湯思陽(yáng),雷國(guó)平,張 慧,徐 博,丁潤(rùn)超
(東北農(nóng)業(yè)大學(xué) 資源與環(huán)境學(xué)院,哈爾濱150030)
基本農(nóng)田是指按照一定時(shí)期的人口和社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)農(nóng)產(chǎn)品的需求,依據(jù)土地利用總體規(guī)劃確定的不得占用的耕地[1]。基本農(nóng)田是耕地的精華[2],因此耕地保護(hù)的重心是對(duì)基本農(nóng)田的保護(hù)。合理、科學(xué)地劃定基本農(nóng)田對(duì)于正確處理和協(xié)調(diào)建設(shè)與保護(hù)之間的關(guān)系,促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展意義重大,也是保證區(qū)域糧食安全、生態(tài)安全的重要舉措[3]。黑龍江墾區(qū)位于世界聞名的黑土帶上,是目前我國(guó)三大墾區(qū)之一,也是我國(guó)重要的商品糧生產(chǎn)基地,對(duì)于保障國(guó)家糧食安全具有舉足輕重的作用。本文以黑龍江紅興隆墾區(qū)二九一農(nóng)場(chǎng)為例,研究基本農(nóng)田劃定,具有重要意義。
目前,我國(guó)基本農(nóng)田劃定并不科學(xué),存在重?cái)?shù)量輕質(zhì)量、結(jié)構(gòu)和布局不合理等問(wèn)題,一些劣質(zhì)的耕地,甚至一些園地、林地、牧草地等被劃入基本農(nóng)田。有些地方為了眼前的利益而最大程度地去滿足建設(shè)的需要,便采用“劃遠(yuǎn)不劃近”、“劃劣不劃優(yōu)”的原則對(duì)基本農(nóng)田進(jìn)行劃定,于是就出現(xiàn)了基本農(nóng)田“上山、下海、進(jìn)村莊”的怪現(xiàn)象,使得一些“基本農(nóng)田”只是形式上的“吃飯?zhí)铩薄ⅰ氨C铩保?]。導(dǎo)致基本農(nóng)田保護(hù)出現(xiàn)這一系列問(wèn)題的原因,一方面與在中國(guó)保護(hù)耕地力度加大的情況下,一些地方不正確的用地觀念有關(guān)[5],另一方面是基本農(nóng)田分級(jí)保護(hù)缺乏硬性依據(jù),沒(méi)有形成完善的分級(jí)制度,“占補(bǔ)平衡”變成了沒(méi)有質(zhì)量保證的、單純數(shù)量平衡。因此,研究科學(xué)的基本農(nóng)田劃定方法,不僅是解決目前糧食安全最有效的途徑,也是基本農(nóng)田保護(hù)的前提基礎(chǔ)。
為解決上述問(wèn)題,本研究以耕地自然質(zhì)量條件、區(qū)位條件、耕地周?chē)绊懸蛞蛩貫闇?zhǔn)則層,系統(tǒng)性考慮了坡度、氣候、土壤、水利基礎(chǔ)設(shè)施、耕地到道路主干道距離、耕地到農(nóng)村居民點(diǎn)距離、耕地與其相鄰的土地適宜性程度的決策因素基礎(chǔ)上,擬構(gòu)建耕地入選基本農(nóng)田綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系,運(yùn)用等間隔賦值法進(jìn)行評(píng)價(jià),并應(yīng)用ArcGIS軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,將一般農(nóng)田劃入基本農(nóng)田。研究結(jié)果可為新一輪的二九一農(nóng)場(chǎng)土地利用總體規(guī)劃修編中基本農(nóng)田指標(biāo)分解和劃定的研究提供合理的科學(xué)依據(jù)。
二九一農(nóng)場(chǎng)處于三江平原地帶,位于雙鴨山市北部,隸屬于紅興隆墾區(qū)。地勢(shì)坡降平緩,微地形變化復(fù)雜。海拔高度在69~63m之間,平均海拔66m。屬溫帶大陸性季風(fēng)氣候,無(wú)霜期平均132d,日照平均2 535.8h。有效積溫3 145.80℃,年平均溫度≥100℃。年降水量317.3~733.4mm。二九一農(nóng)場(chǎng)總面積54 515.56hm2,其中農(nóng)用地52 33.07hm2,占土地總面積的95.81%,耕地面積47 196.86hm2,占土地總面積的86.57%,全場(chǎng)耕地分布均勻。
本文采用的數(shù)據(jù)主要為2009年二九一農(nóng)場(chǎng)土地利用現(xiàn)狀圖、基本農(nóng)田保護(hù)圖、DEM圖、農(nóng)用地分等定級(jí)圖和二九一農(nóng)場(chǎng)統(tǒng)計(jì)部門(mén)的相關(guān)統(tǒng)計(jì)資料等。現(xiàn)狀圖數(shù)據(jù)是以分辨率2.5m的SPOT 5遙感影像資料為基礎(chǔ),以1∶10萬(wàn)地形圖作為基礎(chǔ)信息,進(jìn)行室內(nèi)解譯,結(jié)合野外核實(shí)校正,獲取準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。土地分類(lèi)采用土地利用現(xiàn)狀分類(lèi)中的8個(gè)一級(jí)分類(lèi)的用地面積和比例,作為研究的原始數(shù)據(jù)材料,數(shù)據(jù)處理是在ArcGIS 9.2軟件支持下進(jìn)行。
根據(jù)基本農(nóng)田的定義和基本農(nóng)田內(nèi)涵的要求,質(zhì)量和區(qū)位條件綜合最優(yōu)的耕地應(yīng)該優(yōu)先劃定為基本農(nóng)田,《基本農(nóng)田保護(hù)條例》第10條規(guī)定了5類(lèi)耕地應(yīng)劃入基本農(nóng)田[6],為了協(xié)調(diào)經(jīng)濟(jì)建設(shè)和基本農(nóng)田保護(hù)的關(guān)系,基本農(nóng)田的劃定在一定程度上還受地方行政干預(yù)的影響[7]。本文以評(píng)價(jià)耕地綜合質(zhì)量為目的,以遴選耕地自然質(zhì)量條件好、區(qū)位條件優(yōu)、耕地周?chē)绊懸蛩貫榛A(chǔ),建立一種“按質(zhì)定量”的基本農(nóng)田劃定方法。耕地自然質(zhì)量條件主要以耕地的坡度、農(nóng)用地等別、水利基礎(chǔ)設(shè)施這些因素來(lái)衡量;研究區(qū)域耕地的區(qū)位條件主要以耕地到道路主干道距離、耕地到農(nóng)村居民點(diǎn)距離指標(biāo)因素來(lái)衡量;耕地周?chē)绊懸蛩刂饕愿嘏c其相鄰的土地適宜性程度指標(biāo)來(lái)衡量。科學(xué)地劃定基本農(nóng)田必須以改善耕地保護(hù)與經(jīng)濟(jì)發(fā)展關(guān)系為導(dǎo)向,系統(tǒng)性地考慮自然質(zhì)量條件、區(qū)位條件、耕地周?chē)绊懸蛩販?zhǔn)則層,按照科學(xué)性原則、全面性原則、層次性原則、可行性原則、可比性原則、導(dǎo)向性原則[8]篩選評(píng)價(jià)指標(biāo),構(gòu)建耕地入選基本農(nóng)田綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系,對(duì)區(qū)域耕地入選基本農(nóng)田的潛力予以評(píng)價(jià)。具體如圖1所示。

圖1 耕地入選基本農(nóng)田評(píng)價(jià)指標(biāo)體系
在分辨率為90m的DEM圖中,應(yīng)用ArcGIS 9.2直接提取研究區(qū)域的坡度,在土地利用現(xiàn)狀圖中分別提取研究區(qū)行政界線和研究區(qū)域耕地圖斑,應(yīng)用ArcGIS的空間疊加分析(Spatial Analyst—zonal statistics),就可以得出每塊耕地的坡度等級(jí)。參考《第二次全國(guó)土地調(diào)查技術(shù)規(guī)程》的要求,根據(jù)研究區(qū)域的實(shí)際情況(研究區(qū)地處三江平原地帶,地勢(shì)平坦),將耕地坡度劃分為4個(gè)等級(jí),分別為:0°~2°,2°~4°,4°~6°,6°~8°。本研究采用等間隔賦值法,耕地坡度分級(jí)及其分值如圖2所示。

圖2 二九一農(nóng)場(chǎng)耕地坡度分級(jí)及坡度分值
一般來(lái)講,水利基礎(chǔ)設(shè)施的完備程度可以從灌溉和排水兩方面來(lái)反映,因此,在對(duì)水利基礎(chǔ)設(shè)施狀況指標(biāo)進(jìn)行評(píng)價(jià)時(shí),可選取灌溉條件和排水條件兩個(gè)指標(biāo)因子進(jìn)行評(píng)價(jià)。參考《農(nóng)用地分等規(guī)程》中的有關(guān)規(guī)定,可確定排水條件和灌溉條件在不同標(biāo)準(zhǔn)下對(duì)應(yīng)的分值,根據(jù)排水條件和灌溉條件的分值,計(jì)算其平均值,即水利基礎(chǔ)設(shè)施的分值,具體排水條件和灌溉條件分值如表1所示。

表1 水利基礎(chǔ)設(shè)施評(píng)價(jià)指標(biāo)及分值
根據(jù)研究區(qū)的灌溉條件和排水條件的分值,計(jì)算出水利基礎(chǔ)設(shè)施的分值,據(jù)此應(yīng)用ArcGIS軟件繪制出水利基礎(chǔ)設(shè)施指標(biāo)分值圖。
農(nóng)用地分等定級(jí)是在全國(guó)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)耕作制度下,以制定的作物光溫生產(chǎn)潛力為基礎(chǔ),以分等單元作物的光溫生產(chǎn)潛力為基礎(chǔ),依據(jù)分等單元的自然條件來(lái)計(jì)算作物的理論產(chǎn)量評(píng)定土地自然質(zhì)量[9]。根據(jù)農(nóng)用地分等定級(jí)的結(jié)果,采用自然質(zhì)量等指標(biāo)衡量耕地質(zhì)量的好壞[10-11],在研究區(qū)域內(nèi),有兩個(gè)自然等別,分別是Ⅴ等和Ⅵ等。由此總結(jié)出,本研究區(qū)域內(nèi),耕地的自然質(zhì)量差別不大,一共分為兩個(gè)等別,其中Ⅴ等耕地自然質(zhì)量最好,將其賦值為100分,Ⅵ等賦值為75分。耕地自然質(zhì)量等別分布及其分值具體見(jiàn)圖3。

圖3 二九一農(nóng)場(chǎng)耕地自然質(zhì)量等別及分值
耕地到道路主干道距離指標(biāo)值的確定采用的是ArcGIS 9.2中的緩沖區(qū)分析法。首先在土地利用現(xiàn)狀圖中分別提取主干道的位置和耕地圖斑的位置和數(shù)量。然后通過(guò)提取的數(shù)據(jù),分別繪制出主干道分布圖和耕地分布圖。最后對(duì)其進(jìn)行緩沖區(qū)分析,利用ArcGIS制出研究區(qū)域內(nèi)耕地到道路主干道距離的分值圖。
實(shí)踐證明,根據(jù)研究區(qū)域的實(shí)際情況,距離主干道的距離小于1 000m時(shí),認(rèn)為耕地的交通條件優(yōu)越,而大于4 000m時(shí),則認(rèn)為該地塊的交通條件非常差[12]。采用等間隔賦值法對(duì)耕地到道路主干道距離進(jìn)行賦分,具體賦值結(jié)果如下:耕地到道路主干道距離1~1 000m,賦值100分;距離1 000~2 000m,賦值80分;距離2 000~3 000m,賦值60分;距離3 000~4 000m,賦值40分;距離4 000~5 000m,賦值20分。具體分布結(jié)果及其分值見(jiàn)圖4。
計(jì)算耕地到農(nóng)村居民點(diǎn)距離時(shí),緩沖區(qū)半徑(耕作半徑)的選取極其重要。耕作半徑通常指從聚落居民地到農(nóng)耕作業(yè)區(qū)的空間距離(空間半徑),有時(shí)也用農(nóng)民步行或乘農(nóng)用運(yùn)輸工具到達(dá)農(nóng)耕作業(yè)區(qū)所消耗的時(shí)間長(zhǎng)短(時(shí)間半徑)表示[13]。經(jīng)研究表明,研究區(qū)最佳耕作半徑為500m,此距離是農(nóng)民步行或乘農(nóng)用運(yùn)輸工具的最優(yōu)耕作距離,因此將賦值為100分,隨著距離的增加,分值逐漸減小,當(dāng)耕作半徑距離大于1 500m,則認(rèn)為是最劣耕作距離,賦值25分,采用等間隔賦值法進(jìn)行賦值,結(jié)果見(jiàn)圖5。
耕地到農(nóng)村居民點(diǎn)距離1~500m,賦值100分;距離500~1 000m,賦值75分;距離1 000~1 500 m,賦值50分;距離大于1 500m,賦值25分。
有些耕地即使是自然質(zhì)量條件優(yōu)越,區(qū)位條件好,但其四周被農(nóng)村居民點(diǎn)所包圍,不適宜被劃入基本農(nóng)田;有些耕地盡管自然質(zhì)量條件差,但其四周是質(zhì)量條件優(yōu)的耕地,考慮到基本農(nóng)田的連片性,因此這些耕地適宜劃入基本農(nóng)田[14]。以上是由耕地周?chē)h(huán)境因素造成的,即耕地周?chē)绊懸蛩叵拗破涓氐目沙掷m(xù)性。實(shí)驗(yàn)表明:若一塊耕地周?chē)卦蕉啵噜復(fù)恋乩脤?duì)該耕地的可持續(xù)性影響越小,即該耕地周?chē)绊懸蛩匦栽酱蟆R虼耍裟骋桓氐貕K周長(zhǎng)為C,與之相鄰耕地的公共邊長(zhǎng)為y,令T=y(tǒng)/C,則有T值越大,評(píng)價(jià)分值越高,具體分值如表2所示。

表2 耕地周?chē)绊懸蛩胤种?/p>
應(yīng)用ArcGIS軟件將上述分值圖進(jìn)行空間疊加分析,得出每塊耕地評(píng)價(jià)單元的平均分值。研究區(qū)域內(nèi)耕地圖斑總面積約為47 196.86hm2。在不同評(píng)價(jià)分值下耕地所占耕地圖斑總面積比例如表3所示。

表3 不同評(píng)價(jià)分值下耕地面積所占耕地總面積比例
研究區(qū)域內(nèi)評(píng)價(jià)分值的差別,主要源于耕地到農(nóng)村居民點(diǎn)和到道路主干道的距離指標(biāo),依據(jù)評(píng)價(jià)結(jié)果,結(jié)合《基本農(nóng)田保護(hù)條例》和新一輪土地利用總體規(guī)劃國(guó)家對(duì)研究區(qū)下達(dá)的基本農(nóng)田保護(hù)指標(biāo),確定二九一農(nóng)場(chǎng)基本農(nóng)田保護(hù)率為82.10%,因此便可以將評(píng)價(jià)分值≥70分的耕地區(qū)域確定為基本農(nóng)田保護(hù)區(qū),如圖6所示。

圖4 二九一農(nóng)場(chǎng)耕地到道路主干道距離分值

圖5 二九一農(nóng)場(chǎng)耕地到農(nóng)村居民點(diǎn)距離及分值

圖6 評(píng)價(jià)分值≥70分的耕地分布
科學(xué)地劃定基本農(nóng)田是實(shí)現(xiàn)基本農(nóng)田保護(hù)的重要保障。基本農(nóng)田劃定時(shí)應(yīng)先對(duì)所有待選耕地進(jìn)行質(zhì)量評(píng)價(jià);評(píng)價(jià)中既要考慮耕地的自然質(zhì)量條件,也要考慮耕地區(qū)位條件和耕地周?chē)挠绊懸蛩兀唤Y(jié)合耕地質(zhì)量評(píng)價(jià)結(jié)果,根據(jù)基本農(nóng)田的數(shù)量和質(zhì)量需求,最后綜合確定基本農(nóng)田的空間布局。基于耕地質(zhì)量評(píng)價(jià)的基本農(nóng)田劃定方法可以確保基本農(nóng)田的高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)特性,為紅興隆墾區(qū)二九一農(nóng)場(chǎng)耕地保護(hù)和基本農(nóng)田保護(hù)規(guī)劃提供一條科學(xué)有效的途徑,真正實(shí)現(xiàn)國(guó)家劃定基本農(nóng)田保護(hù)區(qū)的目的。
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