陈静++刘秀华

摘要：以重庆市南川区为例，以地理信息系统（GIS）空间分析技术为基础，结合层次分析法（AHP）和特尔菲法（Delphi），构建宜耕未利用地开发适宜性评价模型、补充耕地潜力模型，对重庆市低山丘陵区宜耕未利用地开发适宜性与潜力分区进行分析。结果表明，研究区宜耕未利用地开发适宜性分为3个等级，即适宜、比较适宜、不适宜，面积分别为169.32、627.18、4 343.47 hm2，分别占研究区总面积的3.29%、12.20%、84.51%；研究区宜耕未利用地实际开发潜力为 796.5 hm2，预计可新增耕地面积566.06 hm2。潜力分区结果表明，研究区可划分为4个潜力区和1个无潜力区，其中，Ⅰ级潜力区实际开发潜力 362.63 hm2，可新增耕地258.23 hm2；Ⅱ级潜力区实际开发潜力 286.72 hm2，可新增耕地203.59 hm2；Ⅲ级潜力区实际开发潜力100.47 hm2，可新增耕地71.32 hm2；Ⅳ级潜力区实际开发潜力 46.68 hm2，可新增耕地32.92 hm2。

关键词：GIS；低山丘陵区；未利用地；宜耕地；适宜性评价；重庆市南川区

中图分类号：F323.211文献标志码： A文章编号：1002-1302（2016）05-0498-04

土地数量的有限性和土地需求的增长性构成土地资源持续利用的特殊矛盾。随着人口增长和社会经济的快速发展，以及工业化和城镇化的进程，对建设用地的需求量有极大的增加，这将占用大量的土地，使我国耕地数量大大减少，促使土地资源的生产能力及其景观环境与人类生活水平不断提高之间的矛盾，人口与资源环境之间的矛盾更加突出，粮食安全形势严峻[1-3]。针对我国人多地少这一特殊国情，提出耕地总量动态平衡这一项基本国策。补充耕地的途径主要通过土地整治来实现。未利用土地是指除农用地与建设用地以外的土地，包括荒草地、盐碱地、沼泽地、祼地、沙地、滩涂等。未利用土地作为土地资源中补充耕地重要的后备资源，未利用土地的合理开发是土地整理项目中的一个重要组成部分[4]。面对我国人口众多、人均耕地面积较少的现实问题，近年来许多学者从适宜性[5-6]、潜力[7-8]、分区[4，9]、生态安全[3，10]等角度对未利用地开发利用问题进行了大量研究，并取得了一定的研究成果。由于未利用土地属于待开发土地，而各地区的未利用地开发具有区域差异，因此各区域所需考虑的限制因素也有所不同。近年来，重庆市在工业化和城镇化的推动下经济迅速发展，城市扩展与建设用地的需求给耕地保护造成一定压力，其宜耕后备资源及其生态保护等问题存在区域差异性。本研究以重庆市南川区为例，利用地理信息系统（GIS）技术，以土地利用现状为基础，综合考虑南川区未利用地的自然属性、区位条件进行分析，最终确定南川区宜耕未利用地的规模及分区状况，以期为南川区及其相似区域的宜耕未利用地开发规划提供参考。

1研究区概况及数据来源

1.1研究区概况

南川区位于重庆市南部，在28°46′～29°30′N，106°54′～107°27′E。处于四川盆地与云贵高原过渡地带，以山地为主，地势呈东南向西北倾斜。以湘渝公路为界，大体构成中山、低山2大地貌；湘渝公路以南属大娄山褶皱地带，呈中山地貌；湘渝公路以北呈丘陵低山地貌。境内山脉多为东北—西南走向，最高点金佛山风吹岭海拔2 251 m，最低点骑龙鱼跳岩海拔340 m，南川城区海拔550 m左右。境内有大小河流56条，分属乌江及长江水系，多发源于金佛山，河流呈树枝状分布全境，河谷狭窄，沿途多险滩急流。总体而言，南川区交通便利，地理位置优越，气候温和适宜，水资源总量充沛，矿产和动植物资源丰富。这些优厚的自然条件为南川区未利用地开发提供了自然保障。

根据2010年南川区土地利用现状变更数据，全区土地总面积为258 957.84 hm2。土地利用现状结构中，未利用地总面积为9 068.56 hm2，占土地总面积的3.5%。其中，面积最大的为荒草地（7 223.25 hm2），占未利用地总面积的7965%；其次为河流水面（1 337.95 hm2），占未利用地总面积的14.76%；祼地（499.79 hm2），占未利用地总面积的551%；滩涂（7.57 hm2），占未利用地总面积的0.08%。各地类构成表明，除河流水面、滩涂难以开发为耕地外，裸地占比较小，因此本研究主要测算荒草地开发为耕地的潜力（图1）。

1.2数据来源

本研究数据来源于南川区土地整治规划项目（2011—2015年），南川区 2010 年1 ∶10 000土地利用变更调查数据、地形图、土壤分布图，2006—2020 年土地利用总体规划数据。

2研究方法

2.1选择限制因素

由于南川区荒草地分布较为分散且大多数位于地势较高的区域，存在开发利用困难的问题，因此调查荒草地限制性开发的因素尤为重要。本研究将坡度大于25°的未利用地区作为不适宜开发区域。土层厚度小于40 cm的坡地只能生长小灌木和草本植物，但南川区土层厚度基本都能达到 40 cm，因此不作为限制性因素。荒草地周围地类直接影响荒草地开发后的用途，根据宜林则林、宜耕则耕的原则，周围地类为林地，则荒草地主要开发为林地，而本研究主要测算荒草地开发为耕地的潜力，因此，周围地类均为林地或者3面均为建设用地的荒草地不能开发。即地形坡度、周围地类2个因子是南川区荒草地开发的限制性因素。

通过分析未利用地开发的限制性因素，剔除不符合开发条件的未利用地图斑，确定可以开发的未利用地资源范围。首先，在南川区土地利用现状数据库中选取符合条件的未利用地图斑；其次，扣除已竣工验收的土地整治项目红线范围和土地利用总体规划确定的新增建设用地和有条件建设区；最后，结合上述限制性因素，筛选出地形坡度小于25°、围土类型合理的图斑，最终确定可开发的未利用地规模。

2.2评价指标体系构建

2.2.1评价指标体系确定将上述不适宜开发的荒草地剔除之后，还需要进一步考证其开发后的耕作条件，即对荒草地开发进行适宜性分析评价。除上述开发限制因素外，还充分考虑到对宜耕未利用地开发影响较大的因子，主要是土地的自然属性，例如有效土层厚度、土壤有机质含量等；另外还需考虑开发后是否便于附近农户耕作，因此选择距最近居民点距离因子。通过对所选指标进行重要程度分析，最终选择坡度、有效土层厚度、土壤有机质含量、距最近居民点距离、土壤表层质地以及周围土地类型6个评价指标。为提高适宜性评价的科学性和可靠性，针对南川区实际情况，参考国内相关学者对宜耕未利用地适宜性评价的研究[4，7，10-11]，结合特尔菲法（Delphi）对6 个评价指标进行分级，并确定相应的等级指数，构建出南川区宜耕未利用地开发适宜性评价指标体系（表1）。

2.2.2评价因子权重确定各评价因子对整个体系的影响程度不同，对整体评价中的重要性存在差异。本研究拟采用一种定量与定性相结合的分析方法，即采用层次分析法（AHP）来确定各项指标的权重。首先，构建判断矩阵，通过咨询相关专家，对评价体系中评价因子的重要程度进行两两比较评分；其次，对矩阵进行归一化处理，求出最大特征根对应的特征向量，根据计算结果进行层次单排序和层次总排序得出权重值；最后，对所得结果进行一致性检验，因为影响因子本身的复杂性和计算过程的理想化，导致在运用层次分析法进行权值计算时可能会存在逻辑错误，即需要对判断矩阵进行一致性检验[12-13]。公式如下：

CR=CIRI。（1）

式中：CR为判断矩阵的随机一致性比率；CI为判断矩阵的一致性指标；RI为平均随机一致性指标。当CR<0.1 时，通过一致性检验，说明权数分配合理[14-16]。

2.3评价模型的构建

根据以上所述权重和参评因素分级标准，应用加权指数和模型计算评价单元的综合分值，公式如下：

Fj=∑ni=1fji×ai。（2）

式中：Fj表示第j个评价单元适宜性评价分值；fji表示第j评价单元第i个参评因素的分值；ai表示第i个参评因素的权重。

2.4宜耕未利用地新增耕地潜力的测算

根据适宜性评价得出的各乡镇不同适宜性等级的宜耕未利用地面积，以及不同等级的宜耕未利用地开发新增耕地系数，计算各乡镇宜耕未利用地可补充耕地面积的公式如下：

Mx=∑ny=1mxy×ey。（3）

式中：Mx表示第x个乡镇（街）可补充耕地面积；mxy表示第x个乡镇y等级的宜耕未利用地面积；ey表示第y等级的新增耕地系数。

3结果与分析

3.1适宜性评价结果与分析

先将未利用地图斑与全区土壤图进行叠加，得到每一个未利用地块的地形坡度、有机质含量、土壤质地等基本属性；再进行缓冲区分析，确定距离居民点的距离；而围土类型可直接从图中读出。根据评价单元分值频数分布直方图，确定适宜等级界限，评定其适宜等级，评价分值≥80为适宜；介于 50～80 之间为比较适宜；<50为不适宜。评价结果详见表2。根据适宜性评价结果，考虑开发难度及投入产出效益，将适宜和比较适宜区作为南川区可供开发为耕地的未利用地实际潜力为796.5 hm2。从数量结构上看，可供开发为耕地的未利用地实际潜力占研究区未利用地总面积的15.5%，其中比较适宜的宜耕未利用地是实际潜力的主要来源，占研究区未利用地总面积的12.2%。从空间布局来看，适宜的宜耕未利用地主要分布在三泉镇、水江镇、南城街道、庆元乡、东城街道和大有镇等地山槽、山洼地带，这些区域的荒草地灌溉条件较好、坡度较平缓、有效土层较厚，距离附近居民点较近，具有良好的农业生产条件；比较适宜的宜耕未利用地主要分布在水江镇、三泉镇、南城街道、大有镇、庆元乡、南平镇、东城街道、古花乡、头渡镇等地的半山区地带，这些区域的荒草地有效土层相对较厚，坡度较小，具有开发价值，经整治后可实现较好的农业生产条件。

3.2宜耕未利用地补充耕地结果与分析

结合已实施的土地整治项目，土地开发补充增加耕地系数情况，并考虑对耕地的需求、经济实力、生态建设和复垦技术等对系数进行修正，得到南川区适宜开发和比较适宜开发的未利用地新增耕地系数，根据公式（3）计算得出南川区各乡镇（街）通过土地开发可新增耕地的潜力（表3）。

从补充耕地规模来看，水江镇最大，为104.7 hm2，其次为三泉镇、南城街道，补充耕地规模均在60 hm2以上，而大观镇、福寿乡补充耕地规模不足1 hm2（表3）。

3.3潜力分区结果与分析

考虑到南川区各乡镇可开发未利用地面积相差较大，本研究采用绝对量指标新增耕地面积，以乡镇为单位对南川区34个乡镇（街）宜耕未利用地进行潜力分区。将未利用地开发潜力分为4级，即新增耕地面积≥60 hm2划为Ⅰ级区，介于20～<60 hm2之间的划为Ⅱ级区，介于5～<20 hm2之间的划分为Ⅲ级区，小于5 hm2则划分为Ⅳ级区（表4、图2）。

Ⅰ级潜力区宜耕未利用地总面积为1 913.03 hm2，实际开发潜力为362.63 hm2，新增耕地面积为258.23 hm2。主要分布在南川区中部地区，涉及水江镇、三泉镇和南城街道3个乡镇（街），大部分的耕地补充来源于适宜级，宜耕未利用地Ⅱ级潜力区宜耕未利用地总面积为2 002.41 hm2，实际开发潜力为286.72 hm2，新增耕地面积为203.59 hm2。主要分布在南川区中部及东南部地区，涉及庆元乡、大有镇、东城街道、南平镇、头渡镇、古花乡6个乡镇，适宜性等级大部分为适宜，宜耕地块相对连片，海拔相对较高，坡度平缓，距离居民点较近，龙溪河贯穿大部分区域，各地块附近有水库、坑塘等水系分布，有一定的灌溉条件，适宜开发为耕地。

Ⅲ级潜力区宜耕未利用地总面积为845.53 hm2，实际开发潜力为100.47 hm2，新增耕地面积为71.32 hm2。主要分布较为分散，涉及鱼泉乡、金山镇、中桥乡、合溪镇、德隆乡、兴隆镇、西城街道7个乡镇，该区域适宜性等级以适宜居多，坡度较大、宜耕地块相对连片，距离居民点较近，部分区域灌溉条件受限，经过经济、技术投入，有开发为耕地的条件。

Ⅳ级潜力区宜耕未利用地总面积为379 hm2，实际开发潜力为46.68 hm2，新增耕地面积为32.92 hm2。该区域分布较广，主要集中分布在南川区北部地区，涉及神童镇、鸣玉镇、峰岩乡、白沙镇等17个乡镇，主要由于该区域宜耕地块分布分散，面积比较零星，具有一定的灌溉条件，经过一定的投入，可以开发为耕地，达到农业生产条件。

无潜力区涉及冷水关乡1个乡镇，该区域内无荒草地地类。

4结论

本研究对重庆市南川区宜耕未利用地开发适宜性评价及潜力分区进行了研究。主要结论如下：（1）根据评价单元分值频数分布直方图，确定适宜等级界限，评定其适宜等级：适宜（评价分值≥80）；比较适宜（评价分值介于50～80）；不适宜（评价分值<50）。其中，适宜区面积为169.32 hm2，占研究区总面积的3.29%；比较适宜区面积为627.18 hm2，占研究区总面积的12.20%；不适宜区面积为4 343.47 hm2，占研究区总面积的84.51%。根据适宜性评价结果，将适宜和比较适宜作为南川区宜耕未利用地实际潜力，面积为 7965 hm2，占研究区总面积的15.49%。预计新增耕地面积566.06 hm2，占研究区未用地实际开发潜力的 71.07%。（2）潜力分区结果表明，研究区可划分为4个潜力区和 1 个无潜力区。其中，Ⅰ级潜力区涉及3 个乡镇，潜力区总面积为 1 913.03 hm2，实际开发潜力362.63 hm2，可新增耕地 258.23 hm2；Ⅱ级潜力区涉及6个乡镇，潜力区总面积为 2 002.41 hm2，实际开发潜力286.72 hm2，可新增耕地 203.59 hm2；Ⅲ级潜力区涉及7个乡镇，潜力区总面积为 845.53 hm2，实际开发潜力100.47 hm2，可新增耕地 71.32 hm2；Ⅳ级潜力区涉及17个乡镇，潜力区总面积为 379 hm2，实际开发潜力 46.68 hm2，可新增耕地 32.92 hm2。

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