基于耕地質(zhì)量評(píng)價(jià)的基本農(nóng)田劃定方法

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)。

1 研究區(qū)概況及數(shù)據(jù)來(lái)源

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。

2 評(píng)價(jià)指標(biāo)的選取

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

3 數(shù)據(jù)處理及評(píng)價(jià)指標(biāo)分值確定

3.1 坡 度

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

3.2 水利基礎(chǔ)設(shè)施

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。

3.3 農(nóng)用地等別

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

3.4 耕地到道路主干道距離

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。

3.5 耕地到農(nóng)村居民點(diǎn)距離

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。

3.6 耕地與其相鄰的土地適宜性程度

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>

4 結(jié)果與分析

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

5 結(jié)論

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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