基于多功能評價與權(quán)衡-協(xié)同關(guān)系的福建省耕地區(qū)劃管控

羅莎莎，賴慶標(biāo)，王旭東，王永萍，趙一夫

（1.福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)經(jīng)濟與科技信息研究所，福州 350003；2.福建省地質(zhì)測繪院，福州 350005；3.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)經(jīng)濟與發(fā)展研究所，北京 100081）

0 引言

耕地的多功能性是耕地多功能的客觀、內(nèi)在屬性[1]。中國耕地功能從2006 年開始轉(zhuǎn)型發(fā)展，表現(xiàn)為從食物生產(chǎn)功能轉(zhuǎn)向生態(tài)服務(wù)、景觀文化和社會保障功能[2]。作為人類依存度最高的復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)，耕地已成為保障糧食安全、解決“三農(nóng)”問題、保障區(qū)域生態(tài)安全和改善人居環(huán)境的重要基礎(chǔ)資源[2-3]?？茖W(xué)評價耕地多功能的時空變化，探討耕地生態(tài)系統(tǒng)中因自然供給與人類社會需求間的相互作用而導(dǎo)致各項功能出現(xiàn)此消彼長或相互增益關(guān)系的變化，對于協(xié)調(diào)耕地各功能以達到最佳利用效益具有重要意義。

國外學(xué)者對農(nóng)用地多功能的研究包括內(nèi)涵、評價和轉(zhuǎn)型等方面[4-6]，對中國耕地多功能的研究提供了思路和方向。國內(nèi)目前關(guān)于耕地多功能評價的研究，評價指標(biāo)體系多圍繞“生產(chǎn)-生活-生態(tài)”[7-8]“生產(chǎn)-生態(tài)-社會”[9-11]和“生產(chǎn)-生態(tài)-社會-景觀”[12-14]這3 種耕地功能分類方式選取，但部分研究存在指標(biāo)考慮不全的現(xiàn)象，例如僅用1 個指標(biāo)表征耕地單項功能[12,15-17]；多數(shù)研究內(nèi)容止步于時空演變特征[9,11,14,18-19]和驅(qū)動機制[11,13,18-19]，僅少數(shù)研究將耕地多功能評價結(jié)果應(yīng)用到指導(dǎo)耕地功能差異化管理層面[9,16,20]，缺乏實踐指導(dǎo)意義。

耕地多功能在空間上存在異質(zhì)性，從而造成權(quán)衡-協(xié)同關(guān)系也存在一定差異[16]。耕地多功能權(quán)衡-協(xié)同關(guān)系的研究引自于生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)之間相互作用的研究，將權(quán)衡-協(xié)同關(guān)系引入耕地多功能評價，有利于識別耕地各維度功能間此消彼長和相互增益的作用模式，便于提出針對性的協(xié)調(diào)管理策略，提升耕地資源的綜合競爭力[15]。已有關(guān)于耕地多功能權(quán)衡-協(xié)同關(guān)系研究僅分析不同功能間相關(guān)性系數(shù)[16,21]，多數(shù)研究結(jié)果缺乏空間性的表達，不利于識別區(qū)域內(nèi)各分區(qū)的空間關(guān)聯(lián)。

結(jié)合耕地多功能評價和權(quán)衡-協(xié)同關(guān)系進行耕地的功能優(yōu)化分區(qū)，可實現(xiàn)對耕地資源的科學(xué)保護與合理利用[14]。綜合來看，現(xiàn)有涉及耕地多功能評價和權(quán)衡-協(xié)同關(guān)系的耕地空間管控研究，一方面更多強調(diào)主導(dǎo)功能對分區(qū)的決定性影響[7,12,20]，忽視了耕地各維度功能之間相互關(guān)系，未將各功能的縱向組合和橫向的權(quán)衡-協(xié)同關(guān)系有效結(jié)合；另一方面，雖根據(jù)權(quán)衡-協(xié)同關(guān)系進行分區(qū)，但未提出針對性協(xié)調(diào)發(fā)展建議[13-14,18]，對于協(xié)調(diào)耕地功能以實現(xiàn)最佳的資源利用效率和經(jīng)濟效益考慮較少。

當(dāng)前，農(nóng)業(yè)面源污染、土壤退化以及耕地“非農(nóng)化”和“非糧化”等用地矛盾問題突出，對耕地保護造成嚴重威脅，從耕地多功能的角度開展耕地管理已成為保障區(qū)域可持續(xù)發(fā)展的重要手段[3]。分析耕地各功能權(quán)衡-協(xié)同關(guān)系，提出針對性建議，以達到降低權(quán)衡增加協(xié)同的目的，是實現(xiàn)耕地多功能利用效益最大化的有效途徑[22]。福建省位于中國東南沿海，經(jīng)濟較為發(fā)達，耕地資源稀缺。工業(yè)化發(fā)展和城鎮(zhèn)開發(fā)邊界擴張對耕地的擠占和生態(tài)環(huán)境的破壞，導(dǎo)致耕地數(shù)量和質(zhì)量不斷下降。充分發(fā)揮耕地多功能，實現(xiàn)耕地多功能協(xié)同發(fā)展，對于保障糧食安全和區(qū)域生態(tài)安全，具有重要的現(xiàn)實意義。但目前福建省耕地保護和利用的研究主要集中在耕地質(zhì)量評價[23-24]、耕地生態(tài)安全評價[25]和耕地承壓評價及分區(qū)[26]等，關(guān)于福建省的耕地功能研究僅涉及生產(chǎn)功能方面[27]，未見有耕地多功能評價及權(quán)衡-協(xié)同關(guān)系的耕地差異化管理有關(guān)研究。此外，地理區(qū)位和經(jīng)濟發(fā)展階段相似地區(qū)的研究[12-13,21]未針對性提出耕地區(qū)劃管控和差異化管理等方面內(nèi)容，缺乏對東南沿海省份耕地功能協(xié)調(diào)發(fā)展的實踐指導(dǎo)意義。

鑒于此，本文以經(jīng)濟較為發(fā)達的福建省為例，從生產(chǎn)功能、生態(tài)功能、社會功能和景觀功能4 個維度構(gòu)建耕地多功能評價體系，以各縣域為評價單元，運用綜合分析法和Pearson 積矩相關(guān)系數(shù)法對福建省2005—2020年耕地多功能進行評價，揭示其時空分異特征，分析各維度功能權(quán)衡-協(xié)同關(guān)系并進行空間性表達，從各功能的縱向組合和橫向的權(quán)衡-協(xié)同關(guān)系兩個角度入手，探討耕地功能區(qū)劃方案，提出相應(yīng)的差異化管控建議，以期為制訂耕地保護政策和國土空間規(guī)劃提供參考。

1 研究區(qū)概況與研究方法

1.1 研究區(qū)概況與數(shù)據(jù)來源

1.1.1 研究區(qū)概況

福建省位于中國東南沿海，轄福州、廈門、漳州、泉州、三明、莆田、南平、龍巖、寧德9 個設(shè)區(qū)市和平潭綜合試驗區(qū)，下設(shè)12 個縣級市、29 個市轄區(qū)和44 個縣（含金門縣），陸域總面積12.4 萬km2，地勢總體上西北高東南低（圖1）。目前福建省全省土地呈現(xiàn)“三多、三少”的特點：一是山地多、平地少。全省山地丘陵約占土地總面積的80%以上，素有“八山一水一分田”之稱。二是林地多、耕地少。2021 年，全省林地面積約880 萬hm2，森林覆蓋率66.8%；耕地面積約93.20 萬hm2，較1999 年下降了35%，人均耕地約226.67 m2，遠低于全國人均水平。三是中低產(chǎn)田多、高產(chǎn)田少，2021 年福建省自然資源省情資料顯示，全省耕地質(zhì)量等別主要為6～10 等，占85.3%，而1～5 等耕地僅占5%，且無1～2 等耕地。2021 年，福建省生產(chǎn)總值4.88 萬億元，居全國第7 位，人均GDP 居全國第4 位，綜合實力不斷提級進位。經(jīng)濟的不斷發(fā)展，引致城鎮(zhèn)建設(shè)用地不斷擴張，稀缺的耕地資源面臨著被侵占的風(fēng)險，補劃的耕地也存在質(zhì)量低下的現(xiàn)象，耕地的保護和合理利用面臨嚴峻的挑戰(zhàn)。

圖1 研究區(qū)位置Fig.1 Location of study area

1.1.2 數(shù)據(jù)來源及處理

數(shù)據(jù)來源：1）行政區(qū)劃數(shù)據(jù)來源于國家級土地變更調(diào)查數(shù)據(jù)庫；2）各年份耕地數(shù)據(jù)從中國科學(xué)院資源環(huán)境數(shù)據(jù)云平臺獲取的福建省土地利用遙感監(jiān)測30 m×30 m柵格數(shù)據(jù)中提??；3）DEM 數(shù)字高程數(shù)據(jù)來源于地理空間數(shù)據(jù)云，DEM 選擇ASTER GDEM 30 m 分辨率數(shù)字高程數(shù)據(jù)；4）各區(qū)縣經(jīng)濟社會統(tǒng)計數(shù)據(jù)和農(nóng)業(yè)有關(guān)統(tǒng)計數(shù)據(jù)來源于《福建省統(tǒng)計年鑒》和《福建省農(nóng)村統(tǒng)計年鑒》；5）各區(qū)（縣）公路矢量數(shù)據(jù)來源于地理國情普查數(shù)據(jù)。

數(shù)據(jù)處理：生產(chǎn)功能、生態(tài)功能、社會功能和景觀功能各指標(biāo)數(shù)據(jù)利用Arcmap10.2 連接并創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫，通過柵格疊加分析，落到各縣域30 m×30 m 耕地圖斑上，縣級行政區(qū)劃以2020 年為準(zhǔn)，并將各市的市轄區(qū)合并；耕地集中連片程度根據(jù)《農(nóng)用地質(zhì)量分等規(guī)程》（GBT28407-2012）中劃分標(biāo)準(zhǔn)進行劃分。

1.2 研究方法

1.2.1 耕地多功能評價

1）指標(biāo)體系及權(quán)重

根據(jù)前人研究[10,17,19]，結(jié)合福建省自然地理條件和經(jīng)濟社會發(fā)展實際情況，福建省耕地具有糧食生產(chǎn)、生態(tài)調(diào)節(jié)、社會保障和景觀文化功能[25-28]。耕地的生產(chǎn)功能反映耕地資源的農(nóng)作物產(chǎn)出能力，為保障糧食穩(wěn)定供給做出重大貢獻，是最基本和最核心的功能。據(jù)此生產(chǎn)功能選取單位耕地面積糧食產(chǎn)量、單位耕地面積農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值和復(fù)種指數(shù)3 項指標(biāo)，以反映耕地的相應(yīng)的要素投入下的產(chǎn)出水平。生態(tài)功能反映耕地生態(tài)系統(tǒng)維持或改變環(huán)境的能力，合理利用耕地生態(tài)功能，可使其生態(tài)系統(tǒng)承載能力保持在合理范圍，發(fā)揮調(diào)節(jié)氣候、水源涵養(yǎng)和水土保持等作用，保障區(qū)域生態(tài)安全。據(jù)此生態(tài)功能選取農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)多樣性指數(shù)、耕地類型生態(tài)優(yōu)勢度、耕地化學(xué)品負荷和凈固碳功能4 項指標(biāo)。其中，多樣性指數(shù)和水田面積比例均反映了耕地的本底生態(tài)優(yōu)勢度，指標(biāo)值越高，耕地生態(tài)功能維持能力越高；耕地化學(xué)品負荷表示耕地受到人類增產(chǎn)行為對其造成的生態(tài)破壞程度；凈固碳功能表示耕地在自然和人為調(diào)控因素下的固碳能力。社會功能以提高生活保障能力為目標(biāo)。對國家和各級政府來說，耕地具有保障糧食安全、維持社會持續(xù)穩(wěn)定的重要作用，人類和社會的可持續(xù)發(fā)展需要加強對耕地的保護和利用；對農(nóng)民來說，耕地作為其賴以生存的生產(chǎn)要素，能夠為農(nóng)民生活和就業(yè)提供支撐保障作用。據(jù)此社會功能選取農(nóng)業(yè)機械化水平、收入公平指數(shù)、人均耕地資源和農(nóng)村勞動力承載量4 項指標(biāo)。其中，農(nóng)業(yè)機械化水平越高則耕作效率越高，有利于提高農(nóng)作物產(chǎn)出；城鄉(xiāng)居民收入比可反映出農(nóng)業(yè)對農(nóng)民的經(jīng)濟收益保障程度；人均耕地面積和農(nóng)業(yè)從業(yè)人數(shù)分別從耕地資源和勞動力兩個方面反映出農(nóng)業(yè)對農(nóng)民的生活就業(yè)保障程度。景觀功能體現(xiàn)在耕地作為鄉(xiāng)村自然景觀的重要組成部分供城鄉(xiāng)居民欣賞，除此之外，將其作為體驗農(nóng)事和學(xué)習(xí)傳統(tǒng)農(nóng)耕文化的載體，以滿足人們休閑娛樂的需求，成為耕地功能的轉(zhuǎn)型發(fā)展方向。據(jù)此景觀功能選取斑塊集聚度、交通可達性和城鎮(zhèn)化水平3 項指標(biāo)。其中，斑塊的集聚度代表斑塊的觀賞性；耕地的交通可達性體現(xiàn)耕地景觀獲取的便捷性。而福建省隨著經(jīng)濟社會發(fā)展，城鄉(xiāng)居民對休閑農(nóng)業(yè)與鄉(xiāng)村旅游的需求不斷增強。

綜上，本研究綜合文獻分析和耕地多功能內(nèi)涵，從生產(chǎn)功能、生態(tài)功能、社會功能和景觀功能4 個方面構(gòu)建耕地多功能評價指標(biāo)體系，用熵值法確定各指標(biāo)權(quán)重，綜合分析法度量耕地多功能綜合水平（表1）。

表1 福建省耕地多功能評價指標(biāo)體系及2005—2020 年指標(biāo)權(quán)重Table 1 Cropland multi-functional evaluation indexes and weight (2005-2020) in Fujian Provinces

2）部分指標(biāo)計算說明

耕地的固碳功能是其生態(tài)功能的重要組成部分，應(yīng)從自然和人為調(diào)控因素驅(qū)動下的凈固碳功能來認識，主要取決于生長周期內(nèi)農(nóng)作物的碳吸收量與碳排放量[30]。凈固碳功能Fc計算式如下：

式中A為自然固碳能力，即碳固定量（t）；E為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)碳排放總量（t）。S為耕地面積（hm2）。

其中A計算式如下：

式中Ai為農(nóng)作物i的碳吸收量（t）；Cpi為i的含碳率Yi為i的產(chǎn)量（t）；Wi為i的水分系數(shù)；Hi為i的經(jīng)濟系數(shù)；Ri為i的根冠比；m為研究單元主要農(nóng)作物類型數(shù)量，m=4。碳固量各計算參數(shù)參考文獻[30-32]。

碳排放量包括3 個方面：1）農(nóng)用物資投入造成的碳排放；2）農(nóng)作物根系生長過程中對土壤表層破壞導(dǎo)致的N2O 釋放；3）水稻生長過程中在浸泡環(huán)境下CH4排放[17]。由于農(nóng)資投入產(chǎn)生的碳排放中化肥的比例最大[33-34]，因此本文選取氮肥、磷肥和鉀肥代替化肥計算其投入產(chǎn)生的碳排放量，參考田云等[32]的碳排放量E計算式：

式中Ei為各類碳源的碳排放量，Ti為各碳源量，δi為各碳源碳排放系數(shù)。

在農(nóng)作物種植過程中，對土壤表層的破壞易導(dǎo)致大量溫室氣體流失到大氣中，其中又以N2O 最為突出[32]。根據(jù)王智平等[35-37]提出的不同農(nóng)作物土壤N2O 排放系數(shù)（kg/hm2），結(jié)合農(nóng)作物播種面積進行計算。由于中國不同地區(qū)水熱條件存在較大差異，導(dǎo)致水稻在同一地區(qū)的不同生長時期和不同地區(qū)的同一生長時期排放的CH4不盡相同，因此參考王明星等[38]提出的福建省早、中、晚季稻生長周期內(nèi)CH4排放系數(shù)（g/m2）進行計算。

因時間跨度大，數(shù)據(jù)獲取困難，故農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)多樣性指數(shù)中涉及的主要種植品種作物播種面積選擇稻谷、薯類、豆類、油料、蔬菜5 種；凈固碳功能中涉及到的主要農(nóng)作物產(chǎn)量選擇稻谷、薯類、油料、蔬菜4 種。

3）耕地多功能評價模型

本文采用極值法對指標(biāo)數(shù)據(jù)進行標(biāo)準(zhǔn)化處理，并運用綜合分析法開展耕地多功能評價。耕地功能值F計算式如下：

式中Fn為單功能n評價值，n=1,2,3,4；k為樣本個數(shù)；wp為第p個指標(biāo)的權(quán)重；xpq為第q個樣本第p個指標(biāo)值。

1.2.2 耕地多功能權(quán)衡/協(xié)同分析

本文以福建省2005—2020 年耕地生態(tài)、生產(chǎn)、景觀和社會功能評價結(jié)果作為數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，運用Pearson 積矩相關(guān)系數(shù)法[39]，分別計算兩個不同維度功能之間相關(guān)系數(shù)，根據(jù)相關(guān)系數(shù)的正負和絕對值大小衡量耕地多功能系統(tǒng)中不同維度功能的權(quán)衡和協(xié)同關(guān)系。

2 結(jié)果與分析

2.1 耕地多功能水平時空分異特征

基于不同維度指標(biāo)評價耕地多功能水平，用自然斷點法將多功能和各維度功能評價結(jié)果分為5 級，耕地功能各等級柵格占比見表2。耕地多功能方面，2005—2020 年福建省大部分地區(qū)耕地多功能水平呈微幅下降趨勢。其中，高值區(qū)（較高及以上）柵格數(shù)量變化呈波動下降，降幅8.0%，集中分布于閩東中部和閩西；中等區(qū)柵格數(shù)量下降態(tài)勢明顯，降幅29.7%，集中分布于閩東和閩南；低值區(qū)（較低及以下）柵格數(shù)量變化呈倒“U”型，增幅63.6%，集中分布于閩東北部和閩南（圖2、表2）。

表2 福建省耕地功能各等級柵格占比Table 2 Proportion of grid quantity of each grade of cropland function in Fujian Province %

圖2 2005—2020 年福建省耕地多功能水平時空分異Fig.2 Spatio-temporal variation of multi-functional level of cropland in Fujian Province during 2005-2020

研究期內(nèi)，各維度功能集聚在較高、中等和較低等級的柵格數(shù)量占比在75～95%之間，僅有少數(shù)區(qū)域耕地功能處在極端好壞的水平（表2）。生產(chǎn)功能水平變化整體呈倒“U”型，微幅上升。高值區(qū)柵格數(shù)量漲幅為33.2%，主要分布于閩西南和閩東中部；生態(tài)功能水平波動下降。高值區(qū)柵格數(shù)量降幅25.4%，但其仍以41.3%的占比略優(yōu)于其他功能。中等區(qū)柵格數(shù)量變化呈波動上升趨勢，漲幅39.1%?？臻g分布上除東西兩端外均處于較低水平；社會功能水平總體為波動上升趨勢，閩西優(yōu)于閩東，由西向東逐漸減弱，高值區(qū)柵格數(shù)量漲幅44.4%；景觀功能水平變化較為穩(wěn)定，閩東優(yōu)于閩西，由東往西呈階梯式下降變化，高值區(qū)柵格數(shù)量漲幅44.6%（圖3、表2）。

圖3 2005—2020 年福建省耕地各功能水平時空分異Fig.3 Spatio-temporal variation of functions level of cropland in Fujian Province during 2005-2020

整體來看，耕地生產(chǎn)條件和生態(tài)條件優(yōu)越，且對農(nóng)民生活和就業(yè)保障能力較高的地區(qū)，更加凸顯耕地多功能作用，符合常規(guī)認知。盡管閩東、閩南地區(qū)的寧德、漳州和泉州市耕地面積占比達30.5%，但受限于耕地產(chǎn)出能力和社會保障能力的約束，導(dǎo)致耕地多功能水平較低。

2.2 耕地多功能權(quán)衡與協(xié)同

將2005、2010、2015 和2020 年各單項功能值兩兩計算相關(guān)系數(shù)，空間分布如圖4 所示。生產(chǎn)-生態(tài)功能絕大多數(shù)區(qū)域呈現(xiàn)協(xié)同關(guān)系。表現(xiàn)協(xié)同關(guān)系的柵格數(shù)量占比88.9%，僅閩東和閩南部分地區(qū)呈現(xiàn)出權(quán)衡關(guān)系。這與福建省作為中國南方地區(qū)重要的生態(tài)屏障，生態(tài)基礎(chǔ)良好的現(xiàn)實符合。福建大部分地區(qū)耕地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的良好維持與耕地生產(chǎn)能力和產(chǎn)品質(zhì)量有相互增益的影響，耕地產(chǎn)出能力的提高也保證了耕地生態(tài)功能的發(fā)揮。生產(chǎn)-社會功能絕大多數(shù)區(qū)域呈現(xiàn)權(quán)衡關(guān)系，表現(xiàn)權(quán)衡關(guān)系的柵格數(shù)量占比92.2%。從不同地域來看，沿海地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展水平較高，產(chǎn)業(yè)以非農(nóng)為主，耕地可利用資源較少，農(nóng)民生存與發(fā)展對耕地的依賴性不強，因此生產(chǎn)功能對社會功能表現(xiàn)為負面影響；內(nèi)陸山區(qū)造成生產(chǎn)功能與社會功能相互制約的原因可能是農(nóng)業(yè)機械化程度不高和城鄉(xiāng)居民收入差異大。生產(chǎn)-景觀功能半數(shù)以上區(qū)域呈現(xiàn)協(xié)同關(guān)系，表現(xiàn)協(xié)同關(guān)系的柵格數(shù)量占比53.9%，主要分布在閩西和閩東北的低海拔地區(qū)。這些地區(qū)耕地生產(chǎn)功能和景觀功能是相互增益關(guān)系，合理的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)結(jié)構(gòu)與較高產(chǎn)出能力，增強了耕地的景觀性，反之耕地景觀的集中連片程度較高、交通可達性強也有效提高了耕地生產(chǎn)效率。生態(tài)-社會功能絕大多數(shù)區(qū)域呈現(xiàn)權(quán)衡關(guān)系，表現(xiàn)權(quán)衡關(guān)系的柵格數(shù)量占比95.7%。丘陵山區(qū)小型耕作機械普及率不高、水田面積優(yōu)勢不足，從而影響耕作效率和生產(chǎn)結(jié)構(gòu)，很大程度上造成城鄉(xiāng)居民收入比失衡，降低了耕地社會保障功能。生態(tài)-景觀功能半數(shù)以上區(qū)域呈現(xiàn)權(quán)衡關(guān)系，表現(xiàn)權(quán)衡關(guān)系的區(qū)縣數(shù)量占比54.8%，主要分布在內(nèi)陸高海拔地區(qū)以及東部沿海地區(qū)。從不同地域來看，沿海地區(qū)城鎮(zhèn)化水平相對較高，但部分區(qū)域耕地污染造成生態(tài)功能下降；內(nèi)陸山區(qū)部分區(qū)域耕地生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能優(yōu)勢明顯，但受限于交通可達性弱、耕地集聚度不高，發(fā)揮不出景觀功能。社會-景觀功能半數(shù)以上區(qū)域呈現(xiàn)權(quán)衡關(guān)系，表現(xiàn)權(quán)衡關(guān)系的區(qū)縣數(shù)量占比64.6%，主要分布在內(nèi)陸地區(qū)，特別是高海拔地區(qū)。相較于沿海經(jīng)濟較發(fā)達的地市，內(nèi)陸山區(qū)城鎮(zhèn)化水平較低，居民對于休閑農(nóng)業(yè)需求不夠旺盛，耕地景觀功能不突出。高海拔地區(qū)耕地破碎化不利于規(guī)?；瘷C械化種植，影響耕地經(jīng)濟效益，制約著耕地發(fā)揮保障農(nóng)民生活與社會穩(wěn)定作用。

圖4 2005—2020 年福建省耕地多功能權(quán)衡與協(xié)同關(guān)系Fig.4 Synergistic and trade-off relationship of multi-functional cropland in Fujian Province during 2005-2020

2.3 耕地功能區(qū)劃與差異化管控建議

耕地功能區(qū)劃依據(jù)《福建省耕地質(zhì)量保護與提升實施方案》和《福建省國土空間規(guī)劃（2021—2035）》，主要通過疊加2020 年耕地各維度功能水平和權(quán)衡-協(xié)同關(guān)系實現(xiàn)，同時根據(jù)福建省主要土壤類型、耕地質(zhì)量現(xiàn)狀和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)適宜性評價結(jié)果，結(jié)合各地區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)特點進行調(diào)整，包括4 類區(qū)域（圖5）。

圖5 福建省耕地功能區(qū)劃Fig.5 Functional zoning of cropland in Fujian Province

優(yōu)勢保護區(qū)（38.52%）的主要特征為各維度功能均高于平均值，或呈現(xiàn)協(xié)同關(guān)系的功能組合不少于1/2，符合條件的區(qū)域為閩東的寧德和福州，閩西的三明和龍巖大部分地區(qū)。管控建議：要重點關(guān)注耕地“非糧化”和“非農(nóng)化”的情況，嚴格耕地用途管制，確保耕地數(shù)量和質(zhì)量，集約化利用耕地，提高耕地利用效率。做到保障糧食供給，保護生態(tài)環(huán)境，增加農(nóng)民收入，強化耕地多功能協(xié)同作用。

嚴格管控區(qū)（36.71%）的主要特征為生產(chǎn)功能處于劣勢，并與其余維度功能出現(xiàn)2 對以上權(quán)衡關(guān)系，涵蓋閩北的南平大部分區(qū)域，以及閩東和閩南個別市轄區(qū)區(qū)域。管控建議：要堅持最嚴格的耕地保護制度和節(jié)約用地制度，提高耕作技術(shù)和耕作機械化水平，推進蔬菜大棚輪作水稻、果茶園間作套種馬鈴薯等作物、低效茶果園退茶退果還糧。健全種糧農(nóng)民收益保障機制，將耕地經(jīng)濟效益與農(nóng)民利益掛鉤，實現(xiàn)較高耕地經(jīng)濟效益和種糧農(nóng)民收益；非農(nóng)產(chǎn)業(yè)為主導(dǎo)的經(jīng)濟較發(fā)達地區(qū)要協(xié)調(diào)土地開發(fā)與耕地保護的關(guān)系，確保耕地“進出平衡”。地形較為復(fù)雜的閩北山區(qū)要采取因地制宜的耕地利用方式，明確耕地利用優(yōu)先順序；降低耕地污染的同時，為耕作提供生態(tài)優(yōu)良的環(huán)境。

整治修復(fù)區(qū)（6.98%）的主要特征為生態(tài)功能與景觀功能劣勢，且與其余維度功能出現(xiàn)2 對以上權(quán)衡關(guān)系，涵蓋閩南的漳州區(qū)域。管控建議：要加強土壤污染防治，完善耕地質(zhì)量監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)，提高受污染耕地安全利用水平，充分發(fā)揮耕地水土保持和水源涵養(yǎng)等生態(tài)系統(tǒng)功能；挖掘農(nóng)田景觀資源，加強農(nóng)田景觀的改造，進行耕地集中連片整治，提升耕地觀賞價值并改善耕作條件，開發(fā)農(nóng)田生態(tài)休閑旅游，傳播農(nóng)耕文化。經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)在以農(nóng)田景觀旅游為導(dǎo)向的農(nóng)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略基礎(chǔ)上，要兼顧耕地生產(chǎn)功能和社會功能的提高。

轉(zhuǎn)型退出區(qū)（17.79%）的主要特征為有3 項單功能處于中等以下水平，且各功能間權(quán)衡關(guān)系不少于4 對，零散分布于各地市。管控建議：制定適宜性耕作方案，采取更換種植農(nóng)作物品種、休養(yǎng)生息和輪作休耕等土地利用方式對耕地施以保護；確實不具備改善耕作條件的地塊，無法保證耕地質(zhì)量的應(yīng)劃定生態(tài)退耕范圍，實行退耕還林等方式，恢復(fù)生態(tài)。

3 討論與結(jié)論

3.1 討論

通過耕地多功能評價及權(quán)衡-協(xié)同關(guān)系兩個維度，探討耕地功能區(qū)劃及管控建議，進一步完善了耕地多功能研究體系，有助于提高耕地保護和管理策略制訂的科學(xué)性和有效性，為自然資源部門和地方政府提供決策參考依據(jù)。本研究耕地多功能評價結(jié)果顯示，耕地生產(chǎn)功能高值區(qū)主要分布在閩西和閩東南地區(qū)，社會功能高值區(qū)主要分布在東西兩側(cè)。這與熊昌盛等[8]對于中國耕地生產(chǎn)功能和生活功能評價的結(jié)果基本一致，但生態(tài)功能評價結(jié)果有所不同，主要原因是相較于中國農(nóng)業(yè)規(guī)模耕種的主要區(qū)域黑龍江省、內(nèi)蒙古自治區(qū)東北部和人口密度較低的四川省西北部、青海省、西藏自治區(qū)而言，福建省經(jīng)濟發(fā)展水平較高、耕地破碎化嚴重，因此在全國范圍內(nèi)福建省耕地的生態(tài)功能不明顯。本研究將耕地功能區(qū)劃分為4 類區(qū)域，包括優(yōu)勢保護區(qū)、嚴格管控區(qū)、整治修復(fù)區(qū)和轉(zhuǎn)型退出區(qū)。這與熊昌盛等[8]研究結(jié)果有異，一方面是由于該研究基于全國范圍市域研究尺度較大，無法識別區(qū)域內(nèi)的差異性；另一方面是由于區(qū)劃的方案僅基于單一功能的空間集聚性或同一地區(qū)不同功能之間協(xié)調(diào)度，無法兼顧空間視角和結(jié)構(gòu)視角。本研究在一定程度上，考慮了縱向的單項功能組合和橫向的不同功能之間相互作用，為耕地功能區(qū)劃方案的制訂提供了新的思路。

本研究也存在幾點不足，在耕地多功能評價指標(biāo)體系方面，一是未能獲取更多耕地本底自然條件有關(guān)數(shù)據(jù)，如：耕地質(zhì)量等別和土壤有機物含量等。二是未能獲取環(huán)境污染和耕地景觀有關(guān)數(shù)據(jù)。后續(xù)研究將反映耕地基礎(chǔ)、污染程度和景觀條件相關(guān)指標(biāo)納入耕地多功能評價中，以提高研究成果的現(xiàn)實意義。另外，研究尺度可隨著實際需要縮小范圍，在縣域尺度內(nèi)，針對不同鄉(xiāng)鎮(zhèn)或村莊，開展耕地多功能評價，制定更加具有實操性的管理措施，滿足保障糧食安全和實現(xiàn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的要求。

3.2 結(jié)論

1）耕地功能水平時空分異明顯。2005—2020 年福建省耕地多功能水平表現(xiàn)出微幅下降的變化趨勢，呈現(xiàn)“沿海和內(nèi)陸山區(qū)高、中端低”的空間分布特征。具體看，生產(chǎn)功能高值區(qū)的柵格數(shù)量比例有所提高，分布涉及布于閩西南和閩東中部；生態(tài)功能雖有所下降，但仍略優(yōu)于其余維度功能，空間分布與多功能水平相似；景觀功能空間分布上呈現(xiàn)“東高西低”的空間分布特征；社會功能呈現(xiàn)“西高東低”的空間分布特征。

2）耕地各維度功能間呈現(xiàn)權(quán)衡關(guān)系的柵格數(shù)量超過2/3。權(quán)衡關(guān)系比例由高到低分別為生態(tài)-社會功能、生產(chǎn)-社會功能、社會-景觀功能與生態(tài)-景觀功能。生態(tài)-社會功能和生產(chǎn)-社會功能權(quán)衡關(guān)系大部分集中在福建東部沿海地區(qū)；社會-景觀功能權(quán)衡關(guān)系集中于高海拔地區(qū)；生態(tài)-景觀功能權(quán)衡關(guān)系集中于高海拔地區(qū)及沿海地區(qū)。

3）耕地功能區(qū)劃分為4 類區(qū)域，包括優(yōu)勢保護區(qū)（38.52%）、嚴格管控區(qū)（36.71%）、整治修復(fù)區(qū)（6.98%）和轉(zhuǎn)型退出區(qū)（17.79%）。其中，優(yōu)勢保護區(qū)主要分布在閩東和閩西地區(qū)；嚴格管控區(qū)主要分布在閩北和閩南沿海地區(qū)；整治修復(fù)區(qū)主要分布在閩南的漳州；轉(zhuǎn)型退出區(qū)零散分布在各地市。