基于生態(tài)位理論的黃土丘陵區(qū)耕地整治優(yōu)先度及模式研究

郭笑東， 陳利根,2， 畢如田， 郭永龍， 原麗娟

(1.山西農(nóng)業(yè)大學(xué) 資源環(huán)境學(xué)院， 山西 太谷 030801； 2.南京農(nóng)業(yè)大學(xué) 公共管理學(xué)院， 江蘇 南京 210095)

土地是一切生產(chǎn)要素的聚集點，土地整治是土地要素與田、水、路、林、村等要素進(jìn)行有效整合的最佳平臺[1]。合理安排耕地整治優(yōu)先度，制定科學(xué)的整治模式不僅有利于提高整治績效，減少資源浪費(fèi)，還會提升農(nóng)民生產(chǎn)效率，促進(jìn)農(nóng)民增收。耕地整治優(yōu)先度就是為使社會、經(jīng)濟(jì)和生態(tài)效益達(dá)到最大化，在一定的生產(chǎn)力水平和資金約束前提下，按照一定原則對區(qū)域耕地資源狀況進(jìn)行科學(xué)評價，并以評價結(jié)果為依據(jù)確定耕地整治的先后順序[2]。目前，耕地整治的相關(guān)研究主要包括綜合效益[3]、整治模式[4-5]、適宜性評價[6]、整治潛力[7]等方面，對耕地整治優(yōu)先度的研究主要有：馬春艷等[8]以耕地整治潛力級判斷投入次序；沈立宏等[9]從整治潛力與難度的角度對江蘇省寶應(yīng)縣農(nóng)田整治優(yōu)先度進(jìn)行了研究；謝向向等[10]、程文仕等[11]綜合考慮土地整治績效的空間差異和土地數(shù)量、質(zhì)量、生態(tài)綜合潛力確定了土地整治投入優(yōu)先序；王東等[2]從整治迫切性和強(qiáng)烈性的視角考慮耕地整治的優(yōu)先度。可以看出，學(xué)者們多從整治的效益、潛力、績效、難度等單個或多個角度對耕地整治優(yōu)先度進(jìn)行劃分，但從生態(tài)適宜性角度對耕地整治優(yōu)先度進(jìn)行評價并對評價后如何確定不同區(qū)域整治模式的研究還仍顯薄弱。

生態(tài)位是生態(tài)學(xué)中重要理論之一，最早由格林內(nèi)爾首創(chuàng)[12]，它是指一生物單元在其所處生態(tài)系統(tǒng)中的位置，具體為其與環(huán)境及其他相關(guān)生物之間的功能分工與相互作用。生態(tài)位適宜度則是定量表述生物對其生境資源條件的適宜程度，利用這一思想把地理空間中生物的存在條件視作一生態(tài)位，其生存條件可用N維空間區(qū)域進(jìn)行描述，區(qū)域內(nèi)各點所處的空間位置不同則生物的生態(tài)位適宜度不同[13-14]。耕地整治作為一種系統(tǒng)性綜合建設(shè)工程，其整治效果的好壞與多維空間上資源狀況密切相關(guān)，因此耕地整治生態(tài)位適宜度可通過區(qū)域內(nèi)現(xiàn)實資源條件與耕地整治需求的資源條件之間的貼近度來揭示。目前生態(tài)位理論在耕地整治方面較少，僅譚少軍等[15]利用該理論研究了土地整治工程生態(tài)化布局，徐小千等[16]借助該理論對耕地整治適宜性進(jìn)行了評價。而黃土丘陵區(qū)地質(zhì)地貌特殊，水土流失問題嚴(yán)重，耕地布局分散，開展耕地整治時更應(yīng)十分注重耕地本底條件對整治需求的適宜程度。

基于此，本文擬將黃土丘陵區(qū)耕地整治對生產(chǎn)潛力、空間形態(tài)和區(qū)位條件3個維度的需求所形成的多維資源空間定義為耕地整治最適生態(tài)位，將耕地相應(yīng)的現(xiàn)實條件形成的資源空間定義為現(xiàn)實生態(tài)位，利用現(xiàn)實生態(tài)位與最適生態(tài)位的貼近程度評價耕地整治生態(tài)位適宜度，從而將生態(tài)位適宜度模型引用到耕地整治優(yōu)先度和整治模式的研究中，以期為制定差別化耕地整治政策提供科學(xué)依據(jù)。

1 研究區(qū)概況與數(shù)據(jù)來源

1.1 研究區(qū)概況

太谷縣隸屬山西省晉中市，處于黃土高原區(qū)汾渭谷地，行政轄區(qū)面積1 033.7 km2，分為3個鎮(zhèn)和6個鄉(xiāng)208個行政村。截止2015年末，縣域人口達(dá)36萬，耕地面積總量為31 738.13 hm2，占研究區(qū)行政轄區(qū)面積的30.70%，其中有26.71%旱地和73.29%水澆地。

太谷縣屬于溫帶大陸性季風(fēng)氣候區(qū)，氣候溫潤，年均氣溫9.8 ℃，年均降水量477 mm，境內(nèi)主要有象峪河、烏馬河兩條季節(jié)性河流?？傮w地勢東南高西北低，海拔高度范圍為768至1 914 m?？h域內(nèi)平原、黃山丘陵、基巖山地并存，分別占到全縣總面積的17.0%，20.2%和62.8%。太谷縣自然條件與區(qū)位優(yōu)勢獨特，被省審批為“山西農(nóng)谷”，承擔(dān)了引領(lǐng)山西省現(xiàn)代農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)型升級的重要使命。

1.2 數(shù)據(jù)來源

①2015年太谷縣土地利用現(xiàn)狀圖，主要提取農(nóng)村道路、溝渠、農(nóng)村居民點、耕地集中連片度、田塊規(guī)整度等數(shù)據(jù)； ②太谷縣農(nóng)用地分等數(shù)據(jù)，主要獲取土壤質(zhì)地、土壤有機(jī)質(zhì)含量、灌溉保證率、耕層厚度等數(shù)據(jù)； ③太谷縣30 m精度的數(shù)字高程圖(DEM)，主要提取耕地的高程、坡度信息； ④太谷縣行政區(qū)劃圖。

2 研究方法

2.1 耕地整治生態(tài)位適宜度評價

2.1.1 研究單元的確定 本文以耕地地類圖斑為研究單元，截止2015年底研究區(qū)共10 557個耕地地類圖斑。

2.1.2 評價指標(biāo)體系的構(gòu)建 根據(jù)研究區(qū)土地利用現(xiàn)狀并考慮到數(shù)據(jù)可獲得性，以科學(xué)性、系統(tǒng)性、層次性、可行性、可比性為原則，從生產(chǎn)潛力、空間形態(tài)和區(qū)位條件3個維度構(gòu)建了黃土丘陵區(qū)耕地整治生態(tài)位適宜度評價體系。指標(biāo)體系及指標(biāo)效應(yīng)見表1。

表1 耕地整治生態(tài)位適宜度評價指標(biāo)體系及指標(biāo)效應(yīng)

注：+為正效應(yīng)； -為負(fù)效應(yīng)。

土地生產(chǎn)潛力是土地利用的基礎(chǔ)條件，主要由土地空間內(nèi)植物、動物及微生物所構(gòu)成的生命系統(tǒng)以及氣候、土壤、溫度、水文等構(gòu)成的物質(zhì)系統(tǒng)組成[17]，這些條件通過影響土地的自然供給進(jìn)而限制其經(jīng)濟(jì)供給。由于縣域范圍內(nèi)光溫生產(chǎn)潛力、氣候生產(chǎn)潛力、生物特征無明顯差別，通過文獻(xiàn)查閱和資料查找最終選取了土壤有機(jī)質(zhì)含量、耕層厚度、土壤質(zhì)地、灌溉保證率和地形坡度5個指標(biāo)。

空間形態(tài)主要指耕地本身面積大小、形狀以及區(qū)域范圍內(nèi)耕地景觀格局的分布狀況，是區(qū)域內(nèi)耕地破碎化程度的直接決定因素，對耕地整治的可操作性及難易程度有顯著影響。因此，本文選取了田塊規(guī)整度、耕地集中連片度2個指標(biāo)對耕地空間形態(tài)進(jìn)行描述。

區(qū)位條件與耕地整治后綜合效益釋放的難度與速度有密切的聯(lián)系，村民的耕作半徑、灌溉的難易程度、各種機(jī)械的使用效率以及農(nóng)產(chǎn)品運(yùn)輸成本均應(yīng)考慮在內(nèi)。因此，本文選取了耕地與農(nóng)村居民點距離、耕地與溝渠距離和耕地與農(nóng)村道路距離3個指標(biāo)對耕地區(qū)位條件進(jìn)行描述。

2.1.3 指標(biāo)說明與標(biāo)準(zhǔn)化

(1) 指標(biāo)說明。現(xiàn)實生態(tài)位是指影響耕地整治生態(tài)適宜性的各指標(biāo)的實際值，用x1，x2，x3，…，xn表示。當(dāng)指標(biāo)效應(yīng)為正時，現(xiàn)實生態(tài)位值越大對耕地整治的適宜性越強(qiáng)，高于一定現(xiàn)實生態(tài)位值后其對耕地整治的適宜性達(dá)到最佳，此時這一現(xiàn)實生態(tài)位值即為正向指標(biāo)的生態(tài)位上限值，也就是正向指標(biāo)的最適生態(tài)位值；相反，現(xiàn)實生態(tài)位值越小對耕地整治的適宜性越差，低于一定現(xiàn)實生態(tài)位值后其對耕地整治的適宜性達(dá)到最差，此時這一現(xiàn)實生態(tài)位值即為正向指標(biāo)的生態(tài)位下限值。同理，當(dāng)指標(biāo)效應(yīng)為負(fù)時，現(xiàn)實生態(tài)位值越小對耕地整治的適宜性越強(qiáng)，低于一定現(xiàn)實生態(tài)位值后，其對耕地整治的適宜性達(dá)到最佳，此時這一現(xiàn)實生態(tài)位值即為負(fù)向指標(biāo)的生態(tài)位下限值，也就是負(fù)向指標(biāo)的最適生態(tài)位值；相反，現(xiàn)實生態(tài)位值越大對耕地整治的適宜性越差，高于一定現(xiàn)實生態(tài)位值后，其對耕地整治的適宜性達(dá)到最差，此時這一現(xiàn)實生態(tài)位值即為負(fù)向指標(biāo)的生態(tài)位上限值。

①土壤有機(jī)質(zhì)含量(C1)：是重要的養(yǎng)分容量指標(biāo)。含量越小，土地生產(chǎn)潛力越小；反之越大。該指標(biāo)最適生態(tài)位值和下限值根據(jù)已有研究[18]確定。

②耕層厚度(C2)：是土壤肥力的富集地，對促進(jìn)作物生長、提高土壤養(yǎng)分與水分的作用重大。耕層越薄，耕地生產(chǎn)潛力越小；反之生產(chǎn)潛力則大。該指標(biāo)最適生態(tài)位值和下限值根據(jù)已有研究[18]確定。

③土壤質(zhì)地(C3)：是評估耕地生產(chǎn)力高低的重要指標(biāo)，能較好地表達(dá)土壤耕作性能特征。壤土、黏土、砂土和礫質(zhì)土的現(xiàn)實生態(tài)位值分別為1，0.8，0.7和0.4[19]。其中，壤土最有利于作物生長，將其現(xiàn)實生態(tài)位值視為該指標(biāo)的最適生態(tài)位值；礫質(zhì)土最不利于作物生長，將其現(xiàn)實生態(tài)位值視為該指標(biāo)的生態(tài)位下限值。

④灌溉保證率(C4)：研究區(qū)共包括無灌溉條件、一般滿足、基本滿足和充分滿足四種情況，其現(xiàn)實生態(tài)位值分別為0.5，0.6，0.9和1[19]。其中，“充分滿足”最有利于作物生長，將其現(xiàn)實生態(tài)位值視為該指標(biāo)的最適生態(tài)位值；“無灌溉條件”最不利于作物生長，將其現(xiàn)實生態(tài)位值視為該指標(biāo)的生態(tài)位下限值。

⑤地形坡度(C5)：是影響耕地整治難度與成效的重要因素，也是發(fā)生土壤侵蝕的主要原因。坡度增大，耕地整治難度也會隨之加大。從30m精度的DEM中運(yùn)用Arc GIS10.5 slope工具獲得。該指標(biāo)最適生態(tài)位值和上限值根據(jù)已有研究[18]確定。

⑥田塊規(guī)整度[20](C6)：耕地田塊形狀規(guī)整則方便農(nóng)機(jī)耕作，從而提高農(nóng)民生產(chǎn)效率。田塊規(guī)整度(FRAC)小表示田塊形狀規(guī)則；反之，田塊形狀復(fù)雜。該指標(biāo)最適生態(tài)位值與上限值通過Arc GIS10.5的自然間斷點分級法確定，分別為1.04和1.89。

(1)

式中：FRAC——田塊規(guī)整度；p——耕地田塊的周長(m)；a——耕地田塊的面積(m2)。

⑦耕地集中連片度(C7)：現(xiàn)實情況中因為有田間道路、溝渠等線狀地物阻礙了耕地連片度，在Arc GIS10.5中對耕地圖斑做10 m緩沖融合生成新圖層，每塊耕地集中連片度以新圖層中對應(yīng)地塊面積大小為依據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，耕地面積越大，則連片程度越高；反之，則連片程度越低。該指標(biāo)最適生態(tài)位值與下限值通過Arc GIS10.5的自然間斷點分級法確定，分別為3 114.52和124.74。

⑧與農(nóng)村居民點距離(C8)：用耕地幾何中心到對應(yīng)農(nóng)村居民點的距離表示。相關(guān)研究表明最佳耕作的空間半徑為0.5 km[21]。農(nóng)民可接受的耕作時間半徑為30 min，假設(shè)農(nóng)業(yè)機(jī)械20 min移動10 km、農(nóng)民10 min行走1 km，則最遠(yuǎn)耕作空間半徑為1 km?？紤]到研究區(qū)地勢地貌狀況，在平原地區(qū)，農(nóng)民可乘坐農(nóng)用運(yùn)輸工具到達(dá)耕地，則耕作半徑在0.5 km到11 km之間是合理的；在丘陵山區(qū)，按農(nóng)民30 min可行走3 km，其耕作半徑在0.5 km到3 km之間是合理的。距離越近，越方便耕作；反之，則不方便耕作。故在平原地區(qū)，該指標(biāo)最適生態(tài)位值為0.5，上限值為11；在丘陵山區(qū)，該指標(biāo)最適生態(tài)位值為0.5，上限值為3。

⑨與溝渠距離(C9)：用耕地幾何中心到溝渠的最短距離表示。一般要求農(nóng)渠間隔宜為200至400 m[22]，本文按農(nóng)渠的間隔300 m計算，則溝渠的影響距離為300 m。距離越遠(yuǎn)，越不方便灌溉；反之，則越利于灌溉。故該指標(biāo)最適生態(tài)位值為0，上限值為300。

⑩與農(nóng)村道路距離(C10)：用耕地幾何中心到農(nóng)村道路的最短距離表示。相關(guān)研究表明[23]，耕地與農(nóng)村道路距離小于1 km時，耕地可達(dá)性較好，大于5 km時，耕地可達(dá)性非常差。故該指標(biāo)最適生態(tài)位值為1，上限值為5。

(2) 指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化。各指標(biāo)生態(tài)位適宜度值通過評判評價單元耕地現(xiàn)實生態(tài)位與最適值的貼近程度確定。其中土壤有機(jī)質(zhì)含量、耕層厚度、地形坡度3個指標(biāo)參考已有研究的經(jīng)驗函數(shù)[18]，其余指標(biāo)通過線性評價模型[16]確定各指標(biāo)的生態(tài)位適宜度值(見表2)。

表2 數(shù)值型評價因子的生態(tài)位適宜度值

注：NFi為第i個評價指標(biāo)的生態(tài)位適宜度值；xopt為每個指標(biāo)的最適生態(tài)位值；當(dāng)指標(biāo)效應(yīng)為正時，xt表示指標(biāo)生態(tài)位的下限值，當(dāng)指標(biāo)函數(shù)為負(fù)時，xt表示指標(biāo)生態(tài)位的上限值；x為耕地的現(xiàn)實生態(tài)位值。

2.1.4 權(quán)重確定 利用層次分析法確定10個指標(biāo)權(quán)重Wi1，IC=0.056 0，RC=0.037 6<0.1，結(jié)果可以通過一致性檢驗；利用熵權(quán)法得到權(quán)重Wi2(見表3)。其中，層次分析法充分利用相關(guān)知識與經(jīng)驗將評價過程層次化、數(shù)量化，從而判斷相應(yīng)指標(biāo)權(quán)重，但其主觀性較強(qiáng)；熵權(quán)法充分利用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)求得權(quán)重，雖然客觀性較強(qiáng)，但有可能違背指標(biāo)本質(zhì)意義。兩種方法各有優(yōu)缺點，故采用平均法確定綜合指標(biāo)權(quán)重，公式：

Wi=(Wi1+Wi2)/2

(2)

式中：Wi——第i個指標(biāo)的綜合權(quán)重；Wi1——第i個指標(biāo)運(yùn)用AHP得到的權(quán)重；Wi2——第i個指標(biāo)的熵權(quán)，i從1到10。

表3 耕地整治生態(tài)位適宜度評價指標(biāo)權(quán)重

2.1.5 耕地整治生態(tài)位適宜度的計算 采用綜合指數(shù)法，公式如下：

(3)

式中：NF——耕地整治生態(tài)位適宜度值； NFi——第i個評價指標(biāo)的生態(tài)位適宜度值；Wi——第i個評價指標(biāo)的綜合權(quán)重；n從1到10。

2.2 耕地整治優(yōu)先度劃分

根據(jù)生態(tài)位適宜度評價結(jié)果對研究區(qū)所有耕地的整治優(yōu)先度排序，NF值越大，表示其現(xiàn)實條件越符合耕地整治的要求，越適宜優(yōu)先整治；NF值越小，表示其現(xiàn)實條件中存在的耕地整治障礙因素越大，受現(xiàn)階段土地整治技術(shù)與成本的約束，耕地整治改造的難度也就越大。具體方法是在Arc GIS 10.5中以耕地整治生態(tài)位適宜度值NF作為分類字段，采用GIS標(biāo)準(zhǔn)分類法中的自然間斷點分級法，將耕地整治優(yōu)先度劃為3個等級，NF由高到低分別對應(yīng)優(yōu)先整治區(qū)域、一般整治區(qū)域和限制整治區(qū)域。

2.3 耕地整治模式研究

從表3可以看出，地形坡度(C5)，與溝渠距離(C9)，與農(nóng)村道路距離(C10)的綜合權(quán)重值最大，說明這3個指標(biāo)對研究區(qū)耕地整治的影響有顯著地作用強(qiáng)度，同時，C5，C9和C10的限制條件均具有可改造性，所以是研究該區(qū)域的必選指標(biāo)。

運(yùn)用指標(biāo)組合法分析耕地整治模式。依據(jù)郭力娜等[24]對主要限制指標(biāo)及其限制程度的劃分，將NF在0～0.6之間的界定為高限制指標(biāo)，NF在0.6～0.8之間的界定為中等限制指標(biāo)，NF在0.8～1之間的界定為低限制指標(biāo)。利用C5，C9，C10各指標(biāo)的限制程度相互組合，形成如“高中高”的分組。將不同分組劃入不同類型區(qū)的基本原則如下：①克服和改造坡度要更多地考慮水土保持與生態(tài)影響，在黃土丘陵區(qū)其工程難度更顯復(fù)雜，并不是短時間內(nèi)可以實現(xiàn)的，因此只要地形坡度的限制程度為強(qiáng)和中，該組合劃入類型區(qū)Ⅰ。 ②農(nóng)田水利設(shè)施是保證耕地高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)不可或缺的設(shè)施，耕地與溝渠距離的限制程度為強(qiáng)和中的組合劃入類型區(qū)Ⅱ；若耕地與農(nóng)村道路距離、耕地與溝渠距離的限制程度同時為高或中時，優(yōu)先考慮耕地與溝渠距離。 ③與農(nóng)村道路的距離決定著各種機(jī)械的使用效率以及農(nóng)產(chǎn)品運(yùn)輸成本，對耕地整治效益的釋放有重要的影響，所以當(dāng)與農(nóng)村道路距離的限制程度為高時，該組合劃入類型區(qū)Ⅲ。此外，當(dāng)3個指標(biāo)的限制程度均為低時，該組合也入劃類型區(qū)Ⅲ。

3 結(jié)果與分析

3.1 耕地整治優(yōu)先度劃分

研究區(qū)耕地整治生態(tài)位適宜度NF范圍在26.02與93.57之間，標(biāo)準(zhǔn)差為17.91，平均值63.08，其中5 931個研究單元生態(tài)位適宜度值大于平均值，占研究單元總量的56.18%，占研究區(qū)耕地面積的71.69%，可見，研究區(qū)耕地整治生態(tài)位適宜度的分布非均衡性突出。且NF整體呈現(xiàn)由西北向東南逐漸遞減的趨勢，而研究區(qū)地形地貌由西北向東南依次為平原、丘陵和山地，可以看出，地形地貌對耕地整治生態(tài)位適宜度有一定的阻隔作用。

以耕地整治生態(tài)位適宜度評價結(jié)果為依據(jù)，在Arc GIS 10.5中采用自然間斷點分級法，將耕地整治優(yōu)先度劃為優(yōu)先整治區(qū)域(73.29≤NF≤93.57)，一般整治區(qū)域(52.93≤NF<73.29)和限制整治區(qū)域(26.02≤NF<52.93)，2個間斷點分別為52.93，73.29，不同區(qū)域內(nèi)各指標(biāo)生態(tài)位適宜度均值見圖1，空間分布狀況見圖2。

圖1 黃土丘陵區(qū)耕地整治生態(tài)位適宜度均值

圖2 黃土丘陵區(qū)耕地整治優(yōu)先度分布

其中，優(yōu)先整治區(qū)域包含3 870個研究單元，面積為15 713.07 hm2，占研究區(qū)耕地總面積的49.50%，該部分主要位于研究區(qū)平原區(qū)和丘陵區(qū)中北部，整體地勢相對平坦，經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)，土地利用率高，該區(qū)域耕地狀態(tài)整體優(yōu)越，耕地生產(chǎn)潛力大，空間形態(tài)和區(qū)位條件優(yōu)勢顯著，整治難度系數(shù)小，整治效益容易釋放；一般整治區(qū)域包含3 150個研究單元，面積為9 609.15 hm2，占研究區(qū)耕地總面積的30.28%，主要分布在研究區(qū)丘陵區(qū)的西南部，生產(chǎn)潛力狀況(C1，C2，C3，C4，C5)、耕地的田塊規(guī)整度C6和耕地與農(nóng)村居民點距離C8與優(yōu)先整治區(qū)域耕地狀況基本相同，而耕地集中連片度C7、耕地與溝渠距離C9、與農(nóng)村道路距離C10比優(yōu)先整治區(qū)域耕地差距較為明顯，耕地集中連片度的生態(tài)適宜度平均值為0.82，與溝渠距離的生態(tài)位適宜度平均值僅為0.53，與農(nóng)村道路距離的生態(tài)位適宜度平均值僅為0.34；土地整治限制區(qū)域包含3 537個研究單元，面積6 415.91 hm2，占研究區(qū)耕地總面積的20.22%，該區(qū)域主要位于研究區(qū)東部山區(qū)，整體指標(biāo)生態(tài)位適宜度平均值低于優(yōu)先整治區(qū)域和一般整治區(qū)域，其中地形坡度C5，耕地集中連片度C7，與溝渠距離C9，與農(nóng)村道路距離C10差別最明顯，主要因為限制整治區(qū)域內(nèi)海拔較高，受地形起伏的限制，耕地坡度變化大，分布破碎、分散且土壤侵蝕嚴(yán)重。同樣因地形起伏的原因，該區(qū)域道路稀疏，基本沒有灌排系統(tǒng)，生態(tài)環(huán)境最為脆弱，不僅整治難度大，而且對生態(tài)破壞的風(fēng)險也大，在現(xiàn)有整治技術(shù)條件下，不宜過早實施土地整治工程，應(yīng)重點使其發(fā)揮生態(tài)涵養(yǎng)功能。

3.2 耕地整治模式確定

補(bǔ)“短板”和制定差異化整治策略是推動耕地整治效果釋放和可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵。本文只針對優(yōu)先整治區(qū)域、一般整治區(qū)域提出不同整治模式，而耕地整治限制區(qū)域現(xiàn)階段不適宜進(jìn)行整治，在此不再討論。

根據(jù)指標(biāo)組合法，理論上3個限制指標(biāo)可形成27(3×3×3)種限值指標(biāo)組合，匯總結(jié)果顯示，研究區(qū)實際只存在21種。按照上述劃分原則將21種限值指標(biāo)組合劃分到3個類型區(qū)。類型區(qū)Ⅰ：坡改梯模式，包含12種組合；類型區(qū)Ⅱ：農(nóng)田水利建設(shè)及完善模式，包含5種組合；類型區(qū)Ⅲ：道路通達(dá)度提升模式，包含4種組合，組合的劃分結(jié)果見表4，不同類型區(qū)整治模式的空間分布見圖3。

表4 黃土丘陵區(qū)耕地整治限制指標(biāo)組合類型

圖3 黃土丘陵區(qū)耕地整治模式分布

(1) 類型區(qū)Ⅰ。坡改梯模式，可有效解決黃土丘陵區(qū)水土流失問題，是保持水土資源、增強(qiáng)地力、提高糧食產(chǎn)出率的有效手段。該模式耕地面積1 258.44 hm2，該模式占優(yōu)先整治區(qū)域和一般整治區(qū)域耕地面積比例最小，僅占4.97%，主要分布在研究區(qū)山區(qū)與丘陵區(qū)的邊緣過渡帶。該模式范圍內(nèi)99.50%的耕地坡度小于15°，可采用“土坎梯地”工程措施，成本低，工期短，對生態(tài)環(huán)境的改動較小。只有0.50%耕地坡度大于25°，應(yīng)選擇退耕還林。

(2) 類型區(qū)Ⅱ。農(nóng)田水利建設(shè)及完善模式，是以增加耕地灌排設(shè)施為主的建設(shè)模式。該模式耕地面積11 776.56 hm2，占優(yōu)先整治區(qū)域和一般整治區(qū)域耕地總面積的46.51%，主要分布于研究區(qū)平原區(qū)和丘陵區(qū)的中南部。該區(qū)域象峪河、烏馬河兩河流水資源可用于灌溉，但灌溉水源、溝渠建設(shè)等農(nóng)田水利基礎(chǔ)設(shè)施布局稀疏不均勻，需要進(jìn)一步完善。整體整治難度較小，因此可作為研究區(qū)耕地整治的重點區(qū)域，主要以完善農(nóng)田基礎(chǔ)設(shè)施、建設(shè)高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田為目標(biāo)。

(3) 類型區(qū)Ⅲ。道路通達(dá)度提升模式，是以改善交通條件、提升耕地可達(dá)性為主的整治模式，主要分布于研究區(qū)丘陵區(qū)的中北部。該模式耕地面積為12 287.22 hm2，占優(yōu)先整治區(qū)域和一般整治區(qū)域耕地總面積最大，所占比例為48.52%。通過優(yōu)化區(qū)位布局，提高交通便捷度，促進(jìn)耕地整治效益釋放，同時可在農(nóng)村道路兩側(cè)種植防護(hù)林，以加強(qiáng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境保護(hù)和優(yōu)化。需要注意的是，田間道路布局應(yīng)注重修繕與新建并重，做好骨干與次級路網(wǎng)的合理配置，避免過度追求道路密度，對動物遷徙的生態(tài)廊道造成影響。

4 結(jié)論與討論

本文借助生態(tài)位適宜度模型，從生產(chǎn)潛力、空間形態(tài)、區(qū)位條件3個維度構(gòu)建了黃土丘陵區(qū)耕地整治生態(tài)位適宜度評價體系，以山西省太谷縣為研究區(qū)，結(jié)合綜合指數(shù)法和GIS標(biāo)準(zhǔn)分類法確定耕地整治優(yōu)先度、關(guān)鍵指標(biāo)組合法確定不同區(qū)域耕地整治模式。結(jié)果如下：

(1) 研究區(qū)耕地整治生態(tài)位適宜度范圍介于26.02與93.57之間，且整體分布非均衡性突出。

(2) 根據(jù)研究區(qū)耕地整治生態(tài)位適宜度評價結(jié)果，研究區(qū)可劃為優(yōu)先整治區(qū)域、一般整治區(qū)域和限制整治區(qū)域，分別占研究區(qū)耕地面積的49.50%，30.28%和20.22%。

(3) 運(yùn)用指標(biāo)組合法對地形坡度、耕地與溝渠距離、耕地與農(nóng)村道路距離3個關(guān)鍵性限制指標(biāo)分析，將優(yōu)先整治區(qū)域、一般整治區(qū)域的耕地整治劃分為坡改梯、農(nóng)田水利建設(shè)及完善、道路通達(dá)度提升三種模式，分別占優(yōu)先和一般整治區(qū)域耕地面積的4.97%，46.51%和48.52%。

耕地整治優(yōu)先度的劃分結(jié)果與研究區(qū)耕地利用現(xiàn)狀基本吻合，這表明使用生態(tài)位適宜度模型研究耕地整治優(yōu)先度科學(xué)可行，研究結(jié)果有一定的實用價值。借助生態(tài)位適宜度模型研究耕地整治優(yōu)先度，不僅豐富了耕地整治優(yōu)先度的研究方法，而且促進(jìn)了耕地整治理論與現(xiàn)代生態(tài)學(xué)理論的交叉、融合與滲透，這為因地制宜地開展黃土丘陵區(qū)耕地整治提供了一定的理論依據(jù)。研究的不足之處是，由于該研究區(qū)的經(jīng)濟(jì)資料獲取有限，沒有將相關(guān)的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)納入評價體系，今后的研究可以適當(dāng)指標(biāo)擴(kuò)展，如加入勞動力水平、財政支持力度等社會經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，從而實現(xiàn)更加復(fù)雜的分析研究。