基于潛在土地利用沖突識別的主城區(qū)周邊耕地保護

錢鳳魁，王賀興，項子璇

基于潛在土地利用沖突識別的主城區(qū)周邊耕地保護

錢鳳魁，王賀興，項子璇

（1. 沈陽農(nóng)業(yè)大學土地與環(huán)境學院，沈陽 110161； 2. 耕地立體保護與監(jiān)測重點實驗室，沈陽 110161；3. 土肥高效利用國家工程研究中心，沈陽 110161）

科學的潛在土地利用沖突識別能夠判別和協(xié)調(diào)沖突用地類型，也是有效解決當前日益嚴峻的土地利用沖突的基礎。該研究以鞍山主城區(qū)為研究對象，基于耕作和建設適宜性評價系統(tǒng)開展耕地適宜性評價，通過ArcGIS軟件以及耦合協(xié)調(diào)度模型進行沖突分區(qū)識別，進而根據(jù)沖突類型提出耕地差別化利用建議。研究結(jié)果表明：鞍山主城區(qū)周邊耕地可劃分為9類區(qū)域，包括3類潛在土地利用沖突區(qū)，占總面積的22.20%；3類耕作優(yōu)勢無沖突區(qū)，占總面積的67.33%；3類建設優(yōu)勢無沖突區(qū)，占總面積的10.47%，綜合考慮城市周邊耕地自然、區(qū)位和社會經(jīng)濟條件，將高度和中度潛在沖突區(qū)以及耕作優(yōu)勢區(qū)內(nèi)的優(yōu)質(zhì)連片耕地劃為永久基本農(nóng)田；將建設優(yōu)勢區(qū)零散耕地作為城市開發(fā)邊界彈性發(fā)展區(qū)用地；將生態(tài)紅線范圍內(nèi)的低度潛在沖突區(qū)耕地劃為生態(tài)用地。該研究結(jié)果為耕地利用適宜類型的沖突判別以及城市周邊耕地保護提供參考。

土地利用；沖突；識別；耕地保護；適宜性評價

0 引 言

近年來，隨著經(jīng)濟社會的快速發(fā)展以及城市化水平的持續(xù)提高，城市周邊建設用地需求不斷增加，新增建設用地占用優(yōu)質(zhì)耕地的現(xiàn)象逐漸增多，潛在土地利用沖突問題越發(fā)明顯，對主城區(qū)周邊耕地特別是永久基本農(nóng)田的保護形勢愈發(fā)嚴峻。土地利用沖突的發(fā)生和各利益相關(guān)者之間的競爭結(jié)果會嚴重影響區(qū)域土地利用狀態(tài)，破壞原有生態(tài)環(huán)境，引起土地耕作與建設用途之間的矛盾沖突，從而直接影響區(qū)域經(jīng)濟和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的平衡狀態(tài)[1-2]。土地資源具有利用多宜性和供給有限性，協(xié)調(diào)好土地農(nóng)業(yè)用途和建設用途之間的關(guān)系，準確識別潛在土地利用沖突是統(tǒng)籌安排各類用地的主要依據(jù)，也是解決耕地利用沖突和促進耕地保護的有效途徑之一[3-7]。土地利用沖突是指在土地資源利用過程中，各利益相關(guān)者均采取對自己有利的土地利用方式以及土地數(shù)量等，從而導致不同土地利用方式與生態(tài)環(huán)境之間的矛盾狀態(tài)[8]。潛在土地利用沖突是指土地利用沖突在不久的將來即將發(fā)生的一種潛在狀態(tài)，當一些必要條件達到滿足時，即各利益相關(guān)者潛在沖突累計一定程度就會轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實沖突[9]。在土地資源面積的有限性和用途的多宜性以及人類需求的多樣性背景下，土地利用沖突和潛在沖突會永久共存[10-11]。當前土地利用沖突研究方法集中體現(xiàn)在三方面，一方面是土地利用沖突綜合指數(shù)法[12]，該方法能反映一定程度上土地利用沖突的強弱，但是無法判斷出土地利用沖突類型，難以對土地利用沖突進行協(xié)調(diào)與緩解；第二方面是排列組合方法，部分學者對不同利用方式用地進行適宜性評價，將不同適宜性等級進行排列組合，即可識別出沖突類型以及強度，如LUCIS分析模型[13-14]，通過該模型可以識別出潛在沖突類型區(qū)，應用在城市規(guī)劃以及新增城市建設用地選址過程中[15-18]；第三方面是構(gòu)建耕地和建設用地的適宜性評價體系，并對沖突分區(qū)進行識別，最后將識別結(jié)果應用到永久基本農(nóng)田的劃定之中[19]。土地適宜性評價是用來判斷某一土地對于某種用途的適宜程度，它是科學確定土地利用方式、準確編制土地利用規(guī)劃以及實現(xiàn)土地資源優(yōu)化配置的基礎[20-22]。隨著3S技術(shù)的日益成熟，GIS分析在土地適宜性評價當中起著至關(guān)重要的作用，當前GIS技術(shù)應用范圍越來越廣，除了在土地適宜性評價中有著廣泛的應用之外，在土地資源信息管理、土地利用規(guī)劃以及三生空間和三線劃定當中同樣應用頗多[23-24]，在土地利用沖突識別中，GIS有助于對沖突強度、類型的測算[25-26]，GIS在土地適宜性評價的應用為潛在土地利用沖突識別提供了技術(shù)支持。

當前，潛在土地利用沖突問題嚴重阻礙了區(qū)域可持續(xù)發(fā)展的落地實施和國土空間功能優(yōu)化的進程，潛在土地利用沖突的緩解首先需要轉(zhuǎn)變土地利用方式，其次是要依靠各利益相關(guān)者進行有效的協(xié)商[27-29]。尤其是城市周邊耕地面臨的土地利用沖突形勢是最為顯著的，因為該區(qū)域耕地具有顯著的區(qū)位條件優(yōu)勢，在快速城鎮(zhèn)化背景下，耕地作為農(nóng)用地和建設用地收益之間的巨大差異和不平衡的需求，從而導致潛在土地利用沖突發(fā)生，加劇了耕地在未來土地利用過程中轉(zhuǎn)換成建設用地的風險。如何識別和解決好這種潛在土地利用沖突問題對解決城市周邊永久基本農(nóng)田保護以及城鎮(zhèn)開發(fā)邊界劃定等土地利用沖突問題具有十分重要的意義?；诖?，本研究以鞍山市主城區(qū)為研究對象，基于土地利用沖突理論，建立耕地的耕作和建設適宜性評價體系，運用耦合協(xié)調(diào)度模型開展城市周邊耕地利用的沖突判別及分區(qū)保護研究，為緩解城市周邊耕地利用沖突以及合理規(guī)劃耕地空間布局提供理論和方法借鑒。

1 研究區(qū)概況

鞍山市位于遼東半島中部，環(huán)渤海經(jīng)濟區(qū)腹地（122°10′～123°41′E，40°27′～41°34′N）（圖1）。全市下轄4個區(qū)、1個縣，代管1個縣級市和1個自治縣，4個區(qū)分別為鐵東區(qū)、鐵西區(qū)、立山區(qū)、千山區(qū)，總面積9 252.35 km2，常住人口359.8萬人，城鎮(zhèn)人口259.99萬人。鞍山市屬于溫帶季風性氣候區(qū)，地勢東南高西北低，自東南向西北傾斜。鞍山市作為沈大黃金經(jīng)濟帶的重要支點，經(jīng)濟發(fā)展十分迅速，2018全年實現(xiàn)地區(qū)生產(chǎn)總值1 602.1億元，按可比價格計算，比上年增長3.5%。2018年鞍山市城鎮(zhèn)化率為53.51%，高于全省平均水平，快速城鎮(zhèn)化加劇了建設用地需求，2018年鞍山市建成區(qū)面積達到233.9 km2，對比2014年鞍山市建成區(qū)面積167.2 km2，5年內(nèi)共增長了66.7 km2。

2 研究方法

2.1 數(shù)據(jù)來源與處理

1）耕地、交通道路以及城市用地等基礎地類信息來自鞍山市土地利用變更數(shù)據(jù)，利用ArcGIS軟件提取地類信息，耕地區(qū)位因素數(shù)據(jù)利用ArcGIS軟件作近鄰分析獲取如距城鎮(zhèn)、道路距離等。2）耕地適宜性評價指標數(shù)據(jù)來自鞍山農(nóng)用地分等數(shù)據(jù)，包括土壤有效土層厚度、表層土壤質(zhì)地、土壤有機質(zhì)含量等指標屬性數(shù)據(jù)。3）鞍山市DEM提取自地理空間數(shù)據(jù)云平臺提供的GDEMV2（30 m）分辨率數(shù)字高程數(shù)據(jù)（http://www.gscloud.cn/），經(jīng)過數(shù)據(jù)投影校正獲得耕地坡度數(shù)據(jù)。4）社會經(jīng)濟、人口數(shù)據(jù)來源于《鞍山市社會經(jīng)濟統(tǒng)計年鑒》和《中國縣域統(tǒng)計年鑒》，將空間化后的GDP、人口指標數(shù)據(jù)與分等數(shù)據(jù)疊加，得到耕地斑塊的社會經(jīng)濟數(shù)據(jù)。5）為保障數(shù)據(jù)精確性，數(shù)據(jù)年份均為2018年，各矢量數(shù)據(jù)統(tǒng)一轉(zhuǎn)換為西安80坐標系高斯克里格投影Shape格式數(shù)據(jù)，社會經(jīng)濟數(shù)據(jù)采用指標回歸分析處理，各類數(shù)據(jù)均與耕地地類圖斑相關(guān)聯(lián)，建立本研究的基礎數(shù)據(jù)庫。

2.2 技術(shù)方案

本研究主要通過耕地適宜性評價和利用沖突識別，從多目標決策角度探討城市周邊耕地與三線劃定協(xié)同關(guān)系，充分發(fā)揮和利用好城市周邊耕地適宜的生產(chǎn)、生活和生態(tài)功能價值。在研究區(qū)生態(tài)保護紅線范圍確定條件下，重點從城市周邊耕地的耕作用途和建設用途兩個方面建立適宜性評價系統(tǒng)，識別耕地利用沖突類別，建立差異化耕地利用分區(qū)模式。該評價過程包括評價單元確定、評價因子選擇、指標權(quán)重確定、評價因子分級賦值、適宜性評價和沖突判別及分區(qū)。

2.2.1 確定評價單元

本研究選取鞍山市土地利用變更數(shù)據(jù)中的耕地圖斑作為評價單元，研究區(qū)內(nèi)共2 521個評價單元，總面積為9 945.46 hm2，單元平均面積為3.95 hm2。

2.2.2 評價體系的建立

評價體系包括評價指標的選取、權(quán)重的確定和因子作用分的確定。耕作適宜性評價主要考慮對農(nóng)作物種植影響較大的土壤理化性質(zhì)條件、灌排水條件和地形地貌條件，結(jié)合研究區(qū)的實際狀況，遵循主導性、穩(wěn)定性、差異性和現(xiàn)實性原則[30-31]，選取地形坡度、表層土壤質(zhì)地、土壤有機質(zhì)含量等10個評價指標，評價指標相對穩(wěn)定，充分反應了耕地的宜耕性；建設適宜性指標的選取主要考慮建設選址要求，其中自然條件指標作為建設適宜性的基本限制因素，以地形坡度、距河湖距離和地下水位等指標為主，反映耕地的建設用途適宜性。社會經(jīng)濟指標和區(qū)位指標主要體現(xiàn)了其建設適宜性的經(jīng)濟發(fā)展條件和區(qū)位條件優(yōu)勢特征，其中社會經(jīng)濟因素為人均GDP、人口密度和人均建設面積，將社會經(jīng)濟因素空間化后與分等數(shù)據(jù)疊加，得到各評價單元的社會經(jīng)濟屬性。區(qū)位因素主要通過距道路距離、距城鎮(zhèn)距離來描述。

本研究對耕作適宜性指標采用0～100分區(qū)間進行分級賦值，等級越高，賦值越高。通過ArcGIS分析提取耕地耕作適宜性評價的指標數(shù)據(jù)，參考《農(nóng)用地分等規(guī)程》對各指標進行分級賦值，采用特爾斐法確定評價指標權(quán)重，耕作適宜性評價指標體系及權(quán)重如表1。

表1 耕作適宜性評價指標體系及權(quán)重

建設適宜性指標采用等級賦分法和數(shù)據(jù)標準化法進行單因子評價和作用分賦值。社會經(jīng)濟因素的突變情況不明顯，本研究采用極差數(shù)據(jù)標準化法對其進行賦值。其計算公式為

式中f為指標的作用分值；X為評價指標實際值；min為該指標最小值；max為該指標最大值。建設適宜性指標通過主成分分析法確定指標權(quán)重，使用SPSS軟件中的分析功能對各指標進行分析、降維、因子分析，根據(jù)主成分方差貢獻率確定指標權(quán)重。建設適宜性評價指標體系和權(quán)重如表2所示。

表2 建設適宜性評價指標體系及權(quán)重

2.2.3 計算評價分值和劃分適宜性等別

研究運用加權(quán)指數(shù)模型方法來計算各評價單元的耕作和建設適宜性分值，公式如下：

式中為評價結(jié)果總分值；f為第個單元的第個評價指標分值；w為第個單元的第個評價指標權(quán)重值。

本研究將耕作和建設適宜性總分值結(jié)果導入到SPSS中，利用總分值頻率曲線來最終確定評價單元的適宜性等別，將頻率曲線的突變點作為劃分不同等別的界限，將鞍山市主城區(qū)周邊耕作用途適宜性劃分為高度適宜（S1）、中度適宜（S2）以及低度適宜（S3）3個區(qū)域；對建設用途適宜性劃分為高度適宜（M1）、中度適宜（M2）以及低度適宜（M3）3個區(qū)域。

2.3 潛在土地利用沖突區(qū)判別

當一塊土地僅適合一種利用方式時，正常情況下就會進行該方式的利用，即該地塊發(fā)生土地利用沖突的概率很低；當土地位于特殊的區(qū)位，同時有多種利用方式并且具有相當?shù)倪m宜性時，就會導致各利益相關(guān)者對該地塊進行爭奪，這類地塊就有很大概率發(fā)生土地利用沖突[14]。本研究利用耦合協(xié)調(diào)度模型來分析量化耕地耕作用途和建設用途之間的耦合協(xié)同關(guān)系，結(jié)合耕作和建設適宜性評價結(jié)果識別鞍山市主城區(qū)周邊潛在耕地利用沖突區(qū)，耦合協(xié)調(diào)度值在0～1范圍內(nèi)，值越趨近于1表示兩系統(tǒng)的相互作用程度越高，即耦合關(guān)系越協(xié)調(diào)[32]。

式中為兩個系統(tǒng)之間耦合度；為耕作用途和建設用途適宜性評價結(jié)果的綜合協(xié)調(diào)指數(shù)；為耕作和建設用途耦合協(xié)調(diào)度；()為耕作適宜性評價系統(tǒng)；()表示建設適宜性評價系統(tǒng)，為系統(tǒng)間比例關(guān)系。綜合考慮耕地必須優(yōu)先保障耕作用途和糧食安全，本研究令=0.7，=0.3。

耕地的耕作用途和建設用途適宜性的耦合協(xié)同關(guān)系的含義是：二者間達到高度耦合協(xié)同時，耕作和建設適宜性都達到高度適宜，即耕地斑塊在具有高度耕作適宜性的同時也具有高度建設適宜性，這種情況下發(fā)生潛在耕地利用沖突的風險就高，認為該地塊具有高度潛在沖突性；二者為中度耦合協(xié)同時，說明該區(qū)域內(nèi)地塊適于耕作和建設的程度一般，發(fā)生潛在耕地利用沖突的可能性不大，該耕地可認為存在中度的潛在沖突；若二者存在低度耦合協(xié)同，該類耕地具有較低的耕作和建設適宜性，不易發(fā)生潛在耕地利用沖突，該類耕地存在低度的潛在沖突。利用頻率曲線的突變點作為界限，將耦合協(xié)調(diào)度劃分為3個區(qū)間：1）當0＜≤0.38時，為低度耦合協(xié)調(diào)，兩種用途之間彼此制約，協(xié)調(diào)狀況較差；2）當0.38＜≤0.73時，屬于中度耦合協(xié)調(diào)；3）當0.73＜≤1時，屬于高度耦合協(xié)調(diào)狀態(tài)，說明兩種用途之間相互作用程度較高。根據(jù)耦合協(xié)調(diào)度劃分區(qū)間同時結(jié)合耕地適宜性評價結(jié)果，將鞍山市域主城區(qū)周邊潛在耕地利用沖突分區(qū)劃分為以下9種類型，如表3所示。

耕地地塊的耕作和建設適宜性相當時，結(jié)合耦合協(xié)調(diào)度劃分為高度潛在沖突區(qū)（C1）、中度潛在沖突區(qū)（C2）以及低度潛在沖突區(qū)（C3）；對比耕地地塊耕作和建設適宜性大小，當耕作適宜性占優(yōu)時，可劃分為高度耕作優(yōu)勢區(qū)（A1）、中度耕作優(yōu)勢區(qū)（A2）以及低度耕作優(yōu)勢區(qū)（A3）3類耕作優(yōu)勢無沖突區(qū)；當耕地建設適宜性占優(yōu)時，可劃分為高度建設優(yōu)勢區(qū)（B1）、中度建設優(yōu)勢區(qū)（B2）以及低度建設優(yōu)勢區(qū)（B3）等3類建設優(yōu)勢無沖突區(qū)。

表3 潛在土地利用沖突識別結(jié)果統(tǒng)計表

注：()代表耕作適宜性評價系統(tǒng)；()代表建設適宜性評價系統(tǒng)；為耕地耕作和建設用途耦合協(xié)調(diào)度。

Note:() represents cultivated suitability evaluation system;() represents the construction suitability evaluation system;refers to the coupling of cultivated land cultivation and construction use.

3 結(jié)果與分析

3.1 耕地適宜性評價結(jié)果分析

通過利用總分頻率直方圖法，對評價單元耕地適宜性級別進行劃分，耕作和建設適宜性評價結(jié)果如圖2a、b和表4所示。該區(qū)域耕地中，高度宜耕面積為2 459.00 hm2，所占比例為24.72%，中度宜耕面積為7 423.05 hm2，所占比例為74.64%，說明鞍山市域主城區(qū)周邊有90%以上的耕地具有較強的耕作適宜性，是因為城市周邊耕地地勢平坦，田間基礎設施比較完善，便于機械化作業(yè)，有效土層較厚，利用過程中的耕作限制因素較少。該區(qū)域耕地中，高度適宜建設和中度適宜建設的面積分別為1 738.63和7 666.78 hm2，所占比例分別為5.43%和77.09%，主要分布在距離主城區(qū)較近的位置，地理位置優(yōu)越，坡度平緩且高程較低，距主干路距離較近，交通非常便捷，距離河流水系的距離及距離湖泊的距離較為適宜。由此可見，城市周邊大部分耕地同樣具有較強的建設適宜性，說明鞍山市域主城區(qū)周邊耕地耕作適宜性和建設適宜性具有高度重疊性，即大部分耕地存在較大發(fā)生潛在耕地利用沖突的可能性。

3.2 潛在耕地利用沖突識別結(jié)果分析

通過耦合協(xié)調(diào)度模型對耕作和建設適宜性評價結(jié)果進行分析計算，根據(jù)協(xié)調(diào)程度判別耕地資源的不同潛在沖突區(qū)域類型，如表5、圖3所示。

從耕地沖突數(shù)量分析，鞍山市域主城區(qū)周邊有22.20%的耕地存在發(fā)生潛在土地利用沖突的風險，其中風險性最高的高度潛在沖突區(qū)（C1）面積最大，為1 240.36 hm2，所占比例為12.47%，有1.83%的耕作和建設適宜性都比較低的低度潛在沖突區(qū)；耕作優(yōu)勢區(qū)（A1、A2、A3）和建設優(yōu)勢區(qū)（B1、B2、B3）分別占比為67.33%和10.47%。上述分析表明，鞍山市主城區(qū)周邊有超2 000 hm2的耕地發(fā)生潛在土地利用沖突的風險較高，城市周邊耕地保護壓力較大，發(fā)生非耕地利用的轉(zhuǎn)化風險較大。

表4 耕作適宜性和建設適宜性評價結(jié)果統(tǒng)計表

表5 潛在土地利用沖突識別結(jié)果統(tǒng)計表

從耕地沖突空間分析，C1型沖突區(qū)主要分布在鐵西區(qū)西北部、立山區(qū)中部和千山區(qū)西北部等城鎮(zhèn)主城區(qū)周邊及主干道沿線。該區(qū)域耕地適宜耕作和建設的自然資源條件和地理區(qū)位優(yōu)勢顯著，經(jīng)濟基礎和輻射效應較強，因此該區(qū)域既是高質(zhì)量的農(nóng)地分布區(qū)，又是未來建設用地的重點拓展區(qū)，有極大可能性發(fā)生現(xiàn)實的土地利用沖突的風險。C2型沖突區(qū)主要分布在鐵西區(qū)北部和西南大部分地區(qū)、立山區(qū)的中部和北部地區(qū)以及千山區(qū)的北部和西部等地勢平坦區(qū)，該區(qū)域具有較優(yōu)的耕作和建設適宜性的自然條件和經(jīng)濟社會條件，相對而言區(qū)位因素不突出，耕地距中心城區(qū)和主干道路距離相對較遠，區(qū)位影響分值集中在40～50分之間，該區(qū)域耕地適宜耕作和建設等級均為中度適宜。受區(qū)位因素影響，該區(qū)域耕地在短期內(nèi)被占用為建設用地的可能性不大，但是未來還是存在一定的發(fā)生土地利用沖突的風險。耕作優(yōu)勢區(qū)（A1、A2、A3）主要分布在鐵西區(qū)西南部、立山區(qū)北部和千山區(qū)東北部，該區(qū)域耕作自然條件優(yōu)越，灌排設施齊全，耕作適宜性較高，但是該地區(qū)區(qū)位條件一般并且存在洪澇等風險，具有較低的建設適宜性，因此該區(qū)域耕地更適合做農(nóng)業(yè)用途。建設優(yōu)勢區(qū)（B1、B2、B3）主要分布在鐵西區(qū)西南部、立山區(qū)中北部和千山區(qū)東北部等城市周邊和道路沿線，耕地有效土層厚度較薄，以粘質(zhì)土壤為主并且灌排設施缺乏，導致耕作適宜性不高，但是距中心城區(qū)和道路距離較近，具有獨特的區(qū)位優(yōu)勢，建設適宜性較高，是新增建設用地的備選區(qū)域。C3型沖突區(qū)（S3M3）主要分布在千山區(qū)北部山地丘陵區(qū)，該區(qū)域的地形坡度較高且基礎設施較差，對于耕作和建設適宜性都不高，所以該區(qū)域發(fā)生土地利用沖突的風險很低。

3.3 基于沖突識別結(jié)果的耕地差別化保護策略

通過對鞍山市域主城區(qū)周邊耕地利用沖突評價分析，利用耦合協(xié)調(diào)度模型劃分了潛在耕地利用沖突類別，同時結(jié)合耕地自然和區(qū)位等條件特征，為耕地保護與國土空間規(guī)劃中三線融合提供輔助決策支持，有利于對鞍山市域主城區(qū)周邊耕地實施差別化利用和保護。

1）耕地保護與永久基本農(nóng)田紅線融合策略

為保障糧食安全，加強永久基本農(nóng)田的穩(wěn)定性，結(jié)合沖突判別結(jié)果將耕作優(yōu)勢區(qū)（A1、A2、A3）的耕地作為劃入永久基本農(nóng)田的首選區(qū)（如圖4），該區(qū)域自然條件優(yōu)越，耕地質(zhì)量高，耕作適宜性高于建設適宜性，并且與周邊耕地連片，有利于提高機械化水平和農(nóng)業(yè)規(guī)模化生產(chǎn)布局；其次是沖突區(qū)（C1、C2）內(nèi)的優(yōu)質(zhì)連片耕地應劃入永久基本農(nóng)田加以保護，沖突區(qū)同時具有相當?shù)母骱徒ㄔO適宜性，防止優(yōu)質(zhì)耕地被建設用地占用，由于其具有城市周邊的區(qū)位優(yōu)勢，引導該區(qū)域發(fā)展設施農(nóng)業(yè)和高價值經(jīng)濟作物來提升農(nóng)業(yè)競爭力，同時建議給予耕地保護補貼。該區(qū)域約占主城區(qū)周邊耕地的85%，建議對該區(qū)域的中低產(chǎn)田開展土地整治，優(yōu)化農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)，提高該地區(qū)耕地質(zhì)量，同時要嚴格管控建設用地的擴張；建設優(yōu)勢區(qū)的高質(zhì)量耕地可以適量劃入永久基本農(nóng)田，綜合考慮城市化的快速發(fā)展引起的建設用地擴張會占用城市周邊耕地，一旦劃入須加強對該區(qū)域耕地的嚴格保護。

2）耕地保護與城市開發(fā)邊界紅線融合策略

根據(jù)城鎮(zhèn)開發(fā)邊界集約利用原則，嚴控城市無序蔓延，對現(xiàn)狀已為建設用地的區(qū)域應結(jié)合區(qū)域產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃，挖掘存量集體建設用地，同時高效利用新增集體建設用地，來提高土地使用效率，降低對城市周邊耕地的擠壓占用。建設優(yōu)勢區(qū)（B1、B2、B3）主要分布在鐵西區(qū)的南部以及千山區(qū)的西南方向，與鞍山市城市空間拓展方向相一致，該區(qū)域距離中心城區(qū)和主干道距離較近，同時耕作適宜性較低，是城鎮(zhèn)集中建設區(qū)的首選區(qū)域（圖4），千山區(qū)東北部的建設優(yōu)勢用地距離主城區(qū)較遠，可作為城鎮(zhèn)特別用途區(qū)；沖突區(qū)（C1、C2）內(nèi)耕地具有耕作和建設的高度重疊性，對部分零碎不連片耕地區(qū)域，可根據(jù)需要劃為城鎮(zhèn)彈性發(fā)展區(qū)，同時需要嚴格控制建設用地增量，加大存量盤活力度，提高城市主城區(qū)土地節(jié)約集約利用程度，減少占用城市周邊耕地，持續(xù)優(yōu)化城鎮(zhèn)用地結(jié)構(gòu)，保證區(qū)域社會經(jīng)濟發(fā)展與耕地保護相協(xié)調(diào)。

3）耕地保護與土地生態(tài)保護紅線融合策略

生態(tài)紅線是為維護國家或區(qū)域生態(tài)安全和可持續(xù)發(fā)展，根據(jù)生態(tài)系統(tǒng)完整性和連通性的保護需求，劃定的需實施特殊保護的區(qū)域[33]。根據(jù)鞍山市生態(tài)保護紅線初步劃定結(jié)果（圖4）可以發(fā)現(xiàn)城市周邊生態(tài)保護紅線集中分布在千山風景區(qū)及其周邊和鐵東區(qū)中部的玉佛山風景區(qū)附近，緊鄰主城區(qū)建設發(fā)展空間。根據(jù)本次沖突識別結(jié)果，低度潛在沖突區(qū)（C3）與周邊連片耕地脫離，做建設用地不利于周邊生態(tài)環(huán)境保護，因此應優(yōu)先劃為生態(tài)用地和生態(tài)保護紅線區(qū)，確保城市周邊生態(tài)安全格局穩(wěn)定。

4 討 論

通過對鞍山主城區(qū)周邊耕地的適宜性評價和沖突利用判別結(jié)果分析，提出了耕地差別化利用分區(qū)對策。本研究中耕作適宜性評價體系采用農(nóng)用地分等評價技術(shù)標準，評價結(jié)果科學地反映了耕地質(zhì)量對農(nóng)業(yè)用途的的適宜性，有效保障了永久基本農(nóng)田劃定的數(shù)量和質(zhì)量條件；耕地對建設適宜性評價體系考慮了自然、社會經(jīng)濟和區(qū)位等因素條件，評價結(jié)果反映了耕地對建設用途的可行性。通過沖突利用判別，近80.93%的耕地在耕作和建設適宜性沖突，其中76.51%的耕地適宜性在中度和高度沖突區(qū)域，與其他學者相關(guān)研究相比[19]，城市周邊耕地沖突利用類型和比例遠高于非城市區(qū)域耕地，進一步表明研究和解決城市周邊耕地布局和有效利用問題，本研究建立的耕地差異化利用分區(qū)對保障耕地對城市生產(chǎn)、生活和生態(tài)功能意義重大。

本研究繼承和采用了傳統(tǒng)的耕地適宜性評價和沖突區(qū)域識別的方法[3,15]，采用GIS技術(shù)和加權(quán)指數(shù)模型開展耕地適宜性評價，研究結(jié)果與眾多學者觀點相一致[5,16,27]，表明土地利用沖突問題已成為影響土地利用決策、國土空間規(guī)劃以及城市有序發(fā)展的關(guān)鍵問題。本研究引入了耦合協(xié)調(diào)度模型對耕地耕作用途和建設用途之間協(xié)同關(guān)系進行量化，通過定量化模式建立耕地利用沖突類別的識別方法，突破了傳統(tǒng)的沖突類別定性識別模式，研究結(jié)果對城市周邊土地利用布局決策更具有可行性。

本研究所采用的多目標決策主要基于國土空間三線劃定思想和技術(shù)要求，從生態(tài)保護紅線、永久基本農(nóng)田、城鎮(zhèn)開發(fā)邊界三條控制線角度，探討城市周邊耕地保護與三線劃定的協(xié)同關(guān)系。由于研究區(qū)域零星耕地分布于生態(tài)保護紅線范圍內(nèi)，本研究從多目標決策角度提出耕地與生態(tài)紅線協(xié)同保護利用關(guān)系，該目標主要針對和局限于生態(tài)紅線范圍內(nèi)的耕地差異化管控措施，因此后續(xù)研究需要加強對耕地生態(tài)功能價值評價。同時研究表明城市周邊耕地利用沖突目標類別以耕作和建設為主導類型[9]，因此本研究在生態(tài)保護紅線范圍確定條件下，從多目標決策角度開展了城市周邊耕地的耕作和建設適宜性評價和沖突類別判定，重點考慮了城市發(fā)展與永久基本農(nóng)田布局的協(xié)同關(guān)系，該成果對城市發(fā)展空間優(yōu)化和永久基本農(nóng)田保護具有參考借鑒價值。

5 結(jié) 論

1）通過開展耕地的耕作和建設適宜性評價，結(jié)果表明研究區(qū)90%以上的城市周邊耕地既具有較強的耕作適宜性，又具有較強的建設適宜性，充分說明城市周邊耕地耕作和建設適宜性存在較大潛在耕地利用沖突的可能性。

2）根據(jù)潛在耕地利用沖突識別結(jié)果判別，通過耦合協(xié)調(diào)度模型判別出研究區(qū)城市周邊耕地適宜性存在9類不同級別的沖突區(qū)以及宜耕作和宜建設區(qū)域，超過22.20%的耕地具有發(fā)生潛在土地利用沖突的風險，其中高度潛在沖突區(qū)域比重較大，具有顯著的區(qū)位優(yōu)勢；還有67.33%的耕作優(yōu)勢無沖突區(qū)，主要分布在自然條件優(yōu)越，灌排設施齊全，耕作適宜性較高區(qū)域；另外10.47%的建設優(yōu)勢無沖突區(qū)，零散分布在城市主城區(qū)周邊。

3）依據(jù)耕地利用沖突判別結(jié)果，結(jié)合國土空間規(guī)劃三線劃定思想，提出耕地差別化利用分區(qū)與優(yōu)化措施。將高度和中度潛在沖突區(qū)以及耕作優(yōu)勢區(qū)內(nèi)的優(yōu)質(zhì)耕地優(yōu)先劃入永久基本農(nóng)田紅線區(qū)，該區(qū)域約占主城區(qū)周邊耕地的85%，是城市糧食供給的主要保障區(qū)；將符合城市空間拓展方向的建設優(yōu)勢區(qū)內(nèi)耕地劃入城鎮(zhèn)開發(fā)邊界的彈性發(fā)展區(qū)，提供城市發(fā)展用地保障；將生態(tài)紅線保護范圍內(nèi)耕作和建設適宜性均較低的耕地納入生態(tài)整治空間范圍。

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Cultivated land protection in the periphery of the main urban areas based on potential land use conflict identification

Qian Fengkui, Wang Hexing, Xiang Zixuan

(1.110161; 2.110161; 3110161,)

Accurate and rapid conflict identification of potential land use can effectively coordinate the conflicting land types to deal with the ever-increasingly severe land use in recent years. Taking the main urban area of Anshan as the research object, a multi-objective suitability evaluation was carried out to protect the cultivated land near the main urban areas using ArcGIS software. A mapping function and coupling coordination degree model were also selected to identify the conflict zones. Auxiliary decision-making support was provided to integrate with the third line in the land and space planning, particularly to implement differentiated use and protection of surrounding cultivated land. The research results show that the height suitable for cultivated land was 2 459.00 hm2; accounting for 24.72%, and the moderate cultivated land was 7 423.05 hm2, accounting for 74.64%, indicating more than 90% of the surrounding areas of the main urban area. The cultivated land presented strong farming suitability. The areas of highly suitable construction and moderately suitable construction were 1 736.63 hm2and 7 666.78 hm2respectively, accounting for 5.43% and 77.09%, respectively. Most cultivated land around the city presented strong construction suitability, indicating a greater risk of potential cultivated land-use conflicts. Cultivated land around the main urban area was divided into 9 types of areas, including 3 types of potential land use conflict zones, accounting for 22.20% of the total area. These lands were mainly distributed around the main urban area and along the main roads, indicating superior natural resource conditions and significant geographical advantages. Geographical location factors, 3 types of farming advantages were non-conflict areas, accounting for 67.33% of the total area. The area presented complete irrigation and drainage facilities, as well as high organic matter content, but it was far away from the main road with low construction suitability, particularly suitable for agricultural purposes. 3 types of construction advantages were conflict-free areas, accounting for 10.47% of the total area. The effective soil thickness of cultivated land in this area was thin, mainly clay soil and lack of irrigation and drainage facilities, but the distance from the central city and roads was relatively short. Recently, good location and high construction suitability were a candidate area for newly-added construction land. Taking into account the natural, geographical and socio-economic conditions of cultivated land around the city, the high-quality contiguous cultivated land in the high and medium potential conflict areas and the farming advantaged areas were designated as permanent basic farmland, particularly benefits to the higher level of mechanization and large-scale agricultural production. There was construct scattered cultivated land in advantageous areas as land for flexible development of urban development boundaries. The land greatly contributed to the vitality of inventory, the degree of land saving, and intensive use in the main urban area, but to reduce the occupation of cultivated land around the city. The cultivated land in the low potential conflict area within the ecological red line was designated as Ecological land to ensure the stability of the ecological security pattern around the city. The finding can provide strong references for the conflict discrimination of suitable types of cultivated land use, while the protection of cultivated land around cities.

land use; conflict; identification;cultivated land protection; suitability evaluation

錢鳳魁，王賀興，項子璇. 基于潛在土地利用沖突識別的主城區(qū)周邊耕地保護 [J]. 農(nóng)業(yè)工程學報，2021，37(19)：267-275.doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2021.19.031 http://www.tcsae.org

Qian Fengkui, Wang Hexing, Xiang Zixuan. Cultivated land protection in the periphery of the main urban areas based on potential land use conflict identification[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2021, 37(19): 267-275. (in Chinese with English abstract) doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2021.19.031 http://www.tcsae.org

2021-07-15

2021-08-27

國家自然科學基金項目（42077149；41671329）

錢鳳魁，教授，博士，研究方向：土地資源利用與評價。 Email：fkqian@163.com

10.11975/j.issn.1002-6819.2021.19.031

F01.21

A

1002-6819(2021)-19-0267-09