“永农”视角下耕地资源“双评价”的研究

杜素娇，夏敏峰，汤江龙

(1.东华理工大学，330013，南昌；2.江西省自然资源厅国土资源勘测规划院，330025，南昌)

0 引言

“农，天下之本也。”中国的农耕文明辉煌灿烂，稻作历史约有7 000年，粮食安全是经济发展、社会稳定、国家自立的基础，是事关国计民生的大事。然而，伴随着社会经济的快速发展，人口的不断增长，我国的耕地资源不断减少，再加上自然灾害的频繁发生，国际形势瞬息万变，粮食安全警钟长鸣。永久基本农田是耕地中的精华，划定和保护永久基本农田，是国家长治久安的基础。在有限的资源环境中，要做到既支撑经济发展又保障粮食安全，首先要做的就是摸清耕地资源环境的本底容量。按照自然资源部办公厅2020年1月出台的《资源环境承载能力和国土空间开发适宜性评价指南(试行)》(自然资办函【2020年】127号)，通过耕地资源承载能力与种植业生产适宜性评价，认识耕地资源环境禀赋特点，找出其优势与短板，发现农业生产功能指向下耕地资源环境承载能力和种植业生产适宜程度，为统筹优化永久基本农田布局提供基础支撑。

基本农田划定从1988年开始起步，30多年来，永久基本农田的相关研究不断丰富和全面，最近一轮永久基本农田划定于2018年结束，全国划定了1.033 333亿hm2永久基本农田。近年来，仅从永久基本农田布局优化角度来看，学术研究也非常丰富，例如基于农用地利用等别[1-2]、适宜性与生产潜力综合评价[3]、土壤生态环境[4]、生物多样性[5]等方面构建指标体系，研究划定永久基本农田的方法。或是采用耕地综合质量评价，结合LESA方法[6-7]、空间聚类法[8]、逼近理想点法[9]，对永久基本农田进行空间布局。为了提高预测的科学性，学者们引入了LANDSCAPE模型、Logistic-CA模型、ANN-CA模型，基于此来综合考虑永久基本农田划定与城市扩张的冲突[10-12]，经过众多的实践研究，越来越多的学者已经意识到单一考虑永久基本农田布局已经不能满足划定要求了，于是，在国土空间规划的背景下，统筹生态红线、永久基本农田和城市开发边界成为研究的重点[13-16]。这些永久基本农田的研究大多是只基于理论研究的，很难在实际工作中得以执行，可操作性较差。而“双评价”的研究目前也重点在于方法及体系的建立[17]，或者对土地资源[18-19]、城市开发边界[20-21]、生态红线[22]的运用思考，及对统筹三区三线[23]的建议，均是在省市级层面的评价，针对县级永久基本农田却鲜有研究。在国土空间规划编制工作全面开展，永久基本农田亟需整改优化的背景下，研究切实可操作的方案是迫切需要的。

本文以江西省浮梁县为研究区，旨在探讨从永久基本农田划定的角度，基于指南的要求，根据研究区实际情况，来选取相应的评价指标，构建评价体系，对区域的耕地资源环境承载能力和种植业生产适宜情况进行评价，作为今后优化永久基本农田的空间约束与指引，计算出可划定永久基本农田的上限，提出只有在此范围内划定永久基本农田，才能做到最大限度地保护优质耕地、保障粮食安全。

1 研究区域概况、数据基础与研究思路

1.1 研究区域概况

江西省景德镇市浮梁县地处江西省东北部，位于东经E117°01′～117°42′，北纬N29°09′～29°56′。土地总面积为2 851.57 km2，东西宽约66 km，南北长约87 km。东接婺源县和安徽省休宁县；南邻乐平市与昌江区；西毗鄱阳县；北抵安徽省东至县与祁门县。浮梁县以中低山和丘陵为主，东、西、北三面为山地，是典型的低山丘陵地区，耕地资源紧缺。浮梁县全县辖10个镇、7个乡、1个工业园区。2017年浮梁县划定永久基本农田时，按照部、省统一规定，以2014年土地利用现状为基数，耕地面积25 091.16 hm2，划定永久基本农田17 868.30 hm2，永久基本农田保护率为71.21%。

1.2 数据基础

在部发指南的基础上，考虑到浮梁县为丘陵山地地区，本研究进一步细化规则，计算精度采用15 m×15 m栅格，统一采用2000国家大地坐标系(CGCS2000)，高斯-克吕格投影，1985国家高程基准。为增加本研究的科学性，本文以第3次国土调查阶段性成果为底图开展后续评价研究。

1.3 技术流程

第1步：基础数据收集整理。“双评价”工作是一项系统工程，涉及众多部门、行业，免不了出现资料不全、数据缺失的情况，这就需要通过部门调取、座谈了解、补充调研、专家咨询、网站下载、甚至专业机构购买等多种方式获取数据。同时，根据评价需要，通过数据转换，统一至工作底图上来。

第2步：耕地资源承载能力评价。从土地资源角度选取水域、坡度、土壤类型、土壤污染物、积温等因素构建评价指标体系，计算可承载的耕地规模；再从水资源角度选取区域用水总量、农业用水合理占比、灌溉定额等方面计算可承载的耕地规模；按照短板原理，取土地资源与水资源约束条件下的最小值作为可承载的最大规模。

第3步：种植业适宜性评价。主要从土地资源、水资源、气候、环境、灾害、集中连片度等方面进行评价。通过五次集成，最终确定种植业适宜性空间布局，分为适宜区、一般适宜区、不适宜区。

第4步：综合分析。根据评价结果，得出相应结论。

2 评价方法

2.1 耕地承载能力评价

2.1.1 土地资源约束下的耕地承载规模 根据DEM得到坡度数据，取坡度小于25°，土壤粉砂含量较低、积温至少能满足一年一熟(≥4 000 ℃)、土壤污染物含量小于风险管控值区域，统计几者重叠区域面积(即取分值为1的部分进行重叠分析)，作为土地资源约束下农业生产的最大规模。鹅湖镇面积最大，湘湖镇、蛟潭镇次之，总规模为61 358.75 hm2，见表1。

表1 评价指标体系表

2.1.2 水资源约束下的耕地承载规模

1)灌溉可用水量。根据《景德镇市水资源管理“三条红线”暨水资源保护工程(2011—2015年)实施方案》确定浮梁县用水总量控制指标1.86 亿m3，按照历年用水情况，设定浮梁县农业用水合理比(k农)为46%，得出灌溉可用水量(W农)0.855 6 亿m3。

2)农田灌溉定额。参照《江西省农业灌溉用水定额地方标准(DB36/T—2017)》，取赣北区农业灌溉用水定额，浮梁县水田以代表性作物——水稻的灌溉定额24.47 m3/hm2、旱地以代表性作物——油菜的灌溉定额6.33 m3/hm2为基础，确定浮梁县农田综合灌溉定额(N定额)为20.13 m3/hm2。

3)可承载灌溉面积。以浮梁县灌溉可用水量和农田灌溉定额的比值来确定可承载灌溉面积(M灌溉=W农/N定额)为18 886.87 hm2。

4)雨养耕地面积。雨养耕地面积为有效降水能够满足主要作物耗水量的地块面积，根据浮梁县内水稻和油菜生长期内降水量、降水过程与需水过程的一致性，并参考浮梁县农业部门的数据，浮梁县雨养耕地面积6 133.33 hm2。

综上，浮梁县在水资源约束条件下的可承载耕地规模为可承载的灌溉面积和单纯以天然降水为水源的雨养耕地面积之和，面积25 020.20 hm2，见表2。

表2 各乡镇耕地最大承载规模/hm2

2.1.3 耕地承载力集成评价 按照短板原理，取土地资源与水资源约束条件下的最小值作为浮梁县可承载的最大规模，即25 020.20 hm2。

2.2 种植业适宜性评价

2.2.1 单项评价指标确定 按照部、省对于永久基本农田划定的相关要求，结合浮梁县实际，选取了耕作条件、供水条件、光热条件、土壤污染、气象灾害风险和地块连片度等6个要素作为种植业适宜性评价的单项评价指标。

1)土地资源(耕作条件)。运用DEM数据，生成坡度分级图，分级阈值为≤2°平地、2°～6°平坡地、6°～15°缓坡地、15°～25°缓陡坡地、>25°陡坡地；将坡度与土壤质地(分为粘土、壤土、砾质土等)相结合，共分为高、较高、中等、较低、低5个层次，见图1。

图1 坡度评价图

2)水资源(供水条件)。基于浮梁县及周边区域气象站点的降水量数据，通过空间插值得到格网尺度的多年平均降水量分布图，降水量按照≥1 200 mm、800～1 200 mm、400～800 mm、200～400 mm、<200 mm对应很湿润、湿润、半湿润、半干旱、干旱5个层次，见图2。

图2 降水量评价图

3)气候(光热条件)。主要通过统计各气象台站多年日平均气温≥0 ℃活动积温，通过空间插值后，根据海拔进行校正，得到活动积温图层，按≥7 600°、580°～7 600°、4 000°～5 800°、1 500°～ 4 000°、<1 500°，结合浮梁县的耕作制度，划分为好、较好、一般、较差、差5个等级，生成活动积温评价图，反映光照、热量等自然气候条件对农业生产，特别是种植业生产的支撑水平，见图3。

图3 积温评价图

4)环境(土壤污染)。采用土壤污染状况普查结果，进行各点位主要污染物含量分析，通过空间插值将土壤分为优先保护类、安全利用类和严格管控类(图4)，并相应将土壤环境容量划分为高、中、底3个级别，生成土壤污染评价图，见图5。

图4 土壤类型评价图

图5 土地污染评价图

5)灾害(气象灾害风险)。按照评价区的实际，研究选取了雨涝、干旱、高温、低温4个单项灾害指标，根据浮梁县气象灾情普查数据，统计单项气象灾害指标每年发生的情况，统计发生频率，采用区域综合分析法，得到种植业生产指向的气象灾害风险评价，见图6。

图6 气象灾害发生频率评价图

6)集中连片度。按照浮梁县的山地丘陵地形特征，采用30 m的聚合距离进行聚合操作，把参考阈值设定为<80 m、80～150 m、150～250m、250～400 m、≥400 m，分别对应低、较低、一般、较高、高5个层次。

2.2.2 集成评价

第1次集成：按照如下公式和判别矩阵对农业生产适宜性评价进行第1次集成。

[第1次集成结果]=f([农业耕作条件]，[农业供水条件])

(1)

表3 种植业适宜性评价第一次集成参考判别矩阵

第2次集成：在第一步的基础上，结合光热条件进行第2次集成。

[第2次集成结果]=f([水土资源基础]，[光热条件])

(2)

第3、第4次集成：在第2次集成的基础上，对于土壤环境容量评价结果为最低值的，将初步评价结果下降2个级别；气象灾害风险性高的地区，将初步评价结果由适宜下降为较适宜。

表4 种植业适宜性评价第二次集成参考判别矩阵

第5次集成：对上步评价结果为适宜和较适宜等级的图斑进行聚合操作，作为适宜和较适宜等级的连片度评价结果；对一般适宜及以上等级图斑进行聚合操作，作为一般适宜级的连片度评价结果；对初判结果为较不适宜和不适宜等级的图斑，不进行该项修正。

根据5次集成的评价结果，按照种植业适宜性等级分区参考判别矩阵，确定种植业适宜性等级。考虑到永久基本农田划定要求，将建设用地与生态极重要极敏感区直接作为不适宜区处理，通过采用arcgis软件，划分种植业适宜性等别为适宜区、较适宜区、一般适宜区，见表5、图7。

表5 种植业适宜性等级分区参考判别矩阵

图7 种植业生产适宜性分布图

3 结论与讨论

1)从耕地承载规模来看，浮梁县可承载耕地面积25 020.2 hm2，大于现状耕地面积，承载能力较大的主要是鹅湖镇、蛟潭镇、湘湖镇等。从耕地适宜性评价来看，适宜区面积23 573.64 hm2，一般适宜区3 761.09 hm2，不适宜区257 822.17 hm2。其中适宜区主要集中在鹅湖镇、蛟潭镇、湘湖镇等，一般适宜区分布在瑶里镇、蛟潭镇、经公桥镇，不适宜区均有分布，见表6。

表6 各乡镇种植业适宜等级表/hm2

2)浮梁县现有耕地大都位于耕地适宜区，占比达92.31%，现有永久基本农田也绝大部分位于耕地适宜区，占比91.02%。

3)永久基本农田的布局优化是一个综合系统工程，需要考虑多方面因素，例如城市开发边界、生态红线、重大建设项目选址等，通过评价得到耕地承载能力上限与耕地适宜性上限，并未对永久基本农田布局进行优化，但在此区间内指导今后永久基本农田布局优化，可以有效避免将不符合划定要求的地块纳入，是合理可行的。

4)本次评价的指标是基于符合永久基本农田划入要求的角度选取的，但没有选取生态评价指标，直接使用了省市确定的生态极重要极敏感区范围，可能会影响评价结果的精度。

5)城镇发展空间与农业发展空间永久存在着一定程度的冲突，优质的耕地往往都位于城边、路边与村边，是最适宜生产建设，最容易侵占的地方。因此，地方政府权衡两者之间的博弈才是影响国土空间分布的关键。