洋縣耕地多功能評(píng)價(jià)研究

陳文南 劉炫含

(長(zhǎng)安大學(xué)土地工程學(xué)院，陜西 西安 710064)

人類賴以生存和發(fā)展的土地類型中，耕地占主導(dǎo)地位，糧食生產(chǎn)的基本要素也是耕地[1,2]。在地形地貌較好與土壤肥沃的區(qū)域更適合種植，自然地理?xiàng)l件較好位置的耕地更傾向于轉(zhuǎn)為建設(shè)用地[1]。除傳統(tǒng)的生產(chǎn)功能之外，耕地還具有多種多樣的功能，包括社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、文化、景觀生態(tài)等多種非商品性質(zhì)的功能及其所提供的物質(zhì)與服務(wù)中商品與非商品功能，是人類生產(chǎn)生活中不可或缺的一種土地[2]。作為發(fā)展中的農(nóng)業(yè)大國，我國耕地資源卻非常稀缺，人多地少，并且近年來工業(yè)化與城鎮(zhèn)化水平的不斷提高，城鎮(zhèn)建成區(qū)的不斷擴(kuò)大以及生態(tài)保護(hù)政策的提出等都對(duì)耕地產(chǎn)生了巨大的需求與影響[5,6]，面臨耕地資源緊缺，后備資源不足，土地利用粗放等的問題，亟需科學(xué)高效合理地利用耕地。

洋縣位于陜西省南部，漢中市轄縣，地處陜南秦嶺保護(hù)區(qū)內(nèi)，耕地資源緊缺，因此合理利用耕地資源，科學(xué)規(guī)劃耕地功能空間十分必要。本文從耕地的生產(chǎn)、生態(tài)和社會(huì)3個(gè)功能出發(fā)構(gòu)建評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，利用熵權(quán)法確定指標(biāo)權(quán)重，采用多目標(biāo)綜合評(píng)價(jià)模型計(jì)算全縣耕地單一功能和多功能值。對(duì)洋縣耕地多功能性進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)分析，為洋縣合理利用耕地資源，科學(xué)高效利用城市內(nèi)部與周邊耕地，優(yōu)化農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)與空間布局，理清耕地各功能之間的關(guān)系，促進(jìn)耕地多功能綜合發(fā)展提供依據(jù)[3]。

1 研究區(qū)概況與數(shù)據(jù)來源

1.1 研究區(qū)概況

洋縣位于陜西省西南部，漢中市轄縣，北臨秦嶺，南屏巴山，地處E107°33′～108°31′,E33°42′～34°14′。截至2017年底，全縣戶籍總?cè)丝?4.70萬人，農(nóng)業(yè)人口22.76萬人，城鎮(zhèn)化率為41.25%。全縣土地總面積為3195.94km2，隨著城鎮(zhèn)建成區(qū)的不斷擴(kuò)大，對(duì)洋縣耕地生態(tài)與產(chǎn)出產(chǎn)生了巨大影響，全縣耕地面積由2009年的473.55 km2減少到2017年的469.26km2，農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)與產(chǎn)量在不斷變化，耕地的各項(xiàng)功能也隨之發(fā)生改變。研究耕地多功能評(píng)價(jià)，不僅對(duì)實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)增產(chǎn)、農(nóng)民增收具有現(xiàn)實(shí)意義，更對(duì)確保國家糧食安全、推動(dòng)“藏糧于地、藏糧于技”具有重大意義[4,5]。

1.2 數(shù)據(jù)來源

本文涉及洋縣土地利用現(xiàn)狀、人口社會(huì)經(jīng)濟(jì)生態(tài)等數(shù)據(jù)。其中，土地利用現(xiàn)狀數(shù)據(jù)來源于洋縣自然資源局；人口社會(huì)經(jīng)濟(jì)生態(tài)等統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)來源于《陜西省區(qū)域統(tǒng)計(jì)年鑒》和《洋縣統(tǒng)計(jì)年鑒》。

2 指標(biāo)選擇與研究方法

2.1 指標(biāo)選擇

本文以漢中市洋縣為研究區(qū)，從耕地的生產(chǎn)、生態(tài)和社會(huì)功能進(jìn)行分析，建立耕地多功能評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。根據(jù)目前相關(guān)研究，結(jié)合研究區(qū)實(shí)際情況，選擇鄉(xiāng)鎮(zhèn) (街道)作為評(píng)價(jià)單元，選取具有代表性、綜合性、科學(xué)性、合理性和可操作性的評(píng)價(jià)因子，綜合研究區(qū)實(shí)際情況，選取14個(gè)評(píng)價(jià)因子建立目標(biāo)層、準(zhǔn)則層與指標(biāo)層3級(jí)耕地多功能評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。

耕地的生產(chǎn)功能即耕地為人類生存提供食物和原料的功能,主要取決于耕地的質(zhì)與量、產(chǎn)出與投入,因此選取耕地地均產(chǎn)值、糧食作物單產(chǎn)水平、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)總值、復(fù)種指數(shù)和土地墾殖率5項(xiàng)指標(biāo)作為衡量耕地生產(chǎn)功能的指標(biāo),用耕地的數(shù)量、質(zhì)量和產(chǎn)出比3方面反映研究區(qū)耕地生產(chǎn)功能;生態(tài)功能指在利用耕地的過程中與水、土壤、生物及周邊其它生態(tài)系統(tǒng)的協(xié)調(diào)發(fā)展能力，主要表現(xiàn)為水源涵養(yǎng)、水土保持、氣候調(diào)節(jié)、防風(fēng)固沙、生物多樣性、環(huán)境污染性等。我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中對(duì)農(nóng)藥化肥等的廣泛使用，導(dǎo)致土壤中有機(jī)質(zhì)含量與微生物分解能力下降，降低農(nóng)田質(zhì)量與破壞耕地生態(tài)系統(tǒng)的同時(shí)，也使糧食生產(chǎn)能力越來越依賴于化肥與農(nóng)藥，因此在生態(tài)功能評(píng)價(jià)中選擇單位耕地化肥負(fù)荷、單位耕地農(nóng)藥負(fù)荷、農(nóng)膜使用強(qiáng)度、人均耕地生態(tài)承載力、農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)多樣性5個(gè)指標(biāo)。社會(huì)功能是指在耕地利用的過程中對(duì)社會(huì)環(huán)境、人文風(fēng)貌以及農(nóng)民生活等的多種影響，主要表現(xiàn)為空間上的分布與承載，人民物質(zhì)與精神生活上的需求與滿足感等，因此在社會(huì)功能評(píng)價(jià)中,選取農(nóng)業(yè)從業(yè)人員承載量、社會(huì)需求滿足度、人均耕地資源稟賦和單位耕地農(nóng)用柴油使用量4項(xiàng)指標(biāo)因子。本研究通過上述14項(xiàng)指標(biāo)因子從生產(chǎn)、生態(tài)和社會(huì)3個(gè)層面來評(píng)價(jià)耕地功能，詳見表1。

表1 洋縣耕地多功能評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

2.2 研究方法

2.2.1 指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化

為了消除數(shù)據(jù)之間單位不同導(dǎo)致數(shù)據(jù)相差過大的問題，采用極差標(biāo)準(zhǔn)化方法對(duì)各評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行無量綱化, 使各評(píng)價(jià)指標(biāo)數(shù)據(jù)無量綱化到 [0, 1]。

具體計(jì)算公式:

(1)

(2)

式中，Aij為i鄉(xiāng)鎮(zhèn) (街道) j 指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)值；Xij為 i 鄉(xiāng)鎮(zhèn) (街道) j指標(biāo)原始值；Xmax為i鄉(xiāng)鎮(zhèn)(街道)j 指標(biāo)原始最大值；Xmin為i鄉(xiāng)鎮(zhèn)(街道) j 指標(biāo)原始最小值。

2.2.2 熵權(quán)法

熵可以對(duì)不確定性進(jìn)行度量，采用熵權(quán)法可以獲得信息的有序度差異，進(jìn)而得到信息效用值，用于確定權(quán)重。信息量越大,不確定性就越小,熵也越小;信息量越小,不確定性越大,熵也越大。采用熵權(quán)法確定指標(biāo)權(quán)重，具體計(jì)算公式：

(3)

(4)

式(4)中，1≤j≤m，fj=1-ej。

2.2.3 多目標(biāo)綜合評(píng)價(jià)模型

本文采用多目標(biāo)綜合評(píng)價(jià)模型，對(duì)單一功能和多功能進(jìn)行評(píng)價(jià)，得到不同指標(biāo)分值的同時(shí)對(duì)各分功能得分進(jìn)行計(jì)算，得到耕地功能評(píng)價(jià)結(jié)果，進(jìn)而發(fā)現(xiàn)影響耕地功能的因素和存在的問題。計(jì)算方法如下：

(5)

式中，m代表評(píng)價(jià)指標(biāo)個(gè)數(shù)；ωij代表子系統(tǒng)的相對(duì)權(quán)重；Aij為第j個(gè)指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化后的值。

3 評(píng)價(jià)結(jié)果與分析

3.1 生產(chǎn)功能分析

由圖1可知，戚氏街道辦、洋洲街道辦和謝村鎮(zhèn)耕地生產(chǎn)功能最高，金水鎮(zhèn)和桑溪鎮(zhèn)耕地生產(chǎn)功能最低。根據(jù)生產(chǎn)功能各指標(biāo)，洋洲街道辦是洋縣中心城區(qū)，戚氏街道辦和謝村鎮(zhèn)位于中心城區(qū)西側(cè)，地形平坦，土壤肥沃，耕地質(zhì)量較好，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件優(yōu)越，土地墾殖率、耕地地均產(chǎn)值和復(fù)種指數(shù)較高，使其耕地生產(chǎn)功能優(yōu)于其它鄉(xiāng)鎮(zhèn)。位于洋縣東南部的金水鎮(zhèn)和桑溪鎮(zhèn)耕地分布較為分散，地均產(chǎn)值少，導(dǎo)致生產(chǎn)功能低。

3.2 生態(tài)功能分析

由圖2可知，全縣耕地生態(tài)功能差異不大，且較高和高值區(qū)均位于洋縣中部，單位耕地農(nóng)藥化肥負(fù)荷、農(nóng)膜使用強(qiáng)度較低，農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)多樣性相對(duì)較高，對(duì)耕地產(chǎn)生的污染較小。耕地生態(tài)功能最低區(qū)多位于洋縣東南部，耕地較為分散，為提高糧食產(chǎn)量，化肥農(nóng)藥使用較多，容易產(chǎn)生污染；各類作物種植面積差異較大，未發(fā)揮出農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)多樣性的優(yōu)勢(shì)，致使生態(tài)功能低。

3.3 社會(huì)功能分析

由圖3可知，全縣耕地社會(huì)功能較高和高值區(qū)為戚氏街道辦、紙坊街道辦和洋州街道辦，農(nóng)業(yè)市場(chǎng)環(huán)境良好，農(nóng)業(yè)從業(yè)人員較多，耕地社會(huì)保障性較強(qiáng)。溢水鎮(zhèn)和黃金峽鎮(zhèn)對(duì)耕地的社會(huì)需求度較小，耕地產(chǎn)能不高，農(nóng)民對(duì)其依賴性較小，有些甚至已經(jīng)完全脫離了農(nóng)業(yè)種植，導(dǎo)致其社會(huì)功能低。

3.4 耕地多功能綜合分析

由圖4可知，全縣耕地多功能有著明顯的空間差異，較高和高值區(qū)多分布于中心城區(qū)及其周邊鄉(xiāng)鎮(zhèn)，地理位置優(yōu)越，交通條件便利，地形平坦，市場(chǎng)環(huán)境較好，多數(shù)耕地位于朱鹮保護(hù)區(qū)內(nèi)，生態(tài)環(huán)境保護(hù)性較強(qiáng)，生產(chǎn)、生態(tài)和社會(huì)功能相對(duì)較高，綜合評(píng)價(jià)也相應(yīng)較高。耕地多功能低值區(qū)主要分布于洋縣東南部，屬巴山丘陵地帶，受樹枝狀河流切割、澗嶺縱橫、溝壩相連，耕地較少且呈零散分布，不利于規(guī)模種植，產(chǎn)出率低，農(nóng)民對(duì)其有依賴性不強(qiáng)，耕地多功能相對(duì)最低。

4 結(jié)論

本文通過構(gòu)建耕地多功能評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，對(duì)洋縣18個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn) (街道)耕地多功能進(jìn)行評(píng)價(jià)分析，得出以下結(jié)論。

全縣耕地多功能存在著明顯的差異性。中心城區(qū)及其周邊生產(chǎn)和社會(huì)功能較高，東南部生產(chǎn)、生態(tài)和社會(huì)功能都相對(duì)較低。

耕地的生產(chǎn)和社會(huì)功能主要受耕地面積及其規(guī)模和交通條件的影響，生態(tài)功能主要受農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)多樣性的影響；耕地多功能與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件、種植規(guī)模、種植收入、農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)多樣性等因素緊密相關(guān)。

中心城區(qū)及其周邊生產(chǎn)、生態(tài)和社會(huì)功能都相對(duì)較高，可見洋縣是一個(gè)以農(nóng)業(yè)為主導(dǎo)的區(qū)域，對(duì)耕地依賴性較強(qiáng)，在優(yōu)化農(nóng)業(yè)發(fā)展的同時(shí)，也應(yīng)加強(qiáng)對(duì)二、三產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。