劉 妮，舒英格，2＊，李林潼

（1.貴州大學 資源與環(huán)境工程學院，貴州 貴陽550025；2.貴州大學 農(nóng)學院，貴州 貴陽550025）

農(nóng)業(yè)是國民經(jīng)濟發(fā)展的基礎產(chǎn)業(yè)[1]，在現(xiàn)代社會經(jīng)濟快速發(fā)展的大背景下，我國正處于傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)向現(xiàn)代農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)型的重要時期[2]。作為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的有效平臺，現(xiàn)代農(nóng)業(yè)園區(qū)發(fā)展興興向榮?，F(xiàn)代農(nóng)業(yè)園區(qū)是指依托現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技的發(fā)展方式轉(zhuǎn)變，實行規(guī)模化經(jīng)營和培育主導產(chǎn)業(yè)，提高農(nóng)業(yè)綜合生產(chǎn)能力和效益的可持續(xù)發(fā)展模式[3]。目前，有關園區(qū)的研究集中體現(xiàn)在現(xiàn)狀對策、建設發(fā)展與概念性規(guī)劃三方面，但對園區(qū)發(fā)展的核心資源—土地的重視和研究尚不夠。土地利用功能分區(qū)是土地資源合理配置的有效方式，科學合理的分區(qū)可以為土地利用的宏觀調(diào)控、土地利用結(jié)構(gòu)的優(yōu)化提供依據(jù)，并促進區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展[4]?，F(xiàn)有的農(nóng)業(yè)功能／土地利用區(qū)劃方法有星座圖法[5－6]、層次聚類分析法[7－12]、反規(guī)劃法[13]等，并取得了豐富成果，在確定主導產(chǎn)業(yè)的工作中發(fā)揮了重要作用。

功能群是把一系列對象歸為一個功能團體，使復雜的研究得以簡單化，實質(zhì)是把大數(shù)據(jù)樣本以一定標準和原則進行類似或相似功能的集群，之后以這些集群為單元，研究系統(tǒng)組成、結(jié)構(gòu)、功能、變化、調(diào)控等的簡化方法，且相同集群對相似的資源環(huán)境和干擾有相似的響應[14]，在生態(tài)學和環(huán)境科學的研究中已得到較好的應用[15－22]，排序是實現(xiàn)這一目標的重要手段之一[23]。功能分區(qū)與功能群的理念近似，都是依據(jù)主導因子對其功能進行劃分。然而目前未見排序分析法應用于現(xiàn)代農(nóng)業(yè)園區(qū)土地利用功能分區(qū)的報道。為完善土地利用分區(qū)方法，探索基于排序分析進行土地利用功能分區(qū)的科學方法，采用該方法對貴州省劍河縣南明鎮(zhèn)的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)園區(qū)土地進行功能分區(qū)，以期對該方法的應用提供理論依據(jù)。

1 研究區(qū)概況及研究方法

1.1 研究區(qū)概況

南明鎮(zhèn)位于貴州省劍河縣東北部（N 26.85°～26.98°，E 108.95°～109.15°），距縣城110km，東與天柱縣、北與三穗縣接壤，西與劍河縣觀么鄉(xiāng)、南與劍河縣敏洞鄉(xiāng)比鄰，國土面積約221km2。2013年該鎮(zhèn)耕地總面積880hm2，農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值4 602萬元，糧食總產(chǎn)量7 640t，牲畜存欄27 941頭，禽類存欄40 000只，肉類總產(chǎn)量3 144t，禽蛋產(chǎn)量100t，水產(chǎn)品產(chǎn)量44.3t，是一個典型的農(nóng)業(yè)大鎮(zhèn)。2013年該鎮(zhèn)總?cè)丝跀?shù)為23 920人（其中農(nóng)業(yè)人口22 536人，占全鎮(zhèn)人口的94.21%），以侗族和苗族為主的少數(shù)民族人口占全鎮(zhèn)總?cè)丝诘?9.8%。適宜的農(nóng)業(yè)氣候，濃郁的民族風情，豐富的旅游資源（大河壩、金巖洞等），給南明鎮(zhèn)創(chuàng)造了發(fā)展生態(tài)休閑現(xiàn)代農(nóng)業(yè)得天獨厚的條件。

1.2 分區(qū)指標的選擇與計算

現(xiàn)代農(nóng)業(yè)園區(qū)土地利用功能分區(qū)是功能分區(qū)與特征分區(qū)的集合。因此，指標的選擇要根據(jù)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的特點和人類活動的特征、土地利用情況等來確定。本研究通過專家決策與咨詢構(gòu)建了現(xiàn)代農(nóng)業(yè)園區(qū)土地利用功能分區(qū)指標，主要涉及土地利用結(jié)構(gòu)水平、土地利用產(chǎn)出水平、農(nóng)業(yè)社會經(jīng)濟、農(nóng)業(yè)科技和農(nóng)業(yè)生態(tài)五個方面，具體見表1。

1.3 數(shù)據(jù)來源與處理

考慮到分區(qū)指標數(shù)據(jù)獲取的難易程度及便于管理，以行政村作為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)園區(qū)土地利用功能分區(qū)的基本單元，根據(jù)南明鎮(zhèn)2013年政府工作報告和統(tǒng)計年鑒、劍河縣村級基本情況調(diào)查表，進行指標數(shù)據(jù)的收集與整理，分別得到22個行政村的相關指標數(shù)據(jù)，詳見表2。不同指標的數(shù)據(jù)具有不同的單位和量綱，為了消除數(shù)量級和量綱對評價結(jié)果的影響，首先需要對數(shù)據(jù)進行標準化處理，這里采取極差標準化的方法對數(shù)據(jù)進行標準化處理。極差標準化就是將各變量值減去最小值后除以全距，處理以后的變量值的范圍在0～1 之間，根據(jù)以下公式計算，由Excel2010軟件完成。

式中，xij為標準化后的指標，xik為原數(shù)據(jù)，代表第i村第k個指標。根據(jù)此公式，將所有指標值標準化。

1.4 園區(qū)土地利用功能分區(qū)

樣本單元的相關指標統(tǒng)計數(shù)據(jù)是土地利用分區(qū)研究中最基本的數(shù)據(jù)類型之一。通常，每個樣本單元包含多個指標的數(shù)量信息。這樣的原始數(shù)據(jù)通常用多元數(shù)據(jù)來表示，一般一行代表一個樣本單元，一列代表一個指標因子（表3）。通常通過樣本單元與指標因子的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)特征與他們之間的關系的研究展開土地利用分區(qū)工作。排序（ordination）的過程就是在一個可視化的低維空間（通常是二維）重新排列這些樣方，使得樣方之間的距離最大程度地反映出平面散點圖內(nèi)樣方之間的關系信息。排序是在判斷排序軸梯度長度的基礎上，采用冗余分析（Redundancy analysis，RDA）進行，由Canoco for Windows 4.5軟件完成；分區(qū)圖片的處理采用修正法和填充法，由corel draw 和GIS軟件共同完成。

表1 現(xiàn)代農(nóng)業(yè)園區(qū)土地利用功能分區(qū)指標體系Table 1 The index system of modern agriculture park land use functional zoning

2 結(jié)果與討論

2.1 影響土地利用功能分區(qū)的主導因子

應用Canoco（4.5）軟件完成RDA 排序，分別排序行政村與評價指標之間的關系，需要建立2個如下矩陣。矩陣1由劍河縣南明鎮(zhèn)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)園區(qū)中各行政村組成。矩陣2由園區(qū)中22個行政村的17個指標因子如土地墾殖率、園地面積比重、人口密度、森林覆蓋率等組成。再根據(jù)前兩軸作出相關系數(shù)表（表4）與二維排序圖（圖1）。在RDA 排序圖中，各劃分因子用箭頭表示，箭頭連線的長短表示行政村與劃分因子相關性的大小，線越長，說明相關性越大，反之則??；箭頭之間的夾角越大代表著劃分因子的相關性越小，夾角越小，相關性越大。連線與排序軸的角度表明功能區(qū)劃分因子與排序軸的相關性大小（Pearson相關），夾角越小，相關性越大[24]。由表4和圖1可知，在RDA 分析中，典范軸解釋了總變量的74.7%，其中第一軸Axis 1（可解釋42.17%的變量）中相關系數(shù)前三位分別為土地墾殖率（0.973 4）、人口密度（0.951 4）和建設用地面積比（0.878 8）；第二軸（可解釋25.3%的變量）中相關系數(shù)前三位分別為農(nóng)林牧漁業(yè)總產(chǎn)值（0.844 7）、土地利用率（0.789 5）和農(nóng)民人均純收入（0.665 4）。因此將建設用地面積比、土地利用率、農(nóng)林牧漁業(yè)總產(chǎn)值、人口密度、土地墾殖率、農(nóng)民人均純收入等6個因子作為園區(qū)土地利用功能分區(qū)的主導因子。篩選出的主導因子是園區(qū)生態(tài)、社會經(jīng)濟與土地利用程度不同方面的體現(xiàn)，能夠綜合全面的反映園區(qū)環(huán)境和現(xiàn)狀特點；而第三產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值、路網(wǎng)密度、設施農(nóng)業(yè)規(guī)模比重等因子影響較小，其原因可能是（鎮(zhèn)）村第三產(chǎn)業(yè)和設施農(nóng)業(yè)發(fā)展相對落后，通達性較差，主干道路較少，現(xiàn)狀數(shù)據(jù)多為0，這在一定程度上影響到系統(tǒng)聚類的結(jié)果。同時，該結(jié)果也表明RDA 排序分析方法能夠較好地反映研究區(qū)現(xiàn)狀，用于現(xiàn)代農(nóng)業(yè)園區(qū)土地利用功能分區(qū)具有科學性和可行性。

圖1 園區(qū)土地利用功能分區(qū)因子排序Fig.1 Ordering of factors of land－use function district of park

表4 軸相關系數(shù)矩陣Table 4 The correlation coefficient matrix of axis

2.2 現(xiàn)代農(nóng)業(yè)園區(qū)土地利用功能分區(qū)

2.2.1 功能分區(qū) 由選出的園區(qū)土地利用功能分區(qū)主導因子，結(jié)合主導因子在各個行政區(qū)的指標數(shù)據(jù)得到基于RDA 的行政村散點圖。在考慮分區(qū)后各功能區(qū)的行政體系完整性、實際情況和發(fā)展程度基礎上，對行政村散點圖進行功能區(qū)域劃分，其結(jié)果如圖2所示。

由圖2可見，各行政村在排序圖中的分布較為合理。其中南明鎮(zhèn)鎮(zhèn)政府所在的永興村，位于排序圖的最上方，獨立成Ⅰ區(qū)；勞動力和耕地資源較為豐富的平凡村、河口村和漂寨村形成區(qū)域Ⅱ；旅游、人文資源較為豐富的岑戈村、屯候村、小南村、凱寨村、孟優(yōu)村、大洋村和坪洋村等7個行政村組成區(qū)域Ⅲ；位于圖中左下部分的升洞村、楊柳村、坡王村、八十村、平珍村、大坪村、桂花村、臺沙村、高興村、中寨村和桂丹村等11個行政村構(gòu)成區(qū)域Ⅳ。具體功能分區(qū)行政圖見圖3。

圖2 基于RDA排序的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)園區(qū)土地利用功能分區(qū)Fig.2 The Land－use function district of modern agricultural park based on the RDA ordination

圖3 貴州省劍河縣南明鎮(zhèn)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)園區(qū)土地利用功能分區(qū)圖Fig.3 The land－use function district of modern agricultural park in Jianhe Nanming town of Guizhou

2.2.2 分區(qū)方案

根據(jù)分區(qū)結(jié)果，運用GIS 軟件，用不同顏色表示南明鎮(zhèn)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)園區(qū)劃分的各功能區(qū)。由圖3可見，整個園區(qū)被劃分為4個區(qū)。結(jié)合各區(qū)的社會經(jīng)濟、土地利用程度與生態(tài)環(huán)境等現(xiàn)狀條件，定為以下4個功能區(qū)：

1）綜合服務區(qū)（Ⅰ區(qū)）。該區(qū)包括南明鎮(zhèn)的永興村，國土面積共2 057.34hm2，占全鎮(zhèn)面積的9.14%。永興村為南明鎮(zhèn)政府所在地，基礎設施相對齊全，交通便利。綜合服務區(qū)毗鄰其他三大功能區(qū)，處于核心樞紐位置，可充分發(fā)揮其基礎配套服務的功能，亦方便園區(qū)的日常管理與經(jīng)營。該區(qū)未來的發(fā)展定位為打造富有鄉(xiāng)村特色的現(xiàn)代型服務區(qū)，主要的服務功能有游客接待（食、宿、購物、娛樂）、園區(qū)的管理辦公等。該區(qū)的發(fā)展應充分結(jié)合苗族、侗族少數(shù)民族特色（2013年該鎮(zhèn)少數(shù)民族人口占總?cè)丝诘?9.8%），打造民族特色農(nóng)家小院、苗／侗族主題酒店、購物集市、農(nóng)家風味小吃街等，開展農(nóng)家農(nóng)俗民俗的參與體驗型園區(qū)活動項目，為游客提供周全便利的服務、提供富有民族特色的餐飲、住宿及多樣化的農(nóng)家活動項目，以此樹立園區(qū)的特色和品牌。

2）農(nóng)業(yè)生產(chǎn)區(qū)（Ⅱ區(qū)）。該區(qū)包括平凡、河口和漂寨3個村，國土面積共1 210.88hm2，土地墾殖率高（11.29%）、人口密度較大（237人／km2）。豐富的勞動力資源和連片耕地布局，便于該區(qū)農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)發(fā)展和集中式規(guī)?；a(chǎn)與管理。該區(qū)功能主要為園區(qū)提供農(nóng)產(chǎn)品服務，輸送原材料和出口農(nóng)產(chǎn)品，為園區(qū)發(fā)展提供物質(zhì)保障，并能容納農(nóng)村社會勞動力就業(yè)；在進一步的規(guī)劃布局時，生產(chǎn)區(qū)的發(fā)展應布局在遠離游客活動密集的位置，形成封閉獨立的功能區(qū)域，以此防止游客對農(nóng)作物的破壞。

3）業(yè)區(qū)（Ⅲ區(qū)）。該區(qū)分布在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)區(qū)的周圍，包括屯候、凱寨、孟優(yōu)等共7 個村，國土面積8 936.69hm2，年農(nóng)業(yè)綜合產(chǎn)值最高，達269.29萬元。該區(qū)有六洞河穿孟優(yōu)、凱寨、大洋和坪洋4村而過，孟優(yōu)溪和小楠溪分布其中；小南村內(nèi)擁有仙人洞、空山龍壩雙鼻孔洞等溶洞群，有參天古樹映襯下的清朝石拱橋等旅游資源，良好的生態(tài)環(huán)境、充足的水資源，豐富的景觀資源為休閑農(nóng)業(yè)的發(fā)展提供了先決條件，奠定了功能方向基礎。該區(qū)在發(fā)展農(nóng)業(yè)（作物種植和水產(chǎn)養(yǎng)殖）的同時，應積極拓展園區(qū)觀光、度假等生態(tài)休閑功能，適時發(fā)展垂釣、花卉等休閑觀光型農(nóng)業(yè)，充分挖掘溶洞群等旅游資源和少數(shù)民族的人文環(huán)境資源潛力，使園區(qū)發(fā)展富有特色和吸引力，彰顯現(xiàn)代農(nóng)業(yè)園區(qū)多功能性特點。

4）生態(tài)農(nóng)牧區(qū)（Ⅳ區(qū)）。該區(qū)分布在南明鎮(zhèn)的東北角和西南角，國土面積10 298.61hm2，西南邊森林覆蓋率為77%，東北邊牧草地面積廣，占全鎮(zhèn)牧草地面積的58%。在未來的發(fā)展中應加大發(fā)展畜牧業(yè)、林下養(yǎng)殖業(yè)等生態(tài)產(chǎn)業(yè)，打造牧場參與性的農(nóng)業(yè)活動項目，如放牧、騎馬等，充分挖掘了林下經(jīng)濟，調(diào)動游客積極性，又助推當?shù)氐纳鐣?jīng)濟發(fā)展。

3 結(jié)論

將22個行政村劃分為綜合服務區(qū)、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)區(qū)、休閑農(nóng)業(yè)區(qū)和生態(tài)農(nóng)牧業(yè)區(qū)4類功能區(qū)，實質(zhì)是把大數(shù)據(jù)樣本按類似或相似功能進行集群的簡化方法，能夠有效預測和管理南明鎮(zhèn)土地利用與規(guī)劃。不同功能特性指示土地利用策略的不同角度與內(nèi)容具有相關性和獨立性。研究采用土地利用結(jié)構(gòu)水平、土地利用產(chǎn)出水平、農(nóng)業(yè)社會經(jīng)濟、農(nóng)業(yè)科技和農(nóng)業(yè)生態(tài)五個方面的因子進行土地利用功能分區(qū)，更有助于了解不同土地利用功能之間的差異性。功能分區(qū)結(jié)果與實地狀況相吻合，說明具有可行性和適用性。人口密度、土地利用率、農(nóng)林牧漁業(yè)總產(chǎn)值、土地墾殖率等因子對主導功能分區(qū)具有指示作用，以其作為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)園區(qū)土地利用功能分區(qū)因子可提高準確性和可預見性，利于找到主要矛盾?？梢?，本研究提供了劍河縣南明鎮(zhèn)土地利用功能分區(qū)特性因子選擇和類型劃分的基礎，以功能區(qū)為單位來指導土地規(guī)劃與利用為今后的理論研究和土地資源管理奠定了堅實基礎，以便較好地發(fā)揮土地的生態(tài)功能和經(jīng)濟功能。該方法在篩選分析指標的同時，避免減少信息損失，能夠?qū)Y料進行全面分析。本研究試圖將功能群的概念引入到現(xiàn)代農(nóng)業(yè)園區(qū)土地利用功能分區(qū)中，對土地利用功能分區(qū)的方法進行完善。研究結(jié)果表明，通過系統(tǒng)聚類的結(jié)果與現(xiàn)代農(nóng)業(yè)園區(qū)土地利用現(xiàn)狀相符，說明RDA 排序的方法適用于功能分區(qū)，該方法給予了農(nóng)業(yè)園區(qū)土地利用規(guī)劃工作有益補充。

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