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  農業資源與環境學報  2021, Vol. 38 Issue (6): 946-956  DOI: 10.13254/j.jare.2021.0518
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引用本文  

梁曉玲, 王璐, 黎誠, 等. 基于數量、質量、生態三位一體的永久基本農田快速優化布局研究[J]. 農業資源與環境學報, 2021, 38(6): 946-956.
LIANG Xiaoling, WANG Lu, LI Cheng, et al. Research on the rapid optimization of the layout of permanent basic farmland based on quantity, quality, and ecology[J]. Journal of Agricultural Resources and Environment, 2021, 38(6): 946-956.

基金項目

國家重點研發計劃課題(2020YFD1100205);國家自然科學基金項目(U1901601)

Project supported

The National Key R & D Program of China(2020YFD1100205); The National Natural Science Foundation of China(U1901601)

通信作者

黎誠??E-mail: 47420567@qq.com

作者簡介

梁曉玲(1996-), 女, 廣東茂名人, 碩士研究生, 從事土地資源利用與信息技術研究。E-mail: 2032778064@qq.com

文章歷史

收稿日期: 2021-08-14
錄用日期: 2021-09-13
基于數量、質量、生態三位一體的永久基本農田快速優化布局研究
梁曉玲1 , 王璐1,2,3 , 黎誠4 , 蔡宜泳4 , 任少寶5 , 柯春鵬5     
1. 華南農業大學資源環境學院, 廣州 510640;
2. 廣東省土地信息工程技術研究中心, 廣州 510642;
3. 廣東省土地利用與整治重點實驗室, 廣州 510642;
4. 廣東友元國土信息工程有限公司, 廣州 510642;
5. 廣州市華南自然資源科學技術研究院, 廣州 510610
摘要: 永久基本農田布局優化的研究對保護耕地和保障糧食安全都具有重要的意義。為了實現立足于耕地數量、質量、生態三位一體理念的永久基本農田空間布局快速優化,本研究選取廣東省羅定市作為研究區,從耕地數量、耕地質量、空間形態、空間規劃和生態環境等5個層面構建永久基本農田布局優化指標體系。同時,以GIS技術作為分析工具,采用綜合指標評價法對羅定市的永久基本農田空間布局進行現狀分析及布局優化研究。結果表明,從空間分布來看,調整前后的永久基本農田分布格局基本一致,主要呈中間密四周疏、東西密南北疏的布局特征。布局優化后羅定市的永久基本農田總面積增加了5.2 hm2,相較于調整前的永久基本農田空間布局合理性也有了大幅提高??傮w而言,優化調整后的羅定市永久基本農田不僅確保了耕地數量,提升了耕地質量,優化了空間形態,而且改善了羅定市的生態環境,其空間規劃也得到了一定程度的優化提升。研究表明:耕地地塊布局合理性的評判對永久基本農田劃定工作具有重要作用,未來可根據現狀耕地和永久基本農田的布局合理性進行永久基本農田的調入、調出,有效推進羅定市永久基本農田劃定工作進程;而立足于耕地數量、質量、生態三位一體理念的羅定市永久基本農田布局快速優化方法,也為全國其他糧食主產區的永久基本農田劃定工作提供了借鑒及參考。
關鍵詞: 國土空間規劃    耕地數量    耕地質量    空間形態    永久基本農田    布局優化    羅定市    
Research on the rapid optimization of the layout of permanent basic farmland based on quantity, quality, and ecology
LIANG Xiaoling1 , WANG Lu1,2,3 , LI Cheng4 , CAI Yiyong4 , REN Shaobao5 , KE Chunpeng5     
1. College of Natural Resources and Environment, South China Agricultural University, Guangzhou 510640, China;
2. Guangdong Province Engineering Research Center for Land Information Technology, Guangzhou 510642, China;
3. Guangdong Province Key Laboratory of Land Use and Consolidation, Guangzhou 510642, China;
4. Guangdong Youyuan Land Information Technology Co., Ltd., Guangzhou 510642, China;
5. Guangzhou South China Academy of Science and Technology of Natural Resources, Guangzhou 510610, China
Abstract: Research on the layout optimization of permanent basic farmland is essential for protecting arable land and ensuring food security. To achieve rapid spatial layout optimization of permanent basic farmland based on cultivated land quantity, quality, and ecology, this study selected Luoding City Guangdong Province as the research area, constructing an optimization index system for a permanent basic farmland layout from five levels: cultivated land quantity, cultivated land quality, spatial form, spatial planning, and ecological environment. At the same time, this study used geographic information system technology as an analysis tool and a comprehensive index evaluation method to analyze the current situation and optimize the permanent basic farmland spatial layout in Luoding City. Results show that from the perspective of spatial distribution, the distribution pattern of permanent basic farmland in Luoding City before and after the adjustment is essentially the same, primarily indicating that the middle is dense and the surrounding is sparse, the east and the west are dense, and the north is sparse. After optimizing the layout, the total area of the permanent basic farmland was found to have only increased by 5.2 hm2, and the rationality of its spatial layout was also greatly improved. The permanent basic farmland in Luoding City was optimized and improved in terms of the amount of arable land, arable land quality, spatial form, ecological environment, and spatial planning. Therefore, this study draws the following conclusions: Evaluating the rationality of arable land plot layout plays a critical role in delineating permanent basic farmland. In the future, the transfer of permanent basic farmland can be carried out according to the layout rationality of the current arable land and basic farmland to effectively promote permanent basic farmland delimitation in Luoding City. Moreover, the rapid optimization method of permanent basic farmland layout in Luoding City based on cultivated land quantity, quality, and ecology also provides a reference value for the permanent basic farmland delimitation of other major grain production areas across the country.
Keywords: land and space planning    cultivated land quantity    cultivated land quality    spatial form    permanent basic farmland    layout optimization    Luoding City    

基本農田是指在一定時期內、一定的社會經濟發展條件下,依據土地利用總體規劃確定的不得占用的以滿足區域人口對農產品需求的耕地[1-2]。而永久基本農田則是指對其實行永久性保護的具有土壤肥沃、土質較高、機械化顯著等特征的基本農田[3]。耕地是我國最為寶貴的資源,永久基本農田是耕地的精華[4-5]。因此,對永久基本農田實行全面的特殊保護,不僅能夠在確保國家糧食安全的基礎上,加快推進農業農村現代化,而且有助于深化農業供給側結構性改革,促進國家經濟高質量發展。這一舉措對鄉村振興戰略的實施和生態文明的建設都具有重要的推動作用,是貫徹落實國家新發展理念的應有之義、應有之舉、應盡之責[6]。作為國家級糧產品主產區,耕地是廣東省羅定市最珍貴的本底資源,是農村發展和農業現代化的根基命脈,是本區域糧食安全的基石[7]。

通過梳理相關文獻可以了解到,我國對于永久基本農田劃定與布局優化的相關研究[8-13]已較為豐富,目前的研究多從數量平衡、質量提升等方面進行考慮。董秀茹等[8]從基本農田布局評價的角度進行永久基本農田的空間布局優化研究,以遼寧省東港市為研究區域,從耕地質量和空間形態要素層面選取了農用地等別、坡度、與相鄰土地適宜性等7個指標對該區域的耕地質量進行評價,一定程度上為東港市永久基本農田的劃定提供了初步依據,為永久基本農田的空間布局優化提供參考。聶艷等[9]以土地評價作為理論基礎,從基本農田劃定的“集中”和“質優”入手對湖北省鶴峰縣進行基本農田的劃定與空間布局的調整,使研究結果更加科學合理。文博等[11]在充分考慮耕地數量、質量和空間形態等方面因素的基礎上,還結合了城市開發邊界及生態紅線等空間規劃方面的相關指標,對江西省萍鄉市安源區進行了永久基本農田劃定與空間布局優化研究。該研究成果進一步豐富了國土空間規劃背景下永久基本農田劃定與布局優化的研究思路。

然而,對于永久基本農田布局優化,不僅要考慮永久基本農田的數量、質量、空間形態及與其相關的空間規劃等因素,還需要考慮生態環境方面的因素,以響應國家生態文明建設的號召,實現農業現代化和城鄉綠色發展。從當前的研究成果[14-16]來看,只有少部分學者將生態方面的要素納入永久基本農田布局優化的影響因素指標體系中,忽視了生態安全對其的重要意義。奉婷等[15]在深入剖析耕地質量評價理論與方法的基礎上,綜合考慮研究區耕地的質量、空間形態與生態環境三方面因素,選取相關指標進行了耕地質量綜合評價,并在此基礎上完成了北京平谷區基本農田的劃定工作,為該區域的永久基本農田空間布局方案的設計提供了科學參考。湯俊紅等[16]在對福州市周邊永久基本農田的空間布局進行研究時,也考慮到了生態環境因素對基本農田的影響,并在國土空間背景下采用多因素綜合評價法和核密度估計模型分析了研究區永久基本農田的空間布局特征,為永久基本農田的劃定與布局調整工作提供了新思路。

因此,本研究選取羅定市作為研究區,從耕地數量、耕地質量、空間形態、空間規劃和生態環境等5個層面構建永久基本農田布局優化指標體系。同時,以GIS技術作為分析工具,采用綜合指標評價法對羅定市的永久基本農田空間布局進行現狀分析及布局優化研究,以期為永久基本農田布局優化研究提供一種新思路和新視角。

1 材料與方法 1.1 研究區概況

廣東省羅定市是云浮市的一個縣級市,位于廣東省西部,地處北緯22°25′~22°57′、東經111°03′~111° 52′(圖 1)。地勢呈現西南高、東北低之勢,地貌類型以山地、丘陵和臺地為主,平原較少。羅定市土地總面積233 468 hm2 [17-18]。2017年,羅定市永久基本農田劃定面積為40 359.5 hm2,該市是國家級的糧產品主產區,科學協調生態、農業、城鎮三大空間,合理界定建設用地、農業用地、生態用地,體現了“活力新羅定,魅力新家園”的美好愿景,是確保羅定市可持續發展的基礎。因此,選取羅定市作為研究對象進行國土空間規劃背景下基于數量、質量、生態三位一體的永久基本農田布局優化研究。

圖 1 羅定市行政區劃及地理區位示意圖 Figure 1 Schematic diagram of the administrative division and geographical location of Luoding City
1.2 數據來源

本研究所用數據主要來源于2020年羅定市土地利用總體規劃調整完善數據庫(基于羅定市2017年土地利用總體規劃數據庫)、2018年羅定市耕地質量等別評定成果、“三調”統一時點更新成果和雙評價成果等,各類數據的具體信息如表 1所示。此外,永久基本農田的劃定注重實際操作性,要求落實到地塊,因此本研究結合外業調查以及羅定市基本農田的實際情況,以永久基本農田劃定中確定的保護圖斑為單元進行布局優化研究。

表 1 數據來源信息 Table 1 Data source information
1.3 指標體系

永久基本農田的空間布局優化需要綜合考慮多方面指標因素,在遵循系統性、典型性、動態性、科學性、可行性以及可比性原則的基礎上科學合理地選取評價指標。永久基本農田作為一個涉及自然、社會經濟、生態環境以及利用管理的綜合復雜性系統,指標體系要能夠客觀地反映其空間布局的本質和系統性,并且所選取的每個指標不僅具有代表性,還應有明確的科學內涵,指標數據的獲得也應具有可信度和合理性,能夠直接運用和易于計算。因此,本研究以永久基本農田內涵為出發點,在國土空間規劃背景下參考相關文獻[2, 19-21]并結合研究區域的耕地利用現狀及其永久基本農田的布局特征,選取了永久基本農田面積、耕地質量等別、田塊規整度、連片度、與城市中心距離、生境質量指數、土壤重金屬污染程度、多規合一性等8個較有代表性的指標。這些指標從耕地數量、耕地質量、空間形態、生態環境和空間規劃5個評價維度構建指標體系,為羅定市永久基本農田空間布局合理性評價提供了基礎數據。

1.4 數據處理 1.4.1 指標計算

(1)永久基本農田面積

該指標直接選取土地利用總體規劃調整完善數據庫中的永久基本農田面積(即“JBNTMJ”字段)作為指標數值來表征耕地數量。

(2)耕地質量等別

該指標主要是參照《農用地質量分等規程》(GB/T 28407—2012)中推薦的方法進行選取,因而選擇耕地質量等別評定成果庫中的耕地利用等指數(即“GJLYD”字段)作為耕地質量等別的表征數值,用以評定劃入的永久基本農田質量。

(3)田塊規整度

田塊是進行灌溉、排耕和管理的基本單位,其設計的合理性,即田塊規整度不僅影響耕作條件,而且對耕地生態有很大的影響,田塊規整度也可用于表征具有聚居地功能的田塊的物種豐度。本研究采用景觀生態學中的分維數來表達田塊規整度[22-23]

(1)

式中:FRAC為景觀分維數,代表田塊規整度;P為地塊周長;A為地塊面積。

(4)連片度

連片度通常用來表示在同一質量范圍內,各耕地地塊之間的相連程度。集中連片的基本農田更有利于農田所有者進行農業機械化、產業化和規?;洜I,從而有效減少面源污染,提高農戶經濟效益,提升農用地價值。因此連片度是永久基本農田劃定和布局優化的重要指標[24-25]。為提高工作效率、簡化操作流程,本研究基于ArcGIS軟件設計了一個基于Arcpy庫的可獨立調用的Python模塊。該模塊主要包括兩個工具:永久基本農田預處理工具能對永久基本農田進行連片性分析,得到某個閾值下的永久基本農田分析結果;儲備區連片性分析工具能對儲備區以及永久基本農田預處理結果進行分析,得到儲備區的相對連片分組結果,永久基本農田預處理工具(圖 2)是進行連片度計算的核心手段。完整的連片性分析工具如圖 3所示,用戶只需通過輸入研究區永久基本農田和儲備區劃定圖層,并設定緩沖區距離和相對連片組團的最小面積,即可輸出該區域永久基本農田的組團情況和圖斑間最小距離,得到每個圖斑的連片面積,最后由公式(2)[24]實現連片度的快速計算。

圖 2 永久基本農田預處理工具 Figure 2 The permanent basic farmland pretreatment tool
圖 3 連片性分析工具 Figure 3 The contiguous analysis tool
(2)

式中:P為連片度;Si為連片面積現狀值,hm2;Smin為連片面積最小值,hm2;Smax為連片面積最大值,hm2。連片度指標取值結果范圍為[0, 1]。

(5)與城市中心距離

永久基本農田距離城市中心的距離不僅對耕作便利度造成了很大的影響,對永久基本農田自身的空間形態也具有一定的影響,因此本研究采用該指標因子作為空間形態準則層的表征指標之一[16]。通過ArcGIS軟件的近鄰分析工具對羅定市的永久基本農田地塊與城市中心(羅定市縣政府和各鎮政府)距離進行計算。

(6)生境質量指數

生境質量是指生態系統能夠提供給物種生存所需條件的潛力[26],生境質量指數越高,說明該系統的生態環境越好,能夠為生物生存、生活與繁衍提供更為豐富的資源,且生物多樣性也越豐富。本研究從生態系統質量的定義出發,以羅定市永久基本農田保護為落腳點,圍繞生態系統結構質量、生態系統服務功能、生態系統脅迫和生態系統恢復能力4個方面進行生境質量指數的計算[27-28]。

(7)土壤重金屬污染程度

該指標直接選取“三調”統一時點更新成果數據庫中的土壤重金屬污染程度(即“WRTD”字段)作為指標屬性值來表征生態環境因素對永久基本農田的影響。因其為定性指標,可參考云浮市雙評價成果的要求對指標分級賦分:基本無污染0.8,輕度污染0.6,重度污染0.2。

(8)多規合一性

多規合一是指為解決現有各類規劃(如土地利用規劃、城鄉規劃等)中存在于技術、管理和制度等方面的問題,把現行的多個規劃融合到一個區域上,以便做到一個市縣一本規劃和一張藍圖[29]。立足于國土空間規劃的時代背景,多規合一性對永久基本農田的布局優化也有所影響,且影響程度逐年增大。本研究采用GIS的空間分析工具對預期劃定的羅定市生態紅線、城市開發邊界線等空間規劃數據進行多規合一性指標計算,并在此基礎上參考《生態文明體制改革總體方案》和《省級空間規劃試點方案》[16, 30-31]采取專家咨詢法確定多規合一性分值,具體分級標準:吻合0.8,較吻合0.6,不吻合0。

1.4.2 標準化處理

為保證各項指標之間具有可比性,消除永久基本農田布局優化指標體系中各個指標之間由于量綱不同所造成的數據差異,采用極差標準化方法對各指標進行數據預處理,使之標準化,便于數據之間進行比較[32]。根據指標正負向型選擇規范化公式:

(3)
(4)
1.4.3 研究方法

(1)層次分析法確定權重

確定權重的方法有很多,包括特爾菲法、層次分析法、模糊綜合評判法[33]、灰色關聯度法[34]等。永久基本農田具有“六大特點”,既應選擇自然條件好、集中連片性高、水利與水土保持設施良好、生態環境佳的優質田塊,又應結合當地的城鎮發展,帶有一定的主觀性。故而本研究主要運用層次分析法(AHP)來確定各指標權重系數[26]表 2)。具體步驟如下:

表 2 永久基本農田布局優化指標體系 Table 2 Indicators system for optimization of permanent basic farmland layout

① 首先通過咨詢相關研究領域的多位專家,在綜合分析和評價各項指標的基礎上,依照其經驗初步確定各指標的權重;

② 以上層指標為準則對同一層級的各指標的重要性進行兩兩比較,從而構造比較判斷矩陣;

③ 將判斷矩陣輸入到層次分析法軟件(yaahp)進行一致性檢驗,最終計算得到各項指標的權重(Wi[35-36]。

(2)綜合指標評價法

綜合指標評價法是指選取多個指標,經過標準量化處理后,轉化到同一尺度上以便全面反映評價對象整體情況,進行綜合比較的一種方法[24]。永久基本農田布局合理性綜合指數評價模型如下:

(5)

式中: Fj為羅定市永久基本農田圖斑j的布局合理性綜合指數;Yij為羅定市永久基本農田圖斑ji個指標的標準化值;Wi為第i個指標的權重;n為指標總數。

2 結果與分析 2.1 羅定市永久基本農田布局合理性指數

經上述公式(3)、(4)、(5)計算得到羅定市每個永久基本農田圖斑的綜合指數,使用ArcGIS軟件中的自然間斷點分級法(Jenks)進行聚類與分級,將羅定市永久基本農田布局合理性指數自高到低分為5個級別(表 3),具體空間分布如圖 4所示,可知羅定市永久基本農田布局合理性指數在0.26~0.81范圍內。同時,綜合考慮羅定市的現狀永久基本農田情況,將永久基本農田空間布局劃分為高度合理區、中度合理區、臨近合理區、不合理區四種不同類型區域。

表 3 羅定市永久基本農田布局合理性等級結果 Table 3 Results of rationality grade of permanent basic farmland layout in Luoding City
圖 4 羅定市永久基本農田布局合理性指數空間分布 Figure 4 Spatial distribution map of rationality index of permanent basic farmland layout in Luoding City

(1)一等地空間布局合理性指數為0.55~0.81,各項指標綜合最優,該類型永久基本農田總面積為6 813.6 hm2,主要分布在黎少鎮、素龍街道、羅平鎮和生江鎮,分別占該類型總面積的23.6%、15.0%、13.4% 和12.1%。一等地所在區域地處亞熱帶,陽光充足,雨水充沛,永久基本農田分布相對比較集中,且田塊都較為平整,離城鎮較近,交通與耕作更為便利。同時該區土壤污染程度較低,生境質量指數高,生態環境相對優良,永久基本農田紅線、生態紅線、城市開發邊界線等多項規劃高度吻合,屬于永久基本農田空間布局高度合理區。

(2)二等地空間布局合理性指數在0.48到0.55之間,該區域基本農田各指標綜合值略低于一等地。其所處區位熱量充足,土壤相對肥沃,水資源相對充足,永久基本農田分布較一等地分散,田塊規整度、耕作交通便捷度、多規合一性、生態環境等方面相對于高度合理區有所削弱。故而該區域屬于永久基本農田空間布局中度合理區。該類型永久基本農田總面積為10 657.8 hm2,占全市永久基本農田總面積的26.4%,大多分布在高度合理基本農田的周圍,集中在羅平鎮、素龍街道、連州鎮、太平鎮、羅鏡鎮、船步鎮、黎少鎮和泗綸鎮。

(3)屬于臨近合理區的有三等地和四等地,該區域的空間布局合理性指數在0.37~0.48之間,各指標綜合值相對偏低。與前面兩者相比,該區域的永久基本農田多以“插花”形態分布于各鎮(街道),無論是耕地質量和空間形態方面的指標,還是生態環境和空間規劃方面的指標,其數值都不高,屬于一般水平,具有較大的整治優化潛力。該類型永久基本農田總面積為18 235.6 hm2,占全市永久基本農田總面積的45.2%。

(4)五等地面積較少,總面積為4 652.5 hm2,只占羅定市永久基本農田總面積的11.5%,該區域永久基本農田的空間布局合理性指數在0.26~0.37之間,指標綜合值最低,屬于永久基本農田空間布局不合理區,其零星分布在各鎮(街道)。該類型耕地的質量比較差,生境質量指數普遍偏低,土壤污染程度也相對較為嚴重,永久基本農田紅線、生態紅線、城市開發邊界線等多項規劃的吻合度不高。因此,依據此類型區內的地類圖斑來確定羅定市永久基本農田布局優化方案中所需要調出的基本農田,為羅定市新一輪的永久基本農田劃定工作提供參考。

2.2 羅定市永久基本農田布局優化調整結果 2.2.1 永久基本農田的擬調出

在國土空間規劃背景下,結合羅定市永久基本農田布局合理性指數結果,初步確定調出的永久基本農田面積為4 573.1 hm2,占羅定市永久基本農田總面積的11.3%,擬調出的永久基本農田都是五等地,屬于永久基本農田空間布局不合理區。從空間分布上看,除了羅城街道沒有調出的永久基本農田外,其他各鎮(街道)的永久基本農田布局均進行了調整。其中,泗綸鎮調出的永久基本農田面積最大,有390.6 hm2,占比為8.5%;羅平鎮、素龍街道和羅鏡鎮的永久基本農田布局變化也比較大,分別占羅定市調出永久基本農田總面積的7.1%、7.3%、6.6%(表 4)。經過深入剖析羅定市現狀永久基本農田情況,本研究總結歸納出羅定市擬調出的永久基本農田主要有以下幾種類型:

表 4 羅定市各鄉鎮永久基本農田調出和調入情況統計 Table 4 The transfer out and in townships of permanent basic farmland in Luoding City

① 不穩定利用的耕地;

② 位于生態保護紅線內按要求需退出的耕地;

③ 位于城鎮開發邊界內按要求需退出的耕地;

④ 土壤污染詳查中被嚴格管控的經論證無法恢復治理的耕地;

⑤ 已納入市縣國土空間總體規劃的線性基礎設施占用的耕地。

2.2.2 永久基本農田的擬調入

與上述計算羅定市永久基本農田布局合理性指數進行現狀分析的研究思路類似,在新一輪的國土空間規劃背景下,采用綜合指標評價法,從永久基本農田范圍外的“三調”純耕地圖斑確定調入的永久基本農田。初步確定調入的永久基本農田面積為4 577.9 hm2,占優化調整后羅定市永久基本農田總面積的11.3%。從空間分布上看,調入的永久基本農田主要來自于素龍街道、羅鏡鎮、黎少鎮、生江鎮以及連州鎮耕地綜合質量好且集中連片的的耕地,而屬于中心城鎮的羅城街道、附城街道、雙東街道和龍灣鎮沒有耕地被擬定為調入的永久基本農田(表 4)??梢园l現,擬調入的永久基本農田是具有穩定利用特性的良好水利與水土保持設施的集中連片優質耕地、未劃入永久基本農田的已建和在建高標準農田以及土地綜合整治新增加的耕地。

2.2.3 優化結果分析

表 5可知,布局優化后羅定市的永久基本農田總面積增加了4.8 hm2。一等地面積為14 515.1 hm2,占調整后的永久基本農田總面積的36.0%,所占比例最大,比調整優化前增加了7 701.5 hm2。二等地面積相較于調整優化前也有所增加。三等地、四等地和五等地面積則均比調整優化前減少,減少面積總和為9 922.5 hm2。這說明羅定市永久基本農田布局優化調整方案更為優良,對實現永久基本農田的科學合理空間配置具有參考價值。

表 5 羅定市調整后永久基本農田布局合理性等級結果 Table 5 Results of rationality grade of permanent basic farmland layout after adjustment in Luoding City

從空間分布(圖 5)來看,調整后的永久基本農田分布格局主要呈現中間密四周疏、東西密南北疏的布局特征??傮w上,布局優化后羅定市的永久基本農田相較于調整前其空間布局合理性有所提升。也進一步說明了經過對永久基本農田空間布局的調整,羅定市在確保耕地數量、提升耕地質量及優化空間形態的同時,還從一定程度上改善了生態環境、優化了空間規劃。

圖 5 羅定市調整后永久基本農田布局合理性指數空間分布 Figure 5 Spatial distribution map of the rationality index of the permanent basic farmland layout after adjustment in Luoding City
3 討論

本研究以永久基本農田內涵為出發點,基于國土空間規劃編制視角,將生態要素納入永久基本農田布局優化指標體系中,從耕地數量、耕地質量、空間形態、空間規劃和生態環境等5個層面因地制宜地補充完善了區域永久基本農田布局優化方法,為永久基本農田布局優化提供了一種新思路,為完善國土空間規劃編制提供了參考。

此外,為解決連片度指標計算復雜、耗時、工作量大的問題,本研究基于ArcGIS軟件設計了一個基于Arcpy庫的可獨立調用的Python模塊(即連片度計算工具)。該模塊能夠實現連片度的快速計算,不僅簡化了操作流程,還有效提高了工作效率。

當然,本研究仍存在一些不足之處:一是評價指標的確定及量化。采用層次分析法進行指標的選擇與賦權,存在主觀性較強等問題。在之后的研究中可以主客觀結合采用熵權法和層次分析法對永久基本農田布局優化的評價指標進行量化,以保證其客觀性與科學性。二是并未考慮到永久基本農田、城鎮開發邊界和生態紅線三要素的優先次序及重要性對永久基本農田布局優化造成的不同結果和影響。因此,協調永久基本農田、城鎮開發邊界和生態紅線之間的動態平衡以實現更為合理永久基本農田的布局是下一步研究的重點。

總體來說,如何把現有的永久基本農田布局調整技術與信息化管理結合以實現永久基本農田快速優化布局是未來發展的趨勢。

4 結論

(1)從評價結果來看,羅定市的現狀永久基本農田空間布局處于臨近合理的狀態,在布局優化方面仍有較大的提升空間。耕地地塊布局合理性的評判對永久基本農田劃定工作具有重要作用。未來可根據現狀耕地和永久基本農田的布局合理性進行永久基本農田的調入、調出,有效推進羅定市永久基本農田劃定工作進程。

(2)在“兩山”理論、大數據挖掘、信息時代和新時代國土空間規劃的背景下,本研究立足于耕地數量、質量、生態三位一體理念,綜合耕地數量、耕地質量、空間形態、空間規劃和生態環境5方面的要素探究羅定市永久基本農田布局優化方法,為豐富基本農田劃定研究提供了新的思路。同時,本研究也為全國其他的糧食主產區的永久基本農田布局優化提供了借鑒及參考。另外,在指標計算方面,利用Python語言調用Arcpy庫快速計算連片度,在一定程度上提高了永久基本農田劃定的工作效率。

參考文獻
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