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2025 , Vol. 45 >Issue 7: 209 - 217

DOI: https://doi.org/10.15957/j.cnki.jjdl.2025.07.021

三农、土地与生态

湖南省洞庭湖地区耕地多功能演变及影响因素

  • 钟欣秀
展开
  • 长沙市勘测设计研究院，中国湖南 长沙 410007

钟欣秀（1990—），女，高级工程师，研究方向为国土空间规划。E-mail:

收稿日期: 2024-02-03

  修回日期: 2025-03-20

  网络出版日期: 2025-08-28

基金资助

国家自然科学基金面上项目(42471241)

收起

The Evolution and Influence Factors of Cultivated Land Multifunctionality in the Dongting Lake Region, Hunan Province

  • ZHONG Xinxiu
Expand
  • Changsha Survey, Design and Research Institute，Changsha 410007，Hunan，China

Received date: 2024-02-03

  Revised date: 2025-03-20

  Online published: 2025-08-28

Fold

摘要

揭示耕地多功能时空演变规律及其影响因素是制定可持续耕地管理政策、保障粮食安全与生态安全的基础。文章采用熵值法、地理探测器等方法，结合GIS技术，从经济生产、社会保障以及生态维护3个维度对2012、2017和2022年湖南省洞庭湖地区耕地多功能的时空演变及其影响因素进行了研究。 结果表明：①2012—2022年，洞庭湖地区耕地经济生产功能整体为增强态势，呈“西高东低”的格局；耕地社会保障功能在洞庭湖地区西部增强明显，整体呈“中部、西部高”的特征；耕地生态维护功能的高值区逐渐呈集聚态势，表现为“中间高、四周低”的特征；耕地综合功能则表现为西部、西南部持续增强的特征。②耕地多功能演变的影响因素从大到小依次为城市化率、人口密度、人均耕地面积、地形起伏度、65岁及以上人口比重、非农产值比、耕地有效灌溉率、人均GDP、坡度。区域经济发展水平是耕地功能空间分异的主导因素，区域人口特征是重要因素，区域自然条件是基础因素，各因子间存在较为明显的增强型交互作用，体现出洞庭湖地区耕地多功能时空演变影响因素与机制的复杂性。

关键词： 耕地系统; 耕地多功能; 时空演变; 粮食安全; 洞庭湖地区

本文引用格式

钟欣秀 . 湖南省洞庭湖地区耕地多功能演变及影响因素[J]. 经济地理, 2025 , 45(7) : 209 -217 . DOI: 10.15957/j.cnki.jjdl.2025.07.021

Abstract

Investigating the spatiotemporal evolution patterns of cultivated land multifunctionality and their influencing factors is essential for formulating sustainable land management policies, ensuring food security, and maintaining ecological security. The study employed the entropy method, geographical detector, and GIS technology to analyze the spatiotemporal evolution of cultivated land multifunctionality and its influencing factors in the Dongting Lake area of Hunan Province during 2012, 2017, and 2022. The analysis was conducted from three dimensions: economic production, social security, and ecological maintenance.The results show that: 1)From 2012 to 2022, the economic production function of cultivated land in the Dongting Lake area exhibited an overall strengthening trend, displaying a spatial pattern of "higher in the west and lower in the east";The social security function of cultivated land showed significant enhancement in the western Dongting Lake area, exhibiting an overall pattern characterized by "higher values in central and western regions";The ecological maintenance function of cultivated land exhibited an increasing spatial agglomeration trend, characterized by a "high center, low periphery" pattern. The comprehensive function of cultivated land demonstrated a sustained enhancement trend in the western and southwestern regions. 2)The influence mechanism of spatial differentiation of cultivated land multifunctionality from large to small is urbanization rate > population density > per capita cultivated land area > topographic undulation > Proportion of population aged 65 and above > non-agricultural output value ratio > effective arable land irrigation rate > per capita GDP > slope. The level of regional economic development is the dominant factor in the spatial differentiation of cultivated land multifunctionality. Regional population characteristics are essential, and regional natural conditions are fundamental factors. There are mutually reinforcing actions among the factors, which reflect the complex characteristics of the factors and mechanisms affecting the spatial-temporal evolution of cultivated land functions in the Dongting Lake area.

Key words： cultivated land system; cultivated land multifunctionality; spatial-temporal evolution; food security; Dongting Lake Region

耕地系统是在自然基础上经人工改造而形成的集约化生产系统，具有显著的多功能特性[1]，耕地多功能发展及价值实现机制深刻影响着农业农村现代化发展进程。近年来，面对城镇化引发的土地、劳动力、技术、资本等生产要素向非农领域转移，“人—地—业”（人口—土地—产业）、“人—地—粮”（人口—土地—粮食）关系不匹配、乡村空心化等问题导致乡村地域系统内部关系失衡，为耕地资源利用带来了严峻挑战。党的二十大报告指出“健全种粮农民收益保障机制和主产区利益补偿机制，确保中国人的饭碗牢牢端在自己手中”，凸显了耕地功能优化的重要性。作为传统的农业大国，我国耕地利用以农业生产为主，但随着社会经济高速发展所带来城乡产业结构、空间结构、消费结构与就业结构等快速转变，人们对耕地的需求导向逐步多元化，耕地单一的生产功能已无法满足当前发展的要求，耕地从传统的生产功能逐步向经济生产、社会保障、生态维护等多种功能转变。与此同时，新型城镇化和乡村振兴战略的深入实施，耕地功能多元化发展在空间、产业上的融合为促进农业农村发展、治理乡村空心化创造了机会。因此，厘清耕地多功能演变趋势及影响因素已成为提升耕地综合价值与推动乡村可持续发展的关键路径。
国外相关研究主要聚焦农业多功能[2]、土地多功能[3]、景观多功能[4]、乡村地域功能[5]、生态系统服务功能[6]等方面，内容多侧重“多功能”的基础理论与实际应用，研究对象以农用地为核心[7]。国内研究内容集中于耕地功能的概念与内涵[8]、评价与空间格局[9-10]、类型划分[7]、时空演变与价值核算[11-13]及影响因素[14-15]等方面，呈现出较强的实用性特征；研究尺度从全国[11]、省域[16]、地区[17]、县域[18]等中宏观尺度向乡村与农户[19]等微观尺度延伸与拓展；研究方法则随着统计分析法与空间计量模型等的应用与普及，聚类分析、灰色关联度分析、空间自相关分析等方法得到了广泛的应用。在对耕地多功能影响因素的研究中，学者们探讨了政策干预、自然禀赋、社会经济发展等因素对耕地功能演变的影响，但还存在以下不足：①在研究对象及空间范围上，由于东南沿海发达地区在农业多元化发展方面起步较早，相关地区的耕地多功能研究相对丰富，而相比之下，中部粮食主产区耕地多功能的空间分异特征及其影响因素的研究有待加强，特别是新冠疫情、俄乌冲突及全球贸易壁垒加剧等新背景下粮食主产区耕地多功能的新趋势、新特征亟需探究。②在影响因素解析方面，已有研究多采用定量模型对耕地功能空间分异的影响因素进行探讨，影响因子选择多关注自然地形与社会经济发展方面，对于区域人口特征的因子选择较少，且各影响因子之间的交互作用有待进一步探究。
洞庭湖地区是我国传统的粮食主产区，承担保障国家粮食安全的重大责任，伴随着城市化发展，土地利用冲突加剧，耕地利用逐渐多元化，特别是近年受江湖关系、气候变化和人类活动等多重因素影响，湖区发展面临湖泊萎缩、生态恶化、发展滞后等诸多新的突出问题。在全球经济形势依然严峻与粮食安全问题突出的背景下，开展此类典型区域耕地功能时空演变及影响因素研究，对促进由耕地稀缺性所带来的功能价值提升、加强国家耕地数量—质量—生态“三位一体”保护以及保障国家粮食安全具有重要意义。基于此，本文以湖南省洞庭湖地区24个县（市、区）为研究对象，从经济生产、社会保障、生态维护3个维度构建洞庭湖地区耕地多功能评价指标体系，解析其时空演变规律，并运用地理探测器对洞庭湖地区耕地功能空间分异的主要影响因素进行定量测度，剖析其影响机制，以期为地方政府因地制宜推进高标准农田建设、完善耕地保护与利用政策提供科学依据，也可为新时期我国其他传统农业区在巩固粮食主产区地位、应对耕地“非粮化”“非农化”等挑战中制定区域治理政策提供理论与案例支撑。

1 耕地多功能的起源及概念内涵

“多功能”主要是指景观或生态系统向社会提供多重社会经济与生态效益的能力[20]，最早应用于农业相关领域。21世纪以来，随着研究不断深入以及人类认知的多样化，多功能研究逐渐由农业生产延伸至土地资源管理、景观与生态系统服务、乡村发展等多个领域。耕地是乡村土地利用系统的重要组成部分，是农业生产最基础的物质条件，对人类生存与发展有着重要且不可替代的作用，耕地功能逐渐向土地多功能、农业多功能、景观多功能与生态系统服务功能等基础上拓展与分化[7]，耕地多功能性的演化本质上是人地关系地域系统在城乡发展进程中的具体体现（图1）。耕地功能是指耕地系统提供满足人类生存与发展所需产品与服务的各种能力[21]，受人口压力、复杂地形地貌和家庭联产承包责任制等因素的共同影响，我国耕地利用长期以来呈现出碎片化、空间零散的特征，在此背景下，耕地传统上主要承担粮食生产功能，以保障国家粮食安全为核心目标，改革开放后，快速城市化、工业化与农业技术进步驱动耕地功能转型，既遵循地理空间的区位规律，也深刻反映了人类活动与自然环境互动的阶段性特征。
图1 耕地多功能内涵分析框架

Fig.1 Analytical framework for the connotation of cultivated land multifunctionality

在人地互动过程中，耕地系统内部形成了特定的功能组合模式与空间表达形式，各子功能相互联系、相互作用，与经济地理学中的空间分异理论、地域功能形成机制高度契合。作为农业生产活动中的基础要素，耕地通过物质生产为人类生存提供粮食和经济作物产品，为地区经济发展提供基础条件，其经济生产功能是耕地最基础的功能，是人类生存与发展的基础与支撑；耕地为农民提供最基本的就业机会，对稳定农村就业、保障国家粮食安全以及维持社会安定作用显著，发挥社会保障功能，这是其关键的隐性社会价值；作为生态系统的组成部分，与林地、草地、水域等共同维持着生态系统的平衡，但高强度利用可能引发面源污染、生物多样性丧失等负效应，体现其生态功能的双向特征。此外，耕地还衍生出景观美学、文化传承、城乡空间缓冲等复合功能。耕地功能受社会经济发展、国家政策制度、文化与观念、科技发展等多方面影响，具有典型的地域差异性与多样性特征，科学识别区域耕地功能的空间异质性，可为差异化耕地保护政策制定、“三生空间”优化布局提供决策依据，助力农业高质量发展与国土空间治理现代化。

2 研究区概况和数据来源

本文以湖南省境内的洞庭湖区为主要研究区域，包括常德市、益阳市、岳阳市3个地级市所辖的24个县（市、区）。2022年，3市土地总面积453.78万hm2，其中耕地总面积106.71万hm2；主要种植水稻、油料、蔬菜、棉花、烟叶等作物，其中播种面积最大的是水稻，占农作物总播种面积的50.65%，其次是油料和蔬菜，分别占22.20%和13.20%。近年来，该地区经济快速发展，农村人均可支配收入达21635元，城市化率为57.71%，总人口1402.41万人，已经开始进入城乡转型发展与乡村重构的关键期，其耕地功能呈多元化发展趋势。因此，选择常德市、益阳市、岳阳市3市作为研究对象具有较强的代表性。
研究的社会经济指标数据主要来源于2013、2018和2023年《湖南农村统计年鉴》《湖南统计年鉴》、各县（市、区）国民经济与社会发展公报以及湖南省各市州统计年鉴；坡度、地形起伏度等矢量数据来源于中国科学院资源环境科学与数据中心网站（www.resdc.cn）。

3 研究方法

3.1 评价指标体系的构建

耕地功能研究是农业与土地多功能性体系的核心组成，为构建耕地多功能统筹管理模式和实施差异化管理策略提供理论基础，对协调快速城市化中的建设用地扩张与粮食安全保障矛盾具有战略意义。在借鉴以往研究[9-10,22-23]的基础上，结合洞庭湖地区实际特征，从经济生产功能、社会保障功能和生态维护功能3个维度选取15个指标构建耕地多功能评价指标体系（表1）。
表1 洞庭湖地区耕地多功能评价指标体系及指标权重

Tab.1 Evaluation index system for cultivated land multifunctionality

准则层 指标层（单位） 计算方式 指标正负 指标权重 指标解释
经济生产功能 粮食生产能力（t/hm2） 粮食产量/耕地面积 + 0.05 粮食生产能力
蔬菜生产能力（t/hm2） 蔬菜产量/耕地面积 + 0.11 经济作物生产
油料生产能力（t/hm2） 油料产量/耕地面积 + 0.07
国民经济贡献度（%） 农业总产值/GDP + 0.05 经济贡献程度
复种指数（%） 农作物播种面积/耕地面积 + 0.11
社会保障功能 单位耕地面积产值（万元/hm2） 农业总产值/耕地面积 + 0.08 就业—收入保障
农户最低生活保障水平（元/年） [农村总人口·各县（市、区）最低生活保障标准]·（农村人均可支配收入/城镇人均可支配收入） + 0.08
收入公平指数（%） 农村人均收入/城镇人均收入 + 0.04
单位耕地机械动力（kW/hm2） 农业机械总动力/耕地面积 - 0.17 粮食—农机保障
粮食自给率（%） 粮食产量/（地区总人口·400 kg） + 0.04
生态维护功能 农用化学品使用强度（t/hm2） 化肥、农药使用量/耕地面积 - 0.03 污染程度
地膜使用强度（t/hm2） 地膜使用量/耕地面积 - 0.02
农田生态系统多样性指数（%） 主要作物播种面积（粮食、蔬菜、油料、棉花、烟叶）/农作物播种面积 + 0.03 生态维护
耕地类型生态优势度（%） 水田面积/耕地面积 + 0.04
土地垦殖率（%） 耕地面积/土地总面积 + 0.06

3.2 功能指数评价

本文首先以构建的耕地多功能指标体系为基础，采用极值法标准化原始数据；然后在运用熵值法进行指标权重计算的基础上[24-25]，将各指标权重与指标数值相乘得出耕地经济生产功能、社会保障功能、生态维护功能以及耕地综合功能指数；最后利用ArcGIS自然断点法将功能指数划分为3个等级，从低到高依次划分为一级区、二级区、三级区，并与洞庭湖地区行政区划图进行匹配，绘制2012、2017和2022年洞庭湖地区耕地多功能类型区空间分布图（图2）。具体计算公式如下：
S i = ∑ j = 1 m W j · P i j
式中：Si为功能得分；j为指标个数；Wj为指标j的权重；Pij为j项指标下i地区占该指标的比重。Si值越大，表明耕地功能越强。
图2 洞庭湖地区耕地多功能类型区空间分布演变

Fig.2 Spatio-temporal distribution characteristics of cultivated land multifunctionality in the Dongting Lake

3.3 地理探测器

地理探测器模型可以检验变量的空间分异性，常用于分析属性的空间特征[26]。本文采用地理探测器模型来探测洞庭湖地区耕地功能空间分异的主要影响因素以及各因子间交互作用特征。

4 结果分析

4.1 洞庭湖地区耕地多功能的演变特征

4.1.1 耕地经济生产功能的演变特征

2012—2022年，湖南省洞庭湖地区耕地经济生产功能呈现出明显的空间变化特征，整体呈增强态势，经济生产重心向西南方向转移（图2）。具体来看：①2012—2017年，二级区数量增加3个，三级区数量增加2个，主要位于桃源县、桃江县、安化县、临澧县等地，这些地区土壤类型多样，适合差异化种植，借助政策扶持推动蔬菜规模化种植，提升了土地利用效率和种植效益。如桃源县和桃江县的土壤富含硒元素，重点发展辣椒、冬瓜、竹笋、食用菌等优势品种，打造富硒蔬菜品牌，桃源县和桃江县2017年蔬菜生产能力指标较2012年分别上涨203.0%、49.5%。②2017—2022年，二级区数量持续增加至12个，三级区增加至6个，主要分布在石门县、澧县、鼎城区、安乡县，这些区域光、热、土、水资源组合条件较为优越，是洞庭湖农作物种植主体地域，农业机械化水平较高，近年来通过政策补贴、品种改良、电商销售等方式大幅提升了区域生产能力。如安乡县通过稻虾共作模式带动农户增收，综合种养面积突破20万亩，亩均效益超万元。

4.1.2 耕地社会保障功能的演变特征

2012—2022年，湖南省洞庭湖地区耕地社会保障功能的空间变化特征较为明显，整体呈增强的态势（图2），从空间上来看，一级区和三级区分布较为分散，二级区分布于洞庭湖地区中部的南县、沅江市、汉寿县等地。具体而言：①2012—2017年，二级区数量不变但位置有变化，三级区数量增加2个，发生变化的地区主要是临湘市、湘阴县、汉寿县、石门县，这可能是农村土地流转、政策扶持等多种社会经济过程共同作用的结果，一定程度上增强了耕地社会保障功能。如2017年汉寿县单位耕地机械动力较2012年增加4.69 kW/hm2，粮食自给率增加0.27 t。②2017—2022年，洞庭湖地区耕地社会保障功能的空间变化总体上呈现出“西南高、东部低”的特征。其中，二级区范围明显扩大，主要分布于华容县、桃源县、沅江市、君山区等地，三级区主要位于石门县、安化县、赫山区、资阳区和岳阳楼区。这类区域农村劳动力充足，单位耕地面积产值较高，因此耕地的社会保障功能处于较高水平。如2022年赫山区单位耕地面积产值为14.88万元/hm2，君山区为13.65万元/hm2。

4.1.3 耕地生态维护功能的演变特征

2012—2022年，湖南省洞庭湖地区耕地生态维护功能在空间上主要演变为“中间高四周低”的特征（图2）。具体而言：①2012—2017年，功能水平较低的一级区数量变化不大，桃源县、澧县、湘阴县、汨罗市由二级区转变为功能水平较高的三级区。一方面，这些地区积极推进化肥、农药等农用化学品减量增效行动，降低了农用化学品使用强度；另一方面，较高比例的水田面积和适中的土地垦殖率，也增强了耕地的生态维护功能。如澧县农用化学品使用强度由2.84下降至2.36，汨罗市通过土地平整、荒滩改造，新增水田面积92.8 km2。②2017—2022年，二级区分布较为分散，水平较高的三级区分布范围持续扩大且分布更为聚集，主要位于洞庭湖地区中部，这些区域属于典型的湖区平原，水系发达、灌溉便利，水田面积占耕地比重高，同时农作物种类丰富，提升了农田生态系统多样性指数。如2022年南县已累计建成高标准农田63.83万亩，发展稻虾综合种养面积达62万亩，综合产值达155亿元，在减少农药化肥依赖的同时极大程度提高了耕地的生态效益。

4.1.4 耕地综合功能的演变特征

2012—2022年，湖南省洞庭湖地区耕地的综合功能具有明显的空间变化特征，与经济生产功能空间分布相似，重心由中东部向西部转移，总体上呈现出西高东低的特征（图2）。具体而言：①2012—2017年，洞庭湖地区南部综合功能明显增强，二级区数量增加至8个，主要分布于桃源县、安化县、平江县；三级区主要位于桃江县、赫山区、湘阴县、资阳区等地区。这些地区得益于良好的农业生产条件、合理的产业结构布局与良好的区位优势，耕地的综合功能水平均保持较高的水平。②2017—2022年，洞庭湖地区耕地综合功能的整体空间变化不大，一级区数量增加，新增区域主要位于平江县、湘阴县，这主要是由于这一时期该地区受长株潭城市群的辐射带动，部分地区出现耕地撂荒或粗放经营现象，导致耕地综合功能下降，如2022年平江县农村人口相较于2017年下降21.2%，蔬菜产量减少约170486 t。增加的三级区主要位于石门县、安化县，虽然地形以山地为主，但得益于当地因地制宜发展农业生产，耕地综合功能水平较高，如石门县大力发展“石门柑橘”“石门土鸡”“石门岩蛙”等特色产业，带动村民增收致富。

4.2 洞庭湖地区耕地多功能演变的影响因素分析

耕地多功能演变是地区自然条件、经济社会发展水平、人口特征等因素综合作用的结果。基于耕地多功能评价的结果以及数据可获取性，结合洞庭湖地区耕地功能发展实际情况，选择9个指标，利用地理探测器的因子探测模型与交互探测模型对洞庭湖地区耕地多功能演变的影响因素进行研究。其中，自然条件是地区耕地利用与发展的基础条件，耕地面积反映区域耕地资源丰富度，选取坡度（x1）、地形起伏度（x2）、人均耕地面积（x3）3项指标表征；城镇化是社会经济变迁的主要推动力，经济技术条件能够反映地区耕地利用现状与发展前景，选取城镇化率（x4）、人均GDP（x5）、非农产值比（x6）、耕地有效灌溉率（x7）4项指标表征；区域人口特征是影响地区耕地利用方式与农业生产的重要因素，选用65岁及以上人口比重（x8）、人口密度（x9）2项指标表征（表2）。
表2 耕地功能演变的影响因素分析指标体系及说明

Tab.2 Analytical indicator system of influencing factors for cultivated land multifunctionality

探测因素 指标（补充单位） 探测因子 计算方法/数据来源 属性
区域自然条件 坡度 x1 GIS提取 -
地形起伏度 x2 GIS提取 -
人均耕地面积 x3 耕地面积/地区总人口 +
区域发展水平 城镇化率 x4 地区统计年鉴 +
人均GDP x5 地区GDP/地区总人口 +
非农产值比 x6 地区统计年鉴 -
耕地有效灌溉率 x7 地区灌溉面积/地区耕地面积 +
区域人口特征 65岁及以上人口比重 x8 地区统计年鉴 -
人口密度 x9 地区土地总面积/地区总人口 +

4.2.1 主要影响因素分析

本文运用极差标准化等方法，将9个驱动因子指标转化为标准化数据，求得各因子对洞庭湖地区耕地多功能空间分异的影响力值q（表3）。结果表明，因子影响力从大到小依次为城市化率（0.7081）>人口密度（0.5877）>人均耕地面积（0.5691）>地形起伏度（0.4824）>65岁及以上人口比重（0.4491）>非农产值比（0.3897）>耕地有效灌溉率（0.1807）>人均GDP（0.1763）>坡度（0.0631）。并在ArcGIS Pro中利用自然断点法将各因子的影响程度从低到高依次划分为一级区、二级区、三级区，图3为上述9个驱动因子空间可视化分布图。
表3 耕地多功能演变的影响因子探测结果

Tab.3 Factor detection results for spatial differentiation of cultivated land multifunctionality

探测
指标		 坡度（x1） 地形
起伏度
（x2）		 人均耕地面积（x3） 城市
化率
（x4）		 人均GDP
（x5）		 非农
产值比（x6）		 耕地有效灌溉率（x7） 65岁及以上人口比重（x8） 人口
密度（x9）
q值 0.0631 0.4824 0.5691 0.7081 0.1763 0.3897 0.1807 0.4491 0.5877
图3 洞庭湖地区耕地多功能演变影响因素的空间分布

Fig.3 Spatial distribution of factors affecting the spatial differentiation of cultivated land multifunctionality in Dongting Lake region

4.2.2 交互因子探测分析

利用地理探测器中交互探测模型对洞庭湖地区耕地多功能演变的影响因子进行交互探测（表4），结果显示各影响因子之间的交互作用类型主要为非线性增强与双因子增强两种，说明多个因子共同作用对洞庭湖地区耕地多功能的时空分异影响显著。其中，城市化率（x4）与耕地有效灌溉率（x7）的交互作用最强（0.9502），其次为人均耕地面积（x3）与65岁及以上人口比重（x8）的交互作用（0.9214）以及人均GDP（x5）与人口密度（x9）的交互作用。总体而言，城市化率、人均GDP等反映区域发展水平的因子与其他因子（如耕地有效灌溉率、人口密度、老龄化程度等）的交互作用普遍较强，说明区域发展水平主导洞庭湖地区耕地多功能的时空分异特征。
表4 耕地多功能演变影响因子交互探测结果

Tab.4 Interaction detection results for spatial differentiation of cultivated land multifunctionality

因子 x1 x2 x3 x4 x5 x6 x7 x8 x9
x1 0.0631
x2 0.7642* 0.4824
x3 0.7445* 0.7852* 0.5877
x4 0.7603* 0.7699* 0.8991** 0.7081
x5 0.5795* 0.9109* 0.6777* 0.6371* 0.1763
x6 0.6882* 0.7851* 0.7616** 0.7668* 0.6044** 0.3897
x7 0.6541* 0.6620* 0.7065* 0.9502* 0.4262** 0.7249* 0.1807
x8 0.7563* 0.7458* 0.9214** 0.7668* 0.6279* 0.6594* 0.9057* 0.4491
x9 0.8155* 0.0738* 0.7078** 0.9266* 0.9210** 0.9070* 0.7105* 0.9070* 0.5691

注：*为非线性增强，**为双因子增强。

4.3 洞庭湖地区耕地多功能演变的影响机制

基于上述地理探测器因子探测模型结果与交互探测模型结果，结合洞庭湖地区实际情况，归纳总结影响洞庭湖地区耕地多功能演变的因子，进而深入探究洞庭湖地区耕地多功能演变的影响机制（图4）。
图4 洞庭湖地区耕地多功能演变的影响机制

Fig.4 The influence mechanism for spatial differentiation incultivated land multifunctionality in Dongting Lake regionm Hunan Province

区域自然条件是耕地多功能发展的基础条件，在很大程度上决定着耕地多功能的广度和深度。同时，地区自然条件差异也影响着不同地区耕地功能的表现方式与演化特征。具体来看，坡度是影响农业生产活动的重要自然基础，坡度>25°的区域不宜大规模开垦为耕地；地形起伏度作为划分地区地貌类型的重要依据，能够直观反映地表起伏特征与地形条件，对地区主要耕地利用方式与利用程度起着决定性作用。例如，坡度、地形起伏度对靠近武陵山脉与罗霄山脉的县域如石门县、安化县以及平江县影响程度较大，如安化县山地面积达82%，人均耕地面积小，当地政府因地制宜大力发展安化黑茶产业并成为当地脱贫攻坚的支柱产业。但由于洞庭湖中部及北部地区整体地形平坦，坡度系数低，地形起伏小且农业灌溉水源充足，故而坡度和地形起伏度对其耕地功能的影响程度较低。此外，人均耕地面积与耕地生产功能也直接相关（q=0.569），在生产力相同的情况下，人均耕地面积越大生产功能就越强[27]，如华容县人均耕地面积位居区域前列，拥有5个国家农产品地理标志保护产品，“华容芥菜”也成为14万农民名副其实的“致富菜”，说明保障地区耕地红线对于维持地区社会经济稳定和保障地区及国家粮食安全具有重要意义。
区域发展水平是耕地多功能发展的主导因素，对耕地多功能的时空演变产生重要影响。具体来看，城镇化率、人均GDP对地区耕地多功能的空间分异影响显著，三级区主要分布在赫山区、武陵区、岳阳楼区等经济发展水平较高的市辖区，二级区则紧密围绕一级区分布。表明经济的快速发展对耕地经济生产功能和社会保障功能的影响较大，主要体现在，一方面经济发展带动城市空间外溢和城乡要素流动加快，促使农村特别是远离城区的农村地区出现土地非农化、耕地非粮化和农业兼业化等现象，农村地区劳动力流失导致耕地产出能力下降，耕地吸纳地区劳动力就业能力减弱；另一方面也深刻影响了经济较为发达地区周边乡村产业结构和就业结构，城市居民对农产品消费结构的升级为乡村地区打造“生态”农业、“有机”农业、“都市”农业等新型农业发展模式提供了强大动力。同时，非农产值比越高，反映农业部门在国民经济中的占比越低，且结合图2可发现，非农产值比高的地区耕地经济生产功能水平较低，说明非农产值比高的地区农业生产在地区经济结构中的地位相对较低，耕地的生产价值受到明显削弱。此外，耕地有效灌溉率能够体现农业基础设施水平，2022年，洞庭湖地区平均耕地有效灌溉率达98%，远高于湖南省平均水平，说明该区域耕地利用投入较大，农业现代化生产能力较强，有利于农业生产的规模化、集聚化、产业化发展。
区域人口特征是耕地功能时空演变的重要推动力，对耕地利用的数量、质量以及耕地多功能的形成与演化有着重要影响。具体而言，65岁及以上人口占比从侧面反映乡村劳动力的生产能力，其因子探测q值为0.449，且在图3h中得分较高的三级区在耕地综合功能空间分布图（图2d）中大部分呈现为功能得分低的一级区，说明该项指标对洞庭湖地区耕地功能指数的影响较为显著。可能原因是，人口老龄化现象严重的地区大部分年轻劳动力选择进城务工，耕地吸纳农业劳动力的能力减弱，年龄较大劳动能力较弱的劳动者往往只经营距离宅基地较近的耕地，最终那些地理位置远、适种条件较差的耕地往往闲置或流转于园林场主使用，这不仅限制了耕地的经济生产能力，也使得农村居民对土地的生计依赖减弱，降低了耕地在保障基本收入和生活稳定方面的作用，进而耕地的经济生产能力和社会保障能力提升受限。此外，人口密度反映耕地承载居民生计的压力水平，对洞庭湖地区耕地功能有着较为显著的影响特征，因子探测q值为0.587，反映出多数人口密度低值区反而耕地综合功能得分较高。可能原因是，在耕地资源丰富的地区，农村人口向城市的转移会有效增加农村人均耕地面积，改善耕地破碎化，有利于耕地多功能正向发展。

5 结论与讨论

5.1 结论

①2012—2022年洞庭湖地区耕地多功能演变特征明显。耕地的经济生产功能整体为增强态势，呈“西高东低”的格局，安化县、桃江县的经济生产功能强度提升显著；耕地的社会保障功能强度在洞庭湖地区中、西部增强明显，整体呈“中部、西部高”的特征；耕地生态维护功能的高值区逐渐呈集聚态势，表现为“中间高、四周低”的特征；耕地综合功能则表现为西部、西南部持续增强的态势。
②洞庭湖地区耕地多功能的空间分异特征是多因素共同作用、相互交织的结果，从各因子的影响强度看，从大到小依次为城市化率（0.7081）、人口密度（0.5877）、人均耕地面积（0.5691）、地形起伏度（0.4824）、65岁及以上人口比重（0.4491）、非农产值比（0.3897）、耕地有效灌溉率（0.1807）、人均GDP（0.1763）和坡度（0.0631），且各影响因子之间存在显著的双因子增强与非线性增强交互作用。
③区域经济发展水平是耕地多功能空间分异的主导因素，通过改变地区就业结构、生产方式与产业结构等对耕地多功能产生影响；区域人口特征是耕地多功能空间分异的重要因素，通过影响劳动力投入与土地利用规模对耕地多功能空间分期产生作用；区域自然条件是耕地多功能空间分异的基础因素，自然条件差异导致了耕地利用方式、效率的不同，影响着耕地多功能空间分异的广度与深度。

5.2 讨论

本研究从经济生产、社会保障和生态维护3个维度构建耕地多功能指标体系，但耕地系统具有复杂性、综合性等特征，耕地多功能演变本质是人地关系地域系统动态耦合的结果，未来研究应立足区域发展实际，以人地关系地域系统理论为指导，进一步解析耕地多功能空间分异的内在逻辑。洞庭湖地区耕地经济生产功能整体呈“西高东低”的格局可能与区域产业梯度转移相关，社会保障功能的“中部、西部高”特征可能反映城乡二元结构，生态维护功能的集聚态势可能与区域生态防护林建设、退耕还绿等因素相关，未来应考虑将耕地多功能演变嵌入“自然—经济—社会”复合系统，通过理论嫁接揭示其与区域非均衡发展、城乡融合等宏观进程的关联，避免囿于“就功能论功能”场景。在耕地多功能结构不断演变、多重驱动机制交织的背景下，推进耕地资源差异化管理成为未来实现其可持续利用的关键路径。应立足区域资源禀赋和功能特征，构建“产能保障区—生态修复区—融合发展区”的分区管理模式，在农业主产区，应持续加强高标准农田建设，推进土地集约利用与现代农业发展，确保粮食安全底线；在生态敏感区与退化耕地区，应实施耕地轮作休耕、土壤修复、生态补偿等措施，强化生态调节功能；而在城市群周边地区，则可因势利导发展生态农业、观光农业与乡村旅游，拓展耕地文化、景观和休闲等复合功能。通过释放不同区域的比较优势，实现农业增效、生态增值、农民增收的多重目标，进而推动新型城镇化与城乡融合发展取得突破。
在农业科学技术持续创新突破的加持下，全球水稻、玉米、小麦等作物产量不断创历史新高，但全球粮食生产仍易受极端气候变化、地缘政治紧张和贸易政策不确定性的影响[28]。未来全球气候不稳定性将进一步加剧农业生产的地域分异，中国作为人口大国与农业大国，气候变化重塑了国内农业地域系统的脆弱性边界，迫使中国调整作物布局以适应区域响应分化，如何优化耕地利用方式、调整粮食生产格局将始终是地理学的重要议题[29]。洞庭湖地区作为重要的粮食生产基地，耕地的科学利用对于保障区域乃至国家粮食安全至关重要。城市化率、人口密度和人均耕地面积等因素对耕地多功能的影响显著，未来要严格落实“三位一体”的耕地保护政策，防止城市扩张对耕地的侵占和非农就业导致的耕地抛荒，推动耕地的规模化、集约化利用。同时在保障粮食生产能力的基础上，通过科学规划与创新模式，协同发展农业生产、生态保护、景观文化和休闲服务等多重功能，实现耕地资源效益的最大化和可持续利用，以耕地多功能价值挖掘加快农业产业转型升级。此外，全球粮食增产背景下，全球农业贸易格局不断重组，触发国内产业韧性挑战，特别是巴西大豆增产、欧盟谷物复苏持续加剧国际竞争。尽管中国通过拓展“一带一路”多元贸易网络分散农产品进口风险，但有必要强化全球生产网络与农产品贸易网络对中国粮食主产区的影响研究，强化贸易网络对国内农业生产的风险认知。地理学以综合性、区域性和复杂性为基本特征，要进一步关注耕地利用与生产布局适配气候梯度（如主粮北移）、粮食生产格局与全球贸易网络适配地缘经济（多元化进口）、农业技术创新与现代技术制度适配区域韧性（低碳技术下沉），通过地域系统重组维护国家粮食安全的空间稳定性。

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