集成“适宜性-集聚性-稳定性”的永久基本农田储备区划定

翁 睿，金晓斌,3※，张晓琳，韩 博，顾铮鸣，周寅康,3

（1. 南京大学地理与海洋科学学院，南京 210023；2. 自然资源部碳中和与国土空间优化重点实验室，南京 210023；3. 江苏省土地开发整理技术工程中心，南京 210023）

0 引 言

粮食安全事关国民经济与社会发展全局，是保障国家安全的重要基石，为加强耕地保护，保障国家粮食安全，中国实行严格的基本农田保护制度。作为耕地的精华部分，基本农田指按照一定时期人口和社会经济发展对农产品的需求，依据土地利用总体规划确定的不得占用的耕地。2008年，党的十七届三中全会提出对基本农田进行永久保护，明确了永久基本农田的内涵与要求，强调划定为永久基本农田的耕地在任何时候、任何情况下都不能改变性质或挪作他用。随着工业化、城镇化的快速推进，耕地资源日趋紧张，城市扩张与耕地保护之间矛盾日益突出，导致不同程度存在永久基本农田生产力下降、空间分布零散、总体布局不稳定等问题。2019年，自然资源部、农业农村部联合印发《关于加强和改进永久基本农田保护工作的通知》（自然资规〔2019〕1号），要求在永久基本农田之外的其他质量较好的耕地中，划定永久基本农田储备区。永久基本农田储备区的划定是对永久基本农田划定成果的补充、巩固和完善，既能够切实保护优质耕地，保障国家粮食安全，又能够促进落实永久基本农田保护制度，确保在重大项目占用、生态建设调整及全域土地综合整治建设占用永久基本农田时，科学合理实现永久基本农田补划，保障永久基本农田数量稳定、质量提升、格局优化、生态改善。

永久基本农田划定和保护是土地利用科学领域学术研究的热点问题。在划定目标方面，学者们提出了保障粮食安全、保护优质耕地、协调土地利用冲突、优化城市空间格局等目标和原则；在评价体系方面，针对提高耕地质量和利用水平、保护耕地生态、优化耕地空间形态等目标，提出了耕地自然质量和立地条件、耕地生态质量、耕地连片性、农业生产风险、耕地资源承载力等评价指标；在决策模型方面，面向综合评价或约束控制，提出了TOPSIS模型、生态位模型、综合评价系数法、贝叶斯网络模型、XGS决策模型、突变级数模型等评价方法；在空间布局方面，考虑基本农田空间格局和建设时序，提出了均值空间聚类法、空间自相关、四象限法、多目标粒子群等建设区域划分方法。目前国内有关永久基本农田储备区的研究多停留在政策制度方面，提出了相应的划定目标、划定要求、划定流程等的原则要求和控制目标，但有关永久基本农田储备区划定的学术研究仍较为有限。永久基本农田储备区与永久基本农田一脉相承，既具备永久基本农田的一般属性，需符合农业生产适宜性、空间布局集聚性、未来发展稳定性的要求，又承担永久基本农田“后备队”的职责，与已划定的永久基本农田集中连片，引导城乡建设空间、生态空间、农业空间全域布局优化。

基于此，本文从永久基本农田储备区的概念内涵和政策要求出发，制定永久基本农田储备区划定准则，从地类、数量、质量三个方面构建永久基本农田储备区约束条件，从适宜性、集聚性、稳定性三个维度构建永久基本农田储备区评价体系，在对一般耕地进行综合质量评价的基础上划定永久基本农田储备区，结合三维魔方空间分类方法，划分永久基本农田储备区整治分区，并以常州市金坛区进行实证研究，验证划定方法的合理性和可行性，以期为永久基本农田储备区划定提供参考和借鉴。

1 永久基本农田储备区内涵与划定准则

永久基本农田储备区作为永久基本农田的直接补划来源，在核心价值上既与永久基本农田相联系，又区别于永久基本农田，在管控要点上应按照一般耕地进行动态管理，在划定目标上既要满足永久基本农田的要求，也要解决现状永久基本农田存在的问题（表1）。

表1 永久基本农田及储备区内涵辨析 Table 1 Permanent prime farmland and reserve area connotation discrimination

自1994年《基本农田保护条例》提出对基本农田实行特殊保护以来，中央和各相关部门发布了多项国家政策和技术标准，对永久基本农田及储备区划定提出具体要求。2005年，《国土资源部关于开展设立基本农田保护示范区工作的通知》（国土资发〔2005〕197号）提出示范区基本农田应达到以下要求：土地集中连片、田块平整、规则、水利设施配套、田间道路通达、防护林网配套。2009年，《国土资源部 农业部关于划定基本农田实行永久保护的通知》（国土资发〔2009〕167号）明确基本农田布局调整后面积应符合上级规划下达的指标，平均质量等别和集中连片程度有所提高。2011年，《基本农田划定技术规程》（TD/T 1032—2011）要求基本农田划定应遵循“确保数量，提升质量；稳定布局，明确条件”的基本原则；基本农田补划应遵循占用与补划“数量相等、质量相当”的原则。2016年，《国土资源“十三五”规划纲要》要求按照数量质量生态“三位一体”保护要求，确保基本农田数量不减少、质量有提高。2019年，《自然资源部 农业农村部关于加强和改进永久基本农田保护工作的通知》（自然资规〔2019〕1号）提出在已划定永久基本农田以外的耕地上，按照“质量不降、布局稳定”的要求，严格确定永久基本农田储备区划定标准。2020年，《全域土地综合整治试点实施要点（试行）》（自然资生态修复函〔2020〕37号）要求对永久基本农田进行调整应按照数量有增加、质量有提升、生态有改善、布局更加集中连片、总体保持稳定的原则。2021年，《关于加快推进永久基本农田核实整改补足和城镇开发边界划定工作的函》（自然资空间规划函〔2021〕121号）明确将现状永久基本农田中的非耕地、不稳定利用耕地调出，在稳定利用耕地中补足永久基本农田，城镇开发边界划定时将永久基本农田以“开天窗”的形式予以保留。因此，永久基本农田调整后需满足数量增加、质量提升、格局优化、生态改善的目标，突出耕地稳定利用。

本文以永久基本农田储备区核心价值为导向，以管控要点为底线，以划定要求为标准，依据国家相关政策要求和技术标准制定永久基本农田储备区划定准则，包括约束准则和评价准则两个部分，其中约束准则包括地类准入、质量提升、数量相当三个方面，地类准入准则和质量提升准则对评价单元进行选择，确定划入永久基本农田储备区的地类、耕地位置和耕地质量；数量相当准则对评价结果进行选择，确定永久基本农田储备区划定数量。评价准则包括生产适宜、空间集聚、发展稳定3个方面，分别对评价单元进行适宜性、集聚性、稳定性3个维度评价。

1）约束准则

地类准入准则：划入永久基本农田储备区的地块必须为耕地，且位于现状永久基本农田和生态保护红线以外。

质量提升准则：永久基本农田调整后耕地质量应有所提升，划入永久基本农田储备区的耕地最低质量等别应不低于已划定永久基本农田耕地的质量等别，耕地坡度≤25°。

数量相当准则：考虑永久基本农田调整可能性，永久基本农田储备区规模应达到一定比例。

2）评价准则

生产适宜准则：生产适宜准则表征永久基本农田储备区的生产条件，对提高耕地综合生产能力、保障粮食供给具有重要意义。永久基本农田储备区内耕地应当符合农业生产适宜性要求，具备良好的耕地自然质量、完善的农业生产设施和便捷的区位条件。

空间集聚准则：空间集聚准则表征永久基本农田储备区的空间形态，空间集聚利于增加农业机械生产效率，提高耕作集约性、规模性。永久基本农田储备区内耕地应具备良好的空间形态，田块形状规整，与永久基本农田集中连片，区位偏僻、零星分散、规模过小的耕地不应该划入永久基本农田储备区。

发展稳定准则：发展稳定准则体现永久基本农田储备区的发展潜力，稳定耕地利于维持耕地资源的可持续利用。永久基本农田储备区内耕地应具备较强的发展稳定性，既要避免耕地发生地类转换，也要维持耕地本身的生态可持续性，生态脆弱、易被占用的耕地不应划入永久基本农田储备区。

2 永久基本农田储备区划定方法体系

2.1 永久基本农田储备区划定思路

结合永久基本农田储备区内涵及划定要求，本研究认为永久基本农田储备区划定是在保护优质耕地、保障国家粮食安全、保障永久基本农田数量不变、质量稳定、科学合理实现永久基本农田补划的核心价值导向下，立足区域社会经济发展目标和管控要点，面向土地利用冲突，统筹协调耕地、城镇建设用地和生态用地数量调控和空间配置，以化解土地利用冲突、优化国土空间格局的管控措施。在操作层面，以地类准入准则、质量提升准则、数量相当准则为约束条件，围绕生产适宜准则、空间集聚准则、发展稳定准则，构建适宜性、集聚性、稳定性评价体系，采用综合加权叠加法得到一般耕地综合质量及各维度评价结果，先根据综合质量分值高低划分永久基本农田储备区，再根据各维度不同评价分值，结合三维魔方空间分类方法，针对不同类型耕地特征划分永久基本农田储备区整治分区，并提出相应的整治措施（图1）。

图1 永久基本农田储备区划定技术路线 Fig.1 Technical roadmap of delimiting permanent prime farmland reserve area

2.2 耕地综合质量评价

依据永久基本农田储备区划定准则，充分考虑评价指标的代表性、可计算性、差异性及数据的可获取性、准确性，从适宜性、集聚性、稳定性3个维度选取耕地综合质量评价指标（表2）。其中，适宜性表征耕地自然本底、区位条件等，用自然等指数、交通通达度、耕作便利度等指标表示，自然等指数表征耕地自然本底，交通通达度和耕作便利度表征耕地区位条件；集聚性表征耕地田块形状、集中连片程度等，用田块规整度、距永久基本农田距离等指标表示，田块规整度表征田块形状，距永久基本农田距离表征集中连片度；稳定性表征耕地向其他地类转化的可能性、耕地生态可持续性等，用转换风险指数、生态用地覆盖率等指标表示，转化风险指数表征考虑经济效益和生态效益目标下各地类数量调控和空间配置时耕地向其他地类转化的可能性，生态用地覆盖率表征耕地生态可持续性。

表2 耕地综合质量评价指标体系 Table 2 Cultivated land comprehensive quality evaluation index system

运用最小相对信息熵原理组合网络分析法和熵权法计算综合权重，采用综合加权叠加法建立耕地各维度及综合质量指标评价模型（公式1），通过计算各耕地地块单项指标得分，结合指标综合权重获取耕地地块各维度得分及综合得分，得分越高，耕地质量越好。

式中S表示第个耕地地块各维度得分或综合得分；C表示第个耕地地块单项指标得分；w表示指标综合权重。

2.3 永久基本农田储备区整治分区方法

为实现永久基本农田储备区生产改善、空间优化、功能提升，使其合理有序划入永久基本农田，采用三维魔方空间分类方法对永久基本农田储备区进行整治分区，针对各分区限制性因子实施相应的整治措施。根据三维魔方空间分类方法原理，将适宜性、集聚性、稳定性分别设为三维魔方的轴、轴、轴，构建三维魔方空间及相应整治分区概念模型（图2）。

图2 永久基本农田储备区整治分区模型 Fig.2 Zoning model for consolidation of permanent prime farmland reserve area

基于各维度指标分值评价结果，采用自然断点法将三维空间不同维度由高到低划分为高、较高、较低、低四个级别区间，按照节点距离三维空间原点的远近赋属性值1～4，属性值越大，表示该维度指标得分值越大，在此基础上形成一个4×4×4的三维四阶魔方。根据评价维度不同属性的层次组合特征，按照相对优势原则对其进行组合归并，具备三个维度低或较低属性值的耕地地块不纳入永久基本农田储备区，得到56种属性组合类型，形成永久基本农田储备区整治分区方案（表3）。

表3 永久基本农田储备区整治分区方案 Table 3 Zoning plan for consolidation of permanent prime farmland reserve area

3 实证分析

3.1 研究区与数据处理

常州市金坛区地处江苏省南部（图3），位于31°33′42″～31°53′22″N，119°17′45″～119°44′59″E之间，为宁（南京）、沪（上海）、杭（杭州）三角地带中枢区域。境内水陆交通便捷，东与常州市武进区相连；西接茅山，与句容市接壤；南濒长荡湖，与溧阳、宜兴市依水相望；北与丹阳市、镇江丹徒区毗邻。属亚热带季风区，四季分明；雨量充沛，日照充足，年平均气温17.3 ℃，年均降水量1 135.7 mm；地貌以低山丘陵和冲积湖积平原为主，地势自西向东倾斜，西部为丘陵山区，东部为平原。区内水土资源丰富，境内河网密布，湖泊众多。据2018年度土地变更调查成果，金坛区现有耕地面积35 049.98 hm，当前划定的永久基本农田面积为36 189.58 hm（耕地占比65%；利用等指数为2 252～2 967），未划入永久基本农田的耕地面积为10 662.48 hm，其中旱地7 973.07 hm、水田11.10 hm、水浇地2 681.51 hm。

图3 常州市金坛区2018年土地利用类型及永久基本农田空间分布 Fig.3 Spatial distribution of land use types in 2018 and permanent prime farmland in Jintan District, Changzhou City

区内下辖6镇、3街道，“十三五”以来社会经济发展迅速，2018年末总人口为56.2万人，城镇化率达到62.51%，实现地区生产总值801.93亿元，其中第一产业36.02亿元，占比4.49%。金坛区以2030年“建设长三角山水生态城市与现代农业示范区”为目标，但社会经济快速发展的同时城乡建设用地迅速扩张，导致区域内耕地资源紧张，永久基本农田保护区面临较大侵占风险。区内永久基本农田中耕地占比较低，部分高等别耕地未划入永久基本农田，选择作为研究区的代表性明显。

本研究采用数据包括土地利用及规划数据、社会经济数据、基础地理数据等。其中土地利用数据来源于金坛区土地变更调查成果数据库（2010年、2018年，1∶10 000），耕地质量数据来源于金坛区耕地质量分等定级数据库（2017年，1∶10 000），相关规划数据来源于《金坛城市总体规划2013—2030》《金坛市土地利用总体规划2006—2020》《江苏省生态红线区域保护规划》等规划文本及图件，永久基本农田划定成果来源于金坛区自然资源和规划局（2018年，1∶10 000），人口、GDP数据来源于中科院资源环境科学与数据中心（http://www.resdc.cn/），DEM数据来源于地理空间数据云（http://www.gscloud.cn/），NDVI数据来源于Landsat 8 OLI遥感影像，经大气校正、几何校正、图像拼接等操作提取相应波段获得。为便于数据处理，所有空间数据统一转换为高斯-克吕格投影，西安80坐标系，栅格数据精度为30 m×30 m。

1）评价单元划分

本文以土地变更调查成果数据库为基础，根据地类准入准则和质量提升准则，选取坡度小于25°、耕地利用等指数不低于现状永久基本农田耕地且位于现状永久基本农田和生态保护红线外的耕地地块为评价单元，同时剔除细小零碎斑块，共划分评价单元24 479个。

2）指标分级赋分

参考已有研究，各指标采用自然断裂点法划分为5级，指标分级赋分结果如表4。

表4 耕地综合质量指标分级赋分 Table 4 Grading of cultivated land comprehensive quality index

3.2 评价结果

依据公式（1）得到金坛区一般耕地综合质量分析结果，得分范围在35.52～100之间，平均得分67.76分，由此可知一般耕地综合质量总体处于较高水平，但内部差异较大。空间分布极不均衡，总体呈现南高北低、东高西低的特点。采用自然断点法将耕地综合质量、适宜性、集聚性、稳定性分值划分为高、较高、较低、低四级，如图4a～d所示。金坛区一般耕地中高等级耕地数量较多，面积为3 965.77 hm，占一般耕地面积总量的37.21%（表 5），主要分布于直溪镇北部和西南部、薛埠镇中部、朱林镇西北部、东城街北部、尧塘街西北部和中部、金城镇东北部和东南部、尧塘街西部和中部；较高等级质量耕地数量较多，面积为3 472.26 hm，占一般耕地面积总量的32.58%，主要分布于直溪镇北部和西南部、薛埠镇中部和北部、朱林镇西北部、东城街东部和北部、金城镇东北部和东南部、西城街、尧塘街西部和中部、儒林镇。

表5 常州市金坛区一般耕地评价结果数量分析 Table 5 Quantitative analysis of general cultivated land evaluation results in Jintan District, Changzhou City

图4 常州市金坛区一般耕地评价结果空间分析 Fig.4 Spatial analysis of general cultivated land evaluation results in Jintan District, Changzhou City of China

金坛区一般耕地总体适宜性程度较高，空间分布呈现由东向西、由南向北递减趋势，其中较高适宜性耕地所占比例最大，面积为4 226.85 hm，占一般耕地面积总量的39.66%，主要分布于直溪镇西南部、朱林镇西北部、金城镇东南部和东北部、西城街、东城街东南部和北部。耕地总体集聚性程度高，空间分布由城区向外呈递增趋势，高集聚性耕地所占比例最大，面积为6 178.66 hm，占一般耕地面积总量的57.97%，主要分布于薛埠镇北部和中部、直溪镇西南部、朱林镇西北部、金城镇东南部和东北部、西城街、东城街北部和东部、尧塘街西部、儒林镇东南部。耕地总体稳定性程度高，空间分布呈现东高西低的特点，高稳定性耕地所占比例最大，面积为8 174.82 hm，占一般耕地面积总量的76.70%，主要分布于薛埠镇中部、直溪镇西南部、朱林镇西北部、金城镇东南部和东北部、西城街、东城街北部和东部、尧塘街西部和中部、儒林镇东南部和东部。

依据数量相当准则，考虑到永久基本农田不应大幅度空间调整和被侵占的可能性，设定永久基本农田储备区划定数量不少于永久基本农田数量的20%，按照一般耕地综合质量评价结果由高到低共划定7 465.58 hm永久基本农田储备区，主要分布于薛埠镇中部和北部、直溪镇西南部、金城镇东部、东南部和东北部、朱林镇西北部、指前镇东部、西城街、东城街北部和东南部、尧塘街中部、西部和北部以及儒林镇中部（图5）。

图5 常州市金坛区永久基本农田储备区空间分布 Fig.5 Spatial distribution of permanent prime farmland reserve area in Jintan District, Changzhou City

3.3 永久基本农田储备区整治分区方案

在耕地综合质量评价的基础上，按照三维魔方空间分类方法将金坛区永久基本农田储备区整治分区划分为综合利用潜力区、生产改善潜力区、发展提升潜力区、生产改善-发展提升潜力区4类，金坛区耕地空间形态良好，缺少空间优化潜力区、空间优化-发展提升潜力区和生产改善-空间优化潜力区（图6）。

图6 常州市金坛区永久基本农田储备区整治分区 Fig.6 Consolidation zoning of permanent prime farmland reserve area in Jintan District, Changzhou City

1）综合利用潜力区。主要分布于朱林镇西北部、直溪镇西南部、薛埠镇中部、金城镇东南部和东北部、西城街、东城街北部和东部、尧塘街中部和西部，总面积 5 541.89 hm，占永久基本农田储备区面积的74.23%。该区耕地适宜性、集聚性、稳定性均较高，耕地自然质量较高，区位条件优越，农业生产力高，易于提高耕作效率和粮食产能，田块形状规整，空间集聚显著，易于形成规模效应，发展现代农业，耕地被占用概率低，生态质量良好，易于耕地持续利用，应优先划入永久基本农田储备区，保护耕地质量和空间格局，维持耕地系统可持续性，注重提升耕地利用效率，严格限制非农化利用。

2）生产改善潜力区。主要分布于朱林镇西北部、直溪镇西南部、薛埠镇中部、金城镇东南部和东北部、东城街北部和东部、尧塘街西部、儒林镇，总面积1 783.84 hm，占永久基本农田储备区面积的23.89%。该区耕地适宜性较低、集聚性和稳定性较高，耕地空间分布集聚，空间格局良好，耕地系统可持续性强，但在农业生产方面有待进一步提升的空间，应加强高标准农田建设，在保护耕地生态和空间格局的同时，不断完善农业基础设施建设，加大轮作休耕耕地保护，实施耕地提质改造，提升耕地质量等级，提高耕地产能。

3）发展提升潜力区。主要分布于薛埠镇中部和北部、指前镇东部、金城镇东南部、东城街中部，总面积129.46 hm，占永久基本农田储备区面积的1.73%。该区耕地适宜性、集聚性较高、稳定性较低，耕地自然质量较高，农业耕作便利，在农业生产方面具有一定优势，规模条件较好，空间分布集聚，但耕地具有一定的转换风险，生态质量有待提升，应予以重点关注，加强耕地保护和生态环境建设，注重维持耕地系统的发展潜力和可持续性，发挥耕地系统生产、生态、景观综合功能。

4）生产改善-发展提升潜力区。主要分布于薛埠镇和尧塘街。总面积10.39 hm，占永久基本农田储备区面积的0.14%。该区耕地集聚型较高、适宜性和稳定性较低，耕地空间集聚效果显著，但耕地自然质量较差，农业生产力低，且耕地存在一定的转换风险，生态质量有待提升，应依据耕地自然立地条件，在保护耕地空间格局的同时完善农业基础设施，提升耕地作物产量，增强耕地生产功能，改善耕地生态质量。

4 结论及讨论

本文从永久基本农田储备区概念内涵和政策要求出发，构建永久基本农田储备区划定准则，通过约束准则约束评价单元和评价结果，通过评价准则从适宜性、集聚性、稳定性三个维度构建永久基本农田储备区评价体系，在对一般耕地进行综合质量评价的基础上划定永久基本农田储备区，结合三维魔方空间分类方法划分永久基本农田储备区整治分区，并以常州市金坛区为案例进行实证研究。取得以下结论：

1）结合耕地综合质量和空间分类方法构建永久基本农田储备区划定方法体系，从耕地地块角度考虑了耕地作为生物生产性土地对农业生产的适宜性，耕地发挥规模效应的空间集聚性，耕地在转换压力和生态驱动力的双重作用下维持耕地属性的发展稳定性。构建的永久基本农田储备区划定方法体系具有较强的针对性和可操作性。

2）研究区一般耕地综合质量总体处于较高水平，但内部差异较大。从数量上看，高等级耕地数量最多，低等级耕地数量最少。从空间分布上看，研究区一般耕地综合质量总体呈现南高北低、东高西低的特点，空间分布极不均衡，主要受研究区自然地理条件和生态环境保护限制。研究区耕地总体适宜性程度较高、集聚性程度和稳定性程度高，耕地生产能力较好、空间形态、发展潜力均好。

3）基于耕地适宜性、集聚性、稳定性指标评价共划定研究区永久基本农田储备区7 465.58 hm，结合耕地综合质量和空间分类方法将永久基本农田储备区整治分区划分为综合利用潜力区、生产改善潜力区、发展提升潜力区、生产改善-发展提升潜力区4种类型，针对不同类型提出相应地优化整治措施，以达到优化永久基本农田数量调控、质量提升、空间配置，引导城乡建设空间、生态空间、农业空间全域布局优化的目标。

永久基本农田储备区是永久基本农田补划的直接来源，具有保护优质耕地，保障永久基本农田数量不变、质量稳定，以及科学合理实现永久基本农田补划的重要作用。考虑综合经济效益和生态效益目标的未来土地利用变化情景模拟下耕地发生地类转换的可能性，本文在稳定性评价维度中引入耕地转换风险指数，一定程度上增强永久基本农田储备区的发展稳定性，为永久基本农田储备区划定提供参考借鉴。然而，受数据资料限制，本文构建永久基本农田储备区评价体系时未纳入耕地社会经济属性，确定永久基本农田储备区划定数量时仅考虑永久基本农田调整因素，未能结合粮食需求量确定储备区数量。这有待在后续研究中进一步提升。