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基于空间自相关的贵溪市耕地保护分区研究

2017-04-08汪晓燕赵小敏匡丽花

浙江农业学报 2017年3期
关键词:分区耕地区域

汪晓燕,赵小敏,郭 熙,匡丽花

(江西农业大学 江西省鄱阳湖流域农业资源与生态重点实验室,江西 南昌 330045)

基于空间自相关的贵溪市耕地保护分区研究

汪晓燕,赵小敏*,郭 熙,匡丽花

(江西农业大学 江西省鄱阳湖流域农业资源与生态重点实验室,江西 南昌 330045)

利用多因素综合评价和空间自相关分析(LISA),对贵溪市耕地综合质量及保护分区进行研究。结果表明,贵溪市耕地综合质量分值在39.08~89.88之间,整体水平较高,高分值耕地主要分布在中部河谷平原区。村级耕地综合质量在空间分布上呈现出一定的空间集聚性特征:正相关类型(HH型和LL型)区域集聚性较强,局部空间差异小,与高分值耕地区域空间分布一致;负相关类型(HL型和LH型)区域分布零散,无明显的相对集中区域。根据耕地质量综合评价和局部空间自相关分析结果,将贵溪市耕地分为重点型、适宜型、调控型和后备型等4类,结合不同类型的特点,对不同保护区域提出有针对性的保护措施。

耕地质量;局部空间自相关;耕地保护分区

耕地是保障国家粮食安全、社会可持续发展及生态环境稳定的重要物质基础。随着我国城镇化的不断深化,耕地资源承载力日渐增大,耕地保护亦变得越发重要。2015年5月26日,习总书记在论及耕地保护工作时指出“要像保护大熊猫一样保护耕地”,并提出耕地保护绝对不能有任何闪失,耕地数量红线与质量红线要“双到位”。但在工作实践中,耕地保护的绩效并不明显,往往出现注重数量而轻视耕地质量的情况,导致耕地质量总体水平逐渐趋于下降;因此,科学合理地进行耕地质量综合评定以及空间定位是耕地保护得以真正“落地”及保障粮食安全、维持社会可持续发展、保护生态环境的重要保证。

近年来,有关耕地综合质量评价的研究主要集中在评价的内容[1-2]、方法[3-4]和尺度[5-9]等几个方面,其中评价的内容主要涉及耕地的自然条件、基础设施水平、区位条件、政策因素等[9-12],而关于耕地质量的生态条件及空间分布的研究较少[13-17]。鉴于此,本研究在综合考虑耕地质量等级更新与耕地地力评价成果的基础上,从耕地自然质量、区位条件及生态安全3个方面构建耕地质量综合评价体系,采用空间自相关分析(LISA)的方法,对贵溪市耕地综合质量在空间上的分布特征进行探究,据此进行贵溪市耕地保护分区研究,并根据不同保护分区提出相应的保护策略。

1 材料与方法

1.1 研究区概况

贵溪市地处赣东北、信江中游。境内以低山丘陵地貌为主,其中丘陵、山地占土地总面积的71%。全市辖3个街道、14个镇、7个乡。截至2013年底,全市总人口56.73万,土地总面积249 279.21 hm2,耕地面积51 998.65 hm2,占全市土地总面积的20.96%,其中水田、旱地、水浇地面积分别为46 938.68、3 980.48、1 082.09 hm2。

1.2 数据来源

研究数据包括:(1)文件成果资料,主要包括贵溪市统计年鉴及城乡规划、交通水利规划、新农村规划等相关规划的成果文件及资料;(2)图件成果资料,主要包括2013年贵溪市土地利用现状变更图,最新土壤图、地形图及其他矢量图件等;(3)数据库成果资料,主要包括2013年1∶10 000贵溪市土地利用变更调查数据库、2011年贵溪市耕地质量等级更新数据库、贵溪市土地利用总体规划数据库(2006—2020年)、贵溪市耕地地力评价数据库等。

1.3 贵溪市耕地质量综合评价

1.3.1 评价单元与指标体系

耕地质量主要受当地气候条件、土壤条件、地形条件及人类活动等影响。本研究结合当地耕地资源特点,以贵溪市2013年土地利用现状变更图中的耕地图斑为基本评价单元,依据耕地质量等级更新与耕地地力评价成果及以往研究[18],从耕地自然质量、区位条件及生态安全3个方面选取13个指标评价贵溪市耕地综合质量,并邀请国土、土壤、生态、规划等学科12位专家,采用特尔菲法(Delphi)经过2轮打分进行指标权重赋权(表1),构建贵溪市耕地质量综合评价指标体系。

指标体系共包括3个准则层(自然质量、区位条件和生态安全)和13个指标层。耕地自然质量反映基础地力水平,包括耕地质量、立地条件及空间形态相关指标[14, 19-21],其中:选取土壤化学性状和物理性状的相应指标来表征耕地质量[18];立地条件反映耕地利用的自然基础条件,选取坡度、灌溉保证率和排水条件来表征[20-21];空间形态指标通过田块规整度及耕地连片性来表征[14, 22]。区位条件主要通过道路通达度、耕作便利度和农贸市场影响度来表现其差异性[23];耕地生态安全性以所处生态安全的位置来确定[14]。

具体地:表层土壤质地和剖面构型反映的是耕地的物理状况;有机质含量是土壤养分状况的表征;土壤pH值是土壤化学性状的反映,对耕地土壤的肥力质量具有重要影响;地形坡度对耕地利用条件具有明显的限制作用,贵溪市属于东部丘陵山地区,境内丘陵山地分布较广,地形坡度对耕地质量的影响较大;灌溉保证率和排水条件反映了耕地基础设施状况;耕地空间形态完整一方面有利于农业机械化运作,提高耕地产能,另一方面有利于生态功能的发挥,田块规整度和耕地连片性能有效反映耕地空间形态;道路通达度和农贸市场影响度表征运输条件和农产品销售的便利性,耕作便利度指的是农户到耕地地块的距离,较好的耕地区位条件有利于提升耕地资源的可利用性和便利度;耕地的生态安全反映耕作生产对周边生态系统的影响度,生态系统风险度越小、生态安全性越高,对人类耕作限制越小、耕作越适宜,耕地质量也越高。

1.3.2 评价因子量化处理

采用赋值法对评价指标进行量化处理,各因素的量化标准参照《贵溪市农用地分等成果技术报告》,并依据实际情况进行适当调整。其中:土壤理化性质及耕作条件根据耕地质量等级更新及耕地地力评价工作原理建立相应的隶属度分级标准;田块规整度的量化标准借鉴分维数(FRAC)来进行表述;耕地连片性运用极差标准法及自然裂点法(natural breaks)进行赋值;区位条件指标属于扩散型指标,参照《农用地定级规程》,采用衰减法进行赋值;生态安全将耕地所处生态安全格局位置按非生态用地、生态用地过渡区、生态用地辅助区、生态用地核心区等4级分区进行相应的赋值。由于各指标性质对耕地综合质量的影响方式及程度不同,本研究对各指标采用[0,100]的闭合区间进行统一赋值,最终形成指标量化分级表(表1)。

1.3.3 评价模型

采用多因素综合评价与逐级修正模型评价耕地综合质量,具体计算公式如下:

(1)

式(1)中:M(lq)i为耕地地块i的综合评价分值;M(lj)i为耕地地块i的第j个自然条件评价分值;W(lj)i为耕地地块i的第j个自然条件评价的权重;f(Lc)i为耕地地块i区位条件通达性修正系数;f(Es)i为生态安全性修正系数。

1.4 局部空间自相关分析

空间自相关分析是研究地理事物某一属性值与其相邻的要素是否存在空间相关性的一种统计分析方法,正相关表明具有一致的变化趋势,负相关反之,可以分为全局空间自相关和局部空间自相关[24]。其中局部空间自相关分析指的是某一空间单元S与其邻域空间单元Si就某一属性在局部空间上表现出的相关性程度[25]。本研究采用局部空间自相关分析,以Local Moran’sI为统计量,探索耕地综合质量在空间上的关联性,并以此为依据,得出耕地质量保护分区方案。Local Moran’sI的模型如下:

(2)

其中,

(3)

式(2)~(3)中,I∝表示空间位置α局部空间自相关指数值;Zα表示空间位置α的观测值标准化后的值;ωαβ表示α与β之间的邻近关系,即空间权重;B为与空间位置α相邻接的样本数;xα表示空间位置α的实际观测值;A为空间单元位置的个数。

1.4.1 空间权重

空间权重矩阵的确定是进行空间自相关分析必不可少的前提与关键[26]。相关研究表明:一般情况下,空间权重矩阵的确定按照空间位置关系可以分为基于邻接关系、距离和k-最近点的3种权重矩阵,其中基于邻接关系确定权重矩阵的方法可以按空间位置的邻接关系分为Rooks、Queens、Bishops、kings等。本研究以行政村为空间评价单元,按照以上的4种邻接关系进行邻接矩阵的确定,分析各种邻接关系得出空间邻接性频率直方图。结果显示,基于Rooks邻接关系分析出的最符合空间正态分布特征,因此本研究基于Rooks邻接关系确定空间权重。

1.4.2 空间单元与空间变量

由于研究区范围较大,耕地图斑过于碎小会对结果产生影响,故本研究将耕地图斑的耕地质量综合分值向行政村进行转换。转换方法采用以面积加权求和的方式进行,公式如下:

(4)

式(4)中:Rγ表示第γ个行政村按面积加权转换后的综合质量指数;Rθγ表示行政村γ中第θ个耕地地块的综合质量指数;Sθγ表示行政村γ中第θ个耕地地块的实际面积;θ表示行政村γ中耕地地块的个数。

表1 贵溪市耕地质量综合评价指标体系

Table 1 Comprehensive evaluation indicator system of cultivated land quality in Guixi City

准则层Criterionlayer指标层Indexlayer指标分级标准Indexclassificationstandard10080604020权重Weight自然质量Naturalquality土壤物理性状Soilphysical表层土壤质地Soiltextureinsurfacelayer壤土Loam砂壤土Sandyloam黏土Clay砂土Sand砾质土Gravellysoil0.125properties剖面构型Profileconfiguration1级Level12级Level23级Level34级Level45级Level50.125土壤化学性状Soilchemical有机质含量Soilorganicmattercon-tent/%≥4[3,4)[2,3)[1,2)<10.15properties土壤pH值SoilpH[6.0,7.9)[5.5,6.0)[5.0,5.5)[4.5,5.0)<4.50.10立地条件地形坡度Slope≤2(2,6](6,15](15,25]>250.12Sitecondition灌溉保证率Irrigationguaranteerate充分满足Wellmet—基本满足Met一般满足Barelymet无灌溉条件Noirrigation0.10排水条件Drainagecondition无洪涝灾害Noflood—丰水年暴雨后有短期洪涝灾害Floodafterheavyraininrainyyears丰水年大雨后有洪涝灾害Floodafterraininrainyyears一般年大雨后有洪涝灾害Floodafterraininnormalyears0.08空间形态Spaceform田块规整度Fieldregularity≤1.02(1.02,1.06](1.06,1.1](1.1,1.5]>1.50.10耕地连片性Soilconnectivity≥30[20,30)[10,20)[5,10)<50.10区位条件Geographiccondition道路通达度Roadaccessibility≤0.31(0.31,1.23](1.23,1.84](1.84,2.45]>2.450.40农贸市场影响度Marketinfluence≤1.54(1.54,6.67](6.67,11.03](11.03,16.58]>16.580.40耕作便利度Tillagefacility≤0.02(0.02,0.09](0.09,0.14](0.14,0.18]>0.180.20生态安全Ecologicalsafety生态安全格局Ecologicalsecuritypattern1级Level12级Level23级Level34级Level4—1

2 结果与分析

2.1 耕地综合质量评价结果与分析

耕地综合质量评价结果显示,贵溪市耕地综合质量指数在39.08~89.88之间,耕地质量加权平均综合指数为63.61,耕地质量分值在平均值以上的耕地面积占总耕地面积的67.02%,表明贵溪市耕地综合质量较高,但区域间差异较大。根据耕地综合质量指数高低及最大相似性原理,采用自然裂点法将评价结果划分为4个等级(图1-A):Ⅰ级,>69.4;Ⅱ级,>61.44~69.4;Ⅲ级,>53.32~61.44;Ⅳ级,>39.08~53.32。

从整体上看,贵溪市大部分的耕地质量都处于平均水平以上,耕地生产潜力较高。从总体空间分布来看(表1),Ⅰ级占全市耕地总面积的25.57%,主要集中于中部河谷平原区,从行政尺度上来看,主要分布在罗河镇、周坊镇、余家乡、雷溪乡,该类型区耕地不仅自然质量条件优越、集中连片度高,而且耕地利用条件和生态质量也最优,基本无约束条件限制;Ⅱ级耕地质量等级面积所占比重最高,达35.61%,在各乡镇中所占比例相对均匀,其中洪塘镇、志光镇、河潭镇、周坊镇比例稍微大些;Ⅲ级和Ⅳ级分别占贵溪市耕地总面积的26.19%和12.63%,大多零星地穿插在其他类型区耕地中,无明显的集中分布。总体而言:研究区中部河谷平原区自然条件优越,地势相对平坦,土地利用类型以水田为主,并且靠近贵溪市中心城区,交通便利,农贸市场布局集中,是域内农业发展的重点区域;北部地区耕地集中分布,并且农村居民点的分布也相对集中,农户与耕地地块的距离即耕作距离近,通过一定的努力可以改善耕地的区位条件,提高耕地综合质量;南部边境属于中高丘陵区,耕地相对较少且

表2 贵溪市耕地质量综合评价结果及类型划分零碎分布,大多来源于林地及坡地开发,耕作自然条件相对恶劣,土地利用类型多以旱地为主,村庄与田块的距离较远,农户耕作条件不便,受地形影响,区位条件相对较差。

Table 2 Comprehensive evaluation result and type classification of cultivated land quality in Guixi City

类型Type面积Area/hm2面积占比Proportion/%图斑数SpotquantityⅠ级LevelⅠ13297.7025.577668Ⅱ级LevelⅡ18514.0635.6110453Ⅲ级LevelⅢ13619.0026.198199Ⅳ级LevelⅣ6567.9012.633794

2.2 耕地质量空间差异分析

利用GeoDa软件对贵溪市耕地综合质量指数在村级尺度上进行空间自相关分析,结果显示:Global Moran’sI值为0.731 825,在95%置信区间情况下其数值大于0,并且Zscore为正且远大于1.96,表明空间分布上是集聚的,并呈现出较强的正相关性,即耕地质量综合指数相对一致的村级行政单元具有明显的集聚性与区域差异性。

根据分析,Local Global Moran’sI指数值大于0的空间评价单元占79.72%,表明在行政村尺度上,耕地的综合质量在局部上表现出均质性。根据空间评价单元的标准化值Std-D和空间滞后值Lag-D的不同正、负值进行组合,将贵溪市耕地依据质量划分为4种类型的区域,即正相关类型的HH型、LL型,负相关类型的LH型、HL型(图1-B)。

对不同类型区进行统计发现,在不同显著性水平下,属于正相关类型的HH型、LL 型的村级行政单位占57.54%,占相对优势,即表现出局域均质性(表3)。

从空间上来看,HH型区域主要沿中部信江边缘及北部分布,其分布格局与耕地质量Ⅰ级的分布基本吻合,主要集中在中部的罗河镇、余家乡及北部的周坊镇,此类型区域内耕地综合质量高,范围广,区域局部之间呈现强烈的空间正相关性;LL型主要分布在南部,中部滨江乡、河潭镇也有相应的分布,LL型区域内耕地综合质量均低于平均水平;HL 型与LH型耕地在贵溪市范围内零星分布(图1-B)

表3 贵溪市村级耕地质量综合指数局部空间自相关类型汇总

Table 3 Types of local spatial autocorrelation in scale of village in Guixi City

自相关类型Autocorrelationtype参数组合Parameter个数No.比例Proportion/%HHStd-D>0,Lag-D>09142.92HLStd-D>0,Lag-D<06932.55LHStd-D<0,Lag-D>0219.91LLStd-D<0,Lag-D<03114.62

A,耕地综合质量评价;B,自相关类型;C,耕地保护分区A, Comprehensive evaluation on quality of cultivated land; B, Autocorrelation types; C, Protection zoning图1 贵溪市耕地质量综合评价结果及耕地保护分区Fig.1 Result of quality comprehensive evaluation and type classification of cultivated land in Guixi City

2.3 基于空间局部自相关的耕地保护分区

基于区域发展理论及实践,依据空间扩散(HH、LL型)和空间极化(HL、LH型)效应,并结合贵溪市空间聚集图对贵溪市耕地进行保护分区(图1-C)

2.3.1 耕地保护分区结果与保护措施

针对耕地综合质量,将耕地保护划分为重点型、适宜型、调控型以及后备型4类。其中:HH型区域耕地综合质量评价分值高,且周边均为高分值耕地,表现出一定的均质性,应划入重点型区域,进行重点保护,禁止一切建设占用;与之相反,LL型耕地质量综合指数相对较低,应划入后备型,对其进行全面综合性整治;HL型耕地类似于耕地质量综合指数高的耕地,集中于中部,低指数的耕地对其进行包围,由于空间极化的影响,中间的高指数耕地极易被周围的低指数耕地所影响,质量下降,故此类型区应划入适宜型,对周边耕地进行适当改造;与HL型区域相反,LH型区域属于耕地综合质量分值较低的中心点被周边分值较高的耕地所包围,根据相关影响,中心的低值区域会被周边高分值区域同化,因此应该划入调控型。

基于以上分析,将贵溪市耕地保护划分为重点型、适宜型、调控型以及后备型4类(图1-C),各区域空间分布与空间自相关类型空间分布一致,并将各分区与耕地综合质量进行对比分析(表4)。

(1)重点型。此类型耕地面积为22 597.04 hm2,占全市耕地总面积的43.46%,其中耕地综合质量等级以Ⅰ、Ⅱ级为主,分别占耕地面积的22.13%和18.56%,IV级的比例只有0.03%。从空间分布来看,该类型区耕地主要分布在罗河镇、周坊镇、余家乡、雷溪乡、流口镇和龙虎山镇。

(2)适宜型。此类型耕地面积为14 448.47 hm2,占全市耕地总面积的27.79%,耕地综合质量等级Ⅰ级的面积较少,仅占2.89%,主要以Ⅱ级和Ⅲ级为主,分别占全市耕地总面积的11.27%和11.58%。从空间分布来看,该类型区耕地在各乡镇中所占比例相对均匀,其中洪塘镇和文坊镇比例稍微大些,志光镇和滨江乡也有部分分布。

(3)调控型。此类型耕地面积最少,为4 113.93 hm2,仅占全市耕地总面积的7.91%。从耕地综合质量等级分布来看,Ⅰ级耕地的比例只有0.45%,以Ⅱ级和Ⅲ级为主。从空间分布来看,该类型区耕地大多都是零星地穿插在其他类型区耕地中,主要集中在冷水镇和耳口乡。

(4)后备型。该类型区耕地面积10 839.20 hm2,占20.85%,Ⅳ级耕地所占比例为4种类型区中最高的,达10.31%,I级耕地所占比例是最低的,仅0.10%。从空间分布来看,主要分布在泗沥镇和河潭镇,塘湾镇和洪塘镇也有小部分分布。

2.3.2 耕地分区保护措施

(1)重点型。即信江中部罗河镇、雷溪乡、余家乡、龙虎山镇及北部周坊镇等耕地综合质量高值区域,该区域属于优质耕地集中区域,各方面条件都处于较高水平,基本上没有任何限制因素。对于重点型区域内的耕地应实行重点保护,禁止一切非农建设占用。此区域的耕地保护重点在于提高耕地的生产能力。首先应划入基本农田进行特殊保护,或者直接纳入高标准基本农田建设区域,实行更加严格的管理措施;同时建立新型现代化农业示范基地,告别传统农业,提高耕地生产能力,保障粮食安全。

表4 贵溪市耕地综合质量与耕地保护分区对比

Table 4 Protection zoning and comprehensive quality in Guixi City

保护分区ProtectionzoningⅠ级LevelⅠ面积Area/hm2比例Proportion/%Ⅱ级LevelⅡ面积Area/hm2比例Proportion/%Ⅲ级LevelⅢ面积Area/hm2比例Proportion/%Ⅳ级LevelⅣ面积Area/hm2比例Proportion/%总计Total面积Area/hm2比例Proportion/%重点型Keytype11505.6622.139650.4018.561427.502.7513.480.0322597.0443.46适宜型Suitabletype1504.522.895862.2811.276021.4311.581060.242.0414448.4727.79调控型Regulationtype234.550.452189.444.211557.683.00132.260.254113.937.91后备型Backuptype52.970.10811.931.564612.398.875361.9210.3110839.2020.85

(2)适宜型。即沿HH型区域分布的HL型所对应区域,主要集中在志光镇、洪塘镇、滨江乡周边、塘湾镇和文坊镇。依据该区域耕地“内高外低”的特点,为防止中心高质量耕地被影响,对处于周边低质量耕地应依据不同限制因素提供相应的改善措施,积极扩大“内高”耕地的影响。相对于重点型,此类型区耕地本底条件、区位条件及生态质量依旧处于较优位置,但空间分布相对零散,主要是由于建设用地的楔入、占用分割导致,因此可以通过土地权属调整或土地平整工程等增大耕地连片性;同时,对中心高质量耕地进行积极保护,改良后,此区域的耕地可纳入永久基本农田保护区进行积极保护。

(3)调控型。即LH型所对应的耳口乡、冷水镇和樟坪乡周边等区域。此区域耕地具有“外高内低”的特点,因此对此区域的耕地除了对周边高质量耕地进行积极保护,防止中心低指数耕地的影响外,还应该把重点集中在“内低”耕地的改良上,根据不同的限制因素进行分类并采取相应的改造措施。对于主要因耕地自然质量导致的耕地综合质量下降的地块,可首先采取一定的土壤改良措施,以提高耕地的本底条件,例如测土配方施肥、土壤培肥等;对于耕地利用条件不理想的地块,则应该以兴修水利措施、加强建设田间生产道路等为主;对于耕地空间形态分散、破碎度严重的耕地,应适当采取土地平整、土地空间布局优化措施,提高耕地的连片性;对于因生态质量下降所导致的耕地综合质量降低的地块,一方面可通过减少优质耕地中零星地块的数量,改善破碎程度,提高耕地景观生态安全;另一方面,应注意人地矛盾的上升及城镇化的扩张,在提升耕地质量的同时还应该注意生态安全建设。综上,此类型耕地区通过适当的改造提升,可适度纳入贵溪市基本农田划定范畴进行保护,但应注意耕地生产力及生态安全的协调。

(4)后备型。即中北的泗沥镇、河潭镇以及塘湾镇的东南角等区域。此区域的耕地综合质量相对较差,地块分散,空间格局呈破碎化、条带状,不论是自然条件、区位条件还是生态安全性等方面都相对来说较差,对于此区域的改良措施应差别对待,需从各方面各角度进行综合整治与保护,针对不同方面的欠缺进行“因地制宜”的整治。该区域内的耕地不适合直接划入基本农田,可以作为基本农田整备区进行综合整治。

3 结论与讨论

本研究结合耕地的自然、经济、生态等属性,从自然质量、区位条件和生态安全3个方面选取13项指标,对研究区耕地综合质量进行评价,并根据评价结果结合空间自相关分析,在村级行政尺度上,以评价结果确定的耕地质量综合指数为空间变量,探讨研究区耕地综合质量属性的空间分布特性,提出相应的保护分区。通过研究发现:

(1)贵溪市耕地质量整体水平较高,综合质量指数在39.08~89.88之间,加权平均综合指数为63.61,大部分的耕地质量都处于研究区平均水平以上,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ级分别占耕地总面积的25.57%、35.61%、26.19%和12.63%。Ⅰ、Ⅱ级高分值耕地多集中分布在中部罗河镇、余家乡、雷溪乡及西北部洪塘镇、周坊镇和志光镇;Ⅲ、Ⅳ级低分值耕地多分布在南部文坊镇、冷水镇、余家乡、樟坪乡及东北部的泗沥镇和滨江乡。从整体上来看,贵溪市中东部耕地综合质量普遍高于西南部。

(2)贵溪市耕地综合质量具有较强的空间正相关性,Local Global Moran’sI指数值大于0的空间评价单元占79.72%。空间分布上,空间自相关分析(LISA)结果与耕地综合质量分级结果保持了较高的一致性。HH型综合质量高,分布范围广,涵盖了几乎所有的Ⅰ级耕地;LL型耕地综合质量较差,耕地等级以Ⅲ、Ⅳ级为主;HL型和LH型多零星分布。

(3)结合耕地综合质量评价和空间自相关分析结果提出耕地保护分区方案。针对耕地综合质量的空间集聚性,将耕地保护划分为重点型、适宜型、调控型和后备型4类,分别占到耕地总面积的43.46%、27.79%、7.91%和20.85%。依据不同类型区域的特征,提出相应的耕地保护措施。

总体来看,本研究提出的分区方案不仅考虑了耕地数量、质量,还综合考虑了耕地的空间属性,为耕地精准化管理提供新思路。但空间自相关分析具有尺度上的依赖性,因研究尺度不同,集聚性会随之发生变化。本研究仅在村级行政尺度上对贵溪市耕地综合质量进行空间自相关分析,耕地保护分区的结果也只是以村级为单位。在以后的耕地保护分区研究中,可能需要以更小尺度的网格化或地块化等更精细的分析单元进行研究,必要时甚至需跨越行政单元,以进一步提高研究的精度。

[1] 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].ActaPedologicaSinica, 2012, 49(6): 1210-1217. (in Chinese with English abstract)

[2] 陈印军, 肖碧林, 方琳娜, 等. 中国耕地质量状况分析[J]. 中国农业科学, 2011, 44(17): 3557-3564. CHEN Y J, XIAO B L, FANG L N, et al. The quality analysis of cultivated land in China[J].ScientiaAgriculturaSinica, 2011, 44(17): 3557-3564. (in Chinese with English abstract)

[3] 于东升, 张广星, 张忠启, 等. BIO-NORM与NORM耕地质量评价方法对比研究[J]. 土壤学报, 2011, 48(2):238-245. YU D S, ZHANG G X, ZHANG Z Q, et al. Comparative study of BIO-NORM and NORM for evaluating cultivated land quality[J].ActaPedologicaSinica, 2011, 48(2): 238-245. (in Chinese with English abstract)

[4] 钱凤魁, 王秋兵, 边振兴,等. 凌源市耕地质量评价与立地条件分析[J]. 农业工程学报, 2011, 27(11):325-329. QIAN F K, WANG Q B, BIAN Z X, et al. Farmland quality evaluation and site assessment in Lingyuan city[J].TransactionsoftheChineseSocietyofAgriculturalEngineering, 2011, 27(11): 325-329. (in Chinese with English abstract)

[5] 吴飞, 濮励杰, 许艳, 等. 耕地入选基本农田评价与决策[J]. 农业工程学报, 2009, 25(12):270-277. WU F, PU L J, XU Y, et al. Evaluation and decision-making for selecting cultivated land into prime farmland[J].TransactionsoftheChineseSocietyofAgriculturalEngineering, 2009, 25(12): 270-277. (in Chinese with English abstract)

[6] 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].TransactionsoftheChineseSocietyofAgriculturalEngineering, 2011, 27(4): 336-339. (in Chinese with English abstract)

[7] 李婷, 林爱文, 高云,等. 高标准基本农田建设分区研究——以湖北省赤壁市为例[J]. 江苏农业科学, 2015, 43(2):396-399. LI T, LIN A W, GAO Y, et al. Research on the construction of high standard basic farmland: Taking Chibi City, Hubei Province as an example[J].JiangsuAgriculturalSciences, 2015, 43(2): 396-399. (in Chinese)

[8] 袁天凤, 张孝成, 邱道持, 等. 基于GIS的重庆市丘陵山地耕地质量评价与比较[J]. 农业工程学报, 2007, 23(11):101-107. YUAN T F, ZHANG X C, QIU D C, et al. Cultivated land quality evaluation among hills and mountains of Chongqing City based on GIS[J].TransactionsoftheChineseSocietyofAgriculturalEngineering, 2007, 23(11): 101-107. (in Chinese with English abstract)

[9] 王瑞燕, 赵庚星, 陈丽丽. 基于ANN—产量的耕地地力定量评价模型及其应用[J]. 农业工程学报, 2008, 24(1):113-118. WANG R Y, ZHAO G X, CHEN L L. Evaluation model of cultivated land fertility using artificial neural network and productivity and its application[J].TransactionsoftheChineseSocietyofAgriculturalEngineering, 2008, 24(1): 113-118. (in Chinese with English abstract)

[10] 宋戈, 梁海鸥, 林佳, 等. 黑龙江省垦区耕地利用综合效益评价及驱动力分析[J]. 经济地理, 2010, 30(5):835-840. SONG G, LIANG H O, LIN J, et al. Evaluation on the comprehensive benefit of cultivated land use and analysis on the driving forces in Heilongjiang reclamation area[J].EconomicGeography, 2010, 30(5): 835-840. (in Chinese with English abstract)

[11] RESHMIDEVI T V, ELDHO T I, JANA R. A GIS-integrated fuzzy rule-based inference system for land suitability evaluation in agricultural watersheds[J].AgriculturalSystems, 2009, 101(1/2):101-109.

[12] 关小克, 张凤荣, 郭力娜, 等. 北京市耕地多目标适宜性评价及空间布局研究[J]. 资源科学, 2010, 32(3):580-587. GUAN X K, ZHANG F R, GUO L N, et al. A suitability evaluation of cultivated land in Beijing for multi-purposes use and its spatio-temporal investigation[J].ResourcesScience. 2010, 32(3): 580-587. (in Chinese with English abstract)

[13] 汪晓燕, 赵小敏, 郭熙. 基于耕地质量综合评价的贵溪市基本农田划定研究[J]. 江西农业大学学报, 2016, 38(3):573-580. WANG X Y, ZHAO X M, GUO X. Delimitation of permanent basic farmland based on the comprehensive evaluation of the quality of the cultivated land in Guixi City[J].ActaAgriculturaeUniversitatisJiangxiensis, 2016, 38(3): 573-580. (in Chinese with English abstract)

[14] 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].TransactionsoftheChineseSocietyofAgriculturalEngineering, 2014, 30(1): 200-210. (in Chinese with English abstract)

[15] 韦仕川, 熊昌盛, 栾乔林,等. 基于耕地质量指数局部空间自相关的耕地保护分区[J]. 农业工程学报, 2014, 30(18):249-256. WEI S C, XIONG C S, LUAN Q L, et al. Protection zoning of arable land quality index based on local spatial autocorrelation[J].TransactionsoftheChineseSocietyofAgriculturalEngineering, 2014, 30(18): 249-256. (in Chinese with English abstract)

[16] 熊昌盛, 谭荣, 岳文泽. 基于局部空间自相关的高标准基本农田建设分区[J]. 农业工程学报, 2015, 31(22):276-284. XIONG C S, TAN R, YUE W Z. Zoning of high standard farmland construction based on local indicators of spatial association[J].TransactionsoftheChineseSocietyofAgriculturalEngineering, 2015, 31(22): 276-284. (in Chinese with English abstract)

[17] 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].TransactionsoftheChineseSocietyofAgriculturalEngineering, 2015, 31(23): 222-229. (in Chinese with English abstract)

[18] 王新盼, 姜广辉, 张瑞娟, 等. 高标准基本农田建设区域划定方法[J]. 农业工程学报, 2013, 29(10): 241-250. WANG X P, JIANG G H, ZHANG R J, et al. Zoning approach of suitable areas for high quality capital farmland construction[J].TransactionsoftheChineseSocietyofAgriculturalEngineering, 2013, 29(10): 241-250. (in Chinese with English abstract)

[19] 吴飞, 濮励杰, 许艳, 等. 耕地入选基本农田评价与决策[J]. 农业工程学报, 2009, 25(12):270-277. WU F, PU L J, XU Y, et al. Evaluation and decision-making for selecting cultivated land into prime farmland[J].TransactionsoftheChineseSocietyofAgriculturalEngineering, 2009, 25(12): 270-277. (in Chinese with English abstract)

[20] 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].TransactionsoftheChineseSocietyofAgriculturalEngineering, 2008, 24(10): 46-51. (in Chinese with English abstract)

[21] 郑新奇, 杨树佳, 象伟宁, 等. 基于农用地分等的基本农田保护空间规划方法研究[J]. 农业工程学报, 2007, 23(1):66-71. ZHENG X Q, YANG S J, XIANG W N, et al. Spatial planning method for the basic farmland protection based on the farmland classification[J].TransactionsoftheChineseSocietyofAgriculturalEngineering, 2007, 23(1): 66-71. (in Chinese with English abstract)

[22] 周尚意, 朱阿兴, 邱维理, 等. 基于GIS的农用地连片性分析及其在基本农田保护规划中的应用[J]. 农业工程学报, 2008, 24(7):72-77. ZHOU S Y, ZHU A X, QIU W L, et al. GIS based connectivity analysis and its application in prime farmland protection planning[J].TransactionsoftheChineseSocietyofAgriculturalEngineering, 2008, 24(7): 72-77. (in Chinese with English abstract)

[23] 涂建军, 卢德彬. 基于GIS与耕地质量组合评价模型划定基本农田整备区[J]. 农业工程学报, 2012, 28(2):234-238. TU J J, LU D B. Consolidation area delimitation for supplemental prime farmland based on GIS and combined quality assessment model[J].TransactionsoftheChineseSocietyofAgriculturalEngineering, 2012, 28(2): 234-238. (in Chinese with English abstract)

[24] ANSELIN L. Local indicators of spatial association—LISA[J].GeographicalAnalysis, 1995, 27(2):93-115.

[25] 马晓冬, 马荣华, 徐建刚. 基于ESDA-GIS的城镇群体空间结构[J]. 地理学报, 2004, 59(6):1048-1057. MA X D, MA R H, XU J G. Spatial structure of cities and towns with ESDA-GIS framework[J].ActaGeographicaSinica, 2004, 59(6): 1048-1057. (in Chinese with English abstract)

[26] 杨开忠, 冯等田, 沈体雁. 空间计量经济学研究的最新进展[J]. 开发研究, 2009, 141(2):7-12. YANG K Z, FENG D T, SHEN T Y. The last study on space measurement economy[J].ResearchonDevelopment, 2009, 141(2): 7-12. (in Chinese with English abstract)

(责任编辑 高 峻)

Protection zoning of cultivated land based on local spatial autocorrelation in Guixi City

WANG Xiaoyan, ZHAO Xiaomin*, GUO Xi, KUANG Lihua

(KeyLaboratoryofPoyangLakeBasinAgriculturalResourcesandEcologyofJiangxiProvince,JiangxiAgriculturalUniversity,Nanchang330045,China)

In the present study, the quality of cultivated land and protection zoning in Guixi City were studied by multi-factor comprehensive evaluation and local spatial autocorrelation analysis (LISA). It was shown that the comprehensive quality value of cultivated land in Guixi City varied from 39.08 to 89.88, reaching moderate and upper levels generally. The high-quality cultivated land was located in the central valley plain area. The positive spatial autocorrelation of cultivated land quality which contained the High-High type (HH) and the Low-Low type (LL) emerged as cluster and had a powerful agglomeration, while the negative spatial autocorrelation which included the High-Low type (HL) and Low-High type (LH) barely had a concentrate region, and most of them distributed dispersedly with barely outstanding regular pattern. According to the spatial agglomerate characteristics of natural quality of cultivated land in Guixi City, the protection zone of cultivated land was divided into 4 sub-regions, which included the key type, the suitable type, the regulation type and the backup type, and protection measures were put forwarded according to the sub-region schemes.

cultivated land quality; local spatial autocorrelation; protection zoning of cultivated land

10.3969/j.issn.1004-1524.2017.03.20

2016-10-31

国家自然科学基金项目(41361049);土壤与农业可持续发展国家重点实验室(中科院南京土壤研究所)开放课题(0812201202)

汪晓燕(1993—),女,江西浮梁人,硕士研究生,主要从事土地利用规划方面的研究。E-mail: Wangxyan27@163.com

,赵小敏, E-mail: zhaoxm889@126.com

F323.2

A

1004-1524(2017)03-0489-09

浙江农业学报ActaAgriculturaeZhejiangensis, 2017,29(3): 489-497

http://www.zjnyxb.cn

汪晓燕,赵小敏,郭熙,等. 基于空间自相关的贵溪市耕地保护分区研究[J]. 浙江农业学报,2017,29(3): 489-497.

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