基于三生功能指数的土地整治功能分区研究基于三生视角的山地丘陵区土地整治功能分区以重庆市綦江区为例

基于三生功能指数的土地整治功能分区研究基于三生视角的山地丘陵区土地整治功能分区以重庆市綦江区为例

0差别化土地整治的生态背景随着土地管理在中国的地位和作用的提高，其本质上转移到通过调整人地关系，“三公”空间可持续发展的程度。因此，土地管理必须从特定问题转向区域功能，明确区域目标定位，实施不同的土地利用。山地丘陵区地形起伏较大,经济发展极不平衡,水土流失、地质灾害等生态问题严重。本研究以立地条件为基础,结合土地空间的生产、生活和生态功能,构建土地整治分区指标体系,运用“三生”功能指数和系统聚类分析相结合的方法,分析各功能指数之间的相似性和差异性,综合考虑区域资源优势和发展定位,对重庆市綦江区进行土地整治功能分区,并提出相应的整治方向,为区域土地整治项目布局和工程实施提供科学依据。1材料和方法1.1研究区域的概况和数据的获取1.1.1研究领域的总结綦江区位于重庆市南部,总面积21.86万hm1.1.2社会经济数据以綦江区2015年土地利用变更数据为基础,采用1∶10000地形图及2016年统计年鉴、农用地分等定级数据,另外收集了地质灾害防治规划、产业规划和部分调研数据(主要包括各镇街资源情况、发展定位和制约条件等)。农业总产值、工业服务业总产值、固定资产投入、人均可支配收入等社会经济数据主要来源于綦江区各镇街的农经综合报汇总表和《綦江区统计年鉴2016》;道路通达度、城镇中心可达性、农居点离散度、森林覆盖度、湿地覆盖指数等数据由2015年綦江区1∶10000土地利用现状图提取并计算所得;海拔、坡度、起伏度等地形数据来自綦江区1∶10000数字高程模型,通过空间分析而得;耕地质量来源于农用地分等定级成果;地质灾害情况来源于地质灾害防治规划。1.2构建分区指标体系以綦江区为研究尺度,镇街为分区单元,采用构建“三生”功能指数测算和系统聚类分析相结合的方法划定土地整治区。首先,构建基于“三生”功能的山地丘陵区土地整治分区指标体系;其次,采用多因素综合评价法测算各分区单元立地条件指数、生产功能指数、生活功能指数和生态功能指数,并分析其空间分异特征;再次,通过系统聚类法分析各功能指数的相似性和差异性,得到分区初步成果;最后,通过GIS对聚类结果进行修正,得出最终分区结果。1.2.1立地条件及指标权重合理地选择评价指标和客观确定指标权重是构建土地整治分区指标体系的关键立地条件是指研究区的地形地貌条件,直接影响着区域发展水平和生产生活生态状态;山地丘陵区不同于普通平原区,地势高差大,立体层次明显,因此将立地条件作为土地整治分区的基础指标。生产功能主要是指直接从土地获取的各种物质和以土地作为载体间接获取新的产品的能力生活功能是指能够满足人类需要的居住、生活等各项功能生态功能是指维系生态系统持续稳定的能力运用熵权法和层次分析法相结合确定指标权重(表1)。熵权法是一种客观赋权法1.2.2区域地形地貌和“食”功能土地整治分区指标体系中的各项指标从不同角度反映了区域地形地貌和“三生”功能的强弱。根据各指标权重及标准化数据,运用多因素综合评价法式中:A1.2.3评价及排序在进行土地整治分区时,需要对各影响因素进行综合评价和排序。而系统聚类法可以对多因素及其之间的相似程度进行分析,是定量研究地理分区问题的重要方法式中:D2结果与分析2.1不同立地条件下的生态条件指数的关系计算各镇街的立地条件指数、生产功能指数、生活功能指数、生态功能指数,在ArcGIS支持下,用自然断点法将其划分为高值区、中值区和低值区3个类别(图2)。从立地条件角度看,綦江区地形变化较大,各街镇有明显的层次立体结构。从“三生”功能角度看,綦江区“三生”功能指数随立地条件的不同呈现出明显的空间分异性。生产功能指数高值区主要分布在文龙街道、古南街道、三江街道等立地条件较好的区域,平均立地条件指数为0.81;低值区主要分布在丁山镇、安稳镇、中峰镇等立地条件较差的地区,平均立地条件指数为0.46。生活功能指数高值区主要分布在古南街道、文龙街道、新盛镇等立地条件较好的地区,立地条件指数平均为0.87;低值区主要分布在立地条件较差的地区,主要包括中峰镇、隆盛镇、丁山镇等,立地条件指数平均为0.50。生态功能指数高值区主要分布在立地条件较差的地区,主要包括中峰镇、篆塘镇,立地条件指数平均为0.44;低值区主要分布在立地条件较好的地区,主要包括赶水镇、隆盛镇、扶欢镇等,立地条件指数平均为0.65。分别对生产功能指数、生活功能指数和生态功能指数与立地条件指数进行Pearson相关性分析,得到生产功能指数与立地条件指数在0.05水平上呈显著正相关(相关系数r=0.522),生活功能指数与立地条件指数在0.01水平上呈显著正相关(r=0.595),生态条件指数与立地条件指数相关性不显著,相关系数为(r=-0.134)。总体而言,立地条件指数越大,生产功能指数和生活功能指数越大,生态功能指数越小;立地条件指数越小,生产功能指数和生活功能指数越小,生态功能指数越大。2.2土地整治聚类分析运用层次聚类分析法,对立地条件指数、生产功能指数、生活功能指数和生态功能指数进行聚类(图3)。研究区可分为三类:古南街道和文龙街道为Ⅰ类;石壕镇、中峰镇、打通镇、安稳镇、赶水镇、郭扶镇、横山镇、丁山镇为Ⅱ类;永新镇、隆胜镇、永城镇、新盛镇、三江街道、三角镇、篆塘镇、东溪镇、扶欢镇、石角镇为Ⅲ类(图4)。该聚类结果存在不合理之处,个别类别数目差别过大,没有考虑到各个功能指数内部的差异。因此,综合考虑綦江区的行政体系、资源状况、发展程度和发展定位等实际情况,对聚类分析结果进行修正。三江街道是綦江的主城腹地,基础设施完善,经济发展迅速,城乡统筹能力不断增强,因此,将三江街道与古南街道、文龙街道调为一类;丁山镇、郭扶镇等山区森林资源丰富,是綦江区的生态屏障,而石壕镇、打通镇等南部四镇是綦江区的工业重镇,其地形条件极其相似系统误将其归为一类,而本研究将其分开作为两类,其余保持不变。最终将綦江区划分为4个土地整治区(图5)。古南街道、文龙街道和三江街道为城乡统筹主导区;石壕镇、安稳镇、赶水镇、打通镇为产业转型整治区;永新镇、隆胜镇、永城镇、新盛镇、三角镇、篆塘镇、扶欢镇、石角镇为农用地整理主导区;中峰镇、郭扶镇、横山镇、丁山镇、东溪镇为山地生态防护区。这虽与聚类结果不完全一致,却更切合綦江区的实际,有利于引导綦江区土地整治的实施。2.3土地整治空间分布格局通过分析各类型区的三生功能指数(表2)、区内资源优势和发展限制条件,提出相应的土地整治策略。(1)城乡统筹主导区。该区位于綦江区的中心,綦河两侧,地势平坦,渝黔铁路和高速公路过境,地理位置较佳,是綦江区的城区所在地,也是全区发展的核心;其立地条件指数、生产功能指数和生活功能指数分别为0.92,0.56,0.78,在全区均属于领先状态,生态功能指数为0.60,勉强达到全区平均水平,有待提高,综合指数全区最高。土地整治应引导农村人口向中心城区集中,加大“三旧”改造力度,挖潜存量建设用地,提高城镇集约节约利用程度。控制开发强度,调整空间结构,优化“三生”空间,促进生产空间集约高效、生活空间宜居适度、生态空间山清水秀。(2)产业转型整治区。该区位于綦江区南部,接壤贵州省,是渝南门户的核心区域;区内干道横贯,交通便捷,是贵州进入重庆的重要交通通道;气候温和,降雨量丰沛,矿产资源丰富,农产品多样,还有诸多风景名胜。该区立地条件指数、生产功能指数和生态功能指数分别为0.36,0.27,0.49,皆位于平均水平之下,生活功能指数为0.49,勉强达到綦江区平均水平,综合指数低于平均水平;当地工业对经济发展起到了很大的推动作用,但是由于长期煤炭开采,采空区上方地表沉陷,水源疏干,不仅影响了区内经济发展和社会稳定,也使区内生态环境日趋恶化。土地整治应依托交通区位优势和现有煤炭、火电等产业,发展物流产业和循环经济,加快推进产业转型升级,注重产业发展与环境保护的关系;另外推进棚户区改造和矿区复垦,保障农民安全的前提下提升农民生活质量。(3)农用地整理主导区。该区整体上位于綦江城区的周围,交通便利,地势较为平坦;土地资源丰富,分布着綦江区57.51%的基本农田,且耕地质量较高;但产业发展基础较差,有的受环境污染影响,如永新镇、永城镇。其立地条件指数、生产功能指数和生态功能指数分别为0.71,0.38,0.61,均在綦江区平均水平之上,综合指数相对较高,具有发展现代山地农业的基本条件。土地整治应围绕现代农业发展的需求,建设集中连片、旱涝保收的高标准基本农田,完善和配套农田基础设施;同时要创新土地流转机制,实现土地适度规模经营,提高耕地生产率;改善农田生态环境,发展现代特色效益农业和城郊休闲观光体验农业;此外应积极推进农村建设用地整治和新农村建设,提高农民生活水平。(4)山地生态防护区。该区主要分布于綦江区西部山区,地形地貌复杂,立体气候明显,森林覆盖率较高,是綦江区的天然氧吧。其立地条件指数、生产功能指数和生活功能指数均居于綦江区平均水平之下,综合指数为0.40,低于全区平均水平,唯有生态功能指数领先于全区,主要原因是区内平均海拔较高,地形条件较差,产业基础差,农民的生活不便利。但是该区植被茂盛,旅游资源极具开发价值,其中横山、高庙、丁山湖等著名景点是休闲旅游的圣地,东溪镇人文底蕴深厚,是国家历史文化名镇。土地整治应加强以生态防护工程等为重点的生态体系建设,构建绿色屏障,并加快推进重点景区打造,提升旅游基础设施配套能力;推进自然、文化与旅游的深度融合,深入挖掘各类资源的开发潜力,延伸旅游产业链条。3“相适应”的分区指标(1)采用“三生”功能指数和系统聚类分析相结合的方法能够科学有效地进行土地整治分区。科学的指标体系和分区方法是土地整治分区的核心。本研究立足于“三生”功能的视角,以区域立地条件为基础,建立了二级土地整治分区指标体系,该指标体系不仅能够体现山地丘陵区独特的地理条件,而且全面综合的反映区域“三生”功能状态。该方法具有更广泛的适用性,可以有效简化分区指标,探析各功能指数的分异规律及各区优势功能。(2)山地丘陵区地形起伏较大,“三生”功能导向的土地整治分区,能够有效指导区域土地整治项目布