1990–2020年中国耕地空间位移对耕地立地条件与质量的影响机制研究

【字体: 时间:2025年05月06日 来源:Agricultural Systems 6.1

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  为解决中国耕地资源因快速城镇化导致的“占优补劣”问题,研究人员基于GIS空间分析与LESA(土地评价与立地评估)系统,揭示了1990–2020年中国耕地位移的西南向迁移特征及其对地形、气候、景观格局的负面影响,发现耕地质量综合评分从68.91降至66.17,为优化耕地保护政策提供了科学依据。

  

中国作为全球人口最多、城镇化速度最快的发展中国家,正面临人均耕地稀缺、后备资源不足与耕地质量整体偏低的严峻挑战。尽管“占补平衡”政策有效维持了耕地总量,但补充耕地往往位于生态脆弱区或立地条件较差的区域,导致“空间置换”现象日益突出。这种位移不仅改变了耕地的空间分布,更通过土壤、气候、地形等自然因素与区位条件的连锁反应,深刻影响着农业生产力。然而,现有研究多聚焦单一土地利用类型变化,缺乏对“位移-质量”耦合机制的系统解析,亟需构建全国尺度的动态评估框架。

为此,中国某研究团队在《Agricultural Systems》发表论文,整合重力模型与地理信息系统(GIS)技术,首次量化了1990–2020年中国新增与流失耕地的空间迁移轨迹,并基于土地评价与立地评估(Land Evaluation and Site Assessment, LESA)体系,从气候适应性、地形坡度、区位可达性及景观破碎度等维度,揭示了耕地位移对质量的深层影响。研究团队利用全国尺度耕地变化数据,通过重力模型刻画位移方向,结合LESA子系统(土地评价LE与立地评估SA)计算综合质量评分,并采用空间叠加分析识别区域差异。

Characteristics of cropland displacement in China from 1990 to 2020
分析显示,中国耕地重心持续向西南迁移:新增耕地重心从山西临汾(1990–2000年)移至陕西铜川(2000–2010年),再转向甘肃庆阳(2010–2020年),累计位移达231.85公里;流失耕地则从河南商丘向湖北随州迁移。北方干旱半干旱区、云贵高原与长江中下游平原成为位移最显著区域。

Impacts on site conditions
耕地位移引发“四占四补”现象:新增耕地普遍海拔更高(占低补高)、坡度更陡(占缓补陡)、气候条件更差(占优补劣)、景观更破碎(占整补碎)。区位条件呈现“远占近补”与“近占远补”并存:新增耕地距农村道路更近,但距居民点更远,增加了耕作成本。

Changes in cropland quality
LESA评分从1990年的68.91降至2020年的66.17,表明耕地质量整体退化。其中,东北平原与黄淮海平原因土壤肥沃度下降损失显著,而西南山区受地形限制评分最低。值得注意的是,持续耕作区的土壤理化性质改善部分抵消了新增耕地的质量劣势。

这项研究首次构建了“位移-质量”耦合分析框架,证实了中国耕地保护政策需从“数量平衡”转向“质量-空间”协同优化。成果为识别耕地退化高风险区、制定差异化保护策略提供了科学依据,对保障国家粮食安全具有战略意义。特别是揭示了西南生态脆弱区大规模开垦的潜在风险,建议通过耕地修复技术(如土壤改良)与空间规划(如集约化布局)提升系统韧性。未来研究可结合机器学习模型,进一步量化气候变化与人类活动对耕地质量的交互影响。

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