市县级国土空间农业生产适宜性评价方法优化

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市县级国土空间农业生产适宜性评价方法优化

2024-07-16 05:40| 来源: 网络整理| 查看: 265

(一)针对农业生产影响因素特点合理评价单项指标

如上所述,阜阳市农业生产条件是受分属于地形地貌、土壤、气候、农田基础设施四大类的多个单项指标共同影响的。每一个指标代表着农业生产中一项重要的影响因素,这些因素的累加共同决定了阜阳市域国土空间的农业生产适宜性。因此,需要对每一个因素如何影响农业生产进行单项评价。

(1) 以坡度为代表的地形地貌指标评价。阜阳市属于皖北平原地区,农业以种植业为主。由于地形高差变化较小,高度、坡向对农业生产的影响非常小,只有河谷、道路沿线区域的坡度起伏会影响耕地的质量,遵循着地势越平坦越适合农业生产的一般规律。因此,此次评价将坡度指标按照0°~3°、3°~8°、8°~15°、15°~25°、25°以上分为五等,对应由高到低的农业生产适宜性(图4)。

图4 坡度因子等级

(2) 以肥力为核心的土壤指标评价。阜阳市农业生产以小麦种植为主,在种植业中,土壤肥力是农业生产条件的基础性条件,影响土壤肥力的有耕层土质、土壤酸碱度和土壤有机质含量三项指标。

依据对耕层土质的调查,可将阜阳市域土质类型分为重壤、中壤、轻壤、轻粘、中粘、重粘和砂壤等类型,不同的土质保水、保肥能力各不相同。土壤学相关研究表明:壤土的土壤结构大小孔隙比适当,则通气透水性好,保水保肥性和供水供肥性强;粘质土壤结构紧实,则含养分较多,但透水性相对较差;砂土的土壤结构松散,通气透水性强,但养分易于流失,保肥性较差。结合以上特点,此次评价将阜阳市域土壤按质地分为重壤、中壤与轻壤、轻粘、中粘、重粘与砂壤五等,对应由高到低的农业生产适宜性(图5)。

图5 耕层土质因子等级

依据土壤酸碱度的调查,阜阳市域土壤酸碱度从酸性到碱性都有分布。土壤学相关研究表明:中性的土壤更适合农作物的生长,随着酸碱度的增强,农作物生长适宜性也相应降低。结合这一特点,此次评价将阜阳市域土壤按照酸碱性分为中性、弱碱、弱酸、强碱和其他五等,对应由高到低的农业生产适宜性(图6)。

图6 土壤酸碱度因子等级

土壤有机质含量直接影响了农作物可以从土壤中获得的养分。依据阜阳市域土壤有机质含量调查数据,此次评价按照有机质含量将阜阳市域土壤由高到低分为五等,对应由高到低的农业生产适宜性(图7)。

图7 土壤有机质含量因子等级

(3) 由光水热条件构成的气候指标评价。阜阳市农业生产以种植业为主,农业产出与气候条件紧密相关。光、水、热是气候条件的三类主要指标。阜阳市位于秦岭淮河一线,处于我国气候分界地带,气候年际变化较大。因此,此次评价选取了150个以上气象监测站点的5年逐日气象监测数据,包含降水、温度和日照数据。依据农业气象研究,降水量大、积温高、日照时间长的地区更适合发展种植业。此次评价将降水、积温和日照指标按照数值由高到低分为五等,对应由高到低的农业生产适宜性(图8~图10)。

图8 日照时数因子等级

图9 降水量因子等级

图10 气温因子等级

此外,此次评价还获取了与降水量紧密相关的浅层地下水埋深数据。依据相关研究,地下水位直接影响植物根系吸收水分的难易程度。因此,此次评价将地下水位按埋深由浅到深分为五类,对应由高到低的农业生产适宜性(图11)。

图11 地下水位因子等级

(4) 以防涝抗旱为重点的农田基础设施指标评价。阜阳市位于南北气候分界地带,旱年与涝年周期性出现,因此只有具备良好抗旱、排涝基础设施的农田才能更好地抵御气候变化风险,保持农业产量的稳定。此次评价获取了农田灌溉保证率、排水条件两项数据,按照分值由高到低分为五类,对应农业生产适宜性由高到低(图12,图13)。

图12 灌溉保证率因子等级

图13 排水条件因子等级

(二)依据农业生产贡献度确定指标权重

如上所述,农业生产条件受到多种因素的共同影响。但最终的农业生产适宜性评价结果不是单个因素影响结果的简单累加,而是应该考虑不同因素的重要程度。目前,无论是已有的研究,还是《“双评价”指南》都没有明确指出哪些因素对农业生产更为重要,也没有提供测度因素重要程度的方法。

合理确定评价指标权重是此次研究对《“双评价”指南》方法的一项重要优化。其基本方法是将现状耕地质量等别与评价指标进行逐一空间相关分析,结合相关系数的大小确定指标权重。耕地质量等别、耕地分等定级是原国土资源部门定期开展的评估工作,数据准确且易于获取,为研究提供了良好的基础。

依据以上方法,通过相关关系分析得出相关系数(表4),可以发现各类因素对阜阳农业生产的影响重要程度具有以下特点:

表4 耕地质量等别与不同指标因子的相关系数

(1) 不存在单个因素与耕地质量高度相关。在所有指标中,与现状耕地质量等别相关度最高的是耕层土质,相关系数为0.22。这一结果印证了农业生产是一个受到多种因素复杂影响的过程,说明选择多类多项指标进行综合评价是合理的。

(2) 土壤是影响农业生产的基础性因素。耕层土质、土壤酸碱度与现状耕地质量等别的相关系数较高,都达到了0.20以上,在所有因素中属于相关系数较高的等级。这一结果也与已有研究认为土壤是农业生产的基础条件的观点一致。

(3) 日照的影响比温度、降水条件更大。在《“双评价”指南》中,将积温指标作为气候条件的代表性指标。但从此次相关分析来看,日照条件与现状耕地质量的相关系数更高,达到0.20。而积温和降水都呈现微弱的负相关。

(4)地下水位比降水量的重要性更高。地下水位与现状耕地质量等别的相关系数较高,达到0.14。这表明,相对于降水量,农作物根系能够直接吸收的地下水对农业生产更为重要。

(5) 平原地区地形地貌对农业生产的影响程度很低。代表地形地貌指标的坡度因子与耕地质量等别呈现微弱的负相关。

结合以上相关系数特点分析,可以确定指标因子权重如表5所示。各类指标权重与以上分析的相关系数基本一致。需要特别说明的是,研究对农田基础设施指标进行了修正。尽管其相关系数为负,但从既有研究来看,农田基础设施是抵御涝灾、旱灾,保障农业生产的重要条件。特别对于阜阳这样一个位于气候分界地区,旱年、涝年周期性出现的城市来说,确保农田的灌溉、排涝是非常重要的。出现负相关很有可能是因为农业基础设施的普遍改善,弱化了其与耕地质量的相关性。

表5 指标因子权重

(三)对照现状农业生产格局检验评价结果

单项指标结合权重确定可以集成评价农业生产适宜性,评价结果如图14所示。评价结果可以对照现状农业生产格局,从以下三个方面进行检验。

图14 农业生产适宜性评价

(1) 总体格局与主体功能区布局基本一致。依据评价结果,不适宜区仅占12.68%。除去现状城镇空间、河流水系,不适宜区主要位于河谷地区,所占比例更低。这表明阜阳市域空间总体适宜农业生产。与安徽省主体功能区规划中将市区以外的五县市划定为国家农业主产区的总体布局基本一致。

(2) 适宜性空间分布与市县产业特征基本一致。农业生产适宜性较高的区域位于南部临泉、阜南和颍上三县;而工业经济基础较好的北部界首市、太和县,以及中部市区适宜性一般。

(3) 评价精度与市县级规划需求基本一致。评价结果精度突破了市县、乡镇、行政村等行政边界单元精度,达到自然单元,能够更精确地向各类规划边界转化,作为生态保护红线、永久基本农田、城镇开发边界划定的基础。



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