鄂西北高標(biāo)準(zhǔn)基本農(nóng)田建設(shè)區(qū)域的劃定

邱麗娟 林愛(ài)文 李海江 彭培 鄒玲

摘要：以湖北省西北部的南漳縣為例，綜合選取耕地自然質(zhì)量、生產(chǎn)條件、區(qū)位和生態(tài)4個(gè)方面的因素，采用層次分析法構(gòu)建高標(biāo)準(zhǔn)基本農(nóng)田建設(shè)區(qū)域劃定模型，并通過(guò)限制因素的分析明確建設(shè)方向。結(jié)果表明，研究區(qū)內(nèi)建設(shè)條件呈現(xiàn)出一定的空間規(guī)律性，具體表現(xiàn)為東部較優(yōu)、南部次之、西北部最差，最終共劃定42 800.48 hm2高標(biāo)準(zhǔn)基本農(nóng)田建設(shè)區(qū)域；劃定的高標(biāo)準(zhǔn)基本農(nóng)田建設(shè)區(qū)域受生產(chǎn)、生態(tài)條件限制較大，應(yīng)加強(qiáng)基礎(chǔ)設(shè)施及生態(tài)防護(hù)工程建設(shè)。評(píng)價(jià)模型能有效量化各影響因素，在生態(tài)因素的刻畫上嘗試引入景觀指數(shù)并結(jié)合農(nóng)田防護(hù)面積比例及環(huán)境污染強(qiáng)度對(duì)其進(jìn)行量化，為高標(biāo)準(zhǔn)基本農(nóng)田建設(shè)區(qū)域的劃定提供科學(xué)依據(jù)。

關(guān)鍵詞：高標(biāo)準(zhǔn)基本農(nóng)田；建設(shè)區(qū)域；劃定；層次分析法；鄂西北；南漳縣

中圖分類號(hào)：F301.21 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：0439-8114（2016）05-1151-05

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2016.05.016

High-standard Primary Farmland Construction Area Zoning in

Northwest of Hubei Province

QIU Li-juana，LIN Ai-wena，b，LI Hai-jianga，PENG Peia，ZOU Linga

（Wuhan University， a. School of Resource and Environment Science；

b. Key Laboratory of Geographic Information System， Ministry of Education， Wuhan 430079， Hubei， China）

Abstract： Taking Nanzhang county in northwest of Hubei province as case， selecting factors from four aspects of natural quality， producing condition， location and ecology， an evaluation model for zoning high-standard primary farmland construction area was established by AHP method， then an analysis of limited factors was conducted to define the construction direction. The results showed that the construction conditions in Nanzhang county indicated a certain spatial pattern. To be specific， conditions in the eastern area， southern area and the northwest area were the best， worse and the worst respectively. According to the evaluation results， 42 800.48 hm2 of primary farmland were zoned into the high-standard primary farmland construction area. Further， for the zoned construction area was deeply restricted by conditions of production and ecology， the constructions of infrastructure condition and ecological protection project should be strengthened. The evaluation model can quantify influencing factors effectively， especially its try of bringing in landscape indexes in describing ecological characterization， and combined with the farmland protection area radio and pollution intensity to quantify it， which provided a scientific basis for high-standard primary farmland construction area zoning.

Key words： high-standard primary farmland； construction area； zoning； AHP； northwest of Hubei； Nanzhang county

耕地保護(hù)和糧食安全問(wèn)題一直是國(guó)內(nèi)熱點(diǎn)，耕地資源在龐大的人口下顯得十分稀缺，改革開(kāi)放以來(lái)日益加快的工業(yè)化、城市化進(jìn)程又使耕地資源大量流向非農(nóng)利用，耕地生態(tài)環(huán)境惡化，影響國(guó)家糧食安全[1]。在人類的歷史進(jìn)程中，確保人類糧食總體需求的根本途徑只有兩條，擴(kuò)大糧食種植面積與提高單位耕地面積糧食的產(chǎn)量[2]。就當(dāng)前發(fā)展形勢(shì)而言，提升耕地產(chǎn)能無(wú)疑是保障糧食安全的重中之重。國(guó)家已從戰(zhàn)略層面明確大力推進(jìn)高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)基本農(nóng)田建設(shè)為重點(diǎn)的農(nóng)田整治。2010-2014年中央“1號(hào)文件”多次強(qiáng)調(diào)高標(biāo)準(zhǔn)基本農(nóng)田的建設(shè)。

高標(biāo)準(zhǔn)基本農(nóng)田建設(shè)兼顧了耕地?cái)?shù)量、質(zhì)量、生態(tài)管理的內(nèi)涵，隨著生態(tài)文明建設(shè)力度加大，基本農(nóng)田承擔(dān)越來(lái)越大的生態(tài)涵養(yǎng)功能和景觀美化功能[3]。目前，高標(biāo)準(zhǔn)基本農(nóng)田建設(shè)研究主要集中在潛力評(píng)價(jià)[4-6]、空間劃定[7-10]、建設(shè)時(shí)序與模式分區(qū)[11-14]等方面。在空間劃定研究的指標(biāo)體系構(gòu)建中，耕地質(zhì)量與基礎(chǔ)設(shè)施完備度的量化指標(biāo)相對(duì)完善，但生態(tài)方面相對(duì)欠缺，一些學(xué)者對(duì)此進(jìn)行積極地嘗試，通過(guò)判斷區(qū)域是否為重點(diǎn)生態(tài)保護(hù)區(qū)對(duì)生態(tài)影響進(jìn)行量化[7]，通過(guò)對(duì)研究區(qū)土地進(jìn)行生態(tài)安全分級(jí)后對(duì)其內(nèi)的基本農(nóng)田賦值生態(tài)安全修正系數(shù)[8]，引入田塊集聚度對(duì)生態(tài)景觀進(jìn)行量化[9]，用農(nóng)田防護(hù)林相關(guān)指標(biāo)來(lái)刻畫農(nóng)田的生態(tài)良好程度[10]。但這些研究所選量化指標(biāo)相對(duì)單一，具有一定的片面性。本研究嘗試引入景觀指數(shù)結(jié)合農(nóng)田防護(hù)面積比例及環(huán)境污染強(qiáng)度來(lái)定量刻畫耕地的生態(tài)良好程度，并在此基礎(chǔ)上探討高標(biāo)準(zhǔn)基本農(nóng)田建設(shè)區(qū)域的劃定方法。鄂西北地區(qū)地形條件復(fù)雜，以南漳縣為例，對(duì)其進(jìn)行高標(biāo)準(zhǔn)基本農(nóng)田建設(shè)區(qū)域劃定研究，為鄂西北地區(qū)高標(biāo)準(zhǔn)基本農(nóng)田建設(shè)工作提供科學(xué)依據(jù)。

1 研究區(qū)概況及數(shù)據(jù)來(lái)源

1.1 研究區(qū)概況

南漳縣位于湖北省西北部，位于111°26′-112°09′E、31°13′-32°01′N，地處江漢平原北緣，南陽(yáng)盆地南緣，荊山山脈東麓。地形復(fù)雜，西高東低，大致可分為中山地帶、低山丘陵地帶、平原崗畈地帶三級(jí)階梯。研究區(qū)屬北亞熱帶季風(fēng)性氣候區(qū)，日照充足，年均溫10～16 ℃，境內(nèi)水資源豐富，自北向南分布有濰水、蠻河、漳河、沮河四大河流，自西向東穿越縣境，泉眼眾多，有水庫(kù)130余座，為灌田提供了重要保障。全縣耕地總面積85 211.68 hm2，基本農(nóng)田面積58 547.11 hm2。

1.2 數(shù)據(jù)來(lái)源

空間數(shù)據(jù)主要從南漳縣1∶1萬(wàn)土地利用變更調(diào)查矢量數(shù)據(jù)（2011年）、南漳縣1∶1萬(wàn)土地利用總體規(guī)劃（2010 — 2020年）、南漳縣農(nóng)用地分等定級(jí)更新成果中提取，統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)從南漳縣統(tǒng)計(jì)年鑒（2012年）和實(shí)地調(diào)研得到。

2 研究方法

采用層次分析法，從自然質(zhì)量、生產(chǎn)、區(qū)位、生態(tài)4個(gè)方面構(gòu)建了高標(biāo)準(zhǔn)基本農(nóng)田建設(shè)區(qū)域劃定模型，基于已有數(shù)據(jù)利用ArcGIS 10、Fragstats 4.2軟件獲取指標(biāo)值，并對(duì)其進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，根據(jù)評(píng)價(jià)模型計(jì)算各基本農(nóng)田片塊的綜合得分，根據(jù)評(píng)價(jià)結(jié)果劃定高標(biāo)準(zhǔn)基本農(nóng)田建設(shè)區(qū)域。

2.1 評(píng)價(jià)單元的確定

高標(biāo)準(zhǔn)基本農(nóng)田是指在規(guī)劃時(shí)期內(nèi)，通過(guò)農(nóng)村土地整治形成的集中連片、設(shè)施配套、高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)、生態(tài)良好、抗災(zāi)能力強(qiáng)、與現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和經(jīng)營(yíng)方式相適應(yīng)的基本農(nóng)田[15]。在以往高標(biāo)準(zhǔn)基本農(nóng)田劃定研究中常以基本農(nóng)田圖斑或耕地圖斑作為評(píng)價(jià)單元[8-10]，這可能會(huì)導(dǎo)致相互連接（有公共邊）的地塊中只有部分被選中，這樣在最后的劃定結(jié)果中連片性無(wú)形中就被削弱了。高標(biāo)準(zhǔn)基本農(nóng)田強(qiáng)調(diào)規(guī)模生產(chǎn)，十分注重地塊的連片性，為避免上述情況出現(xiàn)，同時(shí)考慮到高標(biāo)準(zhǔn)基本農(nóng)田建設(shè)屬土地整治范疇，土地整治是以行政村為具體實(shí)施單位，而基本農(nóng)田片塊是以村或自然地塊為單位的耕地保護(hù)區(qū)域，即以村為單位對(duì)基本農(nóng)田圖斑進(jìn)行融合后形成的區(qū)域，因此將基本農(nóng)田保護(hù)片塊確定為評(píng)價(jià)單元。

2.2 指標(biāo)體系的構(gòu)建

根據(jù)高標(biāo)準(zhǔn)基本農(nóng)田內(nèi)涵、相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)[15，16]，結(jié)合專家意見(jiàn)，從自然質(zhì)量、生產(chǎn)、區(qū)位、生態(tài)4個(gè)方面構(gòu)建高標(biāo)準(zhǔn)基本農(nóng)田建設(shè)區(qū)域評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。自然質(zhì)量條件主要體現(xiàn)在耕地肥力、規(guī)模、坡度等因素對(duì)工程建設(shè)難度的影響；生產(chǎn)條件主要體現(xiàn)在基礎(chǔ)設(shè)施的完備度對(duì)建設(shè)工程量影響；區(qū)位條件體現(xiàn)在距道路、城鎮(zhèn)、村莊的遠(yuǎn)近對(duì)農(nóng)資投入效率、農(nóng)產(chǎn)品商品化便捷度及耕作便利度的影響；生態(tài)條件的限制主要指農(nóng)田防護(hù)、環(huán)境污染及農(nóng)田景觀對(duì)農(nóng)田生態(tài)建設(shè)的影響。另因評(píng)價(jià)對(duì)象是基本農(nóng)田，規(guī)劃時(shí)已避開(kāi)城鎮(zhèn)規(guī)劃區(qū)、有條件建設(shè)區(qū)、重點(diǎn)項(xiàng)目建設(shè)區(qū)等，故指標(biāo)體系中不考慮此類政策因素。運(yùn)用層次分析法結(jié)合特爾菲法確定指標(biāo)因子的權(quán)重。同時(shí)為消除指標(biāo)量綱影響，參照相關(guān)研究[8，17，18]，采用分級(jí)給分法對(duì)指標(biāo)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，由此建立高標(biāo)準(zhǔn)基本農(nóng)田建設(shè)區(qū)域劃定模型（表1）。

2.3 評(píng)價(jià)指標(biāo)值的獲取

自然質(zhì)量等、連片性等空間指標(biāo)是在ArcGIS 10的支持下，基于基本農(nóng)田數(shù)據(jù)、土地利用變更數(shù)據(jù)、農(nóng)用地分等數(shù)據(jù)，通過(guò)疊置分析、緩沖區(qū)分析、空間統(tǒng)計(jì)分析等功能獲取的。農(nóng)機(jī)化水平及環(huán)境污染強(qiáng)度由統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)結(jié)合實(shí)地調(diào)查得到，并通過(guò)屬性掛接的方式賦值給基本農(nóng)田片塊。指標(biāo)的具體參數(shù)設(shè)置：①將相隔20 m以內(nèi)的基本農(nóng)田視為連片。②環(huán)境污染強(qiáng)度主要是指耕地中殘留的化肥、農(nóng)藥、地膜造成的污染，三者殘留率分別取64%、65%、42%[19，20]。③景觀脆弱度采用的是脆弱度模型V=α×AWMSI+β×F+γ×D，其中α、β、γ分別取值0.59、0.28、0.13，AWMSI、F、D分別為面積加權(quán)的平均形狀因子、分維數(shù)、分離度[21]，通過(guò)Fragstats 4.2軟件求得。

3 結(jié)果與分析

3.1 高標(biāo)準(zhǔn)基本農(nóng)田建設(shè)區(qū)域劃定

對(duì)南漳縣6 152塊基本農(nóng)田保護(hù)片塊進(jìn)行評(píng)價(jià)，并用自然斷點(diǎn)法對(duì)各片塊的綜合得分進(jìn)行分級(jí)：Ⅰ級(jí)（高度適宜）、Ⅱ級(jí)（中度適宜）、Ⅲ級(jí)（低度適宜）、Ⅳ級(jí)（不適宜），結(jié)果見(jiàn)圖1。

Ⅰ級(jí)區(qū)面積28 724.51 hm2，所占比例為49.06%，集中分布在東北部平原崗畈地區(qū)。該區(qū)地勢(shì)平坦，土壤熟化度高，土層深厚，有機(jī)質(zhì)含量高，一般在2.0%～3.0%之間，最高可達(dá)3.9%，連片規(guī)模均在150 hm2以上，形狀規(guī)整，聚集度高，非常適宜大規(guī)模機(jī)械化生產(chǎn)。該地區(qū)同時(shí)也是南漳縣經(jīng)濟(jì)發(fā)展的腹地地區(qū)，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件良好，石門、三道河、云臺(tái)山三大水庫(kù)加上密布的溝渠為該區(qū)的農(nóng)田灌溉提供了可靠的保障，發(fā)達(dá)的交通路網(wǎng)及集鎮(zhèn)為物資投放及農(nóng)產(chǎn)品交易提供了充分的保證。

Ⅱ級(jí)區(qū)面積14 075.97 hm2，所占比例為24.04%，主要分布在南部丘陵地區(qū)及東部平原區(qū)的邊緣地帶。交通及集鎮(zhèn)的發(fā)達(dá)程度雖不及平原區(qū)，但從該區(qū)穿流而過(guò)的沮河、漳河兩岸分布有較大規(guī)模的沖擊平原，土壤肥沃，質(zhì)量等別高。農(nóng)機(jī)化水平達(dá)到該縣的中等水平，防護(hù)林分布較多，斑塊形狀較規(guī)整，農(nóng)田生態(tài)條件較好。

Ⅲ級(jí)區(qū)基本農(nóng)田面積10 679.19 hm2，所占比例為18.24%，主要分布在西部山區(qū)。這些地區(qū)土壤質(zhì)地較差，肥力低，有的基本農(nóng)田片雖然具有一定的規(guī)模，高者亦可達(dá)上百公頃，但復(fù)雜度高，外形多呈枝丫狀，景觀脆弱度大，易敏感，生態(tài)條件較差。

Ⅳ級(jí)區(qū)面積為5 067.44 hm2，所占比例僅為8.66%，集中分布在西北部山區(qū)及鄉(xiāng)鎮(zhèn)交界帶上。受地形因素影響，該地區(qū)的土類多為砂石、礫石，土層薄，有機(jī)質(zhì)含量低，破碎度高，坡度較大，易發(fā)生水土流失等地質(zhì)災(zāi)害，生態(tài)安全度低。加上地處偏遠(yuǎn)，農(nóng)路基礎(chǔ)設(shè)施條件差，基本無(wú)灌溉水利設(shè)施。

根據(jù)以上分析，Ⅰ級(jí)區(qū)已基本具備建設(shè)高標(biāo)準(zhǔn)基本農(nóng)田條件，Ⅱ級(jí)區(qū)需稍加改造可建設(shè)成為高標(biāo)準(zhǔn)基本農(nóng)田，Ⅲ、Ⅳ級(jí)條件較差，不太適宜建設(shè)高標(biāo)準(zhǔn)基本農(nóng)田，因此將Ⅰ、Ⅱ級(jí)區(qū)劃為高標(biāo)準(zhǔn)基本農(nóng)田建設(shè)區(qū)域，共2458個(gè)基本農(nóng)田片塊，面積合計(jì)42 800.48 hm2，占基本農(nóng)田總面積的73.1%。

3.2 高標(biāo)準(zhǔn)基本農(nóng)田建設(shè)方向

高標(biāo)準(zhǔn)基本農(nóng)田建設(shè)應(yīng)針對(duì)相應(yīng)的限制性因素制定正確的方向，對(duì)限制因素采取科學(xué)合理有效的方式加以削弱和消除，打破低效均衡利用狀態(tài)，充分挖掘基本農(nóng)田生產(chǎn)潛力。針對(duì)劃定的高標(biāo)準(zhǔn)基本農(nóng)田建設(shè)區(qū)域，分別從自然質(zhì)量、生產(chǎn)、區(qū)位、生態(tài)條件4個(gè)方面考察其限制區(qū)分布，根據(jù)各評(píng)價(jià)因素得分，劃分為三個(gè)級(jí)別：優(yōu)（≥80分）、一般（60～80分）、差（<60分），所得分級(jí)圖如圖2。將條件一般及差的區(qū)域視為該因素的限制區(qū)。

自然質(zhì)量條件限制區(qū)面積16 459.94 hm2，占劃定建設(shè)區(qū)域總面積的39.48%，主要分布在西部及南部。該地區(qū)主要為山地丘陵，土層薄，有機(jī)質(zhì)含量一般在2%以下，坡度多為Ⅱ級(jí)，連片性一般。該區(qū)可通過(guò)實(shí)施培肥地力工程提高耕地肥力水平，對(duì)于坡度較大的可實(shí)行坡改梯，增加農(nóng)田的保水保肥能力，西部山區(qū)應(yīng)注意輔以生態(tài)護(hù)坡工程，控制水土流失。

生產(chǎn)條件限制區(qū)面積共33 607.12 hm2，所占比例達(dá)78.66%，除東部經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)區(qū)外，其余地區(qū)的生產(chǎn)條件均不理想。應(yīng)加強(qiáng)水利及田間道路等農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，保障灌溉用水，提高田間道路通達(dá)度，改善農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件，使農(nóng)田的生產(chǎn)潛力得以發(fā)揮。

區(qū)位條件限制區(qū)面積共10 064.02 hm2，所占比例為24.31%，主要分布在鄉(xiāng)鎮(zhèn)邊緣且距公路較遠(yuǎn)的地區(qū)，尤其是九集北部和巡檢西部。可通過(guò)完善公路網(wǎng)，消除交通死角，提高農(nóng)業(yè)物資投放效率及農(nóng)產(chǎn)品商品化率。

生態(tài)條件限制區(qū)面積共39 076.12 hm2，所占比例高達(dá)90.19%，縣內(nèi)均有分布。由于南漳多山地、低崗，耕地的空間形態(tài)多呈枝丫狀，形態(tài)復(fù)雜，分離度高，脆弱度大，農(nóng)田防護(hù)面積比例小，多數(shù)地區(qū)基本無(wú)農(nóng)田防護(hù)工程。加上長(zhǎng)期大量使用農(nóng)藥農(nóng)膜容易造成土壤理化性質(zhì)變化，作物生長(zhǎng)受到抑制，農(nóng)田生物多樣性降低。應(yīng)大力推廣精準(zhǔn)施肥施藥等環(huán)境友好型農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)，降低農(nóng)田環(huán)境污染負(fù)荷，實(shí)施土地平整和景觀提升工程，優(yōu)化農(nóng)田的景觀格局。

4 小結(jié)與討論

以基本農(nóng)田為評(píng)價(jià)對(duì)象，從自然質(zhì)量、生產(chǎn)、區(qū)位、生態(tài)條件4個(gè)方面建立高標(biāo)準(zhǔn)基本農(nóng)田建設(shè)區(qū)域劃定模型，確定高標(biāo)準(zhǔn)基本農(nóng)田建設(shè)項(xiàng)目區(qū)空間布局，并進(jìn)一步地對(duì)劃定區(qū)域進(jìn)行限制因素分析，明確其建設(shè)方向。主要結(jié)論如下：

1）基于評(píng)價(jià)模型將南漳縣基本農(nóng)田劃分為高度適宜、中度適宜、低度適宜和不適宜4個(gè)等級(jí)，面積分別為28 724.5 1、14 075.97、10 679.19、5067.44 hm2，且呈現(xiàn)出東部平原崗畈區(qū)較優(yōu)、南部丘陵地區(qū)次之、西部山區(qū)最差的空間規(guī)律性。將基本已具備高標(biāo)準(zhǔn)基本農(nóng)田條件的高度適宜區(qū)和稍加改造可建設(shè)成為高標(biāo)準(zhǔn)基本農(nóng)田的中度適宜區(qū)劃入高標(biāo)準(zhǔn)基本農(nóng)田建設(shè)區(qū)域，共42 800.48 hm2，占全縣基本農(nóng)田總面積的73.1%。

2）分別從自然質(zhì)量、生產(chǎn)、區(qū)位、生態(tài)4個(gè)評(píng)價(jià)因素出發(fā)，對(duì)劃定的高標(biāo)準(zhǔn)基本農(nóng)田建設(shè)區(qū)域進(jìn)行分析，從而確定各要素的限制區(qū)范圍及分布。其中，區(qū)位條件限制區(qū)面積最小，主要分布在鄉(xiāng)鎮(zhèn)交界處，可通過(guò)完善交通路網(wǎng)消除交通死角；其次為自然條件限制區(qū)，主要分布在西部及南部，應(yīng)以地力提升工程為主；生產(chǎn)條件限制區(qū)面積較大且限制程度大，主要分布在西部及東南部，應(yīng)加強(qiáng)農(nóng)田基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，改善生產(chǎn)條件；生態(tài)條件限制區(qū)最廣，應(yīng)注重耕地生態(tài)建設(shè)，擴(kuò)大耕地防護(hù)面積，推廣精準(zhǔn)化農(nóng)業(yè)，減輕農(nóng)田污染負(fù)荷，實(shí)施土地平整和景觀提升工程，降低耕地脆弱度。

3）評(píng)價(jià)模型能夠有效地量化各影響因素，為高標(biāo)準(zhǔn)基本農(nóng)田建設(shè)區(qū)域的劃定提供了科學(xué)依據(jù)，具有現(xiàn)實(shí)意義。在生態(tài)條件刻畫上，嘗試借助農(nóng)田防護(hù)面積比例、環(huán)境污染強(qiáng)度、景觀脆弱度來(lái)量化耕地的生態(tài)良好程度，彌補(bǔ)了以往研究對(duì)耕地生態(tài)方面刻畫的不足。

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