曹麗萍, 羅志軍, 冉鳳維, 駢奇星, 蔡正妹, 趙 越, 趙 杰

(1.江西農(nóng)業(yè)大學(xué) 國土資源與環(huán)境學(xué)院, 南昌 330045;2.江西省鄱陽湖流域農(nóng)業(yè)資源與生態(tài)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 南昌 330045; 3.南昌市國土資源局經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)分局, 南昌 330045)

耕地是人類賴以生存的基本資源條件，是國家糧食安全、生態(tài)安全和社會可持續(xù)發(fā)展的重要保障。隨著城鎮(zhèn)化、工業(yè)化的快速發(fā)展，耕地資源日趨減少，而基本農(nóng)田是糧食生產(chǎn)的主要載體，保護(hù)基本農(nóng)田是耕地保護(hù)工作的重中之重。在以往的基本農(nóng)田劃定工作中，由于缺乏科學(xué)合理的劃定方法，出現(xiàn)偏主觀、隨意性較大，導(dǎo)致基本農(nóng)田總體質(zhì)量偏低，忽略生態(tài)要求，空間布局不合理，且缺乏穩(wěn)定性[1]。因此，深入探索基本農(nóng)田劃定方法是非常必要的。以基本農(nóng)田的內(nèi)涵為基礎(chǔ)，在劃定過程中，首先考慮劃入優(yōu)質(zhì)耕地以保障糧食綜合產(chǎn)能，其次，為了體現(xiàn)基本農(nóng)田的嚴(yán)肅性，避免頻繁調(diào)整與補(bǔ)劃，也應(yīng)提高劃入耕地的穩(wěn)定性，以保障城市開發(fā)邊界和生態(tài)紅線的劃定，還應(yīng)將生態(tài)安全納入到基本農(nóng)田劃定的要求中，實(shí)現(xiàn)基本農(nóng)田數(shù)量、質(zhì)量和生態(tài)“三位一體”的特殊保護(hù)任務(wù)。目前，眾多專家學(xué)者圍繞基本農(nóng)田劃定展開了大量的研究，基本農(nóng)田劃定研究經(jīng)歷了3個階段：一是基本農(nóng)田劃定數(shù)量的需求，如鐘太洋等[2]提出根據(jù)區(qū)域人均基本農(nóng)田面積需求模型估算基本農(nóng)田數(shù)量，陳文波等[3]采用因素分析法和半定量分析法探討基本農(nóng)田數(shù)量的確定和指標(biāo)分解的方法。二是注重基本農(nóng)田劃定綜合質(zhì)量，如羅明等[4]指出基本農(nóng)田劃定應(yīng)以科學(xué)的耕地質(zhì)量綜合等別為依據(jù)，有的學(xué)者將農(nóng)用地分等成果作為應(yīng)用于基本農(nóng)田劃定研究[5-8]，也有學(xué)者將生態(tài)質(zhì)量[9]、耕地生產(chǎn)力[10]納入到耕地質(zhì)量等別的考慮中以科學(xué)地劃定基本農(nóng)田。三是在劃定數(shù)量和質(zhì)量的基礎(chǔ)上，融合空間分布特征。如將耕地連片度[11-13]納入評價體系，實(shí)現(xiàn)基本農(nóng)田集中連片的要求，如結(jié)合空間聚類方法在耕地質(zhì)量評價的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)基本農(nóng)田空間布局優(yōu)化[14]。然而這些研究很少涉及到耕地穩(wěn)定性，或者說沒有全面將耕地質(zhì)量、穩(wěn)定性和生態(tài)條件全部納入到耕地質(zhì)量評價中，并分析其空間集聚特征進(jìn)行基本農(nóng)田劃定的研究。

為深入探索基本農(nóng)田劃定空間布局研究，本文在耕地質(zhì)量綜合評價的基礎(chǔ)上，構(gòu)建基于耕地質(zhì)量和空間集聚格局的基本農(nóng)田劃定方法。從自然質(zhì)量、區(qū)位條件、耕地穩(wěn)定性和生態(tài)安全4個方面構(gòu)建耕地質(zhì)量綜合評價指標(biāo)體系來研究耕地質(zhì)量的空間差異，以耕地質(zhì)量綜合分值為空間變量，結(jié)合耕地面積和距離修正空間權(quán)重距離矩陣的局部空間自相關(guān)方法分析耕地質(zhì)量的空間集聚特征，得到這種方法的基本農(nóng)田劃定結(jié)果，并與耕地質(zhì)量綜合評價劃定的基本農(nóng)田結(jié)果來驗(yàn)證本研究的科學(xué)合理性，以期為優(yōu)質(zhì)集中耕地入選基本農(nóng)田提供更可靠的科學(xué)依據(jù)，也為基本農(nóng)田保護(hù)劃定及高標(biāo)準(zhǔn)基本農(nóng)田建設(shè)提供參考。

1 研究區(qū)域與基礎(chǔ)數(shù)據(jù)

1.1 研究區(qū)概況

余江縣位于江西省東北部，信江、白塔河中下游河畔，地處東經(jīng)116°41′—117°09′，北緯28°04′—28°37′，東連月湖、貴溪，西接?xùn)|鄉(xiāng)，南臨金溪，北界萬年、余干，縣內(nèi)浙贛、皖贛鐵路，320，206國道，梨溫、景鷹等高速公路縱橫交錯。該縣屬亞熱帶濕潤季風(fēng)氣候區(qū)，四季分明，氣候溫和，雨量豐富，日照充足等氣候條件均有利于農(nóng)作物的生長。境內(nèi)以低山崗地為主，主要分布在南部和北部，中部河谷平原地勢平坦?？h轄11個鄉(xiāng)鎮(zhèn)，7個農(nóng)墾場，至2014年底，城鎮(zhèn)化率達(dá)45.7%，實(shí)現(xiàn)地區(qū)生產(chǎn)總值91億元，土地總面積93 106.39 hm2，其中耕地面積36 096.89 hm2，占該縣土地總面積的38.77%，是全國糧食大縣。

1.2 數(shù)據(jù)來源及預(yù)處理

本研究收集的數(shù)據(jù)主要包括：(1) 數(shù)據(jù)庫成果資料：余江縣2014年1∶1萬土地利用變更調(diào)查數(shù)據(jù)庫、余江縣耕地質(zhì)量等級更新數(shù)據(jù)庫、余江縣土地利用總體規(guī)劃數(shù)據(jù)庫(2006—2020年)。(2) 相關(guān)圖件資料：2014年余江縣土地利用現(xiàn)狀變更圖、最新地形圖、土壤圖等相關(guān)圖件資料；(3) 文件成果資料：余江縣統(tǒng)計年鑒、交通水利規(guī)劃、城鄉(xiāng)規(guī)劃、新農(nóng)村規(guī)劃、村鎮(zhèn)規(guī)劃等相關(guān)規(guī)劃的文件成果和資料。其中所有圖件和數(shù)據(jù)庫成果資料均通過ArcGIS 10.2投影轉(zhuǎn)換、校正至統(tǒng)一坐標(biāo)體系中，即1980年西安平面坐標(biāo)系及1985年國家高程基準(zhǔn)。因同一評價單元要反映的地形、坡度、土壤質(zhì)量和土地利用現(xiàn)狀數(shù)據(jù)需保持一致，即內(nèi)部屬性的相似性[15]。本研究采用2014年余江縣土地利用變更數(shù)據(jù)庫中的耕地圖斑作為評價單元。

2 基本農(nóng)田劃定方法

2.1 基本農(nóng)田綜合質(zhì)量評價

2.1.1 評價指標(biāo)體系的構(gòu)建 從基本農(nóng)田內(nèi)涵的出發(fā)，耕地自然質(zhì)量和區(qū)位條件綜合最優(yōu)的地塊應(yīng)優(yōu)先劃定基本農(nóng)田。近些年，城市化進(jìn)程的不斷加快，城市空間不斷向外擴(kuò)張，非農(nóng)建設(shè)不可避免占用優(yōu)質(zhì)耕地，而優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)穩(wěn)定是基本農(nóng)田的內(nèi)在屬性要求，因此耕地穩(wěn)定性也是入選基本農(nóng)田指標(biāo)體系的一個重要因素。耕地是一個集自然、社會、經(jīng)濟(jì)和生態(tài)的復(fù)合系統(tǒng)，耕地的生態(tài)安全反映著耕地生產(chǎn)對周邊生態(tài)系統(tǒng)的影響度。綜合考慮以上因素，以實(shí)現(xiàn)基本農(nóng)田數(shù)量、質(zhì)量、穩(wěn)定和生態(tài)保護(hù)為目的，從耕地自然質(zhì)量、區(qū)位條件、穩(wěn)定性和生態(tài)安全4個方面選取14個因素的評價指標(biāo)體系，并邀請國土、規(guī)劃、土壤、生態(tài)等相關(guān)學(xué)科10位專家，采用特爾菲法給評價指標(biāo)賦予權(quán)重，構(gòu)建基本農(nóng)田綜合評價指標(biāo)體系(表1)。

耕地自然質(zhì)量反映土地生產(chǎn)力水平；選取有機(jī)質(zhì)含量、表層土壤質(zhì)地、剖面構(gòu)形、土壤pH值指標(biāo)區(qū)分耕地土壤質(zhì)量的差異，并結(jié)合耕地的立地條件，即坡度、排水條件和灌溉保證率指標(biāo)，可基本反映耕地自然質(zhì)量的差異。區(qū)位條件是指耕地地塊的耕作便利度與運(yùn)輸條件的區(qū)別，選取與農(nóng)村居民點(diǎn)、城鎮(zhèn)和主干道的距離來表征[16]。穩(wěn)定性考慮到建設(shè)用地占用的可能性，耕地相鄰?fù)恋乩妙愋偷牟町惪赡軙拗聘氐目沙掷m(xù)性[17]，且零星耕地地塊和田塊的不規(guī)整不僅會影響農(nóng)業(yè)機(jī)械化運(yùn)作還會增加農(nóng)轉(zhuǎn)非農(nóng)的可能性，選取耕地適宜性、集中連片度和田塊規(guī)整度作為反映穩(wěn)定性的指標(biāo)。另外，生態(tài)安全以所處生態(tài)安全格局的位置確定[18]。

2.1.2 評價指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化處理 考慮到不同評價指標(biāo)之間的差異性，采用賦值法對指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，分值高低代表指標(biāo)對耕地質(zhì)量不同影響程度。為實(shí)現(xiàn)定量描述各指標(biāo)對耕地質(zhì)量影響程度的差異，選擇不同量化標(biāo)準(zhǔn)完成從屬性分值至耕地質(zhì)量評價分值的轉(zhuǎn)換。

(1) 自然質(zhì)量。自然質(zhì)量評價指標(biāo)均為離散型因子，根據(jù)耕地質(zhì)量等級更新及耕地地力評價工作基本原理分別建立對應(yīng)的隸屬度分級標(biāo)準(zhǔn)(表1)。

(2) 區(qū)位條件。耕地至農(nóng)村居民點(diǎn)、主干道和最近城鎮(zhèn)的距離均屬于擴(kuò)散型指標(biāo)。從土地利用變更數(shù)據(jù)庫中，獲取公路線狀地物和建制鎮(zhèn)、農(nóng)村居民點(diǎn)等面狀地物，利用衰減模型得到影響耕地質(zhì)量程度。其中，城鎮(zhèn)采用指數(shù)衰減模型賦值(公式1)；農(nóng)村居民點(diǎn)、交通主干線采用線性衰減模型賦值(公式2)。首先，給區(qū)位條件定義5個等別；設(shè)定農(nóng)村居民點(diǎn)的最大影響半徑為1 500 m、規(guī)模指數(shù)為100，城鎮(zhèn)的最大影響半徑為12 000 m、規(guī)模指數(shù)為100，主干道的最大影響半徑為8 500 m、規(guī)模指數(shù)為100，推算出3個指標(biāo)的空間影響度(表1)。

(1)

fi=Mi(1-r)

(2)

式中：fi為第i個指標(biāo)作用分值；Mi為規(guī)模指數(shù)；r為相對距離。

(3) 耕地穩(wěn)定性。① 田塊規(guī)整度：規(guī)則的耕地田塊形狀有利于農(nóng)業(yè)機(jī)械化運(yùn)作，使耕地生產(chǎn)經(jīng)營效益得到提高。田塊規(guī)整度借鑒景觀生態(tài)學(xué)中的分維數(shù)FRAC表達(dá)(公式3)。分維數(shù)是描述田塊邊緣復(fù)雜性的表達(dá)[19]，指數(shù)越小代表形狀越規(guī)則，反之則田塊形狀越復(fù)雜。② 耕地連片度：從景觀生態(tài)學(xué)角度來說，田間道路、農(nóng)田防護(hù)林、溝渠、支線公路、水塘等非農(nóng)地塊共同組成“可跨越性”阻隔；以干線公路、江河水系、村鎮(zhèn)、大面積坑塘、湖泊等組成的“不可跨越性”阻隔分割了耕地景觀，它們直接決定了耕地景觀的連片度[20]。因此，科學(xué)合理地選擇耕地連片閾值至關(guān)重要。耕地景觀的連片閾值應(yīng)大于線狀廊道的最大寬度值、小于“不可跨越性”阻隔廊道的最小值。田間道路為最寬線狀廊道，按照高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)宜為3～6 m[21]，干線公路——一級公路作為“不可跨越性”阻隔廊道中的最小寬度，依據(jù)公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，一般為32 m[22]。因此，耕地的連片度閾值應(yīng)在6～32 m，結(jié)合余江縣的耕地破碎度，本研究連片度的閾值為20 m。采用級差法(公式4)對連片度進(jìn)行數(shù)據(jù)量化。③ 耕地適宜性：有些耕地即使自然質(zhì)量和區(qū)位條件差點(diǎn)，但是周圍都是耕地質(zhì)量優(yōu)，這種耕地適宜劃入基本農(nóng)田[23]，但有些耕地質(zhì)量優(yōu)但四周均為建設(shè)用地，這類耕地有較大被占用的可能性，不適宜劃入基本農(nóng)田。鑒于此，采用相鄰耕地的公共邊長Y與地塊周長C的比值T(公式5)作為量化的標(biāo)準(zhǔn)，公共邊長值越大，適宜性分值越高(表1)。

(3)

xi標(biāo)=(xi-xmin)/(xmax-xmin)

(4)

T=Y/C

(5)

式中：FRAC為田塊規(guī)整度；p為地塊周長；a為地塊面積；xi標(biāo)為第i項(xiàng)指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)值；xi為第i項(xiàng)指標(biāo)的實(shí)際值；xmax為第i項(xiàng)指標(biāo)的最大值；xmin為第i項(xiàng)指標(biāo)的最小值；Y為與相鄰耕地的公共邊長；C為耕地的周長。

(4) 生態(tài)安全。參考已有研究成果[24-26]，利用景觀格局指數(shù)的指標(biāo)，構(gòu)建以余江縣鄉(xiāng)鎮(zhèn)為單位的景觀生態(tài)安全評價。生態(tài)安全將耕地所處的生態(tài)安全格局位置按非生態(tài)用地、生態(tài)用地過渡區(qū)、生態(tài)用地輔助區(qū)和生態(tài)核心區(qū)4級對應(yīng)賦值(表1)。

表1 余江縣耕地質(zhì)量綜合評價指標(biāo)體系

2.1.3 評價模型 采用多因素綜合評價與逐級修正模型評價耕地綜合質(zhì)量[27]，具體模型如下：

(6)

式中：M(Iq)i為耕地地塊i的綜合作用分值；M(Ij)i為耕地地塊i的第j個自然質(zhì)量指標(biāo)評價分值；W(Ij)i為耕地地塊i的第j個自然質(zhì)量指標(biāo)權(quán)重；f(Lc)i為耕地地塊i的區(qū)位條件修正系數(shù)，為區(qū)位條件各指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化分值與該指標(biāo)權(quán)重乘積之和；其中f(Up)i為耕地地塊i的耕地穩(wěn)定性修正系數(shù)，為耕地穩(wěn)定性各指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化分值與該指標(biāo)權(quán)重乘積之和；f(Es)i為耕地地塊i的生態(tài)安全性修正系數(shù)，為生態(tài)安全各指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化分值與該指標(biāo)權(quán)重乘積之和。

2.2 局部空間自相關(guān)

局部空間自相關(guān)分析可測度耕地地塊質(zhì)量與其鄰近地塊質(zhì)量指數(shù)的空間異質(zhì)性，識別耕地質(zhì)量空間集聚和離散特征，其局域空間關(guān)聯(lián)度指標(biāo)(LISA)計算公式如下：

(7)

(8)

局部Moran′sI(Ii)值在[-1，1]，Ii值可正可負(fù)，得到的4種空間屬性值，分別為HH(高高)、HL(高低)、LL(低低)、LH(低高)。采用Zi檢驗(yàn)[28]對區(qū)域的局部空間自相關(guān)關(guān)系進(jìn)行顯著性檢驗(yàn)。在95%置信區(qū)間水平下，當(dāng)Zi>1.96時，表示高屬性與高屬性(HH)或低屬性與低屬性(LL)發(fā)生了空間集聚；當(dāng)Zi<-1.96時,表示觀測值之間存在顯著負(fù)相關(guān)，則發(fā)生空間單元為高屬性的被低屬性值的所包圍(HL)或者空間單元為低屬性的被高屬性值的所包圍(LH)；當(dāng)|Zi|<1.96時，表示要素在區(qū)域內(nèi)集聚不明顯，呈現(xiàn)隨機(jī)分布狀態(tài)。生成空間權(quán)重矩陣有2種不同的方式，分別為基于鄰接關(guān)系、距離關(guān)系。本文是以土地利用變更數(shù)據(jù)庫中的耕地圖斑為單位，基于距離方式生成空間權(quán)重矩陣。目前，在構(gòu)建反距離權(quán)重矩陣時，衡量標(biāo)準(zhǔn)均為耕地單元之間的質(zhì)心距離，而未考慮耕地單元之間面積差異帶來的影響，同時基于反距離權(quán)重矩陣閾值的設(shè)定具有一定的主觀性，將會影響空間自相關(guān)分析結(jié)果的合理性。因此，結(jié)合耕地單元面積改進(jìn)反距離權(quán)重矩陣，同時采用ArcGIS 10.2增量空間自相關(guān)工具，以得出科學(xué)合理的距離閾值以進(jìn)行空間自相關(guān)分析。

首先對耕地單元的面積進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理(公式4)，消除耕地面積差異過大帶來的影響。在不同的距離閾值下，相鄰單元有所不同，如果某耕地單元只有一個相鄰單元或相鄰單元面積均相等，即這耕地單元標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)值為1。標(biāo)準(zhǔn)化面積后，在反距離權(quán)重矩陣的基礎(chǔ)上，構(gòu)建改建的空間權(quán)重矩陣，公式如下：

Wij=wij/exp(xi標(biāo))

(9)

式中：Wij為改進(jìn)后j單元對i單元的空間影響權(quán)重；wij為改進(jìn)前j單元對i單元的空間影響權(quán)重；xi標(biāo)為標(biāo)準(zhǔn)化后的面積。

聚類即為同類間差別最小，不同類之間差別最大，采用ArcGIS 10.2增量空間自相關(guān)確定距離閾值為4 250 m時，空間聚類程度最為明顯。

3 結(jié)果與分析

3.1 基于耕地綜合質(zhì)量的基本農(nóng)田劃定結(jié)果

余江縣的耕地綜合質(zhì)量分值處于[19.82，92.00]，加權(quán)平均綜合分值為54.74，平均分值以上的耕地面積占總耕地面積的53.32%，平均分值以下的耕地面積占耕地總面積的46.68%，表明縣域耕地綜合質(zhì)量總體較高，但是局部空間差異較大。采用Jenks(自然裂點(diǎn)法)，使類內(nèi)差異最小，類間差異最大，將耕地綜合質(zhì)量評價結(jié)果劃分為4個等級(圖1A)：Ⅰ級分值區(qū)間(67.62，92.00]、Ⅱ級分值區(qū)間(54.57，67.62]、Ⅲ級分值區(qū)間(40.72，54.57]、Ⅳ級分值區(qū)間[19.82，40.72]。

從總體上看，余江縣有大部分耕地綜合質(zhì)量位于平均水平以上，耕地生產(chǎn)潛能較高。從空間分布來看，Ⅰ級耕地面積5 206.5 hm2，占總耕地面積的14.42%，這類耕地自然質(zhì)量、區(qū)位條件、耕地穩(wěn)定性及生態(tài)安全方面綜合最優(yōu)，基本無約束條件顯著，主要集中在中部河谷地區(qū)，從行政區(qū)尺度來看，主要分布在潢溪鎮(zhèn)、錦江鎮(zhèn)、平定鄉(xiāng)和馬荃鎮(zhèn)的中心區(qū)域，處于土壤肥沃、交通水利設(shè)施齊全、且生態(tài)安全不受限制、耕地集中連片不易被占用，且99.73%的面積為水田；Ⅱ級耕地分布最為廣泛，面積為14 137.16 hm2，占總耕地面積的39.16%，分布于多個鄉(xiāng)鎮(zhèn)，主要集中在錦江鎮(zhèn)、春濤鄉(xiāng)、中童鎮(zhèn)、平定鄉(xiāng)和潢溪鎮(zhèn)，大多分布于Ⅰ級區(qū)域的外圍區(qū)域，錦江鎮(zhèn)位于余江縣中部偏北區(qū)域，平定鄉(xiāng)地處余江縣中部偏南，這幾個鄉(xiāng)鎮(zhèn)土壤肥沃，較Ⅰ級區(qū)域交通水利基礎(chǔ)設(shè)施、集中連片性、耕作便利度差一點(diǎn)，耕地綜合質(zhì)量較好；Ⅲ級耕地面積為11 043.57 hm2，占總耕地面積的30.59%，僅次于Ⅱ級耕地面積，空間分布較均勻，各鄉(xiāng)鎮(zhèn)均有分布，所占面積較大的有春濤鄉(xiāng)、洪湖鄉(xiāng)、馬荃鎮(zhèn)、錦江鎮(zhèn)和中童鎮(zhèn)，基本位于鄉(xiāng)鎮(zhèn)的邊緣地帶，自然質(zhì)量差異較大，分布相對較零散，離主干道有一定的距離，耕地綜合質(zhì)量一般；Ⅳ級耕地面積為5 709.67 hm2，占總耕地面積的15.82%，集中分別于余江縣南北丘陵地帶，分布較偏遠(yuǎn)，且生態(tài)安全格局水平低，耕地綜合質(zhì)量差。將耕地綜合質(zhì)量分值從高到低納入基本農(nóng)田初選范圍，直到達(dá)到滿足鷹潭市下達(dá)的余江縣基本農(nóng)田保護(hù)面積不少于28 253.34 hm2的指標(biāo)為止。

3.2 基于耕地質(zhì)量和空間集聚格局的基本農(nóng)田劃定結(jié)果

以耕地質(zhì)量綜合分值為變量，通過改進(jìn)的局部空間自相關(guān)方法分析，得到余江縣耕地綜合質(zhì)量的LISA集聚結(jié)果(圖1B)，分析其空間集聚格局，得到以下5種集聚類型進(jìn)行面積和數(shù)量統(tǒng)計(表2)。

表2 余江縣各耕地綜合質(zhì)量級別4種空間集聚類型統(tǒng)計

(1) HH型耕地面積為19 734.43 hm2，涵蓋了幾乎全部綜合質(zhì)量為Ⅰ級的耕地、93.83%綜合質(zhì)量為Ⅱ級的耕地及11.5%綜合質(zhì)量為Ⅲ級的耕地，主要分布在中部河谷平原，覆蓋范圍較為廣泛，且該地塊一般都具有土壤肥沃，排灌基礎(chǔ)設(shè)施齊全，交通條件便利，耕地適宜性較好，且空間集聚程度高，且不受生態(tài)安全格局影響，應(yīng)優(yōu)先劃入基本農(nóng)田，同時該型也是高標(biāo)準(zhǔn)基本農(nóng)田最佳選擇對象，是該縣傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)型為機(jī)械化、規(guī)模化和市場化的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的平臺和示范地區(qū)。

(2) HL型耕地多和HH型保持空間相連，又被周圍綜合分值較低的地塊所包圍，這類耕地面積為1 454.75 hm2，Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ級耕地地塊覆蓋了幾乎全部HL型耕地，自身保持著較高的自然質(zhì)量，離綜合質(zhì)量較高的地塊比較遠(yuǎn)，多數(shù)地塊集中分布在黃莊鄉(xiāng)、楊溪鄉(xiāng)和馬荃鎮(zhèn)，其余少量地塊分布較為零散。由于耕地綜合質(zhì)量較優(yōu)，耕地生產(chǎn)潛力較高，可將該類型耕地剔除少量零散地塊，擇優(yōu)劃入基本農(nóng)田，以保證基本農(nóng)田為優(yōu)質(zhì)、集中連片的耕地。

(3) LH型耕地多穿插于HH型耕地或HL型耕地地塊之間，面積為7 128.59 hm2，其中82%是綜合質(zhì)量為Ⅱ級的耕地，主要分布在錦江鎮(zhèn)、春濤鄉(xiāng)、馬荃鎮(zhèn)和中童鎮(zhèn)等耕地分布較多的鄉(xiāng)鎮(zhèn)。該類耕地耕地綜合質(zhì)量中等，連片程度一般，多數(shù)地塊與HH型和HL型耕地地塊及其線公路、江河水系、村鎮(zhèn)、大面積坑塘、湖泊等“不可跨越性”阻隔形成連片程度較大的耕地景觀，少數(shù)呈零星分散狀態(tài)?？紤]到該區(qū)大部分以農(nóng)業(yè)為主，少數(shù)非農(nóng)地塊穿插于其中，從集中連片性和耕地適宜性出發(fā)，該區(qū)域剔除少量零散地塊后，可劃入基本農(nóng)田。

(4) LL型和非顯著型耕地均是綜合質(zhì)量為Ⅲ，Ⅳ級的耕地，其中Ⅳ級耕地所占比重更大，面積為7 779.12 hm2。該類耕地空間集聚性強(qiáng)，綜合質(zhì)量低，多分布在離主干道和農(nóng)村居民點(diǎn)較遠(yuǎn)的地區(qū)，且周邊耕地適宜性不高，有被非農(nóng)建設(shè)用地占用的風(fēng)險，多分布在南北部丘陵地帶，坡度相對較大，不利于農(nóng)業(yè)機(jī)械化發(fā)展，這兩類耕地不應(yīng)劃入基本農(nóng)田。

在空間集聚格局分析的基礎(chǔ)上，將HH，HL，LH型由小至大剔除零星地塊，直到滿足基本農(nóng)田保護(hù)面積28 253.87 hm2，本研究劃定28 253.91 hm2，其最小地塊面積為0.3 hm2(圖1C)。

圖1基于耕地質(zhì)量和空間集聚格局的基本農(nóng)田劃定關(guān)鍵結(jié)果

3.3 結(jié)果對比分析

以耕地綜合質(zhì)量分值由高到低排序，直到達(dá)到上級下達(dá)的基本農(nóng)田保護(hù)的指標(biāo)，確定余江縣入選基本農(nóng)田的面積為28 253.87 hm2，基本農(nóng)田平均綜合質(zhì)量為59.7，而耕地平均綜合質(zhì)量為54.74。在耕地綜合質(zhì)量基礎(chǔ)上，分析其空間集聚特征，并剔除零星圖斑，劃定的基本農(nóng)田總面積為28 253.91 hm2，平均綜合質(zhì)量為59.07(表3)。兩種劃定方法劃定的平均基本農(nóng)田質(zhì)量均大于耕地平均綜合質(zhì)量，且質(zhì)量綜合差異小，說明基于耕地質(zhì)量和空間集聚格局劃定基本農(nóng)田方法是可行的。另外，從反映基本農(nóng)田形狀、規(guī)模和破碎化程度的景觀指數(shù)角度以分析兩者的劃定效應(yīng)，借助景觀格局軟件Fragstats 4.2進(jìn)行分析。

表3 兩種方法劃定的基本農(nóng)田景觀格局特征對比

如表3所示，綜合質(zhì)量和空間集聚格局劃定的基本農(nóng)田比綜合質(zhì)量劃定的基本農(nóng)田平均斑塊面積增加38.16 hm2，斑塊密度、平均斑塊形狀指數(shù)和分維數(shù)和分別降低至113.66，1.48，1.05，表明空間聚類格局劃定的基本農(nóng)田連片程度較高、地塊空間形狀較規(guī)則，相比耕地綜合質(zhì)量劃定結(jié)果，空間聚類格局劃定的基本農(nóng)田更有利于機(jī)械化作業(yè)，也更方便生產(chǎn)和管理。基于耕地質(zhì)量綜合評價劃定基本農(nóng)田方法太過于片面追求基本農(nóng)田的質(zhì)量，而忽略“集中連片”的具體要求，這樣會導(dǎo)致基本農(nóng)田劃定后難集中管理，加大了基本農(nóng)田被建設(shè)用地占用的風(fēng)險。而基于耕地質(zhì)量和空間集聚格局的基本農(nóng)田劃定既符合耕地質(zhì)量優(yōu)，又剔除了容易被非農(nóng)占用的零星分散圖斑，較好地保證了基本農(nóng)田劃定的穩(wěn)定、優(yōu)質(zhì)和集中的特性。

4 討論與結(jié)論

4.1 討 論

本文在構(gòu)建耕地質(zhì)量綜合評價體系時，由于城鎮(zhèn)擴(kuò)張等難以量化等原因沒有考慮到社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、城鎮(zhèn)化的擴(kuò)張等會對基本農(nóng)田分布產(chǎn)生影響。而社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，城鎮(zhèn)化的擴(kuò)張容易占用耕地，使基本農(nóng)田頻繁的調(diào)整與補(bǔ)劃，使得基本農(nóng)田劃定不嚴(yán)謹(jǐn)。如何去量化城鎮(zhèn)發(fā)展對劃定基本農(nóng)田的影響還需進(jìn)一步探索。

4.2 結(jié) 論

(1) 從自然條件、區(qū)位條件、耕地穩(wěn)定性和生態(tài)安全4個方面選取基本農(nóng)田綜合質(zhì)量評價指標(biāo)體系，結(jié)合多因素綜合評價與逐級修正模型，得出耕地綜合質(zhì)量分值，余江縣耕地綜合質(zhì)量分值處于19.82～92.00，局部差異大，耕地平均分值為54.74，總體質(zhì)量較高，呈圈層分布，由中部河谷平原向南、北丘陵質(zhì)量遞減，中部河谷平原自然質(zhì)量較優(yōu)，區(qū)位條件、發(fā)展穩(wěn)定性都比較高，且無生態(tài)安全方面限制，而南北部丘陵地帶區(qū)位條件差、分布較分散且生態(tài)敏感性較高。在耕地綜合質(zhì)量基礎(chǔ)上進(jìn)行空間集聚分析，HH型幾乎覆蓋了所有的Ⅰ，Ⅱ級耕地，HL主要為Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ級耕地，LH和LL主要為Ⅲ，Ⅳ級耕地，表明空間集聚結(jié)果與耕地質(zhì)量結(jié)果保持較好的一致性。

(2) 在耕地綜合質(zhì)量分值的基礎(chǔ)上，根據(jù)改進(jìn)的空間自相關(guān)方法分析耕地質(zhì)量空間集聚分析，并將耕地劃分為HH，HL，LH，LL和非顯著型。其中HH型為優(yōu)質(zhì)量和高集聚類型耕地，可作為高標(biāo)準(zhǔn)基本農(nóng)田的優(yōu)先選擇對象；而LH型是被HH型所包圍的“凹地”，在空間極化(回波)的影響下，容易被HH型耕地同化，剔除些零星分散的地塊后應(yīng)劃定為基本農(nóng)田；HL型耕地主要是被LL型耕地所包圍，但是LH型大多是集中連片的耕地，剔除小部分零星分散的地塊后可劃定為基本農(nóng)田；LL和無顯著型的耕地較零散分布，且LL型均為低值區(qū)，無顯著型的耕地綜合質(zhì)量隨機(jī)分布增加被轉(zhuǎn)為非農(nóng)用地的風(fēng)險，因此不適宜劃入基本農(nóng)田。把HH，HL，LH型耕地并由小及大剔除零星分散地塊后，劃入基本農(nóng)田，其最小地塊面積為0.3 hm2，且由“不可跨越性”阻隔廊道形成了邊界清晰的耕地景觀格局，有利于機(jī)械化作業(yè)和生產(chǎn)管理。

(3) 通過對比耕地質(zhì)量綜合評價得到的基本農(nóng)田劃定結(jié)果與本文提出方法的劃定結(jié)果，基于景觀格局指數(shù)對這兩種劃定結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證，本文構(gòu)建的基本農(nóng)田劃定方法在空間集聚度、斑塊破碎度、空間形狀方面得到優(yōu)化。劃定后，在空間布局上，基本農(nóng)田多分布于中部河谷平原，少量位于低山崗地，且多位于交通主干道兩側(cè)，且離農(nóng)居點(diǎn)相對較近，滿足耕作的需求，并較好地滿足了“集中連片”的要求，保證了基本農(nóng)田優(yōu)質(zhì)、集中、穩(wěn)定的劃定要求。

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