任君臨，方 斌，2，3，許 實(shí)（. 南京師范大學(xué)新型城鎮(zhèn)化與土地問題研究中心，江蘇 南京 20023；2. 江蘇省地理信息資源開發(fā)與利用協(xié)同創(chuàng)新中心，江蘇 南京 20023；3.江蘇省物質(zhì)循環(huán)與污染控制重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江蘇 南京20023；. 中國土地勘測規(guī)劃院，北京 00035）

長江中下游地區(qū)耕地后備資源空間分布及影響因素研究

任君臨1，方 斌1，2，3，許 實(shí)4
（1. 南京師范大學(xué)新型城鎮(zhèn)化與土地問題研究中心，江蘇 南京 210023；2. 江蘇省地理信息資源開發(fā)與利用協(xié)同創(chuàng)新中心，江蘇 南京 210023；3.江蘇省物質(zhì)循環(huán)與污染控制重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江蘇 南京210023；4. 中國土地勘測規(guī)劃院，北京 100035）

研究目的：揭示長江中下游地區(qū)耕地后備資源的分布變化特征及其影響因素，以指導(dǎo)耕地后備資源開發(fā)。研究方法：重心模型、標(biāo)準(zhǔn)差橢圓等空間統(tǒng)計(jì)方法。研究結(jié)果：（1）相比2003年，2014年長江中下游地區(qū)耕地后備資源重心呈現(xiàn)向西南移動的趨勢，耕地后備資源空間分布范圍擴(kuò)大，空間分布方向性減弱，主趨勢方向呈順時(shí)針旋轉(zhuǎn)；（2）在長江中下游地區(qū)耕地后備資源分布變化的影響因素中，自然條件奠定了基本格局，人口分布的影響力逐步顯現(xiàn)，經(jīng)濟(jì)發(fā)展是近年來變化的主導(dǎo)因素。研究結(jié)論：重心模型、標(biāo)準(zhǔn)差橢圓等空間統(tǒng)計(jì)方法能夠從多視角揭示并可視化長江中下游地區(qū)耕地后備資源的空間分布特征并分析部分影響因素，可為耕地后備資源的開發(fā)政策提供理論指導(dǎo)。

土地利用；耕地后備資源；分布特征；影響因素；標(biāo)準(zhǔn)差橢圓；長江中下游地區(qū)

1 引言

中國是一個(gè)人口大國，保護(hù)滿足未來高峰人口時(shí)所需要的糧食生產(chǎn)用地，是保障糧食安全、維護(hù)國家穩(wěn)定的重要保證。經(jīng)濟(jì)新常態(tài)所要求的對稱性經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)必然加快鄉(xiāng)村城鎮(zhèn)化的發(fā)展，新一輪建設(shè)占用耕地也將會在長江中下游地區(qū)的鄉(xiāng)鎮(zhèn)擴(kuò)張中發(fā)生，開發(fā)耕地后備資源仍將是該區(qū)域維持耕地?cái)?shù)量不減少的重要路徑之一。

相關(guān)研究從各個(gè)視角對耕地后備資源進(jìn)行了探討，關(guān)小克等運(yùn)用GIS的空間分析功能，從自然適宜性和生態(tài)安全性角度構(gòu)建耕地后備資源開發(fā)評價(jià)體系，評價(jià)耕地后備資源開發(fā)的適宜性［1-2］。嚴(yán)長清等通過構(gòu)建開發(fā)時(shí)序模型、兩維圖論聚類等方法，對耕地后備資源的潛力和開發(fā)時(shí)序進(jìn)行研究［3-4］。張貴軍等運(yùn)用文獻(xiàn)資料法和定性分析法對耕地后備資源的可持續(xù)利用進(jìn)行分析［5-6］。鄭偉元等運(yùn)用理論分析與資料論證的方法研究耕地后備資源開發(fā)的生態(tài)保護(hù)問題［7-8］。易玲等運(yùn)用動態(tài)度模型、分布密度模型、變化強(qiáng)度指數(shù)模型、重心模型和轉(zhuǎn)移矩陣等方法研究未利用地的空間演變格局［9］。管栩等基于縣域尺度，采用空間自相關(guān)的方法對中國土地整治新增耕地的空間差異進(jìn)行分析［10］。陳建龍等運(yùn)用土地利用動態(tài)度模型等方法研究黑龍江省耕地后備資源的時(shí)間變化特征［11］。

縱觀上述研究，耕地后備資源的研究區(qū)域主要集中于省級行政區(qū)或更小的縣級行政區(qū)尺度，以中國的典型區(qū)域作為研究對象探討其演化規(guī)律的文獻(xiàn)相對較少。因此，本文針對中國重要的糧食產(chǎn)區(qū)、最具活力的經(jīng)濟(jì)區(qū)域——長江中下游地區(qū)展開耕地后備資源研究，把脈該區(qū)域經(jīng)濟(jì)穩(wěn)步增長和生態(tài)環(huán)境友好的關(guān)系，為全國的耕地后備資源開發(fā)提供可行性建議。以往的研究多集中于耕地后備資源開發(fā)的適宜性評價(jià)、開發(fā)潛力、可持續(xù)利用以及生態(tài)保護(hù)等方面，缺少對耕地后備資源的整體結(jié)構(gòu)與空間變化的研究。基于此，本文運(yùn)用重心模型和標(biāo)準(zhǔn)差橢圓等空間統(tǒng)計(jì)方法，對該地區(qū)2003年和2014年耕地后備資源的分布演化及影響因素等進(jìn)行分析，以期為制定科學(xué)合理的耕地后備資源開發(fā)政策提供理論指導(dǎo)。

2 研究對象與研究方法

2.1 研究對象與數(shù)據(jù)來源

本文研究的耕地后備資源為狹義耕地后備資源，即經(jīng)開發(fā)可供耕種的尚未開發(fā)利用的土地資源，并依據(jù)兩輪耕地后備資源調(diào)查與評價(jià)技術(shù)規(guī)程與技術(shù)規(guī)定確定具體地類。兩輪耕地后備資源的調(diào)查口徑有一定的區(qū)別，根據(jù)耕地后備資源的定義，選取2003年耕地后備資源分類中的待開發(fā)土地和2014年耕地后備資源分類中的可開墾土地進(jìn)行對比分析。兩輪耕地后備資源分類的具體對應(yīng)關(guān)系見表1。

長江中下游地區(qū)包括湖南、江西、浙江、上海、江蘇、湖北、安徽7個(gè)省（市）， 2014年總?cè)丝跒?.9×108人，占全國總?cè)丝诘?8.68%，區(qū)域生產(chǎn)總值為219775.6×108元，占全國生產(chǎn)總值的32.12%。土地總面積為92.51×104km2，占全國土地總面積的9.64%，該區(qū)地形以平原、丘陵為主，水、熱資源豐富，宜農(nóng)性強(qiáng)。二調(diào)耕地面積為2525.24×104hm2，占全國耕地面積的18.65%，2014年農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值13827.97×108元，占全國農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值的25.25%。區(qū)域內(nèi)土地開發(fā)利用程度高，耕地后備資源相對匱乏，僅占全國耕地后備資源總量的7.91%。同時(shí)該區(qū)域又是中國重要的糧食主產(chǎn)區(qū)，區(qū)域內(nèi)大部分地區(qū)可滿足作物一年三熟制，地均產(chǎn)量居全國之最［12］。

表1 耕地后備資源調(diào)查地類對應(yīng)關(guān)系Tab.1 Corresponding relationship of land type of cultivated land resources

研究主要運(yùn)用2003、2014年長江中下游地區(qū)78個(gè)地級市的耕地后備資源數(shù)量、地區(qū)生產(chǎn)總值、人口數(shù)據(jù)。2003年耕地后備資源數(shù)據(jù)來源于《中國耕地后備資源》，2014年耕地后備資源數(shù)據(jù)來源于全國耕地后備資源調(diào)查評價(jià)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，受數(shù)據(jù)保密性影響，本文將原始數(shù)據(jù)進(jìn)行了相應(yīng)轉(zhuǎn)換，其他數(shù)據(jù)來源于2003、2014年《中國城市統(tǒng)計(jì)年鑒》、《中國統(tǒng)計(jì)年鑒》。

2.2 研究方法

（1）重心模型。 “重心”在物理學(xué)意義上是指物體內(nèi)各點(diǎn)所受力產(chǎn)生合力的作用點(diǎn)［13］。重心模型能夠分析地理要素的空間變動情況，區(qū)域內(nèi)耕地后備資源、人口、GDP的重心變動，能夠反映其在空間內(nèi)的聚集情況以及位移規(guī)律，重心坐標(biāo)一般以地圖經(jīng)緯度表示。其計(jì)算公式為［14］：

式（1）—式（2）中，xt、yt表表示t年的重心坐標(biāo)，（xi，yi）表示第i個(gè)次級平面單元的重心坐標(biāo)，sti為t年該單元的屬性值。

重心偏移的距離的計(jì)算公式為：

式（3）中，t1、t2表示不同年份；D表示不同年份間重心偏移的距離；（xt1，yt1）和（xt2，yt2）分別表示t1年和t2年的重心坐標(biāo)；C為常數(shù)，表示由地球表面坐標(biāo)單位（度）轉(zhuǎn)化為平面距離（km）的系數(shù)，取C = 111.111。

（2）標(biāo)準(zhǔn)差橢圓。標(biāo)準(zhǔn)差橢圓（Standard deviational ellipse， SDE），能夠精確地揭示研究對象的空間分布的多面性，最早由Lefever在1926年提出，用于揭示地理要素空間分布特征，已在社會學(xué)、人口學(xué)、犯罪學(xué)、地質(zhì)學(xué)、生態(tài)學(xué)等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用［15-16］。

SDE方法可從多角度反映耕地后備資源空間分布的特征，通過對比標(biāo)準(zhǔn)差橢圓的面積，可以看出耕地后備資源空間分布范圍的變化；標(biāo)準(zhǔn)差橢圓的長軸、短軸分別代表著耕地后備資源分布的主要與次要趨勢方向，短軸與長軸標(biāo)準(zhǔn)差的比值則可以反映耕地后備資源分布的空間形狀；觀測由長軸與正北方向產(chǎn)生的夾角偏轉(zhuǎn)角度即方位角能夠反映耕地后備資源空間分布的主趨勢方向的變化。SDE主要參數(shù)計(jì)算公式如下：

式（4）—式（9）中，wi表示權(quán)重，θ為橢圓方位角，表示正北方向順時(shí)針旋轉(zhuǎn)到橢圓長軸所形成夾角， 、 分別表示各研究對象區(qū)位到平均中心（重心）的坐標(biāo)偏差；σx、σy分別表示沿x軸和y軸的標(biāo)準(zhǔn)差。

對不同橢圓的大小、方位等基本信息進(jìn)行比較，通過空間分異系數(shù)可以定量測算不同分布之間的分異程度，計(jì)算公式如下：

式（10）中，IB/A是空間分布B相對于A的空間分異系數(shù)，Area為面積，SDEA、SDEB分別為標(biāo)準(zhǔn)差橢圓A和標(biāo)準(zhǔn)差橢圓B。

3 長江中下游地區(qū)耕地后備資源空間分布特征

3.1 耕地后備資源重心測算結(jié)果

根據(jù)2003年耕地后備資源調(diào)查數(shù)據(jù)測算，2003年長江中下游地區(qū)耕地后備資源重心坐標(biāo)為（E117.43°，N30.58°），位于安徽省池州市，而根據(jù)本輪（2014年）調(diào)查數(shù)據(jù)的測算結(jié)果顯示，重心坐標(biāo)為（E114.66°，N29.96°），位于湖北省黃石市。

從耕地后備資源重心經(jīng)緯度上來看，長江中下游地區(qū)經(jīng)向變化較為明顯，緯向變化較小，2003—2014年，耕地后備資源經(jīng)向移動2.77°，緯向移動0.62°，重心總位移315.39 km，其中向西移動307.78 km，向南移動68.89 km，總體呈現(xiàn)向西南移動的趨勢（圖1）。

3.2 耕地后備資源標(biāo)準(zhǔn)差橢圓測算結(jié)果

3.2.1 空間分布范圍變化 各年份的標(biāo)準(zhǔn)差橢圓以該年份耕地后備資源重心為橢圓中心，分布于標(biāo)準(zhǔn)差橢圓內(nèi)部的區(qū)域是長江中下游地區(qū)耕地后備資源的主體區(qū)域，通過對比標(biāo)準(zhǔn)差橢圓的面積可以掌握耕地后備資源分布范圍的變化。2003年標(biāo)準(zhǔn)差橢圓面積為461939.68 km2，2014年面積為504957.37 km2（表2）。

3.2.2 空間形狀變化 標(biāo)準(zhǔn)差橢圓的長軸、短軸分別代表耕地后備資源分布的主要與次要趨勢方向，短軸與長軸標(biāo)準(zhǔn)差的比值則可以反映耕地后備資源分布的空間形狀，比值越接近于1，表明空間分布主體區(qū)域形狀越接近于圓，耕地后備資源分布離散程度越大，空間分布方向性越弱。2003年長軸標(biāo)準(zhǔn)差為471.61 km，短軸標(biāo)準(zhǔn)差為311.80 km，短軸與長軸的比值為0.66；2014年長軸標(biāo)準(zhǔn)差為478.81 km，短軸標(biāo)準(zhǔn)差為335.72 km，比值為0.70（表2）。

3.2.3 空間分布方向變化 標(biāo)準(zhǔn)差橢圓方位角反映耕地后備資源空間分布的主趨勢方向。2003年橢圓方位角為40.03°，2014年橢圓方位角為53.80°，橢圓軸線呈現(xiàn)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)的趨勢（表2）。

表2 2003、2014年耕地后備資源標(biāo)準(zhǔn)差橢圓參數(shù)Tab.2 Parameters of standard deviational ellipses of reserved cultivatable land resources in 2003 and 2014

3.3 測算結(jié)果解釋

標(biāo)準(zhǔn)差橢圓基于研究對象的空間區(qū)位與空間結(jié)構(gòu)來計(jì)算，不同年份的空間區(qū)位沒有發(fā)生改變，若各地區(qū)的耕地后備資源等比例變化，標(biāo)準(zhǔn)差橢圓將保持不變。實(shí)際上各地區(qū)的耕地后備資源的非均衡變化，產(chǎn)生了上述重心、空間分布范圍、空間形狀、空間分布方向的變化。重心總體向西南方向移動表明區(qū)域內(nèi)東（北）部省份耕地后備資源占長江中下游地區(qū)耕地后備資源的比重降低，對區(qū)域耕地后備資源分布的影響減弱，而西（南）部省份比重增加，影響增強(qiáng)，且耕地后備資源在東西方向上的變化大于在南北方向上的變化。橢圓面積的增大表明橢圓內(nèi)部地區(qū)耕地后備資源的占比減小，橢圓外圍地區(qū)耕地后備資源占比增加，對長江中下游地區(qū)耕地后備資源的分布影響增強(qiáng)。橢圓的圓化表明在西北—東南的短軸上的區(qū)域耕地后備資源占比增加，位于東北—西南的長軸上的區(qū)域耕地后備資源占比減小，耕地后備資源的分布離散程度加大，空間分布方向性減弱。橢圓方位角的增大表明位于橢圓長軸西南段的耕地后備資源占比增加，東北段的耕地后備資源占比減少，推動著橢圓長軸順時(shí)針旋轉(zhuǎn)。

圖1 2003年與2014年長江中下游區(qū)耕地后備資源重心及標(biāo)準(zhǔn)差橢圓分布Fig.1 Distribution of gravity center and standard deviational ellipses of reserved cultivated land resources in the middle and lower reaches of Yangtze River in 2003 and 2014

4 長江中下游地區(qū)耕地后備資源空間分布影響因素

土地利用變化的影響因素錯綜復(fù)雜，截至目前，對于驅(qū)動區(qū)域土地利用變化的主要因素的作用機(jī)理還沒有形成統(tǒng)一認(rèn)識，但人類所有需求的滿足都是在土地上發(fā)生的，均發(fā)生在自然生物、經(jīng)濟(jì)、制度及技術(shù)系統(tǒng)框架內(nèi)［17］。此外，兩輪耕地后備資源調(diào)查評價(jià)規(guī)程的差異也一定程度上影響了耕地后備資源的空間分布，故本文從調(diào)查規(guī)程、自然、人口、經(jīng)濟(jì)4方面對現(xiàn)象產(chǎn)生的原因加以探討。

4.1 調(diào)查評價(jià)規(guī)程

首輪耕地后備資源調(diào)查以第一次全國土地調(diào)查數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，大部分內(nèi)業(yè)工作為人工操作，數(shù)據(jù)人為誤差較大。本輪以2012年年度變更調(diào)查數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，國家統(tǒng)一購置最新航空、航天遙感影像，更新土地調(diào)查數(shù)據(jù)庫，數(shù)據(jù)更加真實(shí)準(zhǔn)確。首輪耕地后備資源調(diào)查評價(jià)最小上圖圖斑面積為：待開發(fā)土地15 mm2，復(fù)墾土地6 mm2，待整理建設(shè)用地4 mm2，利用航片和地形圖的則根據(jù)航片和地形圖的比例尺進(jìn)行折算。本輪調(diào)查最小上圖面積為15 mm2，不滿足上圖要求的圖斑，可根據(jù)實(shí)際情況，綜合到相鄰的評價(jià)單元中，從而增加了耕地后備資源的上圖面積。首輪耕地后備資源調(diào)查評價(jià)的評價(jià)指標(biāo)主要選擇自然坡度、土地厚度、土壤質(zhì)地、地下水位等7個(gè)指標(biāo)。本輪評價(jià)指標(biāo)涉及生態(tài)環(huán)境、立地條件、氣候條件、區(qū)位指標(biāo)4個(gè)方面共11個(gè)指標(biāo)，指標(biāo)選取面廣且更加細(xì)致。

調(diào)查評價(jià)規(guī)程的不同反映了不同經(jīng)濟(jì)、科技水平下對耕地后備資源的認(rèn)知。湖南、湖北、江西等省的耕地后備資源主要分布于山地、丘陵地區(qū)，分布零散、破碎化嚴(yán)重，在首輪調(diào)查評價(jià)中往往被忽略，而本輪調(diào)查評價(jià)更加細(xì)化，故上述省份耕地后備資源占比增加，耕地后備資源重心向西南方向移動。

4.2 自然因素

長江中下游地區(qū)耕地后備資源以草地和灘涂為主，2003年待開發(fā)荒草地占整個(gè)區(qū)域耕地后備資源總量的45.21%，待開發(fā)灘涂占30.62%，待開發(fā)葦?shù)卣?.98%，待開發(fā)鹽堿地占0.72%，待開發(fā)沼澤地占0.25%，其他待開發(fā)土地（待開發(fā)沙地、待開發(fā)裸巖石礫）占8.87%。 2014年可開墾其他草地占整個(gè)區(qū)域耕地后備資源總量的47.84%，可開墾灘涂占整個(gè)區(qū)域耕地后備資源總量的35.08%，可開墾裸地占7.02%，可開墾鹽堿地占1.28%，可開墾沙地占0.35%，可開墾沼澤地占0.32%。在以草地與灘涂為主要可開墾資源的長江中下游地區(qū)，人們?yōu)榱俗非蠼?jīng)濟(jì)利益最大化，選擇開發(fā)成本較小的平原地區(qū)先開發(fā)，而位于湖南、湖北西部和江西南部的山地及丘陵地區(qū)的開墾難度較大，故耕地后備資源重心向西南方向移動。長江沿岸地區(qū)地形平坦，耕地后備資源以草地、灘涂資源為主，開發(fā)難度低且開發(fā)后對生態(tài)的影響難以在短期內(nèi)顯現(xiàn)，因而被大量密集開發(fā)。長江沿岸地區(qū)的耕地后備資源占比減小而長江沿岸以外的地區(qū)耕地后備資源占比增加，拉動著標(biāo)準(zhǔn)差橢圓分布面積增大。長江沿岸地區(qū)作為耕地后備資源分布的主趨勢方向，耕地后備資源的密集消耗使得分布趨于分散，空間分布方向性減弱，橢圓呈現(xiàn)圓化的趨勢。標(biāo)準(zhǔn)差橢圓主趨勢線的東北部主要是江蘇、安徽等平原地區(qū)，以可開墾草地和灘涂為主，開發(fā)難度小，周期短。而西南部主要是湖南和江西南部的山地及丘陵地區(qū)，以可開墾草地為主，開發(fā)難度高，開發(fā)力度小，耕地后備資源標(biāo)準(zhǔn)差橢圓的主趨勢線呈順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，方位角增大。

4.3 人口因素

通過測算，2003年耕地后備資源與人口的標(biāo)準(zhǔn)差橢圓的空間分異系數(shù)為24.28%，2014年為29.12%，人口對耕地后備資源的分異作用逐漸顯現(xiàn)（表3）。隨著人口標(biāo)準(zhǔn)差橢圓向東北方向的緩慢移動，區(qū)域內(nèi)的人口重心向江浙滬地區(qū)移動。2003—2014年，人口重心向東移動0.02°，向北移動0.01°，東西方向上的人口分布變化相對更大，由人口聚集帶來的對耕地、建設(shè)用地的需求消耗了大量的耕地后備資源，使得耕地后備資源的分布呈現(xiàn)與人口相反的趨勢，耕地后備資源重心向西南方向移動，且南北方向上的移動更加明顯。2003年人口標(biāo)準(zhǔn)差橢圓的橢圓面積為426974.22 km2，為耕地后備資源標(biāo)準(zhǔn)差橢圓面積的0.92倍；2014年面積為425882.62 km2，為耕地后備資源標(biāo)準(zhǔn)差橢圓面積的0.84倍。測算結(jié)果顯示，相較于耕地后備資源，人口分布呈現(xiàn)聚集的趨勢。10余年間，長江沿岸城市始終是人口標(biāo)準(zhǔn)差橢圓的主體區(qū)域，主體區(qū)域耕地后備資源的持續(xù)高速消耗導(dǎo)致占比減小，而主體區(qū)域外的湖南、湖北和江西等省份的耕地后備資源消耗相對較慢，占比增加，拉動著耕地后備資源標(biāo)準(zhǔn)差橢圓的分布面積增大。2003年人口標(biāo)準(zhǔn)差橢圓的長、短軸分別為耕地后備資源標(biāo)準(zhǔn)差橢圓長、短軸的1.04 和0.89倍，短軸與長軸比值為0.57，2014年為1.02和0.83倍，短軸與長軸比值為0.57。測算結(jié)果顯示，相對于耕地后備資源標(biāo)準(zhǔn)差橢圓，人口標(biāo)準(zhǔn)差橢圓的長軸更長，短軸更短，人口的空間分布方向性更加明顯，長軸方向（長江沿岸）作為人口分布的主趨勢方向，耕地后備資源被密集消耗，使得耕地后備資源的分布趨于分散，空間分布方向性減弱，橢圓呈現(xiàn)圓化的趨勢。位于耕地后備資源標(biāo)準(zhǔn)差橢圓主趨勢線上的主要是江蘇、安徽、湖南、江西4省的部分地區(qū)，根據(jù)第6次人口普查數(shù)據(jù)，主趨勢線東北部的江蘇省人口密度為779人/km2，而西南部的湖南省、江西省人口密度分別為309.22人/km2和266.39人/km2，較大的人口分布差異使得長軸線東北部的耕地后備資源消耗速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于西南段，標(biāo)準(zhǔn)差橢圓的主趨勢線順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，方位角增大（圖2）。

表3 2003和2014年人口和GDP標(biāo)準(zhǔn)差橢圓參數(shù)Tab.3 Parameters of standard deviational ellipses of population and GDP in 2003 and 2014

4.4 經(jīng)濟(jì)

區(qū)域內(nèi)GDP與耕地后備資源標(biāo)準(zhǔn)差橢圓空間分異系數(shù)的測算結(jié)果顯示，2003年GDP與耕地后備資源標(biāo)準(zhǔn)差橢圓的空間分異系數(shù)為28.44%，2014年為38.10%。經(jīng)濟(jì)因素對耕地后備資源的分布影響更加明顯。 隨著GDP標(biāo)準(zhǔn)差橢圓向東部緩慢移動，區(qū)域內(nèi)的經(jīng)濟(jì)重心也向東部移動。2003—2014年，經(jīng)濟(jì)重心向東部移動0.01°，向北移動0.01°。經(jīng)濟(jì)水平的差異最終帶來土地利用決策的差異，東北部地區(qū)更多的將土地資源用于城鎮(zhèn)化和工業(yè)化，導(dǎo)致大量開墾耕地后備資源被開發(fā)，改變了耕地后備資源的分布，致其重心向西南部移動。2003年GDP標(biāo)準(zhǔn)差橢圓面積為390836.27 km2，為耕地后備資源標(biāo)準(zhǔn)差橢圓面積的0.85倍；2014年面積為388405.16 km2，為耕地后備資源標(biāo)準(zhǔn)差橢圓面積的0.77倍。測算結(jié)果顯示，相較于耕地后備資源、人口，經(jīng)濟(jì)的空間分布聚集程度更高，并且有繼續(xù)向沿江經(jīng)濟(jì)帶（即GDP標(biāo)準(zhǔn)差橢圓的主體區(qū)域）聚集的趨勢。沿江經(jīng)濟(jì)帶作為長江中下游經(jīng)濟(jì)最發(fā)達(dá)的區(qū)域，對建設(shè)用地的大量需求導(dǎo)致了區(qū)域內(nèi)耕地后備資源的占比減小，而沿江經(jīng)濟(jì)帶的外圍區(qū)域?qū)ㄔO(shè)用地需求量相對較小，耕地后備資源占比相對增加，拉動著耕地后備資源標(biāo)準(zhǔn)差橢圓分布面積的增大。2003年GDP標(biāo)準(zhǔn)差橢圓的長、短軸分別為耕地后備資源標(biāo)準(zhǔn)差橢圓長、短軸的0.99和0.85倍，短軸與長軸比值為0.57，2014年為0.97和0.79倍，短軸與長軸比值為0.57。測算結(jié)果顯示，相較于耕地后備資源標(biāo)準(zhǔn)差橢圓，經(jīng)濟(jì)標(biāo)準(zhǔn)差橢圓的長、短軸更短，經(jīng)濟(jì)的空間分布更加密集且方向性更加明顯，長三角和長江中游城市群作為橢圓的主趨勢方向的兩個(gè)端點(diǎn)，耕地后備資源被密集消耗，使得耕地后備資源的分布趨于分散，空間分布方向性減弱，耕地后備資源標(biāo)準(zhǔn)差橢圓呈現(xiàn)圓化的趨勢。耕地后備資源標(biāo)準(zhǔn)差橢圓主趨勢線的東北段坐落著經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的長三角城市群，而西南段主要是江西東部、湖南西部的城市，與東北段相比經(jīng)濟(jì)差異較大，由此帶來的耕地后備資源的消耗不均衡使得標(biāo)準(zhǔn)差橢圓的主趨勢線順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，方位角增大（圖3）。

圖2 2003與2014年長江中下游區(qū)耕地后備資源與人口分布變化Fig.2 Distribution and variation of reserved cultivated land resources and population in the middle and lower reaches of Yangtze River in 2003 and 2014

5 結(jié)論與討論

5.1 主要結(jié)論

（1）2003年長江中下游區(qū)耕地后備資源重心坐標(biāo)為（E117.43°，N30.58°），2014年為（E114.66°，N29.96°），重心總位移315.39 km，總體呈現(xiàn)向西南移動的趨勢。長江中下游區(qū)耕地后備資源空間分布范圍擴(kuò)大，空間分布特征減弱，主趨勢方向呈順時(shí)針旋轉(zhuǎn)。在長江中下游區(qū)耕地后備資源分布變化的影響因素中，自然條件奠定了基本格局，起決定性作用，人口分布的影響力正逐步顯現(xiàn)，經(jīng)濟(jì)發(fā)展也是近年來的主導(dǎo)因素。

（2）利用重心模型、標(biāo)準(zhǔn)差橢圓等方法能夠從多視角揭示并可視化長江中下游區(qū)耕地后備資源的空間分布特征并分析部分影響因素，可為耕地后備資源的開發(fā)政策提供理論指導(dǎo)。

5.2 存在的不足

（1）重心模型和標(biāo)準(zhǔn)差橢圓等方法能夠有效分析耕地后備資源的分布變化，但也存在不足之處，研究在整體尺度上良好地體現(xiàn)了其分布特征變化，但對于區(qū)域內(nèi)部結(jié)構(gòu)變化卻難以分析，而內(nèi)部結(jié)構(gòu)的微觀尺度變化往往對整體的分布特征產(chǎn)生影響，后續(xù)將在該方面進(jìn)行深入探究。

（2）研究受調(diào)查數(shù)據(jù)的限制，本文只分析了2003和2014年兩年的耕地后備資源的空間分布特征，難以對耕地后備資源的演化過程進(jìn)行完整、詳細(xì)的研究。

（References）：

［1］ 關(guān)小克，張鳳榮，李樂，等. 北京市耕地后備資源開發(fā)適宜性評價(jià)［J］ . 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2010，26（12）：304 - 310.

［2］ 潘元慶，王爭艷，劉曉麗，等. 河南省黃河灘區(qū)耕地后備資源評價(jià)研究［J］ . 中國土地科學(xué)，2009，23（6）：61 - 65，76.

［3］ 嚴(yán)長清，袁林旺，李滿春. 江蘇省耕地后備資源的空間分異及開發(fā)時(shí)序模型研究［J］ . 地理與地理信息科學(xué)，2005，21（2）：58 - 61，73.

［4］ 王亞坤，周生路，張紅富，等. 江蘇省域耕地后備資源潛力空間分布與開發(fā)組合研究［J］ . 土壤，2010，42（3）：492 - 496.

［5］ 張貴軍，趙勝利，尹君，等. 河北省耕地后備資源開發(fā)利用分析［J］ . 國土與自然資源研究，2005，（2）：40 - 42.

［6］ 陳超，曹磊. 中部五省低丘緩坡區(qū)耕地后備資源開發(fā)利用對策分析［J］ . 中國農(nóng)業(yè)資源與區(qū)劃，2013，34（2）：37 - 42.

［7］ 鄭偉元，朱明君. 西部地區(qū)耕地后備資源開發(fā)利用和生態(tài)退耕的初步分析［J］ . 中國土地科學(xué)，2002，16（3）：31 - 35.

［8］ 張鳳榮，郭力娜，關(guān)小克，等. 生態(tài)安全觀下耕地后備資源評價(jià)指標(biāo)體系探討［J］ . 中國土地科學(xué)，2009，23（9）：4 - 8.

［9］ 易玲，張?jiān)鱿?，汪瀟，等. 近30年中國主要耕地后備資源的時(shí)空變化［J］ . 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2013，29（6）：1 - 12.

［10］ 管栩，金曉斌，潘倩，等. 基于縣域尺度的中國土地整治新增耕地空間差異分析［J］ . 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)， 2013，29（20）：226 - 233.

［11］ 陳建龍，李艷芳，祁雪蓮. 2001—2006年黑龍江省耕地后備資源時(shí)間變化特征分析［J］ . 國土與自然資源研究，2012，（5）：30 - 32.

［12］ 金姝蘭，侯立春，徐磊. 長江中下游地區(qū)耕地復(fù)種指數(shù)變化與國家糧食安全［J］ . 中國農(nóng)學(xué)通報(bào)，2011，27（17）：208 - 212.

［13］ 包玉海，烏蘭圖雅，香寶，等. 內(nèi)蒙古耕地重心移動及其驅(qū)動因子分析［J］ . 地理科學(xué)進(jìn)展，1998，17（4）： 49 - 56.

［14］ 徐建華，岳文澤. 近20年來中國人口重心與經(jīng)濟(jì)重心的演變及其對比分析［J］ . 地理科學(xué)，2001， 21（5）：385 - 389.

［15］ 趙璐，趙作權(quán). 基于特征橢圓的中國經(jīng)濟(jì)空間分異研究［J］ . 地理科學(xué)，2014，34（8）：979 - 986.

［16］ 趙璐，趙作權(quán)，王偉. 中國東部沿海地區(qū)經(jīng)濟(jì)空間格局變化［J］ . 經(jīng)濟(jì)地理，2014，（2）：14 - 27.

［17］ 邵景安，李陽兵，魏朝富，等. 區(qū)域土地利用變化驅(qū)動力研究前景展望［J］ . 地球科學(xué)進(jìn)展，2007，22（8）：798 - 809.

（本文責(zé)編：陳美景）

Study on Spatial Distribution and Impact Factors of Reserved Cultivated Land Resources in the Middle and Lower Reaches of Yangtze River

REN Jun-lin1， FANG Bin1，2，3， XU Shi4
（1. New-type Urbanization and Rural Land Issues Research Center， Nanjing Normal University， Nanjing 210023， China；2. Jiangsu Center for Collaboration Innovation in Geographical Information Resource Development and Application，Nanjing 210023， China； 3. Jiangsu Provincial Key Laboratory of Materials Cycling and Pollution Control， Nanjing 210023，China； 4. China Land Surveying and Planning Institute， Beijing 100035， China）

The purpose of this paper is to reveal the distribution and impact factors of reserved cultivated land resources in the middle and lower reaches of Yangtze River and to provide guidance for their development. Methods of the gravity center model and standard deviational ellipse are employed. The results show that: 1）During 2003—2014， the gravity center of reserved cultivated land resources moved to southwest， the spatial distribution of reserved cultivated landresources tended to expand， the directional distribution tended to be weakened and the direction of the major trend showed clockwise rotation. 2）Natural factors are the foundations of the spatial distribution and variation. The influence from demographic factors has gradually emerged and economic factors have been decisive factors in recent years. It concluded that the methods of the gravity center model and standard deviational ellipse could project and visualize the spatial pattern of reserved cultivated land resources. It can also analyze parts of the factors and provide theoretical guidance for reserved cultivated land resources development.

land use； reserved cultivated land resources； spatial distribution feature； impact factor； standard deviational ellipse； the middle and lower reaches of Yangtze River

10.11994/zgtdkx.20160607.105432

F301.2

A

1001-8158（2016）05-0071-09

2016-02-29；

2016-04-26

國家自然基金（41271189）；全國耕地后備資源調(diào)查評價(jià)；江蘇高校優(yōu)勢學(xué)科建設(shè)工程資助項(xiàng)目。

任君臨（1995-），男，江蘇宿遷人，本科。主要研究方向?yàn)楦乇Ｗo(hù)。E-mail: 15651861382@163.com

方斌（1968-），男，江西九江人，教授，博士。主要研究方向?yàn)橥恋刭Y源管理。E-mail: wenyanfang731@163.com