江苏省农用地整治项目实施的时空特征及其协调性研究

2024-03-20高玉良胡国长郑晓彦

安徽农业科学 2024年4期

高玉良胡国长郑晓彦

摘要基于2011—2020年江蘇省农用地整治项目数据，采用GIS空间计量和耦合协调度分析等方法探究了江苏省农用地整治项目时空格局特征，评估了农用地整治项目实施的协调度。结果显示：2011—2020年江苏省农用地整治项目数量、建设规模、新增耕地规模和投资金额的标准差和变异系数总体呈现波浪式变化。江苏省农用地整治项目的空间集聚特征呈现不均衡性，农用地整治项目的重心移动轨迹变化显著。2011—2020年江苏省农用地整治项目实施的协调度总体较低，处于严重失调向中度失调过渡的状态，空间格局呈现中部协调度略高、南北两侧协调度偏低。未来应强化农用地整治规划编制，明确农用地整治项目实施过程的资金要素配置，有效增加耕地面积，提升农用地整治项目区的综合效益。

关键词农用地；整治；时空特征；协调性

中图分类号 F321.1 文献标识码 A

文章编号 0517-6611（2024）04-0177-07

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2024.04.040

开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

Study on the Spatial and Temporal Characteristics and Coordination of the Implementation of Agricultural Land Consolidation Projects in Jiangsu Province

GAO Yu.liang1，HU Guo.chang2，ZHENG Xiao.yan2

（1.Jiangsu Institute of Geology and Mineral Resources Survey，Nanjing，Jiangsu 210001;2.Jiangsu Shanshui Ecological Environment Construction Engineering Co.，Ltd.，Nanjing，Jiangsu 210000）

Abstract Based on the data of agricultural land consolidation projects in Jiangsu Province from 2011 to 2020，the spatial and temporal pattern characteristics of agricultural land consolidation projects in Jiangsu Province were explored by using GIS spatial metrology and coupling coordination degree analysis，and the coordination of implementation of agricultural land consolidation projects was evaluated.The results showed that the standard deviation and coefficient of variation of the number of agricultural land consolidation projects，project construction scale，new cultivated land scale and investment amount in Jiangsu Province showed wave changes during 2011-2020.The spatial agglomeration characteristics of agricultural land consolidation projects in Jiangsu Province were uneven，and the movement trajectory of the center of gravity of agricultural land consolidation projects changed significantly.From 2011 to 2020，the coordination degree of the implementation of agricultural land consolidation projects in Jiangsu Province was generally low，and it was in a transition state from serious disorder to moderate disorder.The spatial pattern showed a slightly higher coordination degree in the middle and a lower coordination degree in the north and south.In the future，we should strengthen the preparation of agricultural land consolidation planning，clarify the allocation of capital elements in the implementation process of agricultural land consolidation projects，effectively increase the area of cultivated land，and improve the comprehensive benefits of agricultural land consolidation project areas.

Key words Agricultural land;Consolidation;Spatial and temporal characteristics;Coordination

基金项目江苏省地质局2022年科技项目（2022KY16）。

作者简介高玉良（1970—），男，江苏东海人，高级工程师，从事土地整治工程和矿山生态修复工程研究。*通信作者，高级工程师，硕士，从事矿山生态修复和地质灾害防治研究。

收稿日期 2023-07-12

自1997年正式开展大规模有组织的土地整治以来［1］，我国通过农用地整治、土地开发、土地复垦等项目的实施有效补充了耕地数量、提升了耕地质量及土地利用效率、优化了区域土地利用格局，在支撑粮食安全和改善农民生计等方面发挥了重要作用［2］。长期以来，农用地整治是土地整治的重要内容，被认为是改善农村资源本底条件和促进乡村转型发展的重要抓手［3］。基于新时期提升粮食综合生产能力下资源配置的现实需求，探明农用地整治项目的时空特征及其协调性有利于为农用地整治工程安排和国土空间规划提供决策支撑，对于合理调整土地整治实施决策和实现区域土地可持续利用具有重要意义［4］。

现阶段，国外学者对土地整治的研究多集中在土地整治规划设计［5］、土地整治政策制度［6］、生态环境效应［7］等方面，研究尺度多聚焦于地块或者项目区等小尺度［8］，而关于土地整治实施状态的评价［9］较少。随着我国土地整治内涵的延伸和实践认知的深入［10］，相关研究尺度延伸到村镇［11］、市域［12］、省域［13］、国家［14］等。囿于土地整治项目宏观尺度数据，研究内容大多集中在农用地整治项目的某一具体实施要素分析，而关于从宏观上分析特定阶段农用地整治实施状态的研究较少［15］。研究方法涉及重心模型［16］、空间自相关［17］、Ward系统聚类［15］、区位基尼系数［18］、标准差指数［13］等方法，用于分析农用地整治项目的投资规模、建设规模、新增耕地规模和项目数量的空间异质性特征和制定差异化整治策略。尽管目前土地整治研究内容比较丰富，但是由于不同省份的自然禀赋、社会经济文化发展和整治政策执行能力差异较大［19］，关于省域尺度的研究仍然受制于长时间序列的整治项目数据追踪获取而导致农用地整治时空变化及其协调性研究较少［20］。因此，对中宏观尺度整治项目长时间序列变化的评价与追踪缺失将使决策部门难以及时掌握项目空间布局特征并做出优化调整；此外，在整治项目安排上，注重计划安排和指标下达，存在一定程度的“平均主义”和“短期效益”［21］，致使资金与耕地资源整治需求不完全匹配，因此有必要分析农用地整治项目实施协调性，并提出针对性的项目布局优化建议。

该研究以2011—2020年江苏省农用地整治项目数据为基础，以县域为研究单元，采用GIS空间计量方法对项目数量、投资金额、建设规模和新增耕地规模进行空间分析，分析江苏省农用地整治项目实施的时空分异特征；构建基于整治强度、潜力、难度的项目实施协调性测度指标体系，综合评估江苏省农用地整治项目实施协调度，以期为新时期江苏省农田建设类整治项目布局规划提供参考。

1 研究区概况与研究方法

1.1 研究区概况与数据来源

1.1.1 研究区概况。

江苏省位于我国东部沿海（116°18′～121°57′E，30°45′～35°20′N），地跨长江、淮河南北，是长江三角洲地区的重要组成部分（图1）。截至2022年，江苏下辖13个市95个县（市、区），国土面积10.72万 km2，常住人口8 505.40万人，城镇人口6 299.89万人，城镇化率73.9%。地势低平，水网密布，主要有苏南平原、江淮平原、黄淮平原和东部滨海平原。江苏省属于亚热带向暖温带过渡区，以淮河、灌溉总渠一线为界，以南属亚热带湿润季风气候，以北属暖温带湿润、半湿润季风气候。2011—2020年江苏省共实施19 100个农用地整治项目，整治规模达4 028.97 km2，累计项目投资231.72亿元，新增耕地面积623.93 km2。随着耕地保护与建设需求的日益强烈，急需通过土地整治补充耕地数量，实现“稳定耕地空间格局、提高耕地质量等别、促进城乡融合发展”的多维目标。因此，江苏省开展农用地整治项目实施的时空特征分析和协调性研究兼顾典型性和现实性。

1.1.2 数据来源。

研究数据包括土地整治数据和耕地自然质量等数据。土地整治数据来源于江苏省土地整理中心“江苏省农村土地整治监测監管信息系统”数据库，基于2011—2020年江苏省农村土地整治监测数据库中的土地整治项目位置信息进行地理编码，得到2011—2020年江苏省土地整治项目点位数据，筛选土地整理和占补平衡类项目作为研究对象（农用地整治）。耕地自然质量等数据来源于《中国耕地质量等级调查与评定》（江苏卷）电子数据光盘。

1.2 研究方法

1.2.1 空间集聚分析方法。

核密度分析方法是计算要素在其周边领域密度的非参数方法，被广泛应用于探索性空间数据分析［22］。核密度分析方法的原理如下：统计以P点为圆心、以阈值r为半径的范围内农用地整治项目的数量，并除以圆的面积［23］。农用地整治项目的核密度计算公式如下：

P（x）=1nhni=1k（x-xih）（1）

式中：P（x）为核函数；n表示距离尺度范围内农用地整治项目的个数；h表示距离阈值（h＞0），即核密度分析方法的尺度；k（·）表示核密度函数；x-xi表示估计点到样本xi处的距离［24］。该研究以市（县）区为统计单元，将农用地整治项目数量、建设规模、投资金额和新增耕地规模核密度均值统计到江苏省市（县、区），借助ArcGIS 10.2软件中的自然断点法将其划分为高、中高、中低和低4个等级。

1.2.2 重心转移分析方法。

“重心”源于物理学，是指一个物体各部分所受重力产生合力的作用点［17］。借助其原理可将其应用到地理学研究中，农用地整治项目重心的概念［14］如下：设一个大项目区由n个项目亚区组成，而某一个大项目区某种属性的重心通过其项目亚区的这种属性和地理坐标计算而得到。D（xi，yi）为第i项目的重心坐标，Wi为项目区的某种属性的具体量化值，n为农用地整治项目涉及的总数，重心点G（Xi，Yi）的地理坐标计算公式如下：

Xi=ni=1（Wi×xi）/ni=1Wi（2）

Yi=ni=1（Wi×yi）/ni=1Wi（3）

1.2.3 协调性分析方法。

农用地整治是通过一系列工程措施对土地的利用結构和方式进行改造的实践活动［25］，受自然条件和人类利用活动的影响，农用地整治实施在不同空间尺度上存在差异［26］，直接表现为建设规模、耕地质量水平和投资强度的差别［15］。为全面分析农用地整治实施的效果，采用整治强度、整治潜力、整治难度作为农用地整治实施状态评价的核心指标，指标释义见表1。为进一步分析农用地整治的实施状态，引入协调度模型测算农用地整治项目的实施特征，计算步骤如下：

C=D×T（4）

D=［（Z1×Z2×Z3）/（Z1+Z2+Z３）/3］13（5）

T=aZ1+bZ2+cZ3（6）

式中：C表示协调度，C∈［0，1］；D表示耦合度，D∈［0，1］；T表示农用地整治实施状态评价的综合得分；Z1、Z2、Z3分别表示整治强度、整治潜力和整治难度；a、b、c表示相应的重要程度，参考相关文献［27］，选取a=b=c=1/3。

2 结果与分析

2.1 农用地整治项目时间变化特征

2011—2020年江苏省实施项目数量为1.91万个，建设规模达402 897.34 hm2，累计投资金额231.72亿元（图2）。总体来看，2011—2018年江苏省农用地整治项目建设规模、投资金额、新增耕地规模呈现上升趋势，2018年后快速下降。运用标准差（S）和变异系数（CV）进行数理分析可得出2011—2020年江苏省农用地整治项目的投资金额、建设规模、新增耕地规模和项目数量的标准差（S）和变异系数（CV）（图3）。项目数量、建设规模和投资金额的标准差S总体呈现波浪式增长趋势，说明农用地整治项目的绝对规模差异在各市（县、区）之间逐年增大。实施项目数量和新增耕地规模的变异系数（CV）总体变化较为平稳，呈小幅度波浪式上升，这表明各市（县、区）相对规模差异保持相对稳定的态势。建设规模的变异系数（CV）呈波浪式变化；投资金额的变异系数（CV）变化幅度较大，呈现出2011—2017年增加、2017年后下降的特点。

通过对比分析各指标发现，项目数量和新增耕地规模的标准差和变异系数的变化存在一定的同步性，说明项目数量与新增耕地规模存在强相关性。项目数量和新增耕地规模的标准差和变异系数都呈波浪式递增的特征，说明项目数量和新增耕地规模在上升，且各市（区、县）间相对差异变化也在逐年小幅度递增。建设规模和投资金额的变化特征相似。

2.2 农用地整治项目空间变化特征

2.2.1 空间集聚特征。

从农用地整治项目核密度分析（图4）来看，江苏省农用地整治空间分布呈现不均衡现象，阶段性空间分布特征较为明显，不同区域间存在显著差异。2016—2020年项目数量核密度高值区显著增多，呈现出苏南向苏中和苏北区域扩散。2016—2020年建设规模、投资金额、新增耕地规模与2011—2015年相比高值区显著减少，集中分布在长江以北、淮河以南的区域，这些区域农用地整治项目规模集聚与耕地总量集聚呈现出一致性分布。

江苏省农用地整治项目数量集聚性较高、空间差异显著，总体呈现出苏北—苏中—苏南逐级递减的空间分异格局。2011—2020年农用地整治项目数量呈现上升趋势，项目类型以土地复垦、土地整治、补充耕地为主。实施项目集中分布在长江以北地区的南通市、盐城市、泰州市，分别为3 346、3 234、2 808个，其项目总数量占全省的49.27%；连云港市占比最小，2011—2020年仅实施了62个项目。其中，2011—2015年处于低、中低、中高、高等级的市（县、区）分别为31、25、18、6个，分别占38.75%、31.25%、22.50%、7.50%。2016—2020年处于低、中低、中高、高等级的市（县、区）分别为44、22、11、3个，分别占55.00%、27.50%、13.75%、3.75%。对比2011—2015和2016—2020年2期数据，农用地整治项目数量高值区都集中在苏中和苏北地区，主要集中在南通市的如皋市、海安市、通州区，盐城市的东台市、射阳县、阜宁县，泰州市的靖江市、泰兴市、姜堰区，宿迁市的泗阳县和沭阳市，淮安市的洪泽区、金湖县、盱眙县。长江以北地区的盐城市、淮安市、宿迁市等地为江苏省内重要的耕地集中区和现代化农业生产基地，故为实现其城市战略定位和耕地需求目标而开展的农用地整治项目也较多。

江苏省农用地整治建设规模空间差异明显，以低、中低等级集聚为主，苏北和苏中地区建设规模大于苏南地区。其中，2011—2015年处于低、中低、中高、高等级的市（县、区）分别为52、18、8、2个，分别占65.00%、22.50%、10.00%、2.50%。2016—2020年处于低、中低、中高、高等级的市（县、区）分别为43、24、4、9个，分别占53.75%、30.00%、5.00%、11.25%。对比2期数据，低等级的市（县、区）共58个，主要集中在南京市、苏州市、无锡市，地形以低山丘陵及环太湖平原为主。中高、高等级的市（县、区）共12个，集中分布在盐城市大丰区、射阳县、亭湖区、东台市、阜宁县和滨海县，南京市六合区、仪征市，南通市如皋市和海安县等。整治项目建设规模空间分布差异与江苏省城际间的经济发展水平、耕地总量有关。

江苏省农用地整治投资金额空间集聚性、阶段性特征明显，苏中及其周边地区的总体水平明显高于其余区域。其中，2011—2015年处于低、中低、中高、高等级的市（县、区）分别为32、24、18、6个，分别占40.00%、30.00%、22.50%、7.50%。2016—2020年处于低、中低、中高、高等级的市（县、区）分别为55、19、5、1个，分别占68.75%、23.75%、6.25%、1.25%。处于低等级的市（县、区）主要分布在苏北地区的连云港市、徐州市、宿迁市、淮安市等以及苏南地区的苏州市、无锡市和南京市等。处于高等级的市（县、区）共计5个，主要集中于苏南区域，分布在常州市武进区、溧阳市，泰州市兴化市，南通市如皋市、通州区。

江苏省农用地整治新增耕地规模总体呈现出与项目数量相似的格局特征，苏北地区明显大于苏中和苏南地區，中低和中高等级的区域占比较高。其中，2011—2015年处于低、中低、中高、高等级的市（县、区）分别为28、34、12、6个，分别占35.00%、42.50%、15.00%和7.50%。2016—2020年处于低、中低、中高、高等级的市（县、区）分别为38、28、13、1个，分别占47.50%、35.00%、16.25%和1.25%。低等级的市（县、区）仍主要分布在苏北地区，空间上呈现片状分布特征，包括连云港市灌南县、赣榆区、灌云县，徐州市睢宁县、丰县，淮安市清江浦区等。处在高等级的市（县、区）分布在盐城市滨海县、阜宁县，泰州市兴化市，常州市溧阳市，扬州市宝应县，总体分布较为分散。

2.2.2 重心转移特征。

为研究江苏省农用地整治项目在地理空间上的规模分布特征以及变化规律，通过标准差椭圆、重心转移（表2、图5）分析发现：

（1）

整治项目数量属性地域分异。研究时段内农用地整治项目数量标准差椭圆的方位角由2011年的171.56°波动移至2020年的149.34°，表明整治项目呈“东南—西北”格局；同时也说明江苏地区农用地整治项目数量的主要拉动力在西北方向，苏中地区和苏北地区的项目数量增加对江苏农用地整治格局空间变化的拉动作用显著。农用地整治项目数量重心基本保持稳定，2011—2015年项目数量重心从泰州市

高港区向东北方向迁移16.06 km到达泰州市海陵区，2016—2020年从海陵区向西北方向迁移32.84 km到扬州市的江都区，总迁移距离48.90 km，年平均迁移距离4.89 km。2011—2015年标准差椭圆的长轴和短轴增长，长短轴的共同作用下离心率逐渐降低而标准差椭圆的面积由2011年的24 889.63 km2逐渐增长到2015年的41 318.10 km2，表明此阶段整治项目分布方向趋势减弱，整治项目数量空间格局趋向分散化。2016—2020年标准差椭圆长轴增长，而短轴减少，长短轴共同作用下离心率有所增加，标准差椭圆的面积由2016年的41 318.10 km2逐渐减少到2020年的34 653.14 km2，表明此阶段整治项目数量空间分布方向趋势增强，空间格局趋向集中化。

（2）建设规模属性地域分异。江苏省农用地整治项目建设规模标准差椭圆的方位角由2011年的7.85°波动移至2020年的157.03°，表明江苏地区农用地整治项目建设规模的主要拉动力在西南方向，苏中地区和苏南地区项目建设规模的扩大对江苏农用地整治格局空间变化的拉动作用显著。农用地整治项目建设规模重心基本保持稳定，总体呈“西北—西南”格局，在扬州市内移动。2011—2015年项目建设规模重心从扬州市江都区向西北方向迁移41.76 km到达扬州市高邮市，2016—2020年从高邮市向西南方向迁移60.40 km到扬州市邗江区，总迁移距离102.16 km，年平均迁移距离10.22 km。2011—2020年标准差椭圆的长轴持续增长同时短轴持续缩短，标准差椭圆的面积由2011年的34 097.99 km2逐渐减少到2020年的32 357.40 km2，表明此阶段整治项目建设规模空间分布方向趋势增强，空间格局趋向集中化。

（3）投资金额属性地域分异。江苏省农用地整治项目投资金额标准差椭圆的方位角由2011年的171.54°波动移至2020年的146.49°，表明整体投资呈“东南—西北”格局，同时也说明项目投资的主要拉动力呈现“东南—西北”走向，这种格局在研究期间逐渐增强，表明苏北地区的项目投资金额增加对农用地整治格局空间变化的拉动作用显著。2011—2015年项目投资金额重心从扬州市江都区向偏北方向迁移35.58 km到达扬州市高邮市，2016—2020年从高邮市向偏南方向迁移56.39 km到扬州市扬中区，总迁移距离91.97 km，年平均迁移距离9.20 km。2011—2015年标准差椭圆的长轴和短轴增长，长短轴的共同作用下离心率逐渐降低而标准差椭圆的面积由2011年的29 961.94 km2逐渐增长到2015年的43 823.61 km2，表明此阶段整治项目投资金额分布方向趋势减弱，整治项目投资金额空间格局趋向分散化。与之相反，2016—2020年标准差椭圆长轴和短轴减少，长短轴共同作用下离心率有所增长，而标准差椭圆的面积由2016年的43 823.61 km2逐渐减少到2020年的32 744.36 km2，表明此阶段整治项目投资金额空间格局趋向集中化。

（4）新增耕地规模属性地域分异。江苏省农用地整治项目的新增耕地规模标准差椭圆的方位角由2011年的172.37°波动移至2020年的153.23°，表明苏北地区的新增耕地对农用地整治格局空间变化的拉动作用显著。农用地整治区内的新增耕地规模重心基本保持稳定，2011—2015年新增耕地规模重心在扬州市江都区，迁移距离为11.33 km，2016—2020年从江都区向西南迁移25.58 km到扬州市邗江区，总迁移距离36.91 km，年平均迁移距离3.69 km。2011—2015年标准差椭圆的长轴和短轴增长，标准差椭圆的面积从2011年的29 975.70 km2增加到2015年的44 843.38 km2，

表明此阶段新增耕地规模分布方向趋势减弱，整治项目新增耕地规模空间格局趋向分散化。2016—2020年标准差椭圆长轴增加，短轴减小，长短轴共同作用下离心率有所增长，而标准差椭圆面积由2016年的44 843.38 km2逐渐减少到2020年的39 589.93 km2，表明此阶段整治项目的新增耕地规模空间格局趋向集中化。

2.3 江苏省农用地整治项目实施协调度

按照公式（4）～（6）的计算结果，将江苏省农用地整治项目实施协调度划分为5个等级：严重失调、中度失调、濒临失调、勉强协调和良好协调。2011—2015年和2016—2020年2个时段内江苏省农用地整治项目实施协调度的平均值分别为0.18和0.22，处于严重失调向中度失调的过渡状态，表明农用地整治项目的资源配置欠佳。但是，农用地整治项目实施协调度的平均值随时间有所上升，说明项目实施主体日益关注农用地整治过程的投入产出效益。

整体来看，2011—2020年江苏省农用地整治项目实施的协调度总体较低，空间格局呈现中部协调度略高、南北两侧协调度偏低（图6）。失调区域占比较多，集中分布在苏南和苏北地区。协调区域的县（市、区）数量较少，零散分布在苏中等地。分阶段来看，2011—2015年江苏省农用地整治项目实施的协调度以严重失调和中度失调为主，只有少量县（市、区）呈现勉强协调和良好协调。该时期的农用地整治项目实施过程更加突出建设规模、投资金额和新增耕地规模，缺乏统一的农用地整治标准，使其项目实施的综合效益不足。2016—2020年，随着农用地整治的不断推进，江苏省农用地整治实施协调状态格局进一步优化，呈现出苏中协调度高，苏北和苏南区域协调度低的特征。这表明江苏省农用地整治项目实施均衡性增强，更加注重区域系统协调安排。一方面，现阶段农用地整治项目更加注重区域内部的协调性，旨在发挥整治工程在协调区域差异、促进城乡一体化等积极作用。另一方面，由于江苏省农用地整治实施开展较早、投入整治水平高，农用地整治工程显著提升了省内整体耕地质量水平。

3 结论与讨论

依据江苏省2011—2020年农用地整治项目数据，运用GIS空间分析与协调度分析方法，刻画了农用地整治项目实施数量、投资金额、建设规模和新增耕地规模的时空特征，评估了农用地整治项目实施协调度，主要研究结论如下：

（1）2011—2020年江苏省农用地整治项目数量、新增耕地规模的标准差和变异系数总体呈现波浪式增长。

（2）从农用地整治项目核密度分析来看，江苏省农用地整治空间分布呈现不均衡现象，阶段性空间分布特征比较明显，不同区域存在显著的差异；农用地整治项目投资金额、建设规模、新增耕地规模及项目数量在经度和纬度方向呈现波动变化，重心移动轨迹的重心点在10年间均落在泰州市和扬州市内。

（3）2011—2020年江苏省农用地整治项目实施的协调度总体较低，空间格局呈現中部协调度略高、南北两侧协调度偏低。2个时段内江苏省农用地整治项目实施协调度的平均值由0.18上升至0.22，处于严重失调向中度失调的过渡状态。

笔者分析了2011—2020年江苏省农用地整治项目实施的时空特征及实施协调度，该研究结果为新时期江苏省农用地整治战略部署及区域化管控策略提供了一定的参考依据。存在以下不足之处：①在刻画农用地整治项目实施的时空演变格局时，可进一步选取区域的自然、经济、文化条件等进行冗余度分析，深入探讨影响农用地整治项目格局分布的主控因素，为今后农用地整治的空间配置优化提供依据；②农用地整治项目实施协调度的内涵远比该文选取的整治强度、整治潜力、整治难度更为丰富。因此，今后研究要在深入挖掘农用地整治内涵的基础上，构建整治与经济、文化、生态系统的耦合协调模型、测度影响项目实施协调度的主要因素等，促进区域系统协同发展。

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