湯 峰，徐 磊，張蓬濤※，張貴軍，付梅臣，張俊峰

（1.中國地質(zhì)大學（北京）土地科學技術學院，北京 100083；2.河北農(nóng)業(yè)大學國土資源學院，保定 071001； 3.中南財經(jīng)政法大學公共管理學院，武漢 430073）

0 引 言

隨著中國工業(yè)化和城鎮(zhèn)化的快速發(fā)展，耕地數(shù)量急劇減少[1]，國家糧食安全受到威脅。針對此，中國先后開展了一系列的戰(zhàn)略舉措，其中以農(nóng)村土地整治及中低產(chǎn)田改造為抓手，開展大規(guī)模高標準基本農(nóng)田建設，已成為重要突破口之一[2-4]，并于“十二五”和“十三五”規(guī)劃對建設高標準基本農(nóng)田做出一系列部署，使之成為未來一項長期系統(tǒng)工程。目前部分地區(qū)在開展高標準基本農(nóng)田建設時，還存在諸如建設區(qū)域不明確、時序不明晰、項目選址不科學等問題[1]，如何科學評價區(qū)域高標準基本農(nóng)田的建設適宜性并科學合理的劃定建設區(qū)域，仍是當前及今后一段時期內(nèi)高標準基本農(nóng)田建設相關研究的重要課題之一[5]。

高標準基本農(nóng)田是指在一定時期內(nèi)，通過土地整治形成集中連片、設施配套、高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)、生態(tài)良好、抗災能力強，以及與現(xiàn)代農(nóng)業(yè)經(jīng)營方式相適應的基本農(nóng)田[6]。目前關于高標準基本農(nóng)田的相關研究主要涉及建設適宜 性[7-8]、區(qū)域劃定方法[9-10]、建設時序安排[11-12]、合理布局與建設模式[13-14]、潛力估算[15-16]及建設后效益[17-18]等方面。其中，針對高標準基本農(nóng)田的建設適宜性及建設時序方面的研究，學者們主要是通過構(gòu)建評價模型和指標體系重點解決選址的問題，雖然進行了較為深入的探討，但仍存在一些不足之處：從評價指標的選取看，主要集中在以耕地質(zhì)量、立地條件為主的自然因素和以基礎設施、區(qū)位條件為主的社會經(jīng)濟因素上[19-22]，而生態(tài)環(huán)境方面的因素考慮較少；評價方法上幾乎都涉及到指標權重的確定，或使用德爾菲法[23]、層次分析法[24]等主觀確權法，或使用熵值法[25]等客觀確權法，或使用主客觀相結(jié)合[26]的確權法，使得評價結(jié)果或多或少受到人為因素的干擾，而不涉及權重的評價方法使用極少；評價單元主要集中在網(wǎng)格單元[27]、耕地圖斑[28]和行政村單元[12]3 種上，然而網(wǎng)格單元存在人為割裂地塊，評價結(jié)果不易落地的缺陷，耕地圖斑單元數(shù)量多破碎化程度高，而行政村單元尺度較大，內(nèi)部田塊特征的差異性考慮不足，若把行政村范圍內(nèi)的全部耕地作為建設區(qū)誤差較大。本文主要從實踐操作層面探討如何選用合適的研究單元和方法，科學合理地評價縣域尺度高標準基本農(nóng)田建設適宜性及科學選址的問題。

鑒于此，本文以典型的濱海平原區(qū)河北省昌黎縣為研究區(qū)域，以永久基本農(nóng)田圖斑為評價單元，從自然質(zhì)量、社會經(jīng)濟、生態(tài)環(huán)境等角度出發(fā)綜合構(gòu)建指標體系，利用無需權重的改進突變級數(shù)模型進行建設適宜性評價，并結(jié)合熱點分析法劃定建設優(yōu)先區(qū)，以期為縣域高標準基本農(nóng)田建設和相關土地整治工作提供科學的參考。

1 研究區(qū)概況與數(shù)據(jù)來源

1.1 研究區(qū)概況

昌黎縣（39°25′—39°48′N，118°45′—119°20′E）位于河北省東北部，屬暖溫帶半濕潤季風性氣候，地形起伏較小，大致由西北向東南傾斜，總面積為1 212.4 km2。截止2018年末，昌黎縣下轄11 個鎮(zhèn)、5 個鄉(xiāng)、1 個城郊區(qū)，共446個行政村，人口56.4 萬?？h域內(nèi)地勢平坦，且水系發(fā)達，地表水資源豐富，為農(nóng)業(yè)的發(fā)展提供了良好的資源和自然地理環(huán)境。長期以來，隨著經(jīng)濟社會的快速發(fā)展和人口數(shù)量的穩(wěn)定增長，昌黎縣建設用地迅速擴張，耕地面積持續(xù)萎縮，根據(jù)昌黎縣土地利用變更調(diào)查數(shù)據(jù)顯示（圖1a）：2016 年耕地面積為63 065.69 hm2，占全縣土地總面積的52.02%，較2009 年減少1 804.09 hm2?？傮w來說昌黎縣的耕地總量和平均單產(chǎn)屬于中等偏下水平，且后備土地資源不足，隨著京津冀一體化的推進和“全面二孩”政策的實施，該縣域的經(jīng)濟和人口總量在相當長的一段時期內(nèi)仍呈持續(xù)增長態(tài)勢，經(jīng)濟社會發(fā)展和耕地保護矛盾依舊突出，總體糧食安全前景不容樂觀。2017 年昌黎縣在上一輪基本農(nóng)田成果基礎上通過調(diào)出低質(zhì)量及建設占用耕地調(diào)入連片優(yōu)質(zhì)耕地，最終劃定永久基本農(nóng)田50 500.48 hm2（圖1b），占全縣耕地面積的80.08%，成為秦皇島市永久基本農(nóng)田保有量最多的縣（區(qū)）。作為秦皇島市的“糧袋子”，如何在現(xiàn)有永久基本農(nóng)田成果的基礎上建設一大批高標準基本農(nóng)田以確保糧食安全已成為當下昌黎縣亟待解決的重要課題。

圖1 昌黎縣2016 年土地利用類型及永久基本農(nóng)田空間分布 Fig.1 Spatial distribution of land use types in 2016 and permanent basic farmland in Changli County

1.2 數(shù)據(jù)來源

本文所用的數(shù)據(jù)來源主要包括4個方面：1）2016年土地利用變更數(shù)據(jù)、2015年耕地質(zhì)量等別更新數(shù)據(jù)、2017年永久基本農(nóng)田劃定數(shù)據(jù)均來源于昌黎縣自然資源和規(guī)劃局； 2 ） 坡度數(shù)據(jù)從地理空間數(shù)據(jù)云平臺（http://www.gscloud.cn/）下載的30m分辨率DEM數(shù)據(jù)中提取生成，土壤數(shù)據(jù)來源于中國科學院南京土壤研究所（http://vdb3.soil.csdb.cn/）的全國1∶100萬土壤分類數(shù)據(jù)庫；3）社會經(jīng)濟數(shù)據(jù)來源于2016年《昌黎縣統(tǒng)計年鑒》；4）土壤樣品數(shù)據(jù)來源于作者所在課題組2014年10月下旬和2015年6月中旬采集的兩批樣品共635個，樣品采集及檢測過程與方法詳見張貴軍等[29]的研究成果。

2 研究方法

2.1 評價單元選取

高標準基本農(nóng)田的建設要求各項建設須落實到地塊，與網(wǎng)格單元和行政村單元比較地塊單元具有明顯優(yōu)勢。昌黎縣永久基本農(nóng)田劃定時基本考慮到地塊的質(zhì)量及連片狀況，將保護地塊責任落實到戶，與耕地圖斑相比較，多數(shù)永久基本農(nóng)田圖斑具有質(zhì)量更優(yōu)、連片度更高、數(shù)量更少、權責主體明確的優(yōu)勢。綜合考慮，本文以永久基本農(nóng)田圖斑作為基本評價單元，最終確定3 547個評價單元，總面積50 500.48 hm2。

2.2 評價指標體系構(gòu)建

依據(jù)農(nóng)業(yè)區(qū)位論、地租理論以及生態(tài)服務價值等理論[5]，在明晰高標準基本農(nóng)田概念的基礎上，參考大量相關研究成果[5,7-28]，結(jié)合昌黎縣實際情況，從自然質(zhì)量、社會經(jīng)濟條件和生態(tài)環(huán)境3 個層次出發(fā)，從地力質(zhì)量、空間質(zhì)量、區(qū)位條件、基礎設施、經(jīng)濟水平、生態(tài)質(zhì)量、環(huán)境狀況7 個方面入手，構(gòu)建高標準基本農(nóng)田建設適宜性評價指標體系（表1）。

地力質(zhì)量相關指標參考昌黎縣耕地質(zhì)量等別更新技術規(guī)范的指標分級賦分規(guī)則實現(xiàn)量化（表2）?？臻g質(zhì)量的指標層中，圖斑規(guī)模利用永久基本農(nóng)田圖層的面積字段獲??；圖斑規(guī)整度利用斑塊形狀指數(shù)[30]獲取；坡度通過DEM計算獲取平均水平。區(qū)位條件指標層中，圖斑到交通干線距離用緩沖區(qū)分析與疊加分析獲取，圖斑到農(nóng)村居民點距離和城鎮(zhèn)距離用鄰近分析獲取。基礎設施指標層中，灌溉保證率參考昌黎縣耕地質(zhì)量等別更新技術規(guī)范中指標分級賦分規(guī)則進行量化（表2）；田間道路密度利用田間道路圖層與永久基本農(nóng)田圖層疊加后，單位面積圖斑內(nèi)道路長度來表示；溝渠密度獲取方法與田間道路密度相同。經(jīng)濟水平通過統(tǒng)計年鑒分別得到分鄉(xiāng)鎮(zhèn)人均GDP和分村人均純收入，再分別以鄉(xiāng)鎮(zhèn)和村為單位進行屬性賦值獲取。生態(tài)用地覆蓋率從土地利用現(xiàn)狀圖中分村選取林地、草地和水域這3類主要生態(tài)用地來計算，再以村為單位進行屬性賦值獲??；土壤可蝕性K值通過在全國1∶100萬土壤類型數(shù)據(jù)上提取昌黎縣土壤類型數(shù)據(jù)，借助EPIC模型計算得到；土壤污染程度選擇As、Hg、Cu、Zn、Ni、Pb、Cd、Cr共8種重金屬利用內(nèi)梅羅綜合指數(shù)[31]計算得到。

表1 昌黎縣高標準基本農(nóng)田建設適宜性評價指標體系 Table 1 Construction suitability assessment index system of high standard basic farmland in Changli County

表2 高標準基本農(nóng)田建設適宜性評價部分指標分值標準 Table 2 Indicators score standard of construction suitability assessment of high standard basic farmland

2.3 建設適宜性評價模型

突變理論用勢函數(shù)來描述系統(tǒng)的狀態(tài)[32]。勢函數(shù)有7種基本突變模型，其中，折疊突變、尖點突變、燕尾突變和蝴蝶突變在多目標綜合評價中較常用（表3）。

突變級數(shù)模型對于多指標綜合評價研究無需確定權重，卻通過歸一公式的內(nèi)在機制考慮了指標相對重要性，具有客觀科學、計算簡便等優(yōu)點[32]。然而，大量研究實例表明，該方法得到的初始突變評價值普遍偏高，不能直觀反映出優(yōu)劣方案間的差距，為克服此缺陷，部分學者采用符合突變評價模型運算特點的冪函數(shù)作為擬合函數(shù)，對突變評價值進行擬合，得到改進的突變評價值，這種改進突變級數(shù)模型使評價結(jié)果的差距擴大，有助于方案的選擇[33]?；诖?，本文運用改進突變級數(shù)模型評價昌黎縣的高標準基本農(nóng)田建設適宜性。計算步驟如下：

1）構(gòu)建分層遞階式評價指標體系并排序。本文構(gòu)建高標準基本農(nóng)田建設適宜性評價指標體系包含決策層、目標層、準則層和指標層，共18 項指標，并運用SPSS19.0 進行主成分分析實現(xiàn)指標重要性的排序（見表1）。

2）指標標準化處理。底層指標原始數(shù)值相差很大且量綱各不相同，為便于指標數(shù)據(jù)間相互比較，在運用突變模型計算前，需進行標準化處理，得到［0，1］上的初始隸屬度值，公式為

對于正向指標：

對于負向指標：

式中xij為第j 個單元第i 個指標標準化后的初始隸屬度，yij為指標原始值，yimax為第i 個指標的最大值，yimin為第i 個指標的最小值。

3）計算初始突變評價值。根據(jù)突變模型相關規(guī)則和評價指標體系不同層級特征逐層分解，按上級指標包含的下級指標數(shù)量匹配表3 中不同突變類型控制變量維數(shù)來確定每個上級指標計算使用的突變類型，例如地力質(zhì)量由表層土壤質(zhì)地、有機質(zhì)含量、剖面構(gòu)型和鹽漬化程度4 個指標構(gòu)成，那么在計算地力質(zhì)量的的突變值時選擇蝴蝶模型，而自然質(zhì)量適宜性由地力質(zhì)量和空間質(zhì)量2 個準則變量構(gòu)成則使用尖點模型來計算自然質(zhì)量適宜性突變值，依此判斷得到不同層級指標的突變類型，構(gòu)建昌黎縣高標準基本農(nóng)田建設適宜性評價的遞級突變模型（圖2）。

圖2 高標準基本農(nóng)田建設適宜性評價的遞級突變模型 Fig.2 Hierarchical mutation model of construction suitability assessment of high standard basic farmland

表3 突變模型的勢函數(shù)及歸一公式 Table 3 Potential function and normalization formula of catastrophe model

4）構(gòu)造擬合函數(shù)。令所有評價指標體系底層指標的隸屬度值均為xi，xi分別取值0、0.01、0.025、0.04、0.05、0.075、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1.0，代入歸一公式求得對應突變綜合評價值 yi( i = 1，2，…16 )；在 xoy 平面上點繪 (xi，yi)，采用冪函數(shù)（y = axb）進行擬合，得到二者的擬合函數(shù)關系式（表4）。

表4 初始突變評價值與底層指標隸屬度值的擬合函數(shù) Table 4 Fitting function of initial mutation evaluation value and underlying index membership value

5）計算改進突變評價值。將步驟3）所求各評價單元的初始突變評價值當做y 帶入擬合函數(shù)，求得對應的x值即為改進后的昌黎縣高標準基本農(nóng)田自然質(zhì)量、社會經(jīng)濟、生態(tài)環(huán)境和綜合適宜性的突變評價值。

2.4 優(yōu)先區(qū)劃定方法

高標準基本農(nóng)田不僅要求耕地質(zhì)量優(yōu)越，還要求集中連片以滿足農(nóng)業(yè)機械化耕作和方便管理的需求，所以在進行建設選址時應該在優(yōu)質(zhì)耕地的基礎上，考慮地塊適宜性的空間集聚特征，只有空間上集聚的地塊才更方便進行高標準基本農(nóng)田建設。本文在適宜性評價基礎上通過熱點分析得到適宜性高值和低值要素在空間上發(fā)生局部聚類的位置，顯著的熱點區(qū)域是本文中所要尋找的聚類區(qū)域，這些區(qū)域圖斑綜合適宜性較高且在空間上呈現(xiàn)集中連片分布，應進行優(yōu)先建設[34]。采用Getis-Ord Gi*指數(shù)法進行熱點分析，得到改進的綜合適宜性突變評價值的“熱點”與“冷點”分布格局，依此劃分高標準基本農(nóng)田建設區(qū)，計算公式[35]為

式中Gi*為統(tǒng)計Z 得分；xj為評價單元j 的綜合適宜性得分；wij為評價單元i 和j 的空間權重；n 為評價單元個數(shù)；為指標得分均值，S 為指標的得分標準差。

利用熱點分析法對綜合適宜性得分進行局部聚類，所得結(jié)果共分為7 個級別，其中高高相鄰、高中相鄰聚類區(qū)內(nèi)的圖斑綜合適宜性最好，劃分為一級優(yōu)先建設區(qū)；高低相鄰、中中相鄰、無顯著性聚類區(qū)內(nèi)的圖斑綜合適宜性較好，劃分為二級優(yōu)先建設區(qū)；低低相鄰，低中相鄰聚類區(qū)內(nèi)的圖斑綜合適宜性最差，劃分為三級優(yōu)先建設區(qū)。

3 結(jié)果與分析

3.1 建設適宜性分析

3.1.1 子系統(tǒng)適宜性

利用改進突變級數(shù)模型測算自然質(zhì)量、社會經(jīng)濟和生態(tài)環(huán)境3 個子系統(tǒng)的建設適宜性（圖3a～圖3c），發(fā)現(xiàn)不同建設要素適宜性具有明顯的空間分異特征。自然質(zhì)量適宜性呈現(xiàn)高低值區(qū)交錯分布、高值區(qū)包圍低值區(qū)的特征；其中高值區(qū)較為均勻地分布在各鄉(xiāng)鎮(zhèn)，而低值區(qū)集中分布在中部七里海河沿線地帶，是昌黎縣沙地的集中分布區(qū)域，土壤綜合質(zhì)量較低，故圖斑自然質(zhì)量適宜性較差。社會經(jīng)濟適宜性呈現(xiàn)縣域東部和西南部偏高，而東南部和西北部地區(qū)相對較低的特征；其中高值區(qū)集中分布于昌黎縣三大主要水系的下游地帶，由于灌溉水源充足基礎設施較好，國道和主要縣道的貫穿，區(qū)位條件十分優(yōu)越；低值區(qū)零星分布在遠離交通干線和農(nóng)村居民點的地區(qū)，該區(qū)內(nèi)農(nóng)業(yè)耕作與管理不便，建設適宜性較差。生態(tài)環(huán)境適宜性空間分布格局較為分散，但南部地區(qū)整體高于北部地區(qū)，東部靠近國有林場附近以及西南部河流上游地帶的生態(tài)環(huán)境適宜性較高。

3.1.2 綜合適宜性

基于自然環(huán)境、社會經(jīng)濟和生態(tài)環(huán)境的指標體系評價建設適宜性，測算高標準基本農(nóng)田建設綜合適宜性分值，根據(jù)自然斷點法將其劃分為完全適宜、基本適宜、臨界適宜、基本不適宜和完全不適宜5 個等級（圖3d），同時統(tǒng)計各個等級區(qū)的面積。

1）完全適宜區(qū)。適宜性值為[0.459,0.661]，平均值為0.554，面積和單元個數(shù)為13499.01 hm2和504 個，占永久基本農(nóng)田圖斑總面積和總數(shù)量的26.73%和14.21%；空間上主要分布在灤河及飲馬河沿河地區(qū)、國道及縣道沿線地帶，呈連片集中式分布格局。該區(qū)域地形起伏度極小，空間延展性強，從面積占比和單元個數(shù)占比來看，圖斑連片度明顯高于其他地區(qū)，土壤綜合質(zhì)量亦高于其他地區(qū)；由于鄰近昌黎縣主要水系，灌溉水源充足，加之近年來政府加大對基本農(nóng)田的建設投入，田間道路以及溝渠的配置程度也都明顯優(yōu)于其他地區(qū)；同時秦濱高速和205 國道均貫穿該區(qū)，附近鄉(xiāng)鎮(zhèn)與農(nóng)村居民點集聚明顯，社會經(jīng)濟區(qū)位優(yōu)勢突出。

2）基本適宜區(qū)。適宜性值為[0.396,0.459)，平均值為0.426，面積和單元個數(shù)為14486.56 hm2和996 個，占永久基本農(nóng)田圖斑總面積和總數(shù)量的28.69%和28.08%；空間上主要分布在縣道及鄉(xiāng)道沿線地帶、中南部農(nóng)村居民點附近，呈集中與零散鑲嵌式分布格局。基本適宜區(qū)圖斑大都鑲嵌分布于完全適宜等級圖斑周圍，從面積和單元個數(shù)占比來看，圖斑破碎度較高，空間集聚程度較差，同完全適宜等級相比較，基本適宜區(qū)綜合適宜性條件稍遜，但是與其他地區(qū)相比優(yōu)勢仍然明顯。

3）臨界適宜區(qū)。適宜性值為[0.333,0.396)，平均值為0.366，面積和單元個數(shù)為11799.36 hm2和973 個，分別占永久基本農(nóng)田圖斑總面積和總數(shù)量的23.36%和27.43%；空間上主要分布在灤河附近、西北和中南部分鄉(xiāng)道周邊，呈小面積組團零散式分布格局。臨界適宜區(qū)適宜條件介于適宜與不適宜等級之間，屬于過渡區(qū)間；該等級圖斑分布范圍廣泛，距離農(nóng)村居民點、主要交通干線稍遠，社會經(jīng)濟條件較差，但與不適宜區(qū)相比綜合優(yōu)勢仍然突出。

4）基本不適宜區(qū)。適宜性值為[0.251,0.333)，平均值為0.299，面積和單元個數(shù)為7311.31 hm2和570 個，分別占永久基本農(nóng)田圖斑總面積和總數(shù)量的14.48%和16.07%；空間上主要分布在七里海河流域沙土帶、東南灤河出?？?，呈集中與零散鑲嵌式分布格局。雖然集中于七里海河流域的圖斑連片度較高，但由于地處沙土帶土壤綜合質(zhì)量差，而零散分布的該等級圖斑分布地區(qū)均較為偏遠，受城鎮(zhèn)和主要交通干線輻射影響較小，社會經(jīng)濟條件差。

5）完全不適宜區(qū)。適宜性值為[0.047,0.251)，平均值為0.196，面積和單元個數(shù)為3404.24 hm2和504 個，分別占永久基本農(nóng)田圖斑總面積和總數(shù)量的 6.74%和14.21%；分布格局較為零散，主要分布在七里海河流域沙土帶，集中于龍家店和城郊區(qū)委等鎮(zhèn)。該等級圖斑分布范圍最小，圖斑破碎度最高，雖然有部分圖斑集中于七里海河沿線地帶，但受沙土帶的影響自然質(zhì)量差，若想建設高標準基本農(nóng)田必須進行土壤結(jié)構(gòu)改良，投入大成效慢，因此完全不適宜開展高標準基本農(nóng)田建設。

3.2 建設優(yōu)先區(qū)分析

3.2.1 空間集聚性

高標準基本農(nóng)田建設追求集中連片、方便管理的目標，所以在選址時除了考慮自然質(zhì)量、社會經(jīng)濟以及生態(tài)環(huán)境條件，還要考慮圖斑綜合適宜性的空間聚類特征。由圖4a可知，昌黎縣高標準基本農(nóng)田建設綜合適宜性空間聚類以高高相鄰和無顯著性為主，這兩種類型面積和單元個數(shù)總占比均超過61%，主要分布在縣域中部和南部地區(qū)；低低相鄰集聚類型面積較大，占總面積23.29%，涉及單元個數(shù)也較多，占單元總數(shù)的22.83%，主要分布在縣域西北部、東南部和中偏北部地區(qū)；高中相鄰、中中相鄰、高低相鄰和低中相鄰這4種集聚類型面積均較小，零星分布在縣域各處。

圖4 昌黎縣高標準基本農(nóng)田建設優(yōu)先區(qū)劃定 Fig.4 Construction priority zone delineation of high standard basic farmland in Changli County

3.2.2 建設時序

在空間聚類分析基礎上，根據(jù)2.4 的劃分規(guī)則得到昌黎縣高標準基本農(nóng)田建設優(yōu)先區(qū)空間分布（圖4b）。

高標準基本農(nóng)田建設一級優(yōu)先區(qū)綜合適宜性得分為[0.196,0.661]，平均得分0.484，空間上具有顯著高值聚集特征，共有圖斑單元1221 個，占單元總數(shù)的34.42%，總面積16301.53 hm2，占比32.28%；主要分布在靖安鎮(zhèn)東南部與新集鎮(zhèn)西部、泥井鎮(zhèn)中南部與劉臺莊鎮(zhèn)北部、荒佃莊鎮(zhèn)中南部與茹荷鎮(zhèn)西部、葛條港鄉(xiāng)中部等地區(qū)。將一級優(yōu)先區(qū)與綜合適宜性等級空間分布圖疊加分析（圖4c），發(fā)現(xiàn)超過60%的一級優(yōu)先區(qū)圖斑位于完全適宜等級區(qū)內(nèi)，33%的圖斑位于基本適宜區(qū)內(nèi)，不足7%的圖斑位于臨界適宜區(qū)。一級優(yōu)先區(qū)綜合質(zhì)量高、建設適宜性強、空間高值聚類明顯，土地整治難度小，應優(yōu)先劃入高標準基本農(nóng)田建設區(qū)域，嚴格禁止非農(nóng)建設，可在最短的時間內(nèi)建成高標準基本農(nóng)田。雖然一級優(yōu)先區(qū)總體條件優(yōu)越，但內(nèi)部不同區(qū)域之間存在較明顯的差異，靖安鎮(zhèn)東南部和新集鎮(zhèn)西部地區(qū)的基本農(nóng)田自然質(zhì)量略低于其他地區(qū)，主要由于土壤有機質(zhì)含量較低，在未來開展整治工作時應注重采取增施有機肥、推廣秸稈還田、種植綠肥等多種手段提高這一區(qū)域基本農(nóng)田的有機質(zhì)含量；而荒佃莊鎮(zhèn)南部和茹荷鎮(zhèn)西部地區(qū)的基本農(nóng)田基礎設施條件略差于其他地區(qū)，未來在這一區(qū)域應重點開展田間道路工程和灌溉排水工程，增加田間道路密度和溝渠密度，完善基礎設施。

高標準基本農(nóng)田建設二級優(yōu)先區(qū)綜合適宜性得分為[0.109,0.604]，平均得分0.369，空間上高值聚集性不夠顯著，共有圖斑單元1318 個，占單元總數(shù)的37.16%，總面積19516.84 hm2，占比38.65%；二級優(yōu)先區(qū)圍繞在一級優(yōu)先區(qū)周邊，主要分布在安山鎮(zhèn)東南部與龍家店鎮(zhèn)北部、馬坨店鄉(xiāng)中南部和新集鎮(zhèn)東部、靖安鎮(zhèn)西部、劉臺莊鎮(zhèn)中南部、城郊區(qū)委東部和葛條港鄉(xiāng)中部、大蒲河鎮(zhèn)西北部等地區(qū)。將二級優(yōu)先區(qū)與綜合適宜性等級空間分布圖疊加分析（圖4c），發(fā)現(xiàn)二級優(yōu)先區(qū)圖斑主要位于基本適宜等級區(qū)內(nèi)，部分位于完全適宜等級區(qū)內(nèi)，也有一部分位于臨界適宜和基本不適宜等級區(qū)內(nèi)。與一級優(yōu)先區(qū)相比，二級優(yōu)先區(qū)綜合質(zhì)量較差，空間高值聚類不明顯，土地整治難度較大，但仍具備一定的高標準基本農(nóng)田建設條件，只是需要較多投入資金和人力，在建設時序上應該后移，可在一級優(yōu)先區(qū)建成高標準基本農(nóng)田以后，綜合考慮財政支持和實際需要再進行建設。二級優(yōu)先區(qū)內(nèi)部差異明顯，安山鎮(zhèn)東南部、馬坨店鄉(xiāng)中部的基本農(nóng)田灌溉條件較差，靖安鎮(zhèn)和朱各莊鎮(zhèn)西部的基本農(nóng)田田間溝渠密度極低，未來在這些區(qū)域應重點加強灌溉排水工程建設，提高基礎設施條件；龍家店鎮(zhèn)北部和大蒲河西北部的基本農(nóng)田土壤重金屬污染較為嚴重，其中主要是鎳污染，未來在這些區(qū)域應重點開展土壤修復工作；此外二級優(yōu)先區(qū)內(nèi)普遍存在土壤有機質(zhì)含量偏低的現(xiàn)象，極大降低了土壤肥力，未來應采取增施有機肥、推廣秸稈還田、種植綠肥等多種手段提高基本農(nóng)田的有機質(zhì)含量。

高標準基本農(nóng)田建設三級優(yōu)先區(qū)綜合適宜性得分為[0.047,0.518]，平均得分0.289，空間上具有顯著低值聚集性，共有圖斑單元1008 個，占單元總數(shù)的28.42%，總面積14682.11 hm2，占比29.07%；主要分布在安山鎮(zhèn)西部、龍家店鎮(zhèn)南部與馬坨店鄉(xiāng)北部、城郊區(qū)委南部與泥井鎮(zhèn)北部、茹荷鎮(zhèn)東部等地區(qū)。將三級優(yōu)先區(qū)與綜合適宜性等級空間分布圖疊加分析（圖4c），發(fā)現(xiàn)三級優(yōu)先區(qū)圖斑基本上都位于完全不適宜與基本不適宜等級區(qū)內(nèi)，小部分位于臨界適宜等級區(qū)內(nèi)。這些區(qū)域圖斑綜合質(zhì)量差、不具備空間高值聚類特征、各方面建設條件均不足，土地整治難度大，短期內(nèi)不宜建設高標準基本農(nóng)田，但是作為永久基本農(nóng)田的一部分，仍要加以保護防止建設占用，充分發(fā)揮農(nóng)田的生產(chǎn)功能，并注重生態(tài)保護兼顧生態(tài)功能。三級優(yōu)先區(qū)雖然各方面條件差，但若是在未來建設資金充沛的情況下，也可考慮建設為高標準基本農(nóng)田，對于集中分布于七里海河沙土帶的基本農(nóng)田要重點開展土壤結(jié)構(gòu)改良工作以提高土壤質(zhì)量，位于安山鎮(zhèn)西部的基本農(nóng)田基礎設施條件極差，應優(yōu)先開展灌溉排水工程建設，而茹荷鎮(zhèn)東部的基本農(nóng)田位于灤河出?？谌菀装l(fā)生洪澇災害，需要重點開展農(nóng)田防護與生態(tài)環(huán)境保護工程。

4 結(jié)論與討論

以永久基本農(nóng)田圖斑為評價單元，基于改進的突變級數(shù)模型開展高標準基本農(nóng)田建設適宜性評價，在此基礎上利用熱點分析法劃定建設優(yōu)先區(qū)。主要結(jié)論如下：

1）昌黎縣高標準基本農(nóng)田建設子系統(tǒng)適宜性空間分布特征迥異。自然質(zhì)量適宜性高值區(qū)較為均勻地分布在各鄉(xiāng)鎮(zhèn)，而低值區(qū)集中分布在中部七里海河沿線地帶；社會經(jīng)濟適宜性高值區(qū)集中分布于三大主要水系的下游地帶，以及國道和主要縣道的貫穿地區(qū)，而低值區(qū)則零星分布在遠離交通干線和農(nóng)村居民點的地區(qū)；生態(tài)環(huán)境適宜性空間分布格局較為分散，但東部靠近國有林場附近以及西南部河流上游地帶的圖斑生態(tài)環(huán)境適宜性較其他地區(qū)高。

2）改進突變級數(shù)模型克服了傳統(tǒng)評價方法中指標權重的缺陷，具有客觀科學、計算簡便的優(yōu)勢，同時所得結(jié)果能夠直觀反映出評價單元之間的差距，利于優(yōu)劣比較。通過評價可知高標準基本農(nóng)田建設綜合適宜性以適宜為主不適宜為輔，空間分異明顯。灤河及飲馬河沿河地區(qū)、國道及縣道沿線地帶綜合適宜性最強，鄉(xiāng)道沿線地帶、中南部農(nóng)村居民點附近綜合適宜性次之，七里海河流域沙土帶、東南灤河出?？诰C合適宜性最差。

3）基于熱點分析劃定的高標準基本農(nóng)田優(yōu)先區(qū)以二級優(yōu)先區(qū)為主、一級優(yōu)先區(qū)次之，三級優(yōu)先區(qū)最少。一級優(yōu)先區(qū)空間上具有顯著高值聚集性，占單元總面積的32.28%，與完全適宜等級區(qū)高度重合；二級優(yōu)先區(qū)空間上高值聚集性不顯著，占單元總面積的38.65%，與基本適宜等級區(qū)高度重合；三級優(yōu)先區(qū)空間上具有顯著低值聚集性，占單元總面積的29.07%，基本位于完全不適宜與基本不適宜等級區(qū)。

運用無需指標權重的改進突變級數(shù)模型評價高標準基本農(nóng)田建設適宜性，在一定程度上避免了主觀干擾；以永久基本農(nóng)田圖斑為評價單元，計算量較小并且評價結(jié)果易于落地，責任主體明確便于開展建設，研究結(jié)果能夠為昌黎縣高標準基本農(nóng)田建設項目選址工作提供一定參考。值得說明的是，本文主要探討高標準基本農(nóng)田選址以及時序問題，至于如何建及如何與當?shù)赝恋卣喂ぷ飨嚆暯邮枪P者未來研究的方向；此外，構(gòu)建指標體系時，雖然綜合考慮自然質(zhì)量、社會經(jīng)濟和生態(tài)環(huán)境等因素，但是農(nóng)戶意愿和行為特征并未納入指標體系，未來需要進一步開展實地調(diào)研，深入了解農(nóng)戶意愿和行為特征來完善指標體系。