基于耕地質量評價的縣域基本農田分區(qū)研究

侯淑濤，王語檬，張 琪，陳建龍，邸延順

（1.東北農業(yè)大學資源與環(huán)境學院，哈爾濱 150030；2.黑龍江省國土資源勘測規(guī)劃院，哈爾濱 150090）

科學合理地劃定基本農田是大規(guī)模建設旱澇保收高標準基本農田的前提與基礎，目前研究者關于耕地質量評價和建設研究多集中在農用地分等成果基礎上[1-2]，從耕地自然質量條件、社會經濟條件等方面構建評價體系，采用LESA方法、屬性層次模型、綜合評價、聚類分析、GIS技術等進行耕地質量的綜合評價，劃定基本農田保護區(qū)[3-5]。但基于基本農田綜合質量及其限制因素的分區(qū)研究鮮見。本文綜合考慮土地自然屬性及人類對土地改造利用程度，從耕地自然質量、基礎設施建設以及空間規(guī)模形態(tài)三方面構建耕地質量綜合評價指標體系，以圖斑為單元，對耕地質量進行綜合評分，考慮影響基本農田質量的限制因素劃定不同類型區(qū)基本農田，為基本農田劃定、高標準基本農田建設基準、基本農田空間布局與優(yōu)化提供依據。

1 研究區(qū)概況與數據來源

1.1 研究區(qū)概況

綏化市北林區(qū)位于黑龍江省中部，松嫩平原北部，地理坐標 46°19′～47°09′N、126°25′～127°27′E，地處小興安嶺余脈與松嫩平原銜接地帶，東北部為丘陵地帶，西南部為平原，地形呈東高西低、北高南低，自東北向西南傾斜，海拔高程在135～150 m之間；地貌為低緩丘陵、漫川、漫崗、高平原、低洼河漫灘平原五種類型。土壤以黑土為主，土層較厚，耕地肥力較好。全區(qū)轄20個鄉(xiāng)鎮(zhèn)141個行政村，截止到2012年底，總人口87萬人；土地總面積27.43萬hm2，耕地面積21.61萬hm2，占總面積的78.78%，其中平耕地、坡耕地分別為93.94%、16.06%。北林區(qū)農業(yè)資源豐富，農業(yè)經濟發(fā)展比較優(yōu)勢明顯，是黑龍江省實施千億斤糧食產能工程高產農田、節(jié)水增糧灌溉重點工程以及黑龍江省及全國高標準基本農田建設示范區(qū)。

1.2 數據來源

本文所用數據包括北林區(qū)2009年1∶1萬土地利用現狀數據、1∶10萬土壤數據、1∶5萬DEM數據、《北林區(qū)統(tǒng)計年鑒2010》、《綏化市土地利用總體規(guī)劃（2006～2020年）》。

2 耕地質量綜合評價

2.1 耕地綜合質量評價指標體系

耕地質量是受土壤、氣候、地形地貌、降水等長期作用形成的自然特征，包括人類活動對耕地的不斷利用和改造形成的效果[6]。參考北林區(qū)農用地分等成果，考慮影響耕地質量的自然因素主要有黑土層厚度、有機質含量、土壤質地、土壤pH值、坡度等耕地的本底質量；而人類對耕地的利用改造主要有農田防護措施、田間道路設施、灌排設施等方面[7-9]。本文以地塊為評價單元，從土壤質量、基礎設施建設及空間形態(tài)與規(guī)?；?個層面構建耕地質量綜合評價指標體系見表1。

表1 北林區(qū)耕地綜合質量評價指標體系、量化標準及權重Table 1 Comprehensive evaluation indicator system and quantification standards of cultivated land quality and the weight in Beilin district

2.2 評價指標量化及計算

鑒于各指標性質、對耕地質量作用方式及影響程度不同，本研究采用[0，100]閉合區(qū)間實現指標屬性分值到耕地綜合質量評價指標分值的轉換（見表1），采用層次分析法與專家打分法相結合確定指標權重，運用綜合指數模型計算耕地自然質量、基礎設施建設、空間形態(tài)及規(guī)模和綜合質量分值。計算方法如下：

式中，P為耕地圖斑質量評價因素分值；t為評價指標編號；n為評價指標個數；bt為第t個單項指標量化值：wt為第t個單項指標權重。

2.2.1 耕地自然質量評價

耕地自然質量是土層厚度、有機質含量、土壤質地及地形坡度等多因素影響下綜合作用的結果，是農業(yè)生產能力的基礎及決定性因素，本文選取黑土層厚度等5個指標13種類型來反映耕地本底質量。

2.2.2 耕地基礎設施建設水平評價

耕地基礎設施建設主要反映耕地資源利用的合理性及便利性。本文選擇農田防護林比率、田間道路通達度及灌排條件3因素反映耕地基礎設施建設水平。

其中農田防護林比率（%）=防護林面積/防護耕地面積×100%，田間道路通達度=道路通達田塊數/總田塊數，灌排條件=溝渠面積/溝渠所在耕地面積。考慮數據科學性及可獲取性，本文以行政村為單元計量此類指標。

2.2.3 耕地空間形態(tài)與規(guī)模評價

耕地空間形態(tài)與規(guī)模不僅有利于提高耕地產能，也可有效規(guī)避城市擴張及生態(tài)系統(tǒng)退化導致的農田景觀破碎及農田生態(tài)系統(tǒng)擾動。規(guī)則的田塊形狀和較大的農田規(guī)模有利于機械化作業(yè)，提高耕地生產經營的集約化水平，本文選取田塊形狀和大小兩個指標對其進行量化分析。

田塊形狀用景觀生態(tài)指數表達式（2）。

其中，P-田塊周長，A-田塊面積。

農田規(guī)模采用耕地圖斑面積表達，并參照基本農田建設確定不同經營規(guī)模水平分值。

2.2.4 耕地綜合質量評價

耕地綜合質量是土壤質量、基礎設施建設及空間形態(tài)與規(guī)模水平三者綜合作用的體現。依據上述評價指標體系，利用公式（1）計算圖斑綜合質量分值。

3 結果與分析

3.1 耕地質量分區(qū)結果

經綜合指數模型計算得到北林區(qū)耕地自然質量分值在69.22與100之間，基礎設施建設分值在40與100之間，空間形態(tài)與規(guī)模分值在53.33與100之間，耕地綜合質量分值在66.94與94.86之間。依據最大相似原理，利用空間分析軟件ARCGIS 9.3采用自然斷點法與限制因素相結合實現耕地質量聚類分析與標準化分級，將耕地劃分為優(yōu)先劃定型、適宜調入型、重點建設型和退出型耕地區(qū)四種類型區(qū)，各類型耕地面積分別為及比例見表2，按行政區(qū)劃的不同類型耕地面積及地塊統(tǒng)計見表3。其中優(yōu)先劃定型和適宜調入型所占比重較大，二者占全區(qū)耕地總面積的59.28%，表明全區(qū)耕地綜合質量整體較優(yōu)，耕地規(guī)模大，農田基礎設施較好，集中連片性高，主要分布在南部、東部及北部部分地區(qū)。重點建設型和退出型耕地面積比例依次減少，空間上呈零星、散亂態(tài)勢，大部分分布在西部邊緣及北部地區(qū)。耕地自然質量、基礎設施、空間形態(tài)與規(guī)模因素及綜合質量分區(qū)結果如圖1所示。

表2 北林區(qū)耕地綜合質量評價結果及類型劃分Table 2 Comprehensive evaluation result and type classification of cultivated land quality in Beilin district

表3 各鄉(xiāng)鎮(zhèn)不同類型區(qū)耕地面積和地塊統(tǒng)計Table 3 Different types of cultivated land area and plot in different towns

圖1 北林區(qū)各因素評價及綜合質量評價結果Fig.1 Each of factors evaluation and comprehensive quality evaluation results in Beilin district

3.2 不同類型區(qū)耕地建設方向

3.2.1 優(yōu)先劃定型耕地區(qū)

該類型區(qū)耕地自然質量、基礎設施建設、空間形態(tài)及規(guī)模方面三者的綜合質量最優(yōu)，是未來耕地保護的核心區(qū)域，是耕地入選基本農田的首選對象，可作為高標準基本農田建設的直接備選方案。該類型區(qū)耕地面積69971.87 hm2，占耕地總面積的32.38%，在四種類型中所占比重最大；耕地地塊數為2417，占耕地總地塊數的11.29%，所占地塊比重最小，可見該類型區(qū)田塊面積大，集中連片程度高。該類耕地主要分布在南部地區(qū)，以西長發(fā)鎮(zhèn)、永安鎮(zhèn)、寶山鎮(zhèn)和綏勝鎮(zhèn)居多，分別占該類型耕地總面積的11.52%、8.91%、7.93%、7.21%，地塊數占該類耕地總地塊數分別為10.14%、8.44%、7.49%、6.37%。優(yōu)先劃定型耕地全部為平耕地，該地區(qū)地勢平坦、土質肥沃、農業(yè)基礎設施建設較完善、田塊規(guī)整度和連片性高，無任何限制性因素，有利于開展規(guī)?；F代化的農業(yè)集中生產經營，可作為高標準基本農田建設的重點區(qū)域。

3.2.2 適宜調入型耕地區(qū)

與優(yōu)先劃定型耕地相比，適宜調入型耕地區(qū)在土壤質量、基礎設施建設、空間形態(tài)及規(guī)模上略低，但因無影響較大的限制因素，作為劃定基本農田對象，部分經稍加改造可作為較高水平基本農田。該類型區(qū)面積58091.13 hm2，占耕地總面積的26.88%，主要分布在西北部、北部部分地區(qū)，其分布相對分散，在各鄉(xiāng)鎮(zhèn)中所占比例相對均勻，連崗鄉(xiāng)、四方臺鎮(zhèn)、太平川鎮(zhèn)分布比例稍大，面積比例分別為7.19%、7.11%、6.83%；該類型區(qū)地塊數為3505，占耕地總地塊數的16.37%，其中連崗鄉(xiāng)地塊所占比例最大，為8.96%，其次是太平川鎮(zhèn)和新華鄉(xiāng)，分別為8.79%和6.59%。與優(yōu)先劃定型耕地相比，適宜調入型耕地區(qū)面積有所減少而地塊數有所增加，說明該類型區(qū)耕地規(guī)整度和連片性次之，建設用地的楔入對其有影響?？傮w而言，該區(qū)耕地質量較好，受限因素較少，通過一定程度上的基礎設施建設和權屬調整擴大耕地規(guī)模，對其稍加改造，可作為基本農田優(yōu)先建設區(qū)域。

3.2.3 重點建設型耕地區(qū)

重點建設型耕地特征在土壤質量、利用條件、空間形態(tài)等方面對耕地綜合質量具有一定程度的障礙作用，需通過對各限制類型判別后，采取差別化土地整治模式與農田經營管理調控手段，才能實現耕地綜合質量提升和可持續(xù)生產利用，進而納入基本農田劃定范疇中。該類型區(qū)面積57749.87 hm2，占耕地總面積的26.72%；地塊數為11356，占總地塊數的53.03%，主要分布在流經北林區(qū)的呼蘭河、努敏河區(qū)域以及緩坡漫崗地帶。該類型區(qū)面積與適宜調入型耕地面積相近，但地塊數明顯高于后者，反映出其地塊細碎化程度大。重點建設型區(qū)耕地綜合質量不高且限制影響因素多，故需要判別分析不同因素對該類型基本農田建設的影響，采取針對性措施，并考慮改造的難易程度確定今后土地整治的方向、目標和時序。對于綜合質量偏低、地形限制因素較弱的地區(qū)，可優(yōu)先考慮開展培肥地力、植樹造林、田間生產道路建設、耕地空間布局優(yōu)化、興修水利設施等措施，提高耕地綜合生產能力；對于坡耕地，宜采取水土流失治理工程改善農田生產的生態(tài)環(huán)境?？傮w而言，該類型區(qū)耕地是決定入選基本農田的關鍵所在，由于改造有一定難度，土地整治過程中須協(xié)調耕地質量提升與土地生態(tài)建設之間的關系。

3.2.4 退出型耕地區(qū)

因受自然質量、基礎設施建設、空間形態(tài)及規(guī)模等影響，耕地綜合質量較差且限制因素顯著，因此該類型耕地不適宜劃入基本農田。全區(qū)該類型耕地面積為30289.58 hm2，占總面積14.02%，張維鎮(zhèn)和西長發(fā)鎮(zhèn)該類耕地面積所占比重較大，分別為17.91%和11.70%，空間分布主要在北林區(qū)邊緣地帶。該類型區(qū)坡地居多，地形因素是耕地綜合質量降低主要因素之一，區(qū)位條件和耕作便利度間接影響其綜合質量?？傮w來說，該類型區(qū)土地綜合整治難度大，不利于大型機械作業(yè)與規(guī)?；洜I，難以滿足基本農田建設要求，宜以退耕還林還草增強土地生態(tài)功能，保障區(qū)域耕地可持續(xù)利用。

4 討論與結論

①評價指標體系構建結合基本農田分區(qū)建設目標，綜合考慮耕地土壤自然肥力和耕地利用水平，運用綜合指數模型及GIS技術評價耕地質量[10]，分析其影響耕地質量的限制因子，將耕地劃分為優(yōu)先劃定、適宜調入、重點建設和退出型耕地區(qū)，從而提高評價結果的科學性和應用的可操作性。

②耕地綜合質量評價是基本農田建設時序安排和優(yōu)化布局前提[11]。優(yōu)先劃定型耕地綜合質量最優(yōu)，無任何限制性因素，是高標準基本農田建設重點對象，適宜調入型耕地質量次之，但無明顯限制因素，也可作為基本農田近期建設的優(yōu)先區(qū)域；重點建設型耕地農田基礎設施較差，田塊細碎化嚴重，應根據改造的難易程度，制定中、遠期土地綜合整治規(guī)劃建設目標；退出型耕地受各方面限制因素作用顯著，不宜劃入基本農田，該類型區(qū)耕地應通過農田生態(tài)系統(tǒng)保護與建設來保障北林區(qū)黑土區(qū)經濟、生態(tài)和耕地資源可持續(xù)發(fā)展[12-13]。分區(qū)結果可為北林區(qū)國家級高標準基本農田示范縣建設提供直接成果，為高標準基本農田的建設布局提供借鑒。

③科學劃定基本農田除了依據耕地綜合質量外，尚需考慮經濟社會發(fā)展、行政導向等因素對基本農田穩(wěn)定性的擾動作用及影響[14-15]。本文依據地塊綜合質量分值與限制因素，確定優(yōu)先劃定型及適宜調入型耕地劃入基本農田，對于城鎮(zhèn)周邊及工程建設地區(qū)高分值耕地地塊現實可操作性差，因而實際操作中需結合地區(qū)土地利用總體規(guī)劃等相關規(guī)劃，劃分出科學合理的基本農田保護區(qū)及高標準農田建設區(qū)。

高標準基本基本農田建設不僅需要考慮耕地的自然質量，還需考慮經濟社會條件、行政導向、農業(yè)資金投入、農田生產管理等對耕地產能的提高作用等，這些因素間又相互影響、相互交叉，有時甚至相互沖突，因此必須經過綜合分析、評價和判斷才能做出科學合理的分區(qū)[16-18]。如何將上述諸類因素納入高標準基本農田建設評價指標體系并合理地確定其權重，有待進一步深入研究。

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