自1978年改革开放以来，中国经历了快速的城市化进程，然而，截至2020年，全国约36.1%的人口仍居住在农村地区，约有21万公顷土地用于农村发展，这一数额是用于城市用途的土地面积的两倍。

　　但大量证据说明农村数量正在急剧下降，主要特征是农村人口减少，农村空心化，行业衰退和农村里的生活环境恶化。

　　此外，农村人口减少加上农村住宅用地（RRL）的增加也导致农村闲置土地的急剧扩张，阻碍了农村建设用地的有效利用。

　　为振兴农村，促进城乡协调发展，我国提出并实施了一系列土地利用政策，如农村土地整理、“增减平衡”土地利用政策。

　　农村土地整理是指农田、水、路、林、村的综合整治，其主要任务之一是合并闲置或废弃的农村住宅用地。

　　在此背景下，本研究旨在探讨农村住宅用地和耕地转型对中国农业生产的影响，并探讨农村住宅用地复垦耕地的生产力及其与传统耕地的区别。

　　东北地区位于全球四大黑土带之一，约占全国粮食总产量的五分之一，被誉为中国粮食安全的“压舱石”。

　　此外，该地区近年来经历了大规模的城乡迁移和农村住宅用地安危，因此，我们将研究重点放在该地区。

　　NEC（北纬38.7°–53.6°，东经118.8°–135.1°）包括黑龙江、吉林和辽宁三个省，拥有大量的生产性耕地（图1），东北地区的耕地面积约为29.9×106公顷，占全国总量的23.4%。

　　该地区以温带大陆性季风气候为特征，冬季漫长寒冷，夏季温暖短暂，年平均气温在-4.6至12.4°C之间。

　　年降水量主要在400至900毫米之间，主要在生长季节下降，该地区的土壤类型包括深棕色土壤，草甸土壤，大约 27% 的面积位于肥沃的黑土带内，大部分农田都集中在那里。

　　首先从CLSPI数据库中提取了空间分辨率为30 m的农村住宅用地和耕地信息，然后，我们将 2009 年和 2018 年的土地利用数据叠加，在 ArcGIS 10.8 软件的支持下获得农村住宅用地 和耕地之间转换的分布，此外，还衍生了2009年至2018年期间未转换的耕地的传统耕地。

　　作物类型数据是从You等人开发的9年至13090442年NEC玉米、大豆和水稻种植年度1米地图中收集的，这些地图基于 Sentinel-2 时间序列数据和机器学习算法，可提供较高的整体精度，范围从 81% 到 86%。

　　在这项研究中计算了8月至1月的∑NDVI，以估计NEC农田的生产力。此外，还进行了云屏蔽以减少云污染。然后在整个NEC中计算空间分辨率为-30至2008的NDVI。

　　分别计算了NEC和2009个省份农村住宅用地-耕地过渡引起的总∑NDVI变化。分别计算了2018年和2年传统土地的平均∑NDVIs，作为衡量这两年背景生产力的指标。

　　过渡诱导的农业生产计算为RRL耕地复垦补充的产量与由于从耕地到农村住宅用地的过渡而减少的产量之间的差额（公式1）。

　　假设开垦农田与传统农田的生产率差异在2009年和2018年是恒定的，然后根据公式（2）估算开垦农田的生产率，其次，农村住宅用地从/到农田的过渡诱导的产量计算如下：

　　其中TAP是2009年至2018年农村住宅用地和耕地之间过渡引起的农业总产量的变化，AP获得和损失分别是同期从农村住宅用地开垦的耕地的生产收益和由于耕地向农村住宅用地过渡而造成的生产损失。

　　首先，分别计算占用农田和传统农田之间以及开垦农田和传统农田之间的生产力差异百分比，然后，根据表1中的规则，比较复垦/转换为农村住宅用地的耕地生产率。

　　2009年至2018年间，尽管农村人口在此期间减少了6万，占总数的5%，但NEC的农村住宅用地斑块总面积和数量仍在持续增加。

　　2年农村住宅用地总面积为2009.4×066HA，× 4 上升至 13.1062018年，同时，农村住宅用地斑块的数量也以远高于农村住宅用地总面积的速度增长（7.95%对1.63%）。

　　2009–2018年NEC总面积，每个补丁的平均面积和农村住宅用地补丁数量的变化。

　　在县级层面，农村住宅用地总面积呈上涨的趋势的县占主导地位，其比例为72.8%（图3），农村住宅用地面积减少的县域主要位于耕地平原，以及主要城市的市辖区。

　　在三江平原，农村住宅用地被开垦的比例很大，特别是在农业集约化的县，大约93%-98%的农村住宅用地损失归因于填海。

　　农村住宅用地的空间分布及其在大城市周围向城市住宅用地（URL）的转换，在斑块尺度上。图（a）、（b）和（c）分别对应于图3c–e。

　　从2009年到2018年，NEC的RRL和耕地之间的过渡很明显，约6.66×104农业耕地已开发用于农村居住，占城镇化开发的三分之一以上。辽宁省的转化率最高（2.57×104ha），其次是吉林（2.30 × 104ha）和黑龙江（1.79×104ha） 省份。

　　对于大多数县来说，农村住宅用地从耕地到耕地的过渡比从耕地的过渡更明显（图5）。超过85%的县的农村住宅用地面积高于耕地转换面积。

　　特别是三江平原各县，农村住宅用地向耕地过渡面积均超过350公顷，说明三江平原地区农村住宅用地扩垦均规模较大。

　　相比之下，大多数县的农田转算农村住宅用地面积要高得多。过渡面积超过187公顷的县有65个县（约50%）。

　　最大的过渡期（350公顷）广泛分布在吉林省和辽宁省，然而，对于黑龙江省来说，最大的过渡分布更为集中，大多分布在在三江平原。

　　2009-2018年NEC从农村住宅用地开垦并转换为农村住宅用地的耕地面积：（a）从农村住宅用地到耕地;（b） 从耕地到农村住宅用地。

　　2009年至2018年间，农村住宅用地和耕地之间的过渡导致作物总产量损失0.08%，略低于耕地面积损失（0.08%对0.09%），这表明，在农田被转入农村住宅用地或从农村住宅用地开垦的耕地中，生产力存在基于过渡的差距。

　　根据表1中列出的标准，比较了从农村住宅用地复垦/转换为农村住宅用地的耕地的生产力。不出所料，在NEC以及所有三个省份，转换为农村住宅用地的耕地的平均生产率低于从农村住宅用地开垦的耕地。

　　尽管如此，辽宁省的产量损失也最大，原因是其耕地损失量大，占全国华大生产损失的近46%，是增产量的14倍，然而，黑龙江省的产量损失在三个省份中最小，尽管生产率差距（2.6%）排名第二。

　　应该注意到，作物生产力因作物类型、空间和时间而异。NEC有水稻、玉米和大豆三种主要作物，其面积合计约占NEC耕地面积的80%。

　　农村住宅用地复垦耕地与传统农田的生产率差距要小得多（48.2%对8.7%），此外，生产力差距因省份和作物类型而异，吉林省和辽宁省0种作物复垦耕地生产率较低，根本原因是玉米生产力差距较大。

　　我们进一步探索了斑块尺度上三种作物类型之间这些间隙的空间格局和幅度，并考虑了作物面积大于1 ha的斑块（图8），玉米方面，斑块主要分布在三江平原、黑龙江省西北部松嫩平原、吉林省中部和辽宁省西北部，与复垦农田的空间格局相似。

　　玉米（a）、大豆（b）和水稻（c）在地块规模上开垦农田和传统农田的平均生产力差异。注：PDP代表开垦农田和传统农田的生产率差异，其中PDP0表示复垦农田的生产率低于传统农田的生产率，反之亦然。

　　正值斑块大多分布在在上述地区，负值的斑块大多分布在在三江平原东北部、吉林中部和辽宁省西北部。对于大豆和水稻，这两种作物的地块数量要少得多，斑块主要分布在黑龙江省。

　　从 2009 年到 2018 年，NEC 的 RRL 增加了 7 × 104HA主要以牺牲耕地为代价。经济发展和农民收入增长可能是农村住宅用地扩张的主要驱动力。

　　2009年至2018年，吉林省和辽宁省农村农户数量增加了1.55×105和 6.3 × 104，虽然人口总量有所减少。

　　此外，农村城市化和工业化也是促进农村住宅用地扩张的主要的因素，特别是对于城郊和沿海地区。

　　2012年，中国政府正式对外发布《全国土地整理计划（2011-2015年）》，此后启动了新一轮土地整理。

　　与以往规划不同的是，这一规划已上升为国家级战略，从单纯补耕地向保护耕地、促进城乡协调发展有针对性。

　　作为试点省份，自2010年起，黑龙江省和吉林省实施了农村土地整理，其中农村住宅用地整治是主要任务之一，在政策实施初期，要增加城镇建设用地和减少农村建设用地，才能实现县内平衡。

　　2009年，提出了长吉图发展的策略，为保障昌吉图开发用地需求，吉林省农村住宅用地整合重点区域划定为长春、吉林、图们三市及其周边地区，这就是为什么吉林省农村居民点的填海大多分布在在长春市。

　　耕地生产力由太阳辐射、热量、水分和土壤条件决定，也与土地管理紧密关联，如灌溉、肥料投入和耕作规模等。开垦农田和传统农田之间有明显的生产力差距，并且差距随空间和作物类型而变化。

　　新重建的土壤常常要几年时间才能成熟，土壤成熟不足也可能会引起土地生产力降低。此外，大规模农业促进了作物管理和机械，有利于土地生产力。

　　因此，我们还通过比较复垦农田的作物类型与周围环境在斑块尺度上的情况，调查了复垦农田的规模化耕作情况，并探讨了作物类型的一致性与生产力差距之间的关系，根据结果得出复垦农田的作物类型与周围环境更为相似，其生产力接近甚至超过传统耕地。

　　研究结果还表明，有必要对低生产率的复垦农田进行长期监测和详细调查，以探索生产力局限性，并采取有明确的目的性的措施进一步改进。

　　“增减平衡”土地利用政策在全国华人经济委员会农村住宅用地与耕地的过渡中发挥了及其重要的作用，特别是在吉林省和辽宁省，其农村住宅用地复垦主要由该政策驱动（图5）。

　　尽管耕地改造的城市建设用途与项目涉及的用途不完全匹配，但生产力差距仍然突出了评估生产力平衡以避免耕地“隐性减少”的重要性。

　　因此，我们提议，实施“增减平衡”政策应更看重生产率评价，特别是长期动态评价，以保持我国耕地产能。

　　本研究以生长季累积的NDVI作为生产力的替代指标，研究了农村住宅用地复垦和扩大对耕地生产的影响，关切农村住宅用地复垦耕地的生产力限制。

　　2009年至2018年间，农村住宅用地的总面积有所增加，NEC的大多数县的农村住宅用地都出现了净增长。农村住宅用地下降的那些主要位于主要城市的市辖区和耕地平原。

　　因此，农村住宅用地的变化使NEC的耕地总量减少了0.09%（5.34×104ha），约6.66×104由于农村住宅用地扩张而损失的耕地公顷和1.32×104HA从农村住宅用地回收。

　　农村住宅用地和耕地之间的双边过渡使区域作物产量减少了0.08%，略低于耕地面积损失。这主要是由于从农村住宅用地开垦的耕地和转换为农村住宅用地的耕地之间的生产力差距。

　　此外，农村住宅用地开垦耕地的生产力低于传统耕地，尽管生产力差距因作物类型和地区而异。

　　这种生产力差距凸显了在农村住宅用地整合期间考虑自然适合种植的重要性。此外，在实施土地利用政策时，还应更加重视耕地生产力，如“增减平衡”政策，避免耕地“隐性减少”。