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摘要：目前关于耕地质量空间格局方面的研究相对较少，以农业、农村经济发展最快以及经济发达的华南丘陵平原区珠三角为研究区域，在对珠三角耕地质量进行科学评价的基础上，分析其镇级耕地质量空间分布特征，利用局部Morans I指数，探索其空间关联性。结果表明：珠三角耕地各类型质量的空间分布格局均有所差异。耕地质量存在局部空间自相关，表现为质量高和质量低的地方有较显著空间聚集性。各类型质量空间聚集类型有较大差异，大部分乡镇在空间上表现为非显著型。从空间关联格局来看，自然质量正、负相关类型均呈现零散分布;经济质量无负相关类型，HH和LL型都是以组团形式出现，集中性较强;利用质量中属于正相关类型分布范围较广，负相关类型多零星分布无明显集中区域，局部空间关联格局同利用质量基本一致;生态质量与经济质量的空间布局类似。
关键词：中国珠三角地区;耕地质量;空间格局;局部空间自相关;Morans I指数;结构特征;耕地分区保护;政策建议
确保足够数量和一定质量的耕地，是保障国家粮食安全、经济发展和社会稳定的需要，也是生态环境保护的需要[1]。对耕地质量空间格局的深入分析，有助于耕地分区保护等政策或措施的制定，为实现国土资源空间优化配置提供空间依据，对其他类似地区耕地资源保护及合理利用具有重要的理论和实践意义[2]。耕地质量研究仍然是当今耕地研究的核心和重点之一，国内外学者从不同角度对耕地质量内涵[3]、评价指标体系[4-5]、评价方法[6-7]以及评价结果运用等方面展开了相关研究。但是关于耕地质量空间格局差异性特征等方面的研究却相对较少，近年来才相继有学者从不同侧重点对农用地质量的空间格局进行了相关研究[8]。任奎等学者分别对不同省份农用地质量的空间分布规律及其影响因素进行了研究[9-12]。在研究内容上，袁天凤等分析了耕地质量分布与经济发展的空间耦合关系[13];张贞等对重庆丘陵山区耕地自然质量向耕地经济质量转变的过程及其空间分布格局进行了分析[14];宋戈等分析了松嫩高平原黑土区的耕地质量总体特征及空间与行政区域分布特征[15]。Kraemer等对哈萨克斯坦地区农业用地覆盖变化及耕地扩张潜力格局进行了分析[16]。在研究方法上，学者们也采用不同的方法对耕地质量空间格局进行分析，如张超等采用空间自相关分析方法对北京市大兴区耕地自然质量的空间分布特征进行研究[17];而赵丹等运用趋势面和相关分析相结合的方法研究了耕地质量空间分布规律及影响因素[18];李涛等则基于农户决策行为分析耕地质量空间变异性特征规律[19]。总体来看，目前对耕地质量空间格局进行空间自相关分析的研究还比较少。珠三角是广东经济最发达的地区，也是农业、农村经济发展最快的地区，同时作为华南典型丘陵平原区，具有很好的研究价值和代表性。因此本研究以珠三角为研究区域，在对珠三角耕地质量进行科学评价的基础上，开展其耕地质量空间格局特征及相关研究，以耕地质量的空间差异为切入点，考虑质量及空间分布影响，尤其是从空间格局分布上探讨其差异及结构特征，有助于耕地分区保护等政策或措施的制定。
1 研究区域概况
珠三角位于广东省的中南部，珠江下游，地处111°59′～115°26′E，21°27′～23°56′N。行政辖域包括9个地级市，涉及48个县（区），土地面积占广东省国土面积的 23.2%。属南亚热带海洋季风气候，雨热充沛，温暖湿润，年均气温为21～23 ℃，多年平均降水量在1 600～2 300 mm之间，界内有数千条大小河道纵横交错。三角洲平原土地肥沃，土壤类型多样，可分为5个土类，包括水稻土、赤红壤、石灰土、紫色土、潮土等。2014年珠三角土地总面积为547.54万hm2，其中耕地面积为61.59万hm2（不包含可调整地类），占全省耕地总面积的23.49%。
2 研究数据及方法
2.1 数据来源及处理
研究数据主要涉及气象、水文、土壤、地貌等自然条件统计资料。包括珠三角区域2014年行政区划图、交通道路，土地利用现状调查及规划资料等;珠三角及周边区域41个气象站点2014年的年日照时数、年降水量等数据，均来源于广东省气象局;土壤属性数据来源于第2次土壤普查资料，包括土壤志、土种志、土壤普查报告等;地质灾害易发区相关数据来源于《广东省地质灾害防治规划》（2011—2020年）。影像数据主要是在地理空间数据云平台下载的2014年多幅30 m分辨率TM遥感数据。社会经济数据来源于2015年《广东农村统计年鉴》、《广东统计年鉴》及2014年各地市统计年鉴、国民经济和社会发展统计公报等，所涉及的部门包括农业、国土、水利、规划、环保、统计等部门。
对TM遥感影像数据的预处理主要包括辐射定标、大气校正以及影像的拼接和裁剪等。遥感数据分类参考GB/T 21010—2007《土地利用现状分类》以及中科院土地利用覆盖分类体系，结合珠三角区域TM遥感影像特点和景观异质性，提取出耕地、林地、草地、水域、建设用地和未利用地。分类结果的精度检验是从遥感图像上随机选择了100个样点，保证各地类都有覆盖，采用目视解译的方法结合实地调查與第2次土地调查成果，结果表明影像分类总体精度达到87.3%，Kappa系数大于0.7，分类达到了使用要求。
2.2 研究方法
2.2.1 耕地质量评价体系及权重 划分珠三角耕地质量评价单元采用网格法，考虑到评价区域的因素差异及面积，以500 m×500 m网格作为评价单元。采用资料统计和专家咨询法，根据珠三角区域特点，从自然质量、经济质量、利用质量、生态质量等4个方面构建适用于该区域的评价体系，依据层次分析法结合专家经验判断指标权重，各指标量化分析参考相关文献[20-23]，具体见表1。
质量评价采用多因素综合法，根据各参评因子的分级得分值及其权重，利用加权指数和模型计算耕地质量综合得分值。并采用[0，100]实现指标属性分值到耕地质量综合评价分值之间的转换[24]，利用ArcGIS栅格计算器将上述各个因素图层进行加权叠加，得出耕地单元的平均评价分值。
关键词：中国珠三角地区;耕地质量;空间格局;局部空间自相关;Morans I指数;结构特征;耕地分区保护;政策建议
确保足够数量和一定质量的耕地，是保障国家粮食安全、经济发展和社会稳定的需要，也是生态环境保护的需要[1]。对耕地质量空间格局的深入分析，有助于耕地分区保护等政策或措施的制定，为实现国土资源空间优化配置提供空间依据，对其他类似地区耕地资源保护及合理利用具有重要的理论和实践意义[2]。耕地质量研究仍然是当今耕地研究的核心和重点之一，国内外学者从不同角度对耕地质量内涵[3]、评价指标体系[4-5]、评价方法[6-7]以及评价结果运用等方面展开了相关研究。但是关于耕地质量空间格局差异性特征等方面的研究却相对较少，近年来才相继有学者从不同侧重点对农用地质量的空间格局进行了相关研究[8]。任奎等学者分别对不同省份农用地质量的空间分布规律及其影响因素进行了研究[9-12]。在研究内容上，袁天凤等分析了耕地质量分布与经济发展的空间耦合关系[13];张贞等对重庆丘陵山区耕地自然质量向耕地经济质量转变的过程及其空间分布格局进行了分析[14];宋戈等分析了松嫩高平原黑土区的耕地质量总体特征及空间与行政区域分布特征[15]。Kraemer等对哈萨克斯坦地区农业用地覆盖变化及耕地扩张潜力格局进行了分析[16]。在研究方法上，学者们也采用不同的方法对耕地质量空间格局进行分析，如张超等采用空间自相关分析方法对北京市大兴区耕地自然质量的空间分布特征进行研究[17];而赵丹等运用趋势面和相关分析相结合的方法研究了耕地质量空间分布规律及影响因素[18];李涛等则基于农户决策行为分析耕地质量空间变异性特征规律[19]。总体来看，目前对耕地质量空间格局进行空间自相关分析的研究还比较少。珠三角是广东经济最发达的地区，也是农业、农村经济发展最快的地区，同时作为华南典型丘陵平原区，具有很好的研究价值和代表性。因此本研究以珠三角为研究区域，在对珠三角耕地质量进行科学评价的基础上，开展其耕地质量空间格局特征及相关研究，以耕地质量的空间差异为切入点，考虑质量及空间分布影响，尤其是从空间格局分布上探讨其差异及结构特征，有助于耕地分区保护等政策或措施的制定。
1 研究区域概况
珠三角位于广东省的中南部，珠江下游，地处111°59′～115°26′E，21°27′～23°56′N。行政辖域包括9个地级市，涉及48个县（区），土地面积占广东省国土面积的 23.2%。属南亚热带海洋季风气候，雨热充沛，温暖湿润，年均气温为21～23 ℃，多年平均降水量在1 600～2 300 mm之间，界内有数千条大小河道纵横交错。三角洲平原土地肥沃，土壤类型多样，可分为5个土类，包括水稻土、赤红壤、石灰土、紫色土、潮土等。2014年珠三角土地总面积为547.54万hm2，其中耕地面积为61.59万hm2（不包含可调整地类），占全省耕地总面积的23.49%。
2 研究数据及方法
2.1 数据来源及处理
研究数据主要涉及气象、水文、土壤、地貌等自然条件统计资料。包括珠三角区域2014年行政区划图、交通道路，土地利用现状调查及规划资料等;珠三角及周边区域41个气象站点2014年的年日照时数、年降水量等数据，均来源于广东省气象局;土壤属性数据来源于第2次土壤普查资料，包括土壤志、土种志、土壤普查报告等;地质灾害易发区相关数据来源于《广东省地质灾害防治规划》（2011—2020年）。影像数据主要是在地理空间数据云平台下载的2014年多幅30 m分辨率TM遥感数据。社会经济数据来源于2015年《广东农村统计年鉴》、《广东统计年鉴》及2014年各地市统计年鉴、国民经济和社会发展统计公报等，所涉及的部门包括农业、国土、水利、规划、环保、统计等部门。
对TM遥感影像数据的预处理主要包括辐射定标、大气校正以及影像的拼接和裁剪等。遥感数据分类参考GB/T 21010—2007《土地利用现状分类》以及中科院土地利用覆盖分类体系，结合珠三角区域TM遥感影像特点和景观异质性，提取出耕地、林地、草地、水域、建设用地和未利用地。分类结果的精度检验是从遥感图像上随机选择了100个样点，保证各地类都有覆盖，采用目视解译的方法结合实地调查與第2次土地调查成果，结果表明影像分类总体精度达到87.3%，Kappa系数大于0.7，分类达到了使用要求。
2.2 研究方法
2.2.1 耕地质量评价体系及权重 划分珠三角耕地质量评价单元采用网格法，考虑到评价区域的因素差异及面积，以500 m×500 m网格作为评价单元。采用资料统计和专家咨询法，根据珠三角区域特点，从自然质量、经济质量、利用质量、生态质量等4个方面构建适用于该区域的评价体系，依据层次分析法结合专家经验判断指标权重，各指标量化分析参考相关文献[20-23]，具体见表1。
质量评价采用多因素综合法，根据各参评因子的分级得分值及其权重，利用加权指数和模型计算耕地质量综合得分值。并采用[0，100]实现指标属性分值到耕地质量综合评价分值之间的转换[24]，利用ArcGIS栅格计算器将上述各个因素图层进行加权叠加，得出耕地单元的平均评价分值。