基于耕地質量評價的基本農田劃定方法

湯思陽，雷國平，張 慧，徐 博，丁潤超

（東北農業大學 資源與環境學院，哈爾濱150030）

基本農田是指按照一定時期的人口和社會經濟發展對農產品的需求，依據土地利用總體規劃確定的不得占用的耕地［1］。基本農田是耕地的精華［2］，因此耕地保護的重心是對基本農田的保護。合理、科學地劃定基本農田對于正確處理和協調建設與保護之間的關系，促進社會經濟的可持續發展意義重大，也是保證區域糧食安全、生態安全的重要舉措［3］。黑龍江墾區位于世界聞名的黑土帶上，是目前我國三大墾區之一，也是我國重要的商品糧生產基地，對于保障國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二九一農場為例，研究基本農田劃定，具有重要意義。

目前，我國基本農田劃定并不科學，存在重數量輕質量、結構和布局不合理等問題，一些劣質的耕地，甚至一些園地、林地、牧草地等被劃入基本農田。有些地方為了眼前的利益而最大程度地去滿足建設的需要，便采用“劃遠不劃近”、“劃劣不劃優”的原則對基本農田進行劃定，于是就出現了基本農田“上山、下海、進村莊”的怪現象，使得一些“基本農田”只是形式上的“吃飯田”、“保命田”［4］。導致基本農田保護出現這一系列問題的原因，一方面與在中國保護耕地力度加大的情況下，一些地方不正確的用地觀念有關［5］，另一方面是基本農田分級保護缺乏硬性依據，沒有形成完善的分級制度，“占補平衡”變成了沒有質量保證的、單純數量平衡。因此，研究科學的基本農田劃定方法，不僅是解決目前糧食安全最有效的途徑，也是基本農田保護的前提基礎。

為解決上述問題，本研究以耕地自然質量條件、區位條件、耕地周圍影響因因素為準則層，系統性考慮了坡度、氣候、土壤、水利基礎設施、耕地到道路主干道距離、耕地到農村居民點距離、耕地與其相鄰的土地適宜性程度的決策因素基礎上，擬構建耕地入選基本農田綜合評價指標體系，運用等間隔賦值法進行評價，并應用ArcGIS軟件進行數據處理，將一般農田劃入基本農田。研究結果可為新一輪的二九一農場土地利用總體規劃修編中基本農田指標分解和劃定的研究提供合理的科學依據。

1 研究區概況及數據來源

二九一農場處于三江平原地帶，位于雙鴨山市北部，隸屬于紅興隆墾區。地勢坡降平緩，微地形變化復雜。海拔高度在69～63m之間，平均海拔66m。屬溫帶大陸性季風氣候，無霜期平均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。二九一農場總面積54 515.56hm2，其中農用地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%，全場耕地分布均勻。

本文采用的數據主要為2009年二九一農場土地利用現狀圖、基本農田保護圖、DEM圖、農用地分等定級圖和二九一農場統計部門的相關統計資料等。現狀圖數據是以分辨率2.5m的SPOT 5遙感影像資料為基礎，以1∶10萬地形圖作為基礎信息，進行室內解譯，結合野外核實校正，獲取準確的數據。土地分類采用土地利用現狀分類中的8個一級分類的用地面積和比例，作為研究的原始數據材料，數據處理是在ArcGIS 9.2軟件支持下進行。

2 評價指標的選取

根據基本農田的定義和基本農田內涵的要求，質量和區位條件綜合最優的耕地應該優先劃定為基本農田，《基本農田保護條例》第10條規定了5類耕地應劃入基本農田［6］，為了協調經濟建設和基本農田保護的關系，基本農田的劃定在一定程度上還受地方行政干預的影響［7］。本文以評價耕地綜合質量為目的，以遴選耕地自然質量條件好、區位條件優、耕地周圍影響因素為基礎，建立一種“按質定量”的基本農田劃定方法。耕地自然質量條件主要以耕地的坡度、農用地等別、水利基礎設施這些因素來衡量；研究區域耕地的區位條件主要以耕地到道路主干道距離、耕地到農村居民點距離指標因素來衡量；耕地周圍影響因素主要以耕地與其相鄰的土地適宜性程度指標來衡量。科學地劃定基本農田必須以改善耕地保護與經濟發展關系為導向，系統性地考慮自然質量條件、區位條件、耕地周圍影響因素準則層，按照科學性原則、全面性原則、層次性原則、可行性原則、可比性原則、導向性原則［8］篩選評價指標，構建耕地入選基本農田綜合評價指標體系，對區域耕地入選基本農田的潛力予以評價。具體如圖1所示。

圖1 耕地入選基本農田評價指標體系

3 數據處理及評價指標分值確定

3.1 坡 度

在分辨率為90m的DEM圖中，應用ArcGIS 9.2直接提取研究區域的坡度，在土地利用現狀圖中分別提取研究區行政界線和研究區域耕地圖斑，應用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。參考《第二次全國土地調查技術規程》的要求，根據研究區域的實際情況（研究區地處三江平原地帶，地勢平坦），將耕地坡度劃分為4個等級，分別為：0°～2°，2°～4°，4°～6°，6°～8°。本研究采用等間隔賦值法，耕地坡度分級及其分值如圖2所示。

圖2 二九一農場耕地坡度分級及坡度分值

3.2 水利基礎設施

一般來講，水利基礎設施的完備程度可以從灌溉和排水兩方面來反映，因此，在對水利基礎設施狀況指標進行評價時，可選取灌溉條件和排水條件兩個指標因子進行評價。參考《農用地分等規程》中的有關規定，可確定排水條件和灌溉條件在不同標準下對應的分值，根據排水條件和灌溉條件的分值，計算其平均值，即水利基礎設施的分值，具體排水條件和灌溉條件分值如表1所示。

表1 水利基礎設施評價指標及分值

根據研究區的灌溉條件和排水條件的分值，計算出水利基礎設施的分值，據此應用ArcGIS軟件繪制出水利基礎設施指標分值圖。

3.3 農用地等別

農用地分等定級是在全國統一的標準耕作制度下，以制定的作物光溫生產潛力為基礎，以分等單元作物的光溫生產潛力為基礎，依據分等單元的自然條件來計算作物的理論產量評定土地自然質量［9］。根據農用地分等定級的結果，采用自然質量等指標衡量耕地質量的好壞［10－11］，在研究區域內，有兩個自然等別，分別是Ⅴ等和Ⅵ等。由此總結出，本研究區域內，耕地的自然質量差別不大，一共分為兩個等別，其中Ⅴ等耕地自然質量最好，將其賦值為100分，Ⅵ等賦值為75分。耕地自然質量等別分布及其分值具體見圖3。

圖3 二九一農場耕地自然質量等別及分值

3.4 耕地到道路主干道距離

耕地到道路主干道距離指標值的確定采用的是ArcGIS 9.2中的緩沖區分析法。首先在土地利用現狀圖中分別提取主干道的位置和耕地圖斑的位置和數量。然后通過提取的數據，分別繪制出主干道分布圖和耕地分布圖。最后對其進行緩沖區分析，利用ArcGIS制出研究區域內耕地到道路主干道距離的分值圖。

實踐證明，根據研究區域的實際情況，距離主干道的距離小于1 000m時，認為耕地的交通條件優越，而大于4 000m時，則認為該地塊的交通條件非常差［12］。采用等間隔賦值法對耕地到道路主干道距離進行賦分，具體賦值結果如下：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。具體分布結果及其分值見圖4。

3.5 耕地到農村居民點距離

計算耕地到農村居民點距離時，緩沖區半徑（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耕作業區的空間距離（空間半徑），有時也用農民步行或乘農用運輸工具到達農耕作業區所消耗的時間長短（時間半徑）表示［13］。經研究表明，研究區最佳耕作半徑為500m，此距離是農民步行或乘農用運輸工具的最優耕作距離，因此將賦值為100分，隨著距離的增加，分值逐漸減小，當耕作半徑距離大于1 500m，則認為是最劣耕作距離，賦值25分，采用等間隔賦值法進行賦值，結果見圖5。

耕地到農村居民點距離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量條件優越，區位條件好，但其四周被農村居民點所包圍，不適宜被劃入基本農田；有些耕地盡管自然質量條件差，但其四周是質量條件優的耕地，考慮到基本農田的連片性，因此這些耕地適宜劃入基本農田［14］。以上是由耕地周圍環境因素造成的，即耕地周圍影響因素限制其耕地的可持續性。實驗表明：若一塊耕地周圍耕地越多，相鄰土地利用對該耕地的可持續性影響越小，即該耕地周圍影響因素性越大。因此，若某一耕地地塊周長為C，與之相鄰耕地的公共邊長為y，令T＝y／C，則有T值越大，評價分值越高，具體分值如表2所示。

表2 耕地周圍影響因素分值

4 結果與分析

應用ArcGIS軟件將上述分值圖進行空間疊加分析，得出每塊耕地評價單元的平均分值。研究區域內耕地圖斑總面積約為47 196.86hm2。在不同評價分值下耕地所占耕地圖斑總面積比例如表3所示。

表3 不同評價分值下耕地面積所占耕地總面積比例

研究區域內評價分值的差別，主要源于耕地到農村居民點和到道路主干道的距離指標，依據評價結果，結合《基本農田保護條例》和新一輪土地利用總體規劃國家對研究區下達的基本農田保護指標，確定二九一農場基本農田保護率為82.10%，因此便可以將評價分值≥70分的耕地區域確定為基本農田保護區，如圖6所示。

圖4 二九一農場耕地到道路主干道距離分值

圖5 二九一農場耕地到農村居民點距離及分值

圖6 評價分值≥70分的耕地分布

5 結論

科學地劃定基本農田是實現基本農田保護的重要保障。基本農田劃定時應先對所有待選耕地進行質量評價；評價中既要考慮耕地的自然質量條件，也要考慮耕地區位條件和耕地周圍的影響因素；結合耕地質量評價結果，根據基本農田的數量和質量需求，最后綜合確定基本農田的空間布局。基于耕地質量評價的基本農田劃定方法可以確保基本農田的高產優質特性，為紅興隆墾區二九一農場耕地保護和基本農田保護規劃提供一條科學有效的途徑，真正實現國家劃定基本農田保護區的目的。

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