基于生态服务功能提升的高标准农田建设的分区方法

刘春芳，乌亚汗，王 川

（1.西北师范大学地理与环境科学学院，兰州 730070； 2. 甘肃省土地利用与综合整治工程研究中心，兰州 730070）

0 引 言

随着“藏粮于地”国家战略的深入落实，高标准农田建设已在全国范围内广泛开展，对促进我国农业增效、农民增收、农村发展发挥了重要作用[1]。高标准农田建设既是土地管理的重要手段，也是生态文明建设的主要抓手[2]。随着生态文明理念的不断落实和耕地多功能管理转型需求，高标准农田建设也迫切需要向生态型转变，在增加耕地面积、提高耕地质量的同时，实现高标准农田建设的“生产发展—生活富裕—生态良好”三位一体功能提升。

高标准农田建设是利用土地平整、土壤改良、灌溉与排水、农村道路等工程措施对土地资源及其利用方式的再组织和再优化。近些年来，学界对高标准农田建设分区方法、标准已进行了广泛而深入的探讨。已有的分区研究多以“耕地质量提升”为主导视角，即以粮食生产功能提高为切入点，基于区域耕地质量评价，采用空间自相关、K-means聚类、突变级数模型等方法划分耕地质量等级，依据等级及障碍因素确定高标准农田建设方向[3-5]。也有学者以耕地质量均匀度为切入点，应用耕地质量均匀度评价模型划分耕地等级，或以耦合协调度为切入点，依据耕地适宜性和空间稳定性综合价值确定高标准农田建设区域[6-7]。总体来看，当前的高标准农田建设分区多以耕地质量的空间差异性为基础，依据区域耕地质量评价对建设进行分区，对土地的生产功能关注较多，而对耕地的生态功能关注不足。

生态系统服务是指人类从生态系统中所获得的各种惠益，是人类赖以生存和发展的资源与环境基础[8-9]。土地利用和生态系统服务有着密切的关系，它可显著提升生态系统服务能力[10-11]，耕地更是维持自然及半自然生态系统结构过程完整性和区域生态安全格局不可或缺的组成部分[12-13]。可见，高标准农田建设亟须通过生态理念注入实现耕地生态服务功能与生产功能增强同步提升。生态型高标准农田建设分区是以区域已有农田或位于整备区的农田为对象，从环境改善与地力提升的角度出发，根据不同地域农田服务功能提升需求的差异性和相似性，将其划分为不同建设类型区。高标准农田建设分区的目的，是为了加强对农田规划建设的空间指导与约束，并进行有效的工程措施配置。

随着耕地生态服务功能提升与生产功能增强同步成为高标准农田建设主要目标，面向生态服务功能提升的高标准农田建设分区及调控已成为生态型农田建设有效实施的重要前提。因此，论文以典型县域为例，试图将生态系统服务功能提升纳入到高标准农田建设分区的理论分析与实践探索中，探讨生态型高标准农田建设分区方法，并提出生态型高标准农田建设的分区调控策略。理论上，这不仅能够厘清高标准农田建设与生态系统服务的互动关系，从而更准确地理解生态型高标准农田建设的本质，凸显土地整治的“山水林田湖草生命共同体”综合整治效应；实践上，分区调控策略的提出有利于完善高标准农田建设项目运行机制，对维持土地利用系统的生态保育功能和实现可持续发展至关重要。

1 关系框架与研究思路

1.1 高标准农田建设与生态系统服务的关系框架

建立生态系统服务与高标准农田建设工程措施间的有效连接，是实现高标准农田建设多功能提升的关键，同时也是该领域迫切需要解决的问题。由于建设后的区域土地利用结构、景观格局、环境要素均发生了变化[14-15]，会对区域生态系统过程产生影响，进而引起生态系统功能及服务的变化。因此，需要基于生态学、地理学及耕地多功能管理等理论[8]，从高标准农田建设实施的生态环境效应入手，去厘清高标准农田建设工程措施与生态系统服务功能间的作用关系。

生境质量是指在一定的时间和空间中生态系统提供适宜个体与种群持续发展与生存条件的能力，是对人类生存繁衍、生产生活的适宜程度，是一切生态系统功能和服务的前提和基础，更是人类福祉提升的关键环节[16-17]。高标准农田建设中的土地平整、灌溉与排水、田间道路、农田防护与生态环境保持等一系列工程措施会改变区域生境的结构与组成要素，随之对生境斑块之间的物质流、能量流循环过程产生影响，进而改变了区域生境的生产能力和服务功能[18]。土壤保持服务是指生态系统为人类提供侵蚀控制、减少水土流失的调节性能力和效益[19-20]。土地平整和土壤改良工程通过对土地的平整，可有效降低区域的坡度、起伏度等地形地貌条件，减少土地侵蚀[21]。灌溉与排水工程会使区域地表水系的网络结构改变，也会影响渗透、深渗透或表面径流等某些水文过程[22]，进而影响水系相关的生态过程，调节区域土壤保持服务。农田防护及生态环境保护工程能有效提高建设区植被覆盖度，降低风速，减少水分蒸发，调节农田小气候[23-24]，改善土壤保持能力。

图 1 高标准农田建设工程措施与生态系统服务间的关系框架Fig. 1 Relationship between well-facilitated farmland construction measures and ecosystem services

碳固持服务是指生态系统通过将大气中的 CO2转化为土壤有机碳和土壤无机碳，参与调节大气碳含量的能力和效益[19-20,25]。土地平整工程大型机械的使用可导致土壤团聚体破裂、分散, 从而破坏土壤有机质的物理保护,使其暴露于微生物分解之下，可能会造成土壤有机质含量下降[26]。但在土壤改良措施中，有机肥施用能显著提高土壤活跃有机碳含量，进而增强土壤有机碳的氧化稳定性。灌溉与排水工程可以通过刺激植被及其根部的活性可促进旱地中碳酸钙的形成[27]，从而促进无机碳库固持。农田防护及生态环境保护工程的建设，能有效提高建设区植被覆盖度，进而提高地上和地下碳固持能力。

食物供给服务是指生态系统为人类提供食物产品的能力和效益[19-20]。土地平整和土壤改良工程通过对田块修筑和地力提升，可以增加表层土壤的厚度，影响土壤养分循环等相关生态过程，从而改善土壤质地和土壤水分状况[28-29]，并且通过集约节约改造增加耕地数量，提高粮食等供给服务能力。水库、蓄水池、水渠等水源及输水工程建设可以提高农业灌溉水的利用系数，有效增加保证灌溉面积，从而提高粮食供给能力。农村道路工程的实施，可有效改善农田与市场通达状况，提高产品供给效率。

1.2 研究思路

当前高标准农田建设考虑的重点是通过工程技术等措施，实现耕地质量优良、农田集中连片、基础设施配套、生态景观格局合理和空间布局稳定等建设目标。因此，本论文在已有目标的基础上，以县域行政村为基本研究单元，进一步从生境质量、土壤侵蚀量、碳固持服务和食物供给服务这 4个方面去优化建设分区，进而提出针对性的调控策略。首先，运用 InVEST（Integrated Valuation of Ecosystem Services and Tradeoffs）模型对各行政村生境质量、土壤保持、碳固持和食物供给 4项生态系统服务进行评估，进而借助聚类分析法分析各类生态系统服务的空间分异；其次，通过比较低值和次低值区域的集聚，识别各行政村主要低值生态系统服务类型，并基于该服务类型的障碍性主导因素，将其划分为可调控与不可调控 2种类型；第三，利用高标准农田建设工程措施与生态系统服务间的关系框架，依据可调控限制因素确定不同区域高标准农田建设的主导方向，提出生态型高标准农田建设分区方案及建设措施。

2 研究区概况、数据获取与研究方法

2.1 研究区概况

甘肃省榆中县地处黄土高原西部，属于典型的温带干旱、半干旱大陆性气候，年平均气温6.7℃，无霜期150d左右，降雨量小且蒸发量大，年均降雨量373 mm，蒸发量1350 mm左右。区内地形复杂，地势南高北低、中部平坦。南部为高寒石质山区，北部为沟壑纵横的黄土丘陵区，南北两山之间是川塬丘陵沟壑区（图2）。2015年底，榆中县总人口44.67万人，土地总面积3308.64 km2。县域经济水平较低，城乡二元结构明显。耕地面积12.55万hm2，但耕地质量总体不高，其中质量最差的14等耕地占到全县耕地总面积的 76.99%。作为全国设立的 500个高标准农田建设示范县之一，截止2015年底，榆中县累计实施土地整治总规模为 1.11万hm2，土地规模经营和农业现代化进程促进效果明显[30]。尽管如此，还有近90%的低质量耕地需要整治，同时，单纯的“田、水、路、林”工程措施也需要引入生态服务理念。

2.2 数据获取

本文所需数据如下：①土地利用数据源于榆中县土地利用变更调查数据（2015年）；②数字高程模型（DEM）数据来源于地理空间数据云，分辨率为30m，使用ArcGIS软件中水文分析工具将下载的原始 DEM 数据进行填洼处理以矫正误差；③土壤数据来源于榆中县第二次土壤普查报告（2008年）与榆中县农用地分等定级数据库资料（2015年）；④气象数据来源于中国气象数据共享网和榆中县气象局（2015年）；⑤NDVI数据基于Landsat TM遥感影像使用 ENVI5.1软件的波段计算工具计算得到；⑥粮食单产数据来源于课题组2016年9月至12月对研究区进行的分层随机抽样问卷[31]。所有空间数据统一为Albers投影，WGS_1984坐标系，30 m空间分辨率。

图2 研究区位置及高程图Fig.2 Location and elevation of study area

2.3 研究方法

2.3.1研究单元

考虑到研究区高标准农田建设的基本实施单位为行政村，以及内部地形地貌、土壤、水文、气候等自然特征和社会经济特征的相对一致性，本文生态系统服务现状的评估及建设分区均以行政村为研究单元。这也有利于研究成果的决策利用及管理依据。

2.3.2生态系统服务评估

研究区自然环境脆弱，水土流失严重。针对该区域自然条件及发展水平，结合高标准农田建设的“集中连片、设施配套、高产稳产、生态良好”等基本要求，从生境质量、土壤保持、碳固持和食物供给 4个方面对榆中县生态服务及耕地质量现状进行评估。利用ArcGIS分区统计功能，计算各行政村各类生态服务栅格（30m×30m）平均值，并用自然断点法将其分类为高、次高、中、次低和低5个等级。

1）生境质量

使用 InVEST模型中的生境质量模块（Habitat Quality）对榆中县生境质量状况进行评估，该模型中的生境是指被物种占有并可为其提供资源和生存及繁育的空间[30]。模型需要自定义区域生境威胁源，考虑到建设用地是所有土地利用类型中人类活动较为集中的地类，它会对区域生物多样性造成威胁，本文将所有建设用地设为威胁源，其余不同的地类代表了不同的生境类型[32]。计算公式：

式中，Qxj为生境类型j中x栅格的生境质量指数；Dxj为生境类型j中x栅格的生境退化度；Hj为生境类型j的生境适宜度，值域为[0,1]；k为半饱和常数，取最大生境退化度（由模型运算一次得到）的一半；z为归一化常量，通常设为2.5[33]。

2）土壤保持

由于地处黄土高原区，榆中县长期以来遭受着较为严重的水土流失。因此，识别土壤侵蚀量的空间分布对于高标准农田建设具有重要意义。使用InVEST模型中泥沙输出（Sediment Delivery Rate）模块评估该县2015年的土壤保持情况，模型基于修正土壤流失通用方程（RUSLE）对区域土壤侵蚀量进行估算。计算公式为：

式中，A是年均土壤侵蚀量，t /(hm2·a)；R为降雨侵蚀因子 ， MJ·mm/(hm2·h·a)； K 为 土 壤 可 侵 蚀 因 子 ，t·hm2·h·/(hm2·MJ·mm)；LS 为坡长坡度因子；P 为工程措施因子；C为植被覆盖因子。各因子计算方法如下：

① 降雨侵蚀因子由 Wischmeier经验公式计算[34]，Pi和P分别代表月平均降雨量（mm/月）、和年平均降雨量（mm/a）：

② 土壤可侵蚀因子由Sharpley等[35]人提出的 EPIC方程求得，该方程通过土壤有机碳含量和土壤颗粒组成（砂粒、粉粒和粘粒百分含量）来计算土壤可侵蚀程度。

③ 坡度坡长因子运用经过填洼处理的DEM数据由模型自动计算得到（坡度阈值设置为25°）。

④ 工程措施因子是反映植被管理措施差异引起的土壤流失的差别，取值范围是[0,1]，0表示防侵蚀措施较好，1表示无防侵蚀措施，参考已有研究[36]，建设用地取0，耕地取0.4，其余地类为1。

⑤ 植被覆盖因子通过以下公式计算[37]：

式中，f为植被覆盖度，通过归一化植被指数（NDVI）计算：

3）碳固持

碳固持服务是生态系统中重要的一种调节服务，陆地生态系统通过将碳元素固持在土壤和植被中来调节大气中碳的含量。采用InVEST模型中碳（Carbon）模块来评估榆中县生态系统碳固持空间分布。计算公式：

式中，Ctot为碳固持总量，t /hm2，Cabove为地上生物碳，Cbelow地下生物碳，Csoil为土壤有机碳，Cdead为死亡有机物碳。计算过程中所需的碳密度参数见参考文献[38-40]。

4）食物供给

食物供给是农业生态系统中较为重要的一项服务，也是高标准农田建设的主要提升服务类型，对人类的生存和发展起到至关重要的作用。作为兰州市主要的粮食生产区，评估榆中县食物供给情况显得尤为重要。结合研究区实际情况，食物供给的类型有粮食、油料、蔬菜和瓜果，对应的土地类型是耕地。本文通过结合榆中县土地利用数据和实地调查数据评估全县的食物供给情况，计算公式为：

式中，Gi为行政村 i的食物供给量，t/hm2；Gsumi为行政村i村粮食单产，t；Si为行政村i耕地面积，hm2。

2.4 障碍性主导因素识别及分区划定

2.4.1 障碍性主导因素识别

在各类生态系统服务价值评估的基础上，确定低值生态系统服务发挥的障碍性主导因素。进一步对这些因素进行诊断和分析，将其是否具备可调控性作为建设分区的基础。根据研究评估的生态系统服务类型及价值构成，将影响因素中的水土保持工程措施因子、植被覆盖因子、土壤质量及灌溉保证率等指标，作为影响生态系统服务的“后天”因素。这意味着可以通过政策调整、工程和生物措施补给等途径，使人为影响发生方向性改变。土壤可侵蚀因子、坡长坡度因子、碳密度可以通过工程措施进行改善，也属于可调控因素。而降雨量、生境适宜度、威胁源及其胁迫水平等自然环境因素，是人力不可改变或在短期内无法大规模改变的，是影响生态系统服务的不可调控因素。

2.4.2 建设的分区划定

高标准农田建设分区主要是解决“缺什么、如何补”的问题，需要从整治工程措施可改造和消除的各种主导型障碍因素入手。首先，通过各行政村生境质量、土壤保持、碳固持和食物供给 4类生态系统服务价值低值和次低值的集聚分析，明确各研究单元主要低值生态服务类型。然后，对各类服务类型的限制性主导因素的可调控性识别，根据高标准农田建设措施与生态系统服务功能间的关系框架，对可调控障碍因素与建设措施相匹配，确定高标准农田建设的分区主导方向。在构建过程中也可能出现同一区域存在2种或2种以上服务功能值较低的情况，说明该区域的生态系统服务功能发挥受 2种或以上功能类型限制，同时由于生态系统服务之间存在着彼此竞争、权衡以及消长的关系，所以按照协同因素优先处理。

3 结果与分析

3.1 生态服务功能空间格局与分异

对榆中县域生态服务的生境质量、土壤保持、碳固持和食物供给四大功能进行评估，得到各个功能的空间分布格局，可以发现存在着明显的空间分异（图3）。

生境质量在空间上呈现出“由西南向西北不断减小”的分布态势。高值区域主要位于南部石质山地区，包括马坡、新营和小康营等乡（镇），这一区域雨水充沛，植被覆盖度高，且兴隆山保护区位于该区域，因此生境质量普遍较高（平均生境质量0.80以上）；低值区主要分布于北部黄土丘陵沟壑区及中部洪积平原区，以园子岔乡、上花岔乡、城关镇、定远镇等乡（镇）为主，北部常年干旱少雨，植被稀疏，地形破碎，主要土地类型为荒草地和旱地，因而生境质量普遍较低（平均生境质量 0.23左右），中部由于是全县城镇及工农业发展的集中区，分布有较大面积的建设用地，生境适宜度低，生境质量较差。

图 3 榆中县生态系统服务空间分异图（2015年）Fig.3 Spatial differentiation of ecosystem services in Yuzhong county(2015)

土壤侵蚀量空间差异较大。高值区主要分布于西北部黄土丘陵山区，以园子岔、上花岔等乡镇为主，这一区域植被稀疏，地势起伏较大，土壤以灰钙土为主，土壤可蚀性较高，水土保持能力普遍较低（平均土壤侵蚀量20.56 t/(hm2·a)左右）；低值区域主要位于南部马啣山和兴隆山自然保护区及中部河谷盆地区，主要包括马坡、新营、城关、定远等乡镇，这一区域植被覆盖度高，地形较为平坦，土壤以高山和亚高山草甸土为主，径流侵蚀力较弱（平均土壤侵蚀量0.80 t/(hm2·a)左右）。

碳固持服务空间分布呈现出“由南向北不断递减”的格局。高值区与生境质量高值区基本重合，包括马坡、新营和小康营等乡镇，这一区域雨水较多，植被覆盖度高，土壤以高山和亚高山草甸土为主，土壤持水、保水能力较强，微生物数量和活性较高，碳固持服务普遍较高（平均碳储量103.77t/hm2以上）；低值区分布面积较大，主要分布于北部、中东部黄土丘陵山区，以园子岔、上花岔等乡镇为主，这一区域常年干旱少雨，植被稀疏，土壤以灰钙土为主，土壤持水、保水能力较差，微生物数量和活性较低，因而碳固持服务普遍较低（平均碳储量14.44t/hm2左右）。

食物供给服务空间分布呈现出“南北山地低，中部盆地高”的分布态势。高值区域主要位于中部河谷盆地区，包括城关、定远和三角城 3个乡镇，这一区域地势平坦，土壤肥沃，灌溉保证率高，食物供给服务能力较高（平均粮食产量4.21 t/(hm2·a)以上）北部青城镇由于临近黄河灌区，耕地类型以水田和水浇地为主食物供给服务最高，平均达10.41 t/(hm2·a)；低值区主要分布于北部黄土丘陵山区（兴隆山自然保护区无耕地分布，粮食产出为零），以园子岔、上花岔等乡镇为主，这一区域地形破碎，降雨量小，无灌溉水源，以山旱地为主，食物供给服务能力较低（平均粮食产量1.98 t/(hm2·a)左右）。

3.2 主导障碍性因素识别

榆中县域生境质量低值及次低值集聚总规模168 931 hm2，占研究区总面积的51.06%，集中分布在青城镇三合村、红岘村，来紫堡乡冯家湾村、方家泉村，园子岔乡万羊村、青碾村等11个乡镇的90个村。地貌类型包括北部黄土丘陵梁峁和中部洪积平原。北部黄土丘陵梁峁区地形破碎，耕地均为旱地，利用等别为13-14等；土种主要为灰钙土、黄绵土、黑垆土，耕层质地构型以均质中壤和均质轻壤为主，有效土层厚度100～120 cm，土层厚，土壤理化性状较差，耕层有机质含量平均为11.8 g/kg；由于田块规模较小，机械化耕作水平较低，田块内部路网还未形成，该区域生境质量可调控障碍因素主要为土壤质量、植被覆盖因子。中部洪积平原区地势平坦，耕地均为水浇地，利用等别为9-10等；土种主要为灌淤土、黑垆土，耕层质地构型以均质中壤和均质重壤为主，有效土层厚度100～180 cm，土层厚，土壤理化性状良好，耕层有机质含量平均为14.4 g/kg，可耕性强；交通便捷，该区域生境质量可调控障碍因素为灌溉保证率、植被覆盖因子。

土壤保持低值及次低值集聚规模124 591 hm2，占研究区总面积的20.61%，集中分布在青城镇三合村、红岘村，园子岔乡万羊村、青碾村等20个乡镇的161个村。由于该区地处黄土丘陵山地向黄河谷地过渡区域，地形陡峻，起伏度较大。耕地类型均为陡坡旱地，利用等别以14等为主，土种主要为灰钙土，耕层质地构型以均质轻壤为主，有效土层厚度100 cm，土壤理化性状差，耕层有机质含量平均为 11.3 g/kg，土壤贫瘠，可耕性差。该区域土壤保持可调控障碍因素主要为坡度因子、土壤养分因子、土壤可侵蚀因子、水土保持工程措施因子和植被覆盖因子。

碳固持服务低值及次低值区域分布较广，集聚规模225 979 hm2，占研究区总面积的68.3%，集中分布在青城镇三合村、红岘村，来紫堡乡冯家湾村、方家泉村，园子岔乡万羊村、青碾村等20个乡镇的158个村。主要位于北部和东部的黄土丘陵梁峁，耕地以旱地为主，利用等别为11～14等。土种主要为灰钙土、灰褐土、黑垆土，耕层质地构型以夹粘中壤、均质中壤和砂底中壤为主，有效土层厚度40～120 cm，土壤理化性状良，耕层有机质含量平均为12.6g/kg。机械化耕作水平较低，田块内部路网还未形成。该区域碳固持服务可调控障碍因素主要为土壤有机质含量、植被覆盖因子。

食物供给服务低值及次低值集聚面积212 585 hm2，占64.25%，集中分布在青城镇三合村、苇茨湾村，来紫堡乡东坪村、方家泉村，园子乡金营村、大岘村等17个乡镇的 125个村。主要位于北部和东部的黄土丘陵梁峁及南部石质山地，耕地以旱地为主，利用等别为 12-14等。土种主要为灰钙土、黑垆土，耕层质地构型以均质中壤和均质轻壤为主，有效土层厚度100～120 cm，土壤理化性状较差，耕层有机质含量平均为 12.1 g/kg。机械化耕作水平较低，田块内部路网还未形成。该区域食物供给服务障碍因素主要为灌溉保证率因子、土壤养分因子、土壤质地因子。

3.3 建设分区及调控

综合生态系统服务低值类型和障碍性因素特征，将榆中县高标准农田建设分成四种分区类型: 生境质量提升主导型、食物供给-碳固持服务提升主导型、土壤保持-生境质量服务提升主导型、食物供给-生境质量-碳固持服务提升主导型（图4）。

生境质量提升主导型：该类型区分布在榆中县中部洪积平原区。区内耕地面积达50023.04 hm2，占区域总耕地面积的39.63%。区内耕地质量好、耕地等别较高，基础设施条件基本完善，且多围绕县域中心分布，交通区位条件较好。但由于是城镇发展集中区，区域生境质量较低。这一区域高标准农田建设重点以生境营造为主。通过生态型建设措施实施，改变土壤水分、日照时长、风环境等小气候因子，为生物群落营造适宜的生存条件，通过冷岛效应改善区域生境质量。

图4 高标准农田建设分区图Fig.4 Zoning of well-facilitated farmland construction

食物供给-碳固持服务提升主导型：该类型区分布在榆中县东部黄土丘陵区，区内耕地面积达49 523.19 hm2，占区域总耕地面积的39.23%。该区域土壤有机质和养分含量相对较低，耕地等别不高，但耕地集中连片性较好，基础设施提升空间较大。针对区域耕地质量偏低的现状，这一区域高标准农田建设重点以肥力提升为主。通过土壤改良、增施有机肥、秸秆还田、秸秆切碎及对腐还田等措施提高土壤肥力及碳固持能力。

土壤保持-生境质量服务提升主导型：该类型区分布在榆中县西北部黄土丘陵区，区内耕地面积10 548.59 hm2，占区域总耕地面积的8.36%。该区域耕地分布较少，土壤贫瘠，以 15～25度陡坡地为主。针对区域耕地质量普遍偏低、生境质量较差的现状，这一区域高标准农田建设重点实施坡改梯，增大田块连片程度，并在坡改梯的基础上，大力推广横坡种植，绿肥免耕等保持水土的耕作方式，减缓地面径流，保持水土。

食物供给-生境质量-碳固持服务提升主导型：该类型区分布在榆中县北部丘陵区，区内耕地面积16 145.47 hm2，占区域总耕地面积的12.79%。该区域土壤肥力较低，有效土层厚度较薄，坡度相对较大，耕地质量等别低。这一区域高标准农田建设主要以肥力提升、水保防治为主。通过降坡平整，提高耕地蓄水、保肥能力，并通过客土培肥及增施有机肥，增加有效土层厚度，改良土壤结构，提升各项生态服务能力。

4 结论与讨论

1）论文提出了一套基于生态系统服务评估的生态型高标准农田建设分区划定的思路与方法。即：以高标准农田建设的基本单位——行政村为研究单元，采集多源数据，运用InVEST模型评估了各行政村生境质量、土壤保持、碳固持和食物供给 4项生态系统服务值。在分析其空间差异的基础上，找到各行政村主要低值生态系统服务类型，进而通过识别影响从高标准农田建设生态环境效应的可调控障碍性因子，确定不同类型的建设分区。

2）榆中县域生态服务存在着明显的空间分异。其中：生境质量在空间上呈现出“由西南向西北不断减小”的分布态势。土壤侵蚀量空间差异较大，受制于地形地貌及植被覆盖等因素，高值区主要分布在西北部黄土丘陵山区，低值区域主要位于南部自然保护区及中部河谷盆地区。与生境质量相似，碳固持服务空间分布也呈现出“由南向北不断递减”的格局。由于中部河谷盆地区水土条件较好，食物供给服务空间分布呈现出“南北山地低，中部盆地高”的分布态势。

3）在生态系统服务空间差异及可调控障碍性因子识别的基础上，得到 4种榆中县生态型高标准农田建设的分区类型: 生境质量提升主导型、食物供给-碳固持服务提升主导型、生境质量-碳固持服务提升主导型、生境质量-食物供给-碳固持服务提升主导型。

4）针对不同类型的高标准农田建设分区，提出了相应的调控措施。生境质量提升主导型分区，重点通过节水灌溉技术的应用推广去提升该区域的生境质量；生境质量-水土保持服务提升主导型分区，重点通过实施坡改梯工程，推广横坡种植，绿肥免耕等保持水土的耕作方式，从而达到减缓地面径流、提升生境质量的目的；粮食供给-碳固持服务提升主导型分区，此类区域耕地集中连片性较好，基础设施提升空间较大，重点在于通过工程措施增强土壤肥力及碳固持能力；生境质量-粮食供给-碳固持服务提升主导型分区，该区域广泛分布于北部丘陵区，重点通过客土培肥、坡改梯、增施有机肥等提升土壤肥力，从而达到提高生境质量，增加粮食供给和增强碳固持能力。

生态型高标准农田的建设是在特定制度框架和经济技术条件下一个不断完善的过程。当前的高标准农田建设强调了耕地质量与规模、农田水利设施配套及景观格局与空间组织，在此基础上，论文梳理并构建了高标准农田建设工程措施与生态系统服务间的关系框架。但在关系构建过程中主要考虑了高标准农田建设实施后长期的生态环境效应，并且假定工程的实施是在表土层剥离等规范施工前提下进行，对于建设期间由于不合适施工而造成短期的土壤面蚀、风蚀等影响并未纳入考量范畴。对土地平整、道路和排灌工程初期整理区原生、次生自然植被和人工植被面积减少和退化等现象和问题也未能充分考虑。同时，生态系统服务之间存在着此消彼长的权衡关系或彼此增益的协同关系，科学理解和权衡这些作用关系也都需要在后续的研究中加以深化。