縣·鄉(xiāng)鎮(zhèn)兩級(jí)尺度下耕地質(zhì)量空間自相關(guān)分析

何炬　張雪松

摘要 [目的]從縣級(jí)、鄉(xiāng)鎮(zhèn)級(jí)兩級(jí)空間尺度上運(yùn)用空間自相關(guān)分析（Morans I）方法定量研究廣水市耕地質(zhì)量的空間集聚性規(guī)律特征。[方法]基于空間自相關(guān)Morans I分析方法，以湖北省廣水市為研究區(qū)，將耕地質(zhì)量國(guó)家自然等指數(shù)、利用等指數(shù)和經(jīng)濟(jì)等指數(shù)作為空間變量，以耕地圖斑作為空間單元進(jìn)行空間自相關(guān)分析，從縣級(jí)和鄉(xiāng)鎮(zhèn)級(jí)兩級(jí)尺度上分析耕地質(zhì)量空間差異性特征并進(jìn)行兩級(jí)對(duì)比分析。[結(jié)果]廣水市耕地質(zhì)量在空間分布上呈現(xiàn)出一定的集聚性規(guī)律，“中北部”的耕地質(zhì)量較高，“西北角”耕地質(zhì)量相對(duì)較低，其他地方耕地質(zhì)量處于中等水平且分布較集中。廣水市耕地質(zhì)量在縣級(jí)和鄉(xiāng)鎮(zhèn)級(jí)尺度上呈現(xiàn)出較強(qiáng)的空間自相關(guān)，說(shuō)明在空間格局上呈現(xiàn)出很強(qiáng)的集聚態(tài)勢(shì)?？h、鄉(xiāng)鎮(zhèn)兩級(jí)尺度上，耕地質(zhì)量指數(shù)Morans I值均呈現(xiàn)出國(guó)家經(jīng)濟(jì)等指數(shù)>國(guó)家利用等指數(shù)>國(guó)家自然等指數(shù)的遞減特征，三者均呈現(xiàn)顯著的空間正相關(guān)集聚態(tài)勢(shì)。[結(jié)論]耕地質(zhì)量空間差異在不同尺度上有一定的敏感性和內(nèi)部差異性特征，耕地質(zhì)量空間差異特征研究可為土地整治、高標(biāo)準(zhǔn)基本農(nóng)田劃定等工作提供參考。

關(guān)鍵詞 耕地；耕地質(zhì)量；空間分布；空間自相關(guān)；廣水市

中圖分類(lèi)號(hào) F301.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼

A 文章編號(hào) 0517-6611（2018）14-0007-05

Spatial Autocorrelation Analysis of Arable Land Quality at County and Township Scale —A Case Study of Guangshui City，Hubei Province

HE Ju，ZHANG Xuesong （College of Urban & Environmental Sciences，Central China Normal University，Wuhan，Hubei 430079）

Abstract [Objective] The aim was to study the characteristics of spatial agglomeration law of arable land quality of Guangshui City at county and township scale based on the spatial autocorrelation of Morans I analysis method.[Method] Taking Guangshui City of Hubei Province as the study area，the national natural land quality index，the land use index and economic index as spatial variables，and farming spot as a space unit map spatial autocorrelation analysis，the characteristics of the spatial differences of arable land quality from the county and township scale were analyzed based on the spatial autocorrelation of Morans I analysis method.[Result] Spatial distribution of the quality of arable land in Guangshui City presented a certain clustering rules，quality of arable land in‘North central was high，‘Northwest corner was relatively low，the rest were in the middle level and relatively concentrated.The quality of arable land in Guangshui showed a strong spatial autocorrelation at the county and township level，indicating that the spatial pattern showed a strong agglomeration situation.Morans I value of arable land quality index showed the national economic index，national utilization index，national natural index decline characteristics both at the county and township scale，and all the index showed a significant positive correlation of the spatial agglomeration.[Conclusion] The spatial difference of land quality at different scales has certain characteristics of sensitivity and internal differences，and differences of arable land quality feature space can provide an important reference for land consolidation，high standards of basic farmland.

Key words Arable land；Arable land quality；Spatial distribution；Spatial autocorrelation；Guangshui City

耕地是土地資源中最寶貴的資源，是人類(lèi)生存和發(fā)展的首要物質(zhì)基礎(chǔ)。目前人均耕地不足、優(yōu)質(zhì)耕地少、耕地后備資源不斷建設(shè)是我國(guó)基本的土地國(guó)情[1]。耕地保護(hù)是關(guān)系我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的全局性戰(zhàn)略問(wèn)題，完善的耕地保護(hù)政策對(duì)于耕地保護(hù)有重要作用[2]。耕地質(zhì)量事關(guān)國(guó)家糧食安全、經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展、社會(huì)安全穩(wěn)定和生態(tài)環(huán)境保護(hù)，是實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)、生活和生態(tài)可持續(xù)發(fā)展的重要保障。

近年來(lái)，耕地質(zhì)量的研究引起了政府管理部門(mén)和學(xué)術(shù)界的高度關(guān)注和廣泛研究，研究?jī)?nèi)容和成果十分豐富。其中，基于空間屬性特征的耕地質(zhì)量管理與保護(hù)日趨成為研究熱點(diǎn)之一[3-6]。熊昌盛等[7-8]運(yùn)用Morans I 和地統(tǒng)計(jì)學(xué)分析方法，探討了在縣級(jí)和鄉(xiāng)鎮(zhèn)級(jí)尺度上的變化情況，比較了縣級(jí)與鎮(zhèn)級(jí)之間的空間差異性，描述了鎮(zhèn)級(jí)的內(nèi)部差異性。張貞等[4]以重慶市合川區(qū)為研究對(duì)象，采用空間自相關(guān)的方法，探索丘陵山區(qū)水田和旱地質(zhì)量等級(jí)在空間分布的相關(guān)性?？紫楸蟮萚9]利用農(nóng)用地分等國(guó)家級(jí)匯總成果，采用空間分析等方法，從國(guó)家和區(qū)域尺度分析耕地質(zhì)量的空間分異規(guī)律，概括性地描述了我國(guó)西部耕地質(zhì)量空間結(jié)構(gòu)特征。總體來(lái)看，國(guó)內(nèi)對(duì)耕地質(zhì)量空間關(guān)聯(lián)性的研究已經(jīng)日趨完善，而且對(duì)宏觀尺度的研究相對(duì)成熟，但是對(duì)縣級(jí)以下如鎮(zhèn)、村級(jí)微觀尺度的研究較少，傳統(tǒng)的綜合分析法、統(tǒng)計(jì)分析方法等對(duì)區(qū)域內(nèi)耕地質(zhì)量空間差異的分析精度有待于進(jìn)一步提高，再者，從空間角度研究耕地質(zhì)量的成果較少，關(guān)于耕地質(zhì)量對(duì)研究尺度間存在的差異性的敏感程度研究也很少且不成熟。為了提高以空間特征對(duì)耕地質(zhì)量評(píng)價(jià)的普適性，運(yùn)用多種空間分析方法，在宏觀、中觀、微觀多尺度下對(duì)耕地質(zhì)量空間差異特征的研究成為研究方向[10-12]。筆者以2015年為研究時(shí)點(diǎn)，以湖北省廣水市耕地質(zhì)量指數(shù)（國(guó)家自然等指數(shù)、國(guó)家利用等指數(shù)、國(guó)家經(jīng)濟(jì)等指數(shù)）作為空間變量，從縣級(jí)、鄉(xiāng)鎮(zhèn)級(jí)兩級(jí)空間尺度上運(yùn)用空間自相關(guān)分析（Morans I）方法定量研究了廣水市耕地質(zhì)量的空間集聚性規(guī)律特征，以期在綜合考慮原有的耕地自然條件、利用狀況和經(jīng)濟(jì)水平3項(xiàng)指標(biāo)情況下，將空間關(guān)聯(lián)性作為“第4維”指標(biāo)[3，13-14]，為耕地保護(hù)與分區(qū)、土地整治、高標(biāo)準(zhǔn)基本農(nóng)田建設(shè)等的研究提供依據(jù)。

1 研究區(qū)概況與研究方法

1.1 研究區(qū)概況

廣水市位于湖北省北部偏東，隸屬隨州市。地處桐柏山南麓，大別山脈西端，地勢(shì)西北高東南低。全境地跨113°21′16″～114°07′16″E，30°23′03″～32°05′05″N；東西長(zhǎng)57.50 km，南北長(zhǎng)78.75 km。全市國(guó)土總面積為2 645.51 km2，行政轄區(qū)內(nèi)共13鎮(zhèn)和4個(gè)街道辦事處。其東部與大悟毗連，南部與安陸市、孝昌縣相鄰，西部與隨州曾都區(qū)交界，北部與河南省信陽(yáng)市接壤，自古為南北交通要沖，“鄂北門(mén)戶(hù)”，也是鄂豫物資重要聚散地，西部大開(kāi)發(fā)的橋頭堡。

依據(jù)廣水市2015年土地變更調(diào)查數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，廣水市土地總面積為264 500 hm2，其中，2015年末全市耕地面積為79 305.08 hm2，占土地總面積的29.98%。耕地內(nèi)部構(gòu)成以水田為主，面積為51 760.56 hm2，占耕地總面積的65.27%；旱地次之，面積為25 383.05 hm2，占耕地總面積的32.01%；水澆地面積為2 161.47 hm2，占耕地面積的2.72%。

1.2 數(shù)據(jù)來(lái)源 以湖北省廣水市為研究對(duì)象，所采用時(shí)間的數(shù)據(jù)均來(lái)源于

2015年廣水市國(guó)土資源局和廣水市農(nóng)業(yè)局?jǐn)?shù)據(jù)。具體包括：①文件資料。主要包括土地利用年度變更調(diào)查、耕地質(zhì)量等別、更新監(jiān)測(cè)、土壤普查、廣水市統(tǒng)計(jì)年鑒、農(nóng)業(yè)區(qū)劃、地形圖、水利工程調(diào)查等成果文件以及相關(guān)農(nóng)業(yè)統(tǒng)計(jì)資料。②圖件資料。具體有土地利用現(xiàn)狀變更圖、土地利用總體規(guī)劃圖、第二次土壤普查圖、土壤有機(jī)質(zhì)含量圖、土壤pH 分布圖、灌排圖、地形圖及其他矢量圖件等。③數(shù)據(jù)庫(kù)資料。主要有廣水市耕地質(zhì)量等別、更新監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)、土地利用變更調(diào)查數(shù)據(jù)庫(kù)、土壤普查數(shù)據(jù)庫(kù)等。

1.3 研究方法

1.3.1 全局空間自相關(guān)。

Global Morans I 指數(shù)用來(lái)表示一個(gè)區(qū)域里面全部空間范圍里空間要素屬性值的聚散程度。 Morans I的取值范圍為[-1，1]，當(dāng)Morans I >0表示空間正相關(guān)性，其值越大，空間相關(guān)性越明顯，表明研究對(duì)象具有空間聚合特征；當(dāng)Morans I <0表示空間負(fù)相關(guān)性，其值越小，空間差異越大，表明研究對(duì)象具有空間離散特征；當(dāng)Morans I = 0，空間呈隨機(jī)性，也就是研究對(duì)象呈現(xiàn)隨機(jī)分布狀態(tài)。Z值用來(lái)進(jìn)行檢驗(yàn)顯著性水平，當(dāng)Z>1.96或Z<-1.96（α值為0.05）時(shí)，表明耕地質(zhì)量在空間上存在顯著的空間自相關(guān)性。表達(dá)式如下：

I= n n i=1

n j≠i wij（xi- ）（xj- ）

n i=1 n j≠i wij（xi- ）2 （1）

Zscore= I-E（I） VAR（I） （2）

式中，n表示研究對(duì)象個(gè)數(shù)；wij表示空間要素i和要素j的權(quán)重；xi- 和xj- 分別表示第i、j個(gè)空間單元上的觀測(cè)站與平均值的偏差；Z代表標(biāo)準(zhǔn)化統(tǒng)計(jì)量的閾值，E（I）表示觀察變量自相關(guān)性的期望；VAR（I）代表方差。

1.3.2 變異系數(shù)。對(duì)比2組數(shù)據(jù)離散水平大小時(shí)，若是2組數(shù)據(jù)的測(cè)量尺度相差太大，或數(shù)據(jù)量綱不同，直接使用標(biāo)準(zhǔn)差來(lái)進(jìn)行對(duì)比不合適，此時(shí)就應(yīng)該消除測(cè)量尺度和量綱的影響，而變異系數(shù)是原始數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)差與原始數(shù)據(jù)平均數(shù)的比值，無(wú)量綱，可以進(jìn)行客觀比較。

該研究主要用變異系數(shù)來(lái)分析度量耕地質(zhì)量的空間內(nèi)部差異性，一般來(lái)說(shuō)，變異系數(shù)越小，說(shuō)明耕地質(zhì)量空間自相關(guān)性波動(dòng)性較小，反之，則波動(dòng)性越大。計(jì)算公式如下：

CV= n i=1 （yi- ）/（n-1） （3）

式中，CV表示研究變量的變異系數(shù)；n代表研究對(duì)象的個(gè)數(shù)；yi表示第i個(gè)單元中耕地質(zhì)量的Morans I 值； 表示yi的平均值。

1.4 數(shù)據(jù)預(yù)處理

1.4.1 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)預(yù)處理。

在收集 “1.2” 所有數(shù)據(jù)后，進(jìn)行嚴(yán)格的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性核對(duì)篩選工作，再根據(jù)《耕地質(zhì)量等級(jí)》（GB T 33469—2016）中提供的方法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行進(jìn)一步的分類(lèi)和整理，運(yùn)用ArcGIS 10.2軟件平臺(tái)，將數(shù)據(jù)進(jìn)行必要的格式轉(zhuǎn)換、地圖投影和坐標(biāo)校正，坐標(biāo)統(tǒng)一采用1980西安平面坐標(biāo)系和1985國(guó)家高程基準(zhǔn)，將“縣級(jí)分等單元”（XJFDDY）矢量數(shù)據(jù)與行政界限等基礎(chǔ)要素進(jìn)行空間疊加分析操作。其中，剔除6個(gè)涉及中華山林場(chǎng)、花山林場(chǎng)等沒(méi)有耕地的行政村，共剩余400個(gè)行政村。

1.4.2 耕地質(zhì)量指數(shù)面積加權(quán)平均。耕地質(zhì)量指數(shù)（耕地質(zhì)量國(guó)家自然等指數(shù)、利用等指數(shù)和經(jīng)濟(jì)等指數(shù)）和耕地面積是耕地的2項(xiàng)主要空間屬性。所收集的廣水市2015年耕地質(zhì)量等別、更新監(jiān)測(cè)矢量成果是圖斑空間單元，需要通過(guò)加權(quán)平均法預(yù)處理數(shù)據(jù)，得到廣水市各個(gè)行政村的國(guó)家級(jí)加權(quán)等指數(shù)，再通過(guò)ArcGIS 10.2提取工具，提取出行政鎮(zhèn)的國(guó)家級(jí)加權(quán)等指數(shù)。將廣水市、行政鄉(xiāng)鎮(zhèn)（含街道辦事處）分別作為研究單元進(jìn)行空間自相關(guān)分析處理。村級(jí)耕地質(zhì)量指數(shù)加權(quán)平均公式：

Ri= Rij×Sij Sij （4）

式中，Ri為第i個(gè)行政村的國(guó)家級(jí)耕地質(zhì)量指數(shù)；Rij為第i個(gè)行政村中第j塊圖斑的國(guó)家級(jí)耕地質(zhì)量指數(shù)；Sij代表第i個(gè)行政村中第j塊圖斑的地類(lèi)面積。

2 結(jié)果與分析

2.1 耕地質(zhì)量空間分布

對(duì)耕地質(zhì)量進(jìn)行評(píng)價(jià)時(shí)，自然等指數(shù)、利用等指數(shù)、經(jīng)濟(jì)等指數(shù)這3項(xiàng)耕地質(zhì)量指數(shù)是衡量耕地質(zhì)量高低的重要指標(biāo)和依據(jù)。自然指數(shù)表示耕地的自然質(zhì)量情況，是基礎(chǔ)；利用指數(shù)表示耕地利用情況好壞，是保障；經(jīng)濟(jì)指數(shù)是表示耕地的經(jīng)濟(jì)利用價(jià)值，關(guān)乎耕地經(jīng)濟(jì)實(shí)際狀況。

根據(jù)耕地質(zhì)量指數(shù)面積加權(quán)公式（4），將廣水市的XJFDDY中耕地圖斑的耕地質(zhì)量指數(shù)與圖斑地類(lèi)面積轉(zhuǎn)換到村級(jí)尺度，得到廣水市擁有可利用耕地的400個(gè)行政村的耕地質(zhì)量指數(shù)和耕地等別。借助ArcGIS 10.2軟件平臺(tái)，將耕地等指數(shù)采用等間距法對(duì)耕地進(jìn)行劃分，其中國(guó)家自然等指數(shù)按照400的間距劃分，國(guó)家利用等指數(shù)和國(guó)家經(jīng)濟(jì)等指數(shù)按照200的間距劃分，得到3種類(lèi)型的各行政村耕地質(zhì)量空間分布圖。由圖1可知，國(guó)家自然等指數(shù)主要集中在4 000～4 400區(qū)間，5等地占大多數(shù)，整體處于較高水平，中北部的蔡河鎮(zhèn)、郝店鎮(zhèn)、吳店鎮(zhèn)3鎮(zhèn)的大多區(qū)域耕地質(zhì)量處于高值區(qū)，其他區(qū)域處于相對(duì)較低的分布狀態(tài)；國(guó)家利用等指數(shù)主要集中在1 800～2 200區(qū)間，整體水平較高，空間上呈現(xiàn)“西北角”（余店、關(guān)廟2鎮(zhèn)）低，其他區(qū)域相對(duì)較高的分布狀態(tài)；國(guó)家經(jīng)濟(jì)等指數(shù)的空間分布特征與國(guó)家利用等指數(shù)空間分布特征相似。

2.2 縣級(jí)尺度耕地質(zhì)量空間自相關(guān)

通過(guò)ArcGIS 10.2和GeoDa軟件，分別對(duì)2015年廣水市耕地質(zhì)量國(guó)家自然等指數(shù)、利用等指數(shù)、經(jīng)濟(jì)等指數(shù)進(jìn)行全局Morans I值進(jìn)行計(jì)算。由表1可知，廣水市耕地質(zhì)量指數(shù)Morans I值均大于0.5，且處于較高水平，顯著性檢驗(yàn)值P都為0，小于顯著性水平0.05，Z 得分均較高，則隨機(jī) 產(chǎn)生此聚類(lèi)模式的可能性小于1%，綜上表明，廣水市耕地質(zhì)量呈現(xiàn)較強(qiáng)的空間正相關(guān)集聚狀態(tài)。3項(xiàng)耕地質(zhì)量指數(shù)Morans I值為國(guó)家經(jīng)濟(jì)等指數(shù)>國(guó)家利用等指數(shù)>國(guó)家自然等指數(shù)，表明廣水耕地經(jīng)濟(jì)質(zhì)量和利用質(zhì)量所表現(xiàn)出的空間正相關(guān)集聚特性相對(duì)較強(qiáng)，空間格局上的空間變異性相對(duì)較弱，呈現(xiàn)出集聚態(tài)勢(shì)；而耕地自然質(zhì)量空間正相關(guān)性最弱，在空間格局上表現(xiàn)為相對(duì)分散。

上述結(jié)果進(jìn)一步表明，在廣水市域范圍內(nèi)，其耕地自然屬性在空間格局上分布相對(duì)分散，空間變異性相對(duì)較強(qiáng)；而耕地利用水平或經(jīng)濟(jì)狀況表現(xiàn)出相對(duì)集聚的態(tài)勢(shì)。究其原因，廣水市長(zhǎng)期以來(lái)對(duì)耕地過(guò)度使用和開(kāi)發(fā)，而疏于耕地的養(yǎng)護(hù)和改良，導(dǎo)致其自然屬性呈現(xiàn)出較差的狀態(tài)。據(jù)此，在未來(lái)耕地保護(hù)及改良過(guò)程中，應(yīng)結(jié)合當(dāng)?shù)貙?shí)際，在適當(dāng)對(duì)耕地進(jìn)行開(kāi)發(fā)利用的過(guò)程中，提高耕地保護(hù)和管理水平，加強(qiáng)遭到破壞的劣質(zhì)耕地的改良工作，使耕地呈現(xiàn)出“經(jīng)濟(jì)+生態(tài)”的優(yōu)質(zhì)狀態(tài)。

2.3 鄉(xiāng)鎮(zhèn)級(jí)尺度下耕地質(zhì)量空間自相關(guān)分析

為了探究更小尺度下的耕地質(zhì)量空間自相關(guān)性，更好地了解廣水市在縣級(jí)尺度下耕地質(zhì)量的內(nèi)部差異和細(xì)節(jié)特征，借助Arcgis 10.2平臺(tái)，將廣水市下屬的17個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)（含街道辦事處）作為研究單元，提取相關(guān)數(shù)據(jù)分析，并進(jìn)行鄉(xiāng)鎮(zhèn)級(jí)尺度上的耕地質(zhì)量指數(shù)Morans I值計(jì)算。

由表2和圖2可知，鄉(xiāng)鎮(zhèn)級(jí)的各項(xiàng)耕地質(zhì)量指數(shù)Morans 值平均值均小于縣級(jí)耕地質(zhì)量指數(shù)Morans 值，表明鄉(xiāng)鎮(zhèn)級(jí)尺度下的耕地質(zhì)量空間表現(xiàn)出的相關(guān)性小于縣級(jí)，鄉(xiāng)鎮(zhèn)級(jí)尺度下的耕地質(zhì)量表現(xiàn)出來(lái)的空間正相關(guān)集聚態(tài)勢(shì)不如縣級(jí)明顯。根據(jù)公式（3）分別求出各鄉(xiāng)鎮(zhèn)耕地質(zhì)量國(guó)家自然等指數(shù)、利用等指數(shù)、經(jīng)濟(jì)等指數(shù)的變異系數(shù)，分別是37.71%、32.79%、31.80%，呈現(xiàn)出遞減態(tài)勢(shì)，表明國(guó)家自然等指數(shù)的波動(dòng)幅度最大，國(guó)家經(jīng)濟(jì)等指數(shù)的波動(dòng)幅度最小，國(guó)家利用等指數(shù)波動(dòng)幅度居中但也偏小。在對(duì)17個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)耕地質(zhì)量指數(shù)Morans 值計(jì)算中，應(yīng)山街道辦事處的3項(xiàng)耕地質(zhì)量指數(shù)Morans 值均高于縣級(jí)水平，而楊寨鎮(zhèn)3項(xiàng)耕地質(zhì)量指數(shù)Morans 值均處于較低水平，空間格局上則表現(xiàn)出離散性較強(qiáng)的態(tài)勢(shì)。耕地質(zhì)量國(guó)家自然等指數(shù)Morans I值大于縣級(jí)水平的有應(yīng)山街道辦事處、吳店鎮(zhèn)、城郊鄉(xiāng)；耕地質(zhì)量國(guó)家利用等指數(shù)Morans I值大于縣級(jí)水平的有應(yīng)山街道辦事處、城郊鄉(xiāng)；耕地質(zhì)量國(guó)家經(jīng)濟(jì)等指數(shù)Morans I值大于縣級(jí)水平的有應(yīng)山街道辦事處。

2.4 縣、鄉(xiāng)鎮(zhèn)兩級(jí)尺度下耕地質(zhì)量空間自相關(guān)對(duì)比分析

目前，國(guó)內(nèi)對(duì)耕地質(zhì)量的評(píng)價(jià)主要是以自然等指數(shù)、利用等指數(shù)和經(jīng)濟(jì)等指數(shù)或者等別情況來(lái)進(jìn)行描述。對(duì)于3項(xiàng)耕地質(zhì)量指數(shù)，在空間格局上表現(xiàn)態(tài)勢(shì)也已經(jīng)有一些較為成熟的研究成果，但是對(duì)于在不同尺度下對(duì)同一耕地質(zhì)量指數(shù)的研究較少。主要對(duì)廣水市在縣、鄉(xiāng)鎮(zhèn)兩級(jí)尺度下耕地質(zhì)量空間自相關(guān)情況進(jìn)行對(duì)比分析。由表3可知，縣、鄉(xiāng)鎮(zhèn)兩級(jí)尺度下的3類(lèi)耕地質(zhì)量指數(shù)Morans I值均呈現(xiàn)出國(guó)家經(jīng)濟(jì)等指數(shù)>國(guó)家利用等指數(shù)>國(guó)家自然等指數(shù)的遞減關(guān)系；且3類(lèi)耕地質(zhì)量指數(shù)Morans I均值均大于0.5，表現(xiàn)出顯著的正相關(guān)性；3類(lèi)耕地質(zhì)量指數(shù)Morans I值，縣級(jí)值明顯大于鄉(xiāng)鎮(zhèn)級(jí)值，表明縣級(jí)相對(duì)鄉(xiāng)鎮(zhèn)級(jí)來(lái)說(shuō)，表現(xiàn)出更加強(qiáng)烈的正相關(guān)，也就表明在空間格局上表現(xiàn)出更加集聚的態(tài)勢(shì)；從鄉(xiāng)鎮(zhèn)級(jí)的變異系數(shù)來(lái)看，呈國(guó)家經(jīng)濟(jì)等指數(shù)<國(guó)家利用等指數(shù)<國(guó)家自然等指數(shù)的遞增關(guān)系，表明國(guó)家自然等指數(shù)的Morans I值變動(dòng)幅度最大，其空間變異性最強(qiáng)，耕地的集聚性不夠大，國(guó)家經(jīng)濟(jì)等指數(shù)Morans I值變動(dòng)幅度最小，其空間變異性最弱，耕地的集聚性夠大。

3 結(jié)論與討論

基于空間自相關(guān)Morans I分析方法，以湖北省廣水市為例，以國(guó)家自然等指數(shù)、國(guó)家利用等指數(shù)、國(guó)家經(jīng)濟(jì)等指數(shù)為空間變量，從縣、鄉(xiāng)鎮(zhèn)兩級(jí)尺度上分別進(jìn)行全局空間自相關(guān)分析，探討了耕地質(zhì)量的空間集聚規(guī)律和內(nèi)部差異性特征。得出以下結(jié)論：

（1）廣水市耕地質(zhì)量在空間分布上呈現(xiàn)出一定的集聚性規(guī)律，就分布規(guī)律而言，“中北部”的耕地質(zhì)量較高，“西北角”耕地質(zhì)量相對(duì)較低，其他地方耕地質(zhì)量處于中等水平且較集中。

（2）廣水市耕地質(zhì)量在縣級(jí)尺度上，3項(xiàng)耕地質(zhì)量指數(shù)Morans I值均大于0.7，呈現(xiàn)出較強(qiáng)的空間自相關(guān)，說(shuō)明在空間格局上呈現(xiàn)出很強(qiáng)的集聚態(tài)勢(shì)；在鄉(xiāng)鎮(zhèn)級(jí)尺度上，3項(xiàng)耕地質(zhì)量指數(shù)Morans I值平均值均大于0.5，同樣呈現(xiàn)出較強(qiáng)的空間自相關(guān)和空間上的集聚態(tài)勢(shì)。

（3）縣、鄉(xiāng)鎮(zhèn)兩級(jí)尺度上，耕地質(zhì)量指數(shù)Morans I值均呈現(xiàn)出國(guó)家經(jīng)濟(jì)等指數(shù)>國(guó)家利用等指數(shù)>國(guó)家自然等指數(shù)的遞減特征，表示耕地經(jīng)濟(jì)質(zhì)量表現(xiàn)出的空間正相關(guān)特性相對(duì)較強(qiáng)，空間變異性相對(duì)較弱，而耕地自然質(zhì)量表現(xiàn)出的空間正相關(guān)集聚性相對(duì)較弱，空間變異性相對(duì)較強(qiáng)。另一方面，縣級(jí)尺度的耕地質(zhì)量指數(shù)Morans I值均大于鄉(xiāng)鎮(zhèn)級(jí)耕地質(zhì)量指數(shù)Morans I值平均值，但應(yīng)山街道辦、城郊鄉(xiāng)、吳店鎮(zhèn)等鄉(xiāng)鎮(zhèn)耕地質(zhì)量指數(shù)Morans I值又在很高的水平，大于縣級(jí)尺度耕地質(zhì)量指數(shù)Morans I值，在一定程度上表現(xiàn)出耕地質(zhì)量空間內(nèi)部的相關(guān)性和差異性等內(nèi)部細(xì)節(jié)特征。

通過(guò)上述研究，提出以下思考：耕地質(zhì)量空間自相關(guān)的研究，可以進(jìn)一步利用ArcGIS和GeoDa軟件評(píng)價(jià)，結(jié)合局部自相關(guān)的分析方法和LISA集聚圖，更加科學(xué)、全面、綜合地探討耕地質(zhì)量的空間相關(guān)性這個(gè)“第4維”指標(biāo)；對(duì)于尺度的選取，可以再?lài)L試擴(kuò)大到全國(guó)、省宏觀尺度，亦或縮小的行政村微觀尺度，全方位、多角度地進(jìn)行比較和分析，更加深刻地認(rèn)識(shí)耕地質(zhì)量的空間格局特征。通過(guò)耕地質(zhì)量的空間自相關(guān)研究，對(duì)耕地質(zhì)量保護(hù)和評(píng)價(jià)、耕地文化保護(hù)、耕地保護(hù)區(qū)分區(qū)和耕地的精細(xì)化管理等提供了更加有力的依據(jù)，對(duì)土地整治、基本農(nóng)田劃定等工作具有更高的參考價(jià)值。

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