朱壽紅，殷少美，唐 偉，王葉峰，王勝利

(1.江蘇省蘭德土地工程技術有限公司，江蘇 南京 210019；2.揚州市自然資源和規(guī)劃局 廣陵分局，江蘇 揚州 225000；3.江蘇省地質(zhì)測繪院，江蘇 南京 211102)

改革開放以來，隨著工業(yè)化和新型城鎮(zhèn)化進程的加快，“不平衡、不充分發(fā)展”的矛盾在高強度的國土空間開發(fā)過程中尤為凸顯，也造成了資源環(huán)境破壞、“三生”空間沖突加劇、城鄉(xiāng)發(fā)展差距擴大、過度開發(fā)等一系列問題，影響了社會的可持續(xù)發(fā)展[1-2]。2016年12月中辦、國辦聯(lián)合印發(fā)了《省級空間規(guī)劃試點方案》，該方案指出開展資源環(huán)境承載能力評價與國土空間開發(fā)適宜性評價，為劃定“三區(qū)、三線”奠定了基礎[3]。2017年1月，國務院印發(fā)了《全國國土規(guī)劃綱要(2016～2030年)》，明確了以資源環(huán)境承載能力為基礎，推動國土集聚開發(fā)和分類保護相適應，切實優(yōu)化國土空間開發(fā)格局[4]。2018年4月，習近平總書記在深入推動長江經(jīng)濟帶發(fā)展座談會上的講話也明確指出，按照“多規(guī)合一”要求，根據(jù)資源環(huán)境承載能力和國土空間開發(fā)適宜性評價(“雙評價”)，劃定生態(tài)保護紅線、永久基本農(nóng)田、城鎮(zhèn)開發(fā)邊界3條控制線，科學謀劃國土空間開發(fā)保護格局，建立健全國土空間管控機制[5]。2019年5月《中共中央國務院關于建立國土空間規(guī)劃體系并監(jiān)督實施的若干意見》進一步明確了資源環(huán)境承載能力和國土空間開發(fā)適宜性評價的重要地位[5-6]?？梢姡瑖量臻g開發(fā)適宜性評價是國土空間規(guī)劃的重要依據(jù)，吸引了國內(nèi)較多學者開展研究。然而，學者們目前研究的尺度較為宏觀，多以省域作為研究單元[5]，區(qū)縣作為國家貫徹落實空間規(guī)劃改革和主體功能區(qū)劃等政策的基本單元，開展縣域資源環(huán)境承載力及適宜性的研究對小區(qū)域資源環(huán)境保護具有重要的指導意義。基于上述研究，本文兼顧政策規(guī)劃與自然發(fā)展規(guī)律，選取揚州市廣陵區(qū)作為案例區(qū)，對農(nóng)用地開發(fā)適宜性進行評價，以期為廣陵區(qū)國土空間規(guī)劃提供科學的參考。

1 方法與思路

1.1 研究方法

單因子敏感性指數(shù)等級按照高敏感、中敏感、低敏感和不敏感分別賦值9、6、3和0。此方法根據(jù)各因子與研究區(qū)農(nóng)業(yè)和環(huán)境間的關聯(lián)程度來確定賦值等級，并通過層次分析法和德爾菲法來確定敏感度數(shù)值及權重，最終得到本研究資源環(huán)境承載力指標體系。通過確定的各因子的權重值及各因子相對應的敏感性值，再運用加權綜合空間評價模型計算資源承載力綜合分值。公式如下[7-8]：

1.2 研究思路

本研究將采用以下思路對農(nóng)用地適宜性進行評價：首先，基于多指標要素開展資源環(huán)境承載力評價工作，綜合劃分農(nóng)業(yè)功能指向的承載力等級；其次，根據(jù)農(nóng)業(yè)承載力等級，初步確定農(nóng)業(yè)生產(chǎn)適宜區(qū)、一般適宜區(qū)的備選區(qū)域，運用ArcGIS軟件中聚合工具計算出2類備選區(qū)域的聚合距離，縣區(qū)層面按<150、150～400、400～600、600～900、≥900 m生成地塊連片度評價分級圖；最后，結合承載力等級與地塊連片度評價分級，采用判別矩陣模型確定農(nóng)業(yè)生產(chǎn)適宜性等級。依據(jù)評估的適宜性結果解析廣陵區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的調(diào)整方向、重點，并提出優(yōu)化路徑與具體舉措。

2 研究區(qū)概況與數(shù)據(jù)來源

2.1 研究區(qū)概況

本文選取揚州市廣陵區(qū)作為研究區(qū)，廣陵區(qū)是江蘇省揚州市下轄主城區(qū)，地處江蘇省中部，長江與京杭大運河交匯處。東部與江都區(qū)、廣陵區(qū)杭集鎮(zhèn)交界，北部毗鄰廣陵區(qū)泰安鎮(zhèn)，西南部以橫溝河、大眾河為界，與揚州經(jīng)濟開發(fā)區(qū)代管的施橋鎮(zhèn)毗鄰，行政區(qū)域面積341.96 km2。

2.2 數(shù)據(jù)來源與處理

資源環(huán)境承載力受土地資源、水資源、環(huán)境資源和生態(tài)資源等各方面因素的影響[9-10]，選取哪些評價因子和選取評價因子數(shù)量的多少，都會對區(qū)域資源環(huán)境承載力的評價結果造成一定的影響。依據(jù)數(shù)據(jù)的主導性、客觀性及可獲取性等原則，結合廣陵區(qū)實際，考慮到本文研究目標主要是以農(nóng)業(yè)生產(chǎn)為導向的資源環(huán)境承載力評價，本文選取了坡度、離主要水系的距離、土地利用現(xiàn)狀、NDVI、DEM、表層土壤質(zhì)地及溝渠密度7個評價因子(表1、圖1)。

(1)坡度。坡度是地表單元陡緩的程度。坡度的陡峭程度與地表侵蝕度密切相關，坡度的陡峭程度越平緩，土地所經(jīng)受的地表侵蝕度越低，反之則越高[11]。土地所經(jīng)歷的地表侵蝕度增高，會導致水土流失現(xiàn)象的增加，最終使耕地越來越少，嚴重影響農(nóng)業(yè)耕作。參考龔亞男等[12]的研究，結合廣陵區(qū)地形數(shù)據(jù)，利用ArcGIS聚類分析工具，將坡度分為≤7°、7～15°、15～25°、25～90° 4個等級。

(2)離主要水系的距離、溝渠密度。離主要水系的距離、溝渠密度能體現(xiàn)出農(nóng)業(yè)生產(chǎn)所需求的水源保證情況[13]。距主要水系距離越近、溝渠密度越密集，對于農(nóng)用地水源的保證越強，農(nóng)用地資源環(huán)境承載力越強。

(3)土地利用現(xiàn)狀。土地利用現(xiàn)狀直接反映區(qū)域土地的利用情況，是二調(diào)直接調(diào)查和批準的數(shù)據(jù)，具有很強的權威性。土地利用現(xiàn)狀直接影響是否能進行農(nóng)業(yè)生產(chǎn)[14],考慮到各土地利用類型的生態(tài)服務功能，將水域和濕地作為高敏感區(qū)，農(nóng)用地為不敏感區(qū)，未利用地為低敏感區(qū)，建設用地為中敏感區(qū)。

(4)NDVI。歸一化植被覆蓋指數(shù)(NDVI)是反映農(nóng)作物長勢與營養(yǎng)狀況的重要參數(shù)之一，NDVI值在-1～1之間[15-16]。NDVI值為0時，表示有巖石或裸地；NDVI值為負值時，表示被雨、雪、水等覆蓋；NDVI值越大，代表植被覆蓋程度越高。結合廣陵實際植被覆蓋情況，將NDVI劃分為：≤0、0～0.2、0.2～0.4、≥0.4四個等級。

(5)DEM。高程(DEM)指的是相對海平面的垂直距離，高程直接影響了農(nóng)用地給水條件，高度越高，越不適宜農(nóng)作物生長[16-18]。本文采用30 m分辨率的DEM數(shù)據(jù)，從地理空間數(shù)據(jù)云網(wǎng)站上獲取，并在GIS軟件中生成坡度圖層[22]。

(6)表層土壤質(zhì)地。土壤中各粒級占土壤重量的百分比組合，稱為土壤質(zhì)地，將土壤質(zhì)地分為粘質(zhì)土、壤土、砂壤土、沙土和礫土，土壤質(zhì)地與土壤通氣、保肥、保水狀況及耕作的難易有密切關系[20-21]，因此，了解土壤的質(zhì)地類型，對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)具有指導價值。

在烏龍磯水庫除險加固工程設計中，對棄土棄渣場布局進行了合理規(guī)劃，以減少對環(huán)境的影響。棄土棄渣結束后，進行覆土、整平等土地整治，覆土土料來源為棄土和棄渣場原有表土，棄土棄渣時要求下渣上土，以滿足植被恢復的基本要求。棄土棄渣場土地整治完成后，采取栽種植物進行植被恢復，根據(jù)棄渣形態(tài)和成分，種植較易成活的樹種和覆蓋草皮。

通過參考已有研究和咨詢專家對各因子敏感程度進行評價并賦值，分為不敏感、低敏感、中敏感、高敏感4個承載力等級，分別賦值為0、3、6、9[22]。首先，通過專家打分法對各因子影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)承載力的重要程度進行打分，在此基礎上運用層次分析法計算出各因子權重值。資源環(huán)境承載力評價因子見表1。

表1 農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資源環(huán)境承載力評價因子賦值及權重表

3 結果與分析

3.1 資源環(huán)境承載能力集成評價

利用GIS軟件將包含7個評價因子的矢量圖進行疊加，得到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資源環(huán)境承載力評價單元圖，利用自然斷點法將各個評價單元的承載力程度劃分為高、較高、中等、較低和低5類，得到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資源環(huán)境承載力在流域內(nèi)的面積分布(表2)。集成評價結果顯示(圖2a)，廣陵區(qū)地勢平坦，水土、光熱和氣候等農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件優(yōu)越，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)功能導向大多為高適宜、較高適宜和中等適宜，面積分別為5392.02、9377.01和7911.18 hm2，分別占研究區(qū)土地總面積的16.10%、28.00%和23.62%，主要分布在頭橋鎮(zhèn)、李典鎮(zhèn)、沙頭鎮(zhèn)、杭集鎮(zhèn)南部、泰安鎮(zhèn)等區(qū)域；較低等級面積為5189.13 hm2，占全區(qū)總面積的15.50%，主要分布在城區(qū)；低等級面積為5618.34 hm2，占全區(qū)總面積的16.78%，主要為區(qū)域內(nèi)的水域和濕地。

圖1 農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資源環(huán)境承載力評價因子分析圖

圖2 農(nóng)業(yè)功能指向的承載等級結果圖(a)、地塊連片分度圖(b)和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)適宜性分區(qū)圖(c)

表2 農(nóng)業(yè)生產(chǎn)功能導向資源環(huán)境承載力等級表

3.2 農(nóng)業(yè)生產(chǎn)適宜性評價

基于上述農(nóng)業(yè)承載力等級，確定農(nóng)業(yè)生產(chǎn)適宜區(qū)、一般適宜區(qū)的備選區(qū)域。將農(nóng)業(yè)承載能力等級高、較高的空間單元，作為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)適宜區(qū)的備選區(qū)域；將農(nóng)業(yè)承載能力較高、中等、較低的空間單元，作為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)一般適宜區(qū)的備選區(qū)域；將農(nóng)業(yè)承載能力低的空間單元，直接劃定為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)不適宜區(qū)。運用ArcGIS中的聚合工具計算出兩類備選區(qū)域的聚合距離，根據(jù)分級閾值生成地塊連片度評價分級圖(圖2b)。

基于農(nóng)業(yè)承載和地塊連片度2個等級運用判別矩陣模型，劃分農(nóng)業(yè)生產(chǎn)適宜區(qū)、一般適宜區(qū)和不適宜區(qū)(表3)。

表3 農(nóng)業(yè)生產(chǎn)適宜性分區(qū)參考判別矩陣

對農(nóng)業(yè)適宜性等級評價結果(圖2c)進行統(tǒng)計分析，結果顯示，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)適宜及一般適宜的面積分別為13683.5和14302.90 hm2，分別占研究區(qū)土地總面積的40.86%和42.71%，區(qū)域整體的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)空間條件較好；農(nóng)業(yè)生產(chǎn)不適宜區(qū)面積為5501.27 hm2，占研究區(qū)土地總面積的16.43%，這些區(qū)域主要是水系等禁止開發(fā)區(qū)域(表4)。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)適宜的區(qū)域主要集中在廣陵區(qū)南部，溝渠密度、NDVI指數(shù)均較高；廣陵區(qū)北部農(nóng)業(yè)一般適宜區(qū)零散分布在適宜區(qū)內(nèi)，后期應以土地綜合整治為抓手提升耕地保護質(zhì)量，提高土地的利用率和生產(chǎn)率；城市(鎮(zhèn))周邊耕地多為基本農(nóng)田，無形中形成城鎮(zhèn)開發(fā)的實體邊界，起到了優(yōu)化城市空間格局、促進土地節(jié)約集約利用、控制城市無序蔓延擴張的作用。

表4 廣陵區(qū)農(nóng)業(yè)適宜性等級評價結果匯總表

4 結論與展望

基于GIS技術的農(nóng)用地適宜性評價可以將具體的要素數(shù)據(jù)化，通過多層次因子的疊加分析能較全面地綜合農(nóng)用地適宜性的各種影響要素，在一定程度內(nèi)提高了評價結果的科學性和合理性。

(1)為更好地將統(tǒng)計數(shù)據(jù)與空間關聯(lián)，基于柵格的適宜性評價方法可以形成標準的空間評價指標集，得到區(qū)域差異化的評價結果，更加準確地刻畫出指標的空間差異性。

(2)從資源環(huán)境承載力評價結果來看，廣陵區(qū)資源環(huán)境承載力整體上處于中等水平，資源、自然環(huán)境條件是重要的影響因素。因此，廣陵區(qū)應注重從土地資源、水資源、環(huán)境、生態(tài)等幾個方面來提高整體資源環(huán)境承載力水平。

(3)從農(nóng)業(yè)生產(chǎn)空間開發(fā)適宜性評價結果看空間格局，準確表現(xiàn)出廣陵區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)空間開發(fā)適宜性的特點：空間分布差異明顯，呈現(xiàn)出典型的區(qū)域特征，開發(fā)潛力等級較高的區(qū)域主要集中分布在廣陵區(qū)南部，區(qū)域整體的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)空間條件較好；城市(鎮(zhèn))周邊耕地適宜性較高，與實際為基本農(nóng)田相符，有效發(fā)揮了永久基本農(nóng)田作為城市實體邊界的管控作用，未來基本農(nóng)田保護及劃定工作中，應促使城市(鎮(zhèn))周邊耕地的規(guī)模穩(wěn)定、質(zhì)量提升。

當然，農(nóng)業(yè)適宜性等級評價除本研究考慮的因素以外，還受人口增長、經(jīng)濟發(fā)展政策等因素的影響，今后研究應盡可能納入更為全面的因素，從而使農(nóng)業(yè)適宜性等級評價結果更有效地引導區(qū)域可持續(xù)發(fā)展。