高標(biāo)準(zhǔn)基本農(nóng)田的耕地立地環(huán)境評價(jià)

高標(biāo)準(zhǔn)基本農(nóng)田的耕地立地環(huán)境評價(jià)

高標(biāo)準(zhǔn)草坪是指經(jīng)過一定時(shí)期的土壤處理和建設(shè)，形成的集中連續(xù)、配套設(shè)施完善、收入穩(wěn)定、生態(tài)良好、抗災(zāi)能力強(qiáng)、適合現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營的草坪。高標(biāo)準(zhǔn)基本農(nóng)田建設(shè)的實(shí)質(zhì)是耕地質(zhì)量條件提升和立地環(huán)境條件的改善。目前國內(nèi)學(xué)者對高標(biāo)準(zhǔn)基本農(nóng)田建設(shè)的研究尚處于起步階段,相關(guān)研究文獻(xiàn)主要體現(xiàn)在近3年成果中,集中在高標(biāo)準(zhǔn)基本農(nóng)田建設(shè)條件、建設(shè)時(shí)序、建設(shè)模式,建設(shè)分區(qū)、規(guī)劃設(shè)計(jì)與政策保障等方面19世紀(jì)80年代,美國土壤保持局建立了土地評價(jià)與立地條件分析(landevaluationandsiteassessment,LESA)體系,該體系分為土地評價(jià)(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(jì)條件適宜性。LESA系統(tǒng)的一個最大特點(diǎn)就是靈活性,LESA為不同的管理目標(biāo)服務(wù)時(shí),可以根據(jù)自己的價(jià)值取向適當(dāng)調(diào)整LE與SA的權(quán)重比例,評價(jià)體系注重農(nóng)地保護(hù)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?cè)丝?3.33萬人。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(jià)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(biāo)準(zhǔn)基本農(nóng)田建設(shè)中的耕地立地條件評價(jià)因素作用分值計(jì)算2.2.1評價(jià)單元評價(jià)單元是評價(jià)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(jì)特征應(yīng)相對均一2.2.2高標(biāo)準(zhǔn)基本農(nóng)田建設(shè)的評價(jià)指標(biāo)體系構(gòu)建高標(biāo)準(zhǔn)基本農(nóng)田建設(shè)中耕地自然質(zhì)量評價(jià)指標(biāo)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(jià)》成果中選取,由于土壤質(zhì)量水平直接影響耕地質(zhì)量,它是耕地質(zhì)量評價(jià)的根本因素。因此耕地自然質(zhì)量評價(jià)指標(biāo)以土壤要素為核心,將評價(jià)要素劃分為土壤物理因素指標(biāo)、土壤化學(xué)因素指標(biāo)和土壤環(huán)境因素指標(biāo)。其中土壤物理因素包括有效土層厚度、表層土壤質(zhì)地。土壤化學(xué)因素包括土壤有機(jī)質(zhì)含量、土壤pH、土壤水解氮、有效磷、速效鉀等指標(biāo)。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(biāo)。(2)耕地立地條件評價(jià)指標(biāo)體系構(gòu)建高標(biāo)準(zhǔn)基本農(nóng)田建設(shè)中耕地立地條件評價(jià)指標(biāo)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(gòu)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(diǎn)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(diǎn)、水域、灌溉條件、道路密度和連片度等因素構(gòu)成。2.2.3評價(jià)因素作用分值計(jì)算(1)耕地自然質(zhì)量條件評價(jià)因素作用分值計(jì)算高標(biāo)準(zhǔn)基本農(nóng)田建設(shè)中耕地自然質(zhì)量評價(jià)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(zhì)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(jī)質(zhì)含量等。評價(jià)指標(biāo)權(quán)重采用層次分析法結(jié)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(jià)因素作用分值計(jì)算理論研究和實(shí)踐分析表明,耕地區(qū)位條件越優(yōu),耕地自然質(zhì)量條件越優(yōu),同時(shí)耕地被占用的風(fēng)險(xiǎn)越大,因此測算出區(qū)位條件因素對耕地影響的風(fēng)險(xiǎn)距離,將一定優(yōu)勢區(qū)位范圍內(nèi)的被占用風(fēng)險(xiǎn)較大的耕地保障建設(shè)需求,不納入高標(biāo)準(zhǔn)基本農(nóng)田建設(shè)范圍,這也是是協(xié)調(diào)建設(shè)需求和耕地保護(hù)可探討的一個途徑,還有利于保障高標(biāo)準(zhǔn)基本農(nóng)田建設(shè)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(guān)性分析(表2),采用經(jīng)驗(yàn)法和實(shí)際發(fā)生數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)測算風(fēng)險(xiǎn)距離,計(jì)算結(jié)果表明(表3):區(qū)位因素條件對耕地影響的風(fēng)險(xiǎn)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(fēng)險(xiǎn)距離為5750m,重點(diǎn)鄉(xiāng)鎮(zhèn)因素影響風(fēng)險(xiǎn)距離為3400m,一般鄉(xiāng)鎮(zhèn)因素影響風(fēng)險(xiǎn)距離為1500m,而不同級別道路因素影響風(fēng)險(xiǎn)距離均為210m,差異不明顯。高標(biāo)準(zhǔn)基本農(nóng)田盡可能減少在區(qū)位條件因素風(fēng)險(xiǎn)距離范圍內(nèi)進(jìn)行建設(shè)。在風(fēng)險(xiǎn)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(jìn)行計(jì)算(表3)。耕作便利條件因素中居民點(diǎn)和水域因素對耕地質(zhì)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(jì)算直接采用擴(kuò)散賦值法,通過指數(shù)衰減模型計(jì)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(guān)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(biāo)準(zhǔn)基本農(nóng)田建設(shè)評價(jià)模型目前基本農(nóng)田評價(jià)研究中多運(yùn)用多因素綜合評價(jià)法和逐級修正法、主層次分析法、LESA方法、理想點(diǎn)逼近法和限制因素組合等方法,將評價(jià)指標(biāo)“同時(shí)輸入”評價(jià)模型進(jìn)行評價(jià),具有簡單易行、直觀等優(yōu)點(diǎn)。本研究在高標(biāo)準(zhǔn)基本農(nóng)田建設(shè)評價(jià)中涉及耕地質(zhì)量評價(jià)條件和立地條件兩類因素。因此,本研究多因素綜合評價(jià)方法,構(gòu)建高標(biāo)準(zhǔn)基本農(nóng)田評價(jià)模型,公式(1)。美國土地評價(jià)與立地分析系統(tǒng)(LESA)將獨(dú)立的兩大評估子系統(tǒng)結(jié)合起來,最終得到三個結(jié)果:LE分值、SA分值和LESA分值。LESA系統(tǒng)的一個最大特點(diǎn)就是靈活性,LESA為不同的管理目標(biāo)服務(wù)時(shí),LE和SA部分可以為2∶1和3∶2等比例關(guān)系。根據(jù)本課題組對東港市基本農(nóng)田劃定的相關(guān)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(guān)系為a∶b為3∶2。3結(jié)果與分析3.1耕地自然質(zhì)量評價(jià)耕地自然質(zhì)量條件評價(jià)結(jié)果表明,耕地自然質(zhì)量評價(jià)分值分布在57.6~87.7分之間,按照10分等間距劃分標(biāo)準(zhǔn),耕地自然質(zhì)量評價(jià)結(jié)果可劃分為4個等級,其中1級區(qū)耕地面積26521.49hm3.2高標(biāo)準(zhǔn)基本農(nóng)田建設(shè)中的耕地立地條件耕地立地條件評價(jià)結(jié)果表明,耕立地條件評價(jià)分值分布在0~80分之間,按照20分等間距劃分標(biāo)準(zhǔn),耕地立地條件評價(jià)結(jié)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(biāo)準(zhǔn)基本農(nóng)田建設(shè)中耕地立地條件選擇的高度適宜區(qū)域和優(yōu)先建設(shè)區(qū)域;3級區(qū)域耕地面積57044.54hm3.3高標(biāo)準(zhǔn)基本農(nóng)田建設(shè)中的耕地自然質(zhì)量條件和立地條件綜合評價(jià)結(jié)果分析耕地自然質(zhì)量和立地條件綜合評價(jià)結(jié)果表明,耕地自然質(zhì)量與立地條件綜合評價(jià)分值分布在40~80分之間,綜合耕地自然質(zhì)量條件評價(jià)結(jié)果、立地條件評價(jià)結(jié)果和綜合評價(jià)結(jié)果分析,并結(jié)合高標(biāo)準(zhǔn)基本農(nóng)田建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)和條件要求,可將高標(biāo)準(zhǔn)基本農(nóng)田建設(shè)區(qū)域劃分為優(yōu)先建設(shè)區(qū)和耕地自然質(zhì)量條件重點(diǎn)整治潛力區(qū)以及耕立地條件重點(diǎn)整治潛力區(qū);區(qū)位條件影響風(fēng)險(xiǎn)范圍內(nèi)的耕地可作為一般耕地區(qū)或建設(shè)預(yù)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(jìn)行保護(hù)和利用(表5)。4高標(biāo)準(zhǔn)基本農(nóng)田建設(shè)評價(jià)結(jié)果分析,主要有以下幾個(1)本研究通過構(gòu)建LESA體系,開展了耕地自然質(zhì)量評價(jià)、立地條件評價(jià)以及綜合評價(jià),結(jié)果表明,耕地綜合自然質(zhì)量條件評價(jià)較優(yōu)區(qū)域,高度適宜高標(biāo)準(zhǔn)基本農(nóng)田建設(shè),面積約占25.44%;高標(biāo)準(zhǔn)基本農(nóng)田建設(shè)的一般適宜區(qū),需要對耕地質(zhì)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(zhì)量條件較差,不適宜高標(biāo)準(zhǔn)基本農(nóng)田建設(shè)。而高度適宜高標(biāo)準(zhǔn)基本農(nóng)田建設(shè)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(jià)一般區(qū)域,高標(biāo)準(zhǔn)基本農(nóng)田建設(shè)存在一定的風(fēng)險(xiǎn)和一定立地條件限制因素,面積約占54.73%,根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)距離測算可劃分一般耕地保護(hù)區(qū)(不適宜高標(biāo)準(zhǔn)基本農(nóng)田建設(shè))和耕地立地條件重點(diǎn)整治潛力區(qū)域(高標(biāo)準(zhǔn)基本農(nóng)田建設(shè)的一般適宜區(qū))。綜合評價(jià)結(jié)果分析,高度適宜高標(biāo)準(zhǔn)基本農(nóng)田建設(shè)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(biāo)準(zhǔn)基本農(nóng)田建設(shè)一般適宜區(qū),需要針對耕地自然條件和立地條件進(jìn)行一定改良,面積約占64.11%,可做一般耕地保護(hù)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(jié)果對研究區(qū)域的高標(biāo)準(zhǔn)基本農(nóng)田建設(shè)的針對性和實(shí)踐指導(dǎo)性較強(qiáng),高標(biāo)準(zhǔn)基本農(nóng)田的選址和投資應(yīng)優(yōu)先安排在優(yōu)先建設(shè)區(qū);在耕地自然質(zhì)量條件重點(diǎn)整治潛力區(qū)和立地條件重點(diǎn)整治潛力區(qū)安排高標(biāo)準(zhǔn)基本農(nóng)田項(xiàng)目,其建設(shè)的重點(diǎn)應(yīng)因地制宜,充分利用評價(jià)結(jié)果,重點(diǎn)建設(shè)和改造耕地限制因素條件;本研究提出風(fēng)險(xiǎn)范圍內(nèi)的不穩(wěn)定耕地,不適宜作為高標(biāo)準(zhǔn)基本農(nóng)田建設(shè)區(qū)域,盡管該區(qū)域耕地自然質(zhì)量條件較優(yōu),但受到城市發(fā)展和建設(shè)需求的壓力較大,該區(qū)域可做一般性耕地區(qū)進(jìn)行保護(hù)和利用;對于耕地生態(tài)保育區(qū)域,耕地分布偏遠(yuǎn)零散,不適宜高標(biāo)準(zhǔn)基本農(nóng)田建設(shè),但分布于生態(tài)環(huán)境保護(hù)的適宜區(qū)域,可作為生態(tài)保護(hù)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(shè)和保護(hù)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(jié)果僅適用于遼寧東部山地區(qū)的高標(biāo)準(zhǔn)基本農(nóng)田建設(shè)與選址,因此需要擴(kuò)大試點(diǎn)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(dǎo)下,構(gòu)建一套成熟的、適宜于不同區(qū)域的高標(biāo)準(zhǔn)基本農(nóng)田建設(shè)評價(jià)體系,以期為更廣泛區(qū)域的高標(biāo)準(zhǔn)基本農(nóng)田建設(shè)工作提供成熟的理論指導(dǎo)和方法借鑒。有效土層厚度、表層土壤質(zhì)地、有機(jī)質(zhì)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(jià)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(chǔ),利用ArcGIS中Near工具計(jì)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(jì)劃和方法2.1高標(biāo)準(zhǔn)基本農(nóng)田建設(shè)中的指標(biāo)選取本研究以LESA體系思想為指導(dǎo),構(gòu)建高標(biāo)準(zhǔn)基本農(nóng)田建設(shè)的耕地自然質(zhì)量評價(jià)體系(LE)和立地條件評價(jià)體系(SA),耕地自然質(zhì)量評價(jià)指標(biāo)體系(LE)構(gòu)建由農(nóng)用地分等成果要素和耕地地力評價(jià)要素指標(biāo)選取,包括土壤物理要素指標(biāo)、化學(xué)要素指標(biāo)和環(huán)境要素指標(biāo)。耕地立地條件評價(jià)指標(biāo)體系(SA)由耕