農村居民點整理規劃研究農村居民點整理后耕地質量評價與應用

0農村居民點整理潛力分析隨著經濟和社會的不斷發展和人口的不斷增加，中國耕地資源的供需矛盾變得越來越尖銳。在城鎮工礦用地快速剛性擴張、農村居民點用地不減反增的情況下,城鄉建設用地“雙增”態勢加劇了堅守耕地紅線的巨大壓力;對城市化和工業化進程加快的大都市而言,耕地保護問題又顯得更為迫切。北京作為全國的政治、文化中心和現代化國際大都市,已經進入后工業化階段,農業產值比重逐步減少,農業連帶的其他生態服務、景觀文化等功能進一步顯現,城市發展和生態建設占用了大量耕地,受嚴格的耕地保護政策約束,北京市耕地占補平衡問題面臨著空前的壓力。耕地后備資源開發是補充被建設占用耕地的重要途徑,但研究表明,在自然適宜、生態安全和經濟可行等因素約束下,北京市耕地后備資源開發潛力幾乎為0。同時數據顯示,2006年北京市村鎮建設用地面積約為9×104hm2,其中宅基地面積約為7×104hm2,人均農村居民點用地面積265m2,戶均宅基地面積451m2,均高于國家規定的人均標準和北京市規定的戶均標準上限,農村居民點整理潛力巨大。在這種背景下,農村居民點就成為一種重要的“耕地后備資源”,大力開展農村居民點整理也成為實現耕地占補平衡和保障糧食安全的重要途徑,也作為新一輪土地利用總體規劃的重要內容而廣泛開展。從已經完成的土地利用總體規劃來看,通過農村居民點整理,在滿足城鎮發展用地需求的同時,在數量上可以實現耕地占補平衡,但從耕地保護的數量與質量綜合平衡與管理的要求來看,又存在若干問題與偏差,概括起來主要表現在:1)規劃整理為耕地的農村居民點選取缺乏科學的依據,尤其對自然和生態適宜性等因素考慮欠缺;2)過分追求建設用地指標,耕地占用與補充之間重數量、輕質量,“雙保”要求難以實現;3)在遷村并點、集中居住的整理模式下,受自然條件和耕作半徑的影響,對山區整理后耕地的可耕性考慮較少。解決好這些問題的關鍵在于統籌考慮農村居民點整理補充耕地的數量和整理后耕地的質量2個方面,以此作為整理項目規劃設計、施工目標及項目驗收的依據和基準。目前,國內外學者對農村居民點整理潛力測算與評價、農村居民點整理模式與政策等方面開展了相關研究,其中整理潛力主要側重于整理補充耕地數量的理論和方法研究,對整理后耕地質量的研究還未見報道。農用地分等和綜合產能核算項目的完成,為實現土地的數量管理向數量與質量綜合管理的目標提供了科學計量基礎;為摸清土地質量限制因素、開展土地整理、提高耕地質量及其綜合生產能力提供了依據,其建立的理論與方法體系、獲取的指標屬性信息對研究農村居民點整理后耕地質量和綜合生產能力提供了重要支撐。鑒于此,以北京市平谷區為研究區,以全區2325個農村居民點地塊為評價單元,依據耕地自然質量等評價方法體系,利用GIS空間分析技術和鄰域替代法,建立了農村居民點整理后耕地分等數據庫,評價了農村居民點整理后耕地的自然適宜性與質量等別,并將研究成果應用于平谷區農村居民點整理規劃,對規劃實施過程中補充耕地的目標設定、項目區的時空安排以及相應關鍵性工程措施進行了探討,對實現土地利用規劃、城鄉建設用地增減掛鉤規劃中的耕地占補“雙平衡”具有重要的指導意義。1研究區域的簡要介紹和數據處理1.1全域城鄉分布及土地現狀平谷區地處北京東部,距離北京中心城區70km,是北京市遠郊區之一。轄區總面積950km2,共有273個行政村。地勢北高南低,海拔最高1224m;按照全區地貌特征的不同,全域可以分為平原、半山區和山區,各區域面積約占轄區總面積的1/3。山區景色優美,林業、旅游業較為發達;半山區是果品生產基地;平原是全區經濟文化中心和糧食、蔬菜主產地。2001-2006年間,全區城鄉建設用地增加733.04hm2,其中90%以上來自占用的耕地。2006年,全區農村居民點總面積54.94km2,人均占地234.93m2,遠遠高于國家和北京市標準規定的上限,農村居民點整理潛力巨大。1.2評價指標屬性本研究數據包括:1∶1萬平谷區2006年土地利用現狀圖,從中提取評價的農村居民點地塊;1∶5000平谷區土壤圖是上世紀80年代的成果,圖上的農村居民點規模與土地利用現狀圖上的評價地塊相比,規模變大,所以將農村居民點地塊與土壤圖進行空間疊加,可以獲取農村居民點地塊難以改造的影響耕地質量的評價指標屬性,如表層土壤質地和土體構型;從2006年平谷區農用地分等地塊的屬性數據中獲取易于改造的影響耕地質量的評價指標分值,如灌溉保證率、排水條件、鹽漬化程度等,用于農村居民點地塊相應指標分值的鄰域替代;從平谷區土地利用總體規劃(2006-2020年)圖中獲取農村居民點整理規劃布局。最后,在ARCGIS9.3工作平臺下,統一各專題圖件的空間投影坐標系統,并將評價農村居民點地塊、規劃整理農村居民點地塊以及農用地分等地塊進行配準與疊加,形成農村居民點整理后地塊分等數據庫。2評價因素權重值自然質量分(CL)是農用地分等工作的基礎性成果和重要中間成果,是以分等地塊為評價單元,對作物光溫生產潛力的自然質量修正,包含了分等因素的全部信息,是指導土地整理方向和劃分整理類型的主導因素。所以,針對本研究的地塊尺度,選用農用地分等理論和方法中的自然質量分評價指標體系、權重值(表1)與計算方法(式1),評價農村居民點整理后耕地質量。研究區該評價體系是考慮自然條件和農業生產的區域差異,劃分為平原區和山地區2個評價指標區。式中,CL為分等地塊的自然質量分;k為評價因素編號;m為評價指標的數目;wk為第k個評價指標的權重;fk為影響耕地質量的評價指標分值,由于評價指標受整理工程類型的影響程度不同,研究中采用鄰域替代法和因素現狀值比照法對不同的指標分值進行測算。CL為介于0~1的分值,研究中按照小于0.6,>0.6~0.7,>0.7~0.8,>0.8~0.9以及0.9以上5個范圍進行級別劃分(分值越高,表明農村居民點自然條件越優,整理后適宜復墾為耕地)。2.1耕地自然質量因素值的確定鑒于中國傳統農業耕作方式下,農村居民點與耕地的空間分布存在著緊密的自然依存關系,以及在一定范圍內農村居民點的自然本底特征與相鄰耕地的立地條件具有較強的相似性的規律。本研究通過對比分析土地整理工程類型與耕地自然質量因素的關系,將評價指標劃分為難以改造型和易于改造型兩大類,前者直接從數據庫提取屬性信息,與指標體系比照確定其指標分值;后者則采用鄰域替代法估測整理后的指標分值,即根據農村居民點鄰域范圍內參與分等地塊的自然條件,來判斷農村居民點整理后可以達到的水平,如臨近耕地有灌溉條件,則假設農村居民點整理后的耕地也可灌溉。對于鄰域范圍內沒有分等地塊的農村居民點,認為其不適宜整理為耕地。2.1.1不同土壤質地、土體型鋼因素的現狀值比值分值確定農村居民點用地經土地整理項目規劃設計,部分工程如水利工程、排灌工程就是對農村居民點整理為耕地的一些限制性自然因素的完善。另外,由于加大了配套設施的使用,使得項目地塊整體效益得到提升,還有鞏固或者提高原有自然因素的作用(如土壤有機質含量),能夠促進原有因素對農業生產的良性影響。土地整理工程類型與耕地質量因素的關系如表2。對于表層土壤質地、土體構型因素,從土壤性質的特征響應時間看,它們的響應周期均在100a以上,要改造這些土壤因素,需要長時間的大型土壤改良工程的投入,難度較大;土壤有機質含量的響應周期在10~100a,在合理的農田投入及較好的配套設施基礎上,在較長年后會有一定幅度變化;對地形坡度、有效土層厚度以及礫石含量因素,通過修筑梯田可以發生一定的改變;而排水條件、灌溉保證率和鹽漬化程度是分等因素中相對最易改造的,通過農田基礎設施建設和維護即可實現,時間成本也比較低。因此,對難以改造的表層土壤質地、土體構型因素采用現狀值比照分值標準確定整理后的指標分值;對于可改造或改造效果明顯的土壤有機質含量、地形坡度、有效土層厚度、及礫石含量以及排水條件、灌溉保證率和鹽漬化程度等指標采用鄰域替代法估測整理后的指標分值。2.1.2平谷區農村居民點緩沖范圍內耕地面積和耕地集中地區耕作半徑是以農村居民點為中心,以一定半徑生成的緩沖區面積與區域內的耕地面積相等時,生成的農村居民點緩沖區半徑;通常情況下,分布在緩沖區內的耕地面積占其耕地總面積的百分比越高,說明該區自然條件的區域差異越小,耕地利用程度越接近;據此,應用緩沖區分析方法,得到平谷區農村居民點的理論耕作半徑為187.56m。另外,隨著農村居民點緩沖距離的增加,耕地面積比例呈遞減的趨勢,在農村居民點0~200m緩沖范圍內,耕地比較集中,分布著全區80%多的耕地,與理論耕作半徑比較接近。因此,綜合鄰域替代的有效性和分等地塊的可代表性,確定200m作為估測整理后評價指標分值的有效鄰域范圍。2.1.3各因素等級的耕地質量評價按照上述方法,分別獲取評價地塊的屬性信息,但在不同屬性圖層疊加和緩沖過程中打破了現狀的地塊邊界,為了使研究成果更具應用價值,研究中根據評價地塊的編號,分別統計各地塊不同評價指標分值,對多屬性地塊(即疊加過程中打破邊界的地塊和有效鄰域替代范圍內存在不同分值的分等地塊)以所占面積比例最大的地塊屬性作為農村居民點整理后耕地質量評價的指標分值。這是因為如果一個等別所占面積大,說明該區域很容易達到此等別;如果一個等別所占面積很小,一是說明該區域達到此等別具有很大難度,需要花費大量人力和物力,另一方面說明這種地塊本身的自然質量很差或者利用狀況不好,但僅占該區域耕地面積的一小部分,總體影響較小。2.2農村居民點地自然質量分區平谷區農村居民點整理后不適宜整理為耕地的地塊為1048塊,占全區農村居民點面積的22.64%,主要位于北部山地生態涵養區,地塊規模少、且分散,加上周邊耕地資源稀少、耕作半徑大和立地條件差,農村居民點不適宜整理為耕地,應從生態安全的角度復墾為林地、牧草地或園地。平谷區農村居民點整理后適宜整理為耕地的地塊為1277塊,面積為4224.88hm2,占全區農村居民點面積的77.34%,即整理后適宜整理為耕地的評價地塊,在對評價地塊整理后各項評價指標分值計算的基礎上,得到農村居民點地塊的自然質量分(如圖1)與相應的質量等別(表3)。結果表明,平谷區農民居民點整理后耕地自然質量分在0.3910~0.9745之間,均值為0.7337,處于中等水平。劃分的五個等級中,一等地面積為433.91hm2,占全區分等地塊面積的10.27%,二等地面積為780.94hm2,占全區分等地塊面積的18.48%,這2個等別的農村居民點集中分布平原區的馬坊鎮、馬昌營鎮、大興莊鎮和平谷鎮,該區域是全區優質農田的分布區,土壤肥力高,農田基礎設施好,居民點整理后耕地質量較高;三等地面積為1770.30hm2,占全區分等地塊面積的41.90%,是農村居民點整理后的主要耕地等別,主要分布在東高村鎮、峪口鎮、山東鎮、王辛莊鎮和南獨樂河鎮,該區域地勢相對平坦,灌溉和排水條件略有影響,土壤有機質含量和地形坡度影響不大,整理后耕地質量中等;四等地面積為879.44hm2,占全區分等地塊面積的20.82%,五等地面積為360.29hm2,占全區分等地塊面積的8.53%,這2個等別的農村居民點主要分布在夏各莊鎮、山東莊鎮、南獨樂河鎮和金海湖鎮的低山丘陵區,在北部山地區劉家店鎮和鎮羅營鎮也略有分布,該區域地形坡度相對較大,農用地多是旱地,土層瘠薄,土壤質地比較粗,整理后耕地質量偏低。3農村居民點整理耕地保護“雙平衡”的配套系統設計研究區已經完成的土地利用總體規劃(2006-2020年)(簡稱“土地規劃”)提出了農村居民點整理方案,在數量上滿足了城鎮發展對建設用地的需求,在理論上實現了耕地占補平衡,對后繼開展的農村土地綜合整治具有一定的指導作用。但是從前文研究來看,平谷區自然條件區域差異顯著,農村居民點整理后不一定全部能夠或者適宜轉化為耕地,適宜轉化為耕地的質量等別也存在較大的差異,從耕地保護“雙平衡”的要求來看,農村居民點整理方案只是從數量和布局上進行了規劃,在整理后耕地適宜性和質量等別上還缺乏設定。本研究以農村居民點地塊為研究單元,在此基礎上進行確定的分等因素組合類型是很詳細和準確的,可以據此進行具體的農村居民點整理項目的標準(目標等)設定和工程設計與檢驗,達到耕地占補平衡按等級折算和土地利用總體規劃中“耕地面積不減少,質量不降低”的管理需求。因此,統籌考慮補充耕地數量與質量,應用前文研究成果,借助產能核算模型,從拆遷農村居民點整理標準設定、項目區時空安排與相應的關鍵工程措施等方面,對土地規劃中的農村居民點整理方案進行優化,從而完善農村居民點整理規劃內容,促進規劃有效實施。3.1基準作物標準糧實際效果模型構建耕地總產核算(式2)可以將整理后耕地的數量和質量進行綜合,其中耕地數量來自土地規劃中拆遷的農村居民點規模(將前文評價地塊與農村居民點整理規劃圖進行空間疊加運算即可獲取);耕地質量是用整理后耕地單產進行表征,由公式3計算得到式中,Pz為農村居民點整理后增加耕地總產產能,kg;Pd為農村居民點整理后耕地單產,kg/hm2;Mt為規劃拆遷的農村居民點地塊面積,hm2。研究表明,耕地自然質量分與實際標準糧產量之間存在著正相關性,且采用線性回歸模型擬合程度較好。平谷區在農用地分等過程中篩選出294個有效抽樣單元,參考《農用地產能核算技術規程》建立了分等抽樣單元基準作物標準糧的現實單產與耕地自然質量分的函數模型(如式3)。由于抽樣單元基本覆蓋有效評價地塊所在的行政村,所以該模型同樣適用于本研究。式中,Pd為農村居民點整理后耕地基準作物標準糧單產,kg/hm2;該回歸模型R2=0.682,Pearson簡單相關系數為0.931,通過0.01水平的顯著性檢驗。3.2浮動區間劃分利用公式3計算得到平谷區各農村居民點地塊整理后的耕地單產,匯總得到不同質量等別和行政區的單產均值(表4)。平谷區農村居民點整理后耕地單產浮動區間為5769~12758kg/hm2。在劃分的5個等別中,一等地和二等地標準糧單產最高,分別為12320和11502kg/hm2,五等地最低,為7030kg/hm2;從空間來看,平原區農村居民點整理后耕地單產均達11000kg/hm2以上,山地區農村居民點整理后耕地單產在6500~9000kg/hm2之間;全區農村居民點整理后耕地單產均值為9874kg/hm2,處于中等水平。3.3農村居民點整理應用前文評價結果,對農村居民點整理后耕地數量與質量設定為(圖2、表5):1)全區拆遷農村居民點面積為2442.60hm2,其中不適宜整理為耕地的面積為520.52hm2,適宜整理為耕地的面積為1922.07hm2。在適宜整理為耕地的農村居民點中,以馬坊鎮、金海湖鎮、峪口鎮、王辛莊鎮、東高村鎮和馬昌營鎮為主,數量在150hm2以上,劉家店鎮、大華山鎮、鎮羅營鎮、熊兒寨鄉和黃松峪鄉較少,均小于50hm2。2)全區農村居民點整理后耕地質量以三等地和二等地為主,面積分別為779.25和416.93hm2。平原區的平谷鎮、馬坊鎮、馬昌營鎮和大興莊鎮整理后耕地質量不低于二等,東高村鎮、山東莊鎮、峪口鎮和王辛莊鎮整理后耕地質量以三等地為主,夏格莊鎮、南獨樂河鎮和金海湖鎮以三等地和四等地為主,劉家店鎮、大華山鎮、鎮羅營鎮、熊兒寨鄉和黃松峪鄉整理后耕地以四等和五等為主。3.4山地適宜區整治建議依據農村居民點整理增加耕地總產產能,將全區規劃拆遷的農村居民點劃分為四個類型區(圖3),結合區域社會經濟發展水平以及分等因素組合類型,探討農村居民點整理規劃實施中的項目區時空安排和關鍵性工程措施。Ⅰ級區,為農村居民點整理后耕地總產能大于100t的地塊,總面積為689.75hm2,平均地塊面積為14.99hm2,單產均值為10628.24kg/hm2,增加耕地總產能力高達7301.61t,集中分布在南部的馬坊鎮和東高村鎮、中部的王辛莊鎮和山東莊鎮。南部地區依托馬坊工業園區和物流園區的輻射、中部地區依靠新城發展的帶動,村集體經濟發達,農民多從事二、三產業,村民觀念更新快、且建房期望強烈,農村居民點易于整理;在自然條件上,該區土壤養分中等偏上,有水源保證,灌排條件好,基本無限制因素,加上農戶對耕地的投入較高、管理比較嚴格,整理后的地塊宜耕性較好。該區地塊面積大、質量高,在規劃實施過程中,可以作為近期優先整治區域,拆遷后農村居民點以農改居和城鎮化整理模式為主;整理后耕地發展規模化高效農業,保持或繼續提高土壤肥力,注重用養結合,不斷提高耕地質量。Ⅱ級區,為農村居民點整理后耕地總產能介于50~100t之間的地塊,總面積為420.98hm2,平均地塊面積為8.82hm2,單產均值為10161.10kg/hm2,增加耕地總產能力達4170.44t,該區地塊分布相對分散,基本上分布在Ⅰ級區地塊周邊,大體可以劃為西南和中東兩大片區,其中西南片區以馬昌營鎮、峪口鎮、東高村鎮和王辛莊鎮為主,中東部片區以金海湖鎮、南獨樂河鎮和夏各莊鎮為主。西南片區是平谷區的工業發展帶,村集體的二、三產業發展具有一定基礎,但農民更新住房的意愿差異較大,對數量潛力釋放存在一定的阻力,整理后耕地地塊大部分地勢平坦、水源基本有保證,也有少部分山地區土壤質地偏沙、養分偏低;而中東片區依托豐富的自然資源,風景旅游和民俗旅游業發展迅速,村集體經濟比較發達,農民居住條件更新觀念強烈,有利于整理數量潛力釋放,但由于該區處于低山丘陵區,地形復雜,灌溉設施較差,地塊零散,規模化經營效益不高。該區可以作為規劃實施中期的重點整治區域,農村居民點整理以中心村適度發展和基層村內部挖潛為主,整理后耕地應實施培肥地力和農田水利工程建設,不斷提高耕作管理效率。Ⅲ級區,為農村居民點整理后耕地總產能基于0~50t之間的地塊,單產均值為9938.38kg/hm2,增加耕地總產能力達7301.61t,該區總面積最大(804.85hm2),平均地塊面積較小(3.37hm2),零散的分布于各鄉鎮,一般都遠離城區或鎮中心區,農村發展缺乏相應的動力支撐,村民思想相對閉塞,對村莊搬遷的抵觸情緒較大,短期內難以推進村莊整治;平原區整理后耕地自然條件受限較少,主要是地塊破碎造成總產降低,而山地區整理后耕地主要受水源條件和地形坡度限制,土壤質地差,耕地養分貧瘠,土壤礫含量偏高,加上農戶的粗放式經營,導致整理后耕地產能偏低。在規劃實施過程中,該區可作為遠期的適度整治區域,因地制宜的走“中心村內涵挖潛、自然村遷村并點”的農村居民點作業模式,整理后耕地應適當歸并地塊,并加強梯田建設和完善旱作農業的配套設施,提高天然降水利用率。Ⅳ級區,該區主要分布在生態脆弱性顯著的山地,受地理條件限制,農村居民點分散、規模小,交通不便,經濟發展相對滯后,農民生活水平較低,農村居民點整理后不具備耕作生產的條件。該區域居民點應盡快采取一次性或分期搬遷的策略,將村莊整體遷并至鎮區周邊或就近的中心村;整理后的地塊進行防護林和水土保持等生態保護工程建設,適度發展林果業。4本研究的局限性和未來研究方向,其也在確定其內容時仍存在以下幾個問題1)在前文研究初步提出鄰域替代法的基礎上,利用農用地分等理論與數據,通過分析土地整理工程類型與耕地質量因素之間的耦合關