关中汉唐帝陵区土地利用与粮食产能协调发展评价.pdf

107第 40 卷，第 3 期 2023 年 6 月 15 日国土资源科技管理Vol.40，No.3 Jun.15，2023Scientific and Technological Management of Land and Resourcesdoi：10.3969/j.issn.1009-4210.2023.03.009关中汉唐帝陵区土地利用与粮食产能协调发展评价许晓婷1，周艺婷2，焦俏1，刘宇峰1（1.咸阳师范学院地理与环境学院，陕西咸阳712000；2.长安大学土地工程学院，陕西西安710054）摘要：为揭示关中汉唐帝陵区土地利用变化与粮食产能之间的协调发展程度，本文从土地利用规模、土地利用强度和粮食产能等方面选取相应指标构建耦合协调发展评价指标体系，采用 20092018 年指标值构建数据矩阵，计算土地利用与粮食产能的耦合度和协调发展度，根据计算结果对土地利用与粮食产能协调发展情况进行评价。结果显示：（1）20092018 年整体上常用耕地面积和粮食产量均呈波动下降趋势；（2）2014 年后土地利用水平与粮食产能发展水平基本相当，且二者均趋向于稳定发展；（3）土地利用与粮食产能之间的密切关联程度较高且多年相对稳定，尤其是 2014 年后耦合度均在 0.99 以上，持续稳定在高水平耦合阶段，二者之间具有高强度的相互依存关系；（4）20092018 年土地利用和粮食产能的协调发展度均在 0.5 以下，始终处于失调衰退区间，二者之间协调发展性较低；（5）促进土地利用与粮食产能协调发展可采取转变土地利用方式、加快土地流转、加强耕地用途管制、扩大政府粮食生产投资、给予种粮农民补贴等措施。研究成果可为促进帝陵区土地合理利用、保护耕地、促进粮食生产，保障区域粮食安全提供参考依据。关键词：土地利用；粮食产能；耦合度；协调发展度；汉唐帝陵中图分类号：F301.24文献标志码：文章编号：1009-4210-（2023）03-107-10On Coordinated Development of land use and Grain Production Capacity in the Mausoleum Area of Han&Tang Dynasties of Guanzhong XU Xiao-ting1，ZHOU Yi-ting2，JIAO Qiao1，LIU Yu-feng1(1.School of Geography and Environment，Xianyang Normal University，Xianyang 712000，Shaanxi，China；2.School of Land Engineering，Changan University，Xian 710054，Shaanxi，China)Abstract:In order to reveal the degree of coordinated development between land use change and grain productivity in the Han&Tang Dynasties Mausoleum area，the coordinated development of land use and grain productivity were evaluated according to the calculation of the degree of coupling and coordinated development between land use and grain productivity.For this purpose，corresponding indicators from 收稿日期：2023-02-06；改回日期：2023-04-26基金项目：陕西（高校）哲学社会科学重点研究基地项目（20JZ098）；陕西省社会科学基金项目（2019D028）；陕西省教育厅专项科研计划项目（20JK0971）；咸阳师范学院专项科研基金项目（XSYK19025）作者简介：许晓婷（1983），女，讲师，博士，从事土地利用、规划与整治研究。E-mail：国土资源科技管理第 40 卷108aspects of land use scale，land use intensity and grain productivity were selected to construct an evaluation index system of coupling coordinated development and the index value from 2009 to 2018 was also used to construct a data matrix.The results showed that：(1)From 2009 to 2018，the area of commonly used cultivated land showed a downward trend，as did the grain yield.(2)After 2014，the land utilization level and the development level of grain production capacity were basically the same，and both tended to develop at a steady rate.(3)The close correlation degree between land use and grain productivity was high and remained relatively stable for many years.Especially after 2014，the coupling degree was kept above 0.99，which always remained at a high level，showing high interdependence between land use and grain productivity.(4)From 2009 to 2018，the coordinated development degree of land use and grain production capacity was below 0.5，which always remained in the range of maladjustment and recession，proving the coordinated development level of them was low.(5)Measures such as changing the way of land use，speeding up land circulation，strengthening the control of cultivated land use，expanding government investment in grain production，and granting subsidies to grain farmers can promote the coordinated development of land use and grain production capacity.As such，the research results can provide a reference for promoting rational use of land，protecting cultivated land，promoting grain production and guaranteeing regional grain security in the Han&Tang Dynasties Mausoleum area.Key words:land-use；grain production capacity；coupling degree；coordinated development degree；Han&Tang Dynasties Mausoleum粮食是人类生存与发展的第一需要，粮食安全也是我国“三大安全”之一，而且粮食安全具有不可替代性1，党的二十大报告也明确指出要确保粮食安全。持续稳定的粮食生产能力是一个国家经济发展、社会稳定的基础和区域持续发展的基本保证，是实现粮食安全的根本保证2-5。因此，保障粮食安全首要的就是要稳定提高粮食生产能力6。而土地利用规模、结构和方式的变化会对粮食产能产生直接或间接影响：一方面，城镇建设扩展和工业化发展等不断占用大量优质耕地资源，使高质量耕地面积持续减少，造成粮食产能不断下降；另一方面，合理有效的土地整治活动能够增加耕地面积，提高耕地质量，提高粮食产能7-13。除此之外，土地的节约集约利用程度是粮食产能变化的影响因素。开展土地利用与粮食产能协调发展研究，能够定量揭示土地利用变化和粮食产能之间的协调发展程度及其变化，有利于促进区域土地资源合理利用、保障粮食安全。关中汉唐帝陵位于号称“八百里秦川”的陕西关中平原，土地肥沃，地理位置优越，粮食生产条件得天独厚，是中国工农业和文化发达地区之一，也是全国重要的粮食产区。但近年来由于自然灾害和帝陵资源的开发利用，影响了帝陵所在区域历史文化资源保护开发利用与粮食生产之间的协调发展。以往有关帝陵区域土地利用变化的研究侧重于土地利用变化过程及其景观环境变化14-18，对于在汉唐帝陵文化旅游资源开放及其自然环境演变过程中，土地利用变化和粮食产能协调发展程度及其变化却鲜有研究。基于此，本文通过选取相关指标数据，建立关中汉唐帝陵区土地利用与粮食产能的耦合协调发展评价模型，定量测算 20092018 年关中汉唐帝陵区土地利用与粮食产能之间的耦合度和协调度及其变化，为促进帝陵区土地合理利用和历史文化资源保护、保障区域粮食安全提供依据。第 3 期许晓婷，等：关中汉唐帝陵区土地利用与粮食产能协调发展评价109一研究区概况、数据来源及研究方法（一）研究区概况关中汉唐帝陵包含西汉十一陵与唐十八陵，其中西汉十一陵位于咸阳市秦都区、兴平市、渭城区，及西安市灞桥区与雁塔区，唐十八陵位于咸阳市礼泉县、乾县、泾阳县、三原县、渭南市富平县与蒲城县19。灞桥区和雁塔区基本上都属于城市建设区，土地利用类型单一，基本无粮食生产，因此本文研究区域仅包括陵区所在的秦都区、兴平市、渭城区、礼泉县、乾县、泾阳县、三原县、富平县和蒲城县 9 个县（市、区）。（二）数据来源本文社会经济指标如粮食播种面积、农用机械动力、常用耕地面积、农用化肥施用量、农用塑料薄膜使用量、粮食产量和农林牧渔业增加值等原始数据来源于 20102019 年的陕西统计年鉴和 2015 年的陕西区域统计年鉴，土地整治规模和土地整治新增耕地面积来源于实地调研，土地利用数据来源于地理空间数据云平台（https:/ Landsat 8 遥感影像解译。（三）研究方法本文首先选取相应指标构建研究区土地利用与粮食产能协调发展评价指标体系，然后构建数据矩阵，再对原始数据进行标准化处理，计算各指标比重、信息熵、差异性系数、指标权重和系统综合值，在此基础上计算土地利用与粮食产能的耦合度和协调度，根据计算结果评价研究区土地利用与粮食产能协调发展水平。1.构建评价指标体系为了让指标客观、系统反映所要研究的问题，并考虑指标数据的可得性，本文从土地利用规模、土地利用强度和粮食产能三方面选取相应指标建立评价指标体系，具体如表 1 所示。表 1土地利用与粮食产能协调发展评价指标体系因素层指标层指标性质土地利用规模X1 常用耕地面积/hm2正X2 建设占用耕地面/hm2负X3 土地整治新增耕地面积/hm2正X4 粮食播种面积/hm2正土地利用强度X5 农用机械总动力/kw正X6 农用化肥施用折纯量/t正X7 农用化肥施用折纯增量/t正X8 农用塑料薄膜使用量/t正X9 农用塑料薄膜使用增量/t正X10 农用化肥施用量/t正X11 农林牧渔业增加值/万元正粮食产能Y1 粮食产量/t正Y2 粮食增产量/t正国土资源科技管理第 40 卷1102.构建数据矩阵由 20092018年共 10个年份、13个指标的原始数据构建形成原始数据矩阵（X），参照公式如下：X xij(1 i m,1 j n)（1）式中：xij为第 i 行第 j 列指标原始值；m 为年份数，m 10；n 为指标个数，n 13。3.数据标准化处理为了消除各个指标之间量纲的不统一，采用极值标准化法对原始数据进行标准化处理：x*ij(xij xmin)/(xmax xmin)（2）式中：x*ij为标准化后指标值；xmax为指标所在列最大值；xmin为指标所在列最小值。4.计算指标比重指标比重是指各指标值在该指标总值中所占的比重，计算公式如下：（3）式中：pij为指标比重。5.计算指标信息熵信息熵可以衡量指标的不确定性程度，计算公式如下：（4）式中：eij为指标信息熵；k 为常数，k 1/lnm。6.计算指标差异性系数在信息熵的基础上计算各指标的差异性系数，计算公式如下：dj 1 ej （5）式中：dj为指标差异性系数。7.计算指标权重计算土地利用和粮食产能各指标权重，公式如下：（6）式中：wj为指标权重。8.计算系统综合值采用加权求和法分别计算土地利用和粮食产能系统综合值，公式如下：（7）（8）式中：wxi、wyi分别为土地利用和粮食产能指标权重；xi*、yi*分别为土地利用和粮食产能指标标准化第 3 期许晓婷，等：关中汉唐帝陵区土地利用与粮食产能协调发展评价111后的指标值；f(x)和 f(y)分别为土地利用和粮食产能系统综合值。f(x)f(y)表示土地利用水平落后于粮食产能水平；f(x)f(y)表示粮食产能水平落后于土地利用水平；f(x)f(y)表示土地利用水平与粮食产能水平相当。9.计算协调度和耦合度耦合度是指研究区土地利用与粮食产能之间的依赖程度或密切关联程度；协调度是各个指标在发展过程中的协调程度以及协调的优劣程度。耦合度和协调度计算公式如下：（9）T f(x)f(y)（10）（11）式中：C 代表研究区土地利用与粮食产能的耦合度；T 代表研究区土地利用与粮食产能的综合评价指数，反映了土地利用与粮食产能的整合协同反应；D 代表研究区土地利用与粮食产能的协调发展度；、代表待定系数，1。参照相关文献对耦合度和协调发展度进行等级划分，划分标准见表 2 和表 3。表 2耦合度等级划分标准耦合度划分区间耦合阶段类型(0，0.3低水平耦合阶段(0.3，0.5颉颃阶段(0.5，0.8磨合阶段(0.8，1高水平耦合阶段表 3协调发展度等级划分标准协调发展区间协调发展度协调发展类型失调衰退区间(0，0.1严重失调衰退类(0.1，0.3中度失调衰退类(0.3，0.4轻度失调衰退类(0.4，0.5濒临失调衰退类过度调和区间(0.5，0.6勉强协调发展类(0.6，0.7初级协调发展类(0.7，0.8中度协调发展类协调发展区间(0.8，0.9良好协调发展类(0.9，1.0优质协调发展类二结果与分析（一）土地利用与粮食产量变化分析1.土地利用变化分析由于本文研究土地利用与粮食产能协调发展状况，因此用 20092018 年研究区常用耕地面积变化情况来说明研究区土地利用变化情况，具体如图 1 所示。国土资源科技管理第 40 卷112 图 120092018 年研究区常用耕地面积变化情况由图 1 可知，整体上研究区常用耕地面积呈减少趋势，除 2017 年由于行政区划范围调整等原因导致常用耕地统计面积大幅减少外，20092018 年研究区常用耕地面积一直在不断小幅减少。造成这种现象的原因主要是研究区近年来工业化和城镇化速度不断加快，非农建设占用耕地面积逐渐增多，导致常用耕地面积不断减少。2.粮食产量变化分析20092018 年研究区粮食产量变化如图 2 所示。由图 2 可知，20092018 年研究区粮食产量整体上呈波动下降趋势：20092010 年增加了 124 560 t，但 2011 年大幅减少，甚至比 2009 年还要少 250 802 t；2012 年有所增加；20132014 年粮食总产量逐年减少，2015 年略有增加，但20162017 年又连续减少，尤其是 2017 年，粮食产量由于行政区划范围统计原因大幅减少；2018年粮食产量又有所增加，但依然比 2009 年减少了 479 121 t。图 220092018 年研究区粮食产量变化情况（二）土地利用与粮食产能耦合协调发展分析研究区土地利用与粮食产能的耦合度与协调发展度计算结果如表 4 所示。第 3 期许晓婷，等：关中汉唐帝陵区土地利用与粮食产能协调发展评价113表 4土地利用与粮食产能耦合协调发展度计算结果年份f(x)f(y)耦合度综合评价指数协调发展度2009 年0.09690.16890.9626 0.1329 0.3577 2010 年0.12240.20120.9699 0.1618 0.3961 2011 年0.11750.01440.6237 0.0660 0.2028 2012 年0.08790.29360.8422 0.1908 0.4008 2013 年0.17890.04730.8133 0.1131 0.3033 2014 年0.11000.09930.9987 0.1047 0.3233 2015 年0.13970.18350.9908 0.1616 0.4001 2016 年0.13640.13010.9997 0.1333 0.3650 2017 年0.12410.06990.9602 0.0970 0.3052 2018 年0.12170.16140.9901 0.1416 0.3744 为直观清楚表示 20092018 年研究区土地利用与粮食产能耦合协调发展度变化，依据表 4数据绘制研究区土地利用与粮食产能综合评价指数、耦合度和协调发展度变化图，如图 3 所示。图 320092018 年研究区土地利用与粮食产能综合值、耦合度与协调发展度变化1.土地利用与粮食产能发展水平分析由表 4 和图 3 可知，20092018 年间研究区土地利用水平未有太大变化，从其与粮食产能水平比较来看，20092010 年，土地利用水平落后于粮食产能水平；20112013 年二者水平之差变动幅度较大，主要是粮食产能水平突降突升所致；2014 年之后，研究区土地利用水平与粮食产能发展水平基本相当，且二者均趋向于稳定发展。2.耦合度分析由表 2、表 4 可知，除 2011 年外，研究区土地利用与粮食产能耦合度均在 0.8 以上，均处于高水平耦合阶段，2011 年研究区土地利用与粮食产能处于磨合阶段。由此可见，研究区土地利用与粮食产能之间的密切关联程度较高且多年相对稳定。由图 3 可知，20092010 年，研究区土地利用与粮食产能耦合度高且变化不大，2011 年耦合国土资源科技管理第 40 卷114度急速下降至 0.623 7，20112014 年耦合度整体上有较大幅度提高，2014 年后，研究区土地利用与粮食产能耦合度均在 0.99 以上，持续稳定在高水平耦合阶段。这表明研究区粮食产能与土地利用之间持续保持高强度的相互依存关系，要提高粮食产能，保障粮食安全，就需要提高土地利用水平，加大耕地保护力度。3.协调发展度分析由表 4 可知，研究区 20092018 年土地利用和粮食产能的协调发展度均在 0.5 以下，尤其是2011 年，协调发展度仅有 0.202 8。由图 3 也可看出，除 2011 年外，10 年间协调发展度曲线相对比较平缓，且均处于图形下半部分区域。对照表 3 可知，研究区 20092018 年土地利用与粮食产能协调发展度始终处于失调衰退区间，其中，20092010 年、20132014 年和 20162018 年属于轻度失调衰退类，2011 年属于中度失调衰退类，2012 年和 2015 年属于濒临失调衰退类。由以上分析可见，研究区土地利用与粮食产能之间协调发展性较低。可能的原因是，从土地利用的角度来看，研究区处于社会经济活动比较密集的关中地区，工业化、城镇化发展速度较快，非农建设占用耕地数量不断增多，由于研究区耕地后备资源匮乏，不少非农建设项目实施易地占补平衡，导致研究区耕地数量不断减少。另外，研究区旅游资源的开发利用也加剧了耕地数量减少的趋势。从粮食生产来看，研究区地处关中平原，气候温暖，土地自然条件优越，农业发达，号称“八百里秦川”，粮食产量高，是全国重要的粮食产区，但因为耕地数量不断减少，新补充的耕地质量较低，导致粮食产量总体下降，再加上农民进城务工撂荒耕地以及为了提高收入而倾向于种植经济作物等，导致研究区粮食产能与土地利用的协调发展程度较低。（三）土地利用与粮食产能协调发展对策根据前述分析结果，为促进研究区土地利用与粮食产能协调发展，提出以下措施。（1）转变土地利用方式，严格控制非农建设用地对耕地的占用。长期以来，受工业化、城镇化发展和旅游资源开发利用的影响，研究区土地利用方式一直较为粗放，耕地非农化较为严重，再加上耕地易地占补平衡，使得研究区常用耕地数量不断减少，进而导致粮食产能下降。因此，应转变土地利用方式，充分挖潜存量土地，节约和集约利用土地，严格控制非农建设用地对耕地的占用，稳定常用耕地面积，保持粮食产能水平稳定发展。（2）加快土地流转，促进粮食生产规模化和现代化。土地流转可以使耕地集中到有经验的“种粮大户”手中，一方面可以避免进城务工农民撂荒耕地，保护耕地；另一方面可以促进粮食生产的规模化和现代化，提高粮食产能和产出效益。（3）严厉打击违法占用耕地行为，加强耕地用途管制。对非法占用耕地挖塘养鱼、发展园林草业、养殖畜禽，以及非法占用耕地建房等行为要进行严厉打击，严格落实自然资源部 农业农村部 国家林业和草原局关于严格耕地用途管制有关问题的通知，加强耕地保护，保障粮食安全。（4）扩大政府粮食生产投资，给予种粮农民补贴。粮食生产处于生产链的底端，周期长、投资大、回报低，仅靠市场很难实现粮食的稳定生产，因此，需要政府加大对粮食生产的投资，减轻农民负担，并给予种粮农民补贴，提高农民种粮积极性，避免耕地被撂荒或改变用途，提高粮食生产能力。第 3 期许晓婷，等：关中汉唐帝陵区土地利用与粮食产能协调发展评价115三结论与讨论（一）结论本文通过建立土地利用与粮食产能耦合协调发展模型分析评价研究区土地利用与粮食产能协调发展水平，结论如下。（1）20092018 年整体上研究区常用耕地面积呈减少趋势，10 年减少了 67 436 hm2，而粮食产量整体上也处于大幅波动下降趋势，10 年减少了 479 121 t。（2）根据土地利用与粮食产能发展水平分析结果，20092018 年间研究区土地利用水平未有太大变化，而从土地利用与粮食产能水平比较来看，20092010 年，土地利用水平落后于粮食产能水平；20112013 年由于粮食产能水平突降突升导致二者水平之差变动幅度较大，2014 年之后研究区土地利用水平与粮食产能发展水平基本相当，且二者均趋向于稳定发展。（3）根据耦合度分析结果，研究区土地利用与粮食产能之间的密切关联程度较高且多年相对稳定，尤其是 2014 年后，研究区土地利用与粮食产能耦合度均在 0.99 以上，持续稳定在高水平耦合阶段，这反映了研究区粮食产能与土地利用之间具有高强度的相互依存关系。（4）根据协调发展度分析结果，20092018 年研究区土地利用和粮食产能的协调发展度均在0.5 以下，土地利用与粮食产能协调发展度始终处于失调衰退区间，尤其是 2011 年协调发展度仅有 0.202 8，处于中度失调衰退类区间，这表明研究区土地利用与粮食产能之间协调发展性较低，可能是非农建设占用耕地数量不断增多以及旅游资源的开发利用导致耕地数量不断减少，耕地占补平衡新补充的耕地质量较低导致粮食产量总体下降，农民进城务工撂荒耕地以及为了提高收入而减少粮食作物种植等原因造成的。（5）促进关中汉唐帝陵区土地利用与粮食产能协调发展可采取的措施有：转变土地利用方式，加强耕地保护力度；加快土地流转，促进粮食生产规模化和集约化；严厉打击违法占用耕地，加强耕地用途管制；扩大政府粮食生产投资，给予种粮农民补贴。（二）讨论本文基于指标数据可得性的角度，从土地利用规模、土地利用强度和粮食产能三方面选取11 2 个指标建立了评价指标体系，指标体系较为合理，但未考虑从事农业劳动人数、土地投入产出效益等方面，这些指标的引入可能会对评价结果产生一定影响；另外，由于个别指标数据获取难度较大，本文仅对 20092018 年研究区土地利用与粮食产能的耦合协调度进行研究，后面有条件的话会进一步扩展研究期限，提高研究结果精度。参考文献：1 李文明 读懂中国粮食 M 北京：人民日报出版社，20222 李雪，吕新业 现阶段中国粮食安全形势的判断：数量和质量并重 J 农业经济问题，2021(11)：31-443 尹成杰 后疫情时代粮食发展与粮食安全 J 农业经济问题，2021(1)：4-134 李国祥 2020 年中国粮食生产能力及其国家粮食安全保障程度分析 J 中国农村经济，2014(5)：4-125 马文杰 我国粮食综合生产能力研究 D 武汉：华中农业大学，20066 卢新海，柯楠，匡兵 中国粮食生产能力的区域差异和影响因素 J 中国土地科学，2020，34(8)：53-62国土资源科技管理第 40 卷1167 贾静，迟文峰，布仁，等 内蒙古土地利用变化对粮食生产能力的影响 J 西部资源，2011(6)：61-638 魏洪斌，吴克宁，赵华甫，等 未来 10 年我国耕地数量质量变化对区域粮食产能影响研究 J 广东农业科学，2014，41(19)：213-2199 刘瑶，张凤荣，谢臻，等 耕地利用视角下全国粮食生产时空特征演变 J 中国农业大学学报，2019，24(11)：173-18210 王军，钟莉娜，白中科，等 农用地整理对碳储量和粮食产能的影响 J 农业工程学报，2018，34(24)：256-26511 肖丽群，陈伟，吴群，等 未来 10a 长江三角洲地区耕地数量变化对区域粮食产能的影响 基于耕地质量等别的视角 J 自然资源学报，2012，27(4)：565-57612 屈远明，王宋辉，王亚梅 农村土地综合整治提升粮食产能作用分析研究 以环洞庭湖基本农田建设重大工程为例 J 国土资源导刊，2011，8(6)：56-5713 许晓婷，韩申山，赵敏宁，等 高标准基本农田建设对耕地产能的提升能力研究 J 国土资源科技管理，2019，36(5)：89-9614 李世忠，杜忠潮 关中地区古代陵墓的类型、地理分布及其影响因素分析 J 咸阳师范学院学报，2012，27(4)：50-5915 杜忠潮，蒲玉琼 五陵塬西汉帝陵风光带旅游环境承载力测算分析 J 西北师范大学学报(自然科学版)，2013，49(1)：96-10216 韩申山，郭玲霞，许晓婷，等 关中汉唐帝陵区土地利用/覆被变化特征分析 J 咸阳师范学院学报，2020，35(6)：40-4717 庞小笑，封建民，李晓华，等 近 40 年来五陵原土地利用变化研究 J 水土保持研究，2013，20(2)：73-7918 封建民，李晓华 五陵原景观空间格局动态分析 J 水土保持研究，2011，18(3)：68-7219 韩申山，许晓婷，马新萍，等 关中汉唐帝陵区土地利用/覆被变化与生态系统健康评价研究 J 国土资源科技管理，2021，38(1)：62-71