非耕農(nóng)用地耕種功能恢復(fù)適宜性評(píng)價(jià)模型構(gòu)建

董秀茹，王迪，劉強(qiáng)

（1. 沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)土地與環(huán)境學(xué)院，沈陽 110866；2. 沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院，沈陽 110866）

0 引言

耕地保護(hù)是中國的基本國策，是糧食生產(chǎn)的基礎(chǔ)保障，關(guān)乎中國的經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展。盡管實(shí)行最為嚴(yán)格的耕地保護(hù)制度，中國仍然面臨著耕地?cái)?shù)量不斷減少的問題。自“二調(diào)”以來的10 a 間，受農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的影響[1]，中國近7.53×106hm2耕地轉(zhuǎn)變?yōu)榱值?、草地、園地等非耕農(nóng)用地，非糧化問題十分突出[2-3]，嚴(yán)重影響中國耕地保護(hù)進(jìn)程的推進(jìn)與糧食安全問題的解決。2020年國家發(fā)布《關(guān)于防止耕地“非糧化”穩(wěn)定糧食生產(chǎn)的意見》，要求嚴(yán)格防止耕地非糧化，穩(wěn)定糧食生產(chǎn)；2021 年中央一號(hào)文件對(duì)防止耕地非糧化作出了部署[4]，并于同年首次提出落實(shí)耕地“進(jìn)出平衡”政策，要求將非耕農(nóng)用地恢復(fù)為耕地[5]。由此可見，在耕地非糧化問題頻出的背景下，非耕農(nóng)用地將成為恢復(fù)耕地耕種功能的重要區(qū)域和保障耕地?cái)?shù)量的重要組成部分。為了科學(xué)劃分非耕農(nóng)用地耕種功能恢復(fù)適宜性、有效指導(dǎo)恢復(fù)工作的順利進(jìn)行，有必要構(gòu)建非耕農(nóng)用地耕種功能恢復(fù)適宜性評(píng)價(jià)模型。

土地適宜性評(píng)價(jià)是指土地用于特定用途時(shí)，根據(jù)其自然和社會(huì)經(jīng)濟(jì)屬性進(jìn)行適宜程度的劃分，是未來合理規(guī)劃、利用土地的基礎(chǔ)[6]。在研究內(nèi)容方面，國內(nèi)研究多集中于評(píng)價(jià)未利用地開發(fā)適宜性[7-8]、土地整理適宜性[9-10]、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)適宜性[11]等；在指標(biāo)選取方面，大多學(xué)者綜合自然、生態(tài)、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)多個(gè)角度選取指標(biāo)[12-13]；在方法運(yùn)用方面，主要運(yùn)用加權(quán)綜合評(píng)價(jià)法[14-15]、生態(tài)位模型[16]、模糊綜合評(píng)價(jià)法[17]等進(jìn)行評(píng)價(jià)。近年來，隨著耕地非糧化問題的出現(xiàn)，非耕農(nóng)用地恢復(fù)為耕地的適宜性評(píng)價(jià)方面研究逐漸增多[18-19]，但是關(guān)于非耕農(nóng)用地耕種功能恢復(fù)適宜性評(píng)價(jià)模型建立的研究較為有限。非耕農(nóng)用地耕種功能恢復(fù)適宜性評(píng)價(jià)屬于土地適宜性評(píng)價(jià)這一領(lǐng)域，關(guān)于土地適宜性評(píng)價(jià)的指標(biāo)體系建立、方法運(yùn)用等方面的研究可以為非耕農(nóng)用地耕種功能恢復(fù)適宜性評(píng)價(jià)模型構(gòu)建奠定基礎(chǔ)。如何構(gòu)建非耕農(nóng)用地耕種功能恢復(fù)適宜性評(píng)價(jià)模型，合理劃定非耕農(nóng)用地耕種功能恢復(fù)適宜性等級(jí)，是現(xiàn)今解決中國耕地非糧化問題的新要求及耕地保護(hù)工作的重要方面。

所以，本文在非耕農(nóng)用地以及非耕農(nóng)用地耕種功能恢復(fù)適宜性評(píng)價(jià)相關(guān)概念提出的基礎(chǔ)上，從生產(chǎn)條件、生態(tài)條件和經(jīng)濟(jì)條件3個(gè)維度出發(fā)構(gòu)建非耕農(nóng)用地耕種功能恢復(fù)適宜性評(píng)價(jià)模型，并且選取沈陽市康平縣為研究區(qū)展開實(shí)證研究，劃分該區(qū)域非耕農(nóng)用地耕種功能恢復(fù)適宜性等級(jí)，以期為未來恢復(fù)工作順利進(jìn)行提供相關(guān)理論依據(jù)。

1 相關(guān)概念界定

1.1 非耕農(nóng)用地的提出

非耕農(nóng)用地這一概念與耕地非糧化問題息息相關(guān)。耕地非糧化作為制約中國耕地保護(hù)政策落實(shí)的重要問題，嚴(yán)重限制耕地糧食增產(chǎn)、破壞糧食安全格局。從種植結(jié)構(gòu)上看，其指的是在原本種植糧食作物的耕地上從事的一切非糧化種植行為[20-21]；從地類表現(xiàn)形式上看，非糧化行為導(dǎo)致了耕地向園地、林地、草地及坑塘水面等其他農(nóng)用地的轉(zhuǎn)化。在第三次全國國土調(diào)查（以下簡稱“三調(diào)”）中，對(duì)于耕地向其他農(nóng)用地轉(zhuǎn)化的，在按現(xiàn)狀確定地類的同時(shí)，清理后可以直接恢復(fù)耕種的，標(biāo)注“即可恢復(fù)”屬性；而需要采取一定工程措施重新修整后才能恢復(fù)耕種的，標(biāo)注“工程恢復(fù)”屬性。

在本研究中，非耕農(nóng)用地是指耕地非糧化現(xiàn)象所導(dǎo)致，由耕地轉(zhuǎn)化的園地、林地、草地和坑塘水面等其他農(nóng)用地，即不再進(jìn)行糧食作物生產(chǎn)的耕地轉(zhuǎn)化為其他農(nóng)業(yè)用途的地類。具體指“三調(diào)”標(biāo)注為“即可恢復(fù)”與“工程恢復(fù)”的可恢復(fù)地類。

1.2 非耕農(nóng)用地耕種功能恢復(fù)適宜性評(píng)價(jià)的內(nèi)涵

為嚴(yán)格落實(shí)耕地“進(jìn)出平衡”政策，需要有充足的非耕農(nóng)用地逐步退出，通過土地整治恢復(fù)耕地屬性，恢復(fù)到能夠進(jìn)行糧食作物種植、生產(chǎn)的狀態(tài)，發(fā)揮耕地的耕種功能，從而確保中國耕地?cái)?shù)量不減少、質(zhì)量不下降。而耕地“進(jìn)出平衡”政策的最大耕地潛力來源就是現(xiàn)狀標(biāo)注為“即可恢復(fù)”與“工程恢復(fù)”的非耕農(nóng)用地，需要將其納入落實(shí)耕地“進(jìn)出平衡”政策“調(diào)入”計(jì)劃中。中國積極推進(jìn)非耕農(nóng)用地恢復(fù)耕種功能工作。為充分了解非耕農(nóng)用地的具體情況，確保后續(xù)實(shí)際恢復(fù)工作的順利進(jìn)行，明確非耕農(nóng)用地耕種功能恢復(fù)適宜性等級(jí)顯得尤為必要。

類比土地適宜性評(píng)價(jià)的概念，對(duì)非耕農(nóng)用地耕種功能恢復(fù)適宜性評(píng)價(jià)這一概念進(jìn)行界定。在本研究中，非耕農(nóng)用地耕種功能恢復(fù)適宜性評(píng)價(jià)用于衡量非耕農(nóng)用地用作耕地用途，進(jìn)而發(fā)揮耕地耕種功能的適宜性程度，是綜合考慮自然、社會(huì)等各方面因素，對(duì)非耕農(nóng)用地恢復(fù)耕地耕種功能適宜性展開的評(píng)價(jià)過程。

2 非耕農(nóng)用地耕種功能恢復(fù)適宜性評(píng)價(jià)方法及模型構(gòu)建

2.1 評(píng)價(jià)方法

在ArcGIS 軟件的支持下，先運(yùn)用限制性因子評(píng)價(jià)法劃分不適宜區(qū)域與適宜區(qū)域，再運(yùn)用加權(quán)指數(shù)和法，對(duì)適宜區(qū)域計(jì)算適宜性分值，最后運(yùn)用自然斷點(diǎn)法，劃分非耕農(nóng)用地耕種功能恢復(fù)適宜性等級(jí)。

限制性因子評(píng)價(jià)法具體應(yīng)用是在正式評(píng)價(jià)適宜性前，對(duì)各個(gè)指標(biāo)設(shè)置不適宜耕種的具體值，初步篩選評(píng)價(jià)對(duì)象，只要有一項(xiàng)指標(biāo)符合這一限制值，就將該部分評(píng)價(jià)對(duì)象劃分為不適宜[22]。它是清晰劃分適宜與不適宜兩者界限的關(guān)鍵，為后續(xù)具體適宜性等級(jí)的劃分奠定基礎(chǔ)。加權(quán)指數(shù)和法可以綜合考慮影響耕種功能的各個(gè)因素，全面、定量地計(jì)算出適宜區(qū)域的適宜性分值。最后根據(jù)分值，按照自然斷點(diǎn)法劃分出適宜性等級(jí)。此外，在整個(gè)評(píng)價(jià)過程中，使用ArcGIS 軟件進(jìn)行圖斑提取、圖層疊加分析、等級(jí)劃分、空間分布圖制作等操作。

2.2 評(píng)價(jià)單元的劃分

評(píng)價(jià)單元作為本文非耕農(nóng)用地耕種功能恢復(fù)適宜性評(píng)價(jià)的基本空間單元，其內(nèi)部需具有均一性、同質(zhì)性和完整性等特征[23]，而圖斑符合其相關(guān)要求。所以本文將評(píng)價(jià)單元設(shè)定為非耕農(nóng)用地圖斑，即“即可恢復(fù)”與“工程恢復(fù)”圖斑。

2.3 評(píng)價(jià)模型的構(gòu)建

2.3.1 評(píng)價(jià)指標(biāo)的選取

非耕農(nóng)用地耕種功能恢復(fù)適宜性的實(shí)質(zhì)為在一定自然生態(tài)、社會(huì)經(jīng)濟(jì)等條件下，非耕農(nóng)用地恢復(fù)耕地屬性，用于糧食作物耕作的適宜程度[18]。科學(xué)、全面地選取評(píng)價(jià)指標(biāo)是準(zhǔn)確進(jìn)行非耕農(nóng)用地耕種功能恢復(fù)適宜性評(píng)價(jià)的前提條件。影響非耕農(nóng)用地耕種功能恢復(fù)適宜性的因素復(fù)雜多樣，以恢復(fù)耕地耕種功能這一目標(biāo)為導(dǎo)向，從生產(chǎn)條件、生態(tài)條件以及經(jīng)濟(jì)條件3個(gè)維度出發(fā)共選取12 項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)（表1），作為衡量耕種功能恢復(fù)適宜性高低的主要因子。生產(chǎn)條件是決定恢復(fù)適宜性的基礎(chǔ)性、關(guān)鍵性因素，生態(tài)條件用以體現(xiàn)耕地生態(tài)可持續(xù)性，經(jīng)濟(jì)條件表征一定區(qū)域完成非耕農(nóng)用地恢復(fù)工作的潛在經(jīng)濟(jì)實(shí)力。

表1 非耕農(nóng)用地耕種功能恢復(fù)適宜性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系Table 1 Suitability evaluation index system for cultivated function recovery of non-grain cultivated land

1）生產(chǎn)條件

耕地基本屬性特征為周期性地種植農(nóng)作物，從而最終達(dá)到耕地的糧食生產(chǎn)目標(biāo)。良好的耕地生產(chǎn)條件為實(shí)現(xiàn)糧食高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)奠定基礎(chǔ)。生產(chǎn)條件是衡量非耕農(nóng)用地恢復(fù)適宜性高低的首要因素，選取土壤條件和耕作條件兩個(gè)層面的8 項(xiàng)指標(biāo)表征生產(chǎn)條件適宜性。

高質(zhì)量的土壤條件是耕地生產(chǎn)功能得以實(shí)現(xiàn)的根本。土層厚度通過影響根系的生長狀況從而決定農(nóng)作物的生長狀況；土壤質(zhì)地與土壤的保水、保肥及供水、供肥能力有關(guān)，能夠體現(xiàn)耕地的耕作性能[24]；土壤pH 值通過影響土壤養(yǎng)分及有害物質(zhì)的產(chǎn)生進(jìn)而影響農(nóng)作物的生長及質(zhì)量[25]；土壤有機(jī)質(zhì)是土壤肥力的基礎(chǔ)，其含量體現(xiàn)土壤生產(chǎn)能力的強(qiáng)弱。因此，本文選取土層厚度、土壤質(zhì)地、土壤pH 值和土壤有機(jī)質(zhì)含量指標(biāo)，反映土壤條件對(duì)耕地生產(chǎn)條件適宜性的影響程度。

便利的耕作條件保障耕地生產(chǎn)能力的發(fā)揮。坡度的不同造成水土流失或者集聚的不同表現(xiàn)，直接決定非耕農(nóng)用地是否適宜恢復(fù)為耕地；較高的道路通達(dá)度是保證地塊正常耕種的基礎(chǔ)設(shè)施條件；若非耕農(nóng)用地四周被耕地包圍，則未來恢復(fù)為耕地進(jìn)行集中連片耕作較為容易，恢復(fù)為耕地的意義也較大，相反，若非耕農(nóng)用地與周圍耕地構(gòu)不成集中連片耕作規(guī)模，則恢復(fù)為耕地的適宜性較低，故本文選擇與周邊耕地連片度指標(biāo)表征非耕農(nóng)用地與周圍耕地未來進(jìn)行集中連片耕作的規(guī)模[26]，用K值表示（K=X/C，X為與之相鄰的公共長，C為非耕農(nóng)用地的周長，0≤K≤1）；非耕農(nóng)用地現(xiàn)狀利用狀態(tài)決定了其恢復(fù)耕種功能的難易程度[27]。所以本文選擇坡度、道路通達(dá)度、與周邊耕地連片度和土地利用類型作為表征耕作條件的指標(biāo)。

2）生態(tài)條件

在現(xiàn)今生態(tài)文明建設(shè)時(shí)期，評(píng)價(jià)非耕農(nóng)用地耕種功能恢復(fù)適宜性不僅要考慮糧食生產(chǎn)能力，更需要考慮耕作環(huán)境的生態(tài)狀況。中國耕地土壤重金屬污染現(xiàn)象極為常見，其關(guān)乎整個(gè)國家的糧食安全，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中需予以高度重視，土壤重金屬污染狀況表征土壤被污染的程度；土壤生物多樣性可被視為耕地生態(tài)系統(tǒng)健康運(yùn)行的重要表征[28]，衡量耕地生態(tài)系統(tǒng)的健康程度；土壤侵蝕容易造成土壤結(jié)構(gòu)、性質(zhì)破壞以及養(yǎng)分流失[29]，土壤侵蝕強(qiáng)度可反映土壤侵蝕發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)。故本文選取土壤重金屬污染狀況、生物多樣性狀況和土壤侵蝕強(qiáng)度作為體現(xiàn)非耕農(nóng)用地生態(tài)條件的指標(biāo)。

3）經(jīng)濟(jì)條件

地區(qū)的經(jīng)濟(jì)水平在一定程度上影響非耕農(nóng)用地耕種功能恢復(fù)適宜性的高低，因?yàn)榈貐^(qū)經(jīng)濟(jì)水平越高，則未來可能投入在非耕農(nóng)用地恢復(fù)工作方面的資金越多，并且可以通過技術(shù)投資和規(guī)模效應(yīng)來改變農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件，進(jìn)而彌補(bǔ)自然生態(tài)因素的劣勢(shì)[30]，為恢復(fù)工作持續(xù)推進(jìn)提供較強(qiáng)的資金保障。本文選取人均GDP 指標(biāo)表示一定區(qū)域未來非耕農(nóng)用地耕種功能恢復(fù)工作的資金投入狀況，進(jìn)而表征該地區(qū)非耕農(nóng)用地恢復(fù)為耕地的經(jīng)濟(jì)可行性。

2.3.2 指標(biāo)量化標(biāo)準(zhǔn)的界定

各個(gè)指標(biāo)對(duì)非耕農(nóng)用地耕種功能恢復(fù)適宜性的影響效果各不相同，且量綱也各有差異，需要對(duì)每個(gè)指標(biāo)進(jìn)行恢復(fù)適宜性評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)級(jí)別的劃分。本文參照“三調(diào)”耕地資源質(zhì)量分類指標(biāo)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)和《土壤侵蝕分類分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)》（SL190—2007），將土層厚度、土壤pH 值、土壤有機(jī)質(zhì)含量、坡度和土壤侵蝕強(qiáng)度指標(biāo)劃分為5個(gè)級(jí)別，相應(yīng)分值賦為4、3、2、1、0 分；將土壤質(zhì)地、生物多樣性狀況指標(biāo)劃分為3個(gè)級(jí)別；將土壤重金屬污染狀況指標(biāo)劃分為2個(gè)級(jí)別；借鑒前人研究成果[31-32]及現(xiàn)實(shí)情況，將道路通達(dá)度、與周邊耕地連片度、土地利用類型、人均GDP 指標(biāo)劃分為4個(gè)級(jí)別。

評(píng)價(jià)指標(biāo)中，土層厚度、土壤pH 值、土壤有機(jī)質(zhì)含量、坡度、土壤重金屬污染狀況和土壤侵蝕強(qiáng)度指標(biāo)值達(dá)到某一臨界值后，對(duì)評(píng)價(jià)單元能否恢復(fù)耕種功能具有決定性影響。如根據(jù)《水土保持法》、《中華人民共和國土壤污染防治法》規(guī)定，耕地的禁墾坡度為25°，受污染土地不能耕種。相關(guān)研究結(jié)果表明：土層過?。ㄐ∮?0 cm）、土壤強(qiáng)酸強(qiáng)堿、土壤有機(jī)質(zhì)過低及土壤侵蝕嚴(yán)重的土地都不適合作為耕地。因此本文針對(duì)上述6 項(xiàng)指標(biāo)特點(diǎn)設(shè)置不宜耕值，分級(jí)及分值見表2。

表2 非耕農(nóng)用地耕種功能恢復(fù)適宜性評(píng)價(jià)指標(biāo)量化標(biāo)準(zhǔn)Table 2 Quantitative standard of suitability evaluation index for cultivated function recovery of non-grain cultivated land

對(duì)于土層厚度、土壤質(zhì)地、土壤pH 值、土壤有機(jī)質(zhì)含量、坡度、土壤重金屬污染狀況、生物多樣性狀況指標(biāo)，根據(jù)土壤理化性質(zhì)特點(diǎn)及各指標(biāo)對(duì)耕種條件的影響程度進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)劃分；對(duì)于道路通達(dá)度指標(biāo)，距離道路的距離越近，越有利于耕作，根據(jù)相關(guān)研究[33-34]，按照“距離越近越適宜”的原則，劃分道路通達(dá)度指標(biāo)的恢復(fù)適宜性評(píng)價(jià)等級(jí)；對(duì)于與周邊耕地連片度指標(biāo)，K值越大，則對(duì)應(yīng)的恢復(fù)適宜性等級(jí)越高；對(duì)于土地利用類型指標(biāo)，先依據(jù)評(píng)價(jià)單元標(biāo)注地類—“即可恢復(fù)”和“工程恢復(fù)”兩種類型進(jìn)行劃分，在兩類恢復(fù)地類中，調(diào)查為灌木林地、其他林地（草地）、可調(diào)整果園地類的非耕農(nóng)用地一般是無人為干預(yù)而自然形成的土地類型，所以較易恢復(fù)，而果園、喬木林地、養(yǎng)殖坑塘、坑塘水面一般多是有人為投資，有意改變的土地利用狀態(tài)，此類土地恢復(fù)為耕地會(huì)涉及經(jīng)濟(jì)補(bǔ)償，因此恢復(fù)難度加大；對(duì)于土壤侵蝕強(qiáng)度指標(biāo)，參考《土壤侵蝕分類分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)》(SL190—2007)中對(duì)土壤侵蝕強(qiáng)度進(jìn)行分級(jí)的相關(guān)原則，劃分對(duì)應(yīng)等級(jí)；對(duì)于人均GDP 指標(biāo)，以地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展現(xiàn)狀為基礎(chǔ)，按“人均GDP 越高，則未來可以投入到非耕農(nóng)用地恢復(fù)工作的資金越多，越適宜對(duì)非耕農(nóng)用地耕種功能進(jìn)行恢復(fù)”的慣例，將人均GDP 高數(shù)值與恢復(fù)適宜性高等級(jí)相對(duì)應(yīng)。

2.3.3 權(quán)重的確定

權(quán)重代表各指標(biāo)對(duì)耕種功能恢復(fù)適宜性的貢獻(xiàn)程度，權(quán)重越大，則該指標(biāo)對(duì)恢復(fù)適宜性影響越大，反之則影響越小。本文采用更為客觀的熵權(quán)法計(jì)算得出各個(gè)指標(biāo)的權(quán)重。運(yùn)用SPSS 等數(shù)理統(tǒng)計(jì)軟件對(duì)所有指標(biāo)值按照極值標(biāo)準(zhǔn)化法進(jìn)行歸一化處理，從而消除由于指標(biāo)屬性及量綱不同而造成的影響（適度指標(biāo)首先轉(zhuǎn)化為正向指標(biāo)，再進(jìn)行數(shù)據(jù)處理），歸一化處理公式如下：

正向指標(biāo)：

負(fù)向指標(biāo)：

式中yi j表示第i個(gè)評(píng)價(jià)單元內(nèi)第j項(xiàng)指標(biāo)的歸一化值，xij、ximin和ximax為第i個(gè)評(píng)價(jià)單元內(nèi)第j項(xiàng)指標(biāo)的實(shí)際值、最小值和最大值。

對(duì)歸一化后的各指標(biāo)值構(gòu)造矩陣，設(shè)有n個(gè)評(píng)價(jià)單元，m個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)，構(gòu)建矩陣R=(rij)m×n，第j項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)的信息熵為

第j項(xiàng)指標(biāo)的差異性系數(shù)gj為

第j項(xiàng)指標(biāo)的權(quán)重wj為：

2.3.4 非耕農(nóng)用地耕種功能恢復(fù)適宜性評(píng)價(jià)

運(yùn)用限制性因子評(píng)價(jià)法和加權(quán)指數(shù)和法對(duì)非耕農(nóng)用地耕種功能恢復(fù)適宜性展開評(píng)價(jià)。首先總體上將評(píng)價(jià)單元?jiǎng)澐譃檫m宜區(qū)域和不適宜區(qū)域，采用限制性因子評(píng)價(jià)法初步進(jìn)行恢復(fù)適宜性等級(jí)的劃分，若評(píng)價(jià)單元內(nèi)出現(xiàn)土層厚度＜20 cm、土壤pH 值＜5.0 或≥9.0、土壤有機(jī)質(zhì)含量＜10 g/kg、坡度＞25°、存在土壤重金屬污染、土壤侵蝕達(dá)到極強(qiáng)度和劇烈等情況中一項(xiàng)的，即有一項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到五級(jí)的臨界條件，則實(shí)行“一票否決”，將該評(píng)價(jià)單元界定為不適宜區(qū)域，耕種功能恢復(fù)適宜性分值賦為0，剔除出再次評(píng)價(jià)范圍。其余劃分為適宜區(qū)域，借助ArcGIS 軟件運(yùn)用加權(quán)指數(shù)和法計(jì)算得出適宜區(qū)域各個(gè)評(píng)價(jià)單元的恢復(fù)適宜性綜合分值。綜合得分越高，則非耕農(nóng)用地耕種功能恢復(fù)適宜性越高，反之則越低。計(jì)算式如下：

式中Ri是第i個(gè)評(píng)價(jià)單元的綜合分值；fij是第i個(gè)評(píng)價(jià)單元內(nèi)第j個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)的量化分值；

最后，對(duì)適宜區(qū)域根據(jù)各個(gè)評(píng)價(jià)單元的適宜性評(píng)價(jià)分值劃分最終非耕農(nóng)用地耕種功能恢復(fù)適宜性等級(jí)。本文采用靈活性更強(qiáng)的自然斷點(diǎn)法對(duì)最終的等級(jí)進(jìn)行劃分。依據(jù)前文指標(biāo)的五級(jí)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)和研究區(qū)域?qū)嶋H評(píng)價(jià)結(jié)果的不同，將適宜區(qū)域內(nèi)的評(píng)價(jià)分值運(yùn)用ArcGIS 軟件中的自然斷點(diǎn)法進(jìn)行分級(jí)，從高到低依次劃分為高度適宜、中度適宜、低度適宜和勉強(qiáng)適宜4個(gè)等級(jí)，不適宜區(qū)域劃分到不適宜這一等級(jí)。

3 實(shí)證研究

3.1 研究區(qū)概況及數(shù)據(jù)來源

康平縣，隸屬于遼寧省沈陽市，地處遼河流域，位于沈陽市最北部（122°45′E～123°37′E，42°31′N～43°02′N）。縣域總面積為2 175 km2，下轄3個(gè)街道、5個(gè)鎮(zhèn)、7個(gè)鄉(xiāng)?？灯娇h屬溫帶半濕潤大陸性氣候，四季分明，夏季多雨，冬寒寒冷漫長。境內(nèi)地貌呈現(xiàn)西高東洼、南丘北沙的特點(diǎn)。土壤類型主要為棕壤、草甸土等，水資源豐富，河流水庫眾多。2021 年地區(qū)生產(chǎn)總值為124.40 億元，比上年增長4.60%。

據(jù)遼寧省“三調(diào)”耕地資源質(zhì)量分類調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，康平縣耕地面積約為13.50 萬hm2，其中旱地占比最多。非耕農(nóng)用地面積約為5 305.58 hm2，涉及果園、灌木林地、喬木林地、其他林地、坑塘水面等地類，全部屬于工程恢復(fù)類型，并且破碎化現(xiàn)象嚴(yán)重（圖1）。區(qū)域內(nèi)有較多的非耕農(nóng)用地，本研究選取康平縣為案例區(qū)開展非耕農(nóng)用地耕種功能恢復(fù)適宜性評(píng)價(jià)研究，具有一定的代表性。

圖1 沈陽市康平縣耕地與非耕農(nóng)用地分布Fig.1 Distribution of cultivated land and non-grain cultivated land in Kangping County,Shenyang City

本研究評(píng)價(jià)指標(biāo)體系涉及的數(shù)據(jù)包括生產(chǎn)條件數(shù)據(jù)、生態(tài)條件數(shù)據(jù)和經(jīng)濟(jì)條件數(shù)據(jù)。

1）生產(chǎn)條件數(shù)據(jù)。該部分?jǐn)?shù)據(jù)細(xì)化為土壤條件及耕作條件數(shù)據(jù)，其中土壤條件數(shù)據(jù)如土層厚度、土壤質(zhì)地、土壤pH 值、土壤有機(jī)質(zhì)含量來源于遼寧省“三調(diào)”成果；耕作條件中，坡度數(shù)據(jù)來源于遼寧省“三調(diào)”成果，道路通達(dá)度數(shù)據(jù)來源于中國科學(xué)院資源環(huán)境科學(xué)與數(shù)據(jù)中心（http://www.resdc.cn/），與周邊耕地連片度指標(biāo)計(jì)算需要用到的耕地?cái)?shù)據(jù)來源于遼寧省“三調(diào)”成果。

2）生態(tài)條件數(shù)據(jù)。包括土壤重金屬污染狀況、生物多樣性狀況和土壤侵蝕強(qiáng)度3 種指標(biāo)數(shù)據(jù)，其中土壤重金屬污染狀況與生物多樣性狀況數(shù)據(jù)來源于遼寧省“三調(diào)”成果，土壤侵蝕強(qiáng)度數(shù)據(jù)來源于中國科學(xué)院資源環(huán)境科學(xué)與數(shù)據(jù)中心（http://www.resdc.cn/）。

3）經(jīng)濟(jì)條件數(shù)據(jù)。此部分?jǐn)?shù)據(jù)僅包括人均GDP 數(shù)據(jù)，人均GDP 空間分布公里網(wǎng)格數(shù)據(jù)來源于中國科學(xué)院資源環(huán)境科學(xué)與數(shù)據(jù)中心（http://www.resdc.cn/），人均GDP 數(shù)值來源于《遼寧省統(tǒng)計(jì)年鑒》。

3.2 指標(biāo)權(quán)重計(jì)算結(jié)果

針對(duì)康平縣非耕農(nóng)用地的實(shí)際情況，運(yùn)用熵權(quán)法計(jì)算各個(gè)指標(biāo)的權(quán)重，具體結(jié)果見表1。

3.3 康平縣非耕農(nóng)用地耕種功能恢復(fù)適宜性分析

通過測(cè)算康平縣非耕農(nóng)用地耕種功能恢復(fù)的生產(chǎn)條件適宜性、生態(tài)條件適宜性及經(jīng)濟(jì)條件適宜性分值，得出不同維度的恢復(fù)適宜性情況存在明顯的空間分異特征（圖2a～2c）。

圖2 康平縣非耕農(nóng)用地耕種功能恢復(fù)適宜性評(píng)價(jià)結(jié)果Fig.2 Suitability evaluation results for cultivated function recovery of non-grain cultivated land in Kangping County

生產(chǎn)條件適宜性呈現(xiàn)高值與低值交錯(cuò)、分散分布的特點(diǎn)。其中高值在各個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)均有分布，低值較為分散地分布于東部、北部和南部的部分鄉(xiāng)鎮(zhèn)，存在土壤質(zhì)量較低與耕作條件較差的問題。生態(tài)條件適宜性呈現(xiàn)總體分值較高、低值集聚分布的特征。其中高值在各個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)大量分布，低值集中分布在縣域北部的小城子鎮(zhèn)和海洲窩堡鄉(xiāng)，說明縣域非耕農(nóng)用地的生態(tài)條件總體較好，但少數(shù)鄉(xiāng)鎮(zhèn)面臨較為嚴(yán)重的生態(tài)問題。經(jīng)濟(jì)條件適宜性呈現(xiàn)總體分值較高、低值零星分布的特點(diǎn)。全縣大部分地區(qū)經(jīng)濟(jì)條件較好，部分地區(qū)存在經(jīng)濟(jì)條件較差的情況，總體上康平縣有開展恢復(fù)工作較強(qiáng)的經(jīng)濟(jì)實(shí)力。

基于康平縣非耕農(nóng)用地的生產(chǎn)條件、生態(tài)條件以及經(jīng)濟(jì)條件3個(gè)維度的綜合分析，確定非耕農(nóng)用地耕種功能恢復(fù)適宜性分值和等級(jí)。總體來看，康平縣非耕農(nóng)用地耕種功能恢復(fù)適宜區(qū)域綜合評(píng)價(jià)分值較為集聚，范圍為[1.951,3.201]，不適宜區(qū)域賦值為0。勉強(qiáng)適宜及以上等級(jí)的非耕農(nóng)用地在縣域內(nèi)各個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)均分散分布，呈現(xiàn)適宜性高等級(jí)與低等級(jí)交錯(cuò)的分布特點(diǎn)（圖2d）。

由表3 分析得出，康平縣各個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)非耕農(nóng)用地耕種功能恢復(fù)適宜性平均分值均處于[2.610,2.699]，故縣域各個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)非耕農(nóng)用地耕種功能恢復(fù)適宜性平均水平達(dá)到低度適宜及以上。

表3 康平縣非耕農(nóng)用地耕種功能恢復(fù)適宜性評(píng)分及各分級(jí)面積Table 3 Classification area of suitability for cultivated function recovery of non-grain cultivated land in Kangping County

實(shí)證結(jié)果表明，低度適宜及以上等級(jí)的非耕農(nóng)用地面積占比為67.68%。其中高度和低度適宜兩個(gè)等級(jí)的非耕農(nóng)用地在北部的海洲窩堡鄉(xiāng)分布最廣，中度適宜在北四家子鄉(xiāng)分布最廣。從土地利用類型來看，其他林地與喬木林地面積最多，坑塘水面與果園次之，其他園地、灌木林地和養(yǎng)殖坑塘面積最少。該部分非耕農(nóng)用地在生產(chǎn)、生態(tài)及經(jīng)濟(jì)三方面的條件較好，恢復(fù)工程的實(shí)施較為容易，未來恢復(fù)為耕地的適宜性較高。但是仍然存在一些制約恢復(fù)的因素，如土層厚度較薄、土壤有機(jī)質(zhì)含量較低及現(xiàn)有土地覆蓋難以清理及耕作層破壞較為嚴(yán)重等。勉強(qiáng)適宜這一等級(jí)的非耕農(nóng)用地面積占比最多，為32.30%。于各個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)均有或多或少的分布，其中在北部的海洲窩堡鄉(xiāng)、北三家子街道和北四家子街道、南部的張強(qiáng)鎮(zhèn)和東升鄉(xiāng)分布面積較多。此等級(jí)非耕農(nóng)用地中其他林地、喬木林地與果園面積占比最多，坑塘水面、其他園地與灌木林地最少。恢復(fù)耕地的過程中存在較多的制約條件，如土層厚度較薄、土壤有機(jī)質(zhì)含量較低、與周邊耕地連片度較低、耕作層恢復(fù)困難及道路通達(dá)度較低等。此外，劃分為不適宜等級(jí)的非耕農(nóng)用地面積占比最少，為0.02%，只在郝官屯鎮(zhèn)的東側(cè)有極少量分布，地類全部屬于其他林地。坡度達(dá)到25°以上，該部分非耕農(nóng)用地不符合恢復(fù)標(biāo)準(zhǔn)，未來不適宜作為耕地進(jìn)行耕種。受非耕農(nóng)用地耕種功能恢復(fù)適宜性等級(jí)及制約因素的影響，康平縣在非耕農(nóng)用地耕種功能恢復(fù)工作實(shí)施過程中需要尊重各個(gè)地區(qū)的實(shí)際條件，區(qū)別對(duì)待。適宜區(qū)域依據(jù)非耕農(nóng)用地耕種功能恢復(fù)適宜性影響因子及影響程度的不同差別化制定恢復(fù)計(jì)劃，有針對(duì)性地合理安排恢復(fù)工作的時(shí)序及工程等。不適宜區(qū)域則需通過退耕還林還草等措施，加強(qiáng)非耕農(nóng)用地的生態(tài)保護(hù)。

4 討論

非耕農(nóng)用地是耕地“進(jìn)出平衡”政策中“調(diào)入”的主要耕地來源，是保障中國耕地?cái)?shù)量動(dòng)態(tài)平衡的基礎(chǔ)。以非耕農(nóng)用地耕種功能再實(shí)現(xiàn)為出發(fā)點(diǎn)，以推進(jìn)非耕農(nóng)用地耕種功能恢復(fù)工作順利進(jìn)行為落腳點(diǎn)，本文構(gòu)建了非耕農(nóng)用地耕種功能恢復(fù)適宜性評(píng)價(jià)模型。關(guān)于非耕農(nóng)用地耕種功能恢復(fù)適宜性評(píng)價(jià)模型構(gòu)建方面的相關(guān)研究較為有限，所以無法對(duì)本文構(gòu)建模型的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行對(duì)比分析，但可以開展針對(duì)性的實(shí)證應(yīng)用。沈陽市康平縣有大量的非耕農(nóng)用地，有開展非耕農(nóng)用地耕種功能恢復(fù)工作的現(xiàn)實(shí)條件及潛力?；诒疚臉?gòu)建的非耕農(nóng)用地耕種功能恢復(fù)適宜性評(píng)價(jià)模型，利用既有遼寧省“三調(diào)”數(shù)據(jù)成果和其他可獲取的相關(guān)數(shù)據(jù)，對(duì)沈陽市康平縣開展實(shí)證研究。所用到的數(shù)據(jù)源權(quán)威準(zhǔn)確，并且實(shí)現(xiàn)了針對(duì)非耕農(nóng)用地具體地塊的快速評(píng)價(jià)，能夠?yàn)槲磥砜灯娇h非耕農(nóng)用地耕種功能恢復(fù)工作的規(guī)劃提供一定的應(yīng)用價(jià)值。

本文雖然全面系統(tǒng)地構(gòu)建了非耕農(nóng)用地耕種功能恢復(fù)適宜性評(píng)價(jià)模型，但是針對(duì)未來種植不同類型的作物，其適宜種植的條件有一定差別，對(duì)不同類型作物種植的耕種功能恢復(fù)適宜性還沒有針對(duì)性的考慮。因此后續(xù)可將本文的非耕農(nóng)用地耕種功能恢復(fù)適宜性評(píng)價(jià)模型與具體作物種植要求相結(jié)合，探索出不同作物種植情況下的非耕農(nóng)用地耕種功能恢復(fù)適宜性評(píng)價(jià)模型。

5 結(jié)論

基于新時(shí)期中國面臨的耕地非糧化問題及耕地“進(jìn)出平衡”政策的要求，本研究綜合考慮生產(chǎn)條件、生態(tài)條件以及經(jīng)濟(jì)條件3個(gè)方面的因素，構(gòu)建了包含12 項(xiàng)指標(biāo)的非耕農(nóng)用地耕種功能恢復(fù)適宜性評(píng)價(jià)模型。以沈陽市康平縣為例進(jìn)行實(shí)證研究，借助ArcGIS 軟件對(duì)沈陽市康平縣非耕農(nóng)用地耕種功能恢復(fù)適宜性進(jìn)行了具體的評(píng)價(jià)，主要結(jié)論如下：

1）研究區(qū)生產(chǎn)條件適宜性在各個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)內(nèi)高值及低值交錯(cuò)分布，生態(tài)條件適宜性及經(jīng)濟(jì)條件適宜性大部分均較好，只在極個(gè)別鄉(xiāng)鎮(zhèn)的部分地區(qū)存在低值情況。

2）研究區(qū)非耕農(nóng)用地耕種功能恢復(fù)適宜區(qū)域的分值范圍為[1.951,3.201]，不適宜區(qū)域賦值為0。最后將非耕農(nóng)用地耕種功能恢復(fù)適宜性等級(jí)分為高度適宜、中度適宜、低度適宜、勉強(qiáng)適宜與不適宜5個(gè)等級(jí)。

3）低度適宜及以上等級(jí)的非耕農(nóng)用地面積占比在67.68%，制約恢復(fù)適宜性的影響因子相對(duì)較少，恢復(fù)工程執(zhí)行起來也較為容易；勉強(qiáng)適宜的非耕農(nóng)用地面積占比為32.30%，存在較多的制約因素，恢復(fù)難度也較大；不適宜這一等級(jí)的非耕農(nóng)用地面積最少，因存在坡度大于25°的限制條件，未來不能恢復(fù)為耕地。在未來的實(shí)際恢復(fù)工作中可以根據(jù)具體等級(jí)劃分的結(jié)果有計(jì)劃、有針對(duì)性地安排恢復(fù)工作的時(shí)序、工程等。