基于地质环境适宜性的基本农田布局优化研究

0 引 言

基本农田是耕地的精华，对基本农田实行特殊保护对提高耕地产出、维护国家粮食安全具有重要意义。科学划定基本农田、优化基本农田布局是保护基本农田的起点，也是进行高效利用和有效监管的基础，对国家战略的实现至关重要。但是，中国耕地和基本农田利用中的存在土地污染、水土流失、地质灾害等地质环境问题，耕地土壤污染点位超标率达19.4%[1]，1997－2004年间因灾害损毁耕地年均超过13万hm2[2]。这些地质环境问题显著影响了耕地和基本农田的生产力[3]。

相关研究指出，土地利用布局是自然、社会经济、生态等多因素综合作用的结果。对耕地和基本农田而言，以土壤肥力、土层深度等为核心的土壤自然属性指标[3-4]是其布局首先要考虑的因素；与此同时，区位、基础设施等经济社会属性指标[4-6]因其显著影响耕地和基本农田的产出水平，也被普遍作为影响因素；由于近年来土地生态问题的凸显，生态要素如土壤污染[7]、生物多样性[8]等也逐渐受到重视。随着耕地和基本农田布局中考虑影响因素增多，部分研究还对布局中如何权衡自然、社会经济、生态环境因素[6,9]，协调耕地保护、城镇开发和生态保护的关系[10-11]进行了探索。总之，耕地和基本农田布局的影响因素正呈现“多元化”的趋势。但是，现有研究对地质环境要素的约束作用仍然考虑不足。地质环境能够在长时间尺度上影响土地利用的规模、形态、分布等，在农用地利用中土壤污染、地下水污染、地下水位、地质灾害等[3,12]能显著影响农作物产量。虽然现有研究已经将个别地质环境指标纳入耕地和基本农田的影响因素，如将地形地貌作为自然因素[5]、将水土污染作为生态因素[7]，但仍缺乏对地质环境因素约束的系统考虑。这一问题在其他地类的布局中同样存在，虽然城乡建设用地[13-14]、工矿用地[15]、基础设施选址[16]中也会开展地质环境适宜性评价，但主要是针对地质灾害[17]等单要素的考虑。因此，有必要系统考虑地质环境对土地利用的约束作用，开展耕地和基本农田布局优化研究。

本文拟从耕地利用的地质环境约束出发，开展面向耕地的地质环境适宜性评价，通过GIS空间分析对现行基本农田布局方案进行优化，从而得到基于地质环境适宜性的区域基本农田布局优化路径。

1 研究区域及数据来源

1.1 研究区域概况

考虑到研究区域的代表性及地质环境资料完整度，本文选择徐州市城市规划区为研究区域，包括徐州市区行政管辖范围（鼓楼区、云龙区、泉山区、贾汪区、铜山区）及睢宁县双沟镇。研究区为苏鲁豫皖四省接壤处，116°54′～117°37′E，34°02′～34°32′N，地处黄泛平原，属湿润半湿润季风气候区，四季分明，光照充足。境内河流纵横交错，湖沼、水库星罗棋布，废黄河斜穿东西，京杭大运河横贯南北，东有沂、沭诸水及骆马湖，西有夏兴、大沙河及微山湖。从地质上看，研究区位于华北陆块区东南缘，地层属华北地层大区—晋冀鲁豫地层区—徐淮地层分区。本区大面积分布沉积岩，其余均被第四系和水域覆盖；区内岩浆岩不甚发育。其南北不远均有秦岭纬向构造带北分支的构造行迹展布，如南部的符离集断裂和北部的铁佛沟断裂等；东距郯庐断裂带约50 km2，西邻砀山—永城—涡阳北北东向构造带。区内矿产资源开发利用集中在金属矿产（铁矿）、非金属矿产（水泥用灰岩矿、建筑石料用灰岩矿和辉绿岩矿）及能源矿产（煤矿、地热）三大类。区内地下水开采利用历史悠久，岩溶水允许开采资源量为17 815.31×104 m3/a。

近年来，徐州市区经济社会发展迅速，工业化和城镇化快速推进。同时作为矿产资源丰富且开采历史悠久的地区，也面临着经济社会发展转型。经济社会的发展及转型对土地利用的影响十分明显。研究区土地总面积200 366.83 hm2，按照《徐州市土地利用总体规划（2006－2020）》，基本农田保护区面积为108 390.20 hm2，其中耕地82 116.83 hm2。主要分布在铜山区、贾汪区，位于中心城区核心地带鼓楼区、泉山区、云龙区，故未布局基本农田；一般农地区面积32 091.18 hm2，各区均有分布。从空间分布上看，基本农田保护区与城镇村建设用地区和独立工矿区在空间上联系紧密。显然，研究区的基本农田布局受地质环境因素的约束比较明显。

1.2 数据来源

本研究采用的数据包括地质环境数据和地质资源数据、耕地利用现状及规划数据等。

文章来源：《地质与勘探》 网址: http://www.dzyktzz.cn/qikandaodu/2020/1214/454.html