高標準基本農(nóng)田的耕地立地環(huán)境評價

高標準基本農(nóng)田的耕地立地環(huán)境評價

高標準草坪是指經(jīng)過一定時期的土壤處理和建設，形成的集中連續(xù)、配套設施完善、收入穩(wěn)定、生態(tài)良好、抗災能力強、適合現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營的草坪。高標準基本農(nóng)田建設的實質是耕地質量條件提升和立地環(huán)境條件的改善。目前國內(nèi)學者對高標準基本農(nóng)田建設的研究尚處于起步階段,相關研究文獻主要體現(xiàn)在近3年成果中,集中在高標準基本農(nóng)田建設條件、建設時序、建設模式,建設分區(qū)、規(guī)劃設計與政策保障等方面19世紀80年代,美國土壤保持局建立了土地評價與立地條件分析(landevaluationandsiteassessment,LESA)體系,該體系分為土地評價(landevaluation,LE)與立地分析(siteassessment,SA)兩部分,LE反映了耕地的自然條件優(yōu)劣;SA則反映了耕地對社會經(jīng)濟條件適宜性。LESA系統(tǒng)的一個最大特點就是靈活性,LESA為不同的管理目標服務時,可以根據(jù)自己的價值取向適當調(diào)整LE與SA的權重比例,評價體系注重農(nóng)地保護的長期穩(wěn)定性和可持續(xù)生產(chǎn)能力1研究區(qū)域的概況和數(shù)據(jù)來源1.1東港市的概況東港市地處遼東半島東部,位于東經(jīng)123°22′~124°22′,北緯39°45′~40°15′。東港市轄15個鄉(xiāng)鎮(zhèn)、3個街道辦事處,3個農(nóng)場,2個省級開發(fā)區(qū),總人口63.33萬人。土地總面積239447hm1.2東港市土地利用數(shù)據(jù)本研究主要數(shù)據(jù)來源:(1)2009年東港市土地利用現(xiàn)狀數(shù)據(jù);(2)2011年東港市土地利用變更數(shù)據(jù);(3)2006~2020年東港市土地利用規(guī)劃數(shù)據(jù);(4)2012年東港市農(nóng)用地分等數(shù)據(jù);(5)2011年東港市耕地地力評價數(shù)據(jù);(6)東港市水資源分布數(shù)據(jù);(7)1∶50000東港市數(shù)字高程圖(DEM)。2.2高標準基本農(nóng)田建設中的耕地立地條件評價因素作用分值計算2.2.1評價單元評價單元是評價對象的最小單元,單元內(nèi)部的地形地貌、土壤和氣候等自然特征和社會經(jīng)濟特征應相對均一2.2.2高標準基本農(nóng)田建設的評價指標體系構建高標準基本農(nóng)田建設中耕地自然質量評價指標選取主要在已經(jīng)成熟穩(wěn)定的《東港市農(nóng)用地分等》和《東港市耕地地力評價》成果中選取,由于土壤質量水平直接影響耕地質量,它是耕地質量評價的根本因素。因此耕地自然質量評價指標以土壤要素為核心,將評價要素劃分為土壤物理因素指標、土壤化學因素指標和土壤環(huán)境因素指標。其中土壤物理因素包括有效土層厚度、表層土壤質地。土壤化學因素包括土壤有機質含量、土壤pH、土壤水解氮、有效磷、速效鉀等指標。土壤環(huán)境因素包括地形坡度、坡向、灌溉水源條件、灌溉保證率等指標。(2)耕地立地條件評價指標體系構建高標準基本農(nóng)田建設中耕地立地條件評價指標可劃分為耕地區(qū)位條件因素和耕地耕作便利因素兩類。耕地區(qū)位條件因素由城鎮(zhèn)區(qū)位因素和道路區(qū)位因素構成,城鎮(zhèn)區(qū)位因素根據(jù)影響的重要性不同可劃分為中心城區(qū)、重點鄉(xiāng)鎮(zhèn)和一般鄉(xiāng)鎮(zhèn)。道路區(qū)位因素可劃分為縣級和縣級以上道路區(qū)位因素。耕地耕作便利因素由農(nóng)村居民點、水域、灌溉條件、道路密度和連片度等因素構成。2.2.3評價因素作用分值計算(1)耕地自然質量條件評價因素作用分值計算高標準基本農(nóng)田建設中耕地自然質量評價因素影響特征表述可分為定性描述和定量描述類型。定性描述因素包括表層土壤質地、灌溉水源條件等,定量描述因素包括有效土層厚度、土壤有機質含量等。評價指標權重采用層次分析法結合專家打分法確定(表1)。(2)耕地區(qū)位條件與耕作便利條件評價因素作用分值計算理論研究和實踐分析表明,耕地區(qū)位條件越優(yōu),耕地自然質量條件越優(yōu),同時耕地被占用的風險越大,因此測算出區(qū)位條件因素對耕地影響的風險距離,將一定優(yōu)勢區(qū)位范圍內(nèi)的被占用風險較大的耕地保障建設需求,不納入高標準基本農(nóng)田建設范圍,這也是是協(xié)調(diào)建設需求和耕地保護可探討的一個途徑,還有利于保障高標準基本農(nóng)田建設的永久穩(wěn)定性。本研究通過對耕地歷年變化率與變化距離相關性分析(表2),采用經(jīng)驗法和實際發(fā)生數(shù)據(jù)為基礎測算風險距離,計算結果表明(表3):區(qū)位因素條件對耕地影響的風險距離因城鎮(zhèn)規(guī)模等級不同而有所差別,其中,中心城區(qū)因素影響風險距離為5750m,重點鄉(xiāng)鎮(zhèn)因素影響風險距離為3400m,一般鄉(xiāng)鎮(zhèn)因素影響風險距離為1500m,而不同級別道路因素影響風險距離均為210m,差異不明顯。高標準基本農(nóng)田盡可能減少在區(qū)位條件因素風險距離范圍內(nèi)進行建設。在風險距離外,區(qū)位條件因素影響半徑和作用分值主要采用指數(shù)衰減法進行計算(表3)。耕作便利條件因素中居民點和水域因素對耕地質量的影響呈同心圓式分布,由中心向周邊逐漸遞減的分布規(guī)律,該類因素計算直接采用擴散賦值法,通過指數(shù)衰減模型計算該類因素的作用分值;連片度因素測算,主要利用ArcGIS軟件相關功能,對所有耕地圖斑生成10m緩沖區(qū),測算耕地連片面積及分布。路網(wǎng)密度和溝渠密度因素采用分等定級中面狀因子的影響方式,該類因素作用分值采用隸屬度函數(shù)法測算(表4)。2.3高標準基本農(nóng)田建設評價模型目前基本農(nóng)田評價研究中多運用多因素綜合評價法和逐級修正法、主層次分析法、LESA方法、理想點逼近法和限制因素組合等方法,將評價指標“同時輸入”評價模型進行評價,具有簡單易行、直觀等優(yōu)點。本研究在高標準基本農(nóng)田建設評價中涉及耕地質量評價條件和立地條件兩類因素。因此,本研究多因素綜合評價方法,構建高標準基本農(nóng)田評價模型,公式(1)。美國土地評價與立地分析系統(tǒng)(LESA)將獨立的兩大評估子系統(tǒng)結合起來,最終得到三個結果:LE分值、SA分值和LESA分值。LESA系統(tǒng)的一個最大特點就是靈活性,LESA為不同的管理目標服務時,LE和SA部分可以為2∶1和3∶2等比例關系。根據(jù)本課題組對東港市基本農(nóng)田劃定的相關研究表明,該地區(qū)地處遼寧省糧食主產(chǎn)區(qū),耕地自然因素條件影響大于立地環(huán)境因素,因此,該地區(qū)LE和SA部分適宜的比值關系為a∶b為3∶2。3結果與分析3.1耕地自然質量評價耕地自然質量條件評價結果表明,耕地自然質量評價分值分布在57.6~87.7分之間,按照10分等間距劃分標準,耕地自然質量評價結果可劃分為4個等級,其中1級區(qū)耕地面積26521.49hm3.2高標準基本農(nóng)田建設中的耕地立地條件耕地立地條件評價結果表明,耕立地條件評價分值分布在0~80分之間,按照20分等間距劃分標準,耕地立地條件評價結果可劃分為4個等級,其中1級和2級區(qū)域占耕地總面積的38.86%,耕地立地條件特征優(yōu)勢顯著,屬于高標準基本農(nóng)田建設中耕地立地條件選擇的高度適宜區(qū)域和優(yōu)先建設區(qū)域;3級區(qū)域耕地面積57044.54hm3.3高標準基本農(nóng)田建設中的耕地自然質量條件和立地條件綜合評價結果分析耕地自然質量和立地條件綜合評價結果表明,耕地自然質量與立地條件綜合評價分值分布在40~80分之間,綜合耕地自然質量條件評價結果、立地條件評價結果和綜合評價結果分析,并結合高標準基本農(nóng)田建設標準和條件要求,可將高標準基本農(nóng)田建設區(qū)域劃分為優(yōu)先建設區(qū)和耕地自然質量條件重點整治潛力區(qū)以及耕立地條件重點整治潛力區(qū);區(qū)位條件影響風險范圍內(nèi)的耕地可作為一般耕地區(qū)或建設預留區(qū),整治潛力較小的耕地在該地區(qū)可納入生態(tài)保育區(qū)進行保護和利用(表5)。4高標準基本農(nóng)田建設評價結果分析,主要有以下幾個(1)本研究通過構建LESA體系,開展了耕地自然質量評價、立地條件評價以及綜合評價,結果表明,耕地綜合自然質量條件評價較優(yōu)區(qū)域,高度適宜高標準基本農(nóng)田建設,面積約占25.44%;高標準基本農(nóng)田建設的一般適宜區(qū),需要對耕地質量自然限制因素改良,面積約占68.49%;其他區(qū)域耕地自然質量條件較差,不適宜高標準基本農(nóng)田建設。而高度適宜高標準基本農(nóng)田建設的耕地立地條件較優(yōu)區(qū)域面積較大,約占耕地面積38.86%,耕地立地條件評價一般區(qū)域,高標準基本農(nóng)田建設存在一定的風險和一定立地條件限制因素,面積約占54.73%,根據(jù)風險距離測算可劃分一般耕地保護區(qū)(不適宜高標準基本農(nóng)田建設)和耕地立地條件重點整治潛力區(qū)域(高標準基本農(nóng)田建設的一般適宜區(qū))。綜合評價結果分析,高度適宜高標準基本農(nóng)田建設區(qū)域,耕地自然條件和立地條件綜合較優(yōu),面積約占12.72%;高標準基本農(nóng)田建設一般適宜區(qū),需要針對耕地自然條件和立地條件進行一定改良,面積約占64.11%,可做一般耕地保護區(qū)耕地面積約占17.69%,可做耕地生態(tài)保育面積約占5.48%。(2)研究結果對研究區(qū)域的高標準基本農(nóng)田建設的針對性和實踐指導性較強,高標準基本農(nóng)田的選址和投資應優(yōu)先安排在優(yōu)先建設區(qū);在耕地自然質量條件重點整治潛力區(qū)和立地條件重點整治潛力區(qū)安排高標準基本農(nóng)田項目,其建設的重點應因地制宜,充分利用評價結果,重點建設和改造耕地限制因素條件;本研究提出風險范圍內(nèi)的不穩(wěn)定耕地,不適宜作為高標準基本農(nóng)田建設區(qū)域,盡管該區(qū)域耕地自然質量條件較優(yōu),但受到城市發(fā)展和建設需求的壓力較大,該區(qū)域可做一般性耕地區(qū)進行保護和利用;對于耕地生態(tài)保育區(qū)域,耕地分布偏遠零散,不適宜高標準基本農(nóng)田建設,但分布于生態(tài)環(huán)境保護的適宜區(qū)域,可作為生態(tài)保護性用地。(3)盡管成熟的LESA體系已成為世界許多國家重要農(nóng)地建設和保護的典范,然而本研究區(qū)域東港市僅屬于遼寧東部山地區(qū)的一個典型縣市,研究結果僅適用于遼寧東部山地區(qū)的高標準基本農(nóng)田建設與選址,因此需要擴大試點研究,逐級推廣到遼寧中部平原區(qū)、西部低山丘陵區(qū)等區(qū)域,在LESA理論指導下,構建一套成熟的、適宜于不同區(qū)域的高標準基本農(nóng)田建設評價體系,以期為更廣泛區(qū)域的高標準基本農(nóng)田建設工作提供成熟的理論指導和方法借鑒。有效土層厚度、表層土壤質地、有機質含量、灌溉保證率、排水條件等數(shù)據(jù)取自東港市農(nóng)用地分等成果和耕地地力評價成果;坡度、坡向數(shù)據(jù)利用東港市DEM數(shù)據(jù)提取;區(qū)位條件、耕作距離、道路便利條件、距河湖距離等數(shù)據(jù)以土地變更數(shù)據(jù)庫和土地利用規(guī)劃數(shù)據(jù)庫為基礎,利用ArcGIS中Near工具計算獲取;河流和水庫水資源等數(shù)據(jù)來自東港市水資源分布圖等資料。2研究計劃和方法2.1高標準基本農(nóng)田建設中的指標選取本研究以LESA體系思想為指導,構建高標準基本農(nóng)田建設的耕地自然質量評價體系(LE)和立地條件評價體系(SA),耕地自然質量評價指標體系(LE)構建由農(nóng)用地分等成果要素和耕地地力評價要素指標選取,包括土壤物理要素指標、化學要素指標和環(huán)境要素指標。耕地立地條件評價指標體系(SA)由耕