广西农村耕地资源贫困测度及空间格局研究

韦燕飞，冯文靖*，赖建坤，童新华

(1.南宁师范大学 自然资源与测绘学院，广西 南宁 530001；2.广西壮族自治区地理信息测绘院，广西 柳州 545000；3.南宁师范大学 地理科学与规划学院,广西 南宁 530001)

保障粮食安全是中国农业现代化的首要任务，是党的十九大后实现全面脱贫，落实国家乡村振兴战略的重要基石，耕地作为农业生产和农村发展的核心要素，严格保护耕地资源是保护、提高粮食综合生产能力的重要前提。近年来，学术界对耕地展开的研究较多，主要是运用地理信息技术和评价模型对区域耕地时空变化[1-3]、耕地可持续利用[4-5]、耕地利用效率[6-10]、耕地生态评价[11-13]以及耕地制度[14-18]等方面进行了研究和探讨，通过总结可以发现：这些研究在对指标进行评价的过程中更加侧重耕地资源的自然属性，将耕地资源的自然属性和社会属性均等考虑在内的研究仍较少，且多是对耕地与其他相关要素的耦合关系研究[19-23]。但耕地资源作为自然和社会改造的综合产物，随着科学社会的进步，未来人类对耕地资源的利用或受其社会属性的影响更大。因此，在2003年，英国学者Caroline Sullivan提出了Water Poverty Index(WPI)水贫困指数，建立了对单个自然资源的自然属性和社会经济属性进行综合评价的理论基础后[24]，2017年蔡进等[25]在已有的水资源贫困研究基础上，提出了“耕地资源贫困”的概念，为耕地资源贫困评价研究提供了参考借鉴[26-27]。

广西作为一个西部边境自治区，山地多平原少，是典型的喀斯特地貌区，各区域之间农村耕地资源差异较大，全区要加快实现农业现代化，成功振兴乡村，耕地资源的地域性贫困问题必须解决。因此，结合前人的研究，本文以广西14个地级市的耕地资源为研究对象，建立耕地资源贫困评价指标体系及耕地资源贫困测度模型，借助GIS平台和空间自相关分析的方式、方法，对2005和2015年广西各市的农村耕地资源贫困程度进行了评价，分析探讨了耕地资源贫困在空间上的分布特征及集聚状态，以期为进一步合理利用耕地资源，改善广西耕地资源贫困对农村经济及社会贫困的影响程度，巩固脱贫成果，助力广西加快实现农业现代化、实现乡村振兴提供参考借鉴。

1 研究区域与研究方法

1.1 研究区概况

广西位于东经104°26′～112°04′，北纬20°54′～26°24′之间，辖14个地市。广西地势自西北向东南倾斜，地貌总体是山地丘陵性盆地地貌，呈盆地状。2005和2015年，广西的常住人口分别为4660万和4796万人，农业人口分别为3984万和2539万人，耕地面积分别为424.71万和440.51万hm2，其中水田面积分别为218.51万和195.65万hm2，旱地面积分别为206.04万和244.53万hm2，水浇地面积分别为0.16万和0.33万hm2。

1.2 指标选取

耕地资源贫困测度过程中，为了更均衡地将耕地资源的自然和社会经济2个属性考虑在内，使评价结果更加客观且符合实际，本研究结合前人的研究及经验总结，本着科学性、系统性和数据可获取性的原则，选取了耕地禀赋、设施水平、利用能力、环境质量4个方面17个指标构建了耕地资源贫困评价指标体系(表1)。

表1 耕地资源贫困评价指标体系

1.3 研究方法

1.3.1 主客观综合赋权法 比较常见的赋权方法有主观赋权法和客观赋权法，其中，层次分析法是较典型的主观赋权法，是基于专家的经验及已有的知识来确定权重，熵值法则是客观赋权法中比较典型的方法，是基于数据的统计或数学的定量方法来确定权重。然而，主观赋权法虽然简单，但人为因素过多；客观赋权法则过于依赖样本数据，这2种方法均存在一定的局限性，并会造成信息的损失。因此，研究将采用层次分析法和熵值法综合确定指标权重，确保权重更科学，结果更符合实际。

1.3.2 耕地资源贫困测度模型 通过构建耕地资源贫困测度模型，进一步反映广西区域间耕地资源的自然、社会属性，该模型是反映耕地资源贫困的一组综合性指标。计算公式如下：

(1)

式中，LPI为农村耕地资源贫困得分矩阵，Ri、Ai、Ui、Ei分别为各地区用综合赋权法加权后的资源、设施、利用和环境子系统得分，ω为权重，其中ωr、ωa、ωu、ωe所对应资源子系统权重、设施子系统权重、能力子系统权重和环境子系统权重；i代表时年份，i取1时，为2005年；i取2时，为2015年。

1.3.3 空间自相关分析法 空间自相关分析是空间数据分析方法和技术的集合，研究将用全局莫兰指数及局部莫兰指数来表征广西14个地级市耕地资源贫困的空间集聚特征，公式如下：

(2)

(3)

式中，Global-Moran’sI为全局莫兰指数，Local-Moran’sI为局部莫兰指数，单元个数用n表示，xi、xj为空间位置i和j的观测值，S2为得分值方差，wij为空间权重矩阵，莫兰指数取值范围为[-1,1]，大于0即为正相关，小于0即为负相关，等于0为随机分布。

2 结果与分析

2.1 广西农村耕地资源贫困评价分析

通过测度可发现，广西农村耕地资源贫困总体得分从2005年的0.6485下降到2015年的0.5097，各市的得分均呈较为明显的下降趋势，说明随着时间的推移，广西农村耕地资源贫困程度逐渐减轻，其主要原因是由于国家宏观政策的引导，政府对农村的投入不断加大，农业农村的基础设施配备不断完善；其次，广西积极响应国家“十一五计划”“十二五计划”在农业方面的号召，大部分地区实现了农民持续增收、建设农业现代化的目标，逐步以现代、集约式农业经营管理方式替代了传统、粗放式农业经营管理方式。由表2可以看出，2005～2015年耕地资源贫困程度排名下降幅度较大的市有：崇左、防城港、北海，上升幅度较大的市有：来宾、梧州。研究结果整体反映出广西社会经济发展同耕地资源逐渐走向良性发展的态势。

为了更好地反映出广西耕地资源贫困的空间分布情况，通过GIS平台，利用自然断点法将广西各市耕地资源贫困程度进行分类化级，最终划分为高、较高、较低、低4个等级(图1)。由图1可以看出：桂西北地区耕地资源贫困程度较高，桂中、桂南地区耕地资源贫困程度较低，两期的耕地资源贫困空间分布情况总体变化不大。2005年耕地资源贫困程度高的市为河池、百色、防城港，耕地资源贫困程度低的市为南宁、贵港、北海；2015耕地资源贫困程度高的市为河池、百色、梧州，耕地资源贫困程度低的市为北海、南宁、贵港。

表2 2005和2015年广西各市耕地资源贫困评价情况统计表

从各子系统贫困得分来看：

(1)资源禀赋子系统(图2)。从2个研究时期的资源禀赋贫困得分变动来看，得分上升较快的为梧州，下降较快的为防城港，其中贵港则一直处于资源禀赋贫困低得分水平，说明该市的耕地资源自然属性明显优于广西其他各市。2005年耕地资源禀赋贫困程度高的市有河池、百色、防城港、桂林，贫困程度低的市为贵港；2015年资源禀赋贫困程度高的市有河池、梧州、桂林，贫困程度低的市有贵港、北海。从各市所处贫困程度的数量上看，贫困程度较深的市数量从2005年的4个减少到2015年的3个，贫困程度较轻的市数量从2005年的1个增加到2015年的2个，但耕地资源禀赋子系统贫困平均得分从2005年的0.6462到2015年的0.6558，有小幅度上升趋势，这就要求广西在推进城镇化进展的同时，要注重对耕地资源的保护，深入落实城乡建设用地增减挂钩政策，以确保区域内耕地质量及数量不降低。

图1 2005和2015年广西农村耕地资源贫困空间分布

图2 2005和2015年广西农村耕地资源禀赋子系统贫困得分空间格局

(2)设施水平子系统(图3)。从2005年广西农村耕地资源设施水平子系统贫困得分来看，处于贫困程度高得分水平的市为：河池、百色、崇左、来宾、贺州，贫困程度得分低的市为：南宁、柳州、桂林、玉林；2015年处于高得分水平的市为：河池、百色，得分低的市为：南宁、柳州、桂林。可以看出，耕地资源设施水平子系统贫困得分与地区的社会经济发展有着重要联系，如河池、百色为经济欠发达地区，研究结果均表现为区域耕地资源贫困程度深，而南宁、柳州、桂林为经济较发达地区，均表现为耕地资源贫困程度轻。从时间序列上看，耕地资源设施水平子系统贫困程度深的市域数量由2005年的5个下降到2015年的2个，广西农村耕地资源的设施水平平均得分由2005年的0.7767下降到2015年0.4778，平均得分有了较大幅度下降，这是因为在社会经济发展的同时，广西不断重视农村地区的发展，加大了对农村交通水利、能源等基础设施建设，使得农业生产条件不断优化。而河池、百色2个地市一直处于贫困程度高的地区，主要是因为这2市地处广西西北内陆区，山多平地少，生态条件较为恶劣，且复杂多样的地形不利于农业的基础设施建设。

(3)利用能力子系统(图4)。从广西农村耕地资源的利用能力子系贫困得分来看，2005～2015年2个研究节点各市贫困程度变化不大，崇左、贺州、贵港贫困程度得分下降了一个级别，其他市均无明显变化，但从两期耕地资源利用能力子系统贫困平均得分来看，2005年的得分由0.6897下降到2015年的0.3567，下降幅度大，是因为人民生活水平提升、社会经济发展能有效解决由利用能力方面而引起的耕地资源贫困问题。在空间分布上，2005年耕地资源利用能力贫困得分高的市分布在桂西北、桂西南、桂东地区，2015年贫困得分高的市仅在桂西北地区有分布，而贫困得分低的地区则一直分布在南宁和柳州两地，其原因是桂西北地区耕地资源质量较差，经济发展水平较为欠缺，加上区位交通等条件也不及桂北和桂中地区，所以桂西北地区单位面积农业总产值普遍较少，农业商品率和农民纯收入较低，导致利用能力子系统得分较高。

图3 2005和2015年广西农村耕地资源设施水平子系统贫困得分空间格局

图4 2005年、2015年广西农村耕地资源利用能力子系统贫困得分空间格

(4)环境质量子系统(图5)。从2005年广西农村耕地资源环境质量子系统贫困得分可以看出，2005年只有钦州处于系统贫困高得分水平，百色、河池、贺州、梧州、桂林处于低得分水平；2015处于高得分水平的市为钦州、来宾，百色、贺州、梧州为低得分水平。处于贫困得分高的市域数量由2005年的1个变为2015年的2个，得分低的市则由5个变为3个，环境质量子系统的平均贫困得分也从0.4081上升到0.4333，是4个子系统贫困得分中唯一上升的子系统，这反映出农村发展过程中，不可避免地会对土地环境造成污染。到2015年，桂中和桂南地区的钦州和来宾为耕地资源环境质量子系统贫困得分高分区，主要原因是近年来桂中桂南地区经济增速较快，造成的土地环境污染不可避免，此外该地区种植非粮食作物较多，其化肥农药使用强度也较大。

2.2 广西农村耕地资源贫困空间格局关联分析

2.2.1 全局空间关联格局分析 通过计算全局Moran’s I指数来分析2005和2015年广西农村耕地资源贫困全局空间自相关特征。根据全局Moran’s I指数公式，创建空间权重矩阵，运用GeoDa软件计算出基于研究单元数据计算出的2005和2015年广西耕地资源贫困的全局自相关Moran’s I指数分别为0.5074和0.4276，均为正值，表明广西农村耕地资源贫困在2005和2015年空间分布上呈现出正相关性，并且通过了显著性检验(P<0.05)，即同处于一类耕地资源贫困程度状态的相邻地区较容易形成空间聚集效应，耕地资源贫困程度高和耕地资源贫困程度高的区域相邻，耕地资源贫困程度低和耕地资源贫困程度低的区域相邻。

图5 2005和2015年广西农村耕地资源环境质量子系统贫困得分空间格局

2.2.2 局部空间关联格局分析 为了更好地体现出耕地资源贫困的局部空间差异性，利用Moran’s I散点图及LISA聚集图来对其进行局部空间关联格局分析。运用GeoDa软件绘制出Moran’s I散点图(图6)，散点图由4个表示不同性质的象限组成，4个象限所表示的聚集类型：第一象限为“高-高”型、第二象限为“高-低”型(本次研究广西无区域分布在此类型)、第三象限为“低-低”型、第四象限为“低-高”型，其中第一、第三象限表示相邻区域间有相似性，且呈正空间相关，第二、第四象限表示相邻区域间有异质性，且呈负空间自相关。从落入各个象限的点来看，2005和2015年耕地资源贫困散点落入各个象限点的数量无变化，落入第一、二、三、四象限的点分别为3、0、7、4个，其中落入第一、第三象限的点数为10个，占总数的71%，落入第四象限的点数为4个，占总数29%，表明广西多数市域耕地资源贫困空间关联为正空间相关，且空间聚集态势较强。此外，通过观察2个研究时点的Moran’s I散点图发现，2015年的点比2005年的点更趋于向原点分布，说明了广西各市农村耕地资源贫困程度空间集聚态势愈来愈强。而从LISA图中(图7)可以看出：在一定显著性水平下，广西大部分市域耕地资源贫困空间集聚关系不显著，而在显著区中，高-高集聚区最多。2005和2015年高-高集聚区主要分布均在桂西北和桂西南地区，为河池、百色、防城港，这3个市耕地资源贫困程度较深，其中河池、百色2地社会经济发展程度及地形地貌特征都较为相似，两者联系密切，辐射带动作用强；低-低集聚区由2005年的柳州变为2015年的南宁、玉林，耕地资源贫困程度呈现减轻趋势，但集聚效应越发明显。

由上述空间自相分析可知，2005～2015年广西耕地资源贫困在部分市域存在较为显著的聚集效应，而大多数地区无显著的聚集性。2005和2015年的高值聚集区分布在桂西北、桂西南地区，可见，可利用耕地少、经济发展水平较低、自然区位条件较差、发展模式不科学地区的耕地资源贫困较深，易形成高值聚集；低值聚集数量由1个增加到2个，柳州不再是低值中心，而南宁、玉林成为新的低值中心，有较明显的由北向南偏移的趋势，可见，农村城镇化发展加快的区域，由于政府加大了对农村基础设施建设的投入，耕地生产水平得以提升，耕地利用效益得到提高，耕地资源贫困程度会有所下降。

3 结论与讨论

广西山地多平原少，是典型的喀斯特地貌区，耕地资源总量相对匮乏，评价其耕地资源贫困程度，分析农村耕地资源匮乏在空间上的分布状态及集聚状态，可以为统筹城乡与区域发展、充分合理利用耕地资源、提高耕地产能提供参考借鉴。研究利用GIS技术和GeoDa软件，通过建立耕地资源贫困测度模型，分析了广西农村地区耕地资源贫困程度及其空间关联格局。

(1)耕地资源贫困测度方面，从时间变化来看，2005～2015年，广西农村耕地资源贫困程度呈下降趋势，各市间的耕地资源贫困程度仍有差距但差距逐步减小；从空间分布来看，桂西北地区耕地资源贫困程度较深，桂东南地区较轻，不同区域间差异较为显著，主要是由于广西不同区域间耕地资源差异明显、自然区位优劣势突出、经济发展水平不平衡、土地相关政策执行效果的好坏所导致的。

图6 2005和2015年广西农村耕地资源贫困Moran散点图

图7 2005和2015年广西农村耕地资源贫困LISA聚集

(2)耕地资源贫困空间格局方面，2005～2015年，广西农村耕地资源贫困存在空间聚集特征，且聚集效益有所增强：2个研究期的耕地资源贫困指数值高-高聚集区均分布在桂西北、桂南地区的河池、百色和防城港3市，这3市耕地资源均相对匮乏；低-低聚集区由原先的1个市(柳州)变成2个市(南宁、玉林)，呈现出由北向南转移的现象，表明广西农村耕地资源贫困程度总体上有减轻趋势。

根据研究成果中所呈现出的广西农村耕地资源状况，以减少因耕地资源差别对区域发展不平衡的影响为目标，提出如下建议：(1)加强广西农村的基础设施配备，特别是加大对贫困程度较深的桂西北地区基础设施建设的投入；(2)加快实现农业现代化，优化农村产业链结构，健全利益联结机制，统筹城乡融合发展；(3)深化研究耕地整治技术，从技术层面提高耕地的利用效益；(4)建立耕地资源可持续利用模式，严格执行耕地保护政策，控制耕地转为非农建设用地，以多种渠道、多种层次、全方位加大保护和整理力度；(5)普及耕地资源、生态保护教育，提高民众爱护耕地资源及耕作环境的意识。