阿曼妮薩·庫爾班，滿蘇爾·沙比提，艾克旦·依薩克，阿斯耶·奧布里塔里普，昆比克·巴合吐爾汗

(新疆師范大學(xué)地理科學(xué)與旅游學(xué)院，830054，烏魯木齊)

土地利用/覆被變化一直是國內(nèi)外土地生態(tài)環(huán)境和生態(tài)安全評(píng)價(jià)研究的重點(diǎn)，耕地作為所有農(nóng)業(yè)活動(dòng)的基礎(chǔ)，是土地利用研究的主要內(nèi)容之一[1]。耕地是區(qū)域農(nóng)業(yè)發(fā)展的基本保障，是糧食與經(jīng)濟(jì)性農(nóng)作物生產(chǎn)的寶貴資源，因此耕地面積的變化直接影響區(qū)域的農(nóng)作物生產(chǎn)和農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的增長。耕地資源在干旱區(qū)綠洲區(qū)域不僅是農(nóng)作物播種對(duì)象也是人民賴以生存的生活環(huán)境，利用耕地可以發(fā)展區(qū)域農(nóng)業(yè)來保證居民的基本收入[2]。隨著我國人口不斷增長、干旱區(qū)綠洲農(nóng)業(yè)的不斷多樣化與現(xiàn)代化的推進(jìn)，對(duì)土地的開發(fā)和利用強(qiáng)度愈發(fā)劇烈，耕地面積開始不斷擴(kuò)大，解決了大量糧食等農(nóng)作物生產(chǎn)問題的同時(shí)對(duì)當(dāng)?shù)氐耐恋匕踩?、土壤質(zhì)量和生態(tài)環(huán)境帶來了不少的環(huán)境問題，并且耕地資源不僅具有生態(tài)景觀功能和承載功能，還保障國民的糧食安全，為此對(duì)耕地資源的保護(hù)和合理開發(fā)利用是生態(tài)、經(jīng)濟(jì)與政治等多方面的要求[3]。塔里木河流域是我國最大的內(nèi)流河流域，目前塔里木河流域的主要河流以阿克蘇河、葉爾羌河、和田河、開都河—孔雀河等源流為主，其中向塔里木河干流常年輸水、補(bǔ)給的水量最多的河流只有阿克蘇河，即占4條河流總補(bǔ)水量的70%以上，對(duì)塔里木河干流的形成、發(fā)展和演變過程以及流域生態(tài)發(fā)展起著決定性作用[4-5]。從2000年開始塔里木河實(shí)施生態(tài)輸水，如今已取得顯著效果，但流域內(nèi)的局部區(qū)域生態(tài)退化、土地沙漠化愈來愈嚴(yán)重，研究區(qū)氣候干旱、生態(tài)環(huán)境脆弱，近幾十年來阿克蘇河流域綠洲耕地面積的擴(kuò)大，導(dǎo)致其向塔里木河干流的輸水量逐年減少，從而帶來土壤侵蝕、水域減少、土地質(zhì)量下降等一系列生態(tài)安全問題，直接影響維護(hù)塔里木河流域整體生態(tài)安全、生態(tài)服務(wù)功能以及生態(tài)環(huán)境敏感性。為此，國內(nèi)諸多學(xué)者做過關(guān)于阿克蘇河流域耕地變化[6-8]和耕地與河流水文效應(yīng)[9]的相關(guān)研究，但對(duì)最近20年以來的耕地面積變化、耕地集中化與破碎化等研究較少。筆者以阿克蘇河流域作為研究區(qū)，以2000、2005、2010、2015和2018年5個(gè)時(shí)期的土地利用數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，重點(diǎn)分析研究區(qū)2000—2018年間耕地面積變化特征以及演變規(guī)律，研究結(jié)果和分析結(jié)論對(duì)于阿克蘇河流域耕地健康評(píng)價(jià)、耕地敏感性評(píng)價(jià)和流域內(nèi)部穩(wěn)定性具有重大意義。此外，借助空間基尼系數(shù)，探討研究區(qū)耕地破碎化程度，對(duì)區(qū)域的合理開發(fā)利用耕地資源、農(nóng)業(yè)和農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展以及社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、生態(tài)協(xié)調(diào)發(fā)展有重大科學(xué)依據(jù)和意義。

1 研究區(qū)概況

阿克蘇河流域位于塔里木河上游平原地區(qū)，地理位置為E 75°35′～80°59′、N 40°17′～42°27′[10]。流域面積5.0萬km2，其中境內(nèi)面積3.1萬km2，境外面積1.9萬km2[11]。研究區(qū)包括阿克蘇市、溫宿縣、烏什縣、柯坪縣和阿瓦提縣(圖1)水系豐富，主要水系有阿克蘇河、塔里木河、木扎爾特河、渭干河、庫車河等，是南疆地區(qū)水資源最豐富的區(qū)域[12]。研究區(qū)自然環(huán)境獨(dú)特，屬于典型大陸性溫帶干旱氣候，降水量少、蒸發(fā)量大，徑流主要來源于山區(qū)的冰川融水和大氣降水，地表水資源量為78.60億m3，其中國外來水量為47.80億m3，國內(nèi)來水量為24.95億m3；流域天然陸地蒸發(fā)量為93.70億m3，干旱指數(shù)為11.2。阿克蘇河流域是塔里木河流域的一個(gè)重要組成部分，也是我國重要的糧食和棉花生產(chǎn)基地，主要以種植小麥(Triticamaestivyn)、玉米(Zeamays)、棉花(Gossypiumspp.)為主[13]。近40年以來，研究區(qū)糧食單產(chǎn)量從1978年的19萬t增加到2018年的79萬t，棉花單產(chǎn)量從1978年的2 700 t增加到2018年的40萬t；耕地面積從1978年的1 551.6 km2增加到8 541.9 km2。

圖1 研究區(qū)示意圖Fig.1 Schematic diagram of the study area

2 數(shù)據(jù)與方法

2.1 數(shù)據(jù)來源

本研究用2000—2018年土地利用數(shù)據(jù)和相關(guān)社會(huì)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)對(duì)阿克蘇河流域的耕地時(shí)空變化特征及其破碎化程度進(jìn)行統(tǒng)計(jì)與分析。其中土地利用數(shù)據(jù)來源于中國科學(xué)院資源環(huán)境科學(xué)數(shù)據(jù)中心(http:∥www.resdc.cn)；社會(huì)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)來源于《新疆統(tǒng)計(jì)年鑒》和《阿克蘇輝煌50年1949—1999》。研究中阿克蘇河流域2000、2005、2010、2015和2018年共5期土地利用數(shù)據(jù)作為基礎(chǔ)，根據(jù)相關(guān)研究和參考文獻(xiàn)中的土地分類方法將研究區(qū)土地利用類型分為耕地、林地、建設(shè)用地、草地、水域和未利用地6種類型[14]。

2.2 研究方法

2.2.1 單一土地利用動(dòng)態(tài)度 在耕地面積變化分析中，重點(diǎn)探討2000、2005、2010、2015和2018年5期土地利用圖中的耕地變化進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析。耕地利用變化特征可以通過耕地變化動(dòng)態(tài)度描述，計(jì)算式如下：

(1)

式中：Ua和Ub分別為研究區(qū)耕地初期和末期面積，km2；t為研究時(shí)間長度，a；R為研究區(qū)耕地面積在t時(shí)間段內(nèi)的相對(duì)年變化率[15]。

2.2.2 耕地利用轉(zhuǎn)移矩陣 通過運(yùn)用耕地利用轉(zhuǎn)移矩陣可以正確反映研究區(qū)耕地在研究初、末期跟其他土地利用類型面積之間的相互轉(zhuǎn)化過程以及動(dòng)態(tài)特征[16]。采用ArcGIS10.5軟件的疊加分析功能，首先將后期土地利用圖和前期土地利用圖進(jìn)行融合，然后進(jìn)行疊加，得到研究區(qū)在不同時(shí)期土地利用空間轉(zhuǎn)移矩陣。轉(zhuǎn)移矩陣是根據(jù)土地利用分類結(jié)果來制作的，研究分類精度和誤差值在合理范圍之內(nèi)，總體精度為97%，誤差均<1。筆者通過運(yùn)用馬爾可夫轉(zhuǎn)移矩陣計(jì)算式得到耕地在2000—2018年間的變化矩陣，其通用公式為：

(2)

式中：S為面積，km2；n為轉(zhuǎn)移前后的土地利用類型數(shù)；i、j分別為轉(zhuǎn)移前與轉(zhuǎn)移后的土地利用類型；Sij為轉(zhuǎn)移前的i地類轉(zhuǎn)移后的j地類的面積，km2。

2.2.3 空間基尼系數(shù) 空間基尼系數(shù)[17]可以用于反映耕地分布的空間集聚化程度或者破碎化程度，其計(jì)算式如下：

(3)

式中：Pij為第i個(gè)區(qū)域j地類面積占全區(qū)域同一地類的比例；Xi為第i個(gè)地區(qū)總面積占全區(qū)域總面積的比例；Gj為第j種地類空間基尼系數(shù)，Gj的值在0和1之間，對(duì)于耕地而言，Gj的值越接近0，耕地破碎化程度越嚴(yán)重；Gj的值越接近1，耕地的集聚化程度越高。

3 結(jié)果與分析

3.1 土地利用結(jié)構(gòu)變化

從研究區(qū)土地利用的變化可以看出不同土地利用類型總量的變化，通過分析土地利用類型總量的變化可以了解土地利用結(jié)構(gòu)的變化。利用阿克蘇河流域2000、2005、2010，2015和2018年的土地利用數(shù)據(jù)，對(duì)阿克蘇河流域土地利用結(jié)構(gòu)進(jìn)行分類，分類結(jié)果如圖2所示。

圖2 阿克蘇河流域2000—2018年土地利用圖Fig.2 Land use map in the Aksu River Basin from 2000 to 2018

3.1.1 土地利用面積變化量 從圖2、表1、表2和圖3中可以看出，2000—2018年阿克蘇河流域的土地利用類型主要以草地和未利用地為主，二者面積之和占總土地利用面積的80.0%以上；而城鄉(xiāng)、工礦、居民用地所占面積最小，即<1%；草地、林地、水域面積呈減少趨勢(shì)，建設(shè)用地(城鄉(xiāng)、工礦、居民用地)、耕地、未利用地呈增加趨勢(shì)。2000—2018年間研究區(qū)土地利用/覆被類型發(fā)生了不同程度的變化，其中耕地變化面積最大，從2000年的5 553.4 km2增加到2018年的8 541.9 km2，增加量為2 988.5 km2，所占比例從8.7%增加到13.4%，說明研究區(qū)在近19年的農(nóng)田開墾力度不斷增加；建設(shè)用地面積變化幅度較小，從2000年的249.4 km2增加到2018年的462.4 km2，增加量為213.0 km2，所占比例增加0.3%。草地面積一直呈減少趨勢(shì)，從2000年的1萬6 498.8 km2減少到2018年的1萬3 768.8 km2，減少量為2 730.0 km2，所占比例從2000年的25.8%減少到2018年的21.5%；林地面積亦呈減少趨勢(shì)，從2000年的2 062.0 km2減少到2010年的1 405.8 km2，2018年減少到1 393.3 km2，2000—2018年所占比例減少1.0%，從2010年開始減少速度緩慢。近19年以來研究區(qū)除了草地之外，水域面積減少量最大，從2000年的3 488.3 km2減少到2018年的1 766.4 km2，減少量為1 721.9 km2；其最終2005—2010年間變化幅度比較大，所占比例從2005年的5.4%減少到2010年的2.5%，又減少到2015年的2.4%；到2018年水域面積增加到1 766.4 km2，比2015年的增加263.7 km2，這與研究區(qū)天然水資源變化、農(nóng)工業(yè)與生活用水量變化相關(guān)。研究期間，阿克蘇河流域未利用地面積所占的比例最大，即均在50.0%以上；未利用地面積從2000年的3萬6 052.2 km2減少到2005年的3萬5 645.5 km2，所占比例也減少0.6%，再到2018年又增加到3萬7 971.3 km2，所占比例亦增加到59.4%，2000—2018年增加1 919.1 km2，在研究區(qū)總面積中所占比例增加3.0%。從整體來看，2000—2018年間阿克蘇河流域草地、林地和水域面積不斷減少，耕地、建設(shè)用地和未利用地呈增加趨勢(shì)，這與研究區(qū)人口增長、盲目擴(kuò)大耕地面積、無節(jié)制用水等因素有關(guān)。

表1 阿克蘇河流域2000—2018年土地利用結(jié)構(gòu)及其面積變化Tab.1 Change of land use structure and its area in Aksu River Basin from 2000 to 2018 km2

表2 阿克蘇河流域2000—2018年土地利用結(jié)構(gòu)及其面積比例變化Tab.2 Changes of land use structure and its area ratio in Aksu River Basin from 2000 to 2018 %

3.1.2 單一土地利用動(dòng)態(tài)度 利用土地利用動(dòng)態(tài)度可以對(duì)阿克蘇河流域各種土地利用類型的變化速度和增減情況進(jìn)行分析和比較。如圖3所示，耕地和建設(shè)用地土地利用動(dòng)態(tài)度為正值，說明19年來研究區(qū)耕地和建設(shè)用地呈凈增加趨勢(shì)，以2.99%和4.75%的年變化率增加；草地和林地的土地利用動(dòng)態(tài)度為負(fù)值，說明研究期間呈凈減少趨勢(shì)，分別以0.92%和1.80%的年變化率減少。水域土地利用動(dòng)態(tài)度在2000—2015年間為負(fù)值，說明在此期間水域面積在減少；2015—2018年為正值，說明從2015年開始水域面積開始增加。近19年來，未利用地變化幅度不大，以0.3%的年變化率增加。2000—2005和2010—2015年間為負(fù)值，說明在此期間呈減少趨勢(shì)，2005—2010年和2015—2018年間為正值，呈增加趨勢(shì)。

圖3 阿克蘇河流域土地利用類型面積動(dòng)態(tài)度Fig.3 Dynamic degree of land use type area in the Aksu River Basin

3.2 耕地利用轉(zhuǎn)移特征

耕地利用轉(zhuǎn)移矩陣能夠比較詳細(xì)地反映研究區(qū)耕地與其他土地利用類型之間的轉(zhuǎn)化特點(diǎn)和方向。本研究通過采用ArcGIS10.5軟件的疊加分析功能，獲取研究區(qū)不同時(shí)期空間轉(zhuǎn)移矩陣(圖4)，利用馬爾可夫計(jì)算公式分別計(jì)算出2000—2005、2005—2010、2010—2015、2015—2018和2000—2018年阿克蘇河流域土地利用變化轉(zhuǎn)移矩陣，筆者對(duì)其中的耕地利用變化進(jìn)行探討與分析，研究阿克蘇河流域耕地面積時(shí)空變化特征，如表3和表4所示。

圖4 阿克蘇河流域2000—2018年土地利用變化Fig.4 Land use change in the Aksu River Basin from 2000 to 2018

3.2.1 2000—2005年耕地利用轉(zhuǎn)移特征 從2000—2018年阿克蘇河流域土地利用變化圖和耕地利用轉(zhuǎn)移矩陣(圖4、表3和表4)可以看出，2000—2005年研究區(qū)總耕地轉(zhuǎn)移面積為1 134.35 km2，新增耕地面積為1 101.39 km2，減少耕地面積為32.96 km2，耕地轉(zhuǎn)換以轉(zhuǎn)入為主。研究區(qū)耕地轉(zhuǎn)入面積中，新增耕地面積主要以草地、林地、未利用地轉(zhuǎn)變?yōu)楦貫橹?，其中草地轉(zhuǎn)變?yōu)楦氐拿娣e最大，為622.64 km2；建設(shè)用地和水域轉(zhuǎn)入到耕地的面積較少，即建設(shè)用地轉(zhuǎn)變?yōu)楦氐拿娣e最小，為2.72 km2。在耕地轉(zhuǎn)出其他土地利用類型的面積中，主要以轉(zhuǎn)變?yōu)榻ㄔO(shè)用地和草地為主，轉(zhuǎn)變量分別為15.19和10.92 km2，耕地對(duì)水域、未利用地、林地面積的轉(zhuǎn)出量不明顯，分別為3.31、2.58和0.96 km2。

3.2.2 2005—2010年耕地利用轉(zhuǎn)移特征 在2005—2010年間，研究區(qū)耕地轉(zhuǎn)移面積為3 018.04 km2，比2000—2005年擴(kuò)張880.29 km2，新增耕地面積為1 981.68 km2，減少耕地面積為1 036.6 km2，耕地轉(zhuǎn)換以轉(zhuǎn)入為主。新增耕地面積中草地、林地和未利用地的轉(zhuǎn)入量比較多，分別為865.72、364.06和501.04 km2，比上一階段的依次擴(kuò)大243.08、176.71和232.42 km2，建設(shè)用地和水域轉(zhuǎn)變?yōu)楦氐拿娣e分別為143.75和107.11 km2，比上一階段分別擴(kuò)大141.03和87.05 km2。在耕地轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌恋乩妙愋兔娣e中，轉(zhuǎn)變?yōu)椴莸睾土值氐拿娣e較多，分別為337.54和325.67 km2，比上一階段分別擴(kuò)大326.62和324.71 km2；轉(zhuǎn)變?yōu)榻ㄔO(shè)用地、水域和未利用地的面積亦增加，分別為255.51、26.88 km2和90.76 km2。在這一階段，草地、林地退化嚴(yán)重，耕地面積增加，草地和林地轉(zhuǎn)變?yōu)檗r(nóng)田，片面性的推廣單一的糧食生產(chǎn)模式，嚴(yán)重破壞研究區(qū)生態(tài)環(huán)境。

3.2.3 2010—2015年耕地利用轉(zhuǎn)移特征 研究區(qū)在2010—2015年間，耕地轉(zhuǎn)移面積為852.23 km2，比上一階段的轉(zhuǎn)變量減少2 165.81 km2，新增耕地面積為797.97 km2，減少面積為54.26 km2，耕地利用轉(zhuǎn)型以轉(zhuǎn)入為主。草地、林地、建設(shè)用地、水域和未利用地轉(zhuǎn)變?yōu)楦氐拿娣e依次為677.37、7.23、7.10、9.53和96.74 km2，比2005—2010年的增加量分別減少188.35、356.83、136.65、25.91和404.30 km2。耕地面積轉(zhuǎn)變?yōu)椴莸?、林地、建設(shè)用地、水域和未利用地面積分別為15.17、4.07、30.99、0.97和3.06 km2，比上階段的轉(zhuǎn)變量分別減少322.37、321.60、224.52、25.90和87.70 km2。說明阿克蘇河流域在2005—2010年間土地利用類型變化速度逐漸緩慢，各種土地利用類型之間的轉(zhuǎn)化比較穩(wěn)定化，開始有效控制盲目開墾農(nóng)田和生態(tài)環(huán)境的破壞。

表3 研究區(qū)2000—2018年耕地轉(zhuǎn)入矩陣Tab.3 Arable land transferred-into matrix from 2000 to 2018 in the study area km2

表4 研究區(qū)2000—2018年耕地轉(zhuǎn)出矩陣Tab.4 Arable land transferred-from the matrix from 2000 to 2018 in the study area km2

3.2.4 2015—2018年耕地利用轉(zhuǎn)移特征 在2015—2018年間，研究區(qū)耕地轉(zhuǎn)移以轉(zhuǎn)入為主，轉(zhuǎn)移面積為765.36 km2，比2010—2015年減少了299.50 km2；新增耕地面積為498.47 km2，轉(zhuǎn)出為其他土地利用類型的面積為266.89 km2。草地和水域轉(zhuǎn)變?yōu)楦氐拿娣e呈減少趨勢(shì)，即比2010—2015年分別減少345.84和3.63 km2；林地、建設(shè)用地和未利用地轉(zhuǎn)變?yōu)楦氐拿娣e呈增加趨勢(shì)，分別增加10.58、32.06和7.25 km2。其他土地利用面積轉(zhuǎn)變?yōu)楦氐拿娣e均呈增加趨勢(shì)，2015—2018年耕地轉(zhuǎn)變?yōu)椴莸?、建設(shè)用地、林地、水域和專利用地的面積為172.69、34.72、14.54、6.79和38.15 km2?？芍?年內(nèi)研究區(qū)草地面積恢復(fù)加快，耕地面積增加速度緩慢，林地、草地和水域保護(hù)得到有效保障。

3.2.5 2000—2018年耕地利用轉(zhuǎn)移特征 2000—2018年耕地轉(zhuǎn)移以轉(zhuǎn)入為主，轉(zhuǎn)移面積為4 666.38 km2，其中耕地轉(zhuǎn)入面積為3 827.55 km2，耕地轉(zhuǎn)出面積為838.83 km2；耕地轉(zhuǎn)入主要以草地、未利用地、林地為主，其轉(zhuǎn)入面積分別為1 819.14、1 055.09和654.78 km2。耕地轉(zhuǎn)出主要以轉(zhuǎn)變?yōu)榱值?、建設(shè)用地和草地為主，轉(zhuǎn)出量依次為291.46、271.51和188.80 km2。研究期間，耕地轉(zhuǎn)變?yōu)榻ㄔO(shè)用地的面積為271.51 km2，建設(shè)用地轉(zhuǎn)變?yōu)楦孛娣e為140.07 km2，阿克蘇河流域在調(diào)整土地利用過程中以保護(hù)農(nóng)業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量安全為目標(biāo)，兼顧保護(hù)農(nóng)作物生長和土壤生態(tài)的需要，篩選出符合耕地標(biāo)準(zhǔn)的、不符合建設(shè)用地標(biāo)準(zhǔn)的土地轉(zhuǎn)變?yōu)楦?。隨著研究區(qū)人口的不斷增長直接導(dǎo)致對(duì)耕地需求量的增加，強(qiáng)烈的人類活動(dòng)使研究區(qū)土地利用程度增加，從而推進(jìn)耕地與各土地利用類型之間的相互轉(zhuǎn)移?？傊?，2000—2018年阿克蘇河流域耕地利用轉(zhuǎn)移特征明顯，主要表現(xiàn)在耕地與草地、林地、建設(shè)用地之間的轉(zhuǎn)移，耕地轉(zhuǎn)變?yōu)椴莸?、林地、建設(shè)用地，草地、林地、水域和未利用地轉(zhuǎn)變?yōu)楦亍?/p>

3.3 耕地破碎特征

通過計(jì)算阿克蘇河流域1市4縣2000、2005、2010、2015和2018年耕地空間基尼系數(shù)可知，研究區(qū)各時(shí)期耕地空間基尼系數(shù)都<0.04，說明耕地集中化水平整體偏低。具體地說，阿克蘇河流域耕地空間基尼系數(shù)從2000年的0.034 3增加至2010 年的 0.038 4，然后下降至 2015 年的 0.033 7，再上升至2018年的0.036 5，2015年耕地空間基尼系數(shù)最低，耕地破碎化程度加劇。2000—2010年阿克蘇河流域耕地面積大量增加，即草地、林地、水域和未利用地等其他土地利用類型轉(zhuǎn)變?yōu)楦氐拿娣e大幅度擴(kuò)大，因此研究區(qū)耕地空間基尼系數(shù)亦呈增加趨勢(shì)，耕地的局計(jì)劃程度渝高；相比之下2010—2015年間，研究區(qū)耕地轉(zhuǎn)入面積減少、草地、林地面積不斷擴(kuò)大，耕地空間基尼系數(shù)亦呈減少趨勢(shì)，在此期間當(dāng)?shù)卣容^重視耕地利用、耕地安全性等問題，并實(shí)行保護(hù)草地、林地等政策，對(duì)研究區(qū)耕地合理開發(fā)利用和保護(hù)自然環(huán)境具有一定成效。2015—2018年研究區(qū)耕地空間基尼系數(shù)再次增加，這是因?yàn)檠芯繀^(qū)在完成耕地保護(hù)目標(biāo)的基礎(chǔ)上也在推進(jìn)第二、第三產(chǎn)業(yè)的發(fā)展并實(shí)施退耕還林的生態(tài)環(huán)境保護(hù)工程。此外，研究區(qū)人口數(shù)量多，除了耕地以外其他土地利用類型面積占總土地利用面積的比例從2000年的91.3%減少到2018年的86.6%，但仍然存在多種土地利用類型相互轉(zhuǎn)化，致耕地集中化程度略微增加，破碎化程度依然很高。

4 討論

為了對(duì)阿克蘇河流域最近19年以來的耕地面積時(shí)空變化特征和耕地破碎化程度進(jìn)行研究，筆者從研究區(qū)耕地面積動(dòng)態(tài)以及耕地與建設(shè)用地、草地、林地、水域和未利用地之間的相互轉(zhuǎn)化情況來分析耕地時(shí)空變化特征，并且協(xié)助基尼系數(shù)來分析阿克蘇河流域耕地破碎化特征。從研究結(jié)果來看，阿克蘇河流域耕地面積總體上呈增加趨勢(shì)，與其他地類之間的轉(zhuǎn)移特征明顯——以轉(zhuǎn)入為主，轉(zhuǎn)入面積為3 827.55 km2，主要以草地、未利用地與林地轉(zhuǎn)變?yōu)楦貫橹鳎滢D(zhuǎn)入面積分別為1 819.14、1 055.09和654.78 km2。此外，通過借用空間基尼系數(shù)來探討研究區(qū)耕地破碎化程度，發(fā)現(xiàn)阿克蘇河流域耕地破碎化程度在2010年最大。除了隨著人口的增長耕地利用強(qiáng)度的增加以外，國家政策、經(jīng)濟(jì)發(fā)展和文化水平等因素對(duì)耕地面積變化以及空間分布有一定的影響。為此，本文章存在一定不足之處，比如數(shù)據(jù)和研究方法的選取可以更詳細(xì)、更直觀，并且可以通過農(nóng)戶調(diào)查、統(tǒng)計(jì)等方法獲取更精確、多面的數(shù)據(jù)來進(jìn)行監(jiān)測(cè)與模擬，最終探討阿克蘇河流域耕地利用特征，為研究區(qū)耕地健康評(píng)價(jià)和推進(jìn)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)、生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展等研究提供重要依據(jù)。

5 結(jié)論

1)近19年以來，阿克蘇河流域耕地面積呈顯著的增加趨勢(shì)。2000年的耕地面積為5 553.4 km2，所占面積為8.7%，增加至2018年的8 541.9 km2，所占面積為13.4%，以2.99%的年變化率增加。

2)研究區(qū)耕地面積轉(zhuǎn)移特征明顯。在過去19年里，阿克蘇河流域耕地面積以轉(zhuǎn)入為主，轉(zhuǎn)移面積為4 666.38 km2，其中耕地轉(zhuǎn)入面積為3 827.55 km2，耕地轉(zhuǎn)出面積為838.83 km2；草地、林地和未利用轉(zhuǎn)變?yōu)楦氐拿娣e較大，占總轉(zhuǎn)入面積的92.2%；耕地轉(zhuǎn)出出面積中，轉(zhuǎn)變?yōu)椴莸?、林地和建設(shè)用地的面積較大，占總轉(zhuǎn)出面積的89.6%。

3)在2000—2018年間，研究區(qū)耕地空間基尼系數(shù)呈增加趨勢(shì)。具體地說，阿克蘇河流域耕地空間基尼系數(shù)從2000年的0.034 3增加至2010年的0.038 4，說明隨著耕地面積的增加耕地聚集化程度提高；而到2015年，耕地空間基尼系數(shù)為0.033 7，破碎化程度加劇，至最后3年逐漸增大。