余姝辰，賀秋華，彭 璐，李文君，鄒 聰，羅建強(qiáng)，余德清

（1.中國地質(zhì)大學(xué)（武漢），湖北……430074；2.湖南省遙感中心，湖南……410007；3.湖南省地質(zhì)科學(xué)研究院，湖南……410007）

洞庭湖位于長江中游荊江段南岸，是我國第二大淡水湖、長江重要的分洪沉沙調(diào)蓄湖泊和全球200個重要生態(tài)區(qū)之一，是國務(wù)院批準(zhǔn)的國家級生態(tài)經(jīng)濟(jì)區(qū)、我國重要的商品糧基地和水稻種植區(qū)，素有“魚米之鄉(xiāng)”和“天下糧倉”的美譽，擔(dān)負(fù)著長江流域生態(tài)安全、水安全和糧食安全的重大責(zé)任。洞庭湖生態(tài)經(jīng)濟(jì)區(qū)包括湖南省岳陽市、常德市、益陽市，長沙市望城區(qū)和湖北省荊州市。本文主要針對洞庭湖生態(tài)經(jīng)濟(jì)區(qū)的湖南部分開展研究，共26個縣市區(qū)，面積4.27 萬 km2。

耕地是人類賴以生存的基礎(chǔ)和保障。國家“十三五”規(guī)劃綱要明確，“堅持最嚴(yán)格的耕地保護(hù)制度，堅守耕地紅線，實施藏糧于地、藏糧于技戰(zhàn)略，提高糧食產(chǎn)能，確保谷物基本自給、口糧絕對安全”。為守住耕地“紅線”，實現(xiàn)耕地占補(bǔ)平衡，國土部門實施了一系列土地開發(fā)整理工程以補(bǔ)充耕地，并通過土地年度變更將新增的耕地全部納入耕地類型，客觀、動態(tài)地掌握了我國的耕地分布、位置、數(shù)量等狀況。

土地年度變更調(diào)查基于《土地利用現(xiàn)狀分類》（GB/T21010-2007）。耕地指種植農(nóng)作物的土地，包括熟地、土地開發(fā)整理新增耕地和休閑地（含輪歇地、輪作地）。受農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整以及耕地的不規(guī)范利用等因素影響，耕地并非全部種植了農(nóng)作物。特別是新增耕地，由于其土壤質(zhì)量、機(jī)耕道路的連通性以及農(nóng)田供水條件等相對于熟地較差，常常成為農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的首選對象。因此，國土部門使用的耕地圖件和數(shù)據(jù)，在一定程度上摻雜了很多政策法律因素。

地理國情普查是2013年國務(wù)院部署的一項重大的國情國力調(diào)查工程。地表覆蓋分類的基本依據(jù)是地表覆蓋物的物理特性，而非土地利用分類中側(cè)重于土地的社會屬性[1]，地類劃分的原則是“所見即所得”，亦即只有種植了農(nóng)作物并經(jīng)常耕耘管理的土地才劃分為耕地。地理國情普查的耕地圖件、數(shù)據(jù)與實際具有高度的統(tǒng)一性，客觀、真實地反映了耕地的實際利用狀況。

目前尚未見到地理國情普查數(shù)據(jù)應(yīng)用于耕地耕作狀況分析的報道[2-4]。本文基于地理國情普查數(shù)據(jù)、土地年度變更調(diào)查和土地開發(fā)整理工程的新增耕地數(shù)據(jù)，利用最新遙感影像套合比對分析，查明了洞庭湖生態(tài)經(jīng)濟(jì)區(qū)新增耕地的利用狀況，特別是新增耕地的耕作程度，為土地開發(fā)整理項目的設(shè)置提供了重要參考，為農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，為“探索實行耕地輪作休耕制度試點”的合理選區(qū)提供了決策依據(jù)，為充分利用挖掘地理國情普查成果數(shù)據(jù)提供了新的途徑與借鑒。

1 信息源資料

1.1 新增耕地資料

“十二五”期間，國土資源部門實施的“環(huán)洞庭湖基本農(nóng)田建設(shè)重大工程”新增了大量耕地。2010年以來洞庭湖生態(tài)經(jīng)濟(jì)區(qū)各年度業(yè)已竣工驗收的土地開發(fā)整理項目的分布區(qū)域，是本文的主要研究范圍。

2010年以來，洞庭湖生態(tài)經(jīng)濟(jì)區(qū)通過省級和市級驗收的土地開發(fā)整理項目有1269個，總投資近65億元，項目涉及區(qū)域的耕地總面積202378.97hm2，新增耕地面積22126.51hm2。其中，開發(fā)耕地占46.21%，整理耕地占53.78%（表1）。

表1 洞庭湖生態(tài)經(jīng)濟(jì)區(qū)2010年以來新增耕地情況匯總

1.2 土地年度變更資料

土地年度變更以上年度土地利用現(xiàn)狀資料為基準(zhǔn)，基于遙感監(jiān)測圈定的變化圖斑，對年度內(nèi)土地的地類、位置、面積、分布等變化情況以及土地權(quán)屬變化情況進(jìn)行調(diào)查，及時更新土地調(diào)查數(shù)據(jù)庫和國土資源綜合信息監(jiān)管平臺的工作[5-7]。研究中主要利用了2010年以來各年度竣工驗收土地整治項目區(qū)的耕地資料，用以確定研究范圍中新增耕地的分布狀況。

1.3 地理國情普查資料

洞庭湖生態(tài)經(jīng)濟(jì)區(qū)地表覆蓋現(xiàn)狀圖反映了區(qū)內(nèi)自然和人文地理地表覆蓋類型及其空間分布現(xiàn)狀。研究中主要基于2010年以來已竣工驗收的土地整治項目區(qū)內(nèi)的耕地資料，用于分析新增耕地的利用狀況。

1.4 遙感影像數(shù)據(jù)

地理國情普查數(shù)據(jù)以2015年6月為標(biāo)準(zhǔn)時點進(jìn)行核準(zhǔn)。其后，耕地的利用狀況發(fā)生了局部變化。為客觀、準(zhǔn)確地反映土地開發(fā)整理項目區(qū)新增耕地的實際用途，利用2016年度湖南省不動產(chǎn)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)建設(shè)的航攝影像，對地理國情普查成果顯示的新增耕地的利用狀況圖斑予以校核和修編。

本文所利用的遙感影像的空間分辨率為0.20m，數(shù)學(xué)基礎(chǔ)為大地2000坐標(biāo)系、高斯-克呂格投影、6°分帶，采用1985國家高程基準(zhǔn)。

2 新增耕地項目區(qū)的耕地利用圖斑

2.1 新增耕地的利用方式

根據(jù)地理國情普查成果和遙感影像顯示，新增耕地的利用有農(nóng)作物種植、農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和不規(guī)范利用等三種方式。其中，農(nóng)作物種植耕地是指種植糧食作物、經(jīng)濟(jì)作物（油料作物、蔬菜作物、花、草）、工業(yè)原料作物、飼料作物、藥用作物等的耕地；農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整耕地包括果園種植、水產(chǎn)養(yǎng)殖兩種類型；不規(guī)范利用耕地包括植樹造林、拋荒撂荒（閑置、輪作、棄耕）以及進(jìn)行房屋建筑、黏土磚瓦廠修建等其他用途。

不同的耕地利用類型在影像上的解譯標(biāo)志不同[8]。房屋的形狀規(guī)則，呈塊狀分布、斑塊狀影紋；林地呈墨綠色、粗斑狀影紋，人工造林的樹木行列清晰可見、條帶狀分布（圖1）。

圖1 新增耕地用于非耕作利用遙感解譯圖

2.2 新增耕地實際利用圖斑的圈定

采用人機(jī)交互解譯與數(shù)據(jù)空間分析相結(jié)合的方法開展耕地利用狀況調(diào)查。

1）以2010年以來已竣工驗收的土整項目分布區(qū)為對象，套合土地年度變更調(diào)查形成的土地利用現(xiàn)狀數(shù)據(jù)庫，得到項目區(qū)內(nèi)耕地分布圖。

2）將項目區(qū)耕地分布圖套合于地理國情普查成果地表覆蓋現(xiàn)狀圖，進(jìn)行空間分析，提取耕地利用狀況圖斑。

3）將耕地利用狀況圖斑疊加于2016年度最新遙感影像底圖，利用遙感影像顯現(xiàn)的特征，采用人機(jī)交互解譯方法逐圖斑核對修編并圈定土地開發(fā)整理新增耕地中用于農(nóng)作物種植、果園種植、水產(chǎn)養(yǎng)殖、拋荒撂荒、植樹造林甚至人工建筑等非耕作利用的地類圖斑。

3 新增耕地項目區(qū)的耕地利用狀況

3.1 耕地利用方式的分布狀況

以農(nóng)作物種植面積與項目區(qū)耕地總面積的百分比作為農(nóng)作物種植程度，以農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的耕地面積與項目區(qū)耕地總面積百分比作為農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整程度，作洞庭湖生態(tài)經(jīng)濟(jì)區(qū)新增耕地項目區(qū)耕地利用狀況統(tǒng)計（表2）。

目前，洞庭湖生態(tài)經(jīng)濟(jì)區(qū)的土地開發(fā)整理項目區(qū)耕地并非全部實際耕作，部分被拋荒撂荒，甚至存在用于植樹造林、建筑房屋等情況。據(jù)表2作各類耕地利用方式統(tǒng)計圖（圖2），可以看出，洞庭湖生態(tài)經(jīng)濟(jì)區(qū)土地開發(fā)整理的項目區(qū)耕地總面積202378.97hm2，用于農(nóng)作物種植的耕地169656.04hm2，農(nóng)作物種植程度為83.83%；用于農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的耕地181720.07hm2，占項目區(qū)耕地總面積的5.96%。將農(nóng)作物種植與農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的耕地作為實際耕作耕地，則實際耕作程度為89.79%。其他用途的耕地屬于不規(guī)范利用耕地，它們占用耕地20658.90hm2，占項目區(qū)耕地總面積的5.96%。其中，被拋荒撂荒6608.33hm2，用于植樹造林9848.05hm2，另有4202.52hm2耕地被用于家禽養(yǎng)殖甚至人工建筑等其他方面。

圖2 洞庭湖生態(tài)經(jīng)濟(jì)區(qū)耕地利用方式統(tǒng)計圖

3.2 各行政區(qū)域耕地利用狀況

各級行政區(qū)域耕地利用狀況不盡相同。圖3示出了岳陽、常德、益陽三市的耕地利用狀況。

表2 2010～2016年各縣（市、區(qū)）新增耕地項目區(qū)耕地利用狀況

從市級區(qū)域看，岳陽市的農(nóng)作物耕作率為88.09%，是三市中最高者，依次是常德市82.55%和益陽市81.09%。就農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整用途而言，益陽市和常德市的果園種植、水產(chǎn)養(yǎng)殖面積大，農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整程度分別達(dá)到7.84%和6.89%，明顯高于岳陽市的農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整程度；各市的不規(guī)范利用耕地的比例均在10%左右，其中岳陽市的拋荒撂荒比例最大，益陽市的植樹造林面積最大。用作房屋建筑等其他用途的耕地的比例較小，僅2.00%左右，且三個市都非常接近。

圖3 岳陽、常德、益陽三市耕地利用狀況對比柱狀圖

3.3 各行政區(qū)域?qū)嶋H耕作程度

利用表2制作各縣級行政區(qū)域的實際耕作程度圖（圖4）。可以看出，湘陰縣、華容縣的實際耕作率最高，均達(dá)95%以上，其次是君山區(qū)、云溪區(qū)、沅江市、南縣、澧縣、安鄉(xiāng)縣、資陽區(qū)和赫山區(qū)，實際耕作率都在90%以上。耕作率最低的是安化縣，僅60.10 %，其次是武陵區(qū)和桃江縣，耕地的耕作率均小于80%?？傮w上具有山丘地區(qū)耕作率相對較低、湖區(qū)平原區(qū)耕作率相對較高的特點。這種情況，除了當(dāng)今糧食種植經(jīng)濟(jì)效益低下這一因素外，還與當(dāng)?shù)氐牡孛?、土質(zhì)條件、自然環(huán)境等客觀因素有關(guān)。另外，地方的特色農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)也是影響耕地耕作程度的重要原因，如安化縣的黑茶享譽全球，石門縣則為“中國柑橘之鄉(xiāng)”，兩縣經(jīng)濟(jì)園地的面積分別占土地開發(fā)整理項目范圍中耕地總面積的33.4%、25.8%。

4 結(jié)論

圖4 洞庭湖生態(tài)經(jīng)濟(jì)區(qū)2011～2016年新增耕地耕作利用程度分區(qū)圖

1）洞庭湖生態(tài)經(jīng)濟(jì)區(qū)2010年以來通過省級和市級驗收的土地開發(fā)整理項目共有1269個，項目區(qū)耕地總面積202378.97hm2，實際用于農(nóng)作物種植的耕地169656.04hm2，農(nóng)作物種植率83.83%；用于農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的耕地181720.07 hm2，其中被用作果園種植6355.97hm2，水產(chǎn)養(yǎng)殖5708.06hm2，二者合計占耕地總面積的5.96%；不規(guī)范利用耕地20658.907hm2，占耕地總面積的10.27%，其中拋荒撂荒6608.33hm2，植樹造林9848.05hm2，另有4202.52hm2耕地被用于房屋建筑、黏土磚瓦廠修建等。

2）從市級區(qū)域看，岳陽市的實際耕作程度最高，為91.079%，其次是常德市89.44%，益陽市為88.93%。從縣級區(qū)域看，湘陰縣、華容縣耕作程度最高，均達(dá)95%以上。耕作率最低的是安化縣，僅60.10 %，其次是桃江縣和武陵區(qū)，耕地的耕作率均小于80%。其中，安化和桃江將新開發(fā)整理的耕地用于植樹造林，使耕地改變?yōu)榱值亍?yīng)該指出，新開發(fā)整理的耕地一般不屬于退耕還林區(qū)域，應(yīng)進(jìn)行農(nóng)作物種植或以發(fā)展農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)為主。

3）利用耕地進(jìn)行果園種植和水產(chǎn)養(yǎng)殖，是當(dāng)今農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的必然。就此而言，益陽市和常德市的農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整程度分別達(dá)到7.84%和6.89%，明顯高于岳陽市的農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整程度2.98%。

4）耕地的拋荒撂荒是農(nóng)產(chǎn)品價格不高、農(nóng)民普遍外出打工的結(jié)果。岳陽市的耕地拋荒撂荒率最高，在一定程度上反映了岳陽市農(nóng)民的外出務(wù)工率相對較高。國家“十三五”規(guī)劃綱要要求“探索實行耕地輪作休耕制度試點”。岳陽市相對適于作為耕地輪作休耕制度試點區(qū)域。

5）以地理國情普查數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，結(jié)合土地年度變更數(shù)據(jù)、土地開發(fā)整理項目區(qū)分布數(shù)據(jù)和最新遙感影像，能客觀地反映出新增耕地的耕作狀況。