秦建輝，于壯，麻永建

(1.河南理工大學(xué) 工商管理學(xué)院，河南 焦作 454000；2.河南省城鄉(xiāng)規(guī)劃設(shè)計(jì)研究總院股份有限公司 規(guī)劃研究中心，河南 鄭州 450000)

0 引 言

耕地是土地資源的精華，是人類賴以生存和發(fā)展的空間物質(zhì)基礎(chǔ)。近年來，隨著城市化和工業(yè)化進(jìn)程逐漸加快，城市人口急劇膨脹，城市面積快速擴(kuò)張，農(nóng)業(yè)空間不斷被侵占，國(guó)家面臨著耕地急劇減少的巨大壓力。為保護(hù)現(xiàn)存耕地，維護(hù)糧食安全，國(guó)家相繼制定了土地用途管制、耕地占補(bǔ)平衡、永久基本農(nóng)田劃定以及糧食生產(chǎn)功能區(qū)劃定等一系列耕地保護(hù)政策，尤其是在新時(shí)期，耕地保護(hù)將更加凸顯“質(zhì)量、數(shù)量、生態(tài)”三位一體內(nèi)涵特點(diǎn)[1]。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展以及生態(tài)文明建設(shè)等國(guó)家戰(zhàn)略的不斷實(shí)施，農(nóng)業(yè)、城鎮(zhèn)、生態(tài)系統(tǒng)之間相互作用愈發(fā)強(qiáng)烈，耕地作為農(nóng)業(yè)空間主體，具有很強(qiáng)的生產(chǎn)功能，但耕地受到自身系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)及其組合特征、外界自然環(huán)境和人類活動(dòng)等因素的影響，存在生產(chǎn)力降低和潛在轉(zhuǎn)化為城鎮(zhèn)生態(tài)空間的風(fēng)險(xiǎn)。因此，開展耕地敏感性評(píng)價(jià)，識(shí)別耕地潛在風(fēng)險(xiǎn)轉(zhuǎn)化的可能性大小及空間分布，對(duì)于耕地保護(hù)及管控、維護(hù)區(qū)域糧食安全都具有十分重要的意義。

目前，學(xué)術(shù)界對(duì)耕地評(píng)價(jià)開展了大量研究，研究?jī)?nèi)容較為豐富，主要集中在耕地質(zhì)量評(píng)價(jià)[2-7]、耕地地力評(píng)價(jià)[8-12]、耕地后備資源評(píng)價(jià)[13-15]、耕地生態(tài)安全評(píng)價(jià)[16,17]等方面，研究方法多采用AHP模糊評(píng)判法[3]、決策樹模型法[18]、PSR模型評(píng)價(jià)法[17]等。而針對(duì)耕地敏感性評(píng)價(jià)方面研究相對(duì)較少。生態(tài)敏感性評(píng)價(jià)研究主要集中在單一生態(tài)問題敏感性評(píng)價(jià)和生態(tài)環(huán)境敏感性綜合評(píng)價(jià)等方面。在單一敏感性評(píng)價(jià)方面，主要是針對(duì)某類生態(tài)問題開展單一性敏感性評(píng)價(jià)，如土壤侵蝕敏感性評(píng)價(jià)[19-20]、水土流失敏感性評(píng)價(jià)[21-22]、地質(zhì)災(zāi)害敏感性評(píng)價(jià)等[23]；在生態(tài)環(huán)境敏感性綜合評(píng)價(jià)方面，主要是針對(duì)區(qū)域面臨的主要生態(tài)問題進(jìn)行綜合性評(píng)價(jià)，從而識(shí)別各類生態(tài)問題的敏感性大小[24-26]，在研究尺度上較為全面，研究方法多采用綜合指數(shù)法，通過計(jì)算單一生態(tài)問題敏感性指數(shù)或者綜合生態(tài)敏感性指數(shù)，表征敏感程度強(qiáng)弱；研究對(duì)象多為地域全部空間或者部分生態(tài)空間，而針對(duì)單一地型，尤其是作為農(nóng)業(yè)空間主體的耕地敏感性研究涉及較少，根據(jù)耕地面臨的現(xiàn)實(shí)風(fēng)險(xiǎn)類型，面向國(guó)土空間管制需要，基于“農(nóng)業(yè)生產(chǎn)-城鎮(zhèn)發(fā)展-生態(tài)維持”視角，對(duì)耕地進(jìn)行敏感性評(píng)價(jià)鮮有研究。

鶴壁市是豫北糧食主產(chǎn)區(qū)，下轄?？h是全國(guó)糧食生產(chǎn)先進(jìn)縣，建有單產(chǎn)創(chuàng)全國(guó)最高紀(jì)錄的萬畝夏玉米種植核心區(qū)等優(yōu)質(zhì)糧食生產(chǎn)基地。隨著鶴壁市城市化進(jìn)程加快，城市快速擴(kuò)張，導(dǎo)致城市周邊大量?jī)?yōu)質(zhì)農(nóng)田被占用，在耕地不減少的政策下，作為耕地后備資源的生態(tài)空間被不斷開墾，致使生態(tài)空間減少，生態(tài)環(huán)境質(zhì)量下降。因此，本研究將以鶴壁市為例，從“農(nóng)業(yè)生產(chǎn)-城鎮(zhèn)發(fā)展-生態(tài)維持”敏感性視角出發(fā)，構(gòu)建耕地敏感性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，識(shí)別耕地在自身系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)變化以及外界自然環(huán)境和人類活動(dòng)影響因素下發(fā)生潛在風(fēng)險(xiǎn)轉(zhuǎn)化的可能性大小，進(jìn)而揭示耕地敏感性的空間分布特征，旨在促進(jìn)區(qū)域耕地管控，實(shí)現(xiàn)耕地保護(hù)向“質(zhì)量、數(shù)量、生態(tài)”三位一體模式轉(zhuǎn)變，維護(hù)區(qū)域糧食安全，豐富耕地評(píng)價(jià)理論研究?jī)?nèi)容，為開展不同尺度的耕地敏感性評(píng)價(jià)提供理論和實(shí)踐借鑒。

1 耕地敏感性評(píng)價(jià)內(nèi)涵界定及理論框架構(gòu)建

1.1 內(nèi)涵界定

耕地敏感性是多維敏感性的集合，是多重影響因素綜合作用的結(jié)果，包括耕地系統(tǒng)本身內(nèi)部結(jié)構(gòu)及其組合特征影響因素、外界自然環(huán)境影響因素以及人類活動(dòng)影響因素[7]。其敏感性強(qiáng)弱是由內(nèi)部結(jié)構(gòu)及其組合特征在同外界自然和人為影響因素的相互作用下所作出的表征響應(yīng)，響應(yīng)行為則體現(xiàn)耕地系統(tǒng)敏感性大小，當(dāng)耕地系統(tǒng)的響應(yīng)行為超過系統(tǒng)內(nèi)部反應(yīng)閾值，耕地系統(tǒng)無法自我修復(fù)到影響前狀態(tài)，此時(shí)外界影響因素便對(duì)耕地系統(tǒng)造成了破壞。當(dāng)響應(yīng)行為越接近系統(tǒng)反應(yīng)閾值，則表明耕地對(duì)外界影響因素敏感性越高，耕地系統(tǒng)受到破壞的可能性越大。因此，本研究界定耕地敏感性是指耕地系統(tǒng)在其內(nèi)部結(jié)構(gòu)及其組合特征要素同外界自然環(huán)境和人類活動(dòng)影響因素等相互作用的情況下，受到破壞的可能性大小。依據(jù)定義，耕地系統(tǒng)主要面臨三方面風(fēng)險(xiǎn)：(1)耕地系統(tǒng)因自身內(nèi)部結(jié)構(gòu)及其組合特征要素變化而受到破壞，主要造成耕地生產(chǎn)力下降；(2)在人類活動(dòng)和自然環(huán)境因素影響下(主要是人類活動(dòng)影響)受到破壞而轉(zhuǎn)變?yōu)槌擎?zhèn)空間，主要為建設(shè)占耕；(3)在自然環(huán)境和人類活動(dòng)因素影響下(主要是自然環(huán)境影響)受到限制而轉(zhuǎn)變?yōu)樯鷳B(tài)空間或發(fā)揮生態(tài)功能，主要為生態(tài)退耕或者以發(fā)揮耕地生態(tài)功能為主。

1.2 耕地敏感性評(píng)價(jià)理論框架構(gòu)建

理論框架是構(gòu)建耕地敏感性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的重要前提和理論基礎(chǔ)[27]。耕地作為農(nóng)業(yè)空間主體，是轉(zhuǎn)化為城鎮(zhèn)、生態(tài)空間的主要地類，城市擴(kuò)張、生態(tài)退耕占用的多是耕地，同時(shí)耕地具有一定的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值，尤其是分布在山區(qū)的耕地，具有水土保持、水源涵養(yǎng)等重要生態(tài)功能。依據(jù)耕地特點(diǎn)及其面臨的現(xiàn)實(shí)風(fēng)險(xiǎn)，立足于國(guó)土空間用途分區(qū)管制，本研究將耕地敏感性分解為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)敏感性、城鎮(zhèn)發(fā)展敏感性、生態(tài)維持敏感性。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)敏感性反映耕地本身對(duì)其系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)組成要素敏感程度，受耕地立地條件等因素的影響，如地形、土壤質(zhì)地、土壤厚度、土壤有機(jī)質(zhì)含量等，也是耕地綜合質(zhì)量的體現(xiàn)。城鎮(zhèn)發(fā)展敏感性反映耕地轉(zhuǎn)變?yōu)槌擎?zhèn)空間的敏感性程度，主要受人類社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的影響。生態(tài)維持敏感性反映耕地轉(zhuǎn)化生態(tài)空間或體現(xiàn)生態(tài)功能的敏感性程度，受自然環(huán)境條件的限制和人類活動(dòng)的影響。雖然耕地綜合敏感性的體現(xiàn)是耕地系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)同外界因素相互作用的結(jié)果，但是單項(xiàng)影響因子敏感性不具有疊加與抵消效應(yīng)，因此，本研究將依據(jù)“木桶理論”，通過極大值法反映耕地綜合敏感性特征。在此基礎(chǔ)上識(shí)別綜合敏感性影響因素，并依據(jù)其敏感程度組合類型，對(duì)耕地實(shí)現(xiàn)分區(qū)管控。具體研究理論框架見圖1。

圖1 耕地敏感性評(píng)價(jià)研究理論框架

2 研究區(qū)概況和數(shù)據(jù)處理

2.1 研究區(qū)概況

研究區(qū)位于河南省北部，太行山東麓與華北平原交界處，北緯 35°26′～ 36°53′，東經(jīng) 113°59′～ 114°46′間，東西北與安陽(yáng)市接壤，南與新鄉(xiāng)市相鄰，南北寬約67 km，東西長(zhǎng)約 69 km，總面積 2 140.43 km2。全市轄三區(qū)(鶴山區(qū)、山城區(qū)、淇濱區(qū))兩縣(?？h、淇縣)，其地表形態(tài)復(fù)雜，地勢(shì)西北高東南低，呈階梯式變化，層次分明(圖2)。近年來，鶴壁市主動(dòng)適應(yīng)發(fā)展新常態(tài)，積極融入國(guó)家糧食生產(chǎn)核心區(qū)、中原經(jīng)濟(jì)區(qū)、鄭州航空港經(jīng)濟(jì)綜合實(shí)驗(yàn)區(qū)、鄭洛新國(guó)家自主創(chuàng)新示范區(qū)和中國(guó)(河南)自由貿(mào)易試驗(yàn)區(qū)等，社會(huì)經(jīng)濟(jì)得到快速發(fā)展。地區(qū)生產(chǎn)總值從2000年的81.88億元增加到2015年715.65億元，平均年增長(zhǎng)率16.75%。但與此同時(shí)也造成了環(huán)境污染、耕地減少等問題。鶴壁市主城區(qū)位于中部平原地帶，城市擴(kuò)張所占大多為中部平原優(yōu)質(zhì)耕地，隨著國(guó)家耕地占補(bǔ)平衡政策的不斷深入實(shí)施，雖然在數(shù)量上耕地面積有所上升，但是補(bǔ)充耕地多為荒地裸地，且多位于西部太行山山前地帶，耕地質(zhì)量難以達(dá)到要求，隨著耕地后備資源不斷減少，補(bǔ)充耕地來源也面臨著重大壓力，從總體看，鶴壁市耕地保護(hù)仍然面臨著刻不容緩的壓力。

圖2 研究區(qū)位置示意與高程分布

2.2 數(shù)據(jù)來源及處理

本研究數(shù)據(jù)包括：(1)2015年土地利用變更調(diào)查數(shù)據(jù)庫(kù)，來源于鶴壁市自然資源和規(guī)劃局，獲取2015年耕地圖斑、農(nóng)村居民點(diǎn)和城鎮(zhèn)用地分布、現(xiàn)狀交通線路等矢量數(shù)據(jù)；(2)2015年耕地質(zhì)量評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)庫(kù)，來源于鶴壁市自然資源和規(guī)劃局，獲取反映耕地系統(tǒng)內(nèi)部組成要素的評(píng)價(jià)指標(biāo)屬性，如土壤質(zhì)地、有效土層厚度、土壤有機(jī)質(zhì)含量等；(3)鶴壁市GDEMDEM 30 m分辨率數(shù)字高程模型(DEM)，來源于地理空間數(shù)據(jù)云平臺(tái)，通過GIS空間分析功能，獲取高程、坡度等信息并轉(zhuǎn)化為矢量數(shù)據(jù)；(4)鶴壁市2010—2020土地利用總體規(guī)劃調(diào)整完善數(shù)據(jù)庫(kù)，來源于鶴壁市自然資源和規(guī)劃局，獲取鶴壁市城市規(guī)模邊界、城市擴(kuò)展邊界等數(shù)據(jù)，用以反映城市未來時(shí)段的擴(kuò)張；(5)地質(zhì)災(zāi)害防治分區(qū)圖，來源于鶴壁市自然資源和規(guī)劃局，通過電子掃描、空間校正、矢量化得到地質(zhì)災(zāi)害防治分區(qū)矢量數(shù)據(jù)；(6)鶴壁市重要河流、水源保護(hù)區(qū)、自然保護(hù)地等矢量數(shù)據(jù)，來源于鶴壁市林業(yè)局，獲取鶴壁市重要生態(tài)源地。

2.3 評(píng)價(jià)單元?jiǎng)澐?/h3>

評(píng)價(jià)單元要求內(nèi)部屬性具有均一性特征，圖斑能夠很好地體現(xiàn)內(nèi)部均一性特征，因此，本研究以耕地圖斑為評(píng)價(jià)單元，以鶴壁市土地利用變更調(diào)查數(shù)據(jù)庫(kù)為基礎(chǔ)，提取耕地圖斑，把面積較小的圖斑進(jìn)行合并,形成最終的耕地評(píng)價(jià)圖斑。

3 研究方法

本研究借助于GIS空間疊加分析方法，在借鑒已有相關(guān)研究成果基礎(chǔ)上，根據(jù)耕地敏感性研究理論框架，結(jié)合鶴壁市實(shí)際自然環(huán)境與社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r，從農(nóng)業(yè)生產(chǎn)敏感性、城鎮(zhèn)發(fā)展敏感性、生態(tài)維持敏感性三個(gè)維度，構(gòu)建耕地敏感性指標(biāo)體系，并采用綜合指數(shù)法，對(duì)鶴壁市耕地敏感性進(jìn)行綜合研究，定量揭示鶴壁市耕地綜合敏感性程度及其空間分布特征，在此基礎(chǔ)上，識(shí)別綜合敏感性主要影響因素，并依據(jù)敏感性組合類型，對(duì)鶴壁市耕地進(jìn)行分區(qū)管控。

3.1 單維度敏感性評(píng)價(jià)方法

參照生態(tài)環(huán)境敏感性既有研究成果，將各單因子敏感性劃分為極敏感、高度敏感、中度敏感、輕度敏感和不敏感5個(gè)級(jí)別，分別賦值為9,7,5,3，1，并根據(jù)式(1)計(jì)算單一維度下耕地敏感性指數(shù)[28]Si,

(1)

式中：Si為耕地系統(tǒng)在第i個(gè)維度下影響因子的綜合敏感性指數(shù)；n為第i個(gè)維度所包含影響因子的個(gè)數(shù)；Ck為第i個(gè)維度下第k項(xiàng)影響因子的敏感性指數(shù)，對(duì)各個(gè)維度下單一影響因素敏感性指數(shù)分級(jí)(表1)，計(jì)算結(jié)果根據(jù)分值標(biāo)準(zhǔn)對(duì)單維度綜合敏感性進(jìn)行等級(jí)劃分，以確定不同區(qū)域的單一維度耕地敏感性程度。

3.2 耕地綜合敏感性評(píng)價(jià)方法

耕地綜合敏感性評(píng)價(jià)涉及諸多維度下多個(gè)因子，依據(jù)“木桶理論”，耕地綜合敏感性用最敏感的維度層來表征，不會(huì)因?yàn)椴煌S度之間敏感性的疊加或抵消而變得極敏感或不敏感，一旦某一維度敏感性超出其閾值，耕地系統(tǒng)將受到嚴(yán)重破壞，因此，為了突出耕地實(shí)際面臨的最大敏感問題，在多個(gè)維度下對(duì)耕地進(jìn)行綜合敏感性評(píng)價(jià)時(shí)應(yīng)采取極大值法，即取各個(gè)維度下耕地敏感性評(píng)價(jià)指數(shù)的最大值，即

S=maxSi，

(2)

式中：S為耕地綜合敏感性評(píng)價(jià)指數(shù)；Si為第i個(gè)維度下耕地敏感性指數(shù)，耕地綜合敏感性程度分級(jí)依據(jù)表1中的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行敏感性程度劃分。

3.3 農(nóng)業(yè)生產(chǎn)敏感性指標(biāo)選取

耕地系統(tǒng)內(nèi)部組成要素有很多，參照《耕地質(zhì)量等級(jí)》(GB/T33469-2016)、《農(nóng)用地定級(jí)規(guī)程》(GB/T28405-2012)和現(xiàn)有耕地質(zhì)量評(píng)價(jià)相關(guān)研究成果[4,10]，考慮到評(píng)價(jià)指標(biāo)的代表性和數(shù)據(jù)的易獲取性，依據(jù)本文界定的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)敏感性定義，選擇表層土壤有機(jī)質(zhì)含量、有效土層厚度、土壤酸堿度、表層土壤質(zhì)地、灌溉保證率、坡度6個(gè)影響因子作為耕地系統(tǒng)內(nèi)部組成要素，并制定影響因子分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)(表1)。土壤有機(jī)質(zhì)含量為作物生長(zhǎng)提供各種營(yíng)養(yǎng)成分，土壤有機(jī)質(zhì)含量越高，說明土壤越肥沃；不同作物有不同的適宜土壤厚度，研究區(qū)耕作冬小麥和夏玉米，要求最適土壤厚度大于50 cm；土壤酸堿度對(duì)土壤微生物活性、農(nóng)作物對(duì)微量元素的吸收都有一定影響，過酸或過堿的土壤都會(huì)影響土壤肥力；表層土壤質(zhì)地影響耕地水、肥的保持以及耕作的難易程度，土壤顆粒越大，水肥保持能力越差；一般耕作最適宜坡度為0°～2°，隨著坡度增加，水土流失程度逐步增加，土壤養(yǎng)分流失，影響農(nóng)作物生產(chǎn)。

表1 耕地敏感性評(píng)價(jià)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)

3.4 城鎮(zhèn)發(fā)展敏感性指標(biāo)選取

人類社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)對(duì)耕地系統(tǒng)造成最嚴(yán)重的破壞便是建設(shè)占用耕地，且一旦建設(shè)占用，耕地很難得到恢復(fù)再利用。即使重新整理為耕地，生產(chǎn)力也難以在短時(shí)期恢復(fù)。參照現(xiàn)有研究成果[1]，考慮到城市擴(kuò)張趨勢(shì)、人類活動(dòng)范圍影響以及土地利用總體規(guī)劃管控，選取耕地到城市、村莊距離，耕地到主要交通道路距離、地質(zhì)災(zāi)害分區(qū)和土地利用總體規(guī)劃管控邊界來表征耕地因城鎮(zhèn)發(fā)展被占用的敏感程度，并制定影響因子分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)(表1)。一般距離城市、村莊和主要交通道路越近，耕地越容易因建設(shè)需要而被占用；地質(zhì)災(zāi)害作為建設(shè)用地選址重要依據(jù)，不易發(fā)區(qū)一般作為人類社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)相對(duì)頻繁的區(qū)域；土地利用總體規(guī)劃體現(xiàn)規(guī)劃期內(nèi)區(qū)域各種用地類型的總體安排，城市發(fā)展規(guī)模邊界是規(guī)劃期內(nèi)城鎮(zhèn)用地布局范圍，其內(nèi)耕地在規(guī)劃期內(nèi)轉(zhuǎn)化為城鎮(zhèn)空間的風(fēng)險(xiǎn)最大。

3.5 生態(tài)維持敏感性指標(biāo)選取

耕地主要是以發(fā)揮生產(chǎn)功能為主，但同時(shí)還兼具生態(tài)凈化、旅游休閑、景觀保持等功能，可以說耕地主要是由生態(tài)空間轉(zhuǎn)化而來，但由于之前過度的毀林開荒，某些生態(tài)空間并不適宜作為耕地，這類耕地對(duì)自然條件和人類活動(dòng)較為敏感，一旦遭受破壞，其周圍生態(tài)空間也會(huì)受到影響，甚至誘發(fā)一系列生態(tài)問題。因此，參照既有研究成果[1,14]和有關(guān)退耕的國(guó)家政策，考慮區(qū)域生態(tài)環(huán)境保護(hù)的需要，選取坡度，耕地集中連片度，距重要河流、濕地距離，距水源地保護(hù)區(qū)距離和距自然保護(hù)地距離表征耕地在自然和人為因素影響下轉(zhuǎn)化為生態(tài)空間或體現(xiàn)生態(tài)功能的敏感程度，并制定影響因子分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)(表1)。一般在大于15°的坡地上盲目開墾耕地會(huì)造成嚴(yán)重的水土流失問題，因此，大于15°度的耕地應(yīng)該進(jìn)行保護(hù)性耕作；耕地集中連片程度在一定程度上能反映耕地集約利用程度及其周圍用地類型，連片程度越高，說明區(qū)域耕地集約利用程度越高，反之，則會(huì)降低耕作效率和生產(chǎn)力，具體計(jì)算方法見參考文獻(xiàn)[29]；河流、濕地、水源保護(hù)區(qū)和自然保護(hù)地是區(qū)域重要的生態(tài)源地，人類在進(jìn)行耕作活動(dòng)時(shí)，由于過度使用化肥、農(nóng)藥，因此會(huì)對(duì)周圍生態(tài)源地造成影響，且距離越近影響越大。

4 結(jié)果分析及耕地管控措施

4.1 農(nóng)業(yè)生產(chǎn)敏感性分析

研究區(qū)耕地農(nóng)業(yè)生產(chǎn)敏感性主要以輕度敏感區(qū)和中度敏感區(qū)為主，面積分別為450.38 km2和378.88 km2，占研究區(qū)耕地總面積的35.77%和30.09%；其次是不敏感區(qū)和高度敏感區(qū)，面積分別為250.21 km2和121.53 km2，占耕地總面積的19.87%和9.65%；極敏感區(qū)面積最小，僅占耕地總面積的4.61%(表2)。耕地農(nóng)業(yè)生產(chǎn)敏感性分布存在顯著的空間分異特征(圖3)，極敏感區(qū)和高度敏感區(qū)主要分布在鶴壁市西部山區(qū)，由于該地區(qū)植被豐富，土壤有機(jī)質(zhì)含量較高、表層土壤質(zhì)地較好，在土壤肥力上能夠滿足耕地要求，但因?yàn)榈貏?shì)復(fù)雜、地形起伏度較高、坡度較大，有效土層厚度和灌溉條件難以滿足，對(duì)自然環(huán)境和人類耕作技術(shù)條件依賴較高，一旦自然環(huán)境和耕作技術(shù)條件發(fā)生改變，對(duì)該地區(qū)耕地生產(chǎn)力將產(chǎn)生極大影響。中度敏感區(qū)主要分布在?？h北部和東南部，并含有少量高度敏感區(qū)和極敏感區(qū)，該地區(qū)位于平原地帶，地形平坦，擁有完善的灌溉設(shè)施，但該地區(qū)鹽漬化和土地沙化較為嚴(yán)重，土壤呈現(xiàn)堿性，有機(jī)質(zhì)含量和土壤質(zhì)地條件較差，且對(duì)化肥的過度依賴將會(huì)使該地區(qū)土壤問題持續(xù)惡化。輕度敏感區(qū)和不敏感區(qū)主要分布在鶴壁市中部和?？h西南部，屬于淇河和衛(wèi)河流域，耕作條件適宜。

圖3 農(nóng)業(yè)生產(chǎn)敏感性空間分布Fig.3 Spatial distribution of agricultural production sensitivity

表2 耕地敏感性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系及分級(jí)賦值標(biāo)準(zhǔn)

4.2 城鎮(zhèn)發(fā)展敏感性分析

研究區(qū)耕地城鎮(zhèn)發(fā)展敏感性主要以輕度敏感區(qū)和不敏感區(qū)為主，面積分別為740.16 km2和266.11 km2，占研究區(qū)耕地總面積的58.79%和21.14%；其次是中度敏感區(qū)和高度敏感區(qū)，面積分別為138.22 km2和57.37 km2，占耕地總面積的10.98%和4.56%；極敏感區(qū)面積最小，僅占耕地總面積的4.54%(表2)。耕地城鎮(zhèn)發(fā)展敏感性分布存在明顯的空間特征(圖4)，極敏感區(qū)和高度敏感區(qū)主要分布在淇濱區(qū)和淇縣城區(qū)周圍，結(jié)合實(shí)際情況看，有向淇濱區(qū)東部擴(kuò)展趨勢(shì)；其次分布在?？h城區(qū)、山城區(qū)城區(qū)和石林鎮(zhèn)、王莊鎮(zhèn)、善堂鎮(zhèn)周圍。淇濱區(qū)和淇縣主城區(qū)位于鶴壁市中部平原地帶，并沿京廣鐵路、京廣澳高速公路呈現(xiàn)南北融合的帶狀發(fā)展趨勢(shì)，為鶴壁市城市發(fā)展主軸，?？h和山城區(qū)主城區(qū)同其周圍重點(diǎn)鎮(zhèn)則作為鶴壁市城市發(fā)展副軸，共同推動(dòng)鶴壁市社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。因此，城市的快速擴(kuò)展，是導(dǎo)致該地區(qū)耕地呈現(xiàn)極敏感和高度敏感的主要驅(qū)動(dòng)因素。中度敏感區(qū)主要分布在城市內(nèi)部主要交通干線沿線，交通區(qū)位條件和農(nóng)村居民點(diǎn)分布是影響該區(qū)域耕地的主要因素，輕度敏感區(qū)和不敏感區(qū)主要分布在西部山區(qū)和?？h中部及西南部，西部山區(qū)由于地形條件，不利于城市發(fā)展和人類活動(dòng)；浚縣中部和西南部由于距離主城區(qū)較遠(yuǎn)，交通不便利，受城市發(fā)展和人類活動(dòng)影響較小。

圖4 城鎮(zhèn)發(fā)展敏感性空間分布

4.3 生態(tài)維持敏感性分析

研究區(qū)耕地生態(tài)維持敏感性主要以不敏感區(qū)和輕度敏感區(qū)為主，面積分別為741.48 km2和392.37 km2，占研究區(qū)耕地總面積的58.89%和31.16%；其次是中度敏感區(qū)和高度敏感區(qū)，面積分別為80.25 km2和27.54 km2，占耕地總面積的6.37%和2.19%；極敏感區(qū)面積最小，僅占耕地總面積的1.38%(表2)。耕地生態(tài)維持敏感性分布存在明顯的空間規(guī)律(圖5)，極敏感區(qū)和高度敏感區(qū)主要分布在淇縣西部山區(qū)、淇濱區(qū)西部淇河中下游沿岸和山城區(qū)東部湯河水庫(kù)沿岸，少量分布在鶴山區(qū)和淇濱區(qū)西部山區(qū)。淇縣西部山區(qū)分布有國(guó)家級(jí)和省級(jí)森林公園，淇濱區(qū)西部山區(qū)、淇河中下游沿岸和山城區(qū)東部湯河水庫(kù)沿岸分布有水源地保護(hù)區(qū)和國(guó)家級(jí)濕地公園，并且這些地區(qū)坡度較大，耕地破碎化程度較高，分布有重要河流水庫(kù)，如果進(jìn)行強(qiáng)烈的農(nóng)業(yè)耕作活動(dòng)，將會(huì)對(duì)周圍生態(tài)源地造成嚴(yán)重影響。中部敏感區(qū)主要分布在鶴壁市中部南水北調(diào)流域沿岸和浚縣中部衛(wèi)河流域沿岸，耕作活動(dòng)對(duì)河流的污染是該地區(qū)耕地呈現(xiàn)中度敏感的主要因素。輕度敏感區(qū)和不敏感區(qū)主要分布淇縣南部和?？h西部、南部以及東部地區(qū)。

圖5 生態(tài)維持敏感性空間分布Fig.5 Spatial distribution of ecological maintenance sensitivity

4.4 耕地綜合敏感性分析

研究區(qū)耕地綜合敏感性主要以輕度敏感區(qū)和中度敏感區(qū)為主，兩區(qū)面積分別為500.85 km2和432.53 km2，占研究區(qū)耕地總面積的39.78%和34.35%；其次是高度敏感區(qū)和極敏感區(qū)面積，分別為173.25 km2和124.03 km2，占耕地總面積的13.76%和9.85%；不敏感區(qū)面積最小，僅占耕地總面積的2.26%(表2)。耕地綜合敏感性分布存在明顯的空間規(guī)律(圖6)，極敏感區(qū)和高度敏感區(qū)主要分布在西部山區(qū)和中部主城區(qū)周邊，少量分布在山城區(qū)和?？h城區(qū)周邊，根據(jù)單一維度耕地敏感性分布不難得出，西部山區(qū)主要是因?yàn)樯鷳B(tài)保護(hù)需要和耕地內(nèi)部生產(chǎn)要素條件未達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)致耕地較為敏感，城區(qū)、重點(diǎn)鎮(zhèn)周邊耕地主要是由于城市擴(kuò)展、人類社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)等因素導(dǎo)致耕地較為敏感；中度敏感區(qū)主要分布在西部山區(qū)和中部平原交匯地帶、?？h北部和東部區(qū)域，這些地區(qū)主要為極敏感和高度敏感到輕度敏感和不敏感的過渡區(qū)域，屬于多維度敏感區(qū)相互交匯區(qū)。輕度敏感區(qū)和不敏感區(qū)主要分布在?？h南部，少量分布在浚縣東南部和淇縣南部區(qū)域。這些區(qū)域地勢(shì)平坦，遠(yuǎn)離城鎮(zhèn)發(fā)展區(qū)，人類活動(dòng)影響較少，耕地集中連片程度高，有多條河流分布，農(nóng)田水利設(shè)施完善，土壤肥沃，適宜進(jìn)行大規(guī)模農(nóng)業(yè)種植活動(dòng)。

圖6 綜合敏感性空間分布

4.5 耕地主導(dǎo)敏感性因素識(shí)別及管控措施

根據(jù)研究區(qū)耕地綜合敏感性空間分布情況，將耕地綜合敏感性分布圖和單維度下耕地敏感因素分布圖在GIS中進(jìn)行空間疊加分析，識(shí)別綜合敏感性空間分布下主導(dǎo)敏感性因素，并依據(jù)不同主導(dǎo)敏感性因素的空間分布和組合情況以及該區(qū)域耕地所體現(xiàn)的主要功能和未來主要管制方向，將鶴壁市耕地分為生態(tài)保育區(qū)、城鎮(zhèn)限制區(qū)、糧食主產(chǎn)區(qū)、綜合整治區(qū)(表3～4)。

表3 耕地敏感性評(píng)價(jià)結(jié)果

表4 耕地敏感性分區(qū)及其主導(dǎo)敏感性因素

生態(tài)保育區(qū)：該區(qū)主要位于鶴壁市西部，耕地面積67.43 km2，占鶴壁市耕地總面積的5.36%。該區(qū)地貌主要為山地丘陵，地表植被主要為林地和荒地，耕地面積較小，主要面臨生態(tài)維持敏感性和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)敏感性雙重風(fēng)險(xiǎn)。區(qū)域內(nèi)主要分布有國(guó)家級(jí)、省級(jí)森林保護(hù)區(qū)、淇河濕地保護(hù)區(qū)等重要生態(tài)源地，同時(shí)該區(qū)地形地勢(shì)復(fù)雜，地形坡度大、水土流失較為嚴(yán)重，農(nóng)業(yè)水利灌溉條件較差，不能滿足生產(chǎn)條件。因此，區(qū)內(nèi)耕地應(yīng)以發(fā)揮生態(tài)功能為主，控制農(nóng)業(yè)開發(fā)強(qiáng)度，禁止高強(qiáng)度農(nóng)藥、化肥使用，合理調(diào)整農(nóng)業(yè)種植模式，加強(qiáng)水土流失監(jiān)測(cè)，保障該區(qū)內(nèi)生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定。

城鎮(zhèn)限制區(qū)：該區(qū)主要位于鶴壁市西北部、中部和東部?？h城區(qū)周邊，耕地面積198.01 km2，占耕地總面積的15.73%。區(qū)內(nèi)耕地主要面臨非農(nóng)建設(shè)占用的風(fēng)險(xiǎn)，但該區(qū)土壤肥沃，農(nóng)田水利灌溉條件完善，耕作層較厚，耕地綜合質(zhì)量較好。在鶴壁市社會(huì)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展、城市迅速擴(kuò)張的壓力下，非農(nóng)建設(shè)應(yīng)優(yōu)先選擇地力較差的區(qū)域，同時(shí)實(shí)行嚴(yán)格的耕地占補(bǔ)平衡制度，全面評(píng)價(jià)被占用耕地和補(bǔ)充耕地，優(yōu)先補(bǔ)充耕地，并且達(dá)到“數(shù)量、質(zhì)量、生態(tài)”三位一體的要求，保障區(qū)域耕地質(zhì)量總體不下降。

糧食主產(chǎn)區(qū)：該區(qū)主要位于鶴壁市東南部，耕地面積573.2 km2，占耕地總面積的45.53%。該區(qū)位于淇河、衛(wèi)河中下游段，農(nóng)田水利設(shè)施完善，土壤有機(jī)質(zhì)含量豐富，地形平坦，耕地集中連片程度較高，適合進(jìn)行大規(guī)模機(jī)械化農(nóng)業(yè)活動(dòng)，應(yīng)優(yōu)先劃入高標(biāo)準(zhǔn)基本農(nóng)田建設(shè)區(qū)域予以重點(diǎn)保護(hù)。積極增施有機(jī)肥，大力推行秸稈還田等措施，全面開展耕地質(zhì)量綜合監(jiān)測(cè)，嚴(yán)格控制化肥、農(nóng)藥等有機(jī)物對(duì)土壤的污染，禁止非農(nóng)建設(shè)活動(dòng)占用耕地，從而維持良好的耕地地力水平和健康的土壤環(huán)境，打造鶴壁市優(yōu)質(zhì)農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)核心區(qū)。

綜合整治區(qū)：該區(qū)主要位于鶴壁市北部、東部區(qū)域，耕地面積為420.43 km2，占耕地總面積的33.39%。該區(qū)內(nèi)耕地多維度敏感性因素相互交錯(cuò)，屬于極敏感和不敏感的中間過渡區(qū)域，在綜合敏感性程度上以中度敏感為主，主要影響因素為耕地內(nèi)部生產(chǎn)要素分布不均。導(dǎo)致區(qū)域內(nèi)優(yōu)質(zhì)耕地和劣質(zhì)耕地隨機(jī)交叉分布。應(yīng)結(jié)合區(qū)內(nèi)自然條件和耕地開發(fā)利用程度，完善農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施，對(duì)產(chǎn)出效益低的區(qū)域進(jìn)行中長(zhǎng)期土地綜合整治和工程技術(shù)改造，重點(diǎn)開展耕地土壤養(yǎng)分因子的定期監(jiān)測(cè)，加強(qiáng)農(nóng)業(yè)面源污染治理，改善農(nóng)業(yè)耕作環(huán)境，從而提升耕地綜合質(zhì)量。

圖7 耕地保護(hù)分區(qū)

5 結(jié) 論

(1)耕地敏感性是指耕地系統(tǒng)在其內(nèi)部結(jié)構(gòu)及其組合特征要素同外界自然環(huán)境和人類活動(dòng)影響因素等相互作用的情況下，受破壞的可能性大小。將耕地敏感性分解為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)敏感性、城鎮(zhèn)發(fā)展敏感性、生態(tài)維持敏感性3個(gè)維度，分別表示耕地對(duì)其內(nèi)部結(jié)構(gòu)及其組合特征影響因素、對(duì)人類活動(dòng)影響因素、對(duì)自然環(huán)境影響因素的敏感程度。

(2)鶴壁市耕地農(nóng)業(yè)生產(chǎn)敏感性主要以輕度敏感區(qū)和中度敏感區(qū)為主，城鎮(zhèn)發(fā)展敏感性、生態(tài)維持敏感性主要以不敏感區(qū)和輕度敏感區(qū)為主。耕地綜合敏感性主要以輕度敏感區(qū)和中度敏感區(qū)為主，并呈現(xiàn)明顯的空間分布特征，其中高度敏感區(qū)和極敏感區(qū)主要分布在鶴壁市西部山區(qū)、中部淇濱區(qū)、淇縣城區(qū)和?？h城區(qū)周邊，中度敏感區(qū)主要分布在鶴壁市西部山區(qū)和中部平原交匯地帶、?？h北部和東部區(qū)域，輕度敏感區(qū)和不敏感區(qū)主要分布在?？h南部平原地帶。

(3)依據(jù)耕地綜合敏感性分布及其主導(dǎo)敏感因子敏感程度組合情況，將鶴壁市耕地分為生態(tài)保育區(qū)、城鎮(zhèn)限制區(qū)、糧食主產(chǎn)區(qū)、綜合整治區(qū)。

本研究借鑒生態(tài)敏感性評(píng)價(jià)的思路與方法，從“農(nóng)業(yè)生產(chǎn)-城鎮(zhèn)發(fā)展-生態(tài)維持”視角對(duì)耕地進(jìn)行了敏感性評(píng)價(jià)，豐富和完善了耕地評(píng)價(jià)相關(guān)研究?jī)?nèi)容和方法，提供了一種較為新穎的耕地管理及保護(hù)思路。但由于耕地系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性以及外界人類活動(dòng)和自然條件影響的多變性，耕地敏感性評(píng)價(jià)理論還有待完善，評(píng)價(jià)方法的科學(xué)性還有待考量，評(píng)價(jià)指標(biāo)體系及分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)建還有待進(jìn)一步的研究。本研究只針對(duì)耕地敏感性空間分布和保護(hù)分區(qū)作了相應(yīng)探索，建議在后期研究中對(duì)耕地敏感性的時(shí)空分布特征、耕地系統(tǒng)同外界影響因素的作用機(jī)理，耕地系統(tǒng)內(nèi)部風(fēng)險(xiǎn)閾值以及不同決策情境模擬下耕地敏感性空間分布差異等方面作進(jìn)一步探索。