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。     

基本农田保护区规划调控下的土地利用空间重构分析

为了提高基本农田保护区专项规划对土地利用的空间导向作用,加强基本农田建设,探索土地利用空间重构的技术方案。该文以顺义区杨镇基本农田保护区专项规划分析为例,通过划定12个基本农田保护区,利用农用地分等成果,辅助耕地邻域替代评价和适宜性评价方法,确定了保护区内设施农用地、农村居民点用地、未利用地的土地整治方向,以及整治地块的空间分布和时序安排。分析结果显示,一、二、三级土地复垦整治地块面积为459.44hm2,未利用地高、中度适应性评价面积为35.12hm2,对该部分地块的整治能有效地增加基本农田保护区内耕地的比例;农田景观指数分析结果显示,随着待整治地块向耕地转变,基本农田保护区内耕地的集中连片度不断提高。基于土地整治行为的土地利用空间重构方式,成为编制基本农田区专项规划的有益探索,深化了对土地利用规划的研究。     

基于农用地利用等别的基本农田保护区划定

基本农田划定应以科学的土地质量分级为基础,而农用地分等工作是从耕地生产能力出发划定出区域的耕地质量的差异。所以,该文以北京市房山区为研究对象,依据农用地利用等别成果,借助聚类分析和地理信息系统手段,提出了基于农用地利用等别划定基本农田保护区的方法和手段。研究结果表明:房山区现有的基本农田布局中的耕地质量差异大,涵盖了从7等到21等的各等别的耕地,部分等别高的耕地划到一般农田;依据农用地利用等别划定的基本农田保护区中,平原区耕地利用等别集中在18到21等,山区集中在10到18等,基本农田总面积数增加3520.52hm2,按照各等别对应的标准粮计算基本农田的生产能力提高44749t,而且平原区和山区的耕地生产能力差异很大。可见,利用农用地利用等别的成果进行基本农田划定,以优先划定高等别的耕地资源为基础将基本农田划定与耕地生产能力保护紧密结合,为区县尺度的基本农田划定提供了科学依据。     

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。     

非均匀网格环境下基于耕地质量与集中连片度的基本农田划定

基本农田的划定是保持耕地数量、提升耕地质量的有效途径。该文提出了在非均匀网格环境下,利用耕地集中连片度和耕地质量指数来划定和表达基本农田的方法。借助ArcEngine二次开发平台,构建非均匀网格和多尺度均匀网格,分析非均匀网格在耕地表达上的优势;从耕地集中连片度和耕地质量2方面对耕地空间布局进行综合评价;以山西省闻喜县为研究区开展实例验证,采用空间叠加的方法,划定和表达基本农田。结果表明:与均匀网格相比,非均匀网格在减少数据冗余的同时,实现了耕地信息的小误差表达;闻喜县基本农田的划定结果可满足“集中连片、质量好”的要求,基本农田的面积占耕地总面积的83.22%,划定比例符合国家规程;非均匀网格可以很好的表达基本农田的空间分布。该方法适用于基本农田的划定,为基本农田的精细化表达提供了新的思路。     

北京市基本农田保护区内耕地数量提升潜力研究

北京市已划定九大片基本农田保护区,对保护区内耕地数量提升潜力进行估算,可为北京市基本农田保护区内耕地保护和利用提供依据。基本农田保护区耕地数量的增加主要有三个来源:农用地中的非耕地通过农业结构调整和农田整理转化为耕地,建设用地中的农村居民点和废弃工矿通过整理和复垦转化为耕地,未利用开发转化为耕地。可调整地类可作为耕地增加的来源,规模约为4 789hm2,通过农田整治增加耕地规模约为3 300hm2;基本农田保护区内农村居民点腾退补充耕地约为7 500hm2,废弃工矿复垦退补充耕地的潜力约为272.24hm2;未利用地开发可补充耕地数量约为900hm2,主要分布在顺义东部片和平谷西南部片。     

基于"三线"统筹的省域永久基本农田布局优化规则与实证研究

统筹永久基本农田保护红线、生态保护红线、城镇开发边界来优化永久基本农田空间布局能够更好地保住优质耕地资源、保障国家粮食安全。该研究应用文献研究法和归纳总结法，系统梳理了永久基本农田保护红线、生态保护红线 、城镇开发边界（以下简称"三线"）划定的政策法规，建立了"三线"统筹下的省域永久基本农田布局优化规则，并以广西壮族自治区为例进行了验证。结果表明：1）选择耕地国家利用等和集中连片程度进行了永久基本农田"三线"统筹划定，退出了生态保护红线核心区内所有永久基本农田7 413.46 hm2，并将5 073.05 hm2优质连片的永久基本农田以"开天窗"的形式保留在了生态保护红线一般区和城镇开发边界内；2）广西全区退出永久基本农田1 426 540.77 hm2，主要是标注为工程恢复和未标注的非耕地，补划了永久基本农田525 614.37 hm2，主要是生态保护红线和城镇开发边界外优质连片的耕地，布局优化后的永久基本农田保护率高达85.62%；3）布局优化后的永久基本农田全为耕地且与生态保护红线、城镇开发边界之间无交叉重叠，集中连片的永久基本农田达到95.08%，无重度和极重度污染损毁、石漠化和25°以上坡耕地，永久基本农田国家利用等提高了0.06等。建立的永久基本农田布局优化规则实现了"保护优先、布局优化、优近劣出、质量提升、三线统筹"的目标，能够为各省份指导市县统筹三条控制线划定永久基本农田保护红线提供思路借鉴。     

基于模糊证据权模型的基本农田保护区空间布局合理性评价

以长阳土家族自治县的基本农田保护图斑为研究对象,对基本农田保护区布局的合理性进行评价,为科学编制新一轮土地整治规划和建设高标准基本农田提供指导和参考。采用知识与数据驱动一体化的模糊证据权模型的研究方法。结果表明:（1）模糊证据权模型能够充分利用先验知识,克服了因子筛选、权重计算的主观性,算法简单,可操作性强,使得评价结果客观、合理;（2）86.52%的样本点落在修正后验概率分级图中度合理及以上的级别,与已知的信息吻合性较高,表明了模糊证据权能科学,有效的进行基本农田保护区空间布局合理性的评价;（3）依据修正后验概率将研究区域划分为4个等级,高度合理、中度合理、临近合理、不合理,其中合理区域占到基本农田保护区的96.79%,表明了长阳土家族自治县基本农田保护区划定较合理。研究结果为后期快速有效的开展基本农田保护区合理性评价提供了方法借鉴,并对布局优化调整和可持续发展提供指导意义。     

银川市基本农田保护区空间布局合理性评价

为配合新一轮土地整治规划编制及高标准基本农田建设工程,提高基本农田保护区划定质量,该文从基本农田布局的适宜性和协调性两方面构建评价指标与方法体系,利用GIS空间分析技术与互斥性矩阵分类方法,选取银川市新一轮土地利用总体规划确定的基本农田保护区,对其空间布局进行合理性评价,并依据评价结果划分了5种不同类型,分别为高度合理区、一般合理区、保留发展区、缩减调出区以及不合理区,并提出相应管理措施。该研究为基本农田空间布局评价提供了新思路,重点阐述了研究手段与方法,展现了评价与决策的具体过程。通过定量化分析表明,银川市基本农田保护区划定成果较为合理,其中合理区域占保护区总面积的90.76%。     

Evaluation of spatial distribution of basic farmland conservation area in Yinchuan

为配合新一轮土地整治规划编制及高标准基本农田建设工程,提高基本农田保护区划定质量,该文从基本农田布局的适宜性和协调性两方面构建评价指标与方法体系,利用GIS空间分析技术与互斥性矩阵分类方法,选取银川市新一轮土地利用总体规划确定的基本农田保护区,对其空间布局进行合理性评价,并依据评价结果划分了5种不同类型,分别为高度合理区、一般合理区、保留发展区、缩减调出区以及不合理区,并提出相应管理措施。该研究为基本农田空间布局评价提供了新思路,重点阐述了研究手段与方法,展现了评价与决策的具体过程。通过定量化分析表明,银川市基本农田保护区划定成果较为合理,其中合理区域占保护区总面积的90.76%。     

基于MCR-InVEST模型的城郊耕地多功能评价及功能分区

城郊地区作为城乡融合区域，展现出既不同于城市建成区又异于传统乡村的特征，显化城郊地区耕地资源多功能的空间分异特征对于提高城郊地区耕地资源价值，推动耕地的保护与发展具有重要意义。该研究以南昌市城郊作为研究区，全国第三次国土调查耕地图斑及乡镇为基本研究单元，进行实地土壤采样与调研，基于多源数据使用综合指数法、MCR模型、InVEST模型量化耕地的多功能，分析耕地多功能空间差异并根据区域差异进行耕地多功能分区。结果表明：1）南昌市城郊耕地生产功能等级较高，中高等级耕地面积为16 358.31 hm2，占比78%，主要位于东湖区、青山湖区、湾里管理局；文化景观功能等级高，耕地处于中高等的面积为15 295.73 hm2，面积占比为73%，高等级区域位于东湖区以及高新区麻丘镇；大部分耕地的生态功能处于中等，为11 010.19 hm2，占比52%，高等级区域主要位于湾里管理局。2） 根据耕地多功能分区理论框架和乡镇耕地多功能结果识别出6个功能一级分区，11个二级分区。南昌市城郊不同区域耕地的多功能具有不同的差异与特征，要根据区域耕地功能特色采取差异化的耕地利用、发展与保护策略。研究结果可为科学规划城郊耕地功能、优化空间布局促进耕地多功能综合发展提供依据。     

城市郊区耕地入选基本菜田的综合质量评价

合理划定基本菜田是提升蔬菜生产能力、保障城市蔬菜均衡供应的基础.该研究在界定基本菜田内涵的基础上,构建平谷区耕地入选基本菜田的综合质量评价模型,以期为大城市郊区基本菜田布局提供科学依据.结果表明:1)从田块质量、生态适宜性、空间稳定性、交通区位与蔬菜种植习惯等4方面构建耕地入选基本菜田的综合质量评价指标体系,充分考虑了蔬菜生产对耕地质量的基本需求以及国家和农业部对基本菜田的政策要求,包含了水资源供需状况和重要水源保护区等指标,使得该研究的评价方法更合理;2)平谷区耕地的田块质量、生态适宜性、空间稳定性、交通区位与蔬菜种植习惯等评价结果呈现差异性分布.基于综合质量评价结果,将平谷区耕地图斑划分为最适宜区、较适宜区、一般适宜区和不适宜区.其中,最适宜区是基本菜田的首选区域,主要分布在平谷新城周边的东高村镇、夏各庄镇、山东庄镇和大兴庄镇,面积为3472.33hm2,占平谷区耕地总面积的28.25%;其次是较适宜区,面积为5186.28hm2;一般适宜区的面积为2860.86hm2,可作为基本菜田储备区域;不适宜区的土壤表土质地差、有机质含量低,加之远离平谷新城、交通不便等因素,不适宜划为基本菜田.3)建议围绕首都"菜篮子工程"建设,强化基本菜田的分级建设与保护,形成露地蔬菜、设施蔬菜和蔬菜园区相互补充的蔬菜生产格局.     

基于耕地质量综合评价的县域基本农田空间布局

当前耕地质量综合评价已具有较丰富的研究成果,但其对耕地生态安全因素方面考虑稍显不足。全面系统评价耕地质量是基本农田划定与高标准基本农田建设等工作科学开展的重要前提,该文在深入剖析耕地质量评价理论与方法的基础上,针对基本农田划定内在要求,从耕地自然质量、利用条件、空间形态与生态安全4个方面选取相关指标,构建耕地质量综合评价体系,基于GIS平台实现各指标定量化分析与耕地质量综合指数测算。在此基础上,依据最大相似性原理将北京平谷区现有5 916块耕地地块划分为优先划定、适宜调入、重点调控和缩减退出4大类型,通过分析各类型耕地综合质量特征,整理得到平谷区基本农田划定时空配置方案。该研究结果客观反映了区域耕地资源综合质量状况,为县域范围耕地资源功能分区与差别化管控、基本农田保护区划定及高标准基本农田建设提供参考。     

基于最小累计阻力模型的生态用地空间布局优化

综合分析生态用地保护重要性与建设用地扩张的经济潜力、耕地保护的政策约束,协调社会经济发展与生态保护的矛盾。运用景观安全格局分析方法,结合最小累计阻力模型,从水资源安全、生物多样性保护、灾害防护和景观游憩4个层面,采用累计修正求和的方式构成高明区重要生态用地空间。其次,以核心型生态用地为生态保护的源,以生态系统服务功能和生态价值当量作为生态保护的阻力,以基本农田保护区作为来自农业生产的阻力,以建设用地开发经济适宜性作为来自建设用地扩张的阻力,综合考虑三者间的平衡。结果表明,综合3种过程的生态重要性分区结果从数量上和空间分布上均与实际情况和规划目标吻合度较高,生态核心区和控制区为实施生态空间保护提供重要依据。     

基于限制因子改良与耕地质量潜力耦合的耕地整治分区

科学划定耕地整治重点区对于实现区域土地资源可持续利用具有重要意义。该研究以内蒙古河套-土默川平原为研究区，从农用地可改良限制因子角度出发，采取自然等提升潜力指数模型和局部空间自相关模型划分耕地质量提升潜力区，在耦合限制因子改良程度分级的基础上，确定耕地整治分区。研究结果：1）研究区耕地质量提升主要受限于土壤有机质含量和盐渍化程度，耕地整治难度整体呈现两边高中间低的趋势。2）研究区自然等提升潜力指数呈现西高东低的分布趋势，且耕地质量提升潜力空间差异明显，潜力提升呈现"低-低"聚集特征的耕地多分布在东部，呈现"高-高"聚集特征以及无聚集特征的耕地多分布在西部。3）研究区耕地共划分为4种整治类型，其中重点整治型耕地为0.84万hm2，是实施耕地整治的重点区域；选择整治型耕地为22.22万hm2，应选择其质量提升潜力相对较高且集中连片的地块进行整治；保护整治型耕地为54.98万hm2，应当被划入到基本农田保护区内；不宜整治型耕地为26.46万hm2，应当进行有选择地退出还林还草。该研究提出的研究方法可为细化限制因子在耕地整治分区中的应用提供参考，同时研究成果对半干旱区耕地整治具有现实指导意义。     

大都市郊区土地利用时空演变特征与生境质量评价

为探究大都市郊区"土地利用-生境质量"可持续机制,以天津市郊区武清区为例,通过分析1980—2018年的土地利用数据,以In VEST模型对其进行Habitat Quality模块水平数值测度,研究京津都市圈发展对大都市郊区土地利用转型与生境质量的影响。研究结果:1)1980—2018年武清区土地利用类型以耕地为主导,但耕地面积下降明显,城镇用地和农村居民点用地面积快速增长,未利用地面积大幅缩减,林地和草地占比较小。2)武清区土地利用类型转换剧烈,耕地转移面积最大,林地和草地集中向城镇用地和农村居民点用地转移,水域集中转向耕地,城镇用地和农村居民点用地转移面积较大,未利用地转换面积较小,但转移概率最为剧烈。3)武清区土地利用综合动态度增长了2.87%,具体表现为城镇用地、农村居民点用地和水域的土地利用变化速率保持正向增长,耕地变化速率呈现负增长。4)总体上,武清区呈现出"城扩耕缩"、"人进草退"的态势,但局部年份也有"草进水进"的转态;武清区生境质量处于中等级,但中等级面积趋于下降,低等级生境质量面积趋于上升,较低等级面积较小且呈下降趋势,较高和高等级生境质量区面积趋于扩大;生境质量低值区以武清城区为核心集中分布,且零星分布于武清区东北、西北地区;生境质量高值区集中分布于武清区东部。研究表明:在我国推进新型城镇化发展,特别是加强跨区域都市圈建设中,应当严格保护大都市郊区生态源地,统筹调控大都市郊区生态安全分区,推进大都市郊区生态廊道和全域生态节点建设。     

快速城镇化地区的耕地撂荒空间格局、影响机理与治理路径

揭示快速城镇化地区耕地撂荒的空间格局特征和影响机理对保障我国城镇化和工业化进程下的国家粮食安全和社会稳定具有重要意义。该研究首先构建了快速城镇化地区耕地撂荒影响机理的理论框架，然后以溧阳市为研究区，实证分析了耕地撂荒的程度、空间格局等特征，并探究了其影响机理，最后提出了治理快速城镇化地区耕地撂荒的政策建议。结果显示：1） 2019年溧阳市耕地撂荒面积1 344.48 hm2，撂荒率为3.03%，各村撂荒率介于0.01%～54.26%，快速城镇化地区的耕地撂荒现象普遍存在。2） 溧阳撂荒高密度区主要聚集在工业、商业和旅游业等发展水平高和旱地比例高的区域，快速城镇化地区耕地撂荒在空间上具有一定的集聚和带动效应。3） 快速城镇化地区的乡村非农产业发展和劳动力流失加剧了耕地撂荒程度；而高比例水田、道路密度等基础条件和土地流转、基本农田保护政策能有效抑制耕地撂荒。快速城镇化地区的耕地撂荒应引起决策部门的重视，未来一方面应该继续推进土地整治工程，吸引农业资本下乡，创新"旅游业+农业"发展模式；另一方面在非农产业发展水平高和劳动力流失严重的农村积极推行耕地流转，并继续加强永久基本农田管理等举措来预防、治理耕地撂荒。研究结果可为快速城镇化地区小尺度的耕地保护与撂荒治理提供理论支撑和案例借鉴。