分类：论文范文 发表时间：2019-10-12 10:45
摘 要：淮南市是典型的高潜水位煤粮复合城市，采煤沉陷在全国具有典型性。该文以淮南市采煤塌陷区为研究对象，基于“均等”法计算2010—2015 年采煤塌陷区村庄搬迁前后的空间耕作半径，并利用耕作半径地形修正系数及垦殖指数对空间耕作半径进行地形地貌和农用地布局的定量修正，得到实际耕作半径，分析塌陷区村庄搬迁后实际耕作半径的变化特征，并基于实际耕作半径计算结果，结合实地问卷调查情况从耕作便利度、农业劳动力等方面探讨耕作半径变化对农业生产的影响。结果表明：采煤塌陷区村庄搬迁后实际耕作半径扩大了1～20 倍，最大增加量达22 540.45 m，最小为914.05 m;通过实际耕作距离与时间的换算，得知搬迁前农民步行出行耕作只需花费9～24 min，而搬迁后则需20～296 min，路途消耗时间大幅度增加，为减少出行耕作路途消耗时间，农民需更新交通工具或放弃回家午休以减少往返次数，这直接降低了农民出行耕作的便利程度，可能削弱农民从事农业生产活动的积极性;通过实地问卷调查，得知搬迁后农业人口逐渐减少，且耕作半径增加越大的村庄，其放弃从事农业生产的人数越多，农业劳动力逐渐向非农产业和城镇转移，造成农田荒芜，不利于农业的可持续发展。
关键词：复垦;农业;搬迁;采煤塌陷区;村庄搬迁;耕作半径;地形起伏度
0 引 言
在2005 年中国科协召开的青年科学家论坛第99 次会议中，胡振琪等[1-2]首先提出了“矿—粮复合生产区”的概念，认为矿粮复合生产区是指既属于粮食生产区，又是矿产资源生产区的区域，其中高潜水位煤粮复合区煤炭开采对农业生产的影响已成为了社会关注的重点[3]。淮南市是典型的高潜水位煤粮复合城市，煤炭资源的开采会引起地表塌陷积水，从而造成大面积耕地损毁及房屋斑裂、倾斜、倒塌，严重威胁当地群众生命财产安全，只有及时实施村庄搬迁，才能确保煤矿正常生产。然而随着塌陷区村庄的搬迁，耕作半径势必增加，从而增加农民耕作出行的时间和体力消耗，农业耕作效率降低，给区域农业生产造成不利影响。
1 研究区概况
淮南市位于116°21′21″～117°11′59″E，32°32′45″～33°0′24″N，处于安徽省中部偏北、淮河中游地段。淮南市辖5 区1 县，包括凤台县、潘集区、田家庵区、谢家集区、大通区、八公山区，全市总面积2 596.4 km2。淮南市气候条件优越，光照充足、降水量适中，适宜于稻、麦、油、豆等多种粮食作物和经济作物种植。市境内以淮河为界形成2 种不同的地貌特征，淮河以南为丘陵，淮河以北为地势平坦的淮北平原。淮南矿区是全国14 个国家大型煤炭基地和6 个煤电基地之一，煤炭资源好储量大。淮南矿区煤炭开采造成了地面塌陷并形成大面积积水区，破坏地表原有利用形态，损坏基础设施，大量村庄因受采煤塌陷影响而需进行搬迁。根据《安徽省淮南市采煤塌陷区村庄搬迁规划》统计[28]，2010—2015 年涉及搬迁村庄共173 个，搬迁人口数共131 783 人，37 639户。按照搬迁用地标准，共建设18 个中心搬迁安置区，其中潘谢区8 个，分别为瓦谢新村、芦集南村、刘龙新村、刘龙新村东南选址、潘北新村、夹沟新镇、芦集大桥安置点、贺疃南安置点;谢家集区1 个，为陶圩新村;凤台县6 个，分别为凤凰湖新村、顾桥首采安置点、东朱新村、罗杨新村二期、关店新村、钱庙新村;毛集试验区3个，分别为夏集镇朱岗村、王相村搬迁新村、河西新村，2010—2015 年采煤塌陷区村庄搬迁示意图如图1 所示。
2 数据与研究方法
2.1 数据来源
收集了由淮南矿业(集团)有限公司提供的《安徽省淮南市采煤塌陷区村庄搬迁规划》[28]及采煤塌陷区村庄搬迁示意图(CAD 图件)，以获取淮南市2010—2015年间塌陷区村庄搬迁安置数据。利用监督分类方法及ENVI 软件对2010 年LANDSAT 5(分辨率30 m)和2015年LANDSAT 8(分辨率30 m)多光谱遥感影像进行土地利用分类，土地利用类型主要包括耕地、建设用地、水域、林地和其他用地。采用GDEM DEM 数字高程模型(30 m 分辨率)，经镶嵌裁剪等处理得到淮南市数字高程数据。利用问卷调查的方式获取塌陷区村庄搬迁后农民从事农业生产的情况。
2.2 研究方法
2.2.1 塌陷区村庄搬迁前后空间耕作半径的计算
在受农业生产水平和耕作条件的影响限制下，农民所耕作的耕地面积或影响范围是有限的。理论上，在特定区域内，以农村居民点为中心，以一定半径创建缓冲区，当缓冲区面积与区域内耕地面积相等时，生成该农村居民点缓冲区的半径即为农村居民点的耕作半径[15](称为“均等”法)。根据此方法，本文应用GIS 缓冲区分析方法，分别以塌陷区搬迁村庄、搬迁村庄新址为中心，以100 m 为步长(将缓冲区半径依次增加100 m)，并以搬迁村庄权属范围对缓冲区进行修正，统计各缓冲区范围面积及范围内耕地面积，逐步计算得到塌陷区村庄搬迁前后的空间耕作半径，如表1 所示。在此计算的空间耕作半径并不是实际距离，两者存在偏差，空间耕作半径仅反映农村居民点到耕作区的空间距离，为减小空间距离与实际距离之间的偏差，则需要对空间耕作半径进行修正，本文主要联合耕作半径地形修正系数和垦殖指数来对空间耕作半径进行定量修正。
2.2.2 耕作半径地形修正系数计算
1)地形起伏度的提取
将某一确定面积转为栅格数据，栅格中最大高程与最小高程的差值即为地形起伏度，主要反映地面起伏状况。本文地形起伏度的提取利用GIS 的邻域分析法进行，选取矩形作为分析窗口，窗口大小为n×n 像元(n=2, 3,4, …, 10, 20, 30)。计算过程：首先利用GIS 邻域分析工具对栅格DEM 进行矩形邻域窗口分析，统计出DEM n×n窗口内像元的最大值max、最小值min，并分别记为专题层max 和专题层min，再利用栅格计算工具计算出该2 个专题层max 与min 的差值，生成新的专题层即为地形起伏度专题层，该专题层属性表中值的大小即表示各窗口对应的地形起伏度，利用属性表统计功能得出各窗口的平均地形起伏度。
3 结果与分析
3.1 塌陷区村庄搬迁后实际耕作半径的变化特征
垦殖指数计算结果如表1 所示，2015 年搬迁村庄所在权属土地的垦殖指数相比2010 年基本呈现减小的趋势，主要由于淮南市属于高潜水位地区，随着煤炭资源的开采，地面发生塌陷并形成零星的积水区，造成耕地的破碎，有效耕地的比率降低。因各权属区域受采煤沉陷影响程度不同，所以垦殖指数的变化大小也不尽相同。
例如搬迁至顾桥首采区安置点的村庄，其垦殖指数在2010—2015 年间变化最大，表明该权属土地受煤炭开采影响较为严重，耕地破碎度加剧，垦殖指数较大幅度减小，对应耕作半径的折减程度也相对较大。根据式(7)分别计算得到采煤塌陷区村庄搬迁前与搬迁后的实际耕作半径，并计算其增量，结果如表2 所示。由表可知，塌陷区村庄搬迁后实际耕作半径均明显大于搬迁前耕作半径。从增加量来看，搬迁至凤凰湖新村的村庄，其耕作半径增加最大，为22 540.45 m，相比搬迁前约扩大了20 倍，其次是搬迁至刘龙新村东南、顾桥首采区安置点、陶圩新村、夏集镇朱岗村与王相村搬迁新村、瓦谢新村、芦集南村、河西新村、夹沟新镇、钱庙新村、潘北新村、芦集大桥安置点、关店新村、东朱新村与罗杨新村二期、贺疃南安置点、刘龙新村的村庄，耕作半径扩大了1～15 倍，最小增加914.05 m。可以看出，在煤炭开采驱动下塌陷区村庄被迫搬迁，搬迁后农民出行耕作距离呈几倍甚至几十倍的增加，给农民从事农业生产带来极大的不便。
3.2 耕作半径变化对农业生产的影响分析
淮南市塌陷区村庄搬迁的规模较大，人口较多，搬迁后耕作半径明显扩大，对农民继续开展农业生产活动造成不利影响。为了解村庄搬迁后农民从事农业生产的情况，采用问卷调查和实地走访的方式获取相关信息：根据实际耕作半径的增量排序(见表2)，2018 年11 月分别前往耕作半径增加最大的凤凰湖新村与刘龙新村东南、增加较大的河西新村与夹沟新镇、增加最小的贺疃南安置点与刘龙新村进行实地调研。每个新址发放50 份问卷调查，共收回300 份，调查内容包括耕作便利度方面的变化、农业劳动力的变化、当地政府对搬迁村民采取的社会保障工作情况等。最后基于实际耕作半径的计算结果，并结合实地问卷调查情况，从耕作便利度、农业劳动力等方面分析耕作半径变化对农业生产的影响。
3.2.1 耕作便利度的影响
研究表明，农民到田间的步行速度为80 m/min，自行车中速为300 m/min，摩托车平均速度为600 m/min，农用运输车平均车速为800 m/min[4,25]，根据不同交通工具的速度，根据式(8)将实际耕作半径换算成时间半径，估算农民出行耕作时不同出行方式所花费的时间。
搬迁前：农民步行出行耕作花费时间在9～24 min 之内，除搬迁至贺疃南安置点和顾桥首采区安置点的村庄，其余村庄在搬迁前耕作出行花费时间均在20 min 之内(步行)，如果农民出行耕作使用自行车、摩托车或农用运输车等交通工具时，则耕作出行花费时间将更少，均在6 min 之内可从居住地到达耕作区。2)搬迁后：农民步行出行耕作花费时间在20～296 min之内。根据相关研究，农民耕作出行花费的时间上限一般为30～40 min[25]，即农民花费不大于40 min 的时间出行耕作是可以接受的。因此，如果选择步行出行耕作，则只有搬迁至贺疃南安置点、刘龙新村的村民可以接受搬迁后耕作出行的距离;如果耕作出行选择骑自行车，则只有搬迁至贺疃南安置点、芦集大桥安置点、刘龙新村、潘北新村、夹沟新镇、东朱新村、罗杨新村二期关店新村、钱庙新村、河西新村这些新址的农民可接受路途消耗的时间;若搬迁后农民家中配置有摩托车或农用运输车等交通工具，则均可接受耕作出行花费的时间。由此可以看出，村庄搬迁后农民下地耕作的路途消耗时间大幅度增加，传统步行方式已不再适合，路途消耗时间太多不利于农田的精耕细作和田间管理。为了缩短从居住地到农耕作业区所消耗的时间，农民需要改进出行的交通工具，利用自行车、摩托车、农用运输车等代替步行。通过现场调研得知，交通工具的更新也使得农民出行耕作的往返费用增加;另一方面为了减少路途时间，农民会选择在农田劳作一整天，中午吃饭休息不再选择回家，而是在田地间就地解决，以此减少往返的次数。由此看出耕作半径的增加直接降低了农民耕作的便利度，可能削弱了农民从事农业生产活动的积极性。
4 结 论
1)基于30 m 分辨率的 GDEM DEM 数据，运用均值变点分析法确定了计算淮南市地形起伏度值的最佳统计网格单元，即120 m×120 m。基于该最佳统计单元，计算淮南市地形位置参数，用该参数计算出耕作半径地形修正系数为1.052。
2)利用垦殖指数对空间耕作半径进行农业用地布局修正。因受采煤沉陷影响，耕地景观破碎度增加，有效耕地比率降低，使2015 年搬迁村庄所在权属土地的垦殖指数相比2010 年减小。
3)塌陷区村庄搬迁后实际耕作半径扩大了1～20 倍，其中搬迁至凤凰湖新村的村庄其耕作半径增加最大，增加了22 540.45 m，搬迁至刘龙新村的村庄其耕作半径增加最小，增加了914.05 m。
4)采煤塌陷区村庄搬迁后耕作半径显著增加，对农业生产造成不利影响：塌陷区村庄搬迁前农民步行出行耕作只需花费9～24 min，而搬迁后则需20～296 min，农民下地耕作的路途消耗时间大幅度增加。为了减少路途消耗时间，农民需要改进出行的交通工具或放弃回家午休以减少往返次数，这直接降低了耕作的便利度，可能削弱农民从事农业生产活动的积极性。农业劳动力也逐渐向非农产业和城镇转移，使田地荒芜，不利于农业可持续发展。
5)针对采煤塌陷区村庄搬迁耕作半径变化带来的负面影响提出相应的对策与建议：综合考虑采煤塌陷情况、农民搬迁意愿、耕作半径等因素选择合理的搬迁新址，设计具体可行的整体搬迁方案，实施有效合理的矿区村庄搬迁工作;从政策上加大支农力度，出台具体的扶持政策，吸引更多人从事农业生产;加强农田规模化经营，加快农业机械化生产，提高农业生产水平。
本文在耕作半径计算过程中，综合考虑了地形地貌及农用地布局对其空间距离的定量修正，基于实际耕作半径的变化特征探讨了其对农业生产的影响，为矿区后续压煤村庄搬迁新址规划提供参考。但本研究仍存在不足：影响矿区农业生产的因素众多，本文仅从耕作半径变化这一角度探讨了其对塌陷区农业生产的影响，未能兼顾新形势下土地流转、农户兼业化、农业经营方式变更等影响因素。因此，加强对矿区农业生产影响因素的综合全面分析，是今后有待进一步完善和探讨的方向。
[参 考 文 献]
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