GIS在农业生态功能分区中的应用

彭茂林，铁柏清，刘 敏

（1.湖南农业大学 资源环境学院，湖南 长沙 410128）

GIS在农业生态功能分区中的应用

彭茂林1，铁柏清1，刘 敏1

（1.湖南农业大学 资源环境学院，湖南 长沙 410128）

利用MapGIS软件从永兴县土地利用现状图中提取出基础数据，以5级（坡度＞25°）为界线，把农业生态环境划分为25°以下的农业开发层和25°以上的农业生态保护层，并运用MapGIS软件的空间分析功能对人口密度、人均纯收入、建设用地、耕地、森林覆盖因素（自下而上）进行叠加分析，将研究区域划分为“一心、二层、三带、四区”的功能分区格局。这种分区方式使农业生态环境规划更加合理，更好地兼顾了农业发展和农业生态环境保护，更加形象、客观。

GIS；坡度级；空间分析；功能分区

1 研究区概况

永兴县地处罗霄山脉西麓，境内河谷交错，丘陵、山地、河流、平原有机组合，构成以中山为主，山丘、平原、山岗兼具的山地地貌，其中丘陵864．28 km2，占全县土地总面积的43．67%；山地566．01 km2，占全县土地总面积的28．60%；平原296．80 km2，占全县土地总面积的14．99%；岗地193．08 km2，占全县土地总面积的9．70%；水面占2．99%。气候为亚热带大陆季风气候，区域内气温适中、四季分明，植物、矿产等资源繁多。

2 研究方法

2.1 数据来源与处理

根据永兴2011年统计年鉴，2010年全县总人口66．20万；农业总收入25．1亿元，国民生产总值（GDP）151．8亿元，人均GDP为26 694元；全县总面积1 979．40 km2，耕地面积351．4 km2。主要图形数据包括永兴县土地利用现状图（2009年）、永兴县土地利用总体规划图（2010～2020年）、永兴县耕地与基本农田保护规划图（2010～2020年），用Coord坐标转换软件对图形进行几何校准。

人口密度与人均纯收入采取以下步骤提取（以人口密度为例）：①从实地调查数据中整理出每个镇总人口、总面积的数据；②在MapGIS的区编辑中编辑区属性结构，并对每一个镇进行区属性赋值，包括人口和城镇名称；③将赋值完的区文件导入空间分析，运用属性分析的双属性四则运算完成人口密度的计算；④以人口密度（单位：人/m2）＜100、100～200、200～300、300～400、400～500、500～1 000、＞1 000在行政区划图上进行标注，即可得人口密度分布图（图1）[1-4]。人均纯收入的数据处理方法参照人口密度，结果如图2。

图1 永兴县各乡镇人口密度分布图

图2 永兴县各乡镇人均纯收入分布图

2.2 研究方法

2.2.1 GIS空间数据分析

用MapGIS 6．7从2009年土地利用现状图中提取出耕地坡度图（如图3），其中耕地坡度1级为坡度≤2°、2级为2°～6°、3级为6°～15°、4级为15°～25°、5级为﹥25°[4]。其中，坡度1级、2级视作平耕地，3级、4级视作缓坡耕地，5级不能耕种，需要对其保护，以免造成水土流失[5,6]。所以，以坡度25°为界线，划分为农业开发层（耕地坡度＜25°）和农业生态保护层（耕地坡度﹥25°）2个层次。根据永兴2011年统计年鉴、2009年土地利用现状图，得出包含耕地、建设用地、林地的土地现状图，如图4。

图4 永兴县土地现状图

图5 指标数据立体叠罗图

2.2.2 GIS空间叠加分析

基于研究区域的特性，选用视觉信息叠加，将人口密度、人均纯收入、建设用地、耕地、森林覆盖进行自下而上的叠加分析，得出各要素在同一空间位置上的变化情况[7,8]，结果如图5。

2.3 指标体系构建与赋值

综合考虑研究区域的自然属性、社会经济、生态属性[9]，建立永兴县农业生态环境规划功能分区的指标体系，选用熵权法对指标进行赋值[10,11]，见表1。

表1 永兴县农业功能分区指标体系及权重

3 结果与分析

选取经济较发达、人口较密集的镇及永兴县城作为经济发展中心，根据坡度分级结果，把农业生态环境分为2层，结合图4、图5，以指标空间分析的结果为基准，结合调研结果和文档材料，按照各区域的交通条件、地形地貌、自然资源、经济基础、产业化现状等，分为三带、四区[12-14]，最终形成“一心、二层、三带、四区”的分区格局，如图6。

3.1 功能分区

1）一心。包括永兴县城、鲤鱼塘镇、马田镇、金龟镇。生态服务功能：农产品加工中心和加工次中心。

图6 永兴县农业生态环境规划功能分区图

2）二层。坡度25°以下的农业开发层和坡度25°以上的农业生态保护层。

3）三带。①高效农业产业带，包括城关、城郊、湘阴渡、碧塘、鲤鱼塘、油市、马田、高亭、柏林、洞口、太和、三塘、悦来、洋塘、黄泥、千冲、大布江、龙形市、七甲。生态服务功能：全县农业发展的科技示范区，全县重要的旅游观光农业基地，湘南优质农产品生产与加工基地。②特色高效产业带，包括永兴县中部、国道107、省道212和213两旁及以北区域。生态服务功能：永兴县的冰糖橙种植区域、中药材种植基地、特色林业种植基地，又可分为冰糖橙产业带、北部中药材产业带、西北部特色林业产业带。③休闲农业及生态渔业产业带，包括便江、注江、板梁古村、悦来温泉、黄克诚故居、青山垅水库、龙潭水库、石壁垅水库和黄口堰水库等区域。生态服务功能：全县的休闲农业和生态渔业发展基地。

4）四区。①现代农业示范区，包括湘阴渡、碧塘、城关和城郊。生态服务功能：水产养殖基地、出口蔬菜基地、粮油生产基地、畜禽养殖基地等优势农产品生产基地，湘南农产品加工与物流中心。②高效农业示范区，包括鲤鱼塘、油市、马田和高亭。生态服务功能：无公害和绿色的优质粮油、蔬菜，优质水果、蚕桑等特色优势农产品生产基地及优质水产品、生猪和禽蛋养殖基地。③现代烤烟种植示范区，包括便江左片（西部现代烤烟种植老区，包括三塘、油麻、悦来、高亭、洋塘等），便江右片（东部现代烤烟种植新区，包括柏林、太和、洞口、黄泥、塘门口、樟树等）。生态服务功能：永兴县烤烟种植区。④东部生态农业示范区，包括黄泥、千冲、大布江、龙形市、七甲。生态服务功能：特色农业、生态农业与旅游农业结合，森林旅游、草地旅游、休闲旅游和观光旅游特色产业。

3.2 优、劣势分析

3.2.1 优势分析

摒弃了传统功能分区单纯的从农业功能的角度或者是生态功能的角度进行分区，采用了GIS技术，从生态服务功能的角度出发，联合农业的产品供给、休闲等功能和生态的水源涵养、生态保护等，使农业生态环境规划更加合理，更好地兼顾农业发展和农业生态环境保护。

3.2.2 劣势分析

在运用GIS技术进行辅助功能分区的过程中，仍然需要根据当地实地调查结果以及收集的数据资料进行分析，因此，功能分区的结果仍然存在一定的主观性。不能运用GIS进行实时监控，应根据气候变化、人口增长或者迁移等作出相应调整。

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P208

B

1672-4623（2015）02-0117-03

10.3969/j.issn.1672-4623.2015.02.042

彭茂林，硕士，主要研究方向为环境规划与管理。

2014-02-27。