基于形態(tài)-結(jié)構(gòu)-功能多維評價體系的耕地保護分區(qū)研究

劉慧芳 畢如田 郭永龍 王 瑾

(山西農(nóng)業(yè)大學資源環(huán)境學院， 太谷 030801)

0 引言

耕地是保障糧食安全和促進農(nóng)民持續(xù)增收的基礎要素，也是國土空間規(guī)劃的重要對象。2019年10月自然資源部出臺的《市縣國土空間總體規(guī)劃編制指南(征求稿)》中明確提出，“優(yōu)化農(nóng)業(yè)格局，結(jié)合資源稟賦、水土光熱條件、地形地貌、農(nóng)田水利設施條件等，綜合分析本地既有的永久基本農(nóng)田保護區(qū)、糧食生產(chǎn)功能區(qū)和重要農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)保護區(qū)等。因地制宜、合理確定農(nóng)業(yè)生產(chǎn)格局”，“促進耕地集中連片整治，實現(xiàn)數(shù)量不減、質(zhì)量不降、布局穩(wěn)定”，繼續(xù)推動耕地保護，以保障糧食安全和社會經(jīng)濟穩(wěn)定發(fā)展。

近年來，國內(nèi)學者對耕地保護研究主要集中在耕地質(zhì)量評價及提升路徑、耕地保護分區(qū)和耕地多功能利用等方面。在耕地質(zhì)量評價中，國內(nèi)學者較關注對耕地生產(chǎn)、生態(tài)與健康綜合質(zhì)量的保護[1]，采用多要素綜合評價法，選取耕地立地條件、耕作便利度、田塊規(guī)整度或主導限制因素等指標[2-3]對耕地質(zhì)量進行評價；也有學者關注到耕地質(zhì)量評價與空間集聚特征[4]，并提出耕地質(zhì)量提升等具體措施[5]。在分區(qū)方面，國內(nèi)學者根據(jù)評價目標構(gòu)建多維評價指標體系、測算耕地質(zhì)量，并根據(jù)指標變化趨勢對耕地利用區(qū)進行劃分，提出差別化耕地利用保護措施[6-9]。耕地利用分區(qū)類型包括耕地質(zhì)量分區(qū)[10]、耕地多功能分區(qū)[11]、耕地后備資源利用分區(qū)[12]、耕地生態(tài)補償分區(qū)[13]以及多維評價下的耕地利用綜合分區(qū)；評價方法多采用綜合指數(shù)法、熵值法、層次分析法、模糊數(shù)學法及多因素綜合評價等[14]。基于多指標評價結(jié)果，采用聚類分析、空間自相關[15]、矩陣組合及疊加分析[16]等方法確定耕地利用分區(qū)，耕地評價的多元性和豐富性為耕地保護分區(qū)提供了劃分理論依據(jù)。隨著對耕地研究的深入，耕地的多功能性也逐漸得到重視，張利國等[11]采用聚類法和灰色關聯(lián)法對湖北省耕地的多功能性進行評價和分區(qū)；馬仁鋒等[17]將耕地功能分為物質(zhì)產(chǎn)出功能、生態(tài)環(huán)境功能、景觀美學功能和勞動力承載功能，并采用莫蘭指數(shù)對耕地功能的空間格局演變進行分析。

綜上所述，耕地既是重要的生產(chǎn)資料，在物質(zhì)形態(tài)上表現(xiàn)為農(nóng)地田塊，具有規(guī)模和空間特征；又是社會、經(jīng)濟和自然要素的載體，呈現(xiàn)出生產(chǎn)、經(jīng)濟和生態(tài)等功能。耕地保護分區(qū)是國土空間規(guī)劃編制和耕地差別化管理的重要依據(jù)。耕地的復合特征決定了僅從單一維度對其進行評價和分區(qū)無法對其進行全面深入的認識和評價?；诖?，本研究從耕地的形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能3方面構(gòu)建相應指標體系，以行政村為評價單元對晉中市耕地保護分區(qū)進行定量化分析和綜合性描述。

1 研究區(qū)概況與數(shù)據(jù)來源

1.1 研究區(qū)概況

晉中市位于山西省中部，東依太行山，西傍汾河，北與省會太原市毗鄰(圖1)。晉中市轄區(qū)總面積1.64×104km2，行政區(qū)劃分為11個縣(市、區(qū))，118個鄉(xiāng)鎮(zhèn)，2 749個行政村。地處華北平原西側(cè)，地貌類型復雜多樣，山地占65%，高原和丘陵占10%，盆地、臺地、平原占25%。根據(jù)地貌形態(tài)、成因及巖性特征，全市分為4個地貌單元：東部山地屬剝蝕侵蝕地貌；中部盆地屬剝蝕構(gòu)造地貌；西南部和西北部黃土高原與丘陵屬堆積侵蝕地貌；西部由韓候嶺隆起形成的汾河峽谷屬堆積地貌。

2018年晉中市耕地面積3 721.34 km2，占行政區(qū)總面積22.96%。其中旱地2 463.97 km2，占耕地總面積66.21%；水澆地1 257.36 km2，占耕地總面積33.79%；水田為0.009 km2，占比忽略。從空間分布上看，耕地主要分布在西部平川地區(qū)，占晉中市耕地總面積60.12%；而晉中市東部和西南部耕地面積相對較小，占比為39.88%。

1.2 數(shù)據(jù)來源

(1)耕地分布圖來源于2018年晉中市土地利用現(xiàn)狀圖和晉中市地形圖，耕地質(zhì)量數(shù)據(jù)來源于2017年晉中市農(nóng)用地分等定級成果。

(2)基于數(shù)據(jù)可獲性，以縣為單位收集社會經(jīng)濟類數(shù)據(jù)。生產(chǎn)功能和經(jīng)濟功能指標來源于2018年晉中市統(tǒng)計年鑒，生態(tài)功能相關指標來源于第三次晉中市農(nóng)業(yè)普查統(tǒng)計資料。對上述指標體系數(shù)據(jù)進行整理匯總，基于ArcGIS 10.2構(gòu)建晉中市耕地保護分區(qū)基礎數(shù)據(jù)庫。

(3)數(shù)據(jù)預處理：對所有ArcGIS圖進行地圖投影和坐標校正，統(tǒng)一采用1980坐標系；對所有社會經(jīng)濟類數(shù)據(jù)進行單位統(tǒng)一，主要數(shù)據(jù)處理軟件為ArcGIS 10.2和GeoDa 1.6.7。

1.3 研究單元

市域耕地研究的最小研究單元有兩種：空間網(wǎng)格和行政區(qū)劃。根據(jù)本研究目標，一方面耕地利用分區(qū)過程中除了考慮自然屬性外，還需要涉及到眾多社會經(jīng)濟屬性，而且社會經(jīng)濟統(tǒng)計數(shù)據(jù)都是以行政單元劃分，如果采用空間網(wǎng)格劃分，會影響社會經(jīng)濟數(shù)據(jù)與空間網(wǎng)格的疊加精度，也會將大面積集中連片的耕地割裂，形成邊界格網(wǎng)的屬性值突變[18]；另一方面，耕地圖斑合并到行政村后，村級耕地質(zhì)量指數(shù)比鄉(xiāng)級質(zhì)量指數(shù)更接近國家質(zhì)量指數(shù)[19]。因此本文研究單元選擇為行政村。

村級耕地國家自然等質(zhì)量指數(shù)計算公式為

(1)

式中xi——第i個行政村耕地國家自然等指數(shù)平均值

xij——第i個行政村第j個耕地斑塊的國家自然等指數(shù)值

aij——第i個行政村第j個耕地斑塊面積，m2

2 研究思路與研究方法

2.1 研究思路

耕地是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動的基礎要素，耕地資源保護是根據(jù)耕地的自然條件、空間結(jié)構(gòu)和功能載體等特征，采取一定措施對耕地資源進行合理保護利用，促使其達到可持續(xù)利用狀態(tài)。

耕地自然條件包括土壤質(zhì)地、有機質(zhì)含量、可耕作層厚度、田塊形態(tài)等，其中田塊形態(tài)是影響現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率的重要因素之一，主要包括田塊規(guī)模、田塊形狀和田塊連通性等。一般情況下耕地形態(tài)規(guī)整程度越高，農(nóng)業(yè)機械投入程度越高，耕地集約利用程度提升，耕地生產(chǎn)率隨之提高，農(nóng)戶保護耕地的積極性提高[20]。耕地質(zhì)量是耕地保護的核心內(nèi)容，耕地質(zhì)量空間特性的差異也顯示耕地生產(chǎn)能力的區(qū)域差別，為保護分區(qū)提供了有效依據(jù)?？臻g上集中連片的高質(zhì)量耕地具有生產(chǎn)穩(wěn)定、規(guī)模經(jīng)營和耕作便利等特點，是重要的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資源，應優(yōu)先保護；同時耕地作為載體，承載著糧食作物、生產(chǎn)活動、人口產(chǎn)業(yè)和植被生物等要素，具有生產(chǎn)、經(jīng)濟和生態(tài)功能，可用功能指標來反映[21]。隨著耕地多元化利用發(fā)展，多重功能交錯，存在主次強弱，耕地功能非均衡發(fā)展會阻礙生產(chǎn)要素有效流動，降低耕地綜合利用潛力，因此在耕地保護過程中，以促進耕地多功能協(xié)同發(fā)展、提升耕地綜合利用潛力為目標，采取對應措施優(yōu)化耕地功能協(xié)同發(fā)展。

總而言之，耕地開發(fā)、利用和保護是耕地從單一要素擴展到空間整合集聚至復合要素綜合強化的過程。因此，本研究從形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能3方面選取評價指標，利用景觀指數(shù)表現(xiàn)耕地形態(tài)；利用局部Moran’sI指數(shù)分析耕地質(zhì)量空間相關性，以反映耕地結(jié)構(gòu)[22-23]；利用功能綜合指數(shù)法和耦合協(xié)調(diào)度模型分別計算功能指數(shù)和功能協(xié)調(diào)度；最后使用自然段點法分別將形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能劃分為不同類型，并在形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能3個維度基礎上采用三維魔方分類法對耕地進行耦合分區(qū)(圖2)。

2.2 指標構(gòu)建

耕地形態(tài)包括田塊規(guī)模、田塊形狀和田塊連通性等，因為各個行政村田塊面積相差較大，一般山區(qū)小于平原，而且山區(qū)村莊的山地丘陵占比較大，耕地斑塊分布相對分散，為消除一些離散斑塊對計算結(jié)果的影響，研究中選取面積加權(quán)平均斑塊面積、面積加權(quán)平均斑塊分維數(shù)和面積加權(quán)斑塊平均距離3個指標體現(xiàn)耕地的形態(tài)特征；耕地結(jié)構(gòu)主要表現(xiàn)為不同質(zhì)量耕地的空間集聚程度，選取局部Moran’sI指數(shù)反映耕地質(zhì)量空間集聚特征；利用功能主要表現(xiàn)為耕地生產(chǎn)、經(jīng)濟和生態(tài)功能的耦合協(xié)調(diào)性，反映耕地綜合利用潛力，具體如表1所示。其中耕地的生產(chǎn)功能主要表現(xiàn)為糧食生產(chǎn)能力、經(jīng)濟產(chǎn)出能力和資源稟賦程度，經(jīng)濟功能反映耕地生產(chǎn)對地區(qū)社會經(jīng)濟的貢獻度；生態(tài)功能主要表現(xiàn)為耕地在生物多樣性和生態(tài)環(huán)境保護等方面的貢獻。因此，從糧食生產(chǎn)、產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值、資源稟賦、人口就業(yè)、耕地面積和生態(tài)設施6方面，按照生產(chǎn)、經(jīng)濟和生態(tài)3個維度選取9個指標，建立耕地多功能評價指標體系，利用熵權(quán)法[24]確定權(quán)重，采用綜合指數(shù)法計算功能指數(shù)。

表1 耕地保護分區(qū)評價指標Tab.1 Assessing indicators of cultivated land protection zoning

2.3 研究方法

2.3.1形態(tài)特征分析方法

采用鞠洪潤等[25]對斑塊的劃分方法，以行政村為單元，利用Fragstats 4.2計算斑塊類型水平的耕地形態(tài)指數(shù)，利用自然斷點法對其進行劃分，將田塊形態(tài)特征類型分為5類，劃分方式如表2所示。首先根據(jù)EN將土地利用網(wǎng)格劃分為散布型和集聚型；然后在集聚型圖斑基礎上根據(jù)AR和FR分出4種類型。基于劃分標準將耕地形態(tài)特征分為簡單大斑塊型、復雜大斑塊型、簡單小斑塊型、復雜小斑塊型和散布型5種類型。

表2 耕地形態(tài)劃分類型及示意圖Tab.2 Classification and sketch map of cultivated land form

2.3.2空間自相關分析

根據(jù)耕地質(zhì)量分值，計算耕地質(zhì)量單元與周圍單元間空間關聯(lián)程度，以此分析耕地質(zhì)量的空間結(jié)構(gòu)特征。本文采用局部空間自相關(LISA)分析每一局部單元與鄰近單元的相關程度，反映局部空間位置的高值或低值集聚[26]。具體公式為

(2)

其中

(3)

式中n——村莊數(shù)量，為2 749個

xj——第j個行政村耕地國家自然等指數(shù)值

wij——區(qū)域范圍內(nèi)權(quán)重矩陣

Ii——耕地質(zhì)量在局部空間關聯(lián)程度，取值范圍在-1～1之間，Ii>0為正相關，表示耕地自然等分值與鄰近的耕地有類似的高或低分值；Ii<0為負相關，表示耕地自然等分值與鄰近的自然等分值不相同；Ii=0表示空間隨機分布

局部Moran’sI顯著性檢驗指數(shù)公式為

(4)

式中z(Ii)——局部Moran’sI顯著性檢驗指數(shù)

E(Ii)——局部Moran’sI期望值

var(Ii)——局部Moran’sI標準差

若z(Ii)為正且顯著，表示該區(qū)域范圍內(nèi)相似值的高值或低值空間集聚；而z(Ii)為負且顯著，則表示區(qū)域范圍內(nèi)相似值的高值和低值交錯分布形成空間集聚。

權(quán)重采用鄰接關系，根據(jù)空間鄰接性頻率直方圖分析正態(tài)分布特征[17]，Queen原則更加符合正態(tài)分布特征，因此選擇Queen原則確定空間權(quán)重。

(5)

采用Geoda軟件進行局部空間自相關分析，根據(jù)局部Moran’sI和Moran散點圖將耕地分布空間分為HH、HL、LH、LL 4個象限。其中，HH表示高質(zhì)量耕地集聚；HL表示高質(zhì)量耕地被低質(zhì)量耕地包圍；LH表示低質(zhì)量耕地被高質(zhì)量耕地包圍；LL表示低質(zhì)量耕地集聚。

2.3.3綜合指數(shù)法

綜合指數(shù)法主要用于測算耕地的生產(chǎn)、經(jīng)濟和生態(tài)功能指數(shù)。第i個行政村的耕地功能指數(shù)Pi為

(6)

式中Pij——第i個行政村第j項指標標準化值，采用極差標準化

hij——指標權(quán)重，采用熵值法

2.3.4功能協(xié)調(diào)度

利用綜合指數(shù)法計算出功能指數(shù)后，采用曲衍波等[27]提出的“三生”空間協(xié)調(diào)度模型測算耕地功能協(xié)調(diào)度，并借用自然斷裂法將耕地功能劃分為協(xié)調(diào)和不協(xié)調(diào)兩種類型。協(xié)調(diào)度計算公式為

(7)

(8)

T=αE+βF+γU

(9)

α+β+γ=1

式中D——協(xié)調(diào)度C——耦合度

T——耕地多功能綜合發(fā)展度

φ——調(diào)節(jié)系數(shù)

α、β、γ——權(quán)重，考慮到功能之間的作用關系和相對發(fā)展的重要性，α、β、γ設定為1/3

E、F、U——生產(chǎn)、經(jīng)濟和生態(tài)功能評價指數(shù)

2.3.5耕地保護區(qū)劃分

利用三維魔方空間分類法的基本原理[28]，以耕地形態(tài)分類為X軸，空間集聚分類為Y軸，功能協(xié)調(diào)度為Z軸建立耕地保護分區(qū)三維魔方圖，組合不同類型(圖3)。

通過三維魔方圖將X、Y、Z軸不同類型進行組合，得到37種主要組合類型，按照表3規(guī)則進行分區(qū)，將耕地保護區(qū)分為永久農(nóng)田建設區(qū)、土地整治潛力區(qū)、農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整區(qū)和生態(tài)修復退耕區(qū)。表3中X1為簡單大斑

表3 晉中市耕地保護分區(qū)與三維魔方單元對應表Tab.3 Corresponding table of cultivated land protection zoning and three-dimensional cube unit in Jinzhong City

塊，X2為復雜大斑塊，X3為簡單小斑塊，X4為復雜小斑塊，X5為散布型，Y1為HH型，Y2為HL型，Y3為LH型，Y4為LL型，Y5為不顯著，Z1為協(xié)調(diào)，Z2為不協(xié)調(diào)。

3 研究結(jié)果

3.1 耕地形態(tài)分析

根據(jù)耕地形態(tài)指標計算分析(圖4a～4c)，大斑塊耕地面積占耕地總面積32.79%，主要分布在晉中市西部，構(gòu)成自壽陽縣到平遙縣自北向南連線聚集分布模式，因該區(qū)屬于汾河谷地及黃土堆積地貌地區(qū)，地勢寬廣平坦，有利于田塊布局；小斑塊耕地面積占耕地總面積67.21%，主要分布在晉中市南部，屬山地丘陵，相對高度差大于200 m，地勢陡峻，侵蝕嚴重，造成耕地斑塊面積偏小。形狀簡單的耕地面積占耕地總面積44.75%，主要集中在晉中市西部及東北部，土地類型以耕地為主，其他土地類型鑲嵌其中，人工耕作造成田塊形狀簡單；形狀復雜耕地面積占耕地總面積55.25%，主要分布在晉中市中南部和西南部，受山地丘陵地形限制以及與建設用地、林地和草地相互交錯，造成耕地形狀復雜。斑塊連度高的耕地面積占耕地總面積84.54%，主要分布在晉中市西部，屬于黃土堆積地貌和沖積平原地貌，地勢相較寬闊平緩，堆積物覆蓋廣而深，有利于耕地集中分布；斑塊連通性低的耕地面積占耕地總面積15.46%，主要分布在晉中市南部，以高山丘陵地貌為主，地勢陡峭，地形分割顯著，造成耕地分布相對分散。

基于以上數(shù)據(jù)，根據(jù)表2對晉中市耕地形態(tài)特征進行分析(圖4d)：①復雜大斑塊型耕地面積為1 010.13 km2，占耕地總面積27.07%，主要分布在晉中西部，以汾河溝谷地貌為主。②復雜小斑塊型耕地面積為748.76 km2，占耕地總面積20.06%，主要分布在晉中西部，因為多種土地類型相互聚集，景觀多樣性程度較高，造成斑塊形狀復雜。③簡單大斑塊型耕地面積為103.15 km2，占耕地總面積2.77%，主要分布在榆次區(qū)、太谷縣、祁縣和平遙縣，以汾河溝谷地貌為主，地勢寬闊平緩。④簡單小斑塊型耕地面積為1 282.53 km2，占耕地總面積34.65%，主要分布在晉中市西部和西南部，由山區(qū)丘陵地形條件限制造成斑塊面積偏小。⑤散布型耕地面積為576.77 km2，占耕地總面積15.45%，主要分布在晉中市東部，主要由地形地貌的約束以及林地、草地對耕地的阻隔，造成耕地之間通達性較差，不利于規(guī)?；鳂I(yè)。

3.2 局部空間相關性分析

根據(jù)2017年晉中市耕地質(zhì)量評價結(jié)果，晉中市耕地自然等指數(shù)局部空間自相關系數(shù)為0.326，表明耕地質(zhì)量在空間分布上具有弱正相關性。其中集聚類型為HH型和LL型累積面積占比為60.19%，HL型和LH型累積面積占比為6.24%，非顯著類型耕地面積占比為33.57%(表4)，因此正相關類型中的HH型和LL型是耕地空間分布的主導類型。

表4 晉中市耕地局部空間自相關類型Tab.4 Cultivated land types of local spatial autocorrelation in Jinzhong City

從空間分布上看(圖5)，HH型耕地主要分布在晉中西部沖積平原地區(qū)，在榆次有零星分布，與自然等高分值耕地空間分布格局一致；區(qū)內(nèi)為高質(zhì)量耕地集聚區(qū)，地勢平緩，水源充足，農(nóng)業(yè)基礎設施完善，是優(yōu)質(zhì)的農(nóng)耕區(qū)。LL型耕地主要分布在晉中市東部山地丘陵區(qū)，由于地形切割劇烈，造成耕地破碎化程度高，且分布相對零散，又缺少充足的農(nóng)業(yè)灌溉水源，同時受水力侵蝕和重力侵蝕混合作用，水土流失較嚴重，造成耕地質(zhì)量偏低。HL和LH型面積占比較低，在各地區(qū)都有零星分布，一般LH型耕地被HH型耕地包圍，集中連片度高。

3.3 功能協(xié)調(diào)度

根據(jù)各功能分值計算結(jié)果(圖6a～6c)，生產(chǎn)功能較高的地區(qū)包括壽陽縣、太谷縣和祁縣，耕地單產(chǎn)均在8 400 kg/hm2以上，耕地質(zhì)量高且集約度高；生產(chǎn)功能較弱的耕地由于資源稟賦較差，造成農(nóng)戶利用積極性不高，生產(chǎn)投入不足，表現(xiàn)為耕地復種指數(shù)低，撂荒面積增加，耕地利用效率低。經(jīng)濟功能較高的耕地集中在晉中市西部的農(nóng)業(yè)主產(chǎn)區(qū)，該區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)規(guī)模化程度高且農(nóng)業(yè)從業(yè)人口比例為38%～49%，對耕地的經(jīng)濟貢獻能力依賴程度較高；耕地經(jīng)濟功能偏低的介休市和靈石縣，是以二、三產(chǎn)業(yè)為主的經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)，農(nóng)業(yè)從業(yè)人口偏低，耕地的社會經(jīng)濟保障作用弱化。耕地生態(tài)功能較高的地區(qū)中，榆次區(qū)、靈石縣、介休市由于二、三產(chǎn)業(yè)發(fā)達，對農(nóng)業(yè)經(jīng)濟的依賴性較低，耕地偏向于承擔文化傳承、生態(tài)景觀、休閑旅游等功能；而祁縣、平遙縣、昔陽縣和榆社縣由于耕地破碎化程度高，導致耕地利用粗放，機械、農(nóng)藥和化肥投入偏少，從而耕地的生態(tài)功能得到保障；生態(tài)功能較低的地區(qū)則是由于地膜和化肥施用量偏高，干擾了耕地生態(tài)質(zhì)量。

基于上述綜合分析(圖6d)，耕地功能協(xié)調(diào)的區(qū)域中壽陽縣、太谷縣、祁縣的經(jīng)濟和生產(chǎn)功能水平較高，二者互相促進，提高耕地多功能協(xié)調(diào)性，耕地綜合性利用發(fā)展?jié)摿^大；而其他地區(qū)經(jīng)濟能力和生產(chǎn)能力水平偏低，兩者的相互促進作用不明顯，屬于低水平協(xié)調(diào)。功能不協(xié)調(diào)的區(qū)域中介休市、靈石縣的耕地生態(tài)功能高于經(jīng)濟和生產(chǎn)功能，而和順縣和左權(quán)縣的耕地經(jīng)濟功能高于生產(chǎn)和生態(tài)功能，耕地的多功能性得不到充分利用，綜合開發(fā)利用潛力較弱。

3.4 耕地保護分區(qū)與利用措施

綜合考慮耕地的形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能，根據(jù)表3類型組合，將晉中市耕地保護區(qū)劃分為永久農(nóng)田建設區(qū)、土地整治潛力區(qū)、農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整區(qū)和生態(tài)修復退耕區(qū)。其中永久農(nóng)田建設區(qū)和農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整區(qū)為主要類型，分別占耕地總面積48.79%和28.61%(表5，圖7)。

表5 晉中市耕地保護分區(qū)面積及百分比Tab.5 Protection zoning of cultivated land in Jinzhong City

(1)永久農(nóng)田建設區(qū)

主要分布在晉中市西部，以汾河溝谷和黃土堆積地貌為主，地勢相對平坦，土壤肥沃，緊鄰汾河支流，灌溉設施配套完備；由于耕地和建設用地、林草地相互交叉，耕地形態(tài)以復雜大斑塊和復雜小斑塊為主，簡單大斑塊和簡單小斑塊分布其中，但田塊集中連片度較高；耕地質(zhì)量空間集聚以HH和HL為主，具有明顯的“高地”聚集特征；功能耦合協(xié)調(diào)度較高，尤其是生產(chǎn)功能高于經(jīng)濟和生態(tài)功能。該區(qū)應利用自然稟賦優(yōu)勢，在維持當前耕地高質(zhì)量水平下，加大農(nóng)業(yè)生產(chǎn)基礎設施投入，提高田塊通達度、灌溉便利度以及耕地培肥力度，注重耕地綠色生產(chǎn)，降低農(nóng)藥化肥施用量，凈化農(nóng)業(yè)環(huán)境；積極建設護田林帶，美化耕地景觀，提升耕地生態(tài)服務功能；禁止非農(nóng)占用耕地。努力將永久農(nóng)田建設與現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)經(jīng)營相結(jié)合，建設規(guī)?；C械化、集約化和信息化的農(nóng)業(yè)示范園區(qū)，在保護耕地質(zhì)量的同時，增強耕地生態(tài)功能，提升耕地經(jīng)濟功能，實現(xiàn)耕地高效可持續(xù)利用。

(2)土地整治潛力區(qū)

主要分布在晉中市東部及西北部，該區(qū)地貌以剝蝕侵蝕地貌和堆積侵蝕地貌為主，相對高差較大，坡麓覆蓋較厚的黃土、紅土，可耕作層厚度平均值大于30 cm，但流水侵蝕與剝蝕作用發(fā)達，造成耕地破碎化程度較高，支谷中滑坡、崩塌現(xiàn)象存在，因此耕地形態(tài)以簡單小斑塊為主，復雜小斑塊和散布型為輔；耕地質(zhì)量空間集聚以LH和LL型為主，經(jīng)濟功能和生態(tài)功能高于生產(chǎn)功能。該區(qū)在保護高質(zhì)量耕地的同時，依據(jù)耕地自然立地條件和功能短板，對耕地低質(zhì)量區(qū)域進行土地綜合整治，并針對耕地細碎化問題，積極利用工程、生物措施，對田塊合并調(diào)形和土壤改良；完善農(nóng)業(yè)基礎設施，凈化農(nóng)田生態(tài)環(huán)境，提高農(nóng)田抗風險能力，提升耕地作物產(chǎn)量，增強耕地生產(chǎn)功能，可劃入永久基本農(nóng)田后備區(qū)。

(3)農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整區(qū)

主要分布在昔陽縣、靈石縣、榆次區(qū)北部、平遙縣南部、介休市南部等地區(qū)，該區(qū)地貌以剝蝕侵蝕地貌和堆積侵蝕地貌為主，受地形限制耕地形態(tài)以簡單小斑塊為主，復雜小斑塊零星分布其間，且耕地質(zhì)量空間集聚特征不明顯，生態(tài)功能高于生產(chǎn)和經(jīng)濟功能。該區(qū)域耕地集中連片度較差，很難形成規(guī)模化現(xiàn)代農(nóng)業(yè)經(jīng)營，對于低質(zhì)量耕地實行輪耕和休耕制度，降低耕地利用強度，保護農(nóng)田生態(tài)環(huán)境，促進綠色農(nóng)業(yè)發(fā)展；對于高質(zhì)量耕地可調(diào)整優(yōu)化種植結(jié)構(gòu)，增加特色農(nóng)產(chǎn)品種植生產(chǎn)，建立品牌特色農(nóng)業(yè)，滿足多元化市場需求，提升農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)功能和經(jīng)濟功能；利用當?shù)厣鷳B(tài)資源，將休閑農(nóng)業(yè)、農(nóng)耕文化、科研學習等產(chǎn)業(yè)融入當?shù)剞r(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，全面提升農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的質(zhì)量效率和功能價值。

(4)生態(tài)修復退耕區(qū)

主要分布在榆社縣和靈石縣，零星分布在昔陽縣、和順縣和左權(quán)縣等地區(qū)。該區(qū)以侵蝕構(gòu)造地貌為主，山頂和緩，山脊以尖山脊居多，山坡陡峻，因此耕地形態(tài)以散布型為主，耕地之間連通性較差；耕地質(zhì)量空間集聚以LL型和隨機分布為主，且生態(tài)功能高于經(jīng)濟和生產(chǎn)功能。此區(qū)內(nèi)耕地的糧食和經(jīng)濟產(chǎn)出相對較差，受田塊規(guī)模、地形條件、耕作便利度、農(nóng)業(yè)基礎設施和區(qū)位條件等因素影響，耕地質(zhì)量偏低。此區(qū)域根據(jù)耕地空間分布及地形條件，進行綜合改造，因地制宜實施生態(tài)退耕，加強水土流失治理和植被種植，擴大生態(tài)保護面積，實施生態(tài)優(yōu)先戰(zhàn)略。

4 結(jié)論

(1)耕地是自然-經(jīng)濟-生態(tài)的復合系統(tǒng)，具有田塊形態(tài)、集聚特征和利用功能的綜合表征。本文從形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能等多維度進行分析，對多要素進行綜合考量，并采取有針對性的耕地保護措施，建立多維度指標體系，為耕地保護分區(qū)提供依據(jù)。

(2)根據(jù)評價指標分析，晉中市耕地以簡單小斑塊和復雜大斑塊為主，共占耕地總面積的61.72%；耕地形態(tài)受地形地貌影響，集聚型斑塊主要分布在汾河溝谷和黃土堆積地貌區(qū)域，散布型耕地斑塊分布在山區(qū)丘陵地帶；耕地質(zhì)量在空間上呈現(xiàn)弱的正相關性；耕地功能協(xié)調(diào)區(qū)域主要分布在晉中市西部，表明該區(qū)域耕地綜合利用潛力較大。

(3)耕地保護區(qū)分為4種類型：永久農(nóng)田建設區(qū)是晉中市主要分區(qū)類型，以集聚型斑塊為主，空間集聚以HH和HL型為主，分布在晉中西部，占耕地總面積48.79%，該區(qū)需促進生產(chǎn)與生態(tài)協(xié)同發(fā)展，加強耕地質(zhì)量的健康管控；土地整治潛力區(qū)占耕地總面積14.72%，分布在剝蝕侵蝕地貌和堆積侵蝕地貌區(qū)，耕地形態(tài)多樣、以LL型和LH型空間集聚為主，該區(qū)通過土地綜合整治可提升耕地生產(chǎn)水平，促進生產(chǎn)與經(jīng)濟和生態(tài)功能的平衡發(fā)展；農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整區(qū)占耕地總面積28.61%，分布在剝蝕侵蝕地貌和堆積侵蝕地貌區(qū)，以簡單小斑塊為主，耕地空間集聚不顯著，生態(tài)功能較高，該區(qū)應以品牌特色農(nóng)業(yè)建設為主，結(jié)合休閑旅游促進耕地的可持續(xù)利用；生態(tài)修復退耕區(qū)分布在侵蝕構(gòu)造地貌地區(qū)，田塊散布，空間集聚以LL型和隨機分布為主，耕地的生態(tài)功能較高，在當今耕地保護轉(zhuǎn)型背景下，有序推進該區(qū)休耕退耕對于耕地永續(xù)利用具有重要意義。