摘要:以江西省林耕業(yè)為研究對象,選擇生物豐度指數(shù)、植被覆蓋指數(shù)、水網(wǎng)密度指數(shù)、土地退化指數(shù)、環(huán)境質量指數(shù)的環(huán)境表現(xiàn)指標與土壤坡度、海拔、質地、肥力、水源等土地資源指標為評價因子,利用變異系數(shù)法與GIS加權疊加對江西省林耕地適宜性分布進行綜合評價,并結合江西省農業(yè)區(qū)位商與土地類型的分析,將江西省農業(yè)空間格局整體劃分為三大區(qū)域:(Ⅰ)環(huán)鄱水域漁業(yè)及農業(yè)服務業(yè)區(qū);(Ⅱ)贛中平原農耕生產(chǎn)區(qū);(Ⅲ)贛西及東北部林業(yè)保護區(qū)。
關鍵詞:土地適宜性;區(qū)位商;土壤類型;農業(yè)發(fā)展格局;江西省
中圖分類號:F321.1 文獻標識碼:A 文章編號:0439-8114(2013)22-5634-05
土地適宜性是一種土地類型對特定用途的合適程度[1,2]。近年來,一些學者采用定性和定量分析相結合的方法,對土地適宜性與格局問題進行了研究[3-6]。江西是農業(yè)大省,與土地資源、環(huán)境關系最為密切的農業(yè)在經(jīng)濟體系中占有重要的戰(zhàn)略地位,但以江西省為研究區(qū)域的農業(yè)適宜性與格局分析的研究鮮見文獻報道。本研究以耕、林地適宜性評價分等為基礎,結合農業(yè)發(fā)展區(qū)位商與土壤類型,通過對研究區(qū)域的相關資料的收集和部分區(qū)域實地調查,對江西農業(yè)可持續(xù)發(fā)展格局進行了分析與探討。
1 數(shù)據(jù)來源
農業(yè)經(jīng)濟發(fā)展數(shù)據(jù)主要來源于《江西省統(tǒng)計年鑒》(2003~2006年);生態(tài)環(huán)境數(shù)據(jù)主要包括《江西環(huán)境統(tǒng)計年報》(2006年),江西省水利部門統(tǒng)計數(shù)據(jù)(2006年),江西省氣象局臺站監(jiān)測數(shù)據(jù)(2006年);江西省土壤資源數(shù)據(jù)主要包括1∶400萬土壤全N、全P、全K含量分布圖,1∶400萬土壤有機質含量分布圖,1∶400萬土壤質地分布圖,1∶400萬土壤類型分布圖,DEM數(shù)據(jù);農業(yè)經(jīng)濟發(fā)展及相關基礎數(shù)據(jù)。以上部分數(shù)據(jù)由國家科技基礎條件平臺建設項目——地球系統(tǒng)科學數(shù)據(jù)共享平臺(www.geodata.cn)提供。
2 研究方法
2.1 土地適宜性評價方法
2.1.1 指標選取及權重確定 指標選取一般需要以數(shù)量化表示,或是可以轉化為定量指標,并且有可獲取性(具有一定的現(xiàn)實統(tǒng)計基礎)、可比性、可測性(所選的因子必須在現(xiàn)實生活中是可以測量得到的或可通過科學方法聚合生成的)[7,8]。根據(jù)以上原則,并依據(jù)和參考FAO《土地評價綱要》、《江西省森林資源二類調查技術標準》和《縣級土地利用總體規(guī)劃編制規(guī)程》的規(guī)定,結合江西省植被歸一化指數(shù)(NDVI),根據(jù)林地、耕作地對評價等級的適宜性程度,限制性強度和生產(chǎn)能力的高低,從生態(tài)環(huán)境表現(xiàn)指標、土壤資源供給指標等方面選取指標因子。研究將江西省地區(qū)林地、耕作地適宜度分成四等,土壤資源供給主要考慮土壤肥力、有機質含量、N、P、K分布與地形坡度等對系統(tǒng)的影響;生態(tài)環(huán)境表現(xiàn)是依據(jù)國家環(huán)境保護部提供的方法進行定量評價。不同指標的貢獻大小不盡相同,研究采用變異系數(shù)法[9]確定指標權重,變異系數(shù)法計算公式為:
式中,Wj代表第j項指標的權重,Vj代表第j項指標的變異系數(shù),Yj代表第j項指標的平均值,m為指標個數(shù)。其次,在征求農業(yè)、環(huán)境保護及經(jīng)濟等領域有關學者意見確定各級指標權重。詳見表1所示。
2.1.2 加權疊加計算 加權疊加法是結合GIS的分析模型中常見的方法[10]。其原理就是基于圖層疊加的方法,將每個單因子的評價值與權重相乘,再累加求和。每個單因子矢量圖層都是從一個側面反映出農林適宜性狀況,結合指標因子權重,將不同因子圖層進行疊加運算,最終圖層即為農業(yè)土地適宜性等級圖。
2.2 農業(yè)經(jīng)濟格局研究方法
區(qū)位商法是空間分析中用以考察多種對象相對分布的一種方法,該指標是衡量某一區(qū)域要素的空間分布情況,反映某一產(chǎn)業(yè)部門的專業(yè)化程度,以及某一區(qū)域在高層次區(qū)域的地位和作用等。本研究中該指標是指一個地區(qū)特定部門的產(chǎn)值在該地區(qū)總產(chǎn)值中所占的比重,與該部門產(chǎn)值在區(qū)域總產(chǎn)值中所占比重的比率,區(qū)位商數(shù)值越大,該區(qū)域產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢越大[11]。區(qū)位商是空間分析中用來計算所考察的多種對象相對分布的方法,分析結果表現(xiàn)為一個相對份額指標值,即區(qū)位商值。具體計算方法如下:
式中,LQij表示i地區(qū)j產(chǎn)業(yè)的區(qū)位商;i表示第i個地區(qū);j表示第j個產(chǎn)業(yè);Lij表示第i個地區(qū)、第j個產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)出指標。
2.3 相對等級劃分
在計算出林耕土地適宜性與區(qū)位商之后,將其進行相對等級劃分。目前常見的分級方法有聚類分析法[12]等,本研究采用SPSS數(shù)理統(tǒng)計軟件對不同區(qū)域數(shù)值進行K-均值聚類分析法,根據(jù)K-均值聚類分析,將江西省農業(yè)和林業(yè)用地的適宜性與區(qū)位商分為四級(表2),不同適宜度農用耕地和林地的面積以及它們占本類土地總面積的比例情況見表3。
3 結果與分析
3.1 適宜性與區(qū)位商
由表3結果可知,江西省農地適宜性較高,林地適宜性Ⅲ、Ⅳ級與農地適宜性Ⅲ、Ⅳ級以上區(qū)域分別為58.5%與61.1%,農地適宜性與林地適宜性區(qū)域有部分重合。但從分布來看,贛中平原區(qū)土地的農業(yè)適宜性高于林業(yè)。環(huán)鄱陽湖區(qū)域由于人口密度大、污染重,環(huán)境表現(xiàn)力相對較低,這些影響到農業(yè)生產(chǎn)的安全性,導致環(huán)鄱區(qū)域耕作業(yè)等級較低。
不同適宜度農地和林地及其區(qū)位商的空間格局分異分別見圖1、圖2。由圖中可以看出,江西省耕作業(yè)土地適宜性與區(qū)位商發(fā)展相對較高的區(qū)域主要分布在贛中與贛東部分區(qū)域;林業(yè)土地適宜性與區(qū)位商發(fā)展相對較高的區(qū)域主要分布在贛西、贛南與贛東北部分區(qū)域,多數(shù)縣市耕作業(yè)區(qū)位商值集中于0.7~1.5之間,表明江西耕作業(yè)經(jīng)濟發(fā)展差異不大;而林業(yè)區(qū)位商值最高與最低間差異超過7倍以上,表明江西林業(yè)經(jīng)濟發(fā)展存在著較大的差異性。通過比較農業(yè)土地適宜性值與區(qū)位商值可以發(fā)現(xiàn),林業(yè)區(qū)位商達到Ⅲ級、Ⅳ級范圍值的縣域90%以上與土地適宜性值Ⅲ級、Ⅳ級范圍吻合;耕作業(yè)區(qū)位商達到Ⅲ級、Ⅳ級范圍值的縣域80%以上與土地適宜性值Ⅲ級、Ⅳ級范圍吻合。
3.2 土壤類型分析
依據(jù)江西省1∶400萬土壤類型分布圖分析發(fā)現(xiàn),土壤類型包括鐵鋁土、人為土、初育土3個土綱,主要為紅壤和水稻土,二者共占區(qū)域總面積的66.6%,而后依次是黃紅壤、黃壤、紫色土、石灰土、紅棕壤和黃褐土。通過對農業(yè)土地適宜性與土壤類型關系分析可以發(fā)現(xiàn),耕作地適宜性為Ⅳ級區(qū)域中占主要類型的是紅壤和水稻土,分別占江西總面積的17%和6%以上。紅壤是江西亞熱帶地帶性土壤,有機質積累較高;水稻土是經(jīng)長期淹水耕作、鐵錳還原淋溶和氧化淀積交替進行的人為土,是種植水稻等作物的重要土地資源[13]。林地適宜性Ⅳ級區(qū)域中紅壤、黃紅壤與黃壤為主,分別占到19.70%、6.36%和3.02%以上(表4)。黃壤主要形成于亞熱帶山地濕潤生物氣候條件,多分布在海拔700 m以上的地區(qū),黃紅壤是紅壤向黃壤過渡的一類土壤,在垂直帶譜上,它位于黃壤或黃棕壤之下,紅壤或棕紅壤之上,是構成江西省丘陵山地土壤垂直帶譜中的重要類型。
4 結論與討論
農業(yè)空間格局中不同類型的區(qū)域承擔著不同的主要功能,這樣可以有效避免各區(qū)域農業(yè)產(chǎn)業(yè)結構趨同以及區(qū)域內部產(chǎn)業(yè)的無序競爭。依據(jù)農業(yè)林耕適宜性、農業(yè)區(qū)位商、土壤類型等可以發(fā)現(xiàn),江西中部區(qū)域耕作業(yè)土地適宜性強,產(chǎn)值高,從自然環(huán)境來看,此區(qū)域處于高海拔山地與低海拔的鄱陽湖水域之間的中間地帶,平原多,可耕作面積廣,同時人口數(shù)量適中,工業(yè)污染低。由于耕作業(yè)是糧食安全的重要保障,對農業(yè)環(huán)境要求高,因此贛中區(qū)域可定位為農耕生產(chǎn)區(qū);贛西、贛東北及南部等縣市林業(yè)經(jīng)濟發(fā)展產(chǎn)值高,土地適宜性強,土地類型包括江西省大部分黃紅壤土,地形多是丘陵山地,一些地區(qū)處于水系源頭,因此以發(fā)展林業(yè)為主,降低水土流失,提高水土保持率,減少農業(yè)面源污染以及對水源的潛在威脅;江西環(huán)鄱陽湖地區(qū)域人口密度大、工業(yè)發(fā)達,污染相對較嚴重,但區(qū)內有豐富的湖泊資源,漁業(yè)產(chǎn)值高,經(jīng)濟較發(fā)達,因此環(huán)鄱漁業(yè)生產(chǎn)、新興的農業(yè)服務業(yè)和農業(yè)加工業(yè)的發(fā)展有很好的前景。本研究將江西省農業(yè)空間格局大致劃分為三大區(qū)域(圖3),圖中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分別代表劃分的3大典型農業(yè)空間格局。根據(jù)其地形及各區(qū)域特點可分為:(Ⅰ)環(huán)鄱水域漁業(yè)及農業(yè)服務業(yè)區(qū);(Ⅱ)贛中平原農耕生產(chǎn)區(qū);(Ⅲ)贛西及東北部林業(yè)保護區(qū)。
4.1 環(huán)鄱水域漁業(yè)生產(chǎn)與農業(yè)服務區(qū)
本區(qū)以鄱陽湖為中心,包括彭澤縣、湖口縣等在內共17個縣市,土地總面積占江西省的17.7%,人口占全省的25.8%,人口密度居首位。該區(qū)域水域面積廣,主要以中國第一大淡水湖——鄱陽湖為中心,其水域面積秋季平均約為2 377.3 km2[14]。本區(qū)域由于工業(yè)化發(fā)達,環(huán)境污染相對較嚴重,耕作業(yè)與林業(yè)土地適宜性與產(chǎn)值相對較低,因此圍繞環(huán)鄱陽湖區(qū)域的周邊可進行漁業(yè)生產(chǎn)、加工基地的布局;同時,本區(qū)域涵蓋鄱陽湖生態(tài)經(jīng)濟區(qū),處于全省的政治、經(jīng)濟、文化中心區(qū),有良好的技術、資金平臺,交通、運輸便利,有利于新興的農業(yè)服務業(yè)的發(fā)展??梢员緟^(qū)域為中心推進農產(chǎn)品產(chǎn)地批發(fā)市場、加工出口基地、物流配送分發(fā)中心、沿海大中城市銷地市場建設,執(zhí)行綠色通道政策,加快形成流通成本低、運行效率高的農產(chǎn)品營銷網(wǎng)絡,主要利用該網(wǎng)絡體系建成珠三角、長三角、閩東南地區(qū)的優(yōu)質農產(chǎn)品保障平臺,進行農產(chǎn)品流通服務。
4.2 贛中平原農牧生產(chǎn)區(qū)
本區(qū)包括奉新縣、高安市等在內共39個縣市,土地總面積占江西省的43.5%,人口占全省的42.9%,人均占有耕地面積水平在全省居最高,地形以平原為主,人口密度適中,耕作業(yè)土地適宜性高,擁有較高的耕作業(yè)區(qū)位商基礎。本區(qū)域主要任務是穩(wěn)定耕地和糧田面積,提高秸稈綜合利用率,發(fā)展畜牧養(yǎng)殖,增加農業(yè)循環(huán),通過調整作物結構與農耕產(chǎn)業(yè)布局,保持區(qū)域生態(tài)平衡,同時可大力推廣良種良法,實施優(yōu)質糧食產(chǎn)業(yè)工程,建設綠色糧食生產(chǎn)基地。
4.3 贛西及東北部林業(yè)保護區(qū)
本區(qū)位于贛西、東北與南部部分山地區(qū)域,包括婺源縣、修水縣等在內的共32個縣市,土地面積占江西省的38.9%,人口占全省的31.3%,森林面積占江西省總比例的54.8%。本區(qū)域多為丘陵山地資源,人口密度低,部分區(qū)域處于江西多條河流的發(fā)源地,包括多個生態(tài)功能保護區(qū),如贛江(章江)源、東江源、修河源等生態(tài)功能保護區(qū),因此區(qū)域主要任務是水土保持、水質保護和生物多樣性保護等;可利用丘陵山地優(yōu)勢,重點發(fā)展林木、果樹、油料、茶葉、中藥材等產(chǎn)業(yè),在積極實現(xiàn)對區(qū)域資源開發(fā)利用的同時,構建江西省環(huán)境保護體系。
本研究應用GIS軟件進行基于因子加權疊加的多目標林耕地適宜性評價與分析,根據(jù)環(huán)境、土地及經(jīng)濟等信息得出了整體江西省農業(yè)發(fā)展格局,農業(yè)格局分析了省內資源優(yōu)勢并調整區(qū)域之間的互補性,從而加強了農業(yè)的整體互動發(fā)展,本研究將江西省農業(yè)格局主要分為三大類型功能區(qū)域,提出了每一區(qū)域的主導功能和生態(tài)發(fā)展對策,對促進江西農業(yè)系統(tǒng)空間結構向著更合理的方向發(fā)展,推動江西農業(yè)更好更快地發(fā)展有一定的參考價值。
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(責任編輯 羅亞軍)