全 文 ：中国生态农业学报 2014年 3月 第 22卷 第 3期
Chinese Journal of Eco-Agriculture, Mar. 2014, 22(3): 342−348


* 河北省高等学校科学技术研究优秀青年基金项目(Y2012015)和河北省自然科学基金项目(D2010000795)资助
** 通讯作者: 门明新, 主要研究方向为土地资源规划与利用保护。E-mail: 839403574@qq.com
丁庆龙, 研究方向为土地信息与管理。E-mail: d-qinglong@163.com
收稿日期: 2013-10-11 接受日期: 2014-01-06
DOI: 10.3724/SP.J.1011.2014.30981
基于生态导向的基本农田空间配置研究*
——以河北省卢龙县为例
丁庆龙 门明新**
(河北农业大学国土资源学院 保定 071000)
摘 要 基本农田是耕地中的精华, 具有重要的战略地位。近年来, 受市场经济驱动和退耕还林的影响, 基本
农田保护空间不断被压缩。为协调地方粮食安全、经济发展和生态安全之间的关系, 该文在基本农田需求数
量预算和生态基础设施构建的基础上, 提出综合采用“反规划”理念和建设用地发展适宜思想, 构建河北省卢
龙县网络状生态基础设施作为基本农田划定的约束框架。同时, 在建设用地适宜性评价的基础上, 划分了县域
栅格单元的空间建设开发适宜程度, 并选取适宜度高的栅格单元用来作为预留建设用地。研究以卢龙县为例,
采用 GIS 空间分析技术将中、高安全格局和建设用地适宜度低的地区叠加作为基本农田配置重点区域, 将预
测目标年 36 800.27 hm2基本农田按照耕地等级由高到低依次布局到各乡镇。其中, 位于生态基础设施中安全
格局范围内, 建设用地发展适宜度不高的燕河营镇、卢龙镇、印庄乡和潘庄镇面积为 15 570.45 hm2, 占基本农
田总量的 42.31%。结果表明, 基于生态导向的基本农田空间配置能够在保护区域生态环境与为未来发展预留
建设用地的前提下, 保护基本农田。在新视角下构建基本农田数量、质量、生态及建设适宜度为一体的评价
体系, 从生态保护和空间战略上实现粮食安全、生态保护和经济发展共赢的局面。该方法科学合理、切实可
行, 能够为地区基本农田空间配置提供指导和借鉴。
关键词 生态导向 反规划 基本农田 空间配置 卢龙县
中图分类号: F301.21 文献标识码: A 文章编号: 1671-3990(2014)03-0342-07
Ecologically oriented spatial configuration of basic farmlands in
Lulong County, Hebei Province
DING Qinglong, MEN Mingxin
(College of Land and Resources, Hebei Agricultural University, Baoding 071000, China)
Abstract The basic farmlands are the essences of cultivated land, and support the functions of production, social security and
ecological protection. Driven by market economy and afforestation of farmlands in recent years, the production space of basic
farmlands has reduced continuously. Thus basic farmland protection and configuration has become a hotly debated issue at
national and international levels. However, there is little integrated and comprehensive research on correlation among food
security, economic development and ecological protection. To coordinate the relationship among food security, economic
development and ecological protection, the appropriate planning of ecosystem and establishment of safe regional landscape
pattern are necessary. Based on the ecological infrastructure construction and basic farmland demand, this paper predicted
basic farmland area and allocation in the target year of Lulong County, Hebei Province by comprehensively adopting the ideas
of “anti-planning” and ecological infrastructure. The study established a network of ecological infrastructure as the constraint
framework of the basic farmland demarcation in Lulong County. The northern, southeast and southwest parts presented
low-level of security where the natural conditions required strict protection and non-construction of farmlands. The area from
the south to north presented medium-level security serving as a transition zone of the low-level security. The high-level
security areas embedded among the low and medium security area had severe ecological conditions. Based on evaluation of the
第 3期 丁庆龙等: 基于生态导向的基本农田空间配置研究 343


suitability of land for construction, the paper adopted a “matrix” to divide the county development grid unit space suitability
into degrees. The higher degrees were used as reserved lands for future development and construction. The development
potential was high in the southwest of Lulong County and medium in the central region development, which constituted the
key areas for basic farmland management in the study area. The northern part of the county was constrained in the low
development zone. It was not fit for the delineation and layout of basic farmlands. This paper allocated the areas with both
medium-high security and low suitability for construction as the key configurations of basic farmlands in the region by using
GIS. Based on this allocation, 36 800.27 hm2 basic farmlands were allocated into different towns of the county. Among the
zones, the farmland with both medium-high security and low suitability for construction were in Yanheying, Lulong,
Yinzhuangxiang and Panzhuang townships with total land area of 15 570.45 hm2, which was 42.31% of total basic farmlands in
the study area. The results showed that the spatial configuration of basic farmlands from ecological orientation was sufficiently
protective for ecological environment and reserved the construction lands for future development. The method and new
perspective were good for evaluation of ecosystems in terms of quantity, quality, ecology and construction suitability.
Keywords Ecological oriented; Anti-planning; Basic farmland; Space configuration; Lulong County
(Received Oct. 11, 2013; accepted Jan. 6, 2014)
基本农田具有重要的生产、社会保障和生态保
护功能, 战略地位重要。近年来, 由于经济发展的需
要和受市场经济驱动影响, 大量耕地特别是基本农
田被侵占, 基本农田保护空间不断萎缩。随着工业
化和城市化进程不断加速 , 基本农田保护不容乐
观。如何协调经济发展、粮食安全和生态安全成为
刻不容缓的问题。
基本农田保护建设与配置一直是国内外地理学
界关注的热点问题之一, 国内外学者主要从耕地质
量、数量保护及粮食生产能力等不同角度对基本农
田保护进行研究, 并取得了一定成果。国外研究中
的重要农地(important farmland)等同于国内研究中
的基本农田。当前, 美国农用地保护成为城市规划
的指导思想之一, 农地保护政策目标不仅是保障农
地的粮食生产能力, 而是趋向于多元化目标[1−2]。李
庚等[3]从基本农田应具有较好的土地质量、交通条
件、连片性及水利基础设施等特点出发, 建立划定
基本农田的指标体系, 减少了耕地入选基本农田时
人为主管因素的干扰。张凤荣[4]提出在基本农田保
护区划定中, 将集中连片的耕地以及能起到隔离城
市组团、改善生态环境作用的农用地划入永久基本
农田保护区。部分学者借助于 ArcGIS软件的空间分
析方法, 对基本农田保护从数量、质量以及布局等
方面进行了研究[5−7]。张晓燕等[6,8]提出了基于“反规
划”理念的基本农田保护空间布局的思路, 即在划定
基本农田之前 , 前瞻性地进行生态系统规划设计 ,
建立区域生态景观安全格局。
基本农田空间配置研究是一个复杂过程, 一方
面需要考虑生态环境保护用地不得占用; 另一方面,
建设用地对土地需求缺口较大, 如果没有充分考虑
为建设发展预留一定耕地, 一旦遇到经济发展需求,
位置较优的基本农田就存在被潜在占用的风险, 从
而导致基本农田划定与地方经济发展目标相冲突 ,
违背了初衷。科学合理地进行基本农田空间配置是
解决这一悖论的重要途径。而针对粮食安全、经济
发展和生态安全问题综合考虑的相关研究较少。近
年来, “反规划”理念的运用与基本农田划定的联系
越来越紧密, 本文基于生态导向, 尝试在生态基础
设施的建立和建设用地适宜性评价基础上, 以河北
省卢龙县为研究对象, 将预测的目标年基本农田用
地总规模按照行政区进行数量分配和空间配置。
1 研究区概况及数据来源
卢龙县位于东经 118°45′54″~119°08′06″, 北纬
39°43′00″~40°08′42″, 地处河北省东部的秦皇岛市。
该县属于冀东山地丘陵区典型县域, 其北部为低山
区 , 中部为丘陵区 , 南部为山麓平原区 , 丘陵区面
积最大, 占全县总面积的 71.63%, 低山区、山麓平
原区分别占 10.43%和 17.94%。林业资源丰富, 有较
多自然保护区 , 还拥有着远近驰名的桃林口水库 ,
在秦皇岛市乃至整个河北省 , 有着重要的生态地
位。卢龙县是粮食输出县, 近年来, 随着河北省经济
重心向沿海、京津地区的产业转移, 以唐、秦、承
为中心的“冀东经济区”将成为环渤海地区新的经济
增长极, 建设用地扩张和耕地减少的矛盾凸显, 基
本农田保护压力越来越大。以卢龙县为研究对象 ,
具有典型代表意义, 通过研究以期为山区县域基本
农田空间合理配置提供建设性方案。
本研究基础数据为卢龙县 2009年第 2次土地调
查的土地利用现状图和数字高程模型(Digital Eleva-
tion Model, 简称 DEM)、《卢龙县生态建设规划报
告》、《卢龙县土壤志》、《卢龙县土地志》、《卢龙县
土地利用总体规划》、《卢龙县基本农田保护规划》、
《卢龙县土地利用总体规划与城市规划协调报告》、
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《卢龙县土地供需预测》 , 卢龙县农用地分等成
果, 卢龙县生态环境保护规划资料, 数据来源详实
可靠。
2 研究思路与方法
2.1 基本农田需求数量预测
基本农田需求量预测, 以耕地的生产功能为基
础, 根据研究区人口数及人均粮食需求量, 确定粮
食总需求量, 然后根据粮食作物单产水平和农作物
复种指数、粮作比的预测结果, 得到研究区目标年
基本农田需求量。其测算公式如下[6]:
DTG SUPDAC
IMC OPG GPAP
×= × × (1)
式中: DAC为耕地面积需求量; DTG为粮食需求量,
DTG=PEO×PER(PEO 为人口总量, PER 为人均粮食
需求量); SUP为粮食自给率; IMC为复种指数; OPG
为粮食作物播种面积占农作物总播种面积的比例 ;
GPAP为粮食播种面积单产。
2.2 建立生态基础设施评价指标体系
“反规划”理念的核心在于: 要在城市的规划和
设计中, 前瞻性地进行生态系统的规划建设, 建立
区域生态景观安全格局, 以此为城市建设用地布局
的框架, 以保证人与自然的和谐发展 [8]。本文借助
“反规划”理念, 在划定基本农田之前, 建立县域生
态安全格局和生态基础设施。
本文运用景观安全格局研究方法 [9−10], 对研究
区水土保持、生物保护、乡土文化景观保护和大众
游憩等生态过程进行分析, 建立各自生态过程的安
全格局。生态基础设施(ecological infrastructure, 简
称 EI)区是由各单一生态过程的安全格局空间叠加生
成的。
2.3 建立建设用地适宜性评价体系及分区
开发适宜性指标体系的建立是进行适宜性分
区的关键步骤。本文采用“生态−经济评价法”评价
建设用地适宜性 , 依据文献[9,11−15], 将资源易损
性、资源环境条件、区域开发效益和综合区位条件
4 个方面共 12 个指标分为自然环境约束类和社会
经济潜力类, 在人口、经济、资源、环境各方面协
调发展思想的主导下, 构建评价指标体系, 分别评
价约束和潜力重要性指数(表 1)。栅格数据模型的
每个象元值都可以表达空间现象的属性, 且其规则
网格表达空间能够打破行政界线, 符合适宜性分区
要求。
表 1 卢龙县空间开发适宜性评价的因素及权重
Table 1 Indexes and weight for assessing spatial development suitability in Lulong County
系统层
System layer
准则层
Criteria layer
权重
Weight
指标层
Index layer
权重
Weight
地质灾害 Geologic hazard (x1) 0.29
水网密度 Water net density (x2) 0.11
资源易损性
Resources
vulnerability
0.50
耕地综合生产力优势指数
Index of comprehensive productivity of cultivated land (x3)
0.10
耕地连片程度 Contiguous extent of cultivated land (x4) 0.10
水资源涵养 Water resource conservation (x5) 0.31
开发约束类
Development
constrains
type
资源环境条件
Resource
environmental
condition
0.50
土地资源保障度 Protection degree of land resources (x6) 0.09
人均 GDP GDP per capita (x7) 0.12
财政收入增产率 Increase production rate of state revenue (x8) 0.07
区域开发效益
Regional development
benefit
0.42
建设用地非农产出率 No-agricultural output of construction land (x9) 0.23
交通便捷度 Degree of transportation convenience (x10) 0.22
中心城区交通可达性 Traffic accessibility of downtown (x11) 0.14
发展潜力类
Development
potential type
综合区位条件
Comprehensive
regional condition
0.58
综合交通条件 Comprehensive traffic conditions (x12) 0.22

本文划分 30 m×30 m的栅格单元, 用栅格数据
模型处理数据, 分别计算研究区空间开发适宜性的
开发约束和发展潜力适宜度值。在 ArcGIS9.3中, 对
其进行互斥性矩阵分类, 确定优先开发、重点开发、
限制开发和禁止开发等适宜性类型。
采用互斥矩阵法对空间开发适宜性分区进行划
分(表 2)。该方法是主体功能区划分常用的“打分法”
和“二分法”的结合, 即先把每个空间单元按照其“生
态环境约束类”和“经济社会潜力类”分别打分, 然后
表 2 空间开发适宜性分区“矩阵法”
Table 2 “Murex matrix” method of spatial development
suitability regionalization
生态环境约束类
Ecological environmental constraints type
a11 a12 a13 … a1j
a21 a22 a23 … a2j
a31 a32 a33 … a3j
# # # # #
经济社会潜力类
Economical social
potential type
ai1 ai2 ai3 … aij
aij 为空间单元计算后分值。aij is the score of a spatial unit by
calculation.
第 3期 丁庆龙等: 基于生态导向的基本农田空间配置研究 345


根据得分的大小建立距阵, 每个空间单元都可以在
距阵中找到相对合适的位置。对角线附近的样本需
要结合定性法二次处理较合适, 远离对角线的样本
则以其得分为主要划分依据, 必要的话可以定性法
二次处理。通过此方法, 将空间开发适应性分区和
行政区域相匹配。
2.4 基于农用地分等成果的耕地综合质量测算
本文以体现不同土地自然质量分异性的农用地
分等成果和产能理论为基础, 构建等指数与标准粮
之间的函数关系, 计算卢龙县县域耕地的综合生产
能力, 科学合理评价各单元耕地质量的高低, 为基
本农田保护空间布局服务。
为科学评价耕地的综合生产能力, 本文根据研
究需要在前人研究的基础上引入耕地综合生产力优
势指数[16−17]的概念, 该指数越大则意味着该评价单
元综合生产能力越强, 耕地综合质量越大, 反之越弱。
各评价单元的耕地综合生产力除以全县同期的平
均水平, 即可求得耕地综合生产力优势指数。其公式为:
2 1 2i i iQ Q Q= × (2)
式中: Qi为 i 单元耕地综合生产力优势指数; Q1i为 i
单元现实生产力优势指数, Q1i=ci/cq, ci为 i 单元耕地
现实单产, cq为全县平均现实单产; Q2i为 i 单元理论
生产力优势指数, Q2i=ti/tq, ti为 i单元耕地理论单产, tq
为全区平均理论单产。Qi值大于 1, 说明该单元耕地
综合生产力高于全县平均水平, Qi值越大, 单位面积
的综合生产力越高, 耕地综合质量越好; Qi值小于 1,
说明该单元耕地综合生产能力低于全县平均水平。
3 结果评价
3.1 综合生态基础设施规划
区域生态基础设施的建立是通过对各个单一的
生态过程(自然过程、生物过程和人文过程)的安全格
局进行综合叠加确定的。根据卢龙县实际情况, 将
水土保持、生物保护、乡土文化景观保护和大众游
憩系统相结合共同构成区域生态基础设施(EI)。EI
在为区域持续发展提供生态服务功能的同时, 也为
基本农田空间配置划定了生态框架。
卢龙县生态安全格局总体上呈现为 : 县域北
部、东南及西南部呈现低安全水平, 应严格保护其
自然属性; 由南向北呈带状的中安全格局, 是低安
全格局的过渡地带, 应以恢复生态过程为主; 高安
全格局作为斑块镶嵌在中低安全格局中, 应严格限
制建设有污染的企业(图 1)。EI是由具有重要生态意
义的斑块和廊道构成的网络状空间结构。其总体特
点为: 以县域北部、东南及西南部水源保护林和水
土保持林为重要生态源地, 以其他林地、农田作为

图 1 卢龙县综合生态安全格局(生态基础设施)
Fig. 1 Comprehensive ecological security pattern of Lulong
County (ecological infrastructure, EI)
重要生态斑块, 通过水系、道路等线性元素建立生
态廊道、文化遗产廊道和游憩廊道, 构成区域网络
状生态基础设施, 在此基础上对卢龙县基本农田进
行空间布局, 以实现土地资源最优化利用。
3.2 建设适宜性划定及开发适宜性分区
3.2.1 开发约束与发展潜力分布
由图 2 可以分别看出卢龙县开发约束和发展潜
力指数分布情况。图 2a表示开发约束指数较高的区
域主要分布在县域东北部及中部丘陵区, 地势起伏
较大 , 土地资源保障度较低 , 植被覆盖率高 , 承担
着县域生态保护及水源涵养作用, 并属于地质灾害
重点防治区域, 不适于建设扩展。县域南部属于平
原区 , 耕地连片性较好 , 土地资源保障度较高 , 约
束指数较低。图 2b表示发展潜力指数分布较低的区
域主要分布在县域北部和西南部, 原因主要是该区
域交通通达性较差, 财政收入增产率较低。发展潜
力指数较高的区域主要分布在县域西南部, 区域交
通便捷, 建设用地非农产出率高, 具备现有城镇发
展体系, 但区域内部因现有发展程度不同, 在确定
综合指数时应进行区别对待。
3.2.2 开发适宜性空间分布
采用“互斥矩阵法”对空间开发适宜性进行分区,
根据开发约束分值和发展潜力分值建立矩阵, 对每
个栅格单元在矩阵中找到相对合适的位置。
346 中国生态农业学报 2014 第 22卷



图 2 卢龙县开发约束(a)和发展潜力(b)水平空间分布
Fig. 2 Spatial distribution of development constraint (a) and potential (b) in Lulong County
由图 3 可以看出县域西南部开发潜力较大, 生
态约束较弱 , 交通通达度高 , 经济发展水平高 , 建
设用地投入产出率明显高于其他区域。但根据潜力
大小及现有城镇发展体系覆盖程度, 将该区域分别
划分为优化开发区和重点开发区, 在划定基本农田
时, 优化开发区和重点开发区投入产出率较高的建
设用地需要被划出空间布局区。
县域中部地区开发约束中等, 现有开发强度较
低, 发展潜力适中, 应坚持保护优先、适度开发、点

图 3 卢龙县空间开发适宜性格局分布图
Fig. 3 Distribution map of spatial development sustainability
regionalization in Lulong County
状发展的原则, 严格控制开发强度, 逐步减少城镇
用地和农村居民点用地空间 , 限制增加建设用地 ,
引导更多经济活动主体在低生态成本、高经济需求
的地区发展, 将该区域划为限制开发区。限制开发
区是基本农田空间布置的重点区域。
县域北部开发约束高, 发展潜力较低, 是重要的
生态保护用地, 也不适宜大量划定和布置基本农田。
3.3 基本农田数量与空间位置的确定
3.3.1 基本农田保护数量的确定
根据公式(1)计算得到卢龙县基本农田保护数量
预测值为 33 608.39 hm2。基本农田数量的确定, 既
要考虑能满足地区一定数量人口对粮食的需求, 又
要便于县级土地管理部门对基本农田进行管理。依
据研究需要, 当基本农田预测面积大于下达指标时,
实际基本农田保护数量就等于预测面积; 反之, 则
取上级下达指标作为基本农田保护数量。
新一轮土地利用总体规划中, 秦皇岛市下达给
卢龙县基本农田指标为 36 800 hm2, 大于基本农田
预测值 33 608.39 hm2, 依据两者之间取大的原则,
确定最终基本农田数量为 36 800 hm2。
3.3.2 耕地综合生产能力评价结果及分析
以耕地的理论单产、现实单产为基础, 利用公
式(2)求算耕地综合生产力优势度指数, 以评价卢龙
县耕地的综合生产能力状况以及耕地综合质量。为
了实现保护高质量耕地的目标, 本文中数据处理采
用 ArcGIS 9.3自然分级(natural break)的功能, 选取
分值 0.750、0.874、1.050 和 1.220 作为断点, 将耕
第 3期 丁庆龙等: 基于生态导向的基本农田空间配置研究 347


地的综合生产能力优势度指数分为 5 级。其中一级
的综合生产能力优势度指数最高, 即质量最好的耕
地; 二级次之; 五级为质量相对较差的耕地。进行基
本农田空间规划时, 在考虑 EI区空间分布状况的基
础上, 根据耕地质量高低, 从高到低进行保护。耕地
综合质量等级的空间分布状况见图 4。

图 4 卢龙县耕地综合质量分级直方图与等级分布图
Fig. 4 Grading histogram of quality and distribution diagram of cultivated land in Lulong County
表 3 卢龙县基本农田在各乡镇分布情况
Table 3 Different grades of basic farmland distribution in each township of Lulong County hm2
乡镇 Town 1级 First grade 2级 Second grade 3级 Third grade 4级 Fourth grade 合计 Sum
陈官屯乡 Chenguantun 1 108.84 584.05 900.27 606.87 3 200.02
蛤泊乡 Habo 1 621.44 491.88 113.15 0.00 2 226.47
刘家营乡 Liujiaying 740.68 176.91 606.64 388.43 1 912.66
刘田各庄 Liutiangezhuang 163.91 1 296.87 1 157.70 531.39 3 149.87
卢龙镇 Lulong 494.62 822.47 1 449.92 975.39 3 742.40
木井镇 Mujing 460.87 1 398.24 1 065.70 123.60 3 048.42
潘庄镇 Panzhuang 608.30 472.00 836.36 1 284.06 3 200.73
石门镇 Shimen 263.89 301.92 1 683.09 130.70 2 379.60
双望镇 Shuangwang 132.69 1 037.69 1 372.64 576.29 3 119.32
下寨乡 Xiazhai 38.63 1 237.17 493.62 424.02 2 193.45
燕河营镇 Yanheying 603.33 1 571.38 1 238.62 1 273.14 4 686.46
印庄乡 Yinzhuang 528.85 450.06 2 531.49 430.46 3 940.86
合计 Sum 6 766.05 9 840.66 13 449.20 6 744.35 36 800.27

从表 3 中的基本农田分布看, 燕河营镇基本农
田最多, 面积为 4 686.46 hm2, 占基本农田总量的
12.73%; 其次是印庄乡、卢龙镇、潘庄镇、陈官屯
乡等, 面积大于 3 000 hm2, 主要是由于这部分耕地
综合质量较优, 而且这些乡镇多处于 EI中高安全水
平范围内, 将其划入基本农田保护区一方面可以充
分发挥耕地的生态功能和景观美学功能, 保持土地
景观的连续性和完整性, 另一方面可以保证足够数
量的高质量耕地, 以保障地区粮食安全。基本农田
分布较少的乡镇是刘家营乡和下寨乡, 这两个乡镇
耕地面积较小, 且耕地综合质量也较差, 建设用地
适宜度指数较高的土地较多。因此, 该地区土地更
适宜作为预留建设用地, 划定基本农田较少考虑。
综上所述, 今后在划定基本农田区时, 应避开 EI 低
安全水平区和建设用地高度适宜区, 以保护区域生
态环境, 并为未来发展预留建设用地。
4 结论
在“反规划”理念的指导下, 建立卢龙县水土保
持、生物、人文、游憩等生态过程的安全格局, 在
此基础上建立区域生态基础设施。县域北部的刘家
营乡、燕河营镇、陈官屯乡为水源涵养地、自然保
护区, 是重要的生态斑块, 通过水系、道路等线性元
素建立生态廊道、文化遗产廊道和游憩廊道, 构成
348 中国生态农业学报 2014 第 22卷


区域网络状生态基础设施。
将开发约束−发展潜力评价纳入到建设用地空
间适宜性评价分区方法中, 并运用矩阵互斥法, 借
助 ARCGIS 空间分析, 评价和划分了栅格单元的空
间开发适宜程度。县域西南部开发潜力较大, 经济
发展水平高, 建设用地投入产出比明显高于其他区
域。县域中部地区开发约束中等, 发展潜力适中, 新
增建设用地应加以限制。
本文提出了基于生态导向的基本农田保护空间
配置思路, 在新视角下构建基本农田数量、质量、
生态的构成要素及建设适宜度为一体的评价体系 ,
从生态保护和空间战略上实现粮食安全、生态保护
和经济发展共赢局面。最终确定, 基本农田数量为
36 800.27 hm2, 主要分布在燕河营镇、卢龙镇、印庄、
潘庄等乡镇。
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