基于生態(tài)位模型的高標(biāo)準(zhǔn)基本農(nóng)田建設(shè)適宜性評價

文/廣東聯(lián)合金地不動產(chǎn)評估勘測設(shè)計(jì)有限公司 胡銀輝

1 高標(biāo)準(zhǔn)基本農(nóng)田與生態(tài)位概述

1.1 高標(biāo)準(zhǔn)基本農(nóng)田

高標(biāo)準(zhǔn)基本農(nóng)田指土地集中連片，擁有完善的配套設(shè)施，具備很強(qiáng)的抗災(zāi)能力，生態(tài)良好、高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)，達(dá)到現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與經(jīng)營標(biāo)準(zhǔn)的基本農(nóng)田。由于我國基本農(nóng)田的分布在區(qū)域上存在巨大差別，各省份對于高標(biāo)準(zhǔn)基本農(nóng)田的劃分也存在一定差異。廣東省基本農(nóng)田分布及質(zhì)量與其他省份差異明顯（見圖1），因此在建設(shè)過程中，應(yīng)根據(jù)自身情況，進(jìn)行高標(biāo)準(zhǔn)基本農(nóng)田建設(shè)的適宜性評價，以確定適合自身的自然、社會、經(jīng)濟(jì)條件的高標(biāo)準(zhǔn)基本農(nóng)田建設(shè)內(nèi)容和標(biāo)準(zhǔn)。

1.2 生態(tài)位

圖1 “十二五”期間廣東省各市高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)規(guī)模

生態(tài)位是生態(tài)學(xué)中的概念，又被稱為生態(tài)龕，指某個種群在生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)所占據(jù)的空間及時間位置，以及該種群與其他相關(guān)種群間的作用、功能關(guān)系。生態(tài)位反映了每種生物在生態(tài)系統(tǒng)中維持生存所需生境最小閾值。生態(tài)位這一名詞最早產(chǎn)生于1910年，在1917年被學(xué)者用以解釋生物的分布，形成空間生態(tài)位的概念，在1927年，生態(tài)位的重點(diǎn)轉(zhuǎn)到對生物群落的研究。

2 高標(biāo)準(zhǔn)基本農(nóng)田建設(shè)適宜性評價中生態(tài)位模型的應(yīng)用

在高標(biāo)準(zhǔn)基本農(nóng)田建設(shè)中，制約因素眾多，每個因素都有一個適宜范圍值。在適宜范圍內(nèi)，全部的環(huán)境組合狀態(tài)點(diǎn)形成關(guān)于高標(biāo)準(zhǔn)基本農(nóng)田的多維超體積生態(tài)位，所以采用多維超體積生態(tài)位模型來劃定廣東省高標(biāo)準(zhǔn)基本農(nóng)田的建設(shè)區(qū)域，并確定其建設(shè)內(nèi)容。

2.1 適宜性指標(biāo)體系與評價模型構(gòu)建

高標(biāo)準(zhǔn)基本農(nóng)田適宜性指標(biāo)體系是進(jìn)行適宜性分析的重要基礎(chǔ)，在構(gòu)建指標(biāo)體系的過程中應(yīng)遵循可量化、已獲得及可比性原則。適宜性指標(biāo)體系中應(yīng)包含內(nèi)部品質(zhì)及外部環(huán)境兩大類。內(nèi)部品質(zhì)可通過土壤的剖面構(gòu)型、有機(jī)質(zhì)含量、表土質(zhì)地及鹽漬化程度等指標(biāo)反映土地地力水平。而外部環(huán)境則可選擇灌溉、排水及田間道路等代表田間基礎(chǔ)設(shè)施水平的指標(biāo)反映外部耕作條件的優(yōu)劣。

在完成適宜性指標(biāo)體系構(gòu)建后，需建立高標(biāo)準(zhǔn)基本農(nóng)田適宜性評價模型。根據(jù)生態(tài)位相關(guān)理論可知，生態(tài)位大小取決于生態(tài)位寬度，生態(tài)位寬度代表的是區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)某種生態(tài)元和其他生態(tài)元的相對地位及作用，其計(jì)算可以采用Simpson模型：

式中，A為生態(tài)位寬度，Pj指標(biāo)體系中j指標(biāo)的比例。

2.2 確定障礙因素與建設(shè)內(nèi)容

在生態(tài)位理論中，“勢”和“態(tài)”是2個基本屬性，“勢”可理解為生態(tài)元發(fā)展的能力或趨勢，而“態(tài)”則可解釋為生態(tài)元發(fā)展的狀態(tài)。在高標(biāo)準(zhǔn)基本農(nóng)田建設(shè)中，其環(huán)境質(zhì)量組合狀態(tài)和理想值之間差距的大小就是“勢”的大小，它反映了高標(biāo)準(zhǔn)基本農(nóng)田未來建設(shè)的潛力，同時也反映了影響因素對于建設(shè)的限制程度，其計(jì)算方法如下：

式中，Xi為高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)因子勢，ai、Ak為研究區(qū)轉(zhuǎn)化面積，Xij、Xijopt為研究單元i、因素j的現(xiàn)實(shí)態(tài)與最適宜值。

式中，Xj，L為限制因素。

此外，還需要計(jì)算生態(tài)位重疊度，可用Pianka模型來求：

式中，Bαβ為α研究單元與β研究單元之間的生態(tài)重疊值，體現(xiàn)了影響因素區(qū)域的相似程度；Pαj、Pβj為α研究單元及β研究單元的Pj值。

2.3 數(shù)據(jù)處理

高標(biāo)準(zhǔn)基本農(nóng)田建設(shè)適宜性評價需要以廣東省土地利用總體規(guī)劃、土地整治規(guī)劃及耕地品質(zhì)等級等相關(guān)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)。然后按照高標(biāo)準(zhǔn)基本農(nóng)田建設(shè)規(guī)程中關(guān)于建設(shè)區(qū)域的具體要求，利用GIS技術(shù)進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)層的提取，進(jìn)行空間疊加，形成擬建單元。

2.4 適宜性評價

高標(biāo)準(zhǔn)基本農(nóng)田適宜性評價需經(jīng)過以下2個步驟：①構(gòu)建適宜性區(qū)域 將獲取的適宜性指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行極差標(biāo)準(zhǔn)化處理，后代入Simpson模型公式中計(jì)算出每個研究單元建設(shè)高標(biāo)準(zhǔn)基本農(nóng)田、內(nèi)部品質(zhì)及外部環(huán)境的生態(tài)位寬度，再求出三者的極差，極差大就表明高標(biāo)準(zhǔn)基本農(nóng)田建設(shè)影響因素存在區(qū)域差異性。最后以生態(tài)位寬度為基礎(chǔ)，通過Natural Breaks進(jìn)行適宜性區(qū)域的劃分。I級區(qū)域?yàn)闈M足建設(shè)條件的區(qū)域；Ⅱ級區(qū)域?yàn)樾枰约诱尉涂蓾M足建設(shè)條件的區(qū)域；Ⅲ級區(qū)域?yàn)楸仨氝M(jìn)行全面整治才能滿足建設(shè)條件的區(qū)域。②確定建設(shè)內(nèi)容 通過式（2）～（4）確定各區(qū)域中高標(biāo)準(zhǔn)基本農(nóng)田建設(shè)的障礙因素，從而確定建設(shè)的具體內(nèi)容。

3 廣東省高標(biāo)準(zhǔn)基本農(nóng)田建設(shè)內(nèi)容

在“十二五”規(guī)劃期間，廣東省國土資源廳和農(nóng)業(yè)廳頒布《廣東省高標(biāo)準(zhǔn)基本農(nóng)田建設(shè)規(guī)范》，對于高標(biāo)準(zhǔn)基本農(nóng)田建設(shè)的具體內(nèi)容進(jìn)行明確規(guī)定。在基于生態(tài)位模型進(jìn)行高標(biāo)準(zhǔn)基本農(nóng)田建設(shè)適宜性評價和確定建設(shè)內(nèi)容時，需結(jié)合評價結(jié)果與《廣東省高標(biāo)準(zhǔn)基本農(nóng)田建設(shè)規(guī)范》相關(guān)內(nèi)容。具體包括以下方面。

1）排水和灌溉工程建設(shè) 排水與灌溉使農(nóng)田具備更好的防旱、防澇、防鹽堿災(zāi)害的能力，從而實(shí)現(xiàn)農(nóng)田高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)，是保障農(nóng)田生態(tài)良好的重要手段。排水和灌溉工程建設(shè)應(yīng)包括水源、排水、輸水、泵站、噴微灌及輸配電等工程，目標(biāo)是構(gòu)建“旱能灌、澇能排、漬能降”的灌排體系。

2）田間道路建設(shè) 田間道路是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中耕作、物資運(yùn)輸及其他農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重要基礎(chǔ)設(shè)施，建設(shè)好田間道路才能使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)機(jī)械化，達(dá)到現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與經(jīng)營標(biāo)準(zhǔn)。天津道路主要包括田間道與生產(chǎn)路，田間道應(yīng)該保持3～6m路面寬度，而生產(chǎn)路寬度應(yīng)該在3m以下。

3）生態(tài)保持與防護(hù)工程建設(shè) 涵蓋岸坡防護(hù)、坡面防護(hù)、農(nóng)田林網(wǎng)及溝道治理等工程，結(jié)合防風(fēng)、防洪和防水土流失措施以達(dá)到維護(hù)農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)安全的目的。

4 結(jié)語

高標(biāo)準(zhǔn)基本農(nóng)田建設(shè)是促進(jìn)廣東省農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化建設(shè)的重要舉措，通過生態(tài)位模型進(jìn)行高標(biāo)準(zhǔn)基本農(nóng)田建設(shè)適宜性評價，為其整治和建設(shè)提供科學(xué)參考，實(shí)現(xiàn)高標(biāo)準(zhǔn)基本農(nóng)田建設(shè)的目標(biāo)。