江苏省耕地空间分布与变化研究

and effective farmland protection and regional development policies is significant. Previous studies on cultivated land
spatial distribution and changes mostly assumed the units were mutual independent, ignoring the correlation of units,
疏区与减少区主要分布在苏锡常，耕地集聚区、增加区和基本稳定区主要分布在苏中与苏北；耕地空间分布与变化
具有空间自相关现象，2009 年江苏耕地分布形成包括苏州、无锡市区在内的低-低相关区和沭阳、涟水在内的高-
高相关区相对应的空间分布格局，2000-2009 年耕地变化的低-低相关区包括苏州全部县（市），高-高相关区包括
（4）
式中 st 是 t 时刻的耕地面积，st-1 是 t-1 时刻的
耕地面积，δt是耕地变化指数。
1.4 空间重心统计分析方法
耕地在空间分布上具有不均衡性，故在其分布
平面上会有一个重心，这里引入地理学中的重心统
ຫໍສະໝຸດ Baidu
计来分析耕地空间分布变化。描述重心位置的指标
很多，包括平均重心、标准偏差、标准距离和标准偏
差椭圆等，文章采用平均重心法，在 Arcgis 中可计
算耕地重心位置，其计算公式如下[16]：
n
n
Σ Σ W= wi *ci / ci
i=1
i=1
n
n
Σ Σ L= li *ci / ci
i=1
i=1
（5） （6）
式中 Wi 表示第 i 单元的经度，Li 表示第 i 个单
元的纬度，ci 表示第 i 个单元的耕地面积。
Key words：cultivated land; spatial distribution and changes; spatial autocorrelation; Jiangsu Province
耕地资源对粮食生产与生态安全起到根本保 学者从社会经济因素出发构建耕地时空变化驱动机
障作用，但我国经济社会发展过程中，耕地减少问 题却日益严重，建国初期人均耕地面积 0.18hm2，随 经济发展，耕地流失严重，1978-1994 年，平均每年 净减少 29 万 hm2 [1]，1997-2009 年间，净减少 820 亿万 hm2 [2]，2008 年国土资源部统计全国耕地数量 1.22 亿 hm2 [3]，若以此递减速度计算，1.2 亿 hm2 警戒红
和区域发展政策提供依据。
1 研究区域与研究方法
基金项目：国家重大社科基金项目：土地和矿产资源有效供给与高效配置机制研究（编号：09&ZD046）；高等学校博士点基金项目：基本农田保 护的农户利益补偿政策研究（编号：20090097110022）。 作者简介：李 鑫（1986-），男，博士生，主要研究方向为土地经济与土地利用；通讯作者：欧名豪（1964-）男，博士，教授，博导，主要研究方向是土 地利用规划与管理。 收稿日期：2011- 06- 21，修回日期：2011- 09- 27
which may not cause the results uncover the characteristics of cultivated land spatial distribution and changes. With the
help of spatial autocorrelation model and gravity center model, this paper analyzed the 1980-2009 cultivated land spatial
Low-Low area includes Suzhou city and High- High area included Baoying and Xinghua Counties; compared to 1980,
2009 cultivated land distribution centroid shifts towards the northeast.
第6期
李 鑫等：江苏省耕地空间分布与变化研究
731
1.1 区域概况与数据来源
属性值高，第三象限 LL 区表示某一空间单元与周
江苏省位于我国大陆东南沿海中心，地处长江 围单元属性值都较低，第四象限 HL 区表示某一空
三角洲平原，自然条件优越，经济基础较好。全省面 间单元属性值较高而周围单元属性值低。第一和第
第 32 卷第 6 期 2011 年 11 月
农业农业现现代代化化研研究 究
RESEARCH OF AGRICULTURAL MODERNIZATION
Vol第．3232No卷．6 Nov． 2011
江苏省耕地空间分布与变化研究
李 鑫，欧名豪
（南京农业大学土地管理学院，江苏 南京 210095）
摘 要：揭示耕地空间分布与变化规律，可为制定合理有效的耕地保护和区域发展政策提供依据。以往关于耕地空
and reduced areas mainly in Suxichang Region, cluster and increased or basically stable areas mainly in Suzhong Region
and Subei Region; cultivated land distribution and changes has spatial autocorrelation phenomenon, leading to 2009
积 10.26 万 km2，占全国总面积的 1.1%，辖 64 个市 三象限会存在较强空间正自相关，第二和第四象限
（县）。2009 年实现地区生产总值 3.45 万亿，占全国 存在较强负自相关。LISA 聚集图是在 散点图基础
GDP 的 10.16%，耕地面积 468.8 万 hm2，不足全国耕 上，把四个区中的散点与显著性水平相结合，将在一
盐城中东部与宝应县、兴化市；相比 1980 年，2009 年耕地分布重心向东北方偏移。
关键词：耕地；空间分布与变化；空间自相关；江苏省
中图分类号：F323.211
文献标识码：A
文章编号：1000-0275(2011)06-0730-05
Study on Cultivated Land Spatial Distribution and Changes in Jiangsu Province
单元的依据，对原行政单元进行归并以计算其耕地 以显示集聚稀疏程度与耕地分布级别，其中耕地指
数据，如将江宁县数据归并至南京市区等），并在 数的具体计算公式如下：
Arcgis9.4 软件中将其作为属性字段赋予矢量图形， 空间相关分析在 Geoda 软件中完成。 1.2 空间局部自相关分析方法
空间自相关是 ESDA 研究中的重要方法之一， 可反映区域单元上某种地理现象或某一属性与邻域 单元上同一现象或属性的相关程度，是空间集聚度 的一种度量，它包括全局空间自相关和局部空间自 相关两类。全局自相关是对某种地理现象或某一属 性在整个区域上的空间特性描述，判断空间上是否 存在集聚特性，但不能够确切指出集聚区的具体位 置，而局部空间自相关却能推算出聚集地的空间位 置和范围。局部空间自相关主要有两种表示方法，一 种是 散点图法，一种是 LISA 聚集图法。 散点图可 定性区分每一区域与周围区域关于某种现象的相互 关系，它是以局部空间自相关指数作为横轴，其表达 式是[14]：
distribution spatial autocorrelation pattern in which Suzhou and Wuxi Urban are in High- High area and Shuyang and
Lianshui Counties in Low-Low area, also leading to 2000-2009 diversification spatial autocorrelation pattern where
地面积的 3.49%，且随工业化和城镇化进程不断加 定显著性水平下的集聚区域显示于具体图中，以反
快，耕地非农化现象日趋严重，耕地保护压力不断加 映集聚区位置与范围。
大。江苏省经济发展迅速，建设占用耕地现象严重， 1.3 耕地指数与耕地变化指数
是经济快速发展地区的典型代表。1980-2009 年 64
制[11-13]。然而目前关于耕地空间分布与变化研究大 多以评价单元相互独立为前提条件，忽视单元之间 的相关性[9-13]，这可能致使研究结果不能客观揭示耕 地空间分布与变化特征，本文通过构建耕地指数与 耕地变化指数，借助探索性空间数据分析方法 （ESDA）对江苏省 1980-2009 年近 30 年耕地空间分
2 结果与分析
2.1 江苏省耕地空间分布分析 计算江苏省 64 县（市）耕地指数，采用 ArcMap
中数量分级方法将江苏耕地空间布局划分成 4 种类
准差。文章用 Geoda 软件生成基于 Rook 方式的空 型(图 1)，耕地指数实质表示区域耕地面积比重，江
线已处在被逼近边缘，粮食安全将受到严重威胁。 布与变化进行研究，力图揭示江苏省耕地空间分布
鉴于此，国内学者对我国耕地时空变化与驱动机制 格局与变化规律，从而为制定合理有效的耕地保护
进行大量研究，有学者用 GIS 叠加技术分析耕地非 农化去向及其空间差异[4-8]，有学者用洛伦茨曲线和 重心模型等方法分析耕地空间分布及变化[9-10]，也有
潜在相互作用力量，E（I）i 表示期望值，Var(Ii )表示标
Ri=ci / si
（3）
式中 Ri 表示第 i 县 （市） 耕地指数，ci 表示第 i
县市耕地面积，Si 表示第 i 县（市）行政区土地面积。 文章用耕地变化指数考察各县（市）不同时点间耕地
变化水平，具体计算公式如下：
δt=（st-st-1）/ st
distribution and changes in Jiangsu Province by building cultivated land index and cultivated land change index. The
results indicates that: cultivated land spatial distribution and changes in Jiangsu displays serious imbalance, with sparse
若只考虑各单元耕地面积，不考虑行政区大小，
个市（县）的耕地与土地总面积数据来自历年《江苏 则不能准确揭示耕地空间分布格局，为真实显示耕
统计年鉴》（1980-2009 年间江苏省县市进行多次行 地空间分布特征与规律，文章构建耕地指数，即耕地
政区划调整，本文将 2009 年江苏 64 县（市）作研究 面积与行政区面积的比值，用分级图方式进行表示，
间分布与变化研究大多以单元间相互独立为假设条件，忽视单元之间相关性，这可能致使结果不能客观揭示耕地
空间分布与变化特征。本文构建耕地指数与耕地变化指数，借助空间自相关与重心分析模型，对江苏省 1980-2009
年耕地空间分布与变化进行分析。研究结果表明：江苏省耕地空间分布与变化表现出严重不均衡，2009 年耕地稀
n
Σ Ii=(xi-x) wij (xj -x) j=1
（1）
以自相关指数标准化的 Zi 值作为纵轴，Zi 的表 达式是：
Zi=Ii-E（I）i / 姨Var(Ii )
（2）
式中 n 表示 64 个市 （县），xi 和 xj 表示第 i 和 j
个单元的耕地指数或耕地变化指数，wij 表示第 i 个
和第 j 个评价单元的空间链接矩阵，表征空间单元
LI Xin, OU Ming-hao
(Collage of Land Management, Nanjing Agricultural University, Nanjing, Jiangsu 210095, China)
Abstract：Reveal of the law which cultivated land spatially distribution and changes to provide the basis for reasonable