丘陵山區(qū)農(nóng)用地整治綜合潛力評價指標(biāo)體系及應(yīng)用研究

李 紀(jì)，魯成樹，王琰琿

(安徽師范大學(xué)國土資源與旅游學(xué)院，安徽蕪湖 241000)

糧食安全是國家政局穩(wěn)定和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)。耕地質(zhì)量與國家糧食安全、生態(tài)安全和社會穩(wěn)定密切相關(guān),是促進(jìn)社會經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)[1]。隨著我國的城鎮(zhèn)化和工業(yè)化的加快，用地矛盾不斷加劇，耕地保護(hù)面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。農(nóng)用地整治是土地整治的重要內(nèi)容，對增加有效耕地面積，提升耕地質(zhì)量，改善農(nóng)村生產(chǎn)生活環(huán)境具有重要意義。我國農(nóng)用地整治存在重耕地數(shù)量輕耕地質(zhì)量、缺乏生態(tài)保護(hù)觀念等問題，致使耕地質(zhì)量下降、生態(tài)環(huán)境惡化、耕地景觀破碎度升高等[2]。

目前展開的農(nóng)用地整治潛力評價的研究以數(shù)量潛力為主，主要是通過新增耕地系數(shù)和待整治耕地規(guī)模兩方面指標(biāo)進(jìn)行評價[3-4]；隨著耕地保護(hù)綜合化的發(fā)展，部分學(xué)者提出基于改善生產(chǎn)、生態(tài)條件等目標(biāo)的多因素評價方法。張正峰等[5]從耕地整理自然潛力、現(xiàn)實潛力2個方面，構(gòu)建綜合評價指標(biāo)體系。楊偉等[6]基于高標(biāo)準(zhǔn)基本農(nóng)田建設(shè)，探究農(nóng)用地整治潛力評價方法。胡學(xué)東等[7]從生態(tài)約束、社會約束2個方面，對研究區(qū)域展開農(nóng)用地整治潛力評價。江一波等[8]針對丘陵山區(qū)，從耕地利用、經(jīng)濟(jì)、生態(tài)、社會潛力4個方面構(gòu)建耕地整理潛力評價指標(biāo)。劉曉東[9]從拓展可利用空間、提高耕地質(zhì)量、生態(tài)環(huán)境限制、社會可接受程度4個方面開展農(nóng)用地整治潛力評價及分區(qū)研究。

由上述可知，基于提高耕地質(zhì)量、改善生態(tài)環(huán)境等因素的農(nóng)用地整治潛力評價研究尚未形成完善的標(biāo)準(zhǔn)。筆者通過梳理農(nóng)用地整治以及耕地生態(tài)相關(guān)文獻(xiàn)，結(jié)合農(nóng)用地整治內(nèi)涵及發(fā)展趨勢，針對丘陵山區(qū)，從農(nóng)用地整治數(shù)量潛力、質(zhì)量潛力、生態(tài)條件3個方面構(gòu)建綜合評價指標(biāo)體系。

1 綜合評價指標(biāo)體系構(gòu)建

我國約66%的耕地分布在山地、丘陵以及高原地區(qū)[10]，丘陵山區(qū)的農(nóng)用地整治對于保障糧食安全尤為重要。由于特殊的地貌，丘陵山區(qū)自然條件有別于平原地區(qū)，因此構(gòu)建丘陵山區(qū)農(nóng)用地整治潛力評價指標(biāo)體系，應(yīng)基于該區(qū)域自然條件特征。

1.1數(shù)量潛力指標(biāo)農(nóng)用地整治數(shù)量潛力來源于農(nóng)田中零星未利用地、廢棄地和輔助生產(chǎn)設(shè)施用地的縮減與轉(zhuǎn)化，主要通過待整治耕地規(guī)模和新增耕地系數(shù)來測算[4]。

1.1.1待整治耕地。對于丘陵山區(qū)，農(nóng)用地整治數(shù)量潛力來源主要包括2個方面：首先，該區(qū)域耕地分布較為破碎，通過農(nóng)用地整治工程，將小田塊歸并平整，減少田坎占用耕地面積；其次，通過整治耕地中零星未利用地、廢棄溝渠，增加耕地面積。

1.1.2新增耕地系數(shù)。新增耕地系數(shù)是指新增耕地面積與項目建設(shè)規(guī)模的比率，是農(nóng)用地整治數(shù)量潛力的重要影響因素。通過整理統(tǒng)計評價區(qū)域已開展的農(nóng)用地整治項目得到該系數(shù)。通過以上分析，選取田坎面積、零星未利用地面積、溝渠數(shù)量、新增耕地系數(shù)4項指標(biāo)作為農(nóng)用地整治數(shù)量潛力指標(biāo)。

1.2質(zhì)量潛力指標(biāo)農(nóng)用地整治質(zhì)量潛力測算一般可通過2種途徑：一是基于光溫生產(chǎn)潛力、農(nóng)用地等別指數(shù)及實際單產(chǎn)間的差值作為潛力；二是基于農(nóng)用地分等因素可改造程度的潛力計算[4，11]。該研究采用第二種方法，從質(zhì)量潛力影響因素方面構(gòu)建指標(biāo)體系。

根據(jù)《農(nóng)用地質(zhì)量分等規(guī)程》，農(nóng)用地質(zhì)量等別影響因素，包括土壤有機(jī)質(zhì)含量、有效土層厚度、土壤質(zhì)地、土壤酸堿度等。在現(xiàn)有經(jīng)濟(jì)水平與技術(shù)條件下，影響耕地質(zhì)量因素的土地整治系統(tǒng)工程主要為土地平整工程、灌溉與排水工程以及其他工程中的土壤改良工程[12]。對于丘陵山區(qū)，土地平整工程可以改變有效土層厚度；灌溉排水工程主要改善灌溉條件、排水條件；土壤改良工程主要從土壤有機(jī)質(zhì)含量、土壤酸堿度2個方面改善質(zhì)量。

通過分析土地整治相關(guān)工程對農(nóng)用地分等因素的影響，選取有效土層厚度、灌溉條件、排水條件、土壤有機(jī)質(zhì)含量、土壤酸堿度5個指標(biāo)，作為質(zhì)量潛力評價指標(biāo)。詳見圖1。

圖1 農(nóng)用地整治工程的分等因素改造分析指標(biāo)Fig.1 Transformation analysis indicators of agricultural land improvement project on the grading factors

1.3生態(tài)條件指標(biāo)農(nóng)用地整治在增加耕地數(shù)量、改善生產(chǎn)條件、提高耕地質(zhì)量的同時，還要通過一定措施改善農(nóng)用地生態(tài)條件[11-14]。根據(jù)丘陵山區(qū)的自然條件特征，地形坡度、森林覆蓋度、災(zāi)毀概率等生態(tài)效益影響因子是農(nóng)用地整治首要考慮的限制條件[15]。丘陵山區(qū)農(nóng)用地整治生態(tài)條件影響因素主要包括3個方面。

1.3.1水土流失。由于丘陵山區(qū)的地形地貌，水土流失是該區(qū)域主要生態(tài)問題之一。耕地坡度、植被覆蓋率是影響水土流失的主要因素。坡度越大，水土流失風(fēng)險越高，植被覆蓋率越高則水土保持能力越強(qiáng)。農(nóng)用地整治工程通過改善耕地坡度、增加林地覆蓋率2項措施降低水土流失程度。

1.3.2耕地零散分布。丘陵山區(qū)的地貌對耕地分割作用明顯，導(dǎo)致耕地分布破碎。通過土地平整工程，降低耕地坡度，歸并零散地塊，實現(xiàn)耕地規(guī)?；?、集中連片分布。

1.3.3土壤污染與地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險。土壤污染和地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險是丘陵山區(qū)農(nóng)用地整治的限制因素。通過土壤改良技術(shù)，在一定程度上降低土壤污染程度；由于丘陵山區(qū)的自然條件，泥石流、滑坡等地質(zhì)災(zāi)害較頻繁，農(nóng)用地整治宜避開地質(zhì)災(zāi)害高發(fā)區(qū)。

通過對丘陵山區(qū)農(nóng)用地整治生態(tài)條件因素的分析，選取植被覆蓋率、耕地坡度、耕地平均斑塊面積、土壤污染程度、地質(zhì)災(zāi)害頻率5個生態(tài)條件指標(biāo)。

綜合上述分析，該研究從農(nóng)用地整治數(shù)量潛力、質(zhì)量潛力、生態(tài)條件3個方面選取14個指標(biāo)。最終指標(biāo)體系見表1。

表1 農(nóng)用地整治綜合潛力評價指標(biāo)體系

2 實證研究

2.1研究區(qū)概況廣德縣位于安徽省東南部，蘇、浙、皖3省8縣交界處，為安徽省2個省直管縣之一，行使與地級市相同的職能。廣德縣屬黃山余脈和天目山余脈所環(huán)抱的丘陵地區(qū)，皖南山地與沿江平原的過渡帶，地貌格局比較復(fù)雜，南北高，東西底，中部為坳陷盆地。廣德縣屬溫和濕潤的亞熱帶氣候區(qū)，四季分明，日照充足，無霜期長，雨量充沛，但降雨的年際差異、年內(nèi)差異及地區(qū)差異較大。

2.2農(nóng)用地整治潛力測算

2.2.1求取權(quán)重。農(nóng)用地整治潛力評價指標(biāo)體系的權(quán)重，在不同的地區(qū)，由于區(qū)域綜合條件不同，各指標(biāo)的重要程度也因區(qū)而異。權(quán)重的求取方法一般包括客觀法和主觀法?？陀^法包括熵權(quán)法、主成分分析法等；主觀法包括特爾斐法、層次分析法、模糊統(tǒng)計法等。該研究采用層次分析法-熵權(quán)法結(jié)合，用2種方法分別算出指標(biāo)權(quán)重值，綜合比較測算結(jié)果，確定最終權(quán)重。結(jié)果見表2。

2.2.2潛力測算。該研究采用綜合評價法對廣德縣農(nóng)用地整治潛力進(jìn)行評價。綜合評價法是目前在環(huán)境污染和生態(tài)環(huán)境質(zhì)量綜合評價等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用的一種比較成熟的評價方法，該方法的評價模型為：

式中，Si即為各鄉(xiāng)鎮(zhèn)農(nóng)用地整治綜合潛力值；Wj為各指標(biāo)權(quán)重值；Xij為廣德縣各鄉(xiāng)鎮(zhèn)指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)值。該結(jié)果充分反映出廣德縣各鄉(xiāng)鎮(zhèn)農(nóng)用地整治數(shù)量潛力、質(zhì)量潛力以及生態(tài)條件狀況。計算結(jié)果見表3。

表2 廣德縣農(nóng)用地整治潛力評價指標(biāo)權(quán)重

表3廣德縣農(nóng)用地整治綜合潛力分值

Table3AgriculturallandconsolidationpotentialvalueinGuangdeCounty

序號No．鄉(xiāng)鎮(zhèn)Township綜合潛力值Comprehensivepotentialvalue1誓節(jié)鎮(zhèn)0．64512桃州鎮(zhèn)0．53793新杭鎮(zhèn)0．58224柏墊鎮(zhèn)0．42385楊灘鎮(zhèn)0．51136邱村鎮(zhèn)0．81407四合鄉(xiāng)0．37258盧村鄉(xiāng)0．31239東亭鄉(xiāng)0．6061

2.2.3潛力分區(qū)。以廣德縣各鄉(xiāng)鎮(zhèn)農(nóng)用地整治綜合潛力指數(shù)為依據(jù)，運用SPSS軟件的K-均值聚類方法，將廣德縣9個鄉(xiāng)鎮(zhèn)劃分為3個級別。高潛力區(qū)包括1個鄉(xiāng)鎮(zhèn)——邱村鎮(zhèn)；中潛力區(qū)包括5個鄉(xiāng)鎮(zhèn)，分別為誓節(jié)鎮(zhèn)、桃州鎮(zhèn)、東亭鄉(xiāng)、新杭鎮(zhèn)、楊灘鎮(zhèn)；低潛力區(qū)包括3個鄉(xiāng)鎮(zhèn)，分別為柏墊鎮(zhèn)、四合鄉(xiāng)、盧村鄉(xiāng)。

通過廣德縣農(nóng)用地整治各項指標(biāo)值以及指標(biāo)權(quán)重，算出數(shù)量潛力、質(zhì)量潛力、生態(tài)條件分值，并將各鄉(xiāng)鎮(zhèn)分值數(shù)、綜合潛力指數(shù)以及分區(qū)結(jié)果，輸入ArcGIS數(shù)據(jù)庫，制作廣德縣農(nóng)用地整治綜合潛力分區(qū)圖(圖2)。

圖2 廣德縣農(nóng)用地整治綜合潛力分區(qū)Fig.2 Agricultural land consolidation comprehensive potential division in Guangde County

3 結(jié)論與討論

農(nóng)用地整治是保證糧食安全的重要途徑，對于保障農(nóng)用地數(shù)量、提高耕地質(zhì)量、改善生態(tài)環(huán)境有重要意義。在政府對生態(tài)環(huán)境的重視以及可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的貫徹下，綜合化、生態(tài)化的農(nóng)用地整治潛力評價是未來發(fā)展的趨勢。丘陵山區(qū)是農(nóng)用地整治的重點區(qū)域，該地區(qū)的地貌及自然條件與平原地區(qū)差異較大，農(nóng)用地整治潛力測算方法要基于該區(qū)域自然條件，因地制宜地構(gòu)建評價指標(biāo)。

從農(nóng)用地整治數(shù)量潛力、質(zhì)量潛力、生態(tài)條件3個方面，針對山地丘陵地區(qū)，通過分析該區(qū)域的自然條件，構(gòu)建評價指標(biāo)體系。以廣德縣為研究案例，測算該地區(qū)農(nóng)用地整治潛力，并將9個鄉(xiāng)鎮(zhèn)劃分為高潛力區(qū)、中潛力區(qū)、低潛力區(qū)。通過實證研究可以看出，該指標(biāo)體系對于丘陵山區(qū)更具有適宜性；同時，可以較全面地反映出研究區(qū)域農(nóng)用地可開發(fā)數(shù)量、提高耕地質(zhì)量、生態(tài)條件影響3方面潛力。該研究為丘陵山區(qū)農(nóng)用地整治多因素綜合評價提供參考和借鑒。該研究重點在于構(gòu)建農(nóng)用地整治潛力評價指標(biāo)體系，對于評價模型及分區(qū)方法的選取有待進(jìn)一步研究。

[1] 張晗,趙小敏，匡麗花，等.基于空間自相關(guān)的耕地質(zhì)量空間分布特征研究：以江西省南昌縣為例[J].浙江農(nóng)業(yè)學(xué)報，2017,29(8):1365-1374.

[2] 康雄華，張安錄．我國農(nóng)地整理制約因素分析[J]．中國土地科學(xué)，2003，17(5)：50-53．

[3] 劉聞，曹明明,邱海軍，等．陜西省靖邊縣農(nóng)用地整治潛力分區(qū)研究[J]．水土保持通報，2013，33(1)：196-200．

[4] 劉巧芹，張敬波，阮松濤，等.我國農(nóng)用地整治潛力評價的研究進(jìn)展及展望[J].水土保持研究，2014，21(2)：327-332.

[5] 張正峰，趙偉．北京市大興區(qū)耕地整理潛力模糊評價研究[J]．農(nóng)業(yè)工程學(xué)報，2006，22(2)：83-88．

[6] 楊偉，謝德體，廖和平，等．基于高標(biāo)準(zhǔn)基本農(nóng)田建設(shè)模式的農(nóng)用地整治潛力分析[J]．農(nóng)業(yè)工程學(xué)報，2013，29(7):219-229．

[7] 胡學(xué)東，王占岐，童秋英，等.基于生態(tài)和社會經(jīng)濟(jì)約束的區(qū)域土地整治潛力評價研究[J].長江流域資源與環(huán)境，2016，25(5)：804-812.

[8] 江一波，胡守庚，劉越巖,等.基于GIS的丘陵山區(qū)可持續(xù)耕地整理潛力綜合評價[J].中國土地科學(xué)，2012，26(6)：42-48.

[9] 劉曉東.基于GIS 的仁懷市農(nóng)用地整治潛力評價研究[D].貴陽：貴州師范大學(xué)，2016.

[10] 楊俊,王占岐，金貴，等．三維模型與空間分析在丘陵山區(qū)土地整理工程布局中的應(yīng)用[J]．中國農(nóng)學(xué)通報，2012，28(23):196-201．

[11] 唐秀美，陳百明，張蕾娜，等．新形勢下全國農(nóng)用地整理潛力測算方法探討[J]．中國土地科學(xué)，2011，25(9):67-71．

[12] 高星，吳克寧，陳學(xué)砧，等.土地整治項目提升耕地質(zhì)量可實現(xiàn)潛力測算[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報，2016，32(16)：233-240.

[13] 鄖文聚，宇振榮.中國農(nóng)村土地整治生態(tài)景觀建設(shè)策略[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報，2011，27(4)：1-6.

[14] 周建，張鳳榮，張佰林，等．規(guī)模效應(yīng)、生態(tài)安全、限制因素耦合的農(nóng)用地整治研究：以天津市薊縣為例[J]．資源科學(xué)，2014，36(4):758-765．

[15] 藏波,呂萍，楊慶媛，等．基于現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的丘陵山區(qū)農(nóng)用地整治分區(qū)與發(fā)展策略：以重慶市云陽縣為例[J]．資源科學(xué)，2015，37(2):272-279．