基于耕地連片度的高標(biāo)準(zhǔn)基本農(nóng)田建設(shè)劃區(qū)

楊建宇 趙 龍 徐 凡 岳彥利 杜貞榮 朱德海

(1.中國農(nóng)業(yè)大學(xué)信息與電氣工程學(xué)院， 北京 100083； 2.國土資源部農(nóng)用地質(zhì)量與監(jiān)控重點實驗室， 北京 100035)

基于耕地連片度的高標(biāo)準(zhǔn)基本農(nóng)田建設(shè)劃區(qū)

楊建宇1,2趙 龍1,2徐 凡1岳彥利1杜貞榮1朱德海1,2

(1.中國農(nóng)業(yè)大學(xué)信息與電氣工程學(xué)院， 北京 100083； 2.國土資源部農(nóng)用地質(zhì)量與監(jiān)控重點實驗室， 北京 100035)

為提高高標(biāo)準(zhǔn)基本農(nóng)田劃定區(qū)域的耕地連片性，在耕地綜合質(zhì)量評價和耕地連片網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上，提出了局部耕地連片度計算公式來評價耕地的連片性，并采用四象限法空間耦合耕地質(zhì)量和連片度2個時空屬性。結(jié)果表明：獻(xiàn)縣高標(biāo)準(zhǔn)基本農(nóng)田優(yōu)先建設(shè)區(qū)域面積為24 803.45 hm2，重點建設(shè)區(qū)域面積為19 688.77 hm2，有條件建設(shè)區(qū)域面積為19 538.64 hm2，與面積累加方法相比，優(yōu)先建設(shè)區(qū)域連片度提高了15.55%，而有條件建設(shè)區(qū)域連片度減小了37.82%，表明該方法明顯提高了高標(biāo)準(zhǔn)基本農(nóng)田建設(shè)劃區(qū)的耕地連片度。

高標(biāo)準(zhǔn)基本農(nóng)田； 網(wǎng)絡(luò)； 連片性； 建設(shè)劃區(qū)

引言

開展農(nóng)村土地整治，大規(guī)模建設(shè)旱澇保收高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田是我國重要的戰(zhàn)略舉措，對保障糧食安全、提高耕地綜合生產(chǎn)能力、改善農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件、發(fā)展現(xiàn)代農(nóng)業(yè)具有重要意義[1]。高標(biāo)準(zhǔn)基本農(nóng)田是指通過農(nóng)村土地整治形成的集中連片、設(shè)施配套、高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)、生態(tài)良好、抗災(zāi)能力強(qiáng)、與現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和經(jīng)營方式相適應(yīng)的基本農(nóng)田[2]?！度珖恋卣我?guī)劃(2011—2015 年)》提出要在2020 年全國建成8億畝高標(biāo)準(zhǔn)基本農(nóng)田。因此，科學(xué)劃定與建設(shè)一定數(shù)量的高標(biāo)準(zhǔn)基本農(nóng)田對于提高耕地質(zhì)量、保障糧食安全具有重要意義，也是耕地保護(hù)和土地整治的重心。

目前，國內(nèi)關(guān)于高標(biāo)準(zhǔn)基本農(nóng)田劃區(qū)與建設(shè)的研究已經(jīng)形成了很多成果，當(dāng)前的研究主要從耕地自然屬性[3-5]、空間分布[6]、社會經(jīng)濟(jì)影響[7-8]、生態(tài)保護(hù)[9]等方面展開，采用多因素綜合評價法[3-4]、外部環(huán)境適宜性修正模型[5]、LESA法[7]、四象限法[10-11]、局部空間自相關(guān)法[6]等方法，涉及高標(biāo)準(zhǔn)基本農(nóng)田建設(shè)時序與分區(qū)、空間布局與規(guī)劃。高標(biāo)準(zhǔn)基本農(nóng)田建設(shè)作為土地綜合整治規(guī)劃中重要的組成部分，應(yīng)該從自然條件、社會經(jīng)濟(jì)條件、生態(tài)條件、集中連片等幾方面來綜合考慮，構(gòu)建合理的建設(shè)模式和時空安排。當(dāng)前研究中，大多集中在耕地的自然屬性和社會經(jīng)濟(jì)條件等方面，在空間分布方面的研究相對較少，較少考慮耕地的集中連片情況，或者僅僅作為耕地評價的一個方面，并沒有從總體上考慮高標(biāo)準(zhǔn)基本農(nóng)田建設(shè)中的耕地連片性。本文從耕地連片性的角度，結(jié)合耕地自然質(zhì)量和空間分布情況，構(gòu)建基于耕地連片度的高標(biāo)準(zhǔn)基本農(nóng)田劃區(qū)方法。

1 研究區(qū)域和數(shù)據(jù)來源

1.1 研究區(qū)概況

獻(xiàn)縣位于河北省和黑龍港地區(qū)中部，滄州市西部，地處海河流域，屬沖積扇平原與沖積平原的交接地區(qū)，東經(jīng)115°50′～116°30′、北緯38°03′～38°22′之間。縱觀全境，地勢平坦，自西南向東北緩緩傾斜，坡降為1/10 000。海拔高度在10～15 m之間，全年日照時數(shù)為2 851.1 h，日照百分率為65%。年極端最高氣溫多在38～40℃之間，一般出現(xiàn)在6月下旬，年極端最低氣溫在-23～-14℃之間，多出現(xiàn)在1、2月份。多年平均降水量為564 mm，降水多集中于6—9月份。根據(jù)2013年土地利用變更調(diào)查資料，獻(xiàn)縣土地總面積為117 139.23 hm2，其中耕地面積64 030.86 hm2，占土地總面積的54.66%。 獻(xiàn)縣耕地總體質(zhì)量較好，地勢平坦，地塊較為集中連片，適宜于開展高標(biāo)準(zhǔn)基本農(nóng)田建設(shè)。

1.2 數(shù)據(jù)來源

數(shù)據(jù)來源：①獻(xiàn)縣2013年1∶10 000土地調(diào)查成果圖。②獻(xiàn)縣行政區(qū)劃圖。③獻(xiàn)縣2013年線狀地物分布圖，包括道路、溝渠等。

2 研究方法

本研究以縣域耕地圖斑為基本研究單位，在耕地綜合質(zhì)量評價的基礎(chǔ)上，構(gòu)建耕地連片網(wǎng)絡(luò)，計算耕地局部連片度，采用四象限法，空間耦合耕地質(zhì)量與局部連片度，劃分高標(biāo)準(zhǔn)基本農(nóng)田建設(shè)區(qū)域，為高標(biāo)準(zhǔn)基本農(nóng)田建設(shè)提供參考。技術(shù)路線見圖1。

圖1 基于耕地連片性的高標(biāo)準(zhǔn)基本農(nóng)田建設(shè)劃區(qū)技術(shù)路線圖Fig.1 Technology route of zoning of high standard prime farmland construction based on arable lands connectivity

2.1 耕地綜合質(zhì)量評價體系構(gòu)建

國內(nèi)學(xué)者對于高標(biāo)準(zhǔn)基本農(nóng)田評價單元的選定分為2類，一類是以耕地地塊為基礎(chǔ)，一類是以行政村為基礎(chǔ)，但縣級高標(biāo)準(zhǔn)基本農(nóng)田建設(shè)注重實際操作性，要求落實到地塊[10],故本文以獻(xiàn)縣土地利用調(diào)查成果圖中劃定的耕地圖斑為基本評價單元，最終包含15 886個評價單元。

耕地綜合質(zhì)量評價包括內(nèi)部影響因素和外部影響因素，目前在耕地質(zhì)量評價[12-13]以及農(nóng)用地分等定級[14-15]等相關(guān)研究方面已形成完善的指標(biāo)體系。內(nèi)部影響因素主要考慮耕地自然狀況和生態(tài)條件，耕地自然狀況包括表層土壤質(zhì)地、有機(jī)質(zhì)含量、鹽漬化程度、有效土層厚度、剖面構(gòu)型等，耕地生態(tài)條件是指一定區(qū)域內(nèi)本底條件差異不大的耕地在不同的外界環(huán)境作用下，防止水土流失、抵御自然災(zāi)害、保持耕地質(zhì)量穩(wěn)定的能力[9]，包括地形坡度、洪澇災(zāi)害率、田塊規(guī)整度等；而外部影響因素主要是耕地的立地環(huán)境特征，包括排水條件、灌溉保證率、與中心城鎮(zhèn)距離、道路通達(dá)度。本研究從自然質(zhì)量、立地環(huán)境、生態(tài)質(zhì)量(表1)3方面構(gòu)建高標(biāo)準(zhǔn)基本農(nóng)田建設(shè)的耕地綜合質(zhì)量評價指標(biāo)體系。

采用Delphi法和層次分析法共同確定各評價指標(biāo)的權(quán)重，權(quán)重結(jié)果均通過一致性檢驗，具體數(shù)值由一級指標(biāo)權(quán)重和二級指標(biāo)權(quán)重的乘積得到，結(jié)果見表1。

表1 耕地綜合質(zhì)量評價體系

2.2 耕地連片度計算模型構(gòu)建

連片性的定義起源于景觀生態(tài)學(xué)，連接度通常被區(qū)分為結(jié)構(gòu)連接度和功能連接度[16]。結(jié)構(gòu)連接度是指組成景觀元素在空間結(jié)構(gòu)上的聯(lián)系，而功能連接度則是景觀中各種元素在功能上和生態(tài)過程上的聯(lián)系[17]。目前關(guān)于耕地連片性的研究較少，引用較多的定義是將連片性定義為同一質(zhì)量范圍(同一類型或等級，或某一等級以上，或某等級區(qū)間內(nèi))地塊的相連程度[18]。因高標(biāo)準(zhǔn)基本農(nóng)田劃定時優(yōu)先選擇高質(zhì)量耕地進(jìn)行建設(shè)，且劃定的耕地要求集中連片，故本文將高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)中的耕地連片性定義為某一地塊與高質(zhì)量地塊的相連程度，并提出一種基于耕地連片網(wǎng)絡(luò)的局部耕地連片度計算方法。

2.2.1 連片閾值與連片規(guī)則

全國第二次土地調(diào)查規(guī)程規(guī)定如下：線狀地物寬度大于等于圖上2 mm的按圖斑調(diào)查。對于1∶10 000比例尺來說，寬度小于20 m都按線狀地物調(diào)查，因此按照此規(guī)定，空間閾值設(shè)定應(yīng)該最小為該距離的2倍，即為40 m，設(shè)為D。

本文采用的耕地連片規(guī)則包括2點：①采用緩沖區(qū)分析的方法判斷耕地是否連片，緩沖區(qū)距離為D/2，即20 m，緩沖區(qū)相交的兩塊耕地標(biāo)記為連片。②高速公路、鐵路、大型河流可以影響耕地連片生產(chǎn)，阻斷耕地的連通性，在耕地連片性判斷中，其作為阻斷要素使空間上連片的耕地不再連片。

2.2.2 耕地連片網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建

耕地連片網(wǎng)絡(luò)是一種無向連通圖，其中節(jié)點是對耕地地塊的簡單表示，其坐標(biāo)為地塊圖斑的幾何中心點；邊是對2個地塊之間連片關(guān)系的簡單表示，即一條邊兩端的節(jié)點所對應(yīng)的地塊認(rèn)為是連片的。采用緩沖區(qū)分析的方法，對每一個地塊圖斑生成緩沖區(qū)，將緩沖區(qū)相交的圖斑連接成線，將連線記入邊集合，以圖斑幾何中心的橫、縱坐標(biāo)生成節(jié)點，利用這些邊和節(jié)點構(gòu)建耕地連片網(wǎng)絡(luò)。具體流程見圖2。

圖2 耕地連片網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建流程圖Fig.2 Flow chart of arable land connected network

2.2.3 耕地連片度指數(shù)計算

(1)構(gòu)造耕地連片網(wǎng)絡(luò)最小鏈接矩陣

采用Dijkstra算法構(gòu)建最小鏈接矩陣L，Dijkstra算法是典型的單源最短路徑算法，用于計算一個節(jié)點到其他所有節(jié)點的最短路徑。每一條邊所賦的權(quán)重為1， 2個無連通的節(jié)點之間的最小鏈接數(shù)賦值為∞。

(1)

式中l(wèi)ij——第i個節(jié)點與第j個節(jié)點之間的最小鏈接數(shù)

(2)構(gòu)造耕地質(zhì)量權(quán)重矩陣

地塊之間的相連程度不僅與它們的鏈接數(shù)有關(guān)，而且受其綜合質(zhì)量的影響，根據(jù)相連地塊質(zhì)量的不同，評價地塊與周圍地塊的質(zhì)量關(guān)系被賦予定值，具體公式為

(2)

其中

(3)

式中wij——以第i個地塊為中心，第j個地塊相對于第i個地塊的耕地質(zhì)量權(quán)重

di——第i個地塊dj——第j個地塊

mj——第j個地塊的耕地綜合質(zhì)量分級

(3)耕地局部連片度公式

借鑒綜合連接度指數(shù)(Integral index of connectivity, IIC)[19-20]，同時考慮耕地質(zhì)量的影響，提出基于耕地連片網(wǎng)絡(luò)的局部耕地連片度Ii，計算公式為

(4)

式中Ii——第i個結(jié)點的局部連片度m——與第i個地塊連通的地塊個數(shù)ai——第i個地塊的面積aj——與第i個地塊相連的第j個地塊的面積M——研究區(qū)域指定的最大鏈接數(shù)

2.3 高標(biāo)準(zhǔn)基本農(nóng)田建設(shè)區(qū)域劃分

采用四象限法，通過耦合耕地綜合質(zhì)量和耕地局部連片度計算結(jié)果確定高標(biāo)準(zhǔn)基本農(nóng)田建設(shè)區(qū)域，如表2所示。耕地綜合質(zhì)量評價結(jié)果被劃分為優(yōu)等地、良等地和差等地，生成高標(biāo)準(zhǔn)基本農(nóng)田耕地質(zhì)量分布圖；耕地局部連片度計算結(jié)果被劃分為高連片、中連片和低連片，生成高標(biāo)準(zhǔn)基本農(nóng)田耕地連片性分布圖。將耕地質(zhì)量分布圖和耕地連片度分布圖進(jìn)行空間疊加，按照四象限法劃分成優(yōu)等-高連片、優(yōu)等-中連片、優(yōu)等-低連片、良等-高連片、良等-中連片、良等-低連片、差等-高連片、差等-中連片、差等-低連片9 個類型區(qū)，根據(jù)這9個類型區(qū)，將耕地劃分為優(yōu)先建設(shè)區(qū)域、重點建設(shè)區(qū)域和有條件建設(shè)區(qū)域。

表2 獻(xiàn)縣高標(biāo)準(zhǔn)基本農(nóng)田建設(shè)劃區(qū)

3 結(jié)果與分析

3.1 耕地綜合質(zhì)量分析

通過上述評價，獻(xiàn)縣耕地綜合質(zhì)量分值在62.68～97.82之間，采用Natural Breaks方法將獻(xiàn)縣耕地質(zhì)量劃分為優(yōu)等地、良等地和差等地。其中，優(yōu)等地面積21 375.75 hm2，占耕地總面積的33.38%；良等地面積28 188.41 hm2，占耕地總面積的44.02%；差等地面積14 466.70 hm2，占耕地總面積的22.59%。獻(xiàn)縣總體耕地質(zhì)量較高，適宜高標(biāo)準(zhǔn)基本農(nóng)田建設(shè)。結(jié)果如圖3所示。

圖3 獻(xiàn)縣耕地綜合質(zhì)量Fig.3 Comprehensive quality of farmland in Xian County

從空間分布上看，耕地主要分布在獻(xiàn)縣西部和中部，東部耕地面積較小，主要是因為東部分布大片的果園，分割了耕地，導(dǎo)致耕地分布稀疏。其中，優(yōu)等地主要分布在縣域樂壽鎮(zhèn)、商林鄉(xiāng)、壘頭鄉(xiāng)和南河頭鄉(xiāng)，這些地區(qū)耕地自然質(zhì)量較好，土壤質(zhì)地多為壤土，有效土層較厚，且地勢平坦，灌溉和排水條件很好。良等地在全縣各鄉(xiāng)鎮(zhèn)均有分布，其中在樂壽鎮(zhèn)、陳莊鎮(zhèn)與河街鎮(zhèn)分布面積較大。差等地主要分布在2個區(qū)域，一是張村鄉(xiāng)、小平王鄉(xiāng)附近區(qū)域，該區(qū)域處于滹沱河左堤以南、滏陽河右堤以西，滹沱河與滏陽河匯入子牙河的夾角地帶，是歷史上有名的洪泛區(qū)，耕地易受洪澇和鹽漬災(zāi)害影響，耕地質(zhì)量較差；二是西城鄉(xiāng)附近和陳莊鎮(zhèn)西南區(qū)域，基礎(chǔ)設(shè)施不夠完善，灌溉和排水條件較差，不利于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。

3.2 耕地連片度分析

3.2.1 耕地連片網(wǎng)絡(luò)

獻(xiàn)縣耕地連片網(wǎng)絡(luò)如圖4所示，圖中清楚地表達(dá)了在不考慮耕地質(zhì)量的前提下獻(xiàn)縣的耕地連片情況，縣東部和南部耕地連片性較差，縣中部和北部耕地連片性較好，特別是在縣中部存在一條耕地連片帶，通過與獻(xiàn)縣地形圖比對，在圖中紅線所在位置存在2條小型河流，分別為子牙新河和北排河，這2條河流所夾區(qū)域形成一塊相對獨立的農(nóng)田系統(tǒng)，不易被其他類型土地占用，連片度和穩(wěn)定性較高。

3.2.2 耕地局部連片度分析

在高標(biāo)準(zhǔn)基本農(nóng)田建設(shè)劃區(qū)中，鄰近地塊之間的影響較大，而距離較遠(yuǎn)的地塊間連片影響可忽略不計，故本文取最大鏈接數(shù)為3，在局部耕地連片度計算值的基礎(chǔ)上，采用Natural Breaks方法將耕地劃分為高連片、中連片和低連片，結(jié)果如圖5所示。

圖4 獻(xiàn)縣耕地連片網(wǎng)絡(luò)Fig.4 Arable land connected network of Xian County

圖5 耕地連片度分布Fig.5 Distribution of arable land connectivity

由耕地連片度分布圖可以看出，連片性高的區(qū)域主要分布在北部商林鄉(xiāng)、西城鄉(xiāng)，西南臨河鄉(xiāng)，和中部十五級鄉(xiāng)及2條河流所夾區(qū)域；低連片區(qū)域主要分布在兩種區(qū)域，一是縣東部和東南區(qū)域，耕地較為破碎、零散，其中南部為縣城所在地，建設(shè)用地占用農(nóng)用地較多，不利耕地的連片生產(chǎn)，縣東部存在大片的果園，切割分離耕地，使得耕地分布非常零散，二是張村鄉(xiāng)附近和陳莊鎮(zhèn)西南區(qū)域，該區(qū)域是差等地聚集區(qū)，雖然空間相連性較好，但耕地質(zhì)量較差，局部連片度也較低。

在ArcGIS中采用空間自相關(guān)工具，獻(xiàn)縣耕地質(zhì)量全局空間自相關(guān)指數(shù)為0.403，表明全縣耕地質(zhì)量存在較強(qiáng)的空間正相關(guān)。通過將獻(xiàn)縣耕地質(zhì)量與連片類型對比分析(表3)，優(yōu)等地的83.25%是高連片和中連片區(qū)域，差等地的82.00%是低連片和中連片區(qū)域，獻(xiàn)縣優(yōu)等地主要分布在高連片和中連片區(qū)域，良等地主要分布在中連片區(qū)域，差等地主要分布在中連片和低連片區(qū)域，這與縣域耕地質(zhì)量的相關(guān)性一致。

3.3 高標(biāo)準(zhǔn)基本農(nóng)田建設(shè)分區(qū)

依據(jù)四象限法將耕地劃分為優(yōu)先建設(shè)、重點建設(shè)和有條件建設(shè)3種區(qū)域，結(jié)果見圖6和表4。優(yōu)先建設(shè)區(qū)包括優(yōu)等-高連片、優(yōu)等-中連片、良等-高連片3種區(qū)域，主要分布在商林鄉(xiāng)、壘頭鄉(xiāng)和南河頭鄉(xiāng)，該區(qū)域?qū)儆趦?yōu)等地聚集區(qū)域，耕地質(zhì)量好，連片度高，可優(yōu)先建設(shè)為高標(biāo)準(zhǔn)基本農(nóng)田。建設(shè)時序應(yīng)該首先是優(yōu)等-高連片，這一片區(qū)域可以直接劃入高標(biāo)準(zhǔn)基本農(nóng)田；其次是良等-高連片，該區(qū)域是與優(yōu)等地連片的良等地，建設(shè)難度較小，在建成后，可與周圍的優(yōu)等地形成大片的集中連片的高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田，最后是優(yōu)等-中連片，該區(qū)域耕地本體質(zhì)量較好，但周圍耕地質(zhì)量一般，可與建成后的其他耕地連成一片。

表3 獻(xiàn)縣耕地質(zhì)量與連片類型統(tǒng)計分析

圖6 高標(biāo)準(zhǔn)基本農(nóng)田建設(shè)分區(qū)Fig.6 Zoning of high standard prime farmland

表4 高標(biāo)準(zhǔn)基本農(nóng)田分區(qū)匯總

重點建設(shè)區(qū)域包括優(yōu)等-低連片、良等-中連片、差等-高連片3種區(qū)域，該區(qū)域在縣域各鄉(xiāng)鎮(zhèn)均有分布，較為零散，屬于耕地質(zhì)量和連片性某一方面有所欠缺的區(qū)域。建設(shè)時序首先為差等-高連片區(qū)域，該區(qū)域一般為差等地被優(yōu)等地包圍的區(qū)域，整治后可大幅提高整體的連片性；其次是良等-中連片區(qū)域，該區(qū)域是良等地集中區(qū)，可整體治理，是高標(biāo)準(zhǔn)基本農(nóng)田建設(shè)潛力最大的區(qū)域；最后是優(yōu)等-低連片區(qū)域，該區(qū)域耕地較為瑣碎，或被差等地所包圍，不利于高標(biāo)準(zhǔn)基本農(nóng)田建設(shè)。

有條件建設(shè)區(qū)域包括良等-低連片、差等-中連片、差等-低連片，主要分布在2種區(qū)域：一種是差等地聚集區(qū)域，主要包括張村鄉(xiāng)和本齋回族鄉(xiāng)附近區(qū)域；另一種是空間分布較為細(xì)碎和零散的區(qū)域，主要分布在縣東部的郭莊鎮(zhèn)、淮鎮(zhèn)和高官鄉(xiāng)。建設(shè)時序首先是差等-中連片區(qū)域，該區(qū)域是與良等地相連的差等地，在連片的良等地整治后，可優(yōu)先開展整治；其次是良等-低連片和差等-低連片區(qū)域，這兩片區(qū)域?qū)儆谧詈罂紤]的范圍。

3.4 對比與評價

借鑒綜合鏈接度指數(shù)IIC，加入耕地質(zhì)量權(quán)重，在耕地局部連片度公式的基礎(chǔ)上，提出高標(biāo)準(zhǔn)基本農(nóng)田建設(shè)中的全局耕地連片度，公式為

(5)

式中AL——研究區(qū)的耕地總面積

分別采用基于耕地綜合質(zhì)量的面積累加和耦合連片度2種方法劃定高標(biāo)準(zhǔn)基本農(nóng)田建設(shè)區(qū)域，取最大鏈接數(shù)為3，分別計算各個區(qū)域的全局耕地連片度，結(jié)果如表5所示。

表5 獻(xiàn)縣高標(biāo)準(zhǔn)基本農(nóng)田劃區(qū)全局連片度對比分析

從表中數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)，基于連片度的高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)劃區(qū)的優(yōu)先建設(shè)區(qū)全局連片度增加了15.55%，重點建設(shè)區(qū)基本沒有變化，有條件建設(shè)區(qū)減少了37.82%，這與實際情況相符合，證明了劃區(qū)的合理性。其中優(yōu)先建設(shè)區(qū)中的部分優(yōu)等地-低連片耕地被劃入重點建設(shè)區(qū)，而重點建設(shè)區(qū)的良等地-高連片被劃入優(yōu)先建設(shè)，這導(dǎo)致了優(yōu)先建設(shè)區(qū)連片性的增加；重點建設(shè)區(qū)中部分良等地-低連片耕地被劃入有條件建設(shè)區(qū)，而有條件建設(shè)區(qū)的差等地-高連片被劃入重點建設(shè)區(qū)，這導(dǎo)致了重點建設(shè)區(qū)全局連片度的不變，同時有條件建設(shè)區(qū)全局連片度的減少。

4 結(jié)論

(1)獻(xiàn)縣耕地總體質(zhì)量較高，優(yōu)等地、良等地、差等地分別占耕地總面積的33.38%、44.02%和22.59%，優(yōu)等地主要分布在北部的商林鄉(xiāng)、中部的壘頭鄉(xiāng)和南部的南河頭鄉(xiāng)，分布較為集中；差等地在西部和中部的各鄉(xiāng)鎮(zhèn)都有分布，分布總體分散，局部集中。

(2)通過耕地連片網(wǎng)絡(luò)，可以比較清晰地看到全縣耕地在西部和中部較為集中連片，而在東部和南部較為瑣碎零散，這與局部耕地連片度評價結(jié)果相一致。優(yōu)等地的83.25%是高連片和中連片區(qū)域，差等地的82.00%是低連片和中連片區(qū)域，這與耕地綜合質(zhì)量的空間分布相一致。

(3)采用四象限法將全縣耕地劃分為優(yōu)先建設(shè)區(qū)域、重點建設(shè)區(qū)域和有條件建設(shè)區(qū)域，其面積分別為全縣耕地面積的38.74%、30.75%和30.51%，其中每種建設(shè)區(qū)域包括3種類型，并分析了各個類型的建設(shè)時序。

(4)采用全局耕地連片度公式，比較了面積累加和耦合連片性2種方法所劃定區(qū)域的全局耕地連片度，優(yōu)先建設(shè)區(qū)域連片度提高了15.55%，而有條件建設(shè)區(qū)域連片度減小了37.82%，表明該方法明顯提高了高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)劃區(qū)的耕地連片度。

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Zoning of High Standard Prime Farmland Construction Based on Arable Lands Connectivity

YANG Jianyu1,2ZHAO Long1,2XU Fan1YUE Yanli1DU Zhenrong1ZHU Dehai1,2

(1.CollegeofInformationandElectricalEngineering,ChinaAgriculturalUniversity,Beijing100083,China2.KeyLaboratoryforAgriculturalLandQuality,MonitoringandControl,MinistryofLandandResources,Beijing100035,China)

To improve the connectivity of high standard prime farmland regions, on the basis of arable land comprehensive quality evaluation and the arable land connected network, a local farmland connectivity calculation formula was proposed to evaluate arable lands connectivity, and four-quadrant method was adopted to space couple farmland quality and connectivity. Firstly, arable land comprehensive quality evaluation system was built from natural quality, site environment and ecological quality by using the analytic hierarchy process. Secondly, on the basis of contiguous thresholds and contiguous rules, the arable land connected network and arable lands connectivity evaluation system was built. Finally, four-quadrant method was adopted to zone high standard prime farmland, which included prioritized construction area, important construction area and conditional construction area, and it can provide reference for the construction of high standard prime farmland. The results showed that the area for prioritized construction was 24 803.45 hm2, where the arable lands had better quality and higher connectivity; the area for important construction was 19 688.77 hm2and 19 538.64 hm2for conditional construction area, each region included three types of construction and each construction had different sequences. A global farmland connectivity calculation formula was also proposed. Compared with the method of accumulation area, the connectivity of prioritized construction area was improved by 15.55%, while the connectivity of conditional construction area was decreased by 37.82%, indicating that the method significantly improved the connectivity of high standard prime farmland construction area.

high standard prime farmland; network; connectivity; construction zoning

10.6041/j.issn.1000-1298.2017.04.018

2016-07-27

2016-08-24

國土資源部公益性行業(yè)科研專項(201511010-06)

楊建宇(1974—)，男，教授，博士生導(dǎo)師，主要從事GIS與遙感農(nóng)業(yè)與土地應(yīng)用研究，E-mail： ycjyyang@cau.edu.cn

F301.21

A

1000-1298(2017)04-0142-07