基于集對分析的城市周邊永久基本農田保護紅線劃定決策研究

范 青

（中國建筑材料工業地質勘查中心陜西總隊，陜西 西安 710003）

探索客觀、科學的城市周邊永久基本農田保護紅線劃定決策方法，對于切實保護優質耕地及促進區域社會經濟可持續發展具有重要戰略意義。該文從評價性指標與約束性指標兩方面構建指標體系，采用集對分析方法，以陜西省安康市漢濱區為例開展城市周邊永久基本農田保護紅線劃定決策研究。根據安康市漢濱區《永久基本農田劃定方案》，為保障糧食安全底線，漢濱區優先將建設的高標準永久基本農田、農田水利標準化項目、主要糧食生產區、土地開發整理項目等建成的優質耕地，以及城市（鎮）周邊、河道、道路沿線的優質耕地優先劃為永久基本農田。漢濱區劃定的永久基本農田，主要分布在月河兩岸及縣城南部，其中城市周邊現有永久基本農田主要分布在縣城的西部和南部山區的淺山丘陵地區。

1 研究方法

本研究以保護優質耕地為前提，以“保持耕地資源的連片性，保證耕地資源生態系統形態、結構及功能的完整性，增強農業配套設施的高效性”作為城市周邊基本農田劃定方向，同時綜合考慮生態敏感區、生態功能供給重點區等生態安全底線。

1.1 決策指標體系構建

根據《基本農田劃定技術規程》、永久基本農田劃定工作要求、農地分等及更新成果，參考已有關于基本農田空間布局、永久基本農田劃定以及高標準基本農田建設等相關研究[1-3]，綜合考慮指標的可獲取性與代表性和評價結果的可比性等原則，本研究從自然地理條件、土壤質量條件、農業基礎設施條件以及耕地形態四方面選取12 項評價性指標，同時選取國家森林公園、飲用水水源保護區邊界作為約束性指標，建立城市周邊永久基本農田保護紅線劃定決策指標體系。

已有研究關于道路通達度、斑塊規整度以及斑塊連片程度的計算方法不一致，本文按照以下方法計算：

1.構建道路通達度計算公式如式（1）所示：

2.斑塊連片程度是一個相對概念，本研究運用ArcGIS10.3 軟件的Dissolve 工具，將研究區耕地矢量數據進行融合，然后運用Explode Multi-PartFeature 工具將不連片的耕地斑塊分離，分離后的耕地斑塊面積越大則認為其連片程度越高，同一斑塊上所有的柵格連片程度相等。

3.借鑒景觀生態學中的分維數FRAC（式（2））計算耕地斑塊的規整度，其理論范圍在1.0～2.0 之間，指數越小，表示斑塊形狀越規則，同一斑塊的柵格規整度相等。式中：Ci 是第i 個耕地柵格的道路通達度值；A1、A2、A3、A4、A5 分別為縣鄉道、省道、國道、高速公路和鐵路的空間影響權重，通過層次分析法（AHP）計算結果分別為0.51、0.264、0.13、0.063、0.033；M1、M2、M3、M4、M5 分別為縣鄉道、省道、國道、高速公路和鐵路的空間影響衰減系數；d1i、d2i、d3i、d4i、d5i 分別為第i 個柵格到縣鄉道、省道、國道、高速公路和鐵路的空間距離（m）；D1、D2、D3、D4、D5分別為縣鄉道、省道、國道、高速公路和鐵路的影響半徑（m）式中：p 為斑塊周長（m）；a 為斑塊面積（m2）。

1.2 集對分析方法

集對分析將具有某種聯系的兩個集合看成一個集對，按照集對的特性，建立同一、差異、對立的聯系度對具體問題展開分析。

計算公式為：

式中：μ 為集對間聯系度；a、b、c 分別表示集對的同一度、差異度和對立度；i、j 分別表示差異度系數和對立度系數，j 取值恒定為1。

本文根據集對分析原理開展城市周邊永久基本農田劃定決策分析。（1）設定M={Mk}為耕地柵格集合（k=1，2，…，m），N={Nr}為決策指標集合（r=1，2，…，n）；設定決策矩陣為E={Xkr}（Xkr 為第k個柵格關于指標r的屬性值）。（2）定義城市周邊永久基本農田劃定決策指標屬性值的最優集為U={ur}，最劣集為V={vr}，決策指標權重集合為W={wr}，本研究認為各決策指標對永久基本農田保護紅線劃定都非常重要，即各指標等權，w1=w2=…=wr=1/r。（3）利用式（4）-式（6）計算第k 個柵格的同一度ak 和對立度ck。（4）根據ak 和ck 利用式（7）計算第k 個柵格的相對貼合度Rk，Rk 值越大，表明該柵格越應優先劃入城市周邊永久基本農田進行保護。

當決策指標Nr 為正向指標時：

2 結果與建議

2.1 指標貼合度測算結果

根據漢濱區城市周邊永久基本農田劃定決策的評價性指標與約束性指標，測算各指標柵格貼合度，采用集對分析法得到漢濱區各耕地柵格與基本農田理論最優方案的貼合度結果直方圖。漢濱區耕地柵格的基本農田劃定決策與理論最優方案貼合度最大值為0.834，最小值為0.403，平均值為0.651，貼合度整體水平較高，可見城市周邊耕地資源自然地理條件、土壤質量條件、農業基礎設施條件及耕地形態都較為優越，在經濟迅速發展和城市快速擴張的背景下，應優先考慮將城市周邊貼近理想基本農田的優質耕地資源作為永久基本農田加以保護，既保護優質耕地資源，又能保持景觀連續性、維持生態系統結構與功能。

2.2 提高永久基本農田保護紅線劃定成果的建議

永久基本農田的劃定要科學的結合國民經濟和社會經濟發展規劃、空間規劃、土地利用總體規劃、城鄉建設規劃、農業發展規劃、生態環境建設規劃、基本農田專項規劃等規劃成果，在各類規劃協調統一的基礎上劃定永久基本農田紅線范圍，使其能得以長久保護[4]；加強改造中地產田土，整治閑置和廢棄土地，加大基礎設施投入力度，提高耕地綜合生產能力；加強質量檢測，在充分分析耕地質量影響因素的基礎上，篩選出在一定時間內存在變化且對耕地質量及其產能具有重要影響的自然因素和社會經濟因素作為檢測指標，掌握其現狀及變化趨勢[5]；對經過土地整理項目的耕地優先劃入永久基本農田；嚴格按照國家相關政策要求，除重大建設項目或其他國家允許占用永久基本農田之外，其他項目不得占用永久基本農田，占用永久基本農田的要按照補劃要求進行補劃[6]。

3 結語

高標準基本農田建設形成了大量集中連片、設施配套、高產穩產、生態良好、抗災能力強、與現代農業生產和經營方式相適應的基本農田，而永久基本農田保護紅線劃定，尤其是在目前“多規合一”的大背景下，對耕地保護工作提出了更高的要求。關于如何科學、合理地開展永久基本農田保護紅線劃定決策的研究逐漸顯現，通過收集農用地分等數據、土地質量地球化學調查成果等數據，從農田綜合生產力、耕地質量、景觀生態安全以及耕地保護與城市擴張關系等方面開展研究，采用四象限法、LESA 方法、TOPSIS 等方法探討永久基本農田劃定，對豐富永久基本農田劃定研究體系、提高永久基本農田保護紅線劃定決策的科學性和準確性具有重要指導意義。集對分析法能夠針對確定性與不確定性問題進行定量分析，解決多目標決策等問題，已應用于產業競爭力、生態文化健康評價等領域，在基本農田保護方面，集對分析方法在高標準基本農田建設項目選址合理性評價中也得到了應用。