粮食主产区（河南省）耕地NPP时空分异特征及影响因素分析

来源：环境科学杂志2025年第1期北京时间：

作者：肖强松,王昱之

单位：兰州交通大学建筑与城市规划学院, 兰州 730070,兰州交通大学建筑与城市规划学院, 兰州 730070

摘要：作为粮食生产的物质基础，耕地的数量和质量直接关系到耕地生产力的稳定，进而影响粮食的有效供应和粮食安全. 河南省作为全国粮食生产核心区，为保障国家粮食安全，提出了落实国家农业产业空间布局，因地制宜地制定耕地分区管控的策略. 然而，由于缺少对耕地生产力时空演变等方面的研究，目前仍无法克服以行政区划作为调控单元的现实不足. 因此，探究河南省耕地利用的时空分异特征及耕地生产力变化的影响因素，从而科学制定耕地分区管控策略，对落实国家主体功能区战略格局，守牢国土空间安全底线，保障国家粮食安全具有重要意义. 基于此，依托中国年度土地覆盖数据集构建耕地利用转移矩阵，并引入耕地景观格局指数，评估河南省耕地空间在2000~2020年的时空分异特征，进而分析其变化原因. 同时，利用净初级生产力（NPP）数据集，采用Theil-Sen Median+Mann-Kendall趋势分析、Hurst指数分析、变异系数分析、偏相关分析以及偏相关系数等方法，探究河南省耕地生产力演变规律并量化区分气候因素及人类活动对耕地生产力的影响. 结果表明：①受城镇建设用地扩张加之耕地调控政策及重大工程的影响，研究期内转出耕地面积远大于转入耕地面积，耕地主要转出为建设用地，且作为河南省内粮食主产区的黄淮海平原及南阳盆地的耕地波动较大. ②研究期内转入转出耕地的细碎程度显著上升. 从空间分布上来看，转入耕地相对于转出耕地更为细碎，呈现出转出集中且紧邻建设用地、转入零星细碎的空间变化特征. ③耕地NPP年际分布表现出显著差异性，南高北低. 年际变化趋势逐渐增大（4.23 g·m-2·a-1，以C计，下同），年均值介于78.16~1 080.58 g·m-2·a-1之间. ④研究期内96.61%耕地NPP呈增长态势，但不同上升幅度在研究区内呈现明显空间异质性，未来增长可能呈放缓或退化趋势. ⑤气候因素中太阳辐射对耕地NPP变化的贡献更为显著. 整体上，人类活动促使研究区内耕地NPP的累积，但在空间上存在差异. 耕地NPP减少区域占比为1.76%且较为集中，主要因人类活动主导的建设空间扩张导致. 同时，研究发现耕地NPP减少区域边缘地带受气候主导影响反而呈增加趋势.

关键词：粮食主产区,耕地利用,净初级生产力（NPP）,时空分异,影响因素,河南省,