洋县耕地多功能评价研究

陈文南 刘炫含

(长安大学土地工程学院，陕西 西安 710064)

人类赖以生存和发展的土地类型中，耕地占主导地位，粮食生产的基本要素也是耕地[1,2]。在地形地貌较好与土壤肥沃的区域更适合种植，自然地理条件较好位置的耕地更倾向于转为建设用地[1]。除传统的生产功能之外，耕地还具有多种多样的功能，包括社会、经济、文化、景观生态等多种非商品性质的功能及其所提供的物质与服务中商品与非商品功能，是人类生产生活中不可或缺的一种土地[2]。作为发展中的农业大国，我国耕地资源却非常稀缺，人多地少，并且近年来工业化与城镇化水平的不断提高，城镇建成区的不断扩大以及生态保护政策的提出等都对耕地产生了巨大的需求与影响[5,6]，面临耕地资源紧缺，后备资源不足，土地利用粗放等的问题，亟需科学高效合理地利用耕地。

洋县位于陕西省南部，汉中市辖县，地处陕南秦岭保护区内，耕地资源紧缺，因此合理利用耕地资源，科学规划耕地功能空间十分必要。本文从耕地的生产、生态和社会3个功能出发构建评价指标体系，利用熵权法确定指标权重，采用多目标综合评价模型计算全县耕地单一功能和多功能值。对洋县耕地多功能性进行综合评价分析，为洋县合理利用耕地资源，科学高效利用城市内部与周边耕地，优化农业种植结构与空间布局，理清耕地各功能之间的关系，促进耕地多功能综合发展提供依据[3]。

1 研究区概况与数据来源

1.1 研究区概况

洋县位于陕西省西南部，汉中市辖县，北临秦岭，南屏巴山，地处E107°33′～108°31′,E33°42′～34°14′。截至2017年底，全县户籍总人口44.70万人，农业人口22.76万人，城镇化率为41.25%。全县土地总面积为3195.94km2，随着城镇建成区的不断扩大，对洋县耕地生态与产出产生了巨大影响，全县耕地面积由2009年的473.55 km2减少到2017年的469.26km2，农业种植结构与产量在不断变化，耕地的各项功能也随之发生改变。研究耕地多功能评价，不仅对实现农业增产、农民增收具有现实意义，更对确保国家粮食安全、推动“藏粮于地、藏粮于技”具有重大意义[4,5]。

1.2 数据来源

本文涉及洋县土地利用现状、人口社会经济生态等数据。其中，土地利用现状数据来源于洋县自然资源局；人口社会经济生态等统计数据来源于《陕西省区域统计年鉴》和《洋县统计年鉴》。

2 指标选择与研究方法

2.1 指标选择

本文以汉中市洋县为研究区，从耕地的生产、生态和社会功能进行分析，建立耕地多功能评价指标体系。根据目前相关研究，结合研究区实际情况，选择乡镇 (街道)作为评价单元，选取具有代表性、综合性、科学性、合理性和可操作性的评价因子，综合研究区实际情况，选取14个评价因子建立目标层、准则层与指标层3级耕地多功能评价指标体系。

耕地的生产功能即耕地为人类生存提供食物和原料的功能,主要取决于耕地的质与量、产出与投入,因此选取耕地地均产值、粮食作物单产水平、农业生产总值、复种指数和土地垦殖率5项指标作为衡量耕地生产功能的指标,用耕地的数量、质量和产出比3方面反映研究区耕地生产功能;生态功能指在利用耕地的过程中与水、土壤、生物及周边其它生态系统的协调发展能力，主要表现为水源涵养、水土保持、气候调节、防风固沙、生物多样性、环境污染性等。我国农业生产过程中对农药化肥等的广泛使用，导致土壤中有机质含量与微生物分解能力下降，降低农田质量与破坏耕地生态系统的同时，也使粮食生产能力越来越依赖于化肥与农药，因此在生态功能评价中选择单位耕地化肥负荷、单位耕地农药负荷、农膜使用强度、人均耕地生态承载力、农田生态系统多样性5个指标。社会功能是指在耕地利用的过程中对社会环境、人文风貌以及农民生活等的多种影响，主要表现为空间上的分布与承载，人民物质与精神生活上的需求与满足感等，因此在社会功能评价中,选取农业从业人员承载量、社会需求满足度、人均耕地资源禀赋和单位耕地农用柴油使用量4项指标因子。本研究通过上述14项指标因子从生产、生态和社会3个层面来评价耕地功能，详见表1。

表1 洋县耕地多功能评价指标体系

2.2 研究方法

2.2.1 指标标准化

为了消除数据之间单位不同导致数据相差过大的问题，采用极差标准化方法对各评价指标进行无量纲化, 使各评价指标数据无量纲化到 [0, 1]。

具体计算公式:

(1)

(2)

式中，Aij为i乡镇 (街道) j 指标的标准值；Xij为 i 乡镇 (街道) j指标原始值；Xmax为i乡镇(街道)j 指标原始最大值；Xmin为i乡镇(街道) j 指标原始最小值。

2.2.2 熵权法

熵可以对不确定性进行度量，采用熵权法可以获得信息的有序度差异，进而得到信息效用值，用于确定权重。信息量越大,不确定性就越小,熵也越小;信息量越小,不确定性越大,熵也越大。采用熵权法确定指标权重，具体计算公式：

(3)

(4)

式(4)中，1≤j≤m，fj=1-ej。

2.2.3 多目标综合评价模型

本文采用多目标综合评价模型，对单一功能和多功能进行评价，得到不同指标分值的同时对各分功能得分进行计算，得到耕地功能评价结果，进而发现影响耕地功能的因素和存在的问题。计算方法如下：

(5)

式中，m代表评价指标个数；ωij代表子系统的相对权重；Aij为第j个指标标准化后的值。

3 评价结果与分析

3.1 生产功能分析

由图1可知，戚氏街道办、洋洲街道办和谢村镇耕地生产功能最高，金水镇和桑溪镇耕地生产功能最低。根据生产功能各指标，洋洲街道办是洋县中心城区，戚氏街道办和谢村镇位于中心城区西侧，地形平坦，土壤肥沃，耕地质量较好，农业生产条件优越，土地垦殖率、耕地地均产值和复种指数较高，使其耕地生产功能优于其它乡镇。位于洋县东南部的金水镇和桑溪镇耕地分布较为分散，地均产值少，导致生产功能低。

3.2 生态功能分析

由图2可知，全县耕地生态功能差异不大，且较高和高值区均位于洋县中部，单位耕地农药化肥负荷、农膜使用强度较低，农田生态系统多样性相对较高，对耕地产生的污染较小。耕地生态功能最低区多位于洋县东南部，耕地较为分散，为提高粮食产量，化肥农药使用较多，容易产生污染；各类作物种植面积差异较大，未发挥出农田生态系统多样性的优势，致使生态功能低。

3.3 社会功能分析

由图3可知，全县耕地社会功能较高和高值区为戚氏街道办、纸坊街道办和洋州街道办，农业市场环境良好，农业从业人员较多，耕地社会保障性较强。溢水镇和黄金峡镇对耕地的社会需求度较小，耕地产能不高，农民对其依赖性较小，有些甚至已经完全脱离了农业种植，导致其社会功能低。

3.4 耕地多功能综合分析

由图4可知，全县耕地多功能有着明显的空间差异，较高和高值区多分布于中心城区及其周边乡镇，地理位置优越，交通条件便利，地形平坦，市场环境较好，多数耕地位于朱鹮保护区内，生态环境保护性较强，生产、生态和社会功能相对较高，综合评价也相应较高。耕地多功能低值区主要分布于洋县东南部，属巴山丘陵地带，受树枝状河流切割、涧岭纵横、沟坝相连，耕地较少且呈零散分布，不利于规模种植，产出率低，农民对其有依赖性不强，耕地多功能相对最低。

4 结论

本文通过构建耕地多功能评价指标体系，对洋县18个乡镇 (街道)耕地多功能进行评价分析，得出以下结论。

全县耕地多功能存在着明显的差异性。中心城区及其周边生产和社会功能较高，东南部生产、生态和社会功能都相对较低。

耕地的生产和社会功能主要受耕地面积及其规模和交通条件的影响，生态功能主要受农田生态系统多样性的影响；耕地多功能与农业生产条件、种植规模、种植收入、农田生态系统多样性等因素紧密相关。

中心城区及其周边生产、生态和社会功能都相对较高，可见洋县是一个以农业为主导的区域，对耕地依赖性较强，在优化农业发展的同时，也应加强对二、三产业的发展。