三区三线统筹划定中永久基本农田布局优化方法与实证

科学统筹划定"三区三线"，是落实主体功能区战略、构建国土空间开发保护新格局的重要举措。针对"三区三线"底版不统一、边界不一致、存在交叉冲突等问题，提出了基于"三区三线"统筹和第三次全国国土调查成果的永久基本农田布局优化技术路线及布局优化原则，构建了永久基本农田生产-生态-景观综合评价指标体系，并在吉林省梅河口市进行了验证。结果表明：1）梅河口市永久基本农田优化后面积为91 680.82 hm2，增加1 290.69 hm2；质量等别为10级的耕地面积增加3 523.99 hm2、12级耕地面积减少2 324.85 hm2；耕地连片度提高，平均图斑面积由1.91 hm2增至2.61 hm2。优化后永久基本农田面积增加、质量提升、布局相对稳定。2）生态保护红线内的20.74 hm2永久基本农田以"开天窗"形式保留，城镇开发边界内的永久基本农田划出1 388.47 hm2（主要为零星破碎、生态质量较差、不稳定的永久基本农田图斑），对仍在城镇开发边界内的优质永久基本农田，以"开天窗"的形式保留，使三条控制线无交叉无重叠。3） 构建的永久基本农田生产-生态-景观综合评价指标体系，将水环境风险指标作为生态功能评价二级指标，考虑了农业面源对水环境的污染风险，兼顾农田生态系统的生态调节和保护功能。该方法充分体现了保障粮食安全、保护生态环境、兼顾城市发展思路，农业、生态、城镇空间布局得到统筹优化，可为新形势下科学开展"三区三线"统筹及国土空间规划编制提供方法借鉴。     

基于国土空间"三线"划定与耕地质量自相关的耕地空间布局优化

结合国土空间规划与耕地质量自相关属性优化耕地保护空间布局，对于耕地质量提升、保障粮食安全具有重要意义。该研究采用改进空间自相关模型，将生态环境作为耕地质量空间相关性分析框架的"第四维"，从地块尺度模拟位于"三线"内地块耕地质量指数的空间自相关性，据此提出优化耕地保护空间布局的方案。结果表明：1）高淳区高质量耕地呈现出东部集中连片、西部零散分布的特征，低质量耕地集中分布在高淳东部，各耕地自然指数均呈现出"西高东低"的特征。2）各耕地质量指数正、负相关型分别与高、低质量耕地的空间高度吻合，均表现出较强正相关性的空间聚集特征。自然质量、利用管理、经济价值及生态环境指数的Moran''s I值分别为0.79、0.92、0.89、0.77，空间集聚性从大到小的顺序为利用管理、经济价值、自然质量与生态环境指数。3）结合国土空间规划与耕地质量自相关优化耕地布局，永久基本农田新增968.15hm2，等级提升0.94，确定永久基本农田保护区、城镇发展缓冲区、生态环境保护区及综合调节区4个一级类与14个二级类。其中，永久基本农田保护区综合质量最优，耕地质量表现出较强的空间扩散效应，应禁止非农建设；城镇发展缓冲区耕地质量较差但区位优势突出，是城镇建设理想区；生态环境保护区耕地综合质量较差但生态优势明显，应开展生态防护工程，形成生态保护格网；综合调节区应判明耕地障碍因素的作用机理，有序开展田间整治，实现向永久基本农田的跃迁。     

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

划定优质高产、连片闭合、空间连续、边界清晰的基本农田保护区,使土地利用总体规划中的基本农田保护区由"地块空间组合"回归其"分区"的科学本质,形成具有空间调控与引导作用的闭合区域,对促进耕地保护具有重要意义。该文以北京市平谷区为例,在从自然质量、区位条件、发展稳定性和生态安全性4个方面评价基本农田综合质量的基础上,采用局部Moran's I指数确定优质基本农田空间集聚格局,进而利用缓冲区分析提取线状地物确定基本农田保护区边界,划定具有空间调控与引导功能的基本农田保护区。研究结果表明：1）平谷区基本农田综合质量指数平均为53.66,综合质量整体较优。2）基本农田高高集聚区（H-H）和低高集聚区（L-H）形成基本农田保护重点区域11 568.93 hm2;3）经边界修正后,平谷区共划定基本农田保护区44个,面积共13 395.99 hm2,涵盖基本农田比例约80%;相比原方案,新划定基本农田保护区在空间连片度、边界规整度及用途均质度等方面均得到优化。未来应加强保护区内基本农田质量建设,加快区内非农地类退出,进行基本农田保护区边界建设,实施基本农田园区式管理。基于空间集聚格局与边界修正的基本农田保护区划定方法可为基本农田集中连片保护提供有益参考。     

半岛丘陵区城市周边永久基本农田划定研究——以山东省海阳市为例

基本农田红线是土地利用总体规划"三线"划定的重中之重,城市周边永久基本农田的划定是基本农田红线划定工作中的难点。本研究以半岛丘陵区山东省海阳市为例,以"三线"协同划定的思想为切入点,采用生态优先、建设用地严格举证、优质耕地尽量划入永久基本农田和市场配置资源的思路,将生态安全网络构建、建设用地适宜性评价、耕地质量综合评价等多种方法有机结合,并对土地评价和立地分析(LESA)方法进行改进,通过Arcgis空间分析功能,综合划定海阳市城市周边永久基本农田。结果表明:1)生态安全网络中耕地面积为12.11 hm~2,优先建设区与重点建设区中已举证的耕地面积为154.99 hm~2,此部分耕地均不适宜划入永久基本农田。2)根据耕地综合质量分值将耕地划分为4个等级,其中,优先划入型和适宜划入型耕地,自然质量和立地条件均比较优越,可划定为永久基本农田,重点调控型和后备资源型耕地则不宜划入;其中优先划入型耕地面积为458.05 hm~2,将其中427.82 hm~2划入永久基本农田,适宜划入型耕地面积为771.83 hm~2,将其中500.67 hm~2划入永久基本农田。3)划定后城市周边永久基本农田面积1 305.22 hm~2,新划入永久基本农田的耕地面积为928.49 hm~2,占城市周边耕地总面积的60.26%,永久基本农田保护率提高了42.66%,永久基本农田中耕地的国家利用等平均值(9.04)高于全市耕地平均利用等别(9.56),且坡度均低于15°。4)城市周边生态安全用地、永久基本农田、建设用地空间布局更加优化,有利于城市的有序发展和土地的可持续利用。本研究采用基于改进的LESA评价方法,并综合考虑生态安全用地、永久基本农田和建设用地的空间布局,丰富了永久基本农田划定方法,达到了海阳市城市周边永久基本农田划定目标;同时研究结果具有较强的实用性,为海阳市永久基本农田的保护和土地利用总体规划"三线"划定工作提供了科学依据。     

基于空间决策的城镇空间与农业生产空间协调布局优化

科学划定城镇空间和农业生产空间的空间开发管制边界,是兼顾城市发展与粮食安全的重要举措.该文以鹰潭市中心城区为例,借助GIS平台进行建设开发适宜性评价和耕地综合质量评价.基于2个评价结果开展城镇空间和农业生产空间协调优化布局研究.通过城市发展方向预测、新增建设用地规模、基本农田保护面积和耕地国家利用等四方面修正,形成城市开发边界和基本农田保护红线初步方案.根据空间矛盾协调原则做出空间决策,优化协调城镇空间和农业生产空间布局.研究结果为:中心城区建设开发适宜性分值由高到低呈现出以中心城区中心为圆心的“圈层”式的空间分布,中心城区耕地综合质量高的耕地主要分布在西部和东部;综合建设用地重心移动分析、凸壳原理分析城市扩张模式、基础设施与产业布局分析得出中心城区北部的夏埠乡、志光镇和鸿塘镇是中心城区未来发展的重点方向;引入耕地国家利用等指标,将基本农田保护红线方案划分为可调区和不可调区,城市开发边界方案与耕地保护红线方案不可调区布局冲突的空间决策为调整城市开发边界,优先保障耕地.城市开发边界方案与耕地保护红线方案可调区布局冲突的空间决策为调整耕地保护红线,优先保障城市发展.     

基于PLUS空间决策模型的城镇与农业空间协调布局优化

正确处理好农业空间与城镇空间之间的矛盾，对保障国家粮食安全、促进城镇可持续发展具有重要意义。该研究以江西省赣州市南康区为例，应用GIS技术，在耕地与建设用地适宜性评价的基础上，引入PLUS模型、凸壳模型预测城市扩张范围及类型，初步划定城镇开发边界与永久基本农田布局，并根据城市发展规律和冲突矛盾协调原则，对永久基本农田和城镇开发边界进行优化。结果表明：1）南康区综合质量高的耕地主要集中于唐江镇、镜坝镇、凤岗镇等乡镇；建设开发适宜性评价综合得分由高到低呈现出中心城区向四周乡镇圈层式扩散的分布情况，东山街道、蓉江街道的分值最高。2）PLUS模型预测至2035年南康区新增建设用地为3362.85 hm²（其中城镇建设用地2023.06 hm²），凸壳模型得出南康区扩张类型属于外延型，蓉江街道和东山街道是未来城区扩张发展的重点区域。3）以耕地国家利用等平均值为标准，将农业空间划分为保护区、储备区与一般耕地，当城镇开发边界与保护区发生空间冲突时，调整城镇开发边界，优先保护农田；当城镇开发边界与储备区、一般耕地发生空间冲突时，调出农田，保障城镇发展。研究结果可为耕地资源保护提供参考，为永久基本农田与城镇开发边界优化协调提供借鉴。     

多规合一视角下县域永久基本农田划定方法与实证研究

科学合理划定县域永久基本农田是当前中国为提高国家粮食安全保障能力、保障农民切实利益和实施藏粮于地作出的重大战略举措。针对现行各规划间由于期限错配、标准各异、边界冲突和管理混乱造成永久基本农田"划不下、管不住、建不好、守不牢"等问题,基于"多规合一"视角和顺序递进式划定思路,论文提出了一套县域永久基本农田划定的方法体系。首先,在核实地类利用状态和协调各规划冲突的基础上,将城镇周边利用等指数高于区域平均值的耕地优先划定为城镇周边永久基本农田;而后,从耕地质量条件、交通区位条件、农业生产条件和地块空间形态等方面构建多因素综合评价指标体系,在其他耕地区内利用综合得分最优法划定永久基本农田保护区域。研究结果表明:1)扣除耕地中不符合基本农田划定利用状态准则、用途管制规则和预留的开发用地,进一步提高了基本农田的稳定性和科学性;2)分步骤划定城镇周边和其他耕地区内永久基本农田,有利于合理控制城镇规模,构筑城镇绿色生态空间;3)永久基本农田方案落实了"总体稳定、局部微调、应保尽保、量质并重"的划定原则,在约束指标上满足了国家相关政策要求,在质量控制指标上也优于调整前。     

顾及生态系统连通性的永久基本农田划定

在生态文明背景下，探索兼顾耕地资源保护与生态系统维护的永久基本农田划定方法对构建国土空间开发新格局具有重要意义。该研究通过最小累积阻力（minimum cumulative resistance，MCR）模型与电路理论等在识别生态源地、生态廊道和“踏脚石”基础上，将土地评价与立地条件分析（land evaluation and site assessment，LESA）方法及未来土地利用模拟（future land use simulation model，FLUS）模型相结合构建了一套顾及生态系统连通性的永久基本农田划定方法，以期为十堰市永久基本农田划定提供一定理论参考。结果表明：1）十堰市生态源地共计26个，主要以林地与水域为主，分布在南部和中部山地丘陵区；生态廊道共计66条，集中分布在竹溪县、竹山县、房县等境内；“踏脚石”共计121个。2）基于LESA方法划定的永久基本农田虽然满足了目标需求量，但与重要生态系统连通性用地存在严重冲突，与生态源地、生态廊道、“踏脚石”冲突面积分别为1772.64、4274.19、391.86 hm²。3）顾及生态系统连通性的永久基本农田划定方法，有效避开了划定的永久基本农田对生态源地、生态廊道与“踏脚石”等侵占，而且满足了未来城市用地增长需求，同时划定的永久基本农田质量高，集中连片性强，农田形状也较规则，便于机械化耕作，对保障中国粮食安全，推进农业供给侧结构性改革，实现乡村振兴具有重要作用。     

集成"适宜性-集聚性-稳定性"的永久基本农田储备区划定

永久基本农田储备区是永久基本农田的直接补划来源，划定并建设永久基本农田储备区对于稳定永久基本农田保护区格局，保障国家粮食安全具有重要意义。该研究从适宜性、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，在一般耕地区开展综合质量评价基础上划定永久基本农田储备区；进一步结合三维魔方空间分类方法，制定了永久基本农田储备区的整治分区方案，并以江苏省常州市金坛区开展了方法实证。结果表明：1）从约束准则和评价准则两方面构建永久基本农田储备区划定准则，有利于提高永久基本农田储备区筛选的科学性和合理性；2）研究区基于耕地适宜性、集聚性、稳定性指标综合评价，在研究区划定了永久基本农田储备区7 307.8 hm2；3）结合耕地综合质量和空间分类方法可将永久基本农田储备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-发展提升潜力区等4种类型，针对不同类型区实施相应的整治措施，可进一步提升永久基本农田储备区的质量，为后续永久基本农田补划提供了坚实的基础。     

重庆市城市周边地区划定永久基本农田方法研究

国土资源部、农业部于2014年要求在北京、上海、广州、重庆等14个大城市周边及交通沿线将优质耕地划定永久基本农田。科学划定城市周边及交通沿线基本农田具有重要意义。本研究以重庆市北碚区为例,借助GIS空间分析技术,采用美国的LESA评价体系,选取并建立相应的评价指标体系对城市周边耕地进行质量和立地条件评价,兼顾城市周边耕地的优质性和稳定性;然后对耕地进行局部自相关分析,识别出重点保护区域;最后将LESA评价结果与局部空间自相关分析结果相叠加,筛选出基本农田区域。本研究将北碚区城市周边耕地分为优先划定区、鼓励划定区、后备资源区和不宜划定区;将优先划定区、鼓励划定区及后备资源区的一等耕地纳入永久基本农田。研究区新划定永久基本农田面积为2 310.9 hm~2,占城市周边耕地总面积的21.13%,地块平均综合分值为64.47,综合质量较优。新划定的基本农田面积比原基本农田多9.94 hm~2,且在优先划定区和鼓励划定区的优势耕地比同水平的原基本农田多2 111.79 hm~2,地块平均分值也较高。和以往的基本农田划定方法和成果相比较,本方法定量分析了耕地的质量、立地条件和空间分布特征,实现了基本农田在优质性、稳定性和空间集聚性上的统一,有利于保护优质耕地、推动城市发展转型及改善城市生态环境。     

基于潜在土地利用冲突识别的主城区周边耕地保护

科学的潜在土地利用冲突识别能够判别和协调冲突用地类型，也是有效解决当前日益严峻的土地利用冲突的基础。该研究以鞍山主城区为研究对象，基于耕作和建设适宜性评价系统开展耕地适宜性评价，通过ArcGIS软件以及耦合协调度模型进行冲突分区识别，进而根据冲突类型提出耕地差别化利用建议。研究结果表明：鞍山主城区周边耕地可划分为9类区域，包括3类潜在土地利用冲突区，占总面积的22.20%；3类耕作优势无冲突区，占总面积的67.33%；3类建设优势无冲突区，占总面积的10.47%，综合考虑城市周边耕地自然、区位和社会经济条件，将高度和中度潜在冲突区以及耕作优势区内的优质连片耕地划为永久基本农田；将建设优势区零散耕地作为城市开发边界弹性发展区用地；将生态红线范围内的低度潜在冲突区耕地划为生态用地。该研究结果为耕地利用适宜类型的冲突判别以及城市周边耕地保护提供参考。     

大都市边缘区三级基本农田集中保护区分级划定及调控机制

针对大都市边缘区城市拓展与农地保护矛盾尖锐、景观破碎化、权属细碎化、整体布局稳定性差等问题,开展三级基本农田集中保护区分级划定及调控机制研究,对大都市边缘区保红线保发展促集约促创新具有重要意义。该文以北京市昌平区为例,提出三级基本农田集中保护区划定的总体思路,构建基本农田集中保护区识别指标体系,划定基本农田集中保护区,并将基本农田集中保护区分为市区乡三级,在此基础上探讨基本农田集中保护区分级调控机制。研究划定了1个市级基本农田集中保护区、6个区级基本农田集中保护区、6个乡级基本农田集中保护区,规划土地整治复耕1 149.97 hm2,使单位基本农田经营规模提高到38.76 hm2,使3 hm2以下细小图斑降低至1.21%,实现了昌平区内96.63%的基本农田集中连片保护,建立了规划调控、用途管制、奖惩联动分级调控机制。研究结果可为国家制定基本农田保护区分级保护政策和开展同类研究提供参考,为地方政府提高基本农田保护区保护质量和管理效率提供思路借鉴。     

永久基本农田保护片区智能识别系统iZone的建立与应用

永久基本农田划定是当前国土资源管理一项十分重要而紧迫的任务,其对维护粮食安全和控制城镇无序增长具有重要意义。永久基本农田划定不仅要满足耕地质量较高而且还要集中连片,更需要协调城镇化矛盾。因此,如何从土地利用现状数据库中提取永久基本农田保护图斑实际上是一个复杂的空间数据挖掘过程。研究利用农用地分等成果定义保护片区质量,利用元胞自动机模拟分析土地利用矛盾,利用种子扩充算法进行保护片区搜索,利用神经网络进行耕地保护压力预警。基于C#和Arc Engine10.1将多种空间数据挖掘模型进行集成,构成了面向全域永久基本农田识别的智能系统工具包iZone,并在广东省高要区金利镇进行实例应用。研究表明,iZone能按既定规则从土地利用现状数据库中提取保护图斑,有效避免了人为划定的过多主观性,并且能获得与人工方案相当乃至更好的表现。iZone利用复杂地理计算技术进行永久基本农田智能识别,可提高永久基本农田划定工作的科学性。