刘 妮，舒英格，2＊，李林潼

（1.贵州大学 资源与环境工程学院，贵州 贵阳550025；2.贵州大学 农学院，贵州 贵阳550025）

农业是国民经济发展的基础产业[1]，在现代社会经济快速发展的大背景下，我国正处于传统农业向现代农业转型的重要时期[2]。作为现代农业发展的有效平台，现代农业园区发展兴兴向荣。现代农业园区是指依托现代农业科技的发展方式转变，实行规模化经营和培育主导产业，提高农业综合生产能力和效益的可持续发展模式[3]。目前，有关园区的研究集中体现在现状对策、建设发展与概念性规划三方面，但对园区发展的核心资源—土地的重视和研究尚不够。土地利用功能分区是土地资源合理配置的有效方式，科学合理的分区可以为土地利用的宏观调控、土地利用结构的优化提供依据，并促进区域协调发展[4]。现有的农业功能／土地利用区划方法有星座图法[5－6]、层次聚类分析法[7－12]、反规划法[13]等，并取得了丰富成果，在确定主导产业的工作中发挥了重要作用。

功能群是把一系列对象归为一个功能团体，使复杂的研究得以简单化，实质是把大数据样本以一定标准和原则进行类似或相似功能的集群，之后以这些集群为单元，研究系统组成、结构、功能、变化、调控等的简化方法，且相同集群对相似的资源环境和干扰有相似的响应[14]，在生态学和环境科学的研究中已得到较好的应用[15－22]，排序是实现这一目标的重要手段之一[23]。功能分区与功能群的理念近似，都是依据主导因子对其功能进行划分。然而目前未见排序分析法应用于现代农业园区土地利用功能分区的报道。为完善土地利用分区方法，探索基于排序分析进行土地利用功能分区的科学方法，采用该方法对贵州省剑河县南明镇的现代农业园区土地进行功能分区，以期对该方法的应用提供理论依据。

1 研究区概况及研究方法

1.1 研究区概况

南明镇位于贵州省剑河县东北部（N 26.85°～26.98°，E 108.95°～109.15°），距县城110km，东与天柱县、北与三穗县接壤，西与剑河县观么乡、南与剑河县敏洞乡比邻，国土面积约221km2。2013年该镇耕地总面积880hm2，农业总产值4 602万元，粮食总产量7 640t，牲畜存栏27 941头，禽类存栏40 000只，肉类总产量3 144t，禽蛋产量100t，水产品产量44.3t，是一个典型的农业大镇。2013年该镇总人口数为23 920人（其中农业人口22 536人，占全镇人口的94.21%），以侗族和苗族为主的少数民族人口占全镇总人口的99.8%。适宜的农业气候，浓郁的民族风情，丰富的旅游资源（大河坝、金岩洞等），给南明镇创造了发展生态休闲现代农业得天独厚的条件。

1.2 分区指标的选择与计算

现代农业园区土地利用功能分区是功能分区与特征分区的集合。因此，指标的选择要根据现代农业的特点和人类活动的特征、土地利用情况等来确定。本研究通过专家决策与咨询构建了现代农业园区土地利用功能分区指标，主要涉及土地利用结构水平、土地利用产出水平、农业社会经济、农业科技和农业生态五个方面，具体见表1。

1.3 数据来源与处理

考虑到分区指标数据获取的难易程度及便于管理，以行政村作为现代农业园区土地利用功能分区的基本单元，根据南明镇2013年政府工作报告和统计年鉴、剑河县村级基本情况调查表，进行指标数据的收集与整理，分别得到22个行政村的相关指标数据，详见表2。不同指标的数据具有不同的单位和量纲，为了消除数量级和量纲对评价结果的影响，首先需要对数据进行标准化处理，这里采取极差标准化的方法对数据进行标准化处理。极差标准化就是将各变量值减去最小值后除以全距，处理以后的变量值的范围在0～1 之间，根据以下公式计算，由Excel2010软件完成。

式中，xij为标准化后的指标，xik为原数据，代表第i村第k个指标。根据此公式，将所有指标值标准化。

1.4 园区土地利用功能分区

样本单元的相关指标统计数据是土地利用分区研究中最基本的数据类型之一。通常，每个样本单元包含多个指标的数量信息。这样的原始数据通常用多元数据来表示，一般一行代表一个样本单元，一列代表一个指标因子（表3）。通常通过样本单元与指标因子的数据结构特征与他们之间的关系的研究展开土地利用分区工作。排序（ordination）的过程就是在一个可视化的低维空间（通常是二维）重新排列这些样方，使得样方之间的距离最大程度地反映出平面散点图内样方之间的关系信息。排序是在判断排序轴梯度长度的基础上，采用冗余分析（Redundancy analysis，RDA）进行，由Canoco for Windows 4.5软件完成；分区图片的处理采用修正法和填充法，由corel draw 和GIS软件共同完成。

表1 现代农业园区土地利用功能分区指标体系Table 1 The index system of modern agriculture park land use functional zoning

2 结果与讨论

2.1 影响土地利用功能分区的主导因子

应用Canoco（4.5）软件完成RDA 排序，分别排序行政村与评价指标之间的关系，需要建立2个如下矩阵。矩阵1由剑河县南明镇现代农业园区中各行政村组成。矩阵2由园区中22个行政村的17个指标因子如土地垦殖率、园地面积比重、人口密度、森林覆盖率等组成。再根据前两轴作出相关系数表（表4）与二维排序图（图1）。在RDA 排序图中，各划分因子用箭头表示，箭头连线的长短表示行政村与划分因子相关性的大小，线越长，说明相关性越大，反之则小；箭头之间的夹角越大代表着划分因子的相关性越小，夹角越小，相关性越大。连线与排序轴的角度表明功能区划分因子与排序轴的相关性大小（Pearson相关），夹角越小，相关性越大[24]。由表4和图1可知，在RDA 分析中，典范轴解释了总变量的74.7%，其中第一轴Axis 1（可解释42.17%的变量）中相关系数前三位分别为土地垦殖率（0.973 4）、人口密度（0.951 4）和建设用地面积比（0.878 8）；第二轴（可解释25.3%的变量）中相关系数前三位分别为农林牧渔业总产值（0.844 7）、土地利用率（0.789 5）和农民人均纯收入（0.665 4）。因此将建设用地面积比、土地利用率、农林牧渔业总产值、人口密度、土地垦殖率、农民人均纯收入等6个因子作为园区土地利用功能分区的主导因子。筛选出的主导因子是园区生态、社会经济与土地利用程度不同方面的体现，能够综合全面的反映园区环境和现状特点；而第三产业总产值、路网密度、设施农业规模比重等因子影响较小，其原因可能是（镇）村第三产业和设施农业发展相对落后，通达性较差，主干道路较少，现状数据多为0，这在一定程度上影响到系统聚类的结果。同时，该结果也表明RDA 排序分析方法能够较好地反映研究区现状，用于现代农业园区土地利用功能分区具有科学性和可行性。

图1 园区土地利用功能分区因子排序Fig.1 Ordering of factors of land－use function district of park

表4 轴相关系数矩阵Table 4 The correlation coefficient matrix of axis

2.2 现代农业园区土地利用功能分区

2.2.1 功能分区 由选出的园区土地利用功能分区主导因子，结合主导因子在各个行政区的指标数据得到基于RDA 的行政村散点图。在考虑分区后各功能区的行政体系完整性、实际情况和发展程度基础上，对行政村散点图进行功能区域划分，其结果如图2所示。

由图2可见，各行政村在排序图中的分布较为合理。其中南明镇镇政府所在的永兴村，位于排序图的最上方，独立成Ⅰ区；劳动力和耕地资源较为丰富的平凡村、河口村和漂寨村形成区域Ⅱ；旅游、人文资源较为丰富的岑戈村、屯候村、小南村、凯寨村、孟优村、大洋村和坪洋村等7个行政村组成区域Ⅲ；位于图中左下部分的升洞村、杨柳村、坡王村、八十村、平珍村、大坪村、桂花村、台沙村、高兴村、中寨村和桂丹村等11个行政村构成区域Ⅳ。具体功能分区行政图见图3。

图2 基于RDA排序的现代农业园区土地利用功能分区Fig.2 The Land－use function district of modern agricultural park based on the RDA ordination

图3 贵州省剑河县南明镇现代农业园区土地利用功能分区图Fig.3 The land－use function district of modern agricultural park in Jianhe Nanming town of Guizhou

2.2.2 分区方案

根据分区结果，运用GIS 软件，用不同颜色表示南明镇现代农业园区划分的各功能区。由图3可见，整个园区被划分为4个区。结合各区的社会经济、土地利用程度与生态环境等现状条件，定为以下4个功能区：

1）综合服务区（Ⅰ区）。该区包括南明镇的永兴村，国土面积共2 057.34hm2，占全镇面积的9.14%。永兴村为南明镇政府所在地，基础设施相对齐全，交通便利。综合服务区毗邻其他三大功能区，处于核心枢纽位置，可充分发挥其基础配套服务的功能，亦方便园区的日常管理与经营。该区未来的发展定位为打造富有乡村特色的现代型服务区，主要的服务功能有游客接待（食、宿、购物、娱乐）、园区的管理办公等。该区的发展应充分结合苗族、侗族少数民族特色（2013年该镇少数民族人口占总人口的99.8%），打造民族特色农家小院、苗／侗族主题酒店、购物集市、农家风味小吃街等，开展农家农俗民俗的参与体验型园区活动项目，为游客提供周全便利的服务、提供富有民族特色的餐饮、住宿及多样化的农家活动项目，以此树立园区的特色和品牌。

2）农业生产区（Ⅱ区）。该区包括平凡、河口和漂寨3个村，国土面积共1 210.88hm2，土地垦殖率高（11.29%）、人口密度较大（237人／km2）。丰富的劳动力资源和连片耕地布局，便于该区农业的生产发展和集中式规模化生产与管理。该区功能主要为园区提供农产品服务，输送原材料和出口农产品，为园区发展提供物质保障，并能容纳农村社会劳动力就业；在进一步的规划布局时，生产区的发展应布局在远离游客活动密集的位置，形成封闭独立的功能区域，以此防止游客对农作物的破坏。

3）业区（Ⅲ区）。该区分布在农业生产区的周围，包括屯候、凯寨、孟优等共7 个村，国土面积8 936.69hm2，年农业综合产值最高，达269.29万元。该区有六洞河穿孟优、凯寨、大洋和坪洋4村而过，孟优溪和小楠溪分布其中；小南村内拥有仙人洞、空山龙坝双鼻孔洞等溶洞群，有参天古树映衬下的清朝石拱桥等旅游资源，良好的生态环境、充足的水资源，丰富的景观资源为休闲农业的发展提供了先决条件，奠定了功能方向基础。该区在发展农业（作物种植和水产养殖）的同时，应积极拓展园区观光、度假等生态休闲功能，适时发展垂钓、花卉等休闲观光型农业，充分挖掘溶洞群等旅游资源和少数民族的人文环境资源潜力，使园区发展富有特色和吸引力，彰显现代农业园区多功能性特点。

4）生态农牧区（Ⅳ区）。该区分布在南明镇的东北角和西南角，国土面积10 298.61hm2，西南边森林覆盖率为77%，东北边牧草地面积广，占全镇牧草地面积的58%。在未来的发展中应加大发展畜牧业、林下养殖业等生态产业，打造牧场参与性的农业活动项目，如放牧、骑马等，充分挖掘了林下经济，调动游客积极性，又助推当地的社会经济发展。

3 结论

将22个行政村划分为综合服务区、农业生产区、休闲农业区和生态农牧业区4类功能区，实质是把大数据样本按类似或相似功能进行集群的简化方法，能够有效预测和管理南明镇土地利用与规划。不同功能特性指示土地利用策略的不同角度与内容具有相关性和独立性。研究采用土地利用结构水平、土地利用产出水平、农业社会经济、农业科技和农业生态五个方面的因子进行土地利用功能分区，更有助于了解不同土地利用功能之间的差异性。功能分区结果与实地状况相吻合，说明具有可行性和适用性。人口密度、土地利用率、农林牧渔业总产值、土地垦殖率等因子对主导功能分区具有指示作用，以其作为现代农业园区土地利用功能分区因子可提高准确性和可预见性，利于找到主要矛盾。可见，本研究提供了剑河县南明镇土地利用功能分区特性因子选择和类型划分的基础，以功能区为单位来指导土地规划与利用为今后的理论研究和土地资源管理奠定了坚实基础，以便较好地发挥土地的生态功能和经济功能。该方法在筛选分析指标的同时，避免减少信息损失，能够对资料进行全面分析。本研究试图将功能群的概念引入到现代农业园区土地利用功能分区中，对土地利用功能分区的方法进行完善。研究结果表明，通过系统聚类的结果与现代农业园区土地利用现状相符，说明RDA 排序的方法适用于功能分区，该方法给予了农业园区土地利用规划工作有益补充。

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