進出平衡視角下耕地恢復潛力重點區(qū)域識別

劉金花，王雨晴，蔣海明，許鵬，趙靜※

（1. 山東建筑大學管理工程學院，濟南 250101；2. 山東省國土空間規(guī)劃院，濟南 250014）

0 引言

耕地用途管制是保護耕地資源、嚴守十八億畝耕地紅線的重要手段，也是保障糧食安全與區(qū)域穩(wěn)定的重要舉措[1-2]。黨的十八大以來，中國把提升糧食產(chǎn)能與落實耕地保護作為治國理政的頭等大事，強調實施最嚴格的耕地保護制度[3]。然而，隨著城鎮(zhèn)化進程與社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，生態(tài)文明建設和鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略的持續(xù)推進，建設占耕、生態(tài)退耕等用地問題日益嚴峻[4]?！叭{”結果顯示[5]，10 a 間中國的耕地凈減少752.27 萬hm2，“非農(nóng)化”“非糧化”現(xiàn)象日益突出[6]。中國當前土地用途管制的重點主要體現(xiàn)為“占補平衡”“增減掛鉤”，耕地保護仍面臨占耕植樹造綠、發(fā)展林果牧漁業(yè)和恢復耕地質量較差等問題[7-8]。為此，2021 年11 月27 日，自然資源部、農(nóng)業(yè)農(nóng)村部以及國家林業(yè)和草原局聯(lián)合印發(fā)《關于嚴格耕地用途管制有關問題的通知》，明確嚴格落實永久基本農(nóng)田特殊保護制度與嚴格管控一般耕地轉為其他農(nóng)用地及其具體措施與要求，推出“轉一補一”、先補再轉的耕地進出平衡制度[9]。目前，基于進出平衡視角落實“三位一體”耕地保護的研究較少；而耕地恢復潛力測算與耕地恢復重點區(qū)域的識別對于保障區(qū)域耕地保有量，提升耕地質量，促進進出平衡制度落地具有重要的意義，也是當前國土空間綜合整治與國土空間格局優(yōu)化研究的重點內容和熱點。

目前，國內外學者對耕地整治研究主要集中在整治潛力評價的數(shù)量、質量和綜合潛力測算以及潛力影響因素、整治分區(qū)方面[10]：數(shù)量潛力測算以新增耕地系數(shù)法為主[11-12]；質量潛力測算，多基于產(chǎn)能核算理論、農(nóng)用地分等定級成果和兩者相結合探究耕地質量潛力[13-14]；綜合潛力評價，多運用GIS、SPSS 軟件，結合多因素綜合評價法構建整治潛力評價指標體系[15-16]；國外學者多注重農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件、景觀形態(tài)和生態(tài)可持續(xù)發(fā)展對土地整治潛力的影響[17-19]。在耕地潛力評價與保護政策背景下，耕地整治分區(qū)的研究主要借助農(nóng)用地分等定級[20]和耕地整治潛力評價等成果，利用GIS 及統(tǒng)計模型劃分耕地整治區(qū)域類型[15,20-21]，或以相應理論方法為基礎對耕地生產(chǎn)能力[22-23]、資源價值[24-25]、土地整理[26-27]和可持續(xù)利用[28-29]等進行分區(qū)研究，鮮有涉及利用多要素空間疊置法定量測度與識別重點區(qū)域的研究；且以往研究多關注以行政區(qū)或流域為評價單元的宏觀尺度上的重點區(qū)域識別研究，對可定位到地塊的、基于柵格尺度的重點區(qū)域識別研究較少；此外，少見基于進出平衡視角下的耕地整治潛力測算及耕地恢復重點區(qū)域識別的研究。總體來說，前人在耕地用途管制，尤其是耕地整治潛力評價、潛力分區(qū)等方面的研究已取得很多成果，但隨著耕地非糧化問題的出現(xiàn)，耕地進出平衡政策的落地迫在眉睫，進出平衡視角下的耕地保護成為急需研究的熱點和焦點問題。為保障耕地進出平衡，需要遵循耕地的先轉入再轉出原則，本文擬結合進出平衡最新政策要求，明確可轉入的耕地潛力大小，識別耕地轉入重點區(qū)域。

汶上縣地處平原地帶，地勢平坦緩和，耕地分布廣泛，作為農(nóng)業(yè)主產(chǎn)區(qū)，2018 年入選中國特色農(nóng)產(chǎn)品優(yōu)勢區(qū)名單，是典型的以平原為主的農(nóng)業(yè)主產(chǎn)區(qū)。鑒于此，本文以其為研究區(qū)進行實證研究，基于 “三調”數(shù)據(jù)，運用ArcGIS 空間分析技術，綜合農(nóng)業(yè)生產(chǎn)適宜性等級、新增耕地恢復潛力、地類集聚連片性與經(jīng)濟發(fā)展水平4個維度，構建進出平衡視角下基于柵格尺度的耕地恢復潛力重點區(qū)域識別模型，定量識別耕地恢復潛力重點區(qū)域，探究空間格局特征，以期為汶上縣及以平原為主的農(nóng)業(yè)主產(chǎn)區(qū)等地區(qū)的耕地進出平衡方案編制與實施、耕地用途管制提供理論依據(jù)，促進耕地用途管制效果的提升，推動國土空間格局的優(yōu)化[30]，保障糧食安全。

1 研究區(qū)概況與數(shù)據(jù)來源

1.1 研究區(qū)概況

汶上縣地處山東省西南部，位于35°31'N～35°56'N，116°18'E～116°40'E，東臨古城兗州，西傍水泊梁山，南依微山湖，北靠泰山。研究區(qū)總土地面積889.11 km2，下轄2個街道和13個鄉(xiāng)鎮(zhèn)（圖1）。區(qū)內地貌類型豐富，按地面坡降大致分為丘陵、平原和湖洼3 種類型；地類以耕地為主，廣泛分布于中部平原與西南湖洼地，林地占12.86%，多分布于東南林區(qū)，園地、草地面積不足2%。汶上縣屬北溫帶大陸性濕潤季風區(qū)，光照充足，降水量年季變化大，氣溫年度與年際間變化大，多年平均氣溫13.5 ℃；土壤無明顯地域差異性，地勢由東北緩傾向西南，區(qū)域內水資源較充足，主要為地下水、水系引水。隨著新型城鎮(zhèn)化快速發(fā)展，汶上縣存在耕地流失、質量下降現(xiàn)象，糧食生產(chǎn)面臨較大威脅；同時，鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略與生態(tài)文明建設的深入推進，不可避免地產(chǎn)生部分農(nóng)戶自主調整農(nóng)業(yè)結構以增收致富、退耕還林等問題，“非糧化”現(xiàn)象顯現(xiàn)。因此，以汶上縣為研究區(qū)探究耕地恢復潛力及重點區(qū)域，對于確保汶上縣耕地保有量與質量不下降、落實進出平衡制度實施有重要作用。

圖1 研究區(qū)區(qū)位示意Fig.1 Schematic of study area location

1.2 數(shù)據(jù)來源

本文研究數(shù)據(jù)包括空間數(shù)據(jù)與統(tǒng)計數(shù)據(jù)（表1）。空間數(shù)據(jù)主要為縣域行政區(qū)劃圖、“三調”數(shù)據(jù)以及各項自然地理要素，其中坡度數(shù)據(jù)來源于地理空間數(shù)據(jù)云平臺，氣候、土壤數(shù)據(jù)來源于中國科學院資源環(huán)境科學數(shù)據(jù)中心，灌溉保證率、距離及“三調”數(shù)據(jù)來源于汶上縣自然資源與規(guī)劃局；統(tǒng)計數(shù)據(jù)包括供水總量、財政支出數(shù)據(jù)，來源于《中國縣域統(tǒng)計年鑒》和汶上縣統(tǒng)計局。

表1 數(shù)據(jù)來源Table 1 Data source

2 理論框架與研究方法

2.1 理論分析框架

耕地非糧化指農(nóng)戶或農(nóng)業(yè)經(jīng)營主體自發(fā)轉變耕地利用方式，將大規(guī)模耕地長期用于經(jīng)濟作物或其他非糧作物種植，包含種植作物變化和地類調整轉換2個方面[31]。為整治非糧化耕地，保障區(qū)域糧食安全，中國推出耕地進出平衡制度，該制度遵循“先補后轉”“轉一補一”原則，通過統(tǒng)籌整治非耕地的其他農(nóng)用地補足同等數(shù)量、質量的長期穩(wěn)定利用的耕地[32]。因此，明確耕地恢復潛力大小與重點區(qū)域的空間分布則成為落實耕地進出平衡、促進項目落地的關鍵。

耕地恢復潛力重點區(qū)的選?。菏紫?，考慮土地資源自然稟賦條件（如氣候、降水、地形地貌、土壤質地和肥力等）優(yōu)的區(qū)域，即農(nóng)業(yè)生產(chǎn)適宜性高的區(qū)域；其次，考慮耕地恢復潛力大小，依據(jù)進出平衡耕地流入地類認定要求，以即可恢復和工程恢復地類面積作為理論潛力的最大值；再次，耕地規(guī)模集聚效應和當?shù)氐纳鐣?jīng)濟發(fā)展水平也是影響進出平衡項目落地和實施的重要因素。因此，本文從農(nóng)業(yè)生產(chǎn)適宜性、新增耕地恢復潛力、地類集聚連片性、經(jīng)濟發(fā)展水平4個方面，建立重點區(qū)域識別模型，測算耕地恢復綜合評價分值。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)適宜性等級越高、耕地恢復潛力水平越大，則耕地恢復迫切性越高[33]，同時區(qū)域連通性[34]和經(jīng)濟發(fā)展水平越強，則耕地恢復綜合評價等級越高。最后，在綜合分值測算與等級劃分結果基礎上，將高值集聚的區(qū)域劃定為重點區(qū)域，以表征耕地恢復重要程度與空間布局（圖2）。

圖2 耕地恢復潛力重點區(qū)域識別理論框架Fig.2 Theoretical framework for identifying key areas of potential cultivated land restoration

2.2 研究方法

綜合考慮農(nóng)業(yè)生產(chǎn)適宜性、新增耕地恢復潛力、地類集聚連片性與經(jīng)濟發(fā)展水平4個因素，構建進出平衡視角下柵格尺度的耕地恢復潛力重點區(qū)域識別模型，采用GIS 空間分析技術，定量測度各因素作用分值，利用多因素空間疊置法綜合評價耕地恢復值，并基于自然斷點法劃分3個等級，最終將高值集聚區(qū)認定為重點區(qū)域。

2.2.1 農(nóng)業(yè)生產(chǎn)適宜性評價

綜合考慮自然、社會環(huán)境和風險等因素對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、作物生長的影響，以30 m×30 m 柵格像元為評價單元，構建農(nóng)業(yè)生產(chǎn)適宜性評價指標體系，開展農(nóng)業(yè)生產(chǎn)土地資源、氣候資源、水資源、氣象災害和區(qū)位條件5個維度的單項評價，集成得到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)適宜性綜合評價結果，并劃分4個適宜性等級，探究汶上縣農(nóng)業(yè)生產(chǎn)適應情況。

1）評價體系構建

農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)復雜多樣，受多種因素影響，結合已有研究[35-36]及汶上縣實際情況，從土地資源、氣候資源、水資源、氣象災害和區(qū)位條件5個維度共選取11個指標構建農(nóng)業(yè)生產(chǎn)適宜性評價指標體系（見表2），其中寒潮災害由最低溫數(shù)據(jù)表示，土壤質地由砂土、壤土與黏土含量綜合確定。為確定各指標因子對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)影響程度與范圍的貢獻度，采用層次分析法（analytic hierarchy process，AHP）確定各指標權重，結合研究區(qū)自然稟賦及社會經(jīng)濟條件，對比各指標間相對重要程度，構建判別矩陣，基于Yaahp 軟件計算判別矩陣并檢驗一致性，進而求取各層次權重值[37]。

表2 農(nóng)業(yè)生產(chǎn)適宜性（S1）評價指標體系Table 2 Evaluation index system of agricultural production suitability（S1）

2）指標歸一化

在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)適宜性評價指標體系中，考慮到各評價指標的性質和統(tǒng)計口徑不同，為消除指標數(shù)據(jù)單位不一致、數(shù)量級及量綱差異對計算結果的影響，對指標歸一化處理。采用極差標準化法進行無量綱處理，將各指標值歸于0～1 之間，并劃分正向指標與負向指標。其中，正向指標歸一化值越大，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)適宜性越高；負向指標數(shù)值越小，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)適宜性越高，計算式如下：

式中Yij為柵格i上指標j的標準化值；Xij為柵格i上指標j的原始數(shù)值；Xijmin與Xijmax分別為柵格i上評價指標j的最小和最大值。

3）適宜性等級劃分

在對指標數(shù)據(jù)歸一化處理與確定各指標權重后，結合ArcGIS 空間分析方法，采用11個評價因子標準化值加權求和的綜合評價模型測算農(nóng)業(yè)生產(chǎn)適宜性分值，計算式為：

式中f(i)為柵格i上農(nóng)業(yè)生產(chǎn)適宜性評價分值，f(i) ∈[0,1]；Wj為第j個指標權重；m為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)適宜性評價指標體系的指標數(shù)量。

基于ArcGIS 軟件平臺，運用自然間斷點法將農(nóng)業(yè)生產(chǎn)適宜性分值劃分為[0.33,0.54)、[0.54,0.61)、[0.61,0.67)和[0.67,0.79]共4個等級，依次為勉強適宜、低度適宜、中度適宜和高度適宜。

2.2.2 新增耕地恢復潛力評價

新增耕地主要來源于第三次全國國土調查中非耕農(nóng)用地，包括可恢復耕地和其他農(nóng)用地兩類[1]。其中，可恢復耕地又包括即可恢復與工程恢復耕地，即可恢復耕地一般指“二調”為耕地或可調整地，而“三調”為非耕地的農(nóng)用地，且其利用方式未對土壤耕作層造成破壞，清理后可直接用于耕種的地類；工程恢復耕地則是清理后需采取工程措施得以實現(xiàn)耕種的地類，恢復成本較高。

根據(jù)地類可恢復程度、質量及成本，本文提取出非耕農(nóng)用地中的即可恢復、工程恢復和一般恢復（除即可恢復與工程恢復之外的其他農(nóng)用地）三大地類，矢柵轉換為30 m×30 m 柵格像元，并運用GIS 重分類方法，依據(jù)量化原則[38-39]，將即可恢復、工程恢復和一般恢復地類依次分級賦值為100、80 和50 分，計算各評價單元新增耕地恢復潛力分值g(i)。

2.2.3 地類集聚連片性評價

耕地連片性指在同一質量范圍或同一等級（或某一等級之上，或某等級區(qū)間內）的耕地地塊的相連程度，包括結構連接與功能連接[40-41]。在整治非糧化耕地時，應優(yōu)先恢復形態(tài)規(guī)整、與耕地鄰近連片或其他自然區(qū)位較優(yōu)的地類。本文以汶上縣“三調”數(shù)據(jù)為基礎，提取耕地圖層并運用GIS 分級緩沖區(qū)技術，參考文獻 [38-39]，分別建立距離為20、60 和100 m 的緩沖區(qū)域，進而疊加園地、林地、草地及其他農(nóng)用地基礎圖層，矢柵轉換為30 m×30 m 柵格像元，根據(jù)距耕地地塊的遠近程度重分類，將距耕地＜20、20～60、＞60～100 和＞100 m 的非耕農(nóng)用地依次量化賦值為100、60、40 和20 分，計算各評價單元地類集聚連片性分值h(i)。

2.2.4 經(jīng)濟發(fā)展水平測算

耕地整治恢復項目需要地方財力支撐與農(nóng)民意愿支持，經(jīng)濟發(fā)展水平越高，在耕地整治恢復工作中的投資越多，項目可行性與農(nóng)民支持度則越高。本文綜合考慮汶上縣經(jīng)濟發(fā)展與整治工程投資情況，借鑒學者研究[38-39]，選取2020 年地方財政支出作為經(jīng)濟發(fā)展量化基準，對柵格像元進行重分類賦值（量化標準見表3），測算各評價單元經(jīng)濟發(fā)展水平分值q(i)。

表3 耕地恢復潛力重點區(qū)域識別模型Table 3 Identification model of key areas of potential cultivated land restoration

2.2.5 重點區(qū)域識別

為準確識別耕地恢復潛力重點區(qū)域，本文綜合農(nóng)業(yè)生產(chǎn)適宜性等級、新增耕地恢復潛力、地類集聚連片性與經(jīng)濟發(fā)展水平4個維度，構建耕地恢復潛力重點區(qū)域識別模型（表3）。以30 m×30 m 柵格為評價單元，采用空間疊置法定量化耕地恢復綜合評價分值，運用自然斷點法依次劃分高值區(qū)、中值區(qū)和低值區(qū)3個等級，并將高值區(qū)認定為重點區(qū)域。

因農(nóng)業(yè)生產(chǎn)適宜性評價值取值范圍介于0～1 之間，而其余各因素取值g(i)、h(i)、q(i)在0～100 之間，為統(tǒng)一疊加標準，將農(nóng)業(yè)生產(chǎn)適宜性評價結果乘對應系數(shù)100，使其取值介于0～100，在此基礎上，空間疊置4個柵格評價圖層，測算汶上縣耕地恢復綜合評價分值，計算式如下：

式中Ri為柵格i上耕地恢復綜合評價分值，i∈[1,n]，n為柵格總數(shù)；Pit為柵格i上第t個影響因素作用分值，Pi1～Pi4分別為柵格i上農(nóng)業(yè)生產(chǎn)適宜性、新增耕地恢復潛力、地類集聚連片性和經(jīng)濟發(fā)展水平評價分值，Pit∈[0,100]；Wt為各影響因素權重值。

在綜合分值測算基礎上，通過自然斷點法將評價結果劃分為高值區(qū)、中值區(qū)和低值區(qū)3 類，進一步將高值集聚的區(qū)域劃定為重點區(qū)域，以科學表征耕地恢復重要程度與空間布局。

3 結果與分析

3.1 農(nóng)業(yè)生產(chǎn)適宜性評價

3.1.1 單因素評價

農(nóng)業(yè)生產(chǎn)適宜性受氣候、土壤、地形地貌、水資源、災害和區(qū)位條件等因素綜合影響，為探究各因素及其對應指標對汶上縣農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的貢獻度和影響度，生成各評價指標歸一化柵格圖（圖3）進行單項評價。在土地資源方面，以坡度為代表的地形地貌指標和土壤條件是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的基礎性條件，坡度越小、地勢越平坦，越有利于農(nóng)業(yè)種植，土壤條件決定著土壤肥力，直接影響作物生產(chǎn)功能。汶上縣地勢由東北山脈緩傾西南洼地，整體地勢平緩，土壤以褐土、潮土為主，東部地區(qū)土壤質地條件較優(yōu)，西部有機質含量較高，適宜農(nóng)業(yè)種植。在氣候和水資源方面，光、熱、水與農(nóng)業(yè)產(chǎn)出密切相關，日照時數(shù)與降水量充足、氣溫與灌溉供水條件優(yōu)良的地區(qū)適宜農(nóng)作物生長。汶上縣年均氣溫、日照時數(shù)和供水條件地帶性分布規(guī)律顯著，氣溫與供水量由南向北降低，日照與降水量呈自東向西逐漸遞減趨勢；受地形限制，東北山地區(qū)灌溉保證率較低，縣域內總體農(nóng)業(yè)生產(chǎn)灌溉條件較好，具備良好抗旱能力。在災害方面，溫度變化會導致農(nóng)作物生長過程發(fā)生變化，且農(nóng)業(yè)對極低溫度反應敏感、脆弱，本文通過年均最低溫數(shù)據(jù)分析汶上縣寒潮風險，縣域內寒潮風險呈“中部高、四周低”的空間格局，中心兩街道受低溫影響較大。區(qū)位條件方面，距田間道路和通行道路等主要道路的距離以及距離村莊的遠近直接影響耕作便利度，汶上縣整體農(nóng)業(yè)區(qū)位優(yōu)勢條件較好，便于發(fā)展種植業(yè)。

圖3 農(nóng)業(yè)生產(chǎn)適宜性評價指標歸一化結果Fig.3 The result of normalization of agricultural suitability evaluation index

3.1.2 綜合評價

將農(nóng)業(yè)生產(chǎn)適宜性單項指標評價柵格圖加權疊加，集成農(nóng)業(yè)生產(chǎn)適宜性綜合評價圖（圖4），得益于自然立地條件與灌溉保障等耕作條件，汶上縣農(nóng)業(yè)生產(chǎn)適宜性較高，適宜性指數(shù)介于[0.33,0.79]。

圖4 農(nóng)業(yè)生產(chǎn)適宜性（S1）綜合評價Fig.4 Comprehensive evaluation of agricultural production suitability（S1）

為清晰反映研究區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的適宜性情況，進一步運用自然間斷點法對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)適宜性等級依次劃分為高度適宜[0.67,0.79]、中度適宜[0.61,0.67)、低度適宜[0.54,0.61)和勉強適宜[0.33,0.54) 4個等級，各級別面積分別為185.27、238.23、210.18、174.28 km2，分別占行政區(qū)總面積的22.93%、29.49%、26.01%及21.57%。汶上縣農(nóng)業(yè)生產(chǎn)適宜性等級以中度適宜與低度適宜為主，占比55.50%，各類型區(qū)域面積比例差異較小，整體農(nóng)業(yè)生產(chǎn)適宜等級有待提高。在空間分布上，汶上縣農(nóng)業(yè)生產(chǎn)適宜性等級分布集中，整體呈現(xiàn)出自東向西逐級遞減的地帶性分異規(guī)律，地域差異較顯著。具體而言，高度適宜區(qū)主要連片分布于東部義橋鎮(zhèn)、南站鎮(zhèn)與康驛鎮(zhèn)，除土壤條件優(yōu)越、地勢平坦等優(yōu)勢外，農(nóng)業(yè)供水與灌溉條件對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)貢獻度較大，區(qū)域內耕作條件便利，利于開展農(nóng)業(yè)種植活動；中度適宜與低度適宜區(qū)交叉分布于中部灌溉保障較差、氣象災害風險較大的區(qū)域，形成農(nóng)業(yè)生產(chǎn)適宜性遞減的緩沖地帶，呈現(xiàn)出大圖斑集聚、小圖斑破碎的分布特征；勉強適宜區(qū)大部分集中于西部郭樓鎮(zhèn)與北部軍屯鄉(xiāng)，受山脈與土壤質地等多個不利因素制約，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)能力水平較低。

3.2 新增耕地恢復潛力分析

基于2.2.2 節(jié)所述方法，得到汶上縣新增耕地恢復潛力等級空間分布圖（圖5）。耕地恢復潛力空間格局整體呈現(xiàn)出“南北高、中部低”的分布態(tài)勢，存在明顯區(qū)域差異性，各類型恢復區(qū)的數(shù)量結構差異較顯著，即可恢復與工程恢復地類以林地、園地為主，林地占比72.89%。具體而言，汶上縣耕地恢復類型以工程恢復為主，面積為75.17 km2，占縣域非耕農(nóng)用地總面積的50.75%，分布廣泛，縣域南部分布集中，其余地區(qū)分布較為零散，其中康驛鎮(zhèn)與義橋鎮(zhèn)分布較多，達29.03 km2，可投入資金與技術進行整治恢復；一般恢復面積次之，規(guī)模為62.39 km2，占比42.12%，零星分布于各鄉(xiāng)鎮(zhèn)；即可恢復類型區(qū)分布極少，面積僅為10.57 km2，占比不足10%，總體零散分布于縣域北部，其中白石鎮(zhèn)、楊店鎮(zhèn)與郭倉鎮(zhèn)即可恢復規(guī)模較大，占全縣即可恢復總面積的55.25%，整治非糧化耕地迫切性較高，可優(yōu)先考慮整治恢復。

圖5 新增耕地恢復潛力（S2）等級空間分布Fig.5 Spatial distribution of new cultivated land restoration potential level（S2）

3.3 連片性與經(jīng)濟水平分析

3.3.1 集聚連片性分析

基于2.2.3 節(jié)所述方法，運用GIS 分級緩沖與重分類技術，得到汶上縣非耕農(nóng)用地連片度分布圖（圖6），依據(jù)非耕地類距耕地的遠近程度劃分連片性等級依次為高連片、中連片、低連片和不連片4個等級，各級面積分別為64.11、42.31、20.36 和21.35 km2，分別占縣域非耕農(nóng)用地總面積的43.29%、28.56%、13.74%及14.41%。汶上縣非耕農(nóng)用地的連片性程度整體較好，距耕地距離60 m 內的非耕農(nóng)用地占70%以上，田塊集聚性與穩(wěn)定性較高。在空間分布上，汶上縣非耕農(nóng)用地連片性等級總體呈“中部低、四周高”的空間格局，表現(xiàn)為以兩街道為中心，連片程度向周圍遞增的分布特征。具體而言，高連片區(qū)廣泛分布于全縣，鄰近或穿插在大規(guī)模耕地周圍，主要集中在縣域東南部的康驛鎮(zhèn)、南旺鎮(zhèn)和義橋鎮(zhèn)，面積達24.46 km2；中連片區(qū)緊鄰連片度高的區(qū)域，形成緩沖地帶，零星分布于縣域西部，集中分布于軍屯鄉(xiāng)、白石鎮(zhèn)和義橋鎮(zhèn)等東部地區(qū)；低連片區(qū)分布極少且分散于各鄉(xiāng)鎮(zhèn)，多與連片程度差的非耕農(nóng)用地鄰接；不連片區(qū)集中分布于西北丘陵地帶和東南林地片區(qū)，受制于地形與人類活動，這些區(qū)域與耕地空間連片程度較差。

圖6 地類集聚連片性（S3）空間分布Fig.6 Spatial distribution of land cluster contiguity (S3)

3.3.2 經(jīng)濟發(fā)展水平分析

為清晰表征汶上縣各鄉(xiāng)鎮(zhèn)經(jīng)濟發(fā)展水平，基于2.2.4節(jié)所述方法，采用自然間斷點與重分類方法將財力劃分為高值、較高值、中值與低值4個等級水平（圖7）。高值區(qū)面積為212.27 km2，占全縣總面積的23.61%，財政支出總額達37 755 萬元，占全縣財力總支出的38.10%；較高值區(qū)面積為263.77 km2，財政支出總額貢獻度為25.93%；有7個鄉(xiāng)鎮(zhèn)處于財力中值水平，規(guī)模達41.22%，財政支出總額為32 098 萬元；僅軍屯鄉(xiāng)經(jīng)濟發(fā)展水平較低，財政支出占比不足5%。在空間分布上，汶上縣各鄉(xiāng)鎮(zhèn)經(jīng)濟發(fā)展水平存在地域差異性，在空間上集聚現(xiàn)象較為顯著，整體呈現(xiàn)出“中部高、四周低”的分布格局，與新增耕地恢復潛力和地類連片性分布特征互補。

圖7 經(jīng)濟發(fā)展水平（S4）空間分布Fig.7 Spatial distribution of economic development level（S4）

3.4 重點區(qū)域識別

3.4.1 耕地恢復綜合評價

基于式（4），將評價結果劃分為高值區(qū)、中值區(qū)和低值區(qū)3 類，繪制耕地恢復綜合評價圖（圖8）。

圖8 耕地恢復綜合評價（CE）Fig.8 Comprehensive evaluation of land restoration（CE）

汶上縣3 類耕地恢復區(qū)域面積分別為51.70、65.63和30.80 km2，依次占縣域非耕農(nóng)用地總面積的34.91%、44.30%和20.79%，整體農(nóng)業(yè)生產(chǎn)潛力與整治恢復條件較好?？臻g分布上，汶上縣耕地恢復區(qū)域分布不均衡，各鄉(xiāng)鎮(zhèn)耕地恢復評價分存在明顯差異，南北向呈現(xiàn)出自南向北逐級遞減的分布態(tài)勢，東西向以兩街道為中軸線，由內向外呈現(xiàn)出“高低高”的空間格局。具體而言，耕地恢復高值區(qū)主要分布于縣域中南部地區(qū)和東西邊緣地區(qū)，其中康驛鎮(zhèn)與南站鎮(zhèn)高值區(qū)規(guī)模占比達51.53%，區(qū)域農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件與經(jīng)濟發(fā)展水平優(yōu)勢明顯，地塊規(guī)整、集聚，利于農(nóng)業(yè)規(guī)?；?jīng)營與機械化耕作，非耕農(nóng)地整治緊迫度與重要性高于其他區(qū)域；中值區(qū)分布廣泛，集中分布于義橋鎮(zhèn)、苑莊鎮(zhèn)和次丘鎮(zhèn)，零星分散在其余各鄉(xiāng)鎮(zhèn)，受恢復潛力與資金、技術投入影響，新增耕地整治緊迫度次于中南部高值區(qū)域；低值區(qū)大多分布于經(jīng)濟發(fā)展水平較低的軍屯鄉(xiāng)與東部地類集聚性較差的義橋鎮(zhèn)和白石鎮(zhèn)，相較于中高值區(qū)域，非耕農(nóng)用地整治難度較大、成本較高。

3.4.2 重點區(qū)域識別

以耕地恢復綜合評價圖為底圖，基于耕地恢復高值區(qū)范圍，進一步篩選出空間上集聚性高的地塊作為耕地恢復潛力重點區(qū)域，通過ArcGIS 矢量化繪制汶上縣耕地恢復潛力重點區(qū)域圖（圖9）。本文共識別23 處耕地恢復潛力重點區(qū)域，總面積56.31 km2，分布于中部、南部與東西邊緣地帶，其中南部區(qū)域面積最大，縣域北部與西南部無耕地恢復潛力重點區(qū)域，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)潛力與經(jīng)濟水平有待進一步提升。具體而言，康驛鎮(zhèn)耕地恢復潛力重點區(qū)域規(guī)模最大，面積達18.01 km2；其次為南站鎮(zhèn)，占耕地恢復潛力重點區(qū)域總規(guī)模的24.22%，兩區(qū)內林地分布廣泛，地塊規(guī)整、地類連片性較好，立地條件與耕作區(qū)位優(yōu)勢顯著，恢復為耕地的困難程度較小，可有效保障耕地保有量與糧食產(chǎn)出量，建議優(yōu)先整治恢復。白石鎮(zhèn)耕地恢復潛力重點區(qū)域面積為11.84 km2，圖斑細碎度與分散性較大，區(qū)內可恢復地類以園地、林地為主，即可恢復類型分布較為集中，可根據(jù)恢復需求與成本選擇具體整治技術；兩街道重點區(qū)域面積為6.38 km2，郭樓鎮(zhèn)為4.45 km2，待整治地類主要為溝渠、坑塘和農(nóng)村道路等其他農(nóng)用地，地塊規(guī)模小、集聚強。郭倉鎮(zhèn)與楊店鎮(zhèn)分別僅有1 處重點區(qū)域，占比不足3%。

圖9 耕地恢復潛力重點區(qū)域（CL）Fig.9 Key areas of cultivated land restoration potential（CL）

4 結論與建議

本文以柵格像元為評價單元，綜合農(nóng)業(yè)生產(chǎn)適宜性、新增耕地恢復潛力、地類集聚連片性和經(jīng)濟發(fā)展水平4個維度，構建了進出平衡視角下小尺度耕地恢復潛力重點區(qū)域識別模型，定量化識別耕地恢復潛力重點區(qū)域，以汶上縣為研究區(qū)，開展了進出平衡視角下非糧化耕地整治潛力重點區(qū)域研究。主要結論如下：

1）汶上縣農(nóng)業(yè)生產(chǎn)適宜性較高，適宜性指數(shù)介于[0.33,0.79]，整體呈現(xiàn)出自東向西逐級遞減的地帶性分異規(guī)律。

2）汶上縣耕地恢復潛力呈“中部低、南北高”的空間格局，耕地恢復潛力類型以工程恢復為主，可恢復地類中林地分布廣泛，占比72.89%。

3）汶上縣非耕農(nóng)用地的連片性程度整體較好，高、中連片性區(qū)域占比達71.85%，空間上以兩街道為中心，連片程度向周圍遞增的分布特征；經(jīng)濟發(fā)展水平存在地域差異性，整體呈現(xiàn)出“中部高、四周低”的分布格局，與新增耕地恢復潛力和地類連片性分布特征互補。

4）汶上縣各鄉(xiāng)鎮(zhèn)耕地恢復評價分存在明顯差異，南北向呈現(xiàn)出自南向北逐級遞減的分布態(tài)勢，東西向以兩街道為中軸線，由內向外呈現(xiàn)出“高低高”的空間格局；結合耕地恢復綜合評價，共識別汶上縣23 處耕地恢復潛力重點區(qū)域，總面積56.31 km2，分布于中部兩中心街道、南部康驛鎮(zhèn)與南站鎮(zhèn)，以及東西邊緣地帶，重點區(qū)域分布廣泛。

區(qū)別于以往耕地保護與綜合整治研究的視角，本文基于耕地進出平衡視角，探究非糧化耕地整治與管制、糧食安全戰(zhàn)略問題；在此視角下，進一步設計整合多要素的耕地恢復潛力重點區(qū)域識別方法技術，不同于以往多基于統(tǒng)計模型或定性整治分區(qū)的方法；構建的基于柵格尺度的評價模型可定量化識別到地塊尺度的重點恢復區(qū)，更具指導性與實操性，該模型可用于以平原為主的農(nóng)業(yè)主產(chǎn)區(qū)重點區(qū)域的識別，為進出平衡規(guī)劃方案編制、項目落地和國土空間格局優(yōu)化提供科學依據(jù)。

耕地進出平衡相關研究剛剛起步，亟須開展區(qū)域耕地進出平衡潛力測算、進出平衡重點區(qū)域識別和進出平衡項目整治優(yōu)先序劃分等研究。整治潛力包括實際潛力與理論潛力，但受非糧化整治行為的多變性和實際可恢復結果不易獲取等不可抗力因素影響，本文采用即可恢復、工程恢復和一般恢復的規(guī)模作為潛力值的做法值得進一步完善。今后研究可進一步結合耕地“非糧化”的驅動機制，劃分耕地恢復重點區(qū)域類型并提出針對性的整治與發(fā)展策略，提升研究結果的綜合性、示范性與可參考性；受研究主題與篇幅限制，本文未涉及整治優(yōu)先序研究，未來將繼續(xù)開展優(yōu)先序定量評價。此外，今后可擴大研究范圍，在市域或省域范圍內探究跨流域的耕地轉入與轉出重點區(qū)域，統(tǒng)籌落實耕地空間布局，進一步完善耕地保護和耕地動態(tài)平衡領域研究，為編制與實施區(qū)域耕地進出平衡方案、國土空間規(guī)劃提供理論依據(jù)。