楚雄州耕地变化特征分析与研究|旱地|楚雄州|水田|河滩地|种植

摘要：本研究借助2008年至2017年楚雄彝族自治州的耕地面积数据，运用耕地强度变化指数以及2008 - 2017年间耕地的净变化率，对楚雄州耕地的数量变化与空间变化展开计算。采用Arcview3.3和Excel软件进行制图与分析，从耕地的数量、质量和空间变化这三个维度对楚雄州耕地状况进行剖析，并探究其影响因素。

从2008年至2017年楚雄州耕地的变化情况来看，近十年来，楚雄州耕地数量呈下降态势，而耕地质量有所提升，且耕地的空间变化特征颇为显著。经分析，其主要原因在于政府采取了行之有效的耕地保护举措。

关键词：楚雄州；耕地面积；耕地变化；耕地保护

1前言

1.1研究的目的与意义

耕地作为人类生存所依赖的基础性资源与必要条件，具有不可替代的重要地位。它属于不可再生资源，承担着为人类生命活动提供物质生产的重任，是农业发展的根基，亦是社会稳定、经济繁荣的前提。

步入21世纪，伴随人口数量的持续增长以及耕地面积的逐步缩减，同时人民生活水平不断提升，若要保障农业的可持续发展，首要任务便是确保耕地的数量与质量。中国作为人口众多而土地资源相对稀缺的国家，云南省的耕地在数量与质量方面均低于全国平均水平。

楚雄彝族自治州境内地势总体呈现出由西北向东南倾斜的态势，东西最大横距达175公里，南北最大纵距为247.5公里。州内多为山地，山地面积占总面积的90%以上，境内山峦连绵起伏、群峰环绕，谷地星罗棋布，溪河交错纵横，素有“九分山水一分坝”的称谓。该地区大部分以山地地形为主，人口基数庞大，人均耕地面积稀少。

通过对楚雄州耕地变化特征进行系统分析，能够深入且全面地了解近10年来楚雄州耕地的动态变化情况。基于此变化特征展开进一步剖析，并提出科学合理的耕地利用与保护措施，有助于提高耕地资源的可持续利用率。因此，对楚雄州耕地变化特征进行分析具有重大的实践意义。

1.2国内外研究进展

耕地资源作为土地资源中的精华部分，是最为重要的农业生产资料，同时也是保障土地生态系统稳定与优化的基础支撑。土地利用/覆被变化已成为当前学术研究领域的热点议题，而耕地变化则是该研究的关键内容（2 - 4）。

随着全球经济的持续发展，人口规模呈现出急剧增长的态势，工业化与城市化进程不断加快，耕地资源减少与建设用地需求之间的矛盾愈发尖锐。与此同时，因自然灾害以及人类活动所引发的耕地质量下降问题也日益凸显。

国内外诸多学科的学者相继开展了关于耕地适宜性评价、耕地变化及其驱动机制、可持续利用与保护、耕地保护制度与管理措施等多方面的研究工作，并取得了颇为丰硕的成果（5 - 6）。

关于耕地变化的研究，国内外均有大量相关成果。国外学者雅克（Jacques）借助1958年、1985年和1995年三个时期的航空相片与遥感影像图，对肯尼亚高原的土地利用变化展开研究，认为在所有影响耕地变化的因素中，人口因素最为活跃，且作用最为显著[9]。埃里克·F·兰比纳（Eric F. Lambina）探讨了除常见的影响土地利用变化的因素之外，经济全球化亦是不可忽视的宏观影响要素，并由此得出应从全球视角审视耕地利用的结论。

在耕地资源可持续利用的研究领域，我国学者普遍认为，耕地资源的时空变化，特别是数量减少和质量下降，是实现其可持续利用的主要障碍，也是危及我国社会经济可持续发展的重要因素。这使得我国耕地资源的时空动态变化成为学界关注的焦点，有关耕地数量和质量变化及其原因的研究也随之迅速发展。

自20世纪90年代中期以来，耕地时空变化方面的研究成果大量涌现。在短短数年间，部分学者着重探究了我国耕地数量和质量的动态变化及其区域特征。较为典型的是陈利顶等人的研究，他们深入分析了耕地时空变化与经济发展、城市化等因素之间的相互关系[8]。

另一方面，一些研究者阐述了我国耕地时空变化的驱动机制。例如，濮励杰等人运用相关分析、主成分分析和回归分析等方法，对长江三角洲原锡山市耕地数量和质量变化的驱动要素进行了定量分析[9]。我国学者吴大放在《我国耕地数量、质量与空间变化研究综述》中，对我国耕地数量、质量和空间变化的研究进展进行了分析[10]。

此外，童绍玉采用地理信息系统（GIS）技术，分析了云南省耕地空间转移的特征。在ArcGIS 9.0软件中，他利用云南省2000年的分县土地利用遥感调查数据和数字高程模型，提取了不同时期云南耕地的空间格局数据，并运用SPSS 13.0统计软件，分析了耕地变化与自然、经济和社会因子之间的相关关系[11]。张川则采用时间序列法、耕地动态度模型和统计分析法，对云南省1997 - 2007年耕地数量动态变化的驱动因子及其变化原因进行了剖析[12]。

总体而言，国内外学者针对耕地变化开展了大量研究，主要聚焦于耕地变化的影响因素、耕地资源的可持续利用以及土地利用等方面。然而，有关耕地数量、质量和空间变化的文献相对匮乏，且即便存在此类研究，其数据也较为陈旧。至于涉及楚雄州耕地变化特征分析的相关文献，可谓几近空白。

1.3研究内容

通过对楚雄州2008 - 2017年耕地面积在数量、质量和空间层面的变化进行系统分析，以全面掌握耕地的动态变化情况。耕地数量变化主要体现为耕地面积的增减，通常以耕地变化强度指数予以表征。耕地质量变化是指反映耕地质量的自然因素与社会经济因素指标的变动。自然环境的变迁、土地利用的程度、土地利用的方式、耕地投入的水平、农业科技成果的普及与应用程度等诸多因素，均会对耕地质量产生影响。耕地质量的变化对粮食单产具有重大影响，主要通过水田和旱地的数量占比加以说明。

耕地空间变化指的是耕地的空间分布格局、空间形态、空间结构以及空间功能的改变，其对耕地景观结构、格局、生态过程以及生态功能的动态变化有着较为显著的影响。

2研究区域概况

2.1地理位置

楚雄彝族自治州位于云南省中部，地跨东经100°43′至102°30′、北纬24°13′至26°30′，隶属云贵高原西部，为滇中高原的核心区域。其东与昆明市接壤，西与大理白族自治州毗邻，南与普洱市和玉溪市相连，北与四川省攀枝花市和凉山彝族自治州交界，西北隔金沙江与丽江市遥相对望。

该州下辖1个县级市（楚雄市）和9个县（禄丰县、武定县、元谋县、牟定县、双柏县、南华县、永仁县、大姚县以及姚安县）。州人民政府驻地为楚雄市，距离省会昆明市160千米。

2.2气候条件、土壤状况

楚雄彝族自治州自然环境优越，气候宜人，属亚热带季风气候。然而，因境内山高谷深，气候垂直变化显著。全州整体气候特征表现为：冬夏两季时长较短，春秋两季历时较长；昼夜温差较大，而年度温差较小；冬季并无严寒之象，夏季亦无酷暑之感；干湿季节分明，且雨热同季；日照较为充足，霜期相对较短；降水总量偏少，春夏时节干旱情况较为严重。

同时，由于各地地形地貌及海拔高度存在差异，致使气象要素在时间和空间上的分布颇为复杂，立体气候与小气候特征十分明显。全州年平均气温介于14.8℃至21.9℃之间。绝大多数地区最冷月（1月）平均气温约为7.4℃，最热月（7月）平均气温约为21.4℃。元谋坝子及金沙江河谷地区全年无霜，其余大部分地区无霜期为221天至275天。

全州降水量相对较少，年平均降水量在800毫米至1000毫米之间，且降水主要集中于7月至10月。楚雄州地处云南省日照高值区域，年平均日照时长为2450小时，日照时长从西北向东南呈递减态势。其中，西北部的永仁县日照时长最多，年平均可达2823小时，日照率达65%，为全省日照时数最多、日照百分率最大的地区；禄丰县日照时长最少，为2198小时。

全州年平均蒸发量为2432毫米，约为年降雨量的3倍有余。元谋县蒸发量约为降雨量的6倍多，是云南省蒸发量最大的干热盆地。南华县和双柏县蒸发量最小，年均降水量不足2000毫米。

楚雄地区的土壤类型丰富，共计涵盖10个土类、18个亚类、57个土属以及145个土种。其土壤酸碱度适中，适宜种植的作物范围广泛。其中，紫色土面积占总面积的65.16%，是利于烤烟等经济作物实现优质高产的土壤类型。

楚雄彝族自治州国土总面积达4388.7万亩，其中耕地面积为238.36万亩，水田面积约占耕地总面积的54%，人均耕地面积为0.067公顷。该州耕地主要分布于海拔2300米以下的中、低丘陵以及湖盆地区。根据土壤普查结果，全州水田面积占比为54%，旱地（包含菜地、轮歇地）占比为46%。

3研究方法

3.1数据采集

本研究采用的数据均源自《楚雄州统计年鉴》，涵盖了2008年至2017年期间10个县（市）的年末耕地面积以及水田和旱地面积的数据。

3.2计算方法

耕地数量变化情况采用耕地变化强度指数予以表征。耕地变化强度指数指的是在某一区域i内，单位时间内单位面积上耕地数量所发生的改变，其计算公式如下[14]。m-74L-7××10%(1)

在该公式中，LTIᵢ 表示某一研究单元 i 内的耕地数量变化强度指数；TA₀、TA₁ 分别代表该单元研究初期及末期的耕地面积；LTᵢ 为该研究单元的国土面积；T 是研究末期与初期的时间间隔（以年为单位）。

当 LTIᵢ 为正值时，意味着在研究时段内，该研究单元的耕地数量呈现增加态势；当 LTIᵢ 为负值时，则表明研究时段内耕地数量有所减少；当 LTIᵢ 为 0 时，说明研究时段内耕地数量基本维持稳定。

LTIᵢ 的绝对值越大，表明研究单元内耕地数量的变化幅度越大。具体而言，当绝对值大于 0.50 时，该研究单元被定义为相对快速变化区；当绝对值小于 0.025 时，定义为相对缓慢变化区；当绝对值介于 0.025 至 0.050 之间时，则定义为相对一般变化区。

耕地的质量变化特征可通过对比耕地中水田和旱地的数量变化情况来进行阐释。耕地的空间变化特征则采用耕地面积的净变化率来加以表示[15]。

4结果与分析

4.1耕地的数量变化特征

2008 - 2017 年间，楚雄彝族自治州的耕地面积呈现出有增有减的态势，总体呈下降趋势（详见表 4 - 1）。在此期间，耕地面积共减少 4102 公顷，年均减少 410.2 公顷。其中，2008 - 2011 年耕地减少速度最快，4 年累计减少 6182 公顷。2012 年，耕地面积增加 44 公顷；2013 - 2014 年，减少 175 公顷；2016 - 2017 年，增加 789 公顷。

在全州耕地面积变化的大背景下，各县（市）的耕地面积变化情况存在显著差异。通过运用耕地变化强度指数公式进行计算，得出楚雄州各县（市）的耕地变化强度指数（详见表 4 - 2）。2008 - 2017 年，在楚雄州的 10 个县（市）中，仅禄丰县的耕地面积有所增加，增加量为 1015 公顷，其耕地变化强度指数达到 0.029。其余各县（市）的耕地面积均呈现减少态势。其中，楚雄市减少幅度最大，减少了 1339 公顷，耕地变化强度指数为 - 0.03。元谋、武定、姚安、大姚、双柏等地耕地减少量相对较少，分别减少了 1024.33 公顷、725.67 公顷、627.67 公顷、593.33 公顷、591.33 公顷，对应的耕地变化强度指数依次为 - 0.057、 - 0.022、 - 0.035、 - 0.014、 - 0.015。牟定、南华、永仁的耕地面积减少量最少，分别减少了 113.33 公顷、72 公顷、37.67 公顷，耕地变化强度指数分别为 - 0.008、 - 0.003、 - 0.002。

耕地面积的变化主要归因于城市发展以及生态退耕等因素。依据耕地变化强度指数判断，2008 - 2017 年，禄丰县的耕地面积变化属于相对一般增加区；楚雄市、姚安、元谋属于相对一般减少区；其余的双柏、牟定、南华、大姚、永仁、武定则属于缓慢减少区（详见图 4.1）。

图 4.1 2008 - 2017 年耕地相对变化强度。（图中区域划分：从左至右依次为相对快速减少区、相对一般减少区、相对缓慢减少区、相对缓慢增加区、相对一般增加区，涉及县（市）依次为永仁县、大姚县、元谋县、武定县、姚安县、牟定县、南华县、楚雄市、双柏县）。

4.2耕地的质量变化特征

在耕地类型中，水田具备较高的生产力，堪称耕地之精华；相较而言，旱地生产力较低，质量欠佳。基于耕地中水田与旱地所占比重情况，若水田在耕地中所占比重逐步超过旱地，意味着耕地生产力得以提升，单位面积产量亦会相应提高，此情形表明耕地质量呈上升态势；反之，则表明耕地质量下降。

楚雄州水田的分布海拔跨度较大，从海拔约 1000 米的元谋断陷盆地至海拔约 2000 米的山区丘陵均有分布。不过，大部分水田集中分布于楚雄、姚安、元谋、禄丰、南华、牟定、大姚等几个中海拔坝子。这些分布区域地势较为平缓，水利条件优越，耕作管理也更为精细。在州内的 10 个县（市）中，水田面积超过 30 万亩的有楚雄和禄丰；水田面积低于 10 万亩的是永仁；其余七个县的水田面积介于 10 - 20 万亩之间。

旱地绝大部分分布在海拔 1900 - 2300 米的丘陵区，在低海拔河谷和高寒山区也有少量分布。其分布区域地势较为陡峭，大多地块的坡度在 15°以上，且大部分地块零星分散。约 50%的旱地为坡耕地，除少部分地块可通过引水或抽水进行灌溉外，大部分地块缺乏灌溉条件，导致产量不高。在 10 个县（市）中，旱地面积超过 20 万亩的是武定县；旱地面积低于 10 万亩的有姚安和永仁两个县；其余 7 个县（市）的旱地面积在 10 - 20 万亩之间。

2017 年，楚雄州耕地面积为 156287 公顷，相较于 2008 年减少了 2.6%。然而，水田面积整体增加了 1247 公顷，而旱地面积相较于 2008 年整体减少了 5349 公顷。2008 年，水田面积为 83148 公顷，占耕地总面积的 51.8%；旱地面积为 77241 公顷，占耕地总面积的 48.2%。除 2015 年水田面积降至最低外，在随后的几年里，水田面积逐渐增加，其在耕地中所占比重超过了 2008 年的水平，达到 54%。

综上所述，2008 - 2017 年期间，楚雄州耕地数量有所减少，但水田面积呈增加趋势，所占比重逐渐增大；旱地面积逐渐减少，所占比重逐渐减小，这表明耕地质量有所提升。

近十年来，楚雄彝族自治州积极开展土地整治工作，有力保障了全州耕地总量的相对平衡。通过科学合理地规划田间道与生产路布局，并配套完善水利设施，当地群众的生产生活条件以及生态环境均得到显著改善。在此过程中，建成了具备旱涝保收功能的高稳产农田，成功达成降低生产成本、增加粮食产量的预期目标，为全州粮食生产安全提供了坚实保障。

与此同时，此项工作对产业结构调整起到了积极的推动作用，有利于实现农业集约化生产，进而加快了农业产业现代化的进程。土地整治有效改善了农业生产条件，提升了耕地质量。一方面，道路与水利灌排系统的优化，增加了有效灌溉面积，提高了土地利用率；另一方面，道路绿化和防护林网的建设，增强了生态系统的承载能力。此外，土地的局部平整以及土壤的改良工作，增加了土壤的孔隙度，提升了土壤肥力，为生物资源的保护与繁衍创造了有利条件。耕地条件与生产条件的双重改善，有力促进了耕地质量的提升。

4.3耕地的空间变化特征

2008 年，楚雄州全州耕地面积总体呈减少态势，但州内各县（市）情况各异，耕地面积有增有减。依据楚雄州 2008 - 2017 年各县（市）耕地面积变化状况，将楚雄州划分为五个区域，以分析耕地变化的区域差异。2008 - 2017 年楚雄州五个区域的耕地变化情况详见表 4 - 3。

（一）东部 - 东北部耕地增加区

该区域涵盖武定和禄丰两县。在 2008 - 2017 年期间，耕地总体面积增加了 290 公顷。不过，这十年间耕地面积变化幅度差异显著。其中，2015 年耕地面积变化最为显著，相较于上一年增加了 5.03%；2010 年和 2011 年耕地面积变化相对平缓；2016 年耕地面积变化最小，较上一年减少了 0.08%。其耕地面积增加的原因在于开展了土地开发复垦整理工作，大量未利用土地及河滩地得到有效开发利用，通过实施坡地改梯地、山地平整以及平地取直等措施，实现了有效耕地面积的增长。

（二）西部 - 西北部耕地减少区

此区域包括姚安、南华和大姚三县。2008 - 2017 年，该区域耕地面积减少了 1293 公顷。其中，2009 年耕地面积变化最大，较上一年减少了 0.88%，但相较于东部地区，其变化幅度相对较小；2014 年耕地面积变化最小，较上一年减少了 0.02%。西部地区耕地减少的主要原因是水土流失以及生态平衡遭到破坏。此外，南华县耕地减少还部分归因于青山嘴水库的修建，该工程占用了部分耕地。

（三）中部 - 西南部耕地减少区

该区域包含牟定和楚雄市。2008 - 2017 年，耕地面积减少了 1452 公顷。其中，2011 年耕地面积变化最大，较上一年减少了 2.61%；2017 年变化最小，较上一年增加了 0.05%。楚雄市耕地面积减少主要是由于城市经济发展，建设用地需求增加，非农建设用地占用了部分耕地。牟定县耕地减少主要是因为水土流失和生态平衡破坏，同时也有部分原因是非农建设占地。

（四）南部耕地减少区

该区域仅涉及双柏县。2008 - 2017 年，耕地总体减少了 591 公顷。其中，2011 年耕地面积变化最大，较上一年减少了 2.97%；2014 年变化最小，较上一年增加了 0.02%。水库修建以及建筑用地增加占用了大部分耕地，是导致该区域耕地减少的主要原因。

（五）北部耕地减少区

该区域包括永仁和元谋两县。2008 - 2017 年，耕地总体减少了 1062 公顷。其中，2009 年耕地面积变化最大，较上一年减少了 2.58%；2014 年变化最小，较上一年增加了 0.09%。建筑用地增加导致耕地面积被占用，是该区域耕地减少的主要因素。

5结论与讨论

2008 - 2017 年期间，楚雄彝族自治州耕地总面积总体呈下降态势。然而，在近十年间，该州耕地质量却有显著提升，这主要得益于政府采取了行之有效的耕地保护措施。

缩小耕地在空间分布上的区域差异，推动耕地分布实现平衡，对于耕地资源的可持续发展具有至关重要的意义。耕地是人类生存所依赖的基础性资源与必要条件。作为一种不可再生资源，耕地承担着为人类生命活动提供物质产品的重任，是农业发展的根基，也是社会稳定和经济繁荣的前提保障。因此，耕地面积与质量的变化，与楚雄州的社会经济整体发展息息相关。

针对楚雄州耕地面积减少的问题，可从以下几个方面开展工作：

（一）科学规划土地用途，严格实施管制

科学编制土地利用规划，将耕地保护置于首要地位。精准落实耕地和基本农田地块，严禁随意调整现有耕地及基本农田的位置与范围。强化耕地保护力度，严格管控耕地被占用的情况。若因不可避免的因素需占用耕地，必须确保实现耕地占补平衡，不仅要在数量上达成平衡，更要保证质量上的等效替代，以此保障耕地面积的总体稳定。

（二）加强农田基础建设，提升耕地质量

积极推进土地开发复垦整理工作。对未利用土地、河滩地进行合理开发，实施坡地改梯地、山地平整以及平地取直等工程，有效增加可利用的耕地面积。

（三）完善农田水利设施，增强排灌能力

加大对农田水利设施建设的投入，通过优化水利设施布局、升级水利设施功能等方式，显著提高农田的排灌能力，为耕地的稳定生产提供坚实的水利保障。

（四）推进耕地集约利用，提高生产效率

积极探索并推广耕地集约利用模式，通过采用先进的农业技术、科学的种植养殖方式以及现代化的管理手段，提高耕地的生产力和产出效益。

（五）健全耕地保护制度，规范管理流程

建立健全涵盖耕地保护制度、基本农田保护制度、基本农田保护区责任制度、基本农田质量保护制度以及基本农田监督检查管理制度等在内的一系列制度体系。同时，制定详细、具体的耕地保护措施，明确各部门和相关人员的职责，规范耕地保护的管理流程，确保耕地保护工作有章可循、有序推进。