“三生”功能导向的周至县土地整治分区之农业研究

第一章 绪论

1.1 研究背景及意义
1.1.1 研究背景
（1）政策背景
国土综合整治是贯彻国家发展战略的新要求，加强重点功能区综合整治以及城市化地区综合整治，提高国土开发利用的效率和质量。2017 年以来，自然资源部副部长曹卫星在各省调研中，多次强调土地整治是推进农业供给侧改革的现实需要，要从区域特色角度来认识、谋划和推动土地整治，牢固树立“土地整治+”理念，确立土地整治多功能目标定位，促进农业现代化、城乡统筹发展、生态文明建设、脱贫攻坚等“1+N”的综合效应，推动土地整治提档升级。
国土综合整治是新时期国家发展战略的重要板块，从“数量、质量、生态、人文”四位一体国土综合管理理念出发，明确国土综合整治功能定位：整治“山水林田湖”生命共同体，构筑国土生态安全屏障；优化整治国土“三生”空间，实现区域社会经济可持续发展；“田水路林村镇”国土综合整治，提升城乡统筹发展水平；合理进行跨区域资源调配工程，促进区域资源有效互动与协调。
（2）研究区背景
社会效益方面，通过土地整治改善耕地质量，直接增加粮食产量，通过加强对耕地和基本农田的保护，改善农田水利设施，改良土壤、培育地理，周至县粮食亩产从 2012年的 292 千克增加到 2017 年的 312 千克，综合生产能力较大提升。
经济效益方面，从 2012 至 2017 年增加耕地面积 1778.96 公顷，共投资 6882.31 万元。通过土地开发整理，引导农业集约经营，农业机械化、市场化程度明显提高，农业产值由 2012 年的 26.27 亿元增加到 2017 年的 50.89 亿元，农民人均纯收入也由 2012 年的4356.02 元增加到 2017 年的 8159.59 元，有力地推动现代农业发展，提高农民参与生产的能力。
生态效益方面，通过对田水路林村的综合整治，控制地区土地退化情况，强化水土保持能力，改善渭河、黑河、田峪河流流域环境，增强了抗御自然灾害的能力，生态环境走向良性循环。
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1.2 国内外研究进展
1.2.1 国内研究进展
土地整治在促进农业发展、城乡资源调配等方面发挥重要作用，新时期。土地整治的重心从传统的农用地整理、未利用地开发转向优化国土空间格局、城乡协调发展。土地整治分区是科学统筹安排整治项目的重要前提，划定土地整治分区一直是学术界关注的热点。国内外学者在土地整治分区研究方面取得了一定的研究成果：
（1）土地整治分区的研究
尺度不同学者关于土地整治分区研究尺度主要涉及国家、省、市、流域等方面，国家尺度的土地整治分区主要从政策、经济发展、粮食安全、生态安全等宏观层面对全国的整治区域进行划分，针对区域内地质地貌、气候、资源禀赋相似区，以土地利用相似特点为主导，协调区域资源调配。
刘晓丽从省域宏观国土开发战略角度出发，选择指标并构建分区指标体系，运用系统聚类方法得到土地整治分区结果，同时针对不同的整治分区提出相应的整治重点和方向，以此作为土地整治实施的空间依据[1]。安拴霞从系统论角度出发，结合晋南地形地貌、自然资源禀赋与经济社会发展特点，以流域为研究尺度，引入多尺度“工程、流域、县乡”整治思想，采用聚类分析法，开展县域土地综合整治分区划定[2]。毛祺以市域为角度，利用支持向量机分类方法，实现多方案优化选择，对土地整治生态功能分区与功能分区边界进行识别。张贝贝以压煤山丘区为研究区域，分析区域承载力，提出土地整治功能区、土地开发利用模式。
（2）土地整治分区的目标
土地整治分区目标主要聚焦在区域经济发展、区域生态景观建设、保护生物多样性、农业发展等方面。
郑秋月提出地域功能在土地整治中的引导作用，结合乡村地域特色，拟从经济生产、生活消费、生态保障三大功能角度出发，探索乡村土地整治方向和发展路径[3]。沈悦以提升城乡交错区土地整治精细化管理水平、统筹发挥“三生”空间功能为出发点，定义土地整治功能单元内涵开展土地整治功能单元划定研究[4]。刘耀林从生产生活可达性切入，将农村居民点生产生活可达性作为整治分区和整治模式的依据，采用空间可达性测度方法和指标综合评判法计算生产生活可达性，对有序整治农村居民点和改善提高农村人居环境提供指导意义[5]。王萌辉根据生态系统服务供给和需求的空间差异及平衡状况进行陕西省土地整治空间格局的划分, 形成基于生态系统服务供需匹配的土地整治分区方案[6]。
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第三章 周至县国土空间布局及特征分析...........................................12
3.1 研究区域概况........................................12
3.1.1 自然环境........................................12
3.1.2 社会经济概况.................................12
第四章 土地整治“三生”功能潜力评价...........................................21
4.1 土地整治“三生”功能潜力指标体系.............................................21
4.1.1 土地整治类型潜力分析.............................................21
4.1.2 指标体系构建...................................23
第五章 土地整治功能分区.........................................50
5.1 土地整治功能分区意义与方法........................................50
5.1.1 土地整治功能分区意义......................................50
5.1.2 划定分区方法...........................50

第五章 土地整治功能分区

5.1 土地整治功能分区意义与方法
5.1.1 土地整治功能分区意义
由于各个不同评价单元区域范围内土地利用模式、自然资源、社会经济发展、环境条件各不相同，但土地利用存在某些相似之处，因此具有类似特性的区域进行优化综合的土地整治分区，有利于促进更好的区域土地利用与社会经济协调发展。
5.1.2 划定分区方法
（1）高斯混合模型聚类方法
高斯混合模型（Gaussian Mixed Model）指的是多个高斯分布函数的线性组合，理论上 GMM 可以拟合出任意类型的分布，通常用于解决同一集合下的数据包含多个不同的分布的情况。
K-means 为通常使用的聚类算法，根据给定阈值，是计算每个样本到类别中心点的距离 ，当每个样本小于最近的集群距离时，将该样本归纳到该集群中，当每个样本大于集群距离阈值时，不进行归并操作。相比较 K-means 聚类算法，其聚类算法是计算每个样本到类别中心点的距离 ，再找出距离每个样本最近的集群，将该样本标为该类，通过更新每个类的中心点坐标，直到迭代结束，即中心点不再发生变动。高斯混合聚类模型是计算样本属于每个类别的概率，而不是像 K-means 那样将它直接归化为某一类别，因此也称为软聚类。应用高斯混合聚类模型，判断生产空间与生态空间功能布局。
（2）城镇引力辐射模型聚类
城镇、乡镇居民点是生产、生活资料集中配置交流的主要场所，随着各类生产要素向城镇集聚，中心城镇区域空间不断扩张，提供一定的工作机遇；通过城镇各类配套服务设施的完善，低效用地二次开发，老旧城区改造等措施来改善居民居住条件，提升居民幸福感。引入辐射模型，评价生活空间功能区是以都市、镇区城镇工矿建设用地整理类型为主导，起内部带动作用，生活服务功能潜力越大，所能吸引的生产要素也就越多；农村建设用地整理需要将零星分散、不宜居住的农村居民点拆除，在具有一定交通条件、农业生产作业附近、自然条件优良的区域设立建新区。
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