其中，耕地?cái)?shù)據(jù)取自土地利用變更調(diào)查數(shù)據(jù)庫中的水田、旱地和水澆地，道路分為農(nóng)村道路和公路，取自土地利用變更調(diào)查數(shù)據(jù)庫的農(nóng)村道路和公路圖層。高程數(shù)據(jù)取自DEM，土壤厚度取自耕地質(zhì)量等別更新評價數(shù)據(jù)庫。

評價基本單元為行政村，剔除無耕地行政村，研究區(qū)行政村共計(jì)6 810個。本文利用ArcGIS空間分析功能計(jì)算耕地圖斑評價指標(biāo)，將其匯總到行政村中。為消除各指標(biāo)不同數(shù)量級和量綱，采用極差法將評價指標(biāo)進(jìn)行歸一化處理，計(jì)算公式如下：

式中x′為經(jīng)過歸一化處理的正向或負(fù)向指標(biāo)值；xmax，xmin為指標(biāo)x的最大值和最小值。

2 研究思路與方法

2.1 研究思路

本文可分為3個步驟（圖2）：（1）從耕地宜機(jī)化內(nèi)涵出發(fā)，以行政村為評價單元，從農(nóng)機(jī)可達(dá)性和作業(yè)便利性兩個維度構(gòu)建耕地宜機(jī)化潛力評價指標(biāo)體系，采用GIS空間分析法量化評價指標(biāo)，通過各評價指標(biāo)可改良程度的加權(quán)求和，測算耕地宜機(jī)化整治潛力；（2）根據(jù)改進(jìn)障礙度模型，識別耕地宜機(jī)化整治主導(dǎo)限制因子，并通過主導(dǎo)限制因子的偏離度和難度系數(shù)測算整治難度；（3）根據(jù)耕地宜機(jī)化整治潛力和整治難度，運(yùn)用四象限法劃定耕地宜機(jī)化整治分區(qū)，并據(jù)此提出分區(qū)整治策略。

2.2 研究方法

2.2.1 評價指標(biāo)選取及權(quán)重確定

耕地宜機(jī)化是用來衡量耕地運(yùn)用大中型機(jī)械耕種的適宜性程度，主要體現(xiàn)在農(nóng)機(jī)與耕地之間的可達(dá)程度和農(nóng)機(jī)在耕地上作業(yè)的便利程度2個方面[16]。因此，本文從農(nóng)機(jī)可達(dá)性和作業(yè)便利性兩個維度構(gòu)建耕地宜機(jī)化整治潛力評價指標(biāo)體系。農(nóng)機(jī)能否到達(dá)耕地地塊，主要取決于機(jī)耕道、農(nóng)機(jī)服務(wù)點(diǎn)以及地形條件，距離機(jī)耕道較近、道路與耕地之間高差較小以及距離農(nóng)機(jī)服務(wù)點(diǎn)較近的耕地地塊的農(nóng)機(jī)可達(dá)性更好。農(nóng)機(jī)作業(yè)是否便利主要取決于耕地的形狀、空間聚集程度[17]、地表障礙[18]以及地塊分割程度等。為避免主觀賦權(quán)的隨意性，采用層次分析法和熵權(quán)法綜合確定指標(biāo)權(quán)重。

不同區(qū)域耕地宜機(jī)化整治的主導(dǎo)限制因子不同，整治的重點(diǎn)建設(shè)內(nèi)容也有所差異，主要包括道路建設(shè)工程、土地平整工程、土壤改良工程等，而不同工程由于建設(shè)所需投入的時間不同，其建設(shè)難度存在較大差異[19]，本文在參考曾吉彬等[20-21]研究成果基礎(chǔ)上，結(jié)合整治工程成本，采用層次分析法確定耕地限制因子整治難度系數(shù)。耕地宜機(jī)化潛力評價的指標(biāo)體系、權(quán)重及難度系數(shù)詳見表1。

表1 耕地宜機(jī)化潛力評價指標(biāo)體系Table 1 Indicator system for evaluating cultivated land suitable mechanization potential

2.2.2 耕地宜機(jī)化整治潛力評價模型

耕地宜機(jī)化整治潛力取決于耕地宜機(jī)化現(xiàn)狀指標(biāo)值與區(qū)域最優(yōu)值之間的差距，為避免異常值夸大潛力提升能力問題，在去除異常值基礎(chǔ)上，按從大到小選取總評價單元的1%，計(jì)算平均值作為區(qū)域最優(yōu)值。耕地宜機(jī)化整治潛力為各指標(biāo)最優(yōu)值與現(xiàn)狀值之間偏離度的加權(quán)求和值，具體計(jì)算公式如下

式中CLSMIi為i單元耕地宜機(jī)化整治潛力；I?為第j項(xiàng)指標(biāo)上的區(qū)域最優(yōu)值，取從大到小排序前1%評價單元平均值；Iij為第i個評價單元在第j項(xiàng)指標(biāo)上的標(biāo)準(zhǔn)化現(xiàn)狀值；Wj為第j項(xiàng)指標(biāo)權(quán)重值；i為評價單元個數(shù)（i=1,2,3…,m）；j為指標(biāo)個數(shù)（j=1,2,3…,n）；CLSMIi∈[0，1]，CLSMIi越大，表示評價單位耕地宜機(jī)化整治潛力越大。

2.2.3 耕地宜機(jī)化整治難度評價模型

宜機(jī)化整治難度根據(jù)主導(dǎo)限制因子難度系數(shù)和偏離度綜合度量。根據(jù)障礙度模型，引用指標(biāo)偏離度確定每個評價單元偏離理想值的程度，分別計(jì)算每個指標(biāo)偏離貢獻(xiàn)度，按照從大到小的原則對測算得出的偏離貢獻(xiàn)度進(jìn)行排序，確定評價單元主導(dǎo)限制因子。難度系數(shù)主要依據(jù)曾吉彬等[20]研究成果，結(jié)合實(shí)際整治成本確定。主導(dǎo)限制因子整治難度系數(shù)越高，偏離程度越高，則整治難度越大，計(jì)算公式如下

式中Hij為第i個評價對象第j個評價指標(biāo)偏離值；Qij為第i個評價對象第j個評價指標(biāo)的偏離貢獻(xiàn)度，n為指標(biāo)個數(shù)，Hi1，Hi2和Hi3為主導(dǎo)限制因子偏離程度，W1，W2，W3為第1、2、3主導(dǎo)限制因子難度系數(shù)。Ki為第i個評價單元建設(shè)難度，Ki值越大，宜機(jī)化整治消耗的時間和經(jīng)濟(jì)成本越高，對整治的阻礙作用越大。

2.2.4 耕地宜機(jī)化整治分區(qū)

耕地宜機(jī)化整治分區(qū)是指基于農(nóng)業(yè)機(jī)械化發(fā)展需求，在分析耕地資源本底條件差異基礎(chǔ)上，結(jié)合耕地資源機(jī)械化發(fā)展限制因素，揭示耕地宜機(jī)化整治的重點(diǎn)和方向。根據(jù)耕地宜機(jī)化整治潛力和整治難度的高低，采用四象限法，將評價單元分為重點(diǎn)整治區(qū)、稍加整治區(qū)、全面整治區(qū)和后備整治區(qū)（圖3）。

3 結(jié)果分析

3.1 耕地宜機(jī)化整治潛力分析

受地形條件和農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施限制，研究區(qū)耕地宜機(jī)化整治潛力較大，潛力指數(shù)范圍為[0.15,0.69]。為進(jìn)一步統(tǒng)計(jì)分析研究區(qū)耕地宜機(jī)化整治潛力，采用自然斷點(diǎn)法將宜機(jī)化整治潛力指數(shù)劃分為4個區(qū)間，潛力等級分別為潛力1級 (0.51,0.69]、潛力2級(0.44,0.51]、潛力3級(0.36,0.44]、潛力4級[0.15,0.36]。如圖4所示，潛力1級行政村共計(jì)1 544個，耕地面積1 499.60km2，占研究區(qū)耕地總面積的14.95%，主要分布在梅州市和韶關(guān)市，其中，梅州的興寧市、梅縣區(qū)、大浦縣、豐順縣，韶關(guān)的樂昌市，河源的東源縣、連平縣以及云浮的羅定市分布較為集中。潛力1級所屬區(qū)域山地丘陵面積較大，機(jī)耕道建設(shè)不足，農(nóng)機(jī)通達(dá)性較低。潛力2級行政村共計(jì)2 257個，耕地面積3 013.28 km2，占研究區(qū)耕地總面積的30.05%，主要分布在梅州市和河源市，其中，梅州的興寧市、梅縣區(qū)、五華縣、豐順縣，河源的紫金縣、東源縣、龍川縣，云浮的羅定市分布較為集中。潛力2級所屬區(qū)域機(jī)耕道建設(shè)不足，田塊較為分散。潛力3級行政村共計(jì)1 910個，耕地面積3 219.63 km2，占研究區(qū)耕地總面積的32.11%，主要分布在梅州市、清遠(yuǎn)市和河源市，其中，梅州的五華縣、興寧市，清遠(yuǎn)的英德市，河源的龍川縣以及云浮的羅定市分布較為集中。潛力3級所屬區(qū)域地塊分散，連片程度差，形狀不規(guī)整，農(nóng)機(jī)作業(yè)便利程度較低。潛力4級行政村共計(jì)1 099個，耕地面積2 295.73 km2，占研究區(qū)耕地總面積的22.89%，主要分布在河源的龍川縣、清遠(yuǎn)的英德市，梅州的五華縣以及韶關(guān)的南雄市。潛力4級所屬區(qū)域地貌主要為盆地，地形較為平坦，路網(wǎng)較為密集，機(jī)械可達(dá)性較好，可提升空間主要為地塊規(guī)整度和聚集度。

3.2 耕地宜機(jī)化整治難度分析

3.2.1 主導(dǎo)限制因子分析

根據(jù)改進(jìn)障礙度模型，計(jì)算研究區(qū)各行政村的限制程度較大的因子，利用統(tǒng)計(jì)軟件匯總研究區(qū)限制因子類型。研究區(qū)耕地宜機(jī)化整治的第一主導(dǎo)限制因子主要為路網(wǎng)密度、聚集度、通達(dá)度、規(guī)整度和土壤厚度（圖5a）。研究區(qū)山地丘陵面積占比較大，地形崎嶇，機(jī)耕道建設(shè)難度較大，建設(shè)數(shù)量不足，受機(jī)耕道密度的限制最為明顯，共計(jì)4 106個行政村第一限制因子為路網(wǎng)密度，涉及耕地面積6 300.89 km2，占研究區(qū)耕地總面積的62.83%，分散分布于各市，其中，梅州的五華縣、興寧市、梅縣區(qū)、豐順縣、大埔縣，河源的龍川縣、紫金縣、東源縣、和平縣，清遠(yuǎn)的英德市，韶關(guān)的南雄市以及云浮的羅定市分布較為集中。其次，由于地形破碎，研究區(qū)耕地較為分散，“巴掌田”“雞窩地”較為常見，第一限制因子為聚集度的行政村共計(jì)1 199個，涉及耕地總面積805.83 km2，占研究區(qū)耕地總面積的8.04%，主要分布于梅州市、云浮市和河源市，其中，梅州的興寧市、梅縣區(qū)，云浮的新興縣、郁南縣，河源的東源縣分布較為集中。此外，部分區(qū)域耕地宜機(jī)化整治受地塊通達(dá)度、規(guī)整度和土壤厚度的限制，其中，第一限制因子為通達(dá)度行政村共計(jì)718個，在清遠(yuǎn)的陽山縣、英德市，梅州的大埔縣，河源的和平縣，韶關(guān)的樂昌市、南雄市，云浮的羅定市和郁南縣分布較為集中。該類區(qū)域由于機(jī)耕道建設(shè)滯后，較大比例耕地距離機(jī)耕道較遠(yuǎn)，農(nóng)機(jī)到達(dá)田塊需要穿行其他耕地，而農(nóng)作物種植類型多樣，農(nóng)機(jī)穿行存在一定困難，農(nóng)機(jī)通達(dá)性較差。第一限制因子為規(guī)整度的行政村共計(jì)470個，在韶關(guān)的翁源縣、南雄市，清遠(yuǎn)的清新區(qū)、英德市、連州市以及云浮的羅定市分布較為集中。該類區(qū)域地塊不規(guī)整，“角田”較多，農(nóng)機(jī)作業(yè)效率較低。第一限制因子為土壤厚度的行政村共計(jì)243個，在河源的連平縣、龍川縣，梅州的五華縣、平遠(yuǎn)縣以及韶關(guān)的新豐縣分布較為集中。該類區(qū)域土壤厚度較大，如果排水不暢，易出現(xiàn)“深泥田”，質(zhì)量較大的農(nóng)機(jī)易陷入泥潭，難以行走。

研究區(qū)第二限制因子主要為聚集度、規(guī)整度和通達(dá)度（圖5b），其中，第二限制因子為聚集度行政村共計(jì)2 369個，涉及耕地面積2 037.25 km2，在梅州市和河源市分布較為集中；第二限制因子為規(guī)整度的行政村共計(jì)1 701個，涉及耕地面積3 113.82 km2，主要集中于韶關(guān)市；第二限制因子為通達(dá)度的行政村共計(jì)1 416個，涉及耕地面積2 599.21 km2，主要集中于梅州和清遠(yuǎn)市。

研究區(qū)第三限制因子主要為規(guī)整度、聚集度、通達(dá)度和土壤厚度（圖5c），其中，第三限制因子為規(guī)整度的行政村共計(jì)2 309個，涉及耕地面積2 751.94 km2，在梅州市和河源市分布較為集中。第三限制因子為聚集度的行政村共計(jì)1 449個，涉及耕地面積2 162.23 km2，也主要分布于梅州市和河源市。第三限制因子為通達(dá)度的行政村共計(jì)1 341個，涉及耕地面積2 197.68 km2，在梅州市分布較為集中。第三限制因子為土壤厚度的行政村共計(jì)1 164個，涉及耕地面積2 166.26 km2，分散分布于各市。

3.2.2 整治難度分析

對宜機(jī)化整治的三個主導(dǎo)限制因子的限制程度與難度系數(shù)進(jìn)行加權(quán)求和，求取研究區(qū)耕地宜機(jī)化整治難度，利用自然斷點(diǎn)法將研究區(qū)整治難度分為四級。由圖6可見，研究區(qū)整治難度在空間地域上分異明顯。整體上，整治難度與整治潛力呈現(xiàn)出一定對應(yīng)關(guān)系，整治潛力越大，整治難度越高。但兩者并不是空間上的一一對應(yīng)關(guān)系。整治難度1級行政村共計(jì)937個，涉及耕地面積1 289.66 km2，占研究區(qū)耕地總面積的12.86%，分散分布于各市，其中，梅州的大埔縣、平遠(yuǎn)縣，清遠(yuǎn)的連南縣、陽山縣，韶關(guān)的樂昌市、曲江區(qū)和乳源縣分布較為集中。該類區(qū)域機(jī)耕道建設(shè)較少，田塊較為細(xì)碎，整治難度較大。整治難度2級行政村共計(jì)2 044個，涉及耕地面積3 017.81 km2，占研究區(qū)耕地總面積的30.09%，主要分布在梅州市和河源市，其中，梅州的五華縣、興寧市、梅縣區(qū)，河源的龍川縣以及云浮的羅定市分布較為集中。該類區(qū)域主要受機(jī)耕地建設(shè)制約，整治難度次之。整治難度3級行政村共計(jì)2 051個，涉及耕地面積2 997.48 km2，占研究區(qū)耕地總面積的29.89%，集中分布于梅州的興寧市、五華縣、梅縣區(qū)以及河源的紫金縣、東源縣。該類區(qū)域主要受田塊分散、田塊形狀不規(guī)則制約，整治難度較小。整治難度4級行政村共計(jì)1 778個，涉及耕地面積2 723.29 km2，占研究區(qū)耕地總面積的27.16%，集中分布于梅州的興寧市，清遠(yuǎn)的英德市，河源的龍川縣以及云浮的羅定市。該類區(qū)域機(jī)耕道較為完善，田塊較為集中，整治難度最小。

3.3 耕地宜機(jī)化整治分區(qū)

根據(jù)耕地宜機(jī)化整治潛力和整治難度高低，運(yùn)用四象限法將研究區(qū)耕地劃分為4類整治區(qū)：優(yōu)先整治區(qū)、稍加整治區(qū)、全面整治區(qū)和后備整治區(qū)。如圖7所示，優(yōu)選整治區(qū)行政村共計(jì)1 147個，涉及耕地面積1 050.85 km2，占研究區(qū)耕地總面積的10.48%；稍加整治區(qū)行政村共計(jì)2 682個，涉及耕地面積4 669.92 km2，占研究區(qū)耕地總面積的46.57%；全面整治區(qū)行政村共計(jì)2 654個，涉及耕地面積3 462.03 km2，占研究區(qū)耕地總面積的34.52%；后備整治區(qū)行政村共計(jì)327個，涉及耕地面積84.54 km2，占研究區(qū)耕地總面積的4.80%。

優(yōu)先整治區(qū)整治潛力大，難度小，分散分布于各市，在梅州的興寧市、梅縣區(qū)，河源的紫金縣、東源縣分布較為集中。該區(qū)耕地宜機(jī)化整治潛力較大，主要受耕地規(guī)整度和聚集度限制，地塊小且不連片，形狀不規(guī)整，存在機(jī)械作業(yè)場地狹窄，農(nóng)機(jī)搬運(yùn)轉(zhuǎn)場困難等問題。土地整治中，可通過零星田塊合并、短變長、彎變直等工程措施將既有耕地整治為集中連片，適宜機(jī)械化耕種的長條形地塊，整體投入較小，整治后成效相對較為明顯，應(yīng)納入近期整治范圍。

稍加整治區(qū)整治潛力和難度均較小，分布較為分散，在梅州的五華縣、興寧市，韶關(guān)的南雄市，清遠(yuǎn)的英德市、清新區(qū)，河源的龍川縣、和平縣，云浮的羅定市、新興縣分布較為集中。該區(qū)耕地宜機(jī)化程度較高，耕地基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)較好，主要受耕地規(guī)整度、聚集度、土壤厚度和通達(dá)度限制，但限制程度不高，通過簡單土地平整工程和道路修建工程，即可提高耕地的宜機(jī)化程度，應(yīng)納入近期整治范圍。

全面整治區(qū)的整治潛力和難度均較大，在研究區(qū)東北方向分布較為集中，如梅州的興寧市、梅縣區(qū)、大埔縣、五華縣，河源的龍川縣，東源縣和紫金縣。該區(qū)耕地宜機(jī)化整治潛力較大，主要受路網(wǎng)密度和道路通達(dá)性限制。由于修建機(jī)耕道涉及工程量較大，整治成本較高，因而其相應(yīng)整治難度也較大，需要較大投資，進(jìn)行全方位整治方能提高此類型區(qū)域耕地宜機(jī)化水平，應(yīng)納入中期整治范圍。

后備整治區(qū)的整治潛力小，難度大，在清遠(yuǎn)的陽山縣和英德市，梅州的五華縣，河源的龍川縣分布較為集中。該區(qū)耕地宜機(jī)化整治潛力較小，有一定的機(jī)械化耕作條件，但仍有進(jìn)一步完善空間，主要受路網(wǎng)密度限制，整治難度較大，應(yīng)納入遠(yuǎn)期整治范圍。

4 討 論

中國丘陵山區(qū)的耕地整治自90年代中后期開始實(shí)行，其最初目標(biāo)是維護(hù)國家糧食安全，增加耕地面積，彌補(bǔ)因城鎮(zhèn)建設(shè)而占用的耕地。隨著耕地整治工作的開展，以數(shù)量為導(dǎo)向的耕地整治出現(xiàn)了質(zhì)量不平衡問題，進(jìn)而出現(xiàn)數(shù)量質(zhì)量并重的耕地整治。然而由于耕地整治主管部門職能不同，耕地質(zhì)量整治的內(nèi)涵存在一定差異。2019年全國行政事業(yè)單位改革前，耕地整治主要由自然資源部門和水利部門負(fù)責(zé)，其質(zhì)量整治的重點(diǎn)在于“田水路”，其中，溝渠等水利設(shè)施的建設(shè)和改造成效最為顯著，規(guī)劃建設(shè)較多溝渠，基本實(shí)現(xiàn)了溝渠硬底化，農(nóng)田灌溉排水條件得到了較大改善。2019年耕地整治工作歸屬于農(nóng)業(yè)農(nóng)村部門，其在自然資源部門質(zhì)量整治的基礎(chǔ)上，針對農(nóng)村勞動力外出、空心村、耕地大規(guī)模撂荒等現(xiàn)實(shí)問題，提出了以農(nóng)業(yè)機(jī)械化為目標(biāo)的耕地宜機(jī)化整治。當(dāng)前丘陵山區(qū)耕地宜機(jī)化整治受到國家高度重視，并寫入全國十四五規(guī)劃綱要[22]。

雖然耕地宜機(jī)化整治已在重慶等丘陵山區(qū)開展工程實(shí)踐，但理論上的研究總體較少。已有研究認(rèn)為制約丘陵山區(qū)耕地機(jī)械發(fā)展的主要因素為自然條件和農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施[3-4]。丘陵山區(qū)的耕地狹小零碎分散且存在一定高差，導(dǎo)致農(nóng)機(jī)田間轉(zhuǎn)移困難，作業(yè)效率低。此外，由于地形崎嶇，道路建設(shè)成本較高，機(jī)耕道建設(shè)滯后，限制了大中型農(nóng)業(yè)機(jī)械的使用。但上述觀點(diǎn)主要來自于定性的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，缺乏定量的數(shù)據(jù)驗(yàn)證和空間指引。在農(nóng)村勞動力大量轉(zhuǎn)移的背景下，機(jī)械化成為農(nóng)民的必然選擇[23]。而北方平原地區(qū)大中型農(nóng)業(yè)機(jī)械難以在丘陵山區(qū)有用武之地，需要根據(jù)丘陵山區(qū)特點(diǎn)研制質(zhì)量輕、動力大、適應(yīng)性強(qiáng)的農(nóng)業(yè)機(jī)械，更需要大力推行耕地宜機(jī)化整治，改地適機(jī)[24]。然而，已有研究仍以傳統(tǒng)耕地質(zhì)量整治為研究重點(diǎn)，缺乏對耕地宜機(jī)化整治的響應(yīng)，難以支撐丘陵山區(qū)耕地宜機(jī)化整治。本文提出的分析框架在一定程度上豐富了耕地宜機(jī)化整治的內(nèi)涵，從農(nóng)機(jī)可達(dá)性和作業(yè)便利性兩個維度提出的宜機(jī)化潛力評價框架可為耕地宜機(jī)化整治潛力研究提供一定參考。此外，丘陵山區(qū)耕地規(guī)模較大，需要整治的耕地?cái)?shù)量較多，難以做到完全整治，因此合理確定整治潛力及分區(qū)成為當(dāng)前亟待解決的科學(xué)問題。整治潛力評價方面，本文提出了基于限制因子改良程度的潛力評價方法，可改良程度越大，則整治的潛力越大。相比采用適宜性評價確定的整治潛力[25-26]，更具針對性，適用性更強(qiáng)。此外，本文認(rèn)為基于最大值的可改良程度測算會導(dǎo)致潛力結(jié)果偏大，創(chuàng)設(shè)性地提出以基于排序的最優(yōu)值計(jì)算方法，避免了極端異常值對整治潛力的影響。整治分區(qū)上，傳統(tǒng)的耕地整治分區(qū)多基于單一維度[27-28]，采用自然斷點(diǎn)法進(jìn)行，忽視了不同維度因素對耕地整治的影響。本文將整治難度納入整治分區(qū)中，提出了基于整治潛力和整治難度的四象限分區(qū)法，得出的分區(qū)更具指導(dǎo)性。但值得說明的是，本文的評價指標(biāo)主要依據(jù)耕地宜機(jī)化內(nèi)涵，參考相關(guān)文獻(xiàn)構(gòu)建，其實(shí)踐應(yīng)用價值有待進(jìn)一步檢驗(yàn)。此外，本文的評價單位為行政村，耕地圖斑數(shù)據(jù)匯總到行政村過程中可能會存在數(shù)據(jù)損失，難以對具體宜機(jī)化整治項(xiàng)目的選址和時序安排提供具體指導(dǎo)。

本文的研究方法可為分析耕地宜機(jī)化現(xiàn)狀，識別耕地宜機(jī)化整治潛力提供科學(xué)參考，提出的耕地宜機(jī)化整治分區(qū)可為制定丘陵山區(qū)耕地宜機(jī)化整治規(guī)劃，確定耕地整治重點(diǎn)區(qū)域提供參考。根據(jù)不同分區(qū)內(nèi)的宜機(jī)化整治限制因子分析，提出不同整治策略。首先，針對機(jī)耕道限制區(qū)域，宜加強(qiáng)機(jī)耕道建設(shè)力度，科學(xué)分析現(xiàn)有道路的機(jī)械通行能力，通過加寬、加固、延伸等手段改造現(xiàn)有道路。同時，應(yīng)統(tǒng)籌規(guī)劃，打造涵蓋公路、鄉(xiāng)村道路、機(jī)耕干道、機(jī)耕支道、田間道等在內(nèi)的多級機(jī)耕道路體系，明確各級道路建設(shè)主體，將機(jī)耕道納入鄉(xiāng)村道路管護(hù)中，解決機(jī)耕道“沒人管、無錢養(yǎng)”的問題[29]。同時應(yīng)科學(xué)制定機(jī)耕道寬度、轉(zhuǎn)彎半徑等技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。其次，針對地塊條件限制區(qū)域，應(yīng)結(jié)合高標(biāo)準(zhǔn)基本農(nóng)田建設(shè)，通過聯(lián)通地塊、消除死角、并小為大、優(yōu)化布局、貫通渠道等方式，將一定區(qū)域內(nèi)的“巴掌田”、“雞窩地”且有高差的地塊，因地制宜，建設(shè)為互聯(lián)互通地塊、水平條田、水平梯田、緩坡旱地、梯臺旱地等不同類型的宜機(jī)化耕地[30]。

5 結(jié) 論

本文從機(jī)械可達(dá)和作業(yè)便利性兩個維度出發(fā)，構(gòu)建耕地宜機(jī)化評價指標(biāo)體系，并在耕地宜機(jī)化整治提升潛力基礎(chǔ)上，按照不同限制因子偏離度貢獻(xiàn)率識別主導(dǎo)限制因子，從行政村尺度分析耕地宜機(jī)化整治的空間格局、主導(dǎo)限制因子以及整治方向和對策，主要得出以下結(jié)論：

1）基于限制因子可改良程度的耕地宜機(jī)化整治潛力評價相比傳統(tǒng)適宜性評價更具針對性，適用性更強(qiáng)。通過評價可知研究區(qū)耕地宜機(jī)化程度較低，整治潛力較大。潛力較大區(qū)域主要集中于丘陵山地占比較大的區(qū)域，潛力較低區(qū)域主要分布于地形較為平坦的盆地。

2）研究區(qū)耕地宜機(jī)化主要受機(jī)耕道不足、地塊零碎分散、形狀不規(guī)整限制。受地形條件限制，研究區(qū)機(jī)耕道建設(shè)不足，路網(wǎng)密度較低，道路狹窄，限制了大中型農(nóng)機(jī)使用。此外，研究區(qū)耕地自然稟賦條件差，地塊小且不連片，形狀不規(guī)整，存在機(jī)械作業(yè)場地狹窄，農(nóng)機(jī)搬運(yùn)轉(zhuǎn)場困難、農(nóng)機(jī)作業(yè)效率低等問題。

3）基于整治潛力和整治難度劃分的耕地宜機(jī)化整治分區(qū)可實(shí)施性更強(qiáng)。重點(diǎn)整治區(qū)和稍加整治區(qū)空間分布較為分散，均可納入近期整治范圍；全面整治區(qū)集中于研究區(qū)東北方向，后備整治區(qū)在梅州的五華縣，河源的龍川縣分布較為集中，兩者應(yīng)納入中遠(yuǎn)期整治范圍。

4）應(yīng)大力推進(jìn)丘陵山區(qū)宜機(jī)化整治，制定耕地宜機(jī)化整治專項(xiàng)規(guī)劃，出臺耕地宜機(jī)化整治相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，按照整治潛力、整治難度以及限制因子，因地制宜，建設(shè)為互聯(lián)互通地塊、水平條田、水平梯田、緩坡旱地、梯臺旱地等不同類型的宜機(jī)化耕地。