资源科学 ›› 2018, Vol. 40 ›› Issue (1): 22-31.doi: 10.18402/resci.2018.01.03
收稿日期:
2017-03-27
修回日期:
2017-10-10
出版日期:
2018-01-20
发布日期:
2018-01-20
作者简介:
作者简介:慕正隆,男,甘肃庆城人,硕士生,主要研究方向为城市与区域发展、国土整治。E-mail:
基金资助:
Zhenglong MU(), Peiji SHI(
), Chunfang LIU, Haisong ZHENG
Received:
2017-03-27
Revised:
2017-10-10
Online:
2018-01-20
Published:
2018-01-20
摘要:
划定基本农田保护区是保障国家粮食安全,提高粮食综合生产能力的重要举措。然而,2011年修订的《基本农田保护条例》只强调将优质耕地划入基本农田保护区,却没有对保护区形态做出明确要求,导致保护区片块数量多,边界线长且模糊不清,无形中增大了基本农田被占用的风险。基于此,本文拟采用逐级修正多因素综合评价法、基于Moran's I指数的局部空间自相关分析、GIS空间分析方法,以甘肃省榆中县2015年耕地为基础,对基本农田保护区进行优化。结果表明:①榆中县耕地质量总体是中等水平,其中高等地与中等地合计占79.76%。高质量耕地聚集区(HH)和低高集聚区(LH)可以划入基本农田保护区;②经过边界识别,共划定11个基本农田保护区,总面积75 878.17hm2,其中平原区3个,丘陵区5个,山地区3个。与优化前相比,能够完成土地利用总体规划确定的目标,图斑数量减少,单位图斑面积增大,边界线缩短且明确,景观格局优化。该研究过程和方法可为相关工作的开展提供参考。
慕正隆, 石培基, 刘春芳, 郑海松. 基于形态优化和边界识别的基本农田保护区研究[J]. 资源科学, 2018, 40(1): 22-31.
Zhenglong MU, Peiji SHI, Chunfang LIU, Haisong ZHENG. Basic farmland protection area based on morphological optimization and boundary identification[J]. Resources Science, 2018, 40(1): 22-31.
表1
耕地质量评价指标体系量化及权重"
目标层 | 准则层 | 指标层 | 指标分值 | 指标 权重 | ||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
20 | 40 | 60 | 80 | 100 | ||||
耕地综合质量 | 地力质量 | 地貌类型 | 山地 | 丘陵 | 平原 | 0.134 9 | ||
耕地坡度/° | ≥25 | 15~25 | 6~15 | 2~6 | ≤2 | 0.182 9 | ||
年平均降水量/mm | <250 | 250~300 | 300~400 | 400~500 | ≥500 | 0.066 2 | ||
有效土层厚度/cm | <30 | 30~70 | 70~100 | 100~150 | ≥150 | 0.173 4 | ||
土体构型 | 壤砂砂 | 通体黏 | 壤黏黏 | 壤黏壤 | 通体壤 | 0.095 3 | ||
土壤有机质含量/% | <0.8 | 0.8~1.2 | 1.2~2.0 | 2.0~3.0 | >3.0 | 0.162 9 | ||
耕作层土壤质地 | 砂壤 | 重壤 | 轻壤 | 中壤 | 0.184 4 | |||
工程质量 | 灌溉保证率/% | 不能满足(<30) | 一般满足(30~60) | 基本满足(60~80) | 充分满足 (>80) | 0.585 8 | ||
田间道路通达度/m | >50 | 20~50 | 10~20 | 5~10 | ≤5 | 0.414 2 | ||
空间质量 | 田块距村庄的距离/km | >3 | 2~3 | 1~2 | 0.5~1 | ≤0.5 | 0.513 3 | |
田块距主干道的距离/km | >4 | 3~4 | 2~3 | 1~2 | ≤1 | 0.486 7 | ||
生态环境质量 | 土壤污染程度 | 污染 | 无污染 | - | ||||
耕地稳定性 | 规划用途 | 非耕地用途 | 耕地用途 | - | ||||
地质灾害 | 有 | 无 | - |
表2
基本农田保护区优化前后结果对比"
保护区内基本农田面积/hm2 | 图斑数量 /块 | 平均图斑 面积/hm2 | 景观分维数 | 景观边缘密度 | 景观形状 指数 | 保护区边界 总长度/km | ||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
优化前 | 全县 | 71 608.00 | 5 191 | 13.79 | 1.44 | 360.16 | 1.72 | 344.40 |
平原区 | 17 768.87 | 834 | 21.31 | 1.41 | 258.12 | 1.69 | 66.22 | |
丘陵区 | 42 777.43 | 3 754 | 11.40 | 1.43 | 425.11 | 1.79 | 193.42 | |
山区 | 11 061.70 | 603 | 18.34 | 1.47 | 397.25 | 1.68 | 84.76 | |
优化后 | 全县 | 75 071.65 | 4 533 | 16.56 | 1.40 | 317.37 | 1.67 | 113.47 |
平原区 | 22 903.11 | 912 | 25.11 | 1.36 | 212.24 | 1.64 | 25.51 | |
丘陵区 | 42 011.28 | 3 124 | 13.45 | 1.42 | 374.66 | 1.72 | 67.25 | |
山区 | 10 157.26 | 497 | 20.44 | 1.43 | 365.22 | 1.66 | 20.71 |
[1] | 宋小青, 欧阳竹. 1999-2007年中国粮食安全的关键影响因素[J]. 地理学报, 2012, 67(6): 793-803. |
[Song X Q, Ouyang Z.Key influencing factors of food security guarantee in China during 1999-2007[J]. Acta Geographica Sinica, 2012, 67(6): 793-803. ] | |
[2] | 邓楚雄, 李晓青, 向云波, 等. 长株潭城市群地区耕地数量时空变化及其驱动力分析[J]. 经济地理, 2013, 33(6): 142-147. |
[Deng C X, Li X Q, Xiang Y B, et al. The spatio-temporal change and driving forces of cultivated land quantity in Chang-Zhu-Tan urban agglomeration[J]. Economic Geography, 2013, 33(6): 142-147. ] | |
[3] | 张忠, 雷国平, 张慧, 等. 黑龙江省八五三农场高标准基本农田建设时序分析[J]. 经济地理, 2014, 34(6): 155-161. |
[Zhang Z, Lei G P, Zhang H, et al. Time sequence analysis of high-standard basic farm land construction in 853 farm of Helongjiang Province[J]. Economic Geography, 2014, 34(6): 155-161. ] | |
[4] | 孔祥斌, 靳京, 刘怡, 等. 基于农用地利用等别的基本农田保护区划定[J]. 农业工程学报, 2008, 24(10): 46-51. |
[Kong X B, Jin J, Liu Y, et al. Planning method of the prime farmland protection zone based on farmland utilization grade[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering, 2008, 24(10): 46-51. ] | |
[5] | 董涛, 孔祥斌, 潭敏, 等. 大都市边缘区基本农田功能特点及划定方法[J]. 中国土地科学, 2010, 24(12): 32-37. |
[Dong T, Kong X B, Tan M, et al. Functional features and identification methods of prime farmland in metropolitan suburbs[J]. China Land Science, 2010, 24(12): 32-37. ] | |
[6] | 曾吉彬, 邵景安, 魏朝富, 等. 西南山地丘陵区永久性基本农田的多目标决策划定方法[J]. 农业工程学报, 2014, 30(16): 263-274. |
[Zeng J B, Shao J A, Wei C F, et al. Delimitation of permanent basic farmland in mountain and hill areas in south west China based on multiple-objective decision model[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering, 2014, 30(16): 263-274. ] | |
[7] | 奉婷, 张凤荣, 李灿, 等. 基于耕地质量综合评价的县域基本农田空间布局[J]. 农业工程学报, 2014, 30(1): 200-210. |
[Feng T, Zhang F R, Li C, et al. Spatial distribution of prime farmland based on cultivated land quality comprehensive evaluation at county scale[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering, 2014, 30(1): 200-210. ] | |
[8] | 姜广辉, 张瑞娟, 张翠玉, 等. 基于空间集聚格局和边界修正的基本农田保护区划定方法[J]. 农业工程学报, 2015, 31(23): 222-229. |
[Jiang G H, Zhang R J, Zhang C Y, et al. Approach of land use zone for capital farmland protection based on spatial agglomeration pattern and boundaries modification[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering, 2015, 31(23): 222-229. ] | |
[9] | 董秀茹, 尤明英, 王秋兵. 基于土地评价的基本农田划定方法[J]. 农业工程学报, 2011, 27(4): 336-339. |
[Dong X R, You M Y, Wang Q B.Demarcating method of prime farmland based on land evaluation[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering, 2011, 27(4): 336-339. ] | |
[10] | 聂艳, 吴西子, 于婧, 等. 基于土地评价和空间聚类的基本农田划定方法研究-以湖北省鹤峰县为例[J]. 中国土地科学, 2013, (12): 39-45. |
[Nie Y, Wu X Z, Yu J, et al. Primary farmland zoning based on land evaluation and spatial clustering: a case of Hefeng county[J]. China Land Science, 2013, (12): 39-45. ] | |
[11] | 侯现慧, 王占岐, 杨俊, 等. 基于产能核算和土地质量地球化学评估的县域基本农田布局研究[J]. 中国土地科学, 2016, 30(1): 89-96. |
[Hou X H, Wang Z Q, Yang J, et al. Research on the layout of country prime farmland based on productivity and land quality geochemical assessment[J]. China Land Science, 2016, 30(1): 89-96. ] | |
[12] | 关小东, 何建华. 基于贝叶斯网络的基本农田划定方法[J]. 自然资源学报, 2016, (6): 1061-1072. |
[Guan X D, He J H.Prime farmland protection zoning based on Bayesian network[J]. Journal of Natural Resources, 2016, (6): 1061-1072. ] | |
[13] | 董玉红, 刘世梁, 安南南, 等. 基于景观指数和空间自相关的吉林大安市景观格局动态研究[J]. 自然资源学报, 2015, 30(11): 1860-1871. |
[Dong Y H, Liu S L, An N N, et al. Landscape pattern in Da’an city of Jilin province based on landscape indices and local spatial autocur relation analysis[J]. Journal of Natural Resources, 2015, 30(11): 1860-1871. ] | |
[14] | 董丞妍, 谭亚玲, 罗明良, 等. 中国“癌症村”的集聚格局[J]. 地理研究, 2014, 33(11): 2115-2124. |
[Dong C Y, Tan Y L, Luo M L, et al. Spatial aggregation pattern of “cancer village” in China[J]. Geographical Research, 2014, 33(11): 2115-2124. ] | |
[15] | 张美兰. 基于GIS的耕地地力评价研究-以甘肃省榆中县为例[D]. 兰州: 兰州大学, 2010. |
[Zhang M L.Study on Land Force Evaluation Based on GIS in Yuzhong [D]. Lanzhou: Lanzhou University, 2010. ] | |
[16] | 罗隆城, 王俊. 半干旱地区NDVI对气温和降水响应的多时间尺度分析-以甘肃省榆中县为例[J]. 干旱区资源与环境, 2011, 25(9): 167-171. |
[Luo L C, Wang J.The multi-time-scale response of NDVI to temperature and precipitation in semiarid areas-a case study of Yuzhong County of Gansu Province[J]. Journal of Arid Land Resources and Environment, 2011, 25(9): 167-171. ] | |
[17] | 魏强, 凌雷, 柴春山, 等. 甘肃兴隆山森林演替过程中的土壤理化性质[J]. 生态学报, 2012, 32(15): 4700-4713. |
[Wei Q, Ling L, Chai C S, et al. Soil physical and chemical properties in forest succession process in Xinglong Mountain of Gansu[J]. Acta Ecologica Sinica, 2012, 32(15): 4700-4713. ] | |
[18] | 牛建彪, 张成荣. 榆中县耕地质量评价[M]. 兰州: 甘肃科学技术出版社, 2013. |
[Niu J B, Zhang C R.Evaluation of Cultivated Land Quality in Yuzhong County[M]. Lanzhou: Gansu Science and Technology Press, 2013. ] | |
[19] | 榆中县志编纂委员会. 榆中县志[M]. 兰州: 甘肃文化出版社, 2011. |
[Yuzhong Chronicles Compilation Committee. Yuzhong County Annals[M]. Lanzhou: Gansu Culture Press, 2011. ] | |
[20] | 榆中县交通运输局. 榆中县十三五交通运输规划[R]. 兰州: 榆中县人民政府, 2016. |
[Yuzhong County Transportation Bureau. 13th Five-Year Transportation in Yuzhong County[R]. Lanzhou: The People’s Government of Yuzhong County, 2016. ] | |
[21] | 榆中县国土资源局. 榆中县地质灾害防治规划(2008-2030)[R]. 兰州: 榆中县人民政府, 2008. |
[Yuzhong County Land Resources Bureau. The Geological Disaster Prevention and Control Planning in Yuzhong County(2008-2030)[R]. Lanzhou: The People’s Government of Yuzhong County, 2008. ] | |
[22] | 榆中县水务局. 榆中县水利志[M]. 兰州: 兰州大学出版社, 2015. |
[Yuzhong County Water Affairs Bureau. Records Water Conservancy in Yuzhong County[M]. Lanzhou: Lanzhou University Press, 2015. ] | |
[23] | 榆中县国土资源局. 榆中县2015年土地变更调查报告[R]. 兰州: 榆中县国土资源局, 2016. |
[Yuzhong County Land Resources Bureau. Land Change Survey Report of Yuzhong County in 2015[R]. Lanzhou: Yuzhong County Land Resources Bureau, 2012. ] | |
[24] | 榆中县国土资源局. 榆中县土地利用总体规划(2009-2020)[R]. 兰州: 榆中县人民政府, 2012. |
[Yuzhong County Land Resources Bureau. Land Use Planning in Yuzhong County(2009-2020)[R]. Lanzhou: The People’s Government of Yuzhong County, 2012. ] | |
[25] | 兰州市环境保护局. 兰州市土壤污染调查报告[R]. 兰州: 兰州市环境保护局, 2016. |
[Lanzhou Municipal Environment Protection Bureau. Investigation Report of Soil Pollution in Lanzhou[R]. Lanzhou: Lanzhou Municipal Environment Protection Bureau, 2016. ] | |
[26] | 榆中县统计局. 2015榆中县统计提要[M]. 兰州: 兰州大学出版社, 2016. |
[Yuzhong County Bureau of Statistics. 2015 Yuzhong County Statistical Abstract[M]. Lanzhou: Lanzhou University Press, 2016. ] | |
[27] | 沈仁芳, 陈美军, 孔祥斌, 等. 耕地质量的概念和评价与管理对策[J]. 土壤学报, 2012, 49(6): 1210-1217. |
[Shen R F, Chen M J, Kong X B, et al. Conception and evaluation of quality of arable land and strategies for its management[J]. Acta Pedologica Sinica, 2012, 9(6): 1210-1217. ] | |
[28] | 杜国明, 刘彦随, 于凤荣, 等. 耕地质量观的演变和再认识[J]. 农业工程学报, 2016, 32(14): 243-249. |
[Du G M, Liu Y S, Yu F R, et al. Evolution of concepts of cultivated land quality and recognition[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering, 2016, 32(14): 243-249. ] | |
[29] | 边振兴, 杨子娇, 钱凤魁, 等. 基于LESA体系的高标准基本农田建设时序研究[J]. 自然资源学报, 2016, (3): 436-446. |
[Bian Z X, Yang Z J, Qian F K, et al. Study on time sequence of high-standard prime farmland based on on LISA[J]. Journal of Natural Resources, 2016, (3): 436-446. ] | |
[30] | 宋戈, 李丹, 梁海鸥, 等. 松嫩高平原黑土区耕地质量特征及其空间分异-以黑龙江省巴彦县为例[J]. 经济地理, 2012, 32(7): 129-134. |
[Song G, Li D, Liang H O, et al. The characteristics of cultivated land quality and its spatial variation in black soil region of Songnen high plain-a case study of Bayan country in Heilongjiang Province[J]. Economic Geography, 2012, 32(7): 129-134. ] | |
[31] | 薛剑, 韩娟, 张凤荣, 等. 高标准基本农田建设评价模型的构建及建设时序的确定[J]. 农业工程学报, 2014, 30(5): 193-203. |
[Xue J, Han J, Zhang F R, et al. Development of evaluation model and determination of its construction sequence for well-facilitied capital farmland[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering, 2014, 30(5): 193-203. ] | |
[32] | 范文洋, 孔祥斌, 门明新, 等. 北京市大兴区耕地资源稳定性评价[J]. 中国土地科学, 2009, 23(4): 48-53. |
[Fan W Y, Kong X B, Meng M X, et al. Evaluation on cultivated land resources stability in Beijing Daxing district[J]. China Land Science, 2009, 23(4): 48-53. ] | |
[33] | 崔勇, 刘志伟. 基于GIS的北京市怀柔区高标准基本农田建设适宜性评价研究[J]. 中国土地科学, 2014, 28(9): 76-81. |
[Cui Y, Liu Z W.A GIS-based approach for suitability evaluation of high standard primary farmland consolidation: a case from Huairou in Beijing[J]. China Land Science, 2014, 28(9): 76-81. ] | |
[34] | 谢花林, 李秀彬, 陈瑜琦, 等. 土地利用规划环境影响的生态安全评价方法初探-以内蒙古翁牛特旗为例[J]. 资源科学, 2010, 32(1): 57-63. |
[Xie H L, Li X B, Chen Y Q, et al. Environment impacts of land use planning based on an ecological security method in Ongniud Banner, Inner Mongolia[J]. Resources Science, 2010, 32(1): 57-63. ] | |
[35] | 王远飞, 何洪林. 空间数据分析方法 [M]. 北京: 科学出版社, 2007. |
[Wang Y F, He H L.Spatial Data Analysis Method[M]. Beijing: Science Press, 2007. ] |
[1] | 张亚丽, 白云丽, 辛良杰. 耕地质量与土地流转行为关系研究[J]. 资源科学, 2019, 41(6): 1102-1110. |
[2] | 杨江燕, 殷守强, 张利, 门明新, 陈影. 基于空间聚类分层抽样的黄骅市县域耕地质量等别监测样点布设[J]. 资源科学, 2019, 41(2): 257-267. |
[3] | 辛芸娜, 范树印, 孔祥斌, 张蚌蚌, 温良友, 张青璞. 四重质量维度下的县域耕地质量评价方法研究[J]. 资源科学, 2018, 40(4): 737-747. |
[4] | 杜挺, 朱道林. 中国土地流转价格时空演化与宏观机制研究[J]. 资源科学, 2018, 40(11): 2202-2212. |
[5] | 龙云, 任力. 农地流转制度对农户耕地质量保护行为的影响——基于湖南省田野调查的实证研究[J]. 资源科学, 2017, 39(11): 2094-2103. |
[6] | 程子良, 孔祥斌, 张蕾娜, 史婧然, 程佳. 基于质量、数量和经济发展水平的耕地占用税征收标准研究[J]. 资源科学, 2017, 39(1): 61-73. |
[7] | 杨贺, 刘金平, 蔡利平. 资源型区域经济空间分异解析——以中原经济区为例[J]. 资源科学, 2016, 38(6): 1109-1117. |
[8] | 张玉臻, 孔祥斌, 刘炎, 张蚌蚌, 张青璞, 王峰, 李立强, 魏利利. 基于标准样地的省级耕地质量监测样地布设方法——以内蒙古自治区为例[J]. 资源科学, 2016, 38(11): 2037-2048. |
[9] | 殷守强, 王鑫, 贺文龙, 门明新, 张利. 耕地质量监测中不同抽样方法的精度比较——以河北省黄骅市为例[J]. 资源科学, 2016, 38(11): 2049-2057. |
[10] | 陈藜藜, 宋戈, 邹朝晖, 周浩, 张旭. 基于改进局部空间自相关分析的萝北县耕地保护分区[J]. 资源科学, 2016, 38(10): 1871-1882. |
[11] | 魏洪斌, 吴克宁, 赵华甫, 夏敏峰, 刘巧芹. 中国中部粮食主产区耕地等别空间分布特征[J]. 资源科学, 2015, 37(8): 1552-1560. |
[12] | 侯现慧, 王占岐, 杨俊. 富硒区耕地质量评价及利用分区研究——以福建省三元区为例[J]. 资源科学, 2015, 37(7): 1367-1375. |
[13] | 刘霈珈, 吴克宁, 赵华甫. 基于农用地分等与土地质量地球化学评估的耕地质量监测类型研究[J]. 资源科学, 2015, 37(1): 37-44. |
[14] | 胡晓涛, 马建辉, 王倩, 吴克宁, 赵华甫. 北京市大兴区耕地质量等级监测控制点布设[J]. , 2012, 34(10): 1891-1897. |
[15] | 文锐, 吴宇哲. 《土地利用现状分类》实施对中国土地管理影响之管见[J]. , 2010, 32(4): 731-736. |
|