GIS在農業生態功能分區中的應用

彭茂林，鐵柏清，劉 敏

（1.湖南農業大學 資源環境學院，湖南 長沙 410128）

GIS在農業生態功能分區中的應用

彭茂林1，鐵柏清1，劉 敏1

（1.湖南農業大學 資源環境學院，湖南 長沙 410128）

利用MapGIS軟件從永興縣土地利用現狀圖中提取出基礎數據，以5級（坡度＞25°）為界線，把農業生態環境劃分為25°以下的農業開發層和25°以上的農業生態保護層，并運用MapGIS軟件的空間分析功能對人口密度、人均純收入、建設用地、耕地、森林覆蓋因素（自下而上）進行疊加分析，將研究區域劃分為“一心、二層、三帶、四區”的功能分區格局。這種分區方式使農業生態環境規劃更加合理，更好地兼顧了農業發展和農業生態環境保護，更加形象、客觀。

GIS；坡度級；空間分析；功能分區

1 研究區概況

永興縣地處羅霄山脈西麓，境內河谷交錯，丘陵、山地、河流、平原有機組合，構成以中山為主，山丘、平原、山崗兼具的山地地貌，其中丘陵864．28 km2，占全縣土地總面積的43．67%；山地566．01 km2，占全縣土地總面積的28．60%；平原296．80 km2，占全縣土地總面積的14．99%；崗地193．08 km2，占全縣土地總面積的9．70%；水面占2．99%。氣候為亞熱帶大陸季風氣候，區域內氣溫適中、四季分明，植物、礦產等資源繁多。

2 研究方法

2.1 數據來源與處理

根據永興2011年統計年鑒，2010年全縣總人口66．20萬；農業總收入25．1億元，國民生產總值（GDP）151．8億元，人均GDP為26 694元；全縣總面積1 979．40 km2，耕地面積351．4 km2。主要圖形數據包括永興縣土地利用現狀圖（2009年）、永興縣土地利用總體規劃圖（2010～2020年）、永興縣耕地與基本農田保護規劃圖（2010～2020年），用Coord坐標轉換軟件對圖形進行幾何校準。

人口密度與人均純收入采取以下步驟提取（以人口密度為例）：①從實地調查數據中整理出每個鎮總人口、總面積的數據；②在MapGIS的區編輯中編輯區屬性結構，并對每一個鎮進行區屬性賦值，包括人口和城鎮名稱；③將賦值完的區文件導入空間分析，運用屬性分析的雙屬性四則運算完成人口密度的計算；④以人口密度（單位：人/m2）＜100、100～200、200～300、300～400、400～500、500～1 000、＞1 000在行政區劃圖上進行標注，即可得人口密度分布圖（圖1）[1-4]。人均純收入的數據處理方法參照人口密度，結果如圖2。

圖1 永興縣各鄉鎮人口密度分布圖

圖2 永興縣各鄉鎮人均純收入分布圖

2.2 研究方法

2.2.1 GIS空間數據分析

用MapGIS 6．7從2009年土地利用現狀圖中提取出耕地坡度圖（如圖3），其中耕地坡度1級為坡度≤2°、2級為2°～6°、3級為6°～15°、4級為15°～25°、5級為﹥25°[4]。其中，坡度1級、2級視作平耕地，3級、4級視作緩坡耕地，5級不能耕種，需要對其保護，以免造成水土流失[5,6]。所以，以坡度25°為界線，劃分為農業開發層（耕地坡度＜25°）和農業生態保護層（耕地坡度﹥25°）2個層次。根據永興2011年統計年鑒、2009年土地利用現狀圖，得出包含耕地、建設用地、林地的土地現狀圖，如圖4。

圖4 永興縣土地現狀圖

圖5 指標數據立體疊羅圖

2.2.2 GIS空間疊加分析

基于研究區域的特性，選用視覺信息疊加，將人口密度、人均純收入、建設用地、耕地、森林覆蓋進行自下而上的疊加分析，得出各要素在同一空間位置上的變化情況[7,8]，結果如圖5。

2.3 指標體系構建與賦值

綜合考慮研究區域的自然屬性、社會經濟、生態屬性[9]，建立永興縣農業生態環境規劃功能分區的指標體系，選用熵權法對指標進行賦值[10,11]，見表1。

表1 永興縣農業功能分區指標體系及權重

3 結果與分析

選取經濟較發達、人口較密集的鎮及永興縣城作為經濟發展中心，根據坡度分級結果，把農業生態環境分為2層，結合圖4、圖5，以指標空間分析的結果為基準，結合調研結果和文檔材料，按照各區域的交通條件、地形地貌、自然資源、經濟基礎、產業化現狀等，分為三帶、四區[12-14]，最終形成“一心、二層、三帶、四區”的分區格局，如圖6。

3.1 功能分區

1）一心。包括永興縣城、鯉魚塘鎮、馬田鎮、金龜鎮。生態服務功能：農產品加工中心和加工次中心。

圖6 永興縣農業生態環境規劃功能分區圖

2）二層。坡度25°以下的農業開發層和坡度25°以上的農業生態保護層。

3）三帶。①高效農業產業帶，包括城關、城郊、湘陰渡、碧塘、鯉魚塘、油市、馬田、高亭、柏林、洞口、太和、三塘、悅來、洋塘、黃泥、千沖、大布江、龍形市、七甲。生態服務功能：全縣農業發展的科技示范區，全縣重要的旅游觀光農業基地，湘南優質農產品生產與加工基地。②特色高效產業帶，包括永興縣中部、國道107、省道212和213兩旁及以北區域。生態服務功能：永興縣的冰糖橙種植區域、中藥材種植基地、特色林業種植基地，又可分為冰糖橙產業帶、北部中藥材產業帶、西北部特色林業產業帶。③休閑農業及生態漁業產業帶，包括便江、注江、板梁古村、悅來溫泉、黃克誠故居、青山垅水庫、龍潭水庫、石壁垅水庫和黃口堰水庫等區域。生態服務功能：全縣的休閑農業和生態漁業發展基地。

4）四區。①現代農業示范區，包括湘陰渡、碧塘、城關和城郊。生態服務功能：水產養殖基地、出口蔬菜基地、糧油生產基地、畜禽養殖基地等優勢農產品生產基地，湘南農產品加工與物流中心。②高效農業示范區，包括鯉魚塘、油市、馬田和高亭。生態服務功能：無公害和綠色的優質糧油、蔬菜，優質水果、蠶桑等特色優勢農產品生產基地及優質水產品、生豬和禽蛋養殖基地。③現代烤煙種植示范區，包括便江左片（西部現代烤煙種植老區，包括三塘、油麻、悅來、高亭、洋塘等），便江右片（東部現代烤煙種植新區，包括柏林、太和、洞口、黃泥、塘門口、樟樹等）。生態服務功能：永興縣烤煙種植區。④東部生態農業示范區，包括黃泥、千沖、大布江、龍形市、七甲。生態服務功能：特色農業、生態農業與旅游農業結合，森林旅游、草地旅游、休閑旅游和觀光旅游特色產業。

3.2 優、劣勢分析

3.2.1 優勢分析

摒棄了傳統功能分區單純的從農業功能的角度或者是生態功能的角度進行分區，采用了GIS技術，從生態服務功能的角度出發，聯合農業的產品供給、休閑等功能和生態的水源涵養、生態保護等，使農業生態環境規劃更加合理，更好地兼顧農業發展和農業生態環境保護。

3.2.2 劣勢分析

在運用GIS技術進行輔助功能分區的過程中，仍然需要根據當地實地調查結果以及收集的數據資料進行分析，因此，功能分區的結果仍然存在一定的主觀性。不能運用GIS進行實時監控，應根據氣候變化、人口增長或者遷移等作出相應調整。

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P208

B

1672-4623（2015）02-0117-03

10.3969/j.issn.1672-4623.2015.02.042

彭茂林，碩士，主要研究方向為環境規劃與管理。

2014-02-27。