劉慧芳，畢如田

(1.山西農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院，晉中 030801； 2.南京農(nóng)業(yè)大學(xué)公共管理學(xué)院，江蘇南京 210095)

·農(nóng)業(yè)區(qū)劃·

基于物-場(chǎng)模型的基本農(nóng)田劃定合理性評(píng)價(jià)*

劉慧芳1， 2，畢如田1※

(1.山西農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院，晉中 030801； 2.南京農(nóng)業(yè)大學(xué)公共管理學(xué)院，江蘇南京 210095)

[目的]永久性基本農(nóng)田劃定是穩(wěn)定耕地面積，控制建設(shè)用地?zé)o限制擴(kuò)張的重要手段。[方法]文章以物-場(chǎng)模型為基礎(chǔ)，將基本農(nóng)田劃定產(chǎn)生的影響理解為基本農(nóng)田保護(hù)區(qū)劃定、基本農(nóng)田功能要素以及基本農(nóng)田保護(hù)區(qū)影響場(chǎng)三要素有機(jī)組合所形成的系統(tǒng)效應(yīng)或功能。并借鑒空間相互作用的引力模型，構(gòu)建了包含基本農(nóng)田劃定適宜性、基本農(nóng)田功能要素協(xié)調(diào)性以及距離系數(shù)的基本農(nóng)田劃定合理性評(píng)價(jià)模型。[結(jié)果]選取澤州縣新一輪基本農(nóng)田保護(hù)區(qū)為研究區(qū)域，對(duì)其保護(hù)區(qū)劃定合理性進(jìn)行評(píng)價(jià)，并依據(jù)評(píng)價(jià)結(jié)果劃分為高度合理區(qū)、中度合理區(qū)、一般合理區(qū)、較不合理區(qū)和不合理區(qū)，并提出相應(yīng)管理措施。通過(guò)定量化分析，澤州縣基本農(nóng)田劃定合理區(qū)域占總面積的82%，保護(hù)區(qū)劃定較為合理。[結(jié)論]該研究結(jié)果可為管理決策部門進(jìn)行基本農(nóng)田保護(hù)區(qū)空間布局合理性評(píng)價(jià)、為合理安排基本農(nóng)田生產(chǎn)、生態(tài)等功能、基本農(nóng)田布局調(diào)整提供依據(jù)。

物-場(chǎng)模型 基本農(nóng)田 劃定 合理性 澤州縣

0 引言

永久基本農(nóng)田劃定是我國(guó)實(shí)施糧食安全戰(zhàn)略、推進(jìn)農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、保障農(nóng)民利益的重要手段。從理論層面要求永久性基本農(nóng)田劃定按照劃足、劃優(yōu)和劃實(shí)的原則，根據(jù)人口和社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)農(nóng)產(chǎn)品的需求確定基本農(nóng)田的數(shù)量指標(biāo)，依據(jù)區(qū)域農(nóng)用地分等定級(jí)評(píng)價(jià)結(jié)果確定基本農(nóng)田質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。劃定對(duì)象主要選擇地塊集中連片、設(shè)施配套、高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)，生態(tài)良好，且具有整治潛力。但在實(shí)際基本農(nóng)田劃定工作中，以次充好，以劣補(bǔ)優(yōu)、以遠(yuǎn)代近等問(wèn)題在多地頻頻出現(xiàn)，因此，如何科學(xué)地評(píng)估基本農(nóng)田劃定的合理性，為基本農(nóng)田建設(shè)提供科學(xué)依據(jù)，是一個(gè)值得深入研究的問(wèn)題。國(guó)內(nèi)學(xué)者對(duì)基本農(nóng)田劃定進(jìn)行了大量研究，如汪曉燕[1]等從耕地自然質(zhì)量、利用條件、空間形態(tài)、生態(tài)安全4個(gè)方面構(gòu)建耕地質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)體系，借助GIS手段，基于耕地綜合質(zhì)量劃定貴溪市基本農(nóng)田； 郭貝貝[2]等基于農(nóng)業(yè)自然風(fēng)險(xiǎn)綜合評(píng)價(jià)完成高標(biāo)準(zhǔn)基本農(nóng)田建設(shè)區(qū)劃定工作； 任艷敏[3]等重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)耕地生態(tài)質(zhì)量，構(gòu)建耕地劃入基本農(nóng)田的指標(biāo)體系，提出基本農(nóng)田劃定方法。另外，楊緒紅等[4]構(gòu)建兼顧耕地?cái)?shù)量與質(zhì)量的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，對(duì)廣東省龍門縣基本農(nóng)田調(diào)整劃定方案的合理性進(jìn)行評(píng)價(jià)研究； 聶艷[5]、王新盼[6]等也分別從綜合評(píng)價(jià)和空間聚類以及多因素綜合評(píng)價(jià)和逐級(jí)修正相結(jié)合等方面討論了基本農(nóng)田劃定方法。但現(xiàn)有的研究只限于基本農(nóng)田自然條件選擇，沒(méi)有深入分析基本農(nóng)田保護(hù)與耕地功能的相互作用關(guān)系。鑒于此，文章認(rèn)為基本農(nóng)田劃定不僅取決于耕地自然條件，還取決于耕地功能的協(xié)調(diào)發(fā)展，并借助物-場(chǎng)模型理論與方法分析基本農(nóng)田的自然適宜性與功能協(xié)調(diào)性，進(jìn)而對(duì)調(diào)整劃后的方案進(jìn)行評(píng)價(jià)，以期為科學(xué)評(píng)判基本農(nóng)田保護(hù)方案提供理論依據(jù)和方法支撐。

1 研究方法

1.1 物-場(chǎng)模型構(gòu)建與分析

物-場(chǎng)模型可視為一個(gè)基本系統(tǒng)功能，分解為物質(zhì)1、物質(zhì)2、場(chǎng)3個(gè)基本元素，物質(zhì)所指范圍較廣，可表示社會(huì)組織、社會(huì)環(huán)境、技術(shù)系統(tǒng)等； 場(chǎng)表示物質(zhì)之間的相互作用，用于連接物質(zhì)[7]； 功能是指系統(tǒng)通過(guò)三要素協(xié)作所產(chǎn)生的效應(yīng)。基本農(nóng)田劃定的影響主要是指反映基本農(nóng)田保護(hù)對(duì)耕地的自然條件和功能協(xié)調(diào)發(fā)展所產(chǎn)生的積極影響，因此該文借鑒物-場(chǎng)模型評(píng)估基本農(nóng)田劃定合理性，闡釋基本農(nóng)田保護(hù)與耕地自然條件及耕地功能之間的相互作用關(guān)系。

1.1.1 物-場(chǎng)模型的構(gòu)建

將基本農(nóng)田保護(hù)區(qū)與其周圍經(jīng)濟(jì)社會(huì)生態(tài)環(huán)境看作一個(gè)系統(tǒng)，基本農(nóng)田劃定后產(chǎn)生的系統(tǒng)效應(yīng)，不僅取決基本農(nóng)田劃定對(duì)耕地自然條件的要求，也取決于周圍社會(huì)發(fā)展要求基本農(nóng)田應(yīng)具備的多功能，及它們之間的相互作用關(guān)系。結(jié)合物-場(chǎng)模型，可以將基本農(nóng)田劃定物-場(chǎng)模型理解為基本農(nóng)田劃定(執(zhí)行物)、基本農(nóng)田功能要素影響(接受物)以及它們之間所形成的影響場(chǎng)(兩者之間的相互作用關(guān)系)三要素有機(jī)組合形成的系統(tǒng)效應(yīng)或功能，如圖1所示。

圖1 基本農(nóng)田劃定影響物-場(chǎng)模型

1.1.2 物-場(chǎng)模型分析

永久基本農(nóng)田劃定工作重點(diǎn)是將城鎮(zhèn)周邊、交通沿線現(xiàn)有易被占用的優(yōu)質(zhì)耕地及高標(biāo)準(zhǔn)基本農(nóng)田優(yōu)先劃為永久基本農(nóng)田，確保耕地實(shí)際面積的穩(wěn)定和國(guó)家糧食生產(chǎn)安全。永久基本農(nóng)田劃定影響的對(duì)象是指永久基本農(nóng)田保護(hù)會(huì)對(duì)耕地自然條件和耕地功能產(chǎn)生影響。耕地自然條件是確定基本農(nóng)田布局的基礎(chǔ)條件，因此，選取地形坡度、土壤有機(jī)質(zhì)、土壤有效土層、耕地灌溉保證和耕地連片度等5個(gè)評(píng)價(jià)因子作為評(píng)價(jià)指標(biāo)。地形坡度又可稱耕地坡度，耕地坡度的大小影響著土壤水土流失的多少，可間接影響基本農(nóng)田的生產(chǎn)、生態(tài)等功能； 土壤有機(jī)質(zhì)是指存在于土壤中的所含碳的有機(jī)物質(zhì)，對(duì)土壤肥力、環(huán)境保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展有著重要的意義[8]； 土壤有效土層是指能生長(zhǎng)植物的實(shí)際土層厚度，土層越厚，土壤肥力越肥沃，生產(chǎn)功能越強(qiáng)； 耕地灌溉率是指農(nóng)田在用水量方面的保證率，耕地在灌溉保證情況下，生產(chǎn)潛力得到提高； 耕地連片度是指基本農(nóng)田大面積的集中，土地規(guī)模集中便于生產(chǎn)者高效耕作。

耕地功能要素協(xié)調(diào)性是指基本農(nóng)田保護(hù)促進(jìn)耕地功能系統(tǒng)整體和諧有序發(fā)展[9]。通過(guò)文獻(xiàn)查詢和實(shí)地調(diào)研，選取基本農(nóng)田的生產(chǎn)功能、生態(tài)功能、景觀功能和社會(huì)服務(wù)功能4個(gè)評(píng)價(jià)因子作為評(píng)價(jià)指標(biāo)[10-11]。其中生產(chǎn)功能體現(xiàn)在基本農(nóng)田是人類賴以生存的基礎(chǔ)，為人類提供農(nóng)產(chǎn)品，對(duì)國(guó)家糧食安全和農(nóng)民生活有很大的重要性； 生態(tài)功能體現(xiàn)在基本農(nóng)田通過(guò)自然代謝，對(duì)人類活動(dòng)產(chǎn)生的廢棄物和污染物予以凈化，降解，吸收，并以新的形式返回自然環(huán)境中； 景觀功能體現(xiàn)在基本農(nóng)田是一種景觀文化載體，是農(nóng)業(yè)文明史的見(jiàn)證，往往與周圍景觀相結(jié)合形成流暢的景觀序列，營(yíng)造出獨(dú)特的視覺(jué)美感，展現(xiàn)其獨(dú)有的景觀文化； 社會(huì)服務(wù)功能體現(xiàn)在基本農(nóng)田是人類未來(lái)可持續(xù)發(fā)展的必要，具有很巨大的存在價(jià)值[12]?；巨r(nóng)田劃定影響場(chǎng)是基本農(nóng)田劃定與基本農(nóng)田敏感要素之間相互作用的形式，是由基本農(nóng)田空間布局所產(chǎn)生的一種影響輻射場(chǎng)，具有距離衰減作用的特征[7]。

1.2 模型構(gòu)建

基本農(nóng)田劃定合理性是對(duì)基本農(nóng)田保護(hù)區(qū)劃的一種定量評(píng)價(jià)。依據(jù)物-場(chǎng)模型，將基本農(nóng)田劃定合理性看作是基本農(nóng)田劃定適宜性及基本農(nóng)田功能要素協(xié)調(diào)性之間的相互作用程度。采用空間相互作用的引力模型，基本農(nóng)田劃定與耕地功能要素影響之間的相互作用程度，即基本農(nóng)田劃定合理性程度，定義為基本農(nóng)田劃定適宜性、基本農(nóng)田功能協(xié)調(diào)性、距離系數(shù)三者的積。因此，考慮單一功能要素的基本農(nóng)田劃定合理性影響程度可以定義為：

Iij=αi·βij·γij

(1)

式中Iij為只考慮j功能要素的第i區(qū)域基本農(nóng)田劃定合理性程度；αi為第i基本農(nóng)田劃定適宜性；βij為第i區(qū)域基本農(nóng)田保護(hù)區(qū)周圍j功能要素協(xié)調(diào)性；γij為第i區(qū)域基本農(nóng)田區(qū)對(duì)j功能要素的作用距離系數(shù)。由于基本農(nóng)田保護(hù)區(qū)功能要素比較多，所以基本農(nóng)田劃定合理性程度是基本農(nóng)田劃定對(duì)多個(gè)基本農(nóng)田功能要素的影響相互疊加的結(jié)果。因而，考慮多種功能要素的基本農(nóng)田劃定合理性程度可以定義為：

(2)

式中，Iij為考慮多種功能要素的第i區(qū)域基本農(nóng)田劃定合理性程度；n為功能要素?cái)?shù)量。考慮多功能要素的基本農(nóng)田劃定合理性程度。Iij值越大，基本農(nóng)田劃定合理性越高。

1.2.1 基本農(nóng)田劃定適宜性

根據(jù)基本農(nóng)田布局特征，遵循代表性、可獲取性等原則選取指標(biāo)，選取地形坡度、土壤有機(jī)質(zhì)、土壤有效土層、耕地灌溉保證和耕地連片度等5個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)，建立基本農(nóng)田劃定適宜性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。首先利用層次分析法[13]來(lái)確定指標(biāo)權(quán)重，具體步驟如下所述。

表1 評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重判斷矩陣

地形坡度土壤有機(jī)質(zhì)土壤有效土層耕地灌溉保證耕地連片度地形坡度10000333200003334000土壤有機(jī)質(zhì)30001000400010006000土壤有效土層05000250100002503000土壤灌溉保證30001000400010006000耕地連片度02500167033301671000

表2 評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重系數(shù)

表3 基本農(nóng)田劃定適宜性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

(1)構(gòu)造判斷矩陣，如表1。

(2)計(jì)算權(quán)重，將判斷矩陣各行向量進(jìn)行幾何平均，均一化，得到的行向量即權(quán)重向量。計(jì)算結(jié)果如表2。

(3)一致性檢驗(yàn)

①計(jì)算判斷矩陣的最大特征根。

②求取一致性指標(biāo)

CI=(λmax-N)/N-1=0.019

查看平均隨機(jī)一致指標(biāo)RI值表得到RI=1.12

③求取隨機(jī)一致性比率

CR=CI/RI=0.017<0.1

一致性檢驗(yàn)表明判斷矩陣表1有令人滿意的一致性，各評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重合理。

然后借鑒以往研究成果和咨詢專家意見(jiàn)給各指標(biāo)賦值，如表3所示，利用綜合評(píng)價(jià)模型，基本農(nóng)田劃定適宜性計(jì)算公式為：

(3)

式中 αi為第i基本農(nóng)田劃定適宜程度； αik為第i基本農(nóng)田保護(hù)區(qū)第k個(gè)因子適宜程度評(píng)價(jià)指標(biāo)值； ωk為k個(gè)因子適宜程度評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重。

表4 功能要素的權(quán)重系數(shù)和類型

功能要素類別權(quán)重系數(shù)功能類型類型賦值生產(chǎn)功能0564農(nóng)產(chǎn)品供給3輕工業(yè)原料2出口貿(mào)易1生態(tài)功能0263保持土壤肥力3涵養(yǎng)水源2調(diào)節(jié)氣候1景觀功能0118教育功能2休閑觀光1社會(huì)服務(wù)功能0055用地儲(chǔ)備2綠色隔離帶1

圖2 空間相互作用關(guān)系的無(wú)差異帶模型

1.2.2 基本農(nóng)田功能要素協(xié)調(diào)性

基本農(nóng)田功能協(xié)調(diào)性是基本農(nóng)田劃定對(duì)基本農(nóng)田功能要素影響的定量評(píng)價(jià)。根據(jù)上述理論分析，選取生產(chǎn)功能、生態(tài)功能、景觀功能、社會(huì)服務(wù)功能為基本農(nóng)田功能要素類型，通過(guò)距離人口集中的鄉(xiāng)鎮(zhèn)中心遠(yuǎn)近劃分不同功能要素類型等級(jí)，最后利用層次分析法和賦值法來(lái)確定各功能的功能權(quán)重系數(shù)和功能等級(jí)，具體如表4所示。

因此，某一基本農(nóng)田功能影響程度定義為功能權(quán)重系數(shù)與功能等級(jí)的乘積，即：

βij=βj·gjk

(4)

式中βij為第i區(qū)域基本農(nóng)田第j功能要素協(xié)調(diào)系數(shù)；βj為第j功能要素權(quán)重系數(shù)；gjk為第j功能要素第k功能等級(jí)值?；巨r(nóng)田功能要素?cái)?shù)量為4個(gè)，即公式(2)中n取值為4。

1.2.3 距離系數(shù)

距離系數(shù)是對(duì)基本農(nóng)田劃定與基本農(nóng)田影響要素空間相互作用關(guān)系的定量評(píng)價(jià)。根據(jù)空間相互作用的距離衰減法則，距離相近事物之間關(guān)聯(lián)性高于距離較遠(yuǎn)的事物[14]。根據(jù)基本農(nóng)田劃定影響與基本農(nóng)田功能要素相互作用關(guān)系特征，該文采用無(wú)差異帶模型來(lái)模擬基本農(nóng)田劃定影響與基本農(nóng)田功能要素之間的空間相互作用關(guān)系，即基本農(nóng)田劃定對(duì)作用半徑內(nèi)的基本農(nóng)田功能要素具有相同的影響力，而對(duì)作用半徑外的基本農(nóng)田敏感要素的影響力隨距離遞減，超出最大作用半徑范圍無(wú)影響力，如圖2所示。在基本農(nóng)田劃定產(chǎn)生的影響隨距離遞減而遞減，采用引力模型，設(shè)距離系數(shù)和距離的平方成反比，假設(shè)基本農(nóng)田保護(hù)區(qū)i對(duì)功能要素j的最近作用半徑為dij，即基本農(nóng)田保護(hù)區(qū)d1范圍內(nèi)的功能要素影響力相同，而對(duì)d2范圍之外的功能要素?zé)o影響力，則距離系數(shù)γij的計(jì)算方法如公式(5)所示。

(5)

2 實(shí)證研究

2.1 研究區(qū)概況

澤州縣位于山西省東南端，北緯35°12′～35°42′，東經(jīng)112°31′～113°14′，國(guó)土面積2023km2，其中丘陵和山地占90%。全縣轄17個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)， 635個(gè)行政村， 2013年總?cè)丝?9.42萬(wàn)人，地區(qū)生產(chǎn)總值218.5億元，耕地面積6.46萬(wàn)hm2，基本農(nóng)田面積為5.58萬(wàn)hm2，獨(dú)立工礦用地1750.14hm2，農(nóng)村居民點(diǎn)8266.70hm2。澤州縣是山西省重點(diǎn)商品糧食生產(chǎn)基地，也是著名的煤鐵之鄉(xiāng)，經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展均處于全省前列。近年來(lái)，由于澤州縣工礦業(yè)發(fā)展，占用及破壞大量?jī)?yōu)質(zhì)耕地和基本農(nóng)田，工礦業(yè)發(fā)展與基本農(nóng)田保護(hù)矛盾加劇，影響區(qū)域耕地面積穩(wěn)定與糧食綜合生產(chǎn)能力。

2.2 評(píng)價(jià)單元

考慮到縣級(jí)基本農(nóng)田保護(hù)規(guī)劃是落實(shí)縣級(jí)以上土地規(guī)劃與管理的主要依據(jù)，以及基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的可獲性及成果應(yīng)用性，該研究選取山西省澤州縣為研究區(qū)域，以2013年澤州縣基本農(nóng)田分布圖為工作地圖，以耕地圖斑為評(píng)價(jià)單元，最終劃定評(píng)價(jià)單元共有1.1502萬(wàn)個(gè)圖斑。

2.3 數(shù)據(jù)來(lái)源與評(píng)價(jià)過(guò)程

2.3.1 數(shù)據(jù)來(lái)源

圖件主要為2013年澤州縣基本農(nóng)田分布圖， 2004年澤州縣土壤圖及2013年澤州縣土地利用現(xiàn)狀圖； 社會(huì)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)來(lái)源于澤州縣統(tǒng)計(jì)年鑒(2013)及2015年7～8月研究區(qū)實(shí)地調(diào)研； 自然生態(tài)數(shù)據(jù)來(lái)源于澤州縣生態(tài)功能區(qū)報(bào)告； 其他數(shù)據(jù)來(lái)源于文獻(xiàn)[15]。

圖3 澤州縣行政區(qū)劃

圖4 數(shù)據(jù)處理過(guò)程

2.3.2 數(shù)據(jù)處理過(guò)程

首先，采用層次分析法確定評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重，然后根據(jù)專家咨詢法確定評(píng)價(jià)指標(biāo)的賦值。利用已生成的澤州縣基本農(nóng)田分布圖導(dǎo)出數(shù)據(jù)，在Excel表格中對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。根據(jù)耕地相關(guān)數(shù)據(jù)獲得澤州縣17個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)基本農(nóng)田劃定適宜性各指標(biāo)取值，采用公式(3)計(jì)算出各鄉(xiāng)鎮(zhèn)基本農(nóng)田劃定適宜性評(píng)估值； 根據(jù)公式(4)可計(jì)算基本農(nóng)田功能要素功能協(xié)調(diào)性評(píng)價(jià)值。采用ArcGIS空間分析中鄰近距離(generate near table)分析基本農(nóng)田對(duì)功能要素最近作用距離dij。根據(jù)當(dāng)?shù)卣{(diào)研，認(rèn)為基本農(nóng)田保護(hù)區(qū)1km范圍之內(nèi)對(duì)其功能要素有很大的影響， 5km之外影響很小很小，可以視影響為無(wú)，因此， 1km范圍內(nèi)功能要素影響是相同的，即d1等于1，d2等于5； 根據(jù)公式(5)計(jì)算基本農(nóng)田到基本農(nóng)田功能要素的距離系數(shù)； 最后根據(jù)公式(2)計(jì)算出澤州縣基本農(nóng)田劃定合理性程度值。最后，返回ArcGIS 10.0軟件中，將已經(jīng)處理好的數(shù)據(jù)與澤州縣基本農(nóng)田現(xiàn)狀圖進(jìn)行關(guān)聯(lián)，把結(jié)論數(shù)據(jù)顯現(xiàn)在現(xiàn)狀圖上。

2.4 評(píng)價(jià)結(jié)果與分析

2.4.1 基本農(nóng)田劃定適宜性分析

根據(jù)基本農(nóng)田劃定適宜性評(píng)價(jià)模型計(jì)算得出澤州縣基本農(nóng)田劃定適宜性指標(biāo)值，其中最小值為0.229,最大值為0.848,平均適宜性指數(shù)為0.49，總體看來(lái)，基本農(nóng)田劃定適宜性中等。基于組內(nèi)相似原理，利用Arcgis中自然斷裂法，對(duì)適宜性指數(shù)劃分為5個(gè)區(qū)間，其中從低到高的分值區(qū)間對(duì)應(yīng)的面積分別為1.954 047萬(wàn)hm2， 2.236 441萬(wàn)hm2， 3.314 711萬(wàn)hm2， 0.351 275萬(wàn)hm2， 0.687 304萬(wàn)hm2，分別占基本農(nóng)田總面積的22.57%， 26.18%， 38.80%， 4.11%， 8.04%。適宜性指數(shù)較高的區(qū)域主要集中在澤州縣中部，因?yàn)樵搮^(qū)域地勢(shì)較平坦，水資源較豐富，便于灌溉。適宜性指數(shù)較低的區(qū)域集中在西南部，主要限于耕地坡度較大，灌排設(shè)施不完善等方面，如圖5所示。

2.4.2 基本農(nóng)田功能要素協(xié)調(diào)性分析

根據(jù)基本農(nóng)田功能要素協(xié)調(diào)性評(píng)價(jià)模型，計(jì)算澤州縣基本農(nóng)田功能要素協(xié)調(diào)性指數(shù)值，其中最小值為1.336,最大值為2.907,平均值為2.267,總體上功能要素協(xié)調(diào)性較高。采用自然斷裂法，將協(xié)調(diào)性指數(shù)從低到高分為5個(gè)區(qū)間，各分值區(qū)間對(duì)應(yīng)的面積分為0.106 301萬(wàn)hm2， 0.537 420萬(wàn)hm2， 3.032 177萬(wàn)hm2， 3.277 407萬(wàn)hm2， 1.575 504萬(wàn)hm2，分別占面積的1.25%， 6.30%， 35.55%， 38.43%， 18.47%。協(xié)調(diào)性指數(shù)高的主要分布在澤州縣西北部及西南部，這些地區(qū)耕地面積大，但地形條件較差，隨著基本農(nóng)田保護(hù)措施的實(shí)施，極大促進(jìn)了耕地生產(chǎn)與周圍社會(huì)環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展。協(xié)調(diào)性指數(shù)低的區(qū)域分布比較零散，主要由于耕地規(guī)模較小，對(duì)周圍社會(huì)環(huán)境的影響力較弱，表現(xiàn)為該基本農(nóng)田保護(hù)區(qū)功能要素不協(xié)調(diào)。見(jiàn)圖6。

表5 基本農(nóng)田劃定合理性評(píng)估結(jié)果

合理區(qū)合理性程度分布面積(萬(wàn)hm2)占基本農(nóng)田面積(%)高度合理區(qū)3379～491812344332554中度合理區(qū)0995～337914732003048一般合理區(qū)0331～099512552172597較不合理區(qū)0100～033107511001554不合理區(qū)0000～01000119383247

圖5 澤州縣基本農(nóng)田劃定適宜性數(shù)值分布

圖6 澤州縣基本農(nóng)田功能協(xié)調(diào)性數(shù)值分布 圖7 澤州縣基本農(nóng)田劃定合理等級(jí)分布

2.4.3 基本農(nóng)田劃定合理性分析

通過(guò)綜合計(jì)算基本農(nóng)田劃定適宜性和基本農(nóng)田功能協(xié)調(diào)性評(píng)價(jià)值，得出基本農(nóng)田劃定合理性評(píng)估值，根據(jù)自然斷裂法，分為五級(jí)，即高度合理區(qū)、中度合理區(qū)、一般合理區(qū)、較不合理區(qū)和不合理區(qū)，(表5，圖7)。

高度合理區(qū)，該類型地塊表現(xiàn)在其本身自然條件要素影響和其功能要素影響相互作用好的情況下，地形平坦，土壤有機(jī)質(zhì)含量高于30g/kg，土壤有效土層高于100cm，耕地灌溉保證高于50%，地塊自然連片度高于90%，其農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量高，地塊土壤肥力高陽(yáng)光充足，基本農(nóng)田相對(duì)集中分布，具有觀賞旅游價(jià)值，由于耕地歷史悠久，具有傳承價(jià)值。該類型基本農(nóng)田面積約為1.234 433萬(wàn)hm2，占該研究區(qū)域耕地總面積的25.54%，主要分布在北義村鎮(zhèn)、高都鎮(zhèn)、柳樹(shù)口鎮(zhèn)、山河鎮(zhèn)和南嶺鄉(xiāng)5個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)。該區(qū)域的主要管理措施：在保護(hù)基本農(nóng)田的情況下，對(duì)現(xiàn)有農(nóng)田的自然條件與區(qū)位優(yōu)勢(shì)的合理利用。同時(shí)，政府要做到政策的合理制定與有效實(shí)施，加大對(duì)農(nóng)產(chǎn)業(yè)的資金投入，從而推動(dòng)農(nóng)民積極性的提升，為農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化做出貢獻(xiàn)，在提高經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)要保證可持續(xù)發(fā)展。

中度合理區(qū)，該類型地塊表現(xiàn)在其自然條件要素影響和其功能要素影響相互作用較好的情況下，地形坡度在2～5°之間，土壤有機(jī)質(zhì)含量在25～30g/kg之間，土壤有效土層在70～100cm，耕地灌溉保證在40%～50%之間，地塊自然連片度在70%～90%之間，其農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量較高，出口貿(mào)易較好，生態(tài)功能較好。該類型基本農(nóng)田面積約為1.473 200萬(wàn)hm2，占該研究區(qū)域耕地總面積的30.48%，主要分布在川底鄉(xiāng)、南村鎮(zhèn)、犁川鎮(zhèn)、大陽(yáng)鎮(zhèn)、下村鎮(zhèn)和大東溝鎮(zhèn)6個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)。該區(qū)域的主要管理措施：首先，增強(qiáng)對(duì)基本農(nóng)田保護(hù)區(qū)的保護(hù)力度，避免浪費(fèi)優(yōu)質(zhì)土地資源，其次，城鎮(zhèn)發(fā)展與農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化相結(jié)合，保證基本農(nóng)田穩(wěn)定性； 開(kāi)展土地整理和農(nóng)村居民點(diǎn)整治，改善基本農(nóng)田生產(chǎn)條件，進(jìn)而增加優(yōu)質(zhì)的基本農(nóng)田面積。

一般合理區(qū)，該類型地塊表現(xiàn)在其自然條件要素影響和其功能要素影響相互作用一般的情況下，地形坡度在5～10°之間，土壤有機(jī)質(zhì)含量在20～25g/kg之間，土壤有效土層在50～70cm，耕地灌溉保證在30%～40%之間，地塊自然連片度在50%～70%之間，該區(qū)域農(nóng)作物產(chǎn)量一般，土壤肥力一般，不能滿足農(nóng)作物需求，灌排設(shè)施不齊全，土壤涵養(yǎng)水源能力差，連片性不太好，景觀觀賞價(jià)值一般，用地儲(chǔ)備能力較差。該類型基本農(nóng)田面積約為1.255 217萬(wàn)hm2，占該研究區(qū)域耕地總面積的25.97%，主要分布在周村鎮(zhèn)、李寨鄉(xiāng)、晉廟鋪鎮(zhèn)和金村鎮(zhèn)4個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)。該區(qū)域的主要管理措施：要全面提升基本農(nóng)田的景觀功能和生態(tài)功能，利用自然條件，改善環(huán)境； 開(kāi)展土地平整工程以改造該類型土地的連片性，使基本農(nóng)田合理化； 通過(guò)有效手段，逐漸提升基本農(nóng)田的質(zhì)量，與高度合理區(qū)和中度合理區(qū)的分布相結(jié)合，通過(guò)一系列的基本農(nóng)田政策規(guī)劃，劃定永久基本農(nóng)田，保護(hù)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和糧食安全。

較不合理區(qū)，該類型地塊表現(xiàn)在其自身自然條件空間布局要素影響和其功能要素影響相互作用較不理想的情況下，地形坡度在10～15°之間，土壤有機(jī)質(zhì)含量在10～20g/kg之間，土壤有效土層在30～50cm之間，耕地灌溉保證在20%～30%之間，地塊自然連片度在30%～50%之間，該區(qū)域的農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量不高(以小麥為例，年均產(chǎn)量為225kg/667m2，低于其他區(qū)域平均產(chǎn)量300kg/667m2)，土壤肥力缺乏，農(nóng)產(chǎn)品貿(mào)易出口較少，農(nóng)業(yè)設(shè)施不齊全且年久失修，該地基本農(nóng)田具有很大的整治潛力。該類型基本農(nóng)田面積約為0.751 100萬(wàn)hm2，占該研究區(qū)域耕地總面積的15.54%，主要分布在大箕鎮(zhèn)和巴公鎮(zhèn)的一部分。

該區(qū)域的主要管理措施：做到城鎮(zhèn)建設(shè)，基本農(nóng)田保護(hù)，與農(nóng)業(yè)發(fā)展相協(xié)調(diào)，在增加農(nóng)業(yè)綜合效益的同時(shí)有序發(fā)展基本農(nóng)田保護(hù)區(qū)； 針對(duì)不同地塊的不同特點(diǎn)，確定土地利用的主導(dǎo)方向，對(duì)于適宜生產(chǎn)農(nóng)業(yè)的地區(qū)，可以將調(diào)出的基本農(nóng)田因地制宜，合理規(guī)劃林業(yè)、農(nóng)業(yè)、城鎮(zhèn)區(qū)域的合理分配，優(yōu)化土地結(jié)構(gòu)。不合理區(qū)，該類型地塊表現(xiàn)在其自身自然條件空間布局要素影響和其功能要素影響相互作用不合協(xié)的情況下，地形坡度在15°以上，土壤有機(jī)質(zhì)含量在10g/kg以下，土壤有效土層在30cm以下，耕地灌溉保證在20%，地塊自然連片度在30%以下，該地區(qū)空間布局不協(xié)調(diào)，自然條件較差，農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)較低，環(huán)境資源較差，土壤肥力較低，農(nóng)業(yè)設(shè)施不完善。該類型基本農(nóng)田面積約為0.119 383萬(wàn)hm2，占該研究區(qū)域耕地總面積的2.47%，主要分布在巴公鎮(zhèn)的東四義、西四義、巴公、李村等等村莊。該區(qū)域的主要管理措施：調(diào)出基本農(nóng)田保護(hù)區(qū)，合理設(shè)定建設(shè)用地?cái)U(kuò)展區(qū)或生態(tài)用地保護(hù)區(qū)，優(yōu)化區(qū)域土地利用結(jié)構(gòu)。

3 結(jié)論與討論

該文基于物-場(chǎng)模型闡釋了基本農(nóng)田劃定合理性問(wèn)題，構(gòu)建了基本農(nóng)田劃定要素影響程度、基本農(nóng)田功能要素影響程度及距離系數(shù)的基本農(nóng)田劃定合理性影響評(píng)價(jià)模型，并結(jié)合澤州縣基本農(nóng)田進(jìn)行了實(shí)證分析，主要研究成果如下所述。

(1)采取多信息源相結(jié)合，利用ArcGIS空間分析法，結(jié)合考慮基本農(nóng)田自身自然條件空間布局要素影響、基本農(nóng)田功能要素影響的距離系數(shù)3個(gè)方面，引用了物-場(chǎng)模型做出評(píng)價(jià)。選擇山西省澤州縣典型區(qū)域，依據(jù)基本農(nóng)田劃定原則，確定評(píng)價(jià)思路與手段，體現(xiàn)具體評(píng)價(jià)過(guò)程。

(2)依據(jù)評(píng)價(jià)結(jié)果將澤州縣基本農(nóng)田保護(hù)區(qū)劃分為5種類型，分別是高度合理區(qū)、中度合理區(qū)、一般合理區(qū)、較不合理和不合理區(qū)等，它們的占地比例為： 25.54%， 30.48%， 25.97%， 15.54%， 2.47%，其中前三者占總面積的81.99%，表明澤州縣當(dāng)前規(guī)劃方案的合理性； 較不合理區(qū)和不合理區(qū)占基本農(nóng)田總面積的18.01%，說(shuō)明不僅僅只需要采用技術(shù)手段將優(yōu)質(zhì)耕地劃入保護(hù)區(qū)，還要注重基本農(nóng)田與其他因素的協(xié)調(diào)發(fā)展。

(3)以基本農(nóng)田的分布特征與類型為依據(jù)，提出具體措施，為基本農(nóng)田保護(hù)區(qū)的合理布局提供科學(xué)依據(jù)。但由于所獲資料的有限性，該文研究缺少動(dòng)態(tài)關(guān)聯(lián)與趨勢(shì)預(yù)測(cè)，在后續(xù)研究中，應(yīng)結(jié)合時(shí)間序列數(shù)據(jù)建立動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)體系。

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EVALUATION OF THE PLANNING RATIONALITY OF BASIC FARMLANDCONSERVATION AREA BASED ON SUBSTANCE-FIELD MODEL*

Liu Huifang1， 2,Bi Rutian1※

(1. College of Resource &Environment, Shanxi Agricultural University, Jinzhong 030801, China;2. College of Public Administration, Nanjing Agricultural University, Nanjing, Jiangsu 210095,China)

Delimitation of permanent basic farmland is an important mean to stabilize cultivated land and control the expansion of construction land. A Substance-Field model was used in this paper to evaluate the rationality of delimitation of basic farmland conservation area, based on the combination of the distribution, functions, and influence field of the basic farmland. Based on the Gravity model, a quantitative model was established for assessing the suitability distribution, function, and the distance in Zezhou county. The results showed that the basic farmland was divided into five different types according to the classification matrix, i.e., the complete rational zone, medium rational zone, basic rational zone, less unreasonable zone, and unreasonable zone. The rational regions accounted for 82% of total basic farmland protection area in Zezhou, which meant that the current planning scheme was basically rational. The research results can supply the theoretical basis and the decision reference for the study of complementary delimitation.

substance-Field model; basic farmland conservation area; delimitation, rationality; Zezhou county

10.7621/cjarrp.1005-9121.20170317

2016-08-02

劉慧芳(1982—)，女，山西長(zhǎng)治人，博士、講師。研究方向：土地可持續(xù)利用?！ㄐ抛髡撸寒吶缣?1963—)，男，山西陽(yáng)泉人，博士生導(dǎo)師。研究方向： 3S技術(shù)及應(yīng)用、資源環(huán)境信息技術(shù)。Email：brt@sxau.edu.cn

*資助項(xiàng)目：國(guó)土資源部公益性行業(yè)科研專項(xiàng)經(jīng)費(fèi)課題“北方村莊壓煤山丘區(qū)土地綜合整治技術(shù)研究”(201411007)； 山西省高等學(xué)校哲學(xué)社會(huì)科學(xué)研究項(xiàng)目“山西轉(zhuǎn)型綜改試驗(yàn)區(qū)農(nóng)村集體經(jīng)營(yíng)性建設(shè)用地入市模式研究”(2014226)

F323.211

A

1005-9121[2017]03107-08