劉 婧, 湯 峰, 張貴軍**, 張蓬濤, 王 力

(1.河北農(nóng)業(yè)大學(xué)國(guó)土資源學(xué)院/河北省農(nóng)田生態(tài)環(huán)境重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 保定 071001; 2.中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)土地科學(xué)技術(shù)學(xué)院北京 100083; 3.中國(guó)科學(xué)院空天信息創(chuàng)新研究院遙感科學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 北京 100101)

永久基本農(nóng)田是為滿足中國(guó)一定時(shí)期人口和社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)農(nóng)產(chǎn)品的需求, 而依據(jù)土地利用總體規(guī)劃確定的不得占用的耕地, 劃定永久基本農(nóng)田并實(shí)施特殊保護(hù)是確保國(guó)家糧食安全、保障農(nóng)民切實(shí)利益的基本要求, 也是貫徹落實(shí)新型城鎮(zhèn)化戰(zhàn)略和生態(tài)文明戰(zhàn)略的重大舉措[1-2]。但近年來(lái), 隨著城鎮(zhèn)化、工業(yè)化進(jìn)程的加快, 一些重大項(xiàng)目建設(shè)占用基本農(nóng)田的情況時(shí)有發(fā)生, 災(zāi)毀和農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整等也會(huì)造成基本農(nóng)田的減少, 永久基本農(nóng)田保護(hù)目標(biāo)不能實(shí)現(xiàn)。2019年, 自然資源部和農(nóng)業(yè)農(nóng)村部印發(fā)的《關(guān)于加強(qiáng)和改進(jìn)永久基本農(nóng)田保護(hù)工作的通知》(自然資規(guī)〔2019〕1號(hào))中明確“為提高重大建設(shè)項(xiàng)目用地審查報(bào)批效率, 做到保質(zhì)保量補(bǔ)劃落地, 在永久基本農(nóng)田之外其他質(zhì)量較好的耕地中, 劃定永久基本農(nóng)田儲(chǔ)備區(qū)”。永久基本農(nóng)田儲(chǔ)備區(qū)的劃定一方面可以摸清耕地家底、鞏固和完善永久基本農(nóng)田劃定成果; 另一方面也可以提升需要占用基本農(nóng)田的重大項(xiàng)目的審查效率, 在保證基本農(nóng)田數(shù)量不減少、質(zhì)量不降低的前提下快速實(shí)現(xiàn)補(bǔ)劃, 創(chuàng)建永久基本農(nóng)田“劃、建、管、補(bǔ)、護(hù)”長(zhǎng)效管理機(jī)制[3]。

永久基本農(nóng)田儲(chǔ)備區(qū)作為永久基本農(nóng)田的“后備庫(kù)”, 其科學(xué)劃定具有重要意義, 但目前關(guān)于永久農(nóng)田儲(chǔ)備區(qū)劃定的研究多停留在制度層面, 提出按照區(qū)域劃定潛力確定儲(chǔ)備區(qū)劃定數(shù)量、構(gòu)建全國(guó)統(tǒng)一的永久基本農(nóng)田儲(chǔ)備區(qū)數(shù)據(jù)庫(kù)且強(qiáng)化日常監(jiān)管等要求, 很少有對(duì)其具體劃定及后續(xù)動(dòng)態(tài)管理方法的研究[3-4]。但國(guó)內(nèi)學(xué)者就永久基本農(nóng)田的劃定和高標(biāo)準(zhǔn)基本農(nóng)田建設(shè)選址進(jìn)行了大量研究, 主要涉及基本農(nóng)田劃定潛力評(píng)價(jià)[5]或高標(biāo)準(zhǔn)基本農(nóng)田建設(shè)適宜性評(píng)價(jià)[6]、區(qū)域劃定方法[7]、建設(shè)時(shí)序與整治模式研究[8]、高標(biāo)準(zhǔn)基本農(nóng)田建設(shè)后效益分析[9]等。其中, 評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的構(gòu)建是進(jìn)行基本農(nóng)田劃定的基礎(chǔ), 指標(biāo)的選擇從早期的直接利用農(nóng)用地分等定級(jí)成果[10-11]到綜合考慮自然、經(jīng)濟(jì)社會(huì)、生態(tài)[12-13]、景觀格局[14]等多方面因素, 主導(dǎo)視角由“耕地質(zhì)量提升”的單一維度向“數(shù)量、質(zhì)量、生態(tài)三位一體”的多維度轉(zhuǎn)變。但目前的研究多側(cè)重于耕地質(zhì)量的現(xiàn)狀評(píng)價(jià), 較少涉及預(yù)期的動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)。區(qū)域劃定方法也逐漸多元化, 如采用多因素綜合評(píng)價(jià)法[15]、逐級(jí)修正法[16]評(píng)價(jià)耕地綜合質(zhì)量, 作為劃定永久基本農(nóng)田的依據(jù); 或采用LESA體系法[17]、四象限法[18]、熵權(quán)可拓模型[19]、局部空間自相關(guān)[20-21]等確定耕地質(zhì)量和區(qū)位的優(yōu)劣程度; 或采用智能模型算法, 如利用CLUE-S模型模擬基本農(nóng)田的空間分配[22]、利用貝葉斯網(wǎng)絡(luò)模型加入歷史影響因素建立變量統(tǒng)計(jì)關(guān)系劃定穩(wěn)定的基本農(nóng)田[23]。永久基本農(nóng)田儲(chǔ)備區(qū)是為實(shí)現(xiàn)永久基本農(nóng)田保護(hù)任務(wù)的“彈性”需要, 為永久基本農(nóng)田補(bǔ)劃預(yù)留的耕地, 其劃定也應(yīng)參考永久基本農(nóng)田劃定方法, 遵循耕地質(zhì)量和整治難度決定區(qū)域劃分, 進(jìn)而決定劃定時(shí)序與整治模式的邏輯線路。

因此, 本文擬在考慮儲(chǔ)備區(qū)所需耕地質(zhì)量要求的基礎(chǔ)上, 附加空間集聚性要求, 以優(yōu)化永久基本農(nóng)田儲(chǔ)備區(qū)劃定結(jié)果, 旨在充分實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)備區(qū)劃定“規(guī)模合理、質(zhì)量不降、布局穩(wěn)定”的目標(biāo)。研究以濱海平原區(qū)的河北省黃驊市為例, 在考慮自然、社會(huì)經(jīng)濟(jì)因素的基礎(chǔ)上, 綜合儲(chǔ)備區(qū)劃定的質(zhì)量要求和生態(tài)環(huán)境目標(biāo)構(gòu)建評(píng)價(jià)指標(biāo)體系, 并增加劃入規(guī)模的限制要求, 從后備耕地的地力條件的可達(dá)性、空間利用規(guī)模的可達(dá)性、配套工程設(shè)施條件的可達(dá)性、生態(tài)環(huán)境質(zhì)量的可達(dá)性4個(gè)視角優(yōu)化基本農(nóng)田儲(chǔ)備區(qū)評(píng)價(jià)的指標(biāo)體系, 并綜合利用逼近理想解排序法和熱點(diǎn)分析法確定永久基本農(nóng)田儲(chǔ)備區(qū)的劃定范圍和優(yōu)先劃入次序, 以期為縣域永久基本農(nóng)田儲(chǔ)備區(qū)劃定及后續(xù)管理工作提供參考。

1 研究區(qū)概況與數(shù)據(jù)來(lái)源

1.1 研究區(qū)概況

黃驊市(38°09′～38°38′N, 117°49′～117°04′E)為河北省轄縣級(jí)市, 位于華北沖擊平原黑龍港流域的最東端, 屬暖溫帶大陸性季風(fēng)氣候, 年均溫12.9 ℃, 降雨量偏少且年內(nèi)分布不均, 年均徑流量為1.28億m3,淡水資源短缺; 地勢(shì)低洼平坦, 自西南向東北微傾,平原地貌與海岸地貌并存。土地總面積2391 km2,其中耕地占36.42%(圖1)。截至2018年, 黃驊市下轄3個(gè)街道、4個(gè)鎮(zhèn)、7個(gè)鄉(xiāng)、中捷農(nóng)場(chǎng)及南大港管理區(qū), 共306個(gè)行政村, 人口57.21萬(wàn), 其中農(nóng)業(yè)人口33.90萬(wàn), 農(nóng)村居民人均可支配收入為16 346元?？傮w來(lái)說(shuō), 黃驊市耕地總量較少, 耕地后備資源不足, 土壤整體較為貧瘠, 鹽漬化情況嚴(yán)重, 地下水位的持續(xù)下降形成3個(gè)漏斗區(qū), 且近年來(lái)土地城鎮(zhèn)化率一直高于同期的人口城鎮(zhèn)化率, 經(jīng)濟(jì)發(fā)展與耕地保護(hù)的矛盾突出。作為農(nóng)業(yè)大縣, 糧食生產(chǎn)是黃驊市農(nóng)業(yè)的主導(dǎo)產(chǎn)業(yè), 必須要守住永久基本農(nóng)田控制線, 做到保質(zhì)保量的占用補(bǔ)劃, 因此, 如何在現(xiàn)有的耕地中找到具有或經(jīng)過(guò)整合歸并、提質(zhì)改造后具有基本農(nóng)田劃定潛力的圖斑, 劃定基本農(nóng)田儲(chǔ)備區(qū)并進(jìn)行彈性管理是目前亟待解決的重要問(wèn)題。

1.2 數(shù)據(jù)來(lái)源

本文采用的數(shù)據(jù)包括: 1)通過(guò)黃驊市自然資源和規(guī)劃局獲取黃驊市2018年土地利用變更調(diào)查數(shù)據(jù)、2017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); 2)通過(guò)地理空間數(shù)據(jù)云平臺(tái)(http://www.gscloud.cn/)下載的30 m分辨率DEM數(shù)據(jù)提取田塊的平均坡度; 3)通過(guò)《黃驊市國(guó)民經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計(jì)年鑒(2018)》獲得社會(huì)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù); 4) 通過(guò)課題組2013年5—7月采集的共539個(gè)土壤樣品獲得土壤重金屬含量、pH等相關(guān)數(shù)據(jù)[24]。

2 研究方法

永久基本農(nóng)田儲(chǔ)備區(qū)劃定方法研究主要過(guò)程如下: 1)從土地利用現(xiàn)狀數(shù)據(jù)庫(kù)中提取未處于永久基本農(nóng)田范圍內(nèi)的耕地圖層; 2)采用TOPSIS (Technique for Order Preference by Similarity to Ideal Solution, 逼近理想解排序法), 通過(guò)評(píng)價(jià)耕地單元的地力質(zhì)量、空間質(zhì)量、工程質(zhì)量及生態(tài)環(huán)境質(zhì)量確定基本農(nóng)田儲(chǔ)備區(qū)的劃定潛力; 3)采用熱點(diǎn)分析方法得到黃驊市耕地質(zhì)量空間集聚特征, 結(jié)合耕地質(zhì)量評(píng)價(jià)結(jié)果制定分區(qū)規(guī)則, 劃定永久基本農(nóng)田儲(chǔ)備區(qū)。

2.1 耕地綜合質(zhì)量評(píng)價(jià)方法

2.1.1 評(píng)價(jià)單元確定

以2018年土地利用變更數(shù)據(jù)中的耕地圖層為底圖, 扣除已劃定的永久基本農(nóng)田、與國(guó)家自然保護(hù)區(qū)重疊的部分、坡度大于25°等嚴(yán)禁劃為永久農(nóng)田儲(chǔ)備區(qū)的耕地圖斑[25], 通過(guò)擦除和融合處理, 刪除破碎小圖斑后得到基本評(píng)價(jià)單元, 最終確定8803個(gè)評(píng)價(jià)單元, 總面積336.38 km2。

2.1.2 評(píng)價(jià)指標(biāo)體系構(gòu)建

永久基本農(nóng)田儲(chǔ)備區(qū)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的合理構(gòu)建是整個(gè)決策過(guò)程的基礎(chǔ), 關(guān)系到儲(chǔ)備區(qū)劃定的合理性及可行性。本文根據(jù)耕地的本底條件優(yōu)良、空間形態(tài)規(guī)整、建設(shè)水平完善、生態(tài)防護(hù)良好等原則[26], 結(jié)合黃驊市實(shí)際情況, 從地力質(zhì)量、空間質(zhì)量、工程質(zhì)量和生態(tài)環(huán)境質(zhì)量4個(gè)方面選取18個(gè)指標(biāo), 構(gòu)建永久基本農(nóng)田儲(chǔ)備區(qū)劃定潛力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系(表1)。

表1 耕地入選永久基本農(nóng)田儲(chǔ)備區(qū)的綜合質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)體系Table 1 Indexes system of comprehensive quality evaluation for delimitating permanent basic farmland reserve area

1)地力質(zhì)量反映耕地的本底條件, 是由土壤的多種理化性質(zhì)共同決定, 相關(guān)指標(biāo)參考黃驊市耕地質(zhì)量等別更新技術(shù)規(guī)范的指標(biāo)分級(jí)賦分規(guī)則實(shí)現(xiàn)量化(表2)。2)空間質(zhì)量反映農(nóng)田的區(qū)位條件, 其中圖斑規(guī)整度由斑塊形狀指數(shù)[6]獲取; 坡度通過(guò)DEM計(jì)算獲取平均水平; 圖斑距交通干線距離利用緩沖區(qū)分析工具獲取, 距城鎮(zhèn)、農(nóng)村居民點(diǎn)及基本農(nóng)田的距離利用鄰近分析工具獲取。3)工程質(zhì)量反映農(nóng)田建設(shè)的基礎(chǔ)設(shè)施配套情況, 其中灌溉保證率參考黃驊市耕地質(zhì)量等別更新技術(shù)規(guī)范的指標(biāo)分級(jí)賦分規(guī)則實(shí)現(xiàn)量化(表2); 田間道路和溝渠密度通過(guò)將道路及溝渠圖層與耕地圖層疊加, 計(jì)算單位面積圖斑內(nèi)的道路及溝渠長(zhǎng)度獲取。4)生態(tài)環(huán)境質(zhì)量反映農(nóng)田建設(shè)的生態(tài)可持續(xù)性問(wèn)題, 其中, 生態(tài)用地是具有環(huán)境調(diào)節(jié)和生物保育等生態(tài)服務(wù)功能的各類用地,主要包括林地、草地和水域, 從土地利用現(xiàn)狀數(shù)據(jù)中提取這3類土地利用類型圖斑, 以村為單位計(jì)算生態(tài)用地覆蓋率再通過(guò)疊加分析獲取[6]; 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)[27]計(jì)算得到。

表2 耕地綜合質(zhì)量評(píng)價(jià)部分指標(biāo)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)Table 2 Score standards of some indexes of comprehensive quality evaluation of farmland

2.1.3 評(píng)價(jià)方法的確定

TOPSIS是系統(tǒng)工程中有限方案多目標(biāo)決策分析的一種常用決策技術(shù), 其基本原理是根據(jù)各指標(biāo)的最優(yōu)、最劣值確定正、負(fù)理想解, 計(jì)算每個(gè)方案與正、負(fù)理想解間的距離并進(jìn)行排序, 若方案最靠近正理想解又最遠(yuǎn)離負(fù)理想解則為最優(yōu), 反之則為最差。該方法能充分利用原始數(shù)據(jù)信息, 結(jié)果能夠精確反映各評(píng)價(jià)方案之間差距, 被廣泛運(yùn)用于土地生態(tài)安全評(píng)價(jià)[28-29]、資源承載力評(píng)價(jià)[30]和方案風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估等多目標(biāo)決策[31]中。

采用TOPSIS方法對(duì)耕地進(jìn)行儲(chǔ)備區(qū)耕地質(zhì)量評(píng)價(jià)主要包括以下幾個(gè)步驟:

1)指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化及構(gòu)建規(guī)范化決策矩陣。由于指標(biāo)原始數(shù)據(jù)量綱互不相同, 在運(yùn)用模型計(jì)算前需采用極差法進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理, 得到數(shù)值在0～1且具有相同極性的指標(biāo)值, 組成規(guī)范化矩陣。假設(shè)某一決策問(wèn)題, 有m個(gè)方案,n個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo), 標(biāo)準(zhǔn)化后的數(shù)據(jù)xij構(gòu)成規(guī)范化決策矩陣A:

2)確定權(quán)重及構(gòu)建加權(quán)決策矩陣。主成分分析法是一種可以消除指標(biāo)間相互影響的客觀賦權(quán)法,本文采用主成分分析法得到各指標(biāo)權(quán)重(表1), 構(gòu)建加權(quán)規(guī)范化矩陣Z, 其元素為zij=wj×xij,wj為第j個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重,zij為加權(quán)指標(biāo)值。

3)確定正、負(fù)理想解并計(jì)算距離。正理想解由各指標(biāo)的最優(yōu)值構(gòu)成:

負(fù)理想解由各指標(biāo)的最劣值構(gòu)成:

各評(píng)價(jià)單元距正負(fù)理想解的距離:

4)計(jì)算各評(píng)價(jià)對(duì)象與理想解的貼進(jìn)度:

貼近度反映每個(gè)評(píng)價(jià)對(duì)象的總體情況與正負(fù)理想解的遠(yuǎn)近程度, 根據(jù)Ci值的大小對(duì)耕地劃為儲(chǔ)備區(qū)的潛力進(jìn)行排序,Ci值越大, 表明該評(píng)價(jià)單元越接近最優(yōu)水平, 即更符合劃為基本農(nóng)田儲(chǔ)備區(qū)的各項(xiàng)條件。

2.2 基本農(nóng)田儲(chǔ)備區(qū)劃定方法

2.2.1 耕地質(zhì)量空間分布格局分析方法

永久基本農(nóng)田的劃定要遵循“規(guī)模不減、質(zhì)量提升、布局穩(wěn)定、集中連片”原則, 當(dāng)建設(shè)占用、災(zāi)毀以及農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整等造成永久基本農(nóng)田減少時(shí), 集中連片且與永久基本農(nóng)田地塊貫通的潛力圖斑更有利于農(nóng)田的建設(shè)和保護(hù), 應(yīng)優(yōu)先納入儲(chǔ)備區(qū)管理。采用熱點(diǎn)分析(Getis-OrdGi*)可以得到儲(chǔ)備區(qū)劃定潛力評(píng)價(jià)貼近度的“熱點(diǎn)”與“冷點(diǎn)”分布格局, 以此來(lái)確定基本農(nóng)田儲(chǔ)備區(qū)劃定的優(yōu)先區(qū)域, 計(jì)算公式[32]為:

其中:

2.2.2 分區(qū)劃定方法

根據(jù)耕地質(zhì)量評(píng)價(jià)結(jié)果和空間集聚特征, 采用矩陣組合法[5]并結(jié)合黃驊市耕地的實(shí)地情況, 將評(píng)價(jià)的耕地單元分為優(yōu)先劃入?yún)^(qū)、適宜劃入?yún)^(qū)和整治調(diào)控區(qū)(表3)。

表3 基本農(nóng)田儲(chǔ)備區(qū)劃定組合矩陣Table 3 Composite matrix for the delineation of permanent basic farmland reserve areas

3 結(jié)果與分析

3.1 耕地質(zhì)量評(píng)價(jià)結(jié)果

3.1.1 單要素質(zhì)量分析

利用TOPSIS方法分別測(cè)算評(píng)價(jià)單元的地力質(zhì)量、空間質(zhì)量、工程質(zhì)量和生態(tài)環(huán)境質(zhì)量(圖2), 發(fā)現(xiàn)耕地不同要素質(zhì)量差異顯著且具有明顯的空間分異特征。

黃驊市耕地地力質(zhì)量整體較好, 其中高值區(qū)土壤質(zhì)地主要為水、肥、氣、熱協(xié)調(diào)性較好的壤土, 且土壤容重相對(duì)適宜。低值區(qū)主要分布在南大港管理區(qū)西南部和齊家務(wù)鄉(xiāng)北部, 低值區(qū)域零星分布于中捷友誼農(nóng)場(chǎng)南部、羊二莊鎮(zhèn)北部、黃驊鎮(zhèn)南部和舊城鎮(zhèn)北部, 面積較小。南大港管理區(qū)的地下水埋深較淺且地下水礦化度很高, 進(jìn)而鹽漬化程度較高且次生鹽漬化風(fēng)險(xiǎn)也較高, 而齊家務(wù)鄉(xiāng)北部土壤構(gòu)型主要為砂地, 土壤容重過(guò)松或偏緊, 保肥持水能力較差, 生產(chǎn)力極低且純收益接近負(fù)值。

永久基本農(nóng)田儲(chǔ)備區(qū)的劃定應(yīng)將符合條件的與永久基本農(nóng)田集中連片的耕地優(yōu)先納入, 在此基礎(chǔ)上進(jìn)行的空間質(zhì)量評(píng)價(jià)。結(jié)果表明黃驊市西部的騰莊子鄉(xiāng)及常郭鎮(zhèn)空間質(zhì)量較高。黃驊市西部地區(qū)地勢(shì)平緩, 永久基本農(nóng)田分布較多, 連片程度較好,使其向機(jī)械化、規(guī)?；彤a(chǎn)業(yè)化發(fā)展優(yōu)勢(shì)明顯, 另外居民點(diǎn)分布密集, 更便于農(nóng)田的耕作與管理。

黃驊市耕地工程質(zhì)量上普遍較差, 由于緊鄰渤海海岸, 淡水資源極度缺乏, 春旱較為普遍, 大部分地區(qū)灌溉保證率低下, 是黃驊市耕地穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)的主要限制因素之一。從空間分布上看, 南大港管理區(qū)田間道路體系完善、排水設(shè)施健全, 渠道輸水方式滿足基本灌溉; 黃驊鎮(zhèn)、常郭鎮(zhèn)及羊二莊回族鎮(zhèn)雖田塊規(guī)整、道路完善但灌溉條件較差; 而黃驊市西北部的齊家務(wù)鄉(xiāng)基本不具備灌溉條件。另外黃驊市的降雨主要集中在7—9月, 秋澇災(zāi)害頻發(fā), 因此提高黃驊市的耕地產(chǎn)量、確保耕地的數(shù)量和質(zhì)量安全, 不僅需要在全域完善農(nóng)田灌溉排水設(shè)施, 更應(yīng)該著重考慮采用以海冰水代替地下水作為灌溉水源等方法緩解濱海地區(qū)水資源匱乏與農(nóng)業(yè)發(fā)展之間的矛盾。

工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程及排污的不規(guī)范使得周邊土壤重金屬元素含量不斷積累, 耕地的生態(tài)環(huán)境不斷惡化。質(zhì)量評(píng)價(jià)結(jié)果顯示, 中高值區(qū)較為分散, 僅零星分布于南大港的少數(shù)邊緣地段及其南部與中捷農(nóng)場(chǎng)的小面積交匯處, 另外滕莊子鄉(xiāng)東部也有小面積分布。低值區(qū)集中分布在中捷友誼農(nóng)場(chǎng)和南大港管理區(qū), 南大港管理區(qū)是大港油田和渤海石油的重要工作區(qū), 且地勢(shì)較低易造成重金屬的富集, 應(yīng)對(duì)該區(qū)域進(jìn)行重金屬污染防范的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè), 排查并治理可能存在的污染源。

3.1.2 綜合質(zhì)量分析

基于地力質(zhì)量、空間質(zhì)量、工程質(zhì)量和生態(tài)環(huán)境質(zhì)量的指標(biāo)體系評(píng)價(jià)耕地綜合質(zhì)量以確定耕地劃入基本農(nóng)田儲(chǔ)備區(qū)的潛力, 耕地綜合質(zhì)量貼近度介于0.37～0.86, 根據(jù)自然斷點(diǎn)法將其劃分為Ⅰ-Ⅴ類區(qū)(圖3)。

Ⅰ類區(qū)和Ⅱ類區(qū)的耕地綜合質(zhì)量最高, 面積和單元總個(gè)數(shù)分別為148.76 km2和2736個(gè), 占非永久基本農(nóng)田耕地圖斑面積和數(shù)量的44.22%和31.08%;空間分布上并不集中, 圖斑破碎度高, 主要分布在齊家務(wù)鄉(xiāng)北部、騰莊子鄉(xiāng)、黃驊鎮(zhèn)南部、羊二莊回族鎮(zhèn)西部及南大港管理區(qū)邊緣地區(qū)等地, 呈零散鑲嵌狀分布在永久基本農(nóng)田周邊。Ⅰ、Ⅱ類區(qū)多分布在黃驊市西部, 離海岸線相對(duì)較遠(yuǎn), 受海水侵襲的威脅較小, 鹽漬化程度較低, 地力質(zhì)量和生態(tài)環(huán)境質(zhì)量明顯高于其他地區(qū), 加之近年來(lái)政府對(duì)永久基本農(nóng)田和高標(biāo)準(zhǔn)基本農(nóng)田建設(shè)投入的不斷加大, 相對(duì)完善的道路、溝渠等配套設(shè)施輻射周邊耕地圖斑,因此, 空間和工程質(zhì)量也處于優(yōu)勢(shì)地位。

Ⅲ類區(qū)耕地綜合質(zhì)量一般, 面積和單元個(gè)數(shù)分別為66.37 km2和1890個(gè), 占非永久基本農(nóng)田耕地圖斑面積和數(shù)量的19.73%和21.47%。空間分布廣泛,除了濱海的南排河鎮(zhèn)和新村回族鄉(xiāng)沒(méi)有耕地外, 其他鄉(xiāng)鎮(zhèn)均有分布。這些地區(qū)雖然在地力質(zhì)量、空間質(zhì)量、工程質(zhì)量和生態(tài)環(huán)境質(zhì)量等某方面存在一定的不足, 但仍適宜劃入永久基本農(nóng)田儲(chǔ)備區(qū)為確保國(guó)家糧食安全提供后備資源保障。

Ⅳ類區(qū)和Ⅴ類區(qū)的耕地綜合質(zhì)量較差, 面積和單元總個(gè)數(shù)分別為121.26 km2和4177個(gè), 占非永久基本農(nóng)田耕地圖斑面積和數(shù)量的36.05%和47.45%。主要分布在南大港管理區(qū)和中捷友誼農(nóng)場(chǎng), 該地區(qū)圖斑較為規(guī)整, 但地力質(zhì)量和生態(tài)環(huán)境質(zhì)量差, 鹽漬化程度高且由石油、化工等工業(yè)生產(chǎn)引致土壤重金屬污染的風(fēng)險(xiǎn)高, 加之濱海的地理位置, 海拔低、受海水侵蝕嚴(yán)重, 大多數(shù)改水改土措施需要大量資金投入且難以取得穩(wěn)定的成效, 因此不適宜納入永久基本農(nóng)田儲(chǔ)備區(qū)。

3.2 永久基本農(nóng)田儲(chǔ)備區(qū)劃定

3.2.1 耕地質(zhì)量空間集聚性分析

永久基本農(nóng)田儲(chǔ)備區(qū)承擔(dān)著實(shí)現(xiàn)永久基本農(nóng)田快速補(bǔ)劃的職責(zé), 作為永久基本農(nóng)田的“預(yù)備役”, 其選址劃定不僅要考慮耕地的綜合質(zhì)量條件, 還要滿足集中連片, 方便動(dòng)態(tài)監(jiān)管的目標(biāo)。熱點(diǎn)分析結(jié)果反映出黃驊市耕地質(zhì)量空間集聚特征明顯, 以低低相鄰和高高相鄰為主(圖4a), 低低相鄰類型耕地總面積165.47 km2,圖斑個(gè)數(shù)為2789個(gè), 占非永久基本農(nóng)田耕地面積的49.22%, 圖斑個(gè)數(shù)占比為31.68%, 主要分布在黃驊市中東部的南大港管理區(qū)和中捷友誼農(nóng)場(chǎng); 高高相鄰類型耕地總面積為94.74 km2, 占非永久基本農(nóng)田耕地面積的28.46%, 圖斑個(gè)數(shù)較多, 占總評(píng)價(jià)單元的40.55%,雖然圖斑的連片度較差, 零星分布在黃驊市西部和南部的各個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn), 但這些地塊耕地質(zhì)量較高且主要分布在永久基本農(nóng)田周邊與永久基本農(nóng)田集中連片;無(wú)顯著聚類的耕地面積為47.77 km2, 大多分布在高高聚類和低低聚類的過(guò)渡地段; 高中相鄰、中中相鄰、高低相鄰和低中相鄰的耕地?cái)?shù)量均較少, 面積之和僅占總面積的8.12%, 分布較為零散。

3.2.2 基于矩陣組合法的儲(chǔ)備區(qū)劃定

綜合TOPSIS法所得耕地質(zhì)量評(píng)價(jià)結(jié)果和熱點(diǎn)分析所得耕地質(zhì)量聚類結(jié)果, 根據(jù)2.2.2的矩陣組合分區(qū)劃定方法, 將黃驊市符合永久基本農(nóng)田儲(chǔ)備區(qū)劃定條件的耕地分為優(yōu)先劃入?yún)^(qū)、適宜劃入?yún)^(qū)和整治調(diào)控區(qū)3種類型(圖4b)。

優(yōu)先劃入?yún)^(qū)是耕地質(zhì)量評(píng)價(jià)Ⅲ級(jí)以上且空間上為高高或高中相鄰的地塊, 共有圖斑3907個(gè), 占圖斑總數(shù)的 44.38%, 面積為 103.42 km2, 占比為30.75%, 主要分布在黃驊市西部的齊家務(wù)鄉(xiāng)、官莊鄉(xiāng)、騰莊子鄉(xiāng)及黃驊鎮(zhèn)中南部地區(qū), 多位于永久基本農(nóng)田周邊, 理化性質(zhì)好, 地力質(zhì)量高, 空間位置優(yōu)越, 便于耕作和管理且土壤污染程度低, 土地綜合整治難度小, 應(yīng)優(yōu)先劃入永久基本農(nóng)田儲(chǔ)備區(qū),當(dāng)涉及建設(shè)占用、災(zāi)毀及農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整導(dǎo)致永久基本農(nóng)田減少時(shí), 可以快速?gòu)闹羞x擇補(bǔ)劃圖斑劃入永久基本農(nóng)田進(jìn)行管理。雖然優(yōu)先劃入?yún)^(qū)總體條件優(yōu)越, 但不同區(qū)域之間的主要障礙因素不同, 應(yīng)采取具有針對(duì)性的措施優(yōu)化耕地質(zhì)量。騰莊子鄉(xiāng)、齊家務(wù)鄉(xiāng)和羊二莊回族鎮(zhèn)的基礎(chǔ)工程設(shè)施不夠完善, 未來(lái)將其劃入基本農(nóng)田儲(chǔ)備區(qū)后應(yīng)著重改善灌溉排水條件, 增加溝渠密度, 提高耕地綜合質(zhì)量; 黃驊鎮(zhèn)東南部和齊家務(wù)鄉(xiāng)的北部地區(qū)耕地的地力質(zhì)量較其他優(yōu)先劃入?yún)^(qū)偏低, 主要原因是土壤有機(jī)質(zhì)含量較低, 造成土壤蓄水、保肥、供氧能力的低下, 未來(lái)可以通過(guò)增施有機(jī)肥、栽培綠肥、輪作間作等方式提高土壤有機(jī)質(zhì)含量和土壤微生物菌群的多樣性。

適宜劃入?yún)^(qū)包括耕地質(zhì)量Ⅳ級(jí)以上且空間聚類為高低、中中或無(wú)顯著的地塊和耕地質(zhì)量為Ⅲ級(jí)且空間聚類為中低或低低的地塊, 共有圖斑2525個(gè),占圖斑總數(shù)的28.68%, 面積為94.40 km2, 占總面積的28.06%, 空間上多與優(yōu)先劃入?yún)^(qū)相鄰, 主要分布在呂橋鎮(zhèn)與南大港管理區(qū)接壤處、黃驊鎮(zhèn)中部以及黃驊鎮(zhèn)與常郭鎮(zhèn)交界處。與優(yōu)先劃入?yún)^(qū)相比, 適宜劃入?yún)^(qū)的耕地綜合質(zhì)量較差, 空間高值聚類不顯著,但投入一定的資金和人力進(jìn)行質(zhì)量建設(shè), 仍具備劃入永久基本農(nóng)田的潛力, 當(dāng)補(bǔ)劃圖斑從儲(chǔ)備區(qū)中移出進(jìn)入永久基本農(nóng)田保護(hù)圖斑中進(jìn)行管理時(shí), 可以從適宜劃入?yún)^(qū)選擇耕地圖斑納入儲(chǔ)備區(qū), 對(duì)儲(chǔ)備區(qū)進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整, 確保其具有較強(qiáng)的現(xiàn)勢(shì)性, 為永久基本農(nóng)田的快速補(bǔ)劃提供保障。

整治調(diào)控區(qū)是耕地質(zhì)量為Ⅴ級(jí)且空間聚類不明顯的地塊和耕地質(zhì)量為Ⅳ級(jí)及以下且空間聚類為中低相鄰或低低相鄰的地塊, 共有圖斑2371個(gè), 占圖斑總數(shù)的 26.93%, 面積為 138.56 km2, 占比為41.19%, 是面積占比最大的分區(qū)類型。該區(qū)域主要分布在南大港管理區(qū)和中捷友誼農(nóng)場(chǎng), 小部分位于黃驊鎮(zhèn)與騰莊子鄉(xiāng)相接處, 這些耕地圖斑雖然呈集中連片分布, 但由于地下水埋深過(guò)淺且礦化度較高、土壤含鹽量偏高且重金屬污染嚴(yán)重, 耕地的地力質(zhì)量和生態(tài)環(huán)境質(zhì)量等各方面條件較差, 一般情況下不適宜作為永久基本農(nóng)田或永久基本農(nóng)田儲(chǔ)備區(qū)。整治調(diào)控區(qū)雖然耕地綜合質(zhì)量較差, 整治難度較大, 但該區(qū)域所占比例較大, 其整治和改良對(duì)提升黃驊市永久基本農(nóng)田后備資源安全、糧食安全和農(nóng)業(yè)生態(tài)安全具有重大意義。對(duì)于分布在南大港管理區(qū)的整治調(diào)控區(qū)耕地, 重點(diǎn)實(shí)施鹽堿地整治工程,通過(guò)增加灌排設(shè)施、客土改良、增施有機(jī)肥或鋪設(shè)隔鹽層為農(nóng)作物創(chuàng)造有利生長(zhǎng)環(huán)境, 或是種植耐鹽植物以重建鹽堿地的植被系統(tǒng), 提高生境質(zhì)量; 位于中捷友誼農(nóng)場(chǎng)的調(diào)控區(qū)耕地土壤污染風(fēng)險(xiǎn)較高,需要重點(diǎn)排查和監(jiān)控污染源, 做好耕地污染風(fēng)險(xiǎn)的動(dòng)態(tài)監(jiān)控和土壤生態(tài)修復(fù)工作。

4 討論與結(jié)論

4.1 討論

永久基本農(nóng)田儲(chǔ)備區(qū)承擔(dān)著鞏固永久基本農(nóng)田劃定成果, 保障國(guó)家后備耕地資源和糧食安全的重大任務(wù)?，F(xiàn)有對(duì)基本農(nóng)田儲(chǔ)備區(qū)的劃定研究較少,劃定方法皆以儲(chǔ)備區(qū)耕地的生產(chǎn)質(zhì)量為核心評(píng)價(jià)內(nèi)容, 部分研究增加對(duì)區(qū)位條件、生態(tài)環(huán)境影響的考量。本研究在此基礎(chǔ)上一方面增加考慮了擬劃入儲(chǔ)備區(qū)耕地的基礎(chǔ)設(shè)施條件及后續(xù)優(yōu)化補(bǔ)劃耕地的整治潛力, 另一方面增加考慮了擬劃入儲(chǔ)備區(qū)耕地的規(guī)模化利用潛力, 不僅考慮了擬劃入斑塊自身的規(guī)模, 也考慮了與原有基本農(nóng)田能否集中連片, 未來(lái)農(nóng)業(yè)的發(fā)展方向是加強(qiáng)規(guī)?；?jīng)營(yíng)以提升農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)整體的經(jīng)營(yíng)效益, 所以后備基本農(nóng)田本身的生產(chǎn)能力、生態(tài)環(huán)境條件及規(guī)模利用潛力都應(yīng)該是劃定基本農(nóng)田儲(chǔ)備區(qū)必須要考慮的重要條件。借助TOPSIS評(píng)價(jià)方法客觀、全面地評(píng)價(jià)耕地單因素及綜合質(zhì)量,可對(duì)不同區(qū)域耕地質(zhì)量提升提出針對(duì)性措施, 使耕地綜合質(zhì)量評(píng)價(jià)結(jié)果更符合儲(chǔ)備區(qū)劃定的目標(biāo), 為落實(shí)永久基本農(nóng)田的快速補(bǔ)劃和動(dòng)態(tài)監(jiān)管提供有力保障。

科學(xué)劃定永久基本農(nóng)田儲(chǔ)備區(qū)及后續(xù)管理工作還需要考慮農(nóng)戶意愿、城市擴(kuò)張及耕地生態(tài)景觀功能等其他因素, 因此, 不斷完善耕地質(zhì)量評(píng)價(jià)體系是需要關(guān)注的重點(diǎn), 未來(lái)可以將耕地的社會(huì)保障功能及生態(tài)功能納入指標(biāo)體系, 使儲(chǔ)備區(qū)的劃定更具合理性; 實(shí)踐工作中永久基本農(nóng)田補(bǔ)劃方法往往只注重?cái)?shù)量的等價(jià)而忽視了質(zhì)量的平衡, 研究領(lǐng)域?qū)|(zhì)量的平衡關(guān)注較多, 但很少真正被實(shí)踐工作所采納。本文主要探討儲(chǔ)備區(qū)的劃定時(shí)序問(wèn)題, 未來(lái)應(yīng)進(jìn)一步綜合考慮耕地質(zhì)量?jī)?yōu)劣、建設(shè)的難易程度及投入產(chǎn)出回報(bào)率, 建立不同質(zhì)與量的耕地之間的等價(jià)折算體系, 確保儲(chǔ)備區(qū)補(bǔ)入的耕地與被占用劃出的基本農(nóng)田具備同等的生產(chǎn)能力, 并實(shí)現(xiàn)社會(huì)效益和生態(tài)效益的最大化; 另外, 受客觀條件限制, 本文只針對(duì)當(dāng)前耕地質(zhì)量狀況做了儲(chǔ)備區(qū)分級(jí)劃定, 而永久基本農(nóng)田儲(chǔ)備區(qū)的后續(xù)管理應(yīng)該是動(dòng)態(tài)監(jiān)管的過(guò)程, 因此, 加強(qiáng)監(jiān)測(cè)管控力度, 充分保障永久基本農(nóng)田的快速補(bǔ)劃, 實(shí)現(xiàn)多級(jí)儲(chǔ)備區(qū)數(shù)據(jù)庫(kù)更新完善,是保證基本農(nóng)田數(shù)量與質(zhì)量穩(wěn)定的重要支撐。

4.2 結(jié)論

1)永久基本農(nóng)田儲(chǔ)備區(qū)的劃定是對(duì)永久基本農(nóng)田劃定成果的補(bǔ)充、鞏固和完善, 因此儲(chǔ)備區(qū)劃定以非永久基本農(nóng)田的耕地圖斑為評(píng)價(jià)單元, 加入與永久基本農(nóng)田集中連片程度、生態(tài)環(huán)境質(zhì)量等因素構(gòu)建劃定潛力評(píng)價(jià)體系, 借助TOPSIS方法評(píng)價(jià)黃驊市耕地單因素及綜合質(zhì)量。黃驊市耕地不同要素質(zhì)量差異顯著且具有明顯的空間分異特征, 地力質(zhì)量整體較好, 高值區(qū)各鄉(xiāng)鎮(zhèn)具有分布, 低值區(qū)主要分布在南大港管理區(qū)西南部及齊家務(wù)鄉(xiāng)北部; 空間質(zhì)量受與永久基本農(nóng)田連片程度影響較大, 高值區(qū)主要分布在黃驊市西部; 工程質(zhì)量普遍較差, 灌溉保證率低下為主要限制因素; 生態(tài)環(huán)境質(zhì)量中低值區(qū)主要分布在油田的工作區(qū)附近。

2)永久基本農(nóng)田儲(chǔ)備區(qū)承擔(dān)著永久基本農(nóng)田快速補(bǔ)劃的作用, 其管理具有一定的特殊性, 需按照占用和結(jié)構(gòu)調(diào)整情況對(duì)儲(chǔ)備區(qū)進(jìn)行動(dòng)態(tài)管理。在耕地綜合質(zhì)量評(píng)價(jià)和空間集聚特征的基礎(chǔ)上, 采用矩陣組合法確定基本農(nóng)田儲(chǔ)備區(qū)的劃定時(shí)序。黃驊市永久基本農(nóng)田儲(chǔ)備區(qū)以整治調(diào)控區(qū)為主, 優(yōu)先劃入?yún)^(qū)次之, 適宜劃入?yún)^(qū)最少, 優(yōu)先劃入?yún)^(qū)主要分布在永久基本農(nóng)田周邊, 耕地綜合質(zhì)量高、整治難度小,便于實(shí)現(xiàn)基本農(nóng)田的快速補(bǔ)劃; 適宜劃入?yún)^(qū)主要分布在永久基本農(nóng)田、優(yōu)先劃入?yún)^(qū)與整治調(diào)控區(qū)之間,需要投入一定的資金和人力進(jìn)行質(zhì)量建設(shè), 以起到對(duì)永久基本農(nóng)田及優(yōu)先劃入?yún)^(qū)的緩沖和保護(hù)作用;整治調(diào)控區(qū)面積占比大, 可通過(guò)土地整治工程保障耕地后備資源的安全。