基于耕地质量指数空间自相关的耕地保护分区 ——以贵州
省荔波县为例
赵杨茜1，杨 柳2*，杨 鹏3
【摘 要】耕地质量是衡量粮食生产的重要指标。本研究以荔波县为例，首先分析了耕地的数量和质量的现状，并以耕地质量自然等、利用等和经济等等级指数为变量进行空间相关性分析，最终提出耕地保护分区方案。结果表明：全局来看，荔波县耕地自然等、利用等和经济等在空间上均表现为正相关，且IZRDZS>ILYDZS>IJJDZS。局部来看，耕地质量大部分表现为非显著性，空间正相关类型(HH型和LL型)多以“组团”形式出现，聚集性较强，而负相关类型无明显集中的区域，呈零星分布。根据耕地的三大属性分析结果和实际情况，提出农业结构调整区域、土地整治重点区域、永久农业建设区域和非农建设理想区域4类分区，以期能够为以后荔波县耕地的持久保护提供参考。 【期刊名称】贵州大学学报（自然科学版） 【年(卷),期】2017(034)005 【总页数】8
【关键词】耕地质量；空间自相关；保护分区；荔波县
随着经济与人口的增长，耕地保护已成为我国最突出的问题之一[1]。耕地作为人类赖以生存的基本资料和条件，耕地质量的优劣关系到粮食安全、农产品质量以及农业可持续发展。耕地质量的研究一般分为时间和空间两个维度，以往研究内容多围绕耕地质量评价、分区与保护等研究，其中耕地质量评价主分为耕地生产能力评价、耕地潜力评价、耕地适宜性评价和耕地土壤及环境质量评价四类[2]，但更多的是根据地域特色和需求进行综合性评价。侯现慧等[3]结合
三元区耕地土壤硒元素含量、土壤环境质量及自然保护区和水源保护区等因素对福建省三元区耕地质量状况进行评价和分区研究。奉婷等[4]从耕地自然质量、利用条件、空间形态与生态安全选取指标进行耕地质量综合评价，实现基本农田布局划分。陈诚等[5]通过综合耕地基础地力、耕地健康和耕地外部环境构建耕地综合质量评估指标体系，分类讨论耕地保护与整治路径。随着研究的深入，近年学者开始围绕耕地自然条件、利用条件和经济水平行三大属性分别空间特征的研究。任平等[6]通过对比龙泉驿区2005年、2009年及2013年耕地空间分布格局分析其变化规律和特征。熊昌盛等[7]以广东省广宁县以耕地质量的自然等指数、利用等指数和等别指数为空间变量，运用Moran’s I指数进行空间自相关分析。赵丹等[8]运用趋势面和相关分析相结合的方法对耕地空间分析规律和影响因素进行分析。党国锋等[9]通过分析南市武都区耕地不同自然条件、利用水平、经济状况下的空间分布特征提出区域性的耕地保护措施。但以上对耕地质量三大属性的研究多是单一性的，综合性的研究较少。本研究以贵州省荔波县为例进行空间相关性分析，通过综合耕地的自然条件、利用情况和经济水平三者的空间分布情况来进行统一分区划定，以期未来在一定程度上为荔波县今后农业的发展提供参考。
1 研究区概况及数据来源
1.1 研究区概况
荔波县位于贵州省南部，位于107°37′～108°18′E、25°7′～25°9′N，下辖1个街道、5个镇和2个乡，属于亚热带季风性湿润气候，平均气温18.3℃，年积温6570℃，年日照时数1401.8 h以上，年降雨量1200～1400 mm，雨热同季，无霜期283天，灾害性天气少，适宜农业的发展。但县域耕地数量较少，
根据2014年荔波县的土地变更调查结果显示，县域总面积2431.8 km2，其中耕地面积218.3 km2，占全县土地总面积的8.98%，低于全国平均水平。同时县域以山地丘陵为主，地势高低起伏，山地面积占总面积的71.63%，丘陵面积占总面积的18.20%，平坝面积只占总面积的10.17%，最高海拔1490 m，最低海拔300 m。 1.2 数据来源
本研究以贵州省黔南州荔波县为研究区，涉及数据包括：荔波县2014年土地利用现状图、耕地质量等别数据、统计年鉴以及土地利用变更调查数据等。其中本文基础数据主要是按照《农用地质量分等规程》中农用地分等计算方法和思路，得到每个耕地斑块的自然等、利用等和经济等指数，并剔除异常值，通过面积加权的方法等到耕地各个级别的质量指数。
2 研究方法
2.1 耕地密度变化
核密度估算法作为非参数密度估计的统计方法，能够有效地计算出空间内单元格内点或线的密度，并将结果空间图示化，直接表达出空间的聚集程度，所得的核密度测算值越高，则耕地的空间分布越聚集。其含义为：设定x1，…,xn是从分布密度函数f中随机选取的独立分布的样本点，估计f在某点x处的值f(x)，通常采用Rosenblatt-Parzen核估计[6]：
式中：fn(x)表示在x耕地地块的核密度测算值，n表示耕地地块的数量，k表示核密度函数，x-xi表示耕地地块x到样本地块xi处的距离，h表示核密度测算带块的平滑参数。 2.2 空间自相关
基于耕地质量指数空间自相关的耕地保护分区r——以贵州省荔波县为例
