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.     

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"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。     

高标准基本农田建设区域划定——以重庆市南岸区为例

为深入贯彻落实乡村振兴战略、保障国家粮食安全和保护生态环境,解决目前面临的耕地数量减少、质量下降等现实性问题,对耕地实行基本农田特殊保护,开展了高标准基本农田建设区域划定研究。以典型山地城市——重庆市南岸区为例,在从土壤质量、立地条件、基础设施和空间形态4个方面综合评价耕地自然质量的基础上,采用区位通达性修正系数、发展稳定性修正系数和人文因素修正系数对耕地自然质量逐级修正,探索高标准基本农田建设区域划定模型,引导耕地实施特殊保护。结果表明:南岸区耕地综合质量平均分值为42.7,整体耕地综合质量水平一般;根据耕地综合质量评价结果,综合分析区域的限制因素,基于空间集聚格局分析划定高标准基本农田1 280.89 hm~2,高标准基本农田综合质量分为51.5,占耕地总量的38.69%,主要分布在研究区东部的迎龙镇、长生桥镇和广阳镇。高标准基本农田的划定和保护应因地制宜,结合区域特点,分类实施,在研究区西部提升耕地质量、加强耕地保护的同时也要注重生态安全的保护;城市扩展范围内的研究区中部需要重点协调城市发展和耕地保护的关系;研究区东部是粮食的主要产地,引导非农用地退出,更加注重基本农田质量建设与保护,实施规模化生产,提高粮食产量。     

河北省宁晋县高标准基本农田建设布局研究

建设高标准基本农田是保障粮食安全的重要途径,通过研究高标准基本农田建设布局,可以使其布局更科学合理。以河北省宁晋县为研究区,分别从耕地质量和高标准基本农田建设适宜性两个维度进行了评价,并采用四象限模型对其耦合,划分了四种类型区。结果表明:"低质量—低适宜性"区主要分布于唐邱乡北部、纪昌庄乡等地区,不适宜基本农田建设;"高质量—低适宜性"区主要分布于道路和城镇周边,受城镇扩张和道路影响较大,应加强农田保护和基础设施建设;"低质量—高适宜性"区主要分布在中北部和南部地区,主要受土壤剖面构型和灌溉条件的限制,应注重提升耕地质量;"高质量—高适宜性"区分布最广泛,占耕地面积的44.50%,应注重优化田块布局,加快田间路网建设,发展现代化农业。研究方法和结果可为县域高标准基本农田建设提供科学依据。     

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。     

黑龙江省宝泉岭垦区粮食生产动态分析与预测

保持一定数量的耕地资源是实现区域粮食安全的重要保障.以黑龙江省宝泉岭垦区为研究区,从耕地压力角度出发,采用耕地压力指数模型,基于商品粮基地具有向国家提供商品粮的特殊地位,综合考虑国家粮食安全和区域粮食安全的关系,对1989-2008年宝泉岭垦区耕地与粮食生产状况进行了分析,运用时间序列、灰色系统模型及DPS数据处理系统软件,对2011-2020年宝泉岭垦区的粮食安全状况进行了预测.结果表明:20 a来宝泉岭垦区粮食一直处于安全状态,宝泉岭垦区粮食安全动态变化情况大致分为三个不同阶段:1989-2000年耕地压力指数波动上升,2001-2003年耕地压力指数下降,2004-2008年耕地压力指数波动上升.在未来10 a,在满足商品率为91%的条件下,年末总人口、耕地面积、粮食总产量逐年增加,耕地压力指数持续降低,在满足区域粮食安全的基础上,粮食商品率有很大的提升空间.最后,提出继续加强政策支持力度、依靠科技进步、严格保护耕地等建议以进一步提高宝泉岭垦区的粮食生产能力.     

基于TOPSIS和矩阵组合的县域永久基本农田储备区划定时序研究

永久基本农田储备区划定是巩固永久基本农田划定成果、确保国家粮食安全的重大举措,合理规划储备区范围及划定时序可以保障永久基本农田在被占用后能够快速得到补划。本文以河北省黄骅市为研究区,从耕地的地力质量、空间质量、工程质量和生态环境质量4个方面选取评价指标,运用逼近理想解排序法和热点分析法进行耕地质量综合评价及空间集聚性分析,综合二者结果采用矩阵组合法确定永久基本农田储备区的分级划定。结果表明:1)黄骅市非永久基本农田的耕地地力质量、空间质量、工程质量和生态环境质量差异显著,整体土地质量较好;部分地区受土壤盐渍化影响较大,工程质量较差;灌溉保证率低下是限制耕地工程质量的主要因素;综合质量以高值区和较高值区为主,分别占非永久基本农田耕地图斑面积和数量的44.22%和31.08%;空间分布上表现为西部永久基本农田周边的耕地综合质量较高,东部距海岸较近处耕地质量较低。2)研究将黄骅市永久基本农田储备区划分为优先划入区、适宜划入区和整治调控区3类。优先划入区的耕地综合质量高、集聚特征明显,面积占比为30.75%;适宜划入区的耕地综合质量或空间聚集性较差,需投入一定的人力物力进行质量建设;整治调控区面积最大,占比为41.19%,其整治和改良应致力于提升农业生态的长期安全。研究在考虑基本农田储备区划定的质量目标和生态环境目标的基础上增加空间利用规模的限制,可为黄骅市及同处于环渤海带的滨海平原区高质量完成永久基本农田储备区划定工作提供参考。     

高标准基本农田建设中的耕地质量与立地条件评价研究

耕地自然质量是高标准基本农田建设的基础,耕地立地环境是高标准基本农田永久稳定的保障。本研究以重要农地建设的LESA体系思想为指导,开展了东港市基于高标准基本农田建设的耕地质量与立地条件评价研究,研究结果表明:(1)耕地自然质量评价结果为高标准基本农田建设的自然限制因素条件改良提供依据,耕地立地条件评价结果降低了高标准基本农田建设不稳定性风险,综合评价结果对高标准基本农田建设分区与建设重点选择更具有针对性;(2)依据耕地自然质量条件和立地条件评价不同分值区间的表现特征,耕地自然质量条件与立地条件综合评价结果可将研究区高标准基本农田建设区域划分为优先建设区、耕地自然质量条件和耕地立地条件重点整治潜力区、区位条件影响风险范围内的耕地可划为一般耕地区或建设预留区,整治潜力较小的耕地可划分为生态保育用地;(3)本研究以LESA体系理论指导高标准基本农田建设,提出了高标准基本农田建设的区域选择以及建设重点,该方法体系具有较强的实践指导性,建议研究成果由辽宁东部山地区逐级推广到中部平原区、西部低山丘陵区,在全省形成具有指导性和标准统一的方法体系。     

基于四象限法的县域高标准基本农田建设布局与模式

高标准基本农田建设是土地整治规划的重要组成部分,需要综合考虑耕地的基本条件和所在区域的社会经济建设适宜性。为了提高高标准基本农田建设布局的科学性及合理性,该文以广东省五华县为例,首先对耕地质量与高标准基本农田建设适宜性进行了评价,其中,耕地质量从立地条件、耕地物理性状、耕地化学性状及利用条件4个方面选择评价指标。高标准基本农田建设适宜性从农田基础条件、区域社会经济综合条件及群众意愿等方面选择评价指标,据评价结果分析了五华县耕地质量等级分布的不同及高标准基本农田建设适宜程度的差距及其原因。在此基础上,采用四象限法对高标准基本农田的建设区域进行了划分,其中,"高质量高适宜"区域的耕地面积为15 460.51 hm2,占到五华县耕地总面积的37.65%,"高质量低适宜"区域的耕地面积为8 771.85 hm2,占耕地总面积的21.36%,"低质量高适宜"区域的耕地面积为7 508.73 hm2,占耕地总面积的22.71%。在对3个区域的耕地限制性因素、基本农田分布情况进行分析的基础上,提出了基本农田的空间调整措施及高标准基本农田建设的建设模式及建设方向。研究结果可为县域土地整治规划和高标准基本农田建设提供科学依据。     

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。     

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。     

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Markov-FLUS模型的广西土地利用变化模拟预测

耕地保护是确保粮食安全和社会经济稳定的头等大事,土地利用变化预测分析则是调整耕地保护政策的重要依据。为了探究广西耕地保护工作成效、促进土地资源合理配置,围绕耕地保护,运用Markov-FLUS模型,分别基于非限制性与耕地保护两类情景,预测2025年广西土地利用数量及空间变化状况,对比了两类情景下耕地变化差异。结果表明:(1)广西城市建设效果明显,2005—2015年,城镇用地、交通基础设施用地等其他建设用地面积增长了893 km²,增长率达77.25%。两类不同土地利用情景模拟预测下,至2025年,城镇用地面积均保持增长趋势,但耕地保护情景下,其扩张速度受到限制;(2)广西生态保护成效良好,两类不同土地利用情景模拟预测下,至2025年,林地、草地、水域等生态用地面积均保持增长趋势;(3)广西耕地保护任重道远,2005—2015年,耕地面积减少626 km²,两类不同土地利用情景模拟预测下,至2025年,耕地面积均延续减少趋势。但耕地保护情景下,耕地面积减少态势得到一定程度遏止;(4)不同发展阶段,影响广西耕地保护的主导因素各异:2005—2015年,交通道路等基础设施建设是影响广西耕地保护的主要因素; 2015—2025年,随着社会经济加速发展,南宁市、桂林市、柳州市以及“钦北防”沿海城市建设用地的扩张和桂西北、桂南地区林业用地的增长,将成为广西耕地减少的主要原因。     

基于耕地质量和空间聚类的县域基本农田划定——以湖北省团风县为例

为了实现基本农田保护政策“优质集中”的具体要求,以湖北省团风县为例,首先基于耕地自然质量、水利基础设施、区位条件、空间形态构建了4个因素11个评价指标的评价指标体系以反映耕地质量的空间差异性,随后使用K均值聚类法对耕地的综合质量等级进行划分,建立了基于耕地质量和空间聚类的基本农田划定方法。结合上级下达的基本农田保护指标确定团风县入选基本农田的耕地面积为16 333 hm²,且相应的耕地质量总分值均大于76.21,团风县基本农田大多分布在长江沿岸平原区。通过使用基于多因素加权求和模型获得的基本农田划定结果对此种方法进行验证,并基于景观格局指数对两种方法进行对比分析,这种方法不仅可行,而且能更好地实现基本农田划定中的质优和集中的目标。