陳文南 劉炫含

(長安大學土地工程學院，陜西 西安 710064)

人類賴以生存和發(fā)展的土地類型中，耕地占主導地位，糧食生產(chǎn)的基本要素也是耕地[1,2]。在地形地貌較好與土壤肥沃的區(qū)域更適合種植，自然地理條件較好位置的耕地更傾向于轉為建設用地[1]。除傳統(tǒng)的生產(chǎn)功能之外，耕地還具有多種多樣的功能，包括社會、經(jīng)濟、文化、景觀生態(tài)等多種非商品性質的功能及其所提供的物質與服務中商品與非商品功能，是人類生產(chǎn)生活中不可或缺的一種土地[2]。作為發(fā)展中的農業(yè)大國，我國耕地資源卻非常稀缺，人多地少，并且近年來工業(yè)化與城鎮(zhèn)化水平的不斷提高，城鎮(zhèn)建成區(qū)的不斷擴大以及生態(tài)保護政策的提出等都對耕地產(chǎn)生了巨大的需求與影響[5,6]，面臨耕地資源緊缺，后備資源不足，土地利用粗放等的問題，亟需科學高效合理地利用耕地。

洋縣位于陜西省南部，漢中市轄縣，地處陜南秦嶺保護區(qū)內，耕地資源緊缺，因此合理利用耕地資源，科學規(guī)劃耕地功能空間十分必要。本文從耕地的生產(chǎn)、生態(tài)和社會3個功能出發(fā)構建評價指標體系，利用熵權法確定指標權重，采用多目標綜合評價模型計算全縣耕地單一功能和多功能值。對洋縣耕地多功能性進行綜合評價分析，為洋縣合理利用耕地資源，科學高效利用城市內部與周邊耕地，優(yōu)化農業(yè)種植結構與空間布局，理清耕地各功能之間的關系，促進耕地多功能綜合發(fā)展提供依據(jù)[3]。

1 研究區(qū)概況與數(shù)據(jù)來源

1.1 研究區(qū)概況

洋縣位于陜西省西南部，漢中市轄縣，北臨秦嶺，南屏巴山，地處E107°33′～108°31′,E33°42′～34°14′。截至2017年底，全縣戶籍總人口44.70萬人，農業(yè)人口22.76萬人，城鎮(zhèn)化率為41.25%。全縣土地總面積為3195.94km2，隨著城鎮(zhèn)建成區(qū)的不斷擴大，對洋縣耕地生態(tài)與產(chǎn)出產(chǎn)生了巨大影響，全縣耕地面積由2009年的473.55 km2減少到2017年的469.26km2，農業(yè)種植結構與產(chǎn)量在不斷變化，耕地的各項功能也隨之發(fā)生改變。研究耕地多功能評價，不僅對實現(xiàn)農業(yè)增產(chǎn)、農民增收具有現(xiàn)實意義，更對確保國家糧食安全、推動“藏糧于地、藏糧于技”具有重大意義[4,5]。

1.2 數(shù)據(jù)來源

本文涉及洋縣土地利用現(xiàn)狀、人口社會經(jīng)濟生態(tài)等數(shù)據(jù)。其中，土地利用現(xiàn)狀數(shù)據(jù)來源于洋縣自然資源局；人口社會經(jīng)濟生態(tài)等統(tǒng)計數(shù)據(jù)來源于《陜西省區(qū)域統(tǒng)計年鑒》和《洋縣統(tǒng)計年鑒》。

2 指標選擇與研究方法

2.1 指標選擇

本文以漢中市洋縣為研究區(qū)，從耕地的生產(chǎn)、生態(tài)和社會功能進行分析，建立耕地多功能評價指標體系。根據(jù)目前相關研究，結合研究區(qū)實際情況，選擇鄉(xiāng)鎮(zhèn) (街道)作為評價單元，選取具有代表性、綜合性、科學性、合理性和可操作性的評價因子，綜合研究區(qū)實際情況，選取14個評價因子建立目標層、準則層與指標層3級耕地多功能評價指標體系。

耕地的生產(chǎn)功能即耕地為人類生存提供食物和原料的功能,主要取決于耕地的質與量、產(chǎn)出與投入,因此選取耕地地均產(chǎn)值、糧食作物單產(chǎn)水平、農業(yè)生產(chǎn)總值、復種指數(shù)和土地墾殖率5項指標作為衡量耕地生產(chǎn)功能的指標,用耕地的數(shù)量、質量和產(chǎn)出比3方面反映研究區(qū)耕地生產(chǎn)功能;生態(tài)功能指在利用耕地的過程中與水、土壤、生物及周邊其它生態(tài)系統(tǒng)的協(xié)調發(fā)展能力，主要表現(xiàn)為水源涵養(yǎng)、水土保持、氣候調節(jié)、防風固沙、生物多樣性、環(huán)境污染性等。我國農業(yè)生產(chǎn)過程中對農藥化肥等的廣泛使用，導致土壤中有機質含量與微生物分解能力下降，降低農田質量與破壞耕地生態(tài)系統(tǒng)的同時，也使糧食生產(chǎn)能力越來越依賴于化肥與農藥，因此在生態(tài)功能評價中選擇單位耕地化肥負荷、單位耕地農藥負荷、農膜使用強度、人均耕地生態(tài)承載力、農田生態(tài)系統(tǒng)多樣性5個指標。社會功能是指在耕地利用的過程中對社會環(huán)境、人文風貌以及農民生活等的多種影響，主要表現(xiàn)為空間上的分布與承載，人民物質與精神生活上的需求與滿足感等，因此在社會功能評價中,選取農業(yè)從業(yè)人員承載量、社會需求滿足度、人均耕地資源稟賦和單位耕地農用柴油使用量4項指標因子。本研究通過上述14項指標因子從生產(chǎn)、生態(tài)和社會3個層面來評價耕地功能，詳見表1。

表1 洋縣耕地多功能評價指標體系

2.2 研究方法

2.2.1 指標標準化

為了消除數(shù)據(jù)之間單位不同導致數(shù)據(jù)相差過大的問題，采用極差標準化方法對各評價指標進行無量綱化, 使各評價指標數(shù)據(jù)無量綱化到 [0, 1]。

具體計算公式:

(1)

(2)

式中，Aij為i鄉(xiāng)鎮(zhèn) (街道) j 指標的標準值；Xij為 i 鄉(xiāng)鎮(zhèn) (街道) j指標原始值；Xmax為i鄉(xiāng)鎮(zhèn)(街道)j 指標原始最大值；Xmin為i鄉(xiāng)鎮(zhèn)(街道) j 指標原始最小值。

2.2.2 熵權法

熵可以對不確定性進行度量，采用熵權法可以獲得信息的有序度差異，進而得到信息效用值，用于確定權重。信息量越大,不確定性就越小,熵也越小;信息量越小,不確定性越大,熵也越大。采用熵權法確定指標權重，具體計算公式：

(3)

(4)

式(4)中，1≤j≤m，fj=1-ej。

2.2.3 多目標綜合評價模型

本文采用多目標綜合評價模型，對單一功能和多功能進行評價，得到不同指標分值的同時對各分功能得分進行計算，得到耕地功能評價結果，進而發(fā)現(xiàn)影響耕地功能的因素和存在的問題。計算方法如下：

(5)

式中，m代表評價指標個數(shù)；ωij代表子系統(tǒng)的相對權重；Aij為第j個指標標準化后的值。

3 評價結果與分析

3.1 生產(chǎn)功能分析

由圖1可知，戚氏街道辦、洋洲街道辦和謝村鎮(zhèn)耕地生產(chǎn)功能最高，金水鎮(zhèn)和桑溪鎮(zhèn)耕地生產(chǎn)功能最低。根據(jù)生產(chǎn)功能各指標，洋洲街道辦是洋縣中心城區(qū)，戚氏街道辦和謝村鎮(zhèn)位于中心城區(qū)西側，地形平坦，土壤肥沃，耕地質量較好，農業(yè)生產(chǎn)條件優(yōu)越，土地墾殖率、耕地地均產(chǎn)值和復種指數(shù)較高，使其耕地生產(chǎn)功能優(yōu)于其它鄉(xiāng)鎮(zhèn)。位于洋縣東南部的金水鎮(zhèn)和桑溪鎮(zhèn)耕地分布較為分散，地均產(chǎn)值少，導致生產(chǎn)功能低。

3.2 生態(tài)功能分析

由圖2可知，全縣耕地生態(tài)功能差異不大，且較高和高值區(qū)均位于洋縣中部，單位耕地農藥化肥負荷、農膜使用強度較低，農田生態(tài)系統(tǒng)多樣性相對較高，對耕地產(chǎn)生的污染較小。耕地生態(tài)功能最低區(qū)多位于洋縣東南部，耕地較為分散，為提高糧食產(chǎn)量，化肥農藥使用較多，容易產(chǎn)生污染；各類作物種植面積差異較大，未發(fā)揮出農田生態(tài)系統(tǒng)多樣性的優(yōu)勢，致使生態(tài)功能低。

3.3 社會功能分析

由圖3可知，全縣耕地社會功能較高和高值區(qū)為戚氏街道辦、紙坊街道辦和洋州街道辦，農業(yè)市場環(huán)境良好，農業(yè)從業(yè)人員較多，耕地社會保障性較強。溢水鎮(zhèn)和黃金峽鎮(zhèn)對耕地的社會需求度較小，耕地產(chǎn)能不高，農民對其依賴性較小，有些甚至已經(jīng)完全脫離了農業(yè)種植，導致其社會功能低。

3.4 耕地多功能綜合分析

由圖4可知，全縣耕地多功能有著明顯的空間差異，較高和高值區(qū)多分布于中心城區(qū)及其周邊鄉(xiāng)鎮(zhèn)，地理位置優(yōu)越，交通條件便利，地形平坦，市場環(huán)境較好，多數(shù)耕地位于朱鹮保護區(qū)內，生態(tài)環(huán)境保護性較強，生產(chǎn)、生態(tài)和社會功能相對較高，綜合評價也相應較高。耕地多功能低值區(qū)主要分布于洋縣東南部，屬巴山丘陵地帶，受樹枝狀河流切割、澗嶺縱橫、溝壩相連，耕地較少且呈零散分布，不利于規(guī)模種植，產(chǎn)出率低，農民對其有依賴性不強，耕地多功能相對最低。

4 結論

本文通過構建耕地多功能評價指標體系，對洋縣18個鄉(xiāng)鎮(zhèn) (街道)耕地多功能進行評價分析，得出以下結論。

全縣耕地多功能存在著明顯的差異性。中心城區(qū)及其周邊生產(chǎn)和社會功能較高，東南部生產(chǎn)、生態(tài)和社會功能都相對較低。

耕地的生產(chǎn)和社會功能主要受耕地面積及其規(guī)模和交通條件的影響，生態(tài)功能主要受農田生態(tài)系統(tǒng)多樣性的影響；耕地多功能與農業(yè)生產(chǎn)條件、種植規(guī)模、種植收入、農田生態(tài)系統(tǒng)多樣性等因素緊密相關。

中心城區(qū)及其周邊生產(chǎn)、生態(tài)和社會功能都相對較高，可見洋縣是一個以農業(yè)為主導的區(qū)域，對耕地依賴性較強，在優(yōu)化農業(yè)發(fā)展的同時，也應加強對二、三產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。