基于產(chǎn)能理論的耕地整理現(xiàn)實潛力測算方法研究——以河北省肅寧縣為例

張 慧，李新旺，霍習(xí)良，張路路

（河北農(nóng)業(yè)大學(xué) 資源與環(huán)境科學(xué)學(xué)院，河北 保定071001）

土地是人類賴以生存與發(fā)展的重要資源和物質(zhì)基礎(chǔ)，耕地作為土地中的精華，是構(gòu)成糧食綜合生產(chǎn)能力的最基本要素之一，是實現(xiàn)國家糧食安全的基礎(chǔ)和保證［1］。隨著工業(yè)化與城鎮(zhèn)化的快速發(fā)展，耕地面積急劇減少，對國家糧食安全與生態(tài)環(huán)境保護(hù)產(chǎn)生了巨大威脅［2］。據(jù)統(tǒng)計，中國僅存的土地后備資源，大都分布在中國生態(tài)環(huán)境脆弱的“三北”地區(qū)［3］。如果以我們目前的科技水平開發(fā)這些后備資源，稍有不慎就會對周邊的生態(tài)環(huán)境造成不可挽回的破壞，往往得不償失。針對目前人多地少、耕地后備資源不足的嚴(yán)峻形勢，為了確保國家糧食安全，中國在城市化發(fā)展進(jìn)程中只有走內(nèi)涵挖潛的道路，開展土地整理。土地整理正逐漸成為保障耕地總量動態(tài)平衡這一戰(zhàn)略目標(biāo)的實現(xiàn)以及保障中國糧食安全的重要技術(shù)手段之一。

耕地整理是在一定區(qū)域內(nèi)，根據(jù)社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要，對整理區(qū)域內(nèi)土地的利用方式、強(qiáng)度、分布、結(jié)構(gòu)以及土地關(guān)系等進(jìn)行合理的組織和調(diào)整的過程［4］，在整理實踐中，有效、合理測算耕地整理潛力，特別是現(xiàn)實潛力，是制定土地開發(fā)整理規(guī)劃的重要依據(jù)［5－6］。近年來，學(xué)術(shù)界對土地整理的關(guān)注較多，趙玉領(lǐng)，吳克寧［7］等在耕地整理數(shù)量潛力的基礎(chǔ)上，引入了耕地整理質(zhì)量潛力，并系統(tǒng)的制定了耕地整理數(shù)量潛力和質(zhì)量潛力的評價理論及方法。倪九派等［8］將改進(jìn)AHP、熵權(quán)法與綜合評價法結(jié)合起來對重慶市土地開發(fā)整理潛力進(jìn)行了定量化評價；王倩，劉學(xué)錄等［9］運(yùn)用熵權(quán)法和綜合評價法對蘭州市耕地整理潛力進(jìn)行了評價。史娟等［10］隨采用特爾斐法構(gòu)建包含自然、經(jīng)濟(jì)、社會多方面因素的評價指標(biāo)體系。基于以上說明，耕地整理潛力測算中還存在許多問題亟待解決，如測算耕地整理潛力時，如何對耕地整理的數(shù)量和質(zhì)量潛力進(jìn)行定量化，理論潛力如何進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實潛力，現(xiàn)實潛力測算的指標(biāo)如何選取？其權(quán)重又如何合理確定，諸如此類都需要進(jìn)一步探討和研究。本研究擬結(jié)合產(chǎn)能理論成果，用產(chǎn)能增產(chǎn)潛力表示耕地整理的數(shù)量潛力和質(zhì)量潛力，使得耕地整理的數(shù)量潛力和質(zhì)量潛力有一個統(tǒng)一衡量的標(biāo)準(zhǔn)，解決了以往只進(jìn)行耕地整理的數(shù)量潛力大小或質(zhì)量潛力大小不統(tǒng)一的缺陷。在測算潛力時，以二調(diào)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，并結(jié)合產(chǎn)能成果，使得數(shù)據(jù)更精確，方法更合理。在測算出耕地整理的自然潛力同時，通過建立現(xiàn)實潛力評價的綜合指標(biāo)，并計算綜合修正系數(shù)來測算耕地整理的現(xiàn)實潛力，可以更直觀的反應(yīng)耕地整理的潛力，為《國家糧食安全中長期規(guī)劃綱要（2009－2020年）》和耕地整理服務(wù)。

1 研究區(qū)概況和方法

1.1 研究區(qū)域概況

肅寧縣位于河北省中南部，地處北緯38°16′－38°32′、東經(jīng)115°42′－116°02′之間，總面積51 621.78 hm2。境內(nèi)地勢平坦，由西南向東北傾斜，最高海拔17m，最低海拔9.5m，地面坡降1／2500左右。轄區(qū)9個鄉(xiāng)鎮(zhèn)，253個行政村，總?cè)丝?3.7萬人，其中農(nóng)業(yè)人口30.1萬人，2009年肅寧縣國內(nèi)生產(chǎn)總值為726 121萬元，地方財政收入60 117萬元，農(nóng)民人均純收入4 742元，糧食總產(chǎn)量238 255t［11］。

1.2 研究方法與數(shù)據(jù)來源

1.2.1 研究方法 耕地綜合產(chǎn)能是指在一定地域、一定時期和一定的經(jīng)濟(jì)、社會、技術(shù)條件下所形成的耕地產(chǎn)能，形式上可以用產(chǎn)能單產(chǎn)和總產(chǎn)表示，包括理論產(chǎn)能、現(xiàn)實產(chǎn)能和實際產(chǎn)能3個層次，而耕地增產(chǎn)潛力從絕對水平反映耕地生產(chǎn)能力可提升的空間［12］。

（1）耕地理論產(chǎn)能。理論產(chǎn)能體現(xiàn)農(nóng)業(yè)糧食生產(chǎn)的遠(yuǎn)景目標(biāo)，其是指在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件得到充分保證，光、熱、水、土等環(huán)境因素均處于最優(yōu)狀態(tài)，技術(shù)因素所決定的農(nóng)作物所能達(dá)到的最高產(chǎn)量。是建立農(nóng)用地標(biāo)準(zhǔn)糧理論單產(chǎn)和相應(yīng)農(nóng)用地自然質(zhì)量等指數(shù)的函數(shù)關(guān)系，將所有分等單元的農(nóng)用地自然質(zhì)量等指數(shù)代入函數(shù)方程，可以獲得農(nóng)用地理論單產(chǎn)。計算公式如（1）。

式中：y′——指定作物理論產(chǎn)能樣本地塊標(biāo)準(zhǔn)糧單產(chǎn)；Ri——指定作物理論單產(chǎn)樣本地塊新的自然質(zhì)量等指數(shù)；a，b——回歸系數(shù)值。將縣域內(nèi)所有耕地分等單元的自然等指數(shù)代入上述公式，可獲得各單元的年均理論單產(chǎn)，分等單元理論單產(chǎn)乘以分等單元耕地面積獲得耕地分等單元理論總產(chǎn)。

（2）耕地現(xiàn)實產(chǎn)能。現(xiàn)實產(chǎn)能是指在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件得到基本滿足，區(qū)域內(nèi)耕地在當(dāng)?shù)乩盟较拢诋?dāng)?shù)貙嶋H光、熱、水、土等資源條件下，農(nóng)作物在正常年景能達(dá)到的糧食產(chǎn)量水平，因此以農(nóng)用地分等的實際調(diào)查產(chǎn)量作為現(xiàn)實產(chǎn)能。以農(nóng)用地分等單元作為評價單元，在因素組合的基礎(chǔ)上，分別求取不同利用等別的平均標(biāo)準(zhǔn)糧產(chǎn)量，分別乘以所對應(yīng)的面積，得到耕地的現(xiàn)實產(chǎn)能。公式如式（2）所示。

式中：Yij——i組合類別下第j利用等別的單位標(biāo)準(zhǔn)糧產(chǎn)量；Sij——i組合類別第j利用等別的面積，G現(xiàn)實i——i因素組合類別的標(biāo)準(zhǔn)糧產(chǎn)量；G現(xiàn)實——總標(biāo)準(zhǔn)糧產(chǎn)量。

（3）耕地實際產(chǎn)能。耕地實際產(chǎn)能是指目前實際得到的產(chǎn)量。數(shù)據(jù)來源于農(nóng)業(yè)統(tǒng)計部門對作物產(chǎn)量的統(tǒng)計調(diào)查?？紤]到不同種類糧食作物的營養(yǎng)價值不同，為了與理論產(chǎn)能進(jìn)行比較，在計算時把統(tǒng)計數(shù)據(jù)中的糧食產(chǎn)量轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)糧。在糧食產(chǎn)量轉(zhuǎn)化時采用研究區(qū)內(nèi)各縣農(nóng)作物近3a產(chǎn)量的算術(shù)平均值，按照《農(nóng)用地分等規(guī)程》中的折算系數(shù)進(jìn)行計算。

本研究在產(chǎn)能核算的基礎(chǔ)上，把耕地整理的數(shù)量潛力和質(zhì)量潛力均用產(chǎn)能增產(chǎn)潛力表示，測算出耕地整理的自然潛力。并考慮社會、經(jīng)濟(jì)和基礎(chǔ)設(shè)施狀況等的綜合影響，通過層次分析法和成對比較法［13］，得出各層次指標(biāo)權(quán)重，將其與標(biāo)準(zhǔn)化指標(biāo)的乘積，作為限制性修正系數(shù)，對自然潛力進(jìn)行修正，得出耕地整理的現(xiàn)實潛力。

1.2.2 數(shù)據(jù)來源 本研究數(shù)據(jù)來源于肅寧縣國土局、統(tǒng)計局提供的2009年第二次土地調(diào)查數(shù)據(jù)、1997－2009年肅寧縣統(tǒng)計年鑒、肅寧縣農(nóng)用地定級估價報告、農(nóng)用地等級折算技術(shù)報告、肅寧縣產(chǎn)能核算成果報告、肅寧縣土地開發(fā)整理專項規(guī)劃（2000－2010年）。

2 耕地整理潛力模型和影響因子的確定

2.1 整理潛力總體估算模型

耕地整理包括數(shù)量整理和質(zhì)量整理，考慮到耕地整理受經(jīng)濟(jì)、社會和基礎(chǔ)設(shè)施的限制，采用限制性修正系數(shù)對整理后的自然潛力進(jìn)行修正。以此建立耕地整理潛力的估算模型。

式中：G自然i——i單元耕地整理增加耕地的自然潛力；G現(xiàn)實i——i單元耕地整理增加耕地的現(xiàn)實潛力；G數(shù)量i——i單元耕地整理的數(shù)量潛力；G質(zhì)量i——i單元耕地整理的質(zhì)量潛力；E修正i——i單元耕地整理的綜合限制性修正系數(shù)。

2.2 耕地整理數(shù)量潛力的確定

耕地整理的數(shù)量潛力是指對現(xiàn)實中分布在耕地地塊中能夠適合于耕地用途的未利用地和工礦廢棄地等零星地類及耕地中分布的農(nóng)村道路、溝渠和田坎通過土地整理規(guī)劃設(shè)計，降低其比例系數(shù)，所能夠增加的有效耕地面積［14］，見式（5）。

式中：ΔSi——第i個單元新增耕地面積；Si——待整理區(qū)耕地面積；A——耕地標(biāo)準(zhǔn)系數(shù)；AO——實際耕地系數(shù)。

采用實地調(diào)查法確定耕地標(biāo)準(zhǔn)系數(shù)：通過對近幾年來研究區(qū)域內(nèi)土地整理項目完成后田坎、溝渠和農(nóng)村道路面積的統(tǒng)計分析確定［15］。實際耕地整理系數(shù)是指單位耕地面積中的凈耕地面積的比例。

耕地整理中，新增耕地主要為耕地中的零星地塊和田坎、溝渠等地類，其生產(chǎn)能力與周圍耕地的生產(chǎn)能力接近，通過整理可以使這類新增地塊等別達(dá)到周圍原有耕地水平。用具有精度梯度意義的等別值來表示能更加定量對耕地質(zhì)量進(jìn)行評定，有助于生產(chǎn)實際。本文的耕地整理數(shù)量潛力產(chǎn)能用待整理地類臨近耕地等別對應(yīng)的產(chǎn)能確定。公式如式（6）。

式中：G數(shù)量——耕地數(shù)量整理潛力；Bi——自然等別為i的新增耕地對應(yīng)的產(chǎn)能單產(chǎn)；ΔSi——自然等別為i的新增耕地面積。

2.3 耕地整理質(zhì)量潛力的確定

耕地整理質(zhì)量潛力是指通過耕地整理和基本農(nóng)田建設(shè)，耕地的田塊平整度、基礎(chǔ)設(shè)施、耕作條件、科技投入水平、土壤質(zhì)量等均得到很大的提高和完善，從而增加糧食單產(chǎn)，提高耕地綜合生產(chǎn)能力［7］。依據(jù)河北省農(nóng)用地綜合產(chǎn)能核算成果，以理論增產(chǎn)潛力表示耕地整理質(zhì)量提高的潛力。

式中：G質(zhì)量——耕地質(zhì)量整理能增產(chǎn)的潛力；T理論——耕地整理后平均利用等別對應(yīng)產(chǎn)能單產(chǎn)；T實際——耕地整理前實際產(chǎn)能單產(chǎn)；S——耕地整理面積。

2.4 限制性修正系數(shù)確定

2.4.1 耕地整理可行性評價

（1）指標(biāo)體系的構(gòu)建。耕地整理的自然潛力要轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實潛力，會受到經(jīng)濟(jì)、社會和基礎(chǔ)設(shè)施等多方面的影響［16］。選取相應(yīng)指標(biāo)構(gòu)建限制性修正系數(shù)指標(biāo)體系，并運(yùn)用層次分析法和成對比較法得出各指標(biāo)權(quán)重。

表1 評價指標(biāo)及其權(quán)重

① 社會因素。評價單元內(nèi)社會因素是影響耕地整理的重要因素。選取人均耕地、農(nóng)業(yè)人口比重和整理迫切度作為社會評價指標(biāo)。人均耕地和農(nóng)業(yè)人口比重的多少能直接反應(yīng)出評價單元的耕地占有情況以及整理的勞動力資源，公共對耕地整理的支持狀況也有重要作用，因此選用人均耕地、農(nóng)業(yè)人口比重和整理迫切度來對耕地整理的社會因素進(jìn)行評價。

②經(jīng)濟(jì)因素。耕地整理涉及規(guī)整田塊、加大土地投入和完善基礎(chǔ)設(shè)施等一系列措施，需要大量的資金。耕地整理是一項有資金及勞動投入的過程，是一個典型的經(jīng)濟(jì)行為，從投資和收益兩方面來考慮，選擇財政收入、農(nóng)民人均純收入和收益來表示耕地整理的經(jīng)濟(jì)限制因素。

③ 基礎(chǔ)設(shè)施?；A(chǔ)設(shè)施的越完善，耕地整理就越容易實現(xiàn)。選取灌溉設(shè)施狀況、對外交通便利狀況和排水設(shè)施狀況作為基礎(chǔ)設(shè)施評價指標(biāo)。

（2）評價方法?？紤]到各評價指標(biāo)量綱、數(shù)量級和數(shù)量變化幅度的差異，首先對現(xiàn)狀數(shù)據(jù)進(jìn)行極差標(biāo)準(zhǔn)化處理，消除量綱差別，得到值域為0～1并且極性一致的數(shù)值。其中正相關(guān)指標(biāo)采用正效應(yīng)公式進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，負(fù)相關(guān)指標(biāo)的按照負(fù)效應(yīng)公式進(jìn)行處理：

式中：X′ij——標(biāo)準(zhǔn)化后某指標(biāo)的值；xij——處理前某指標(biāo)的值；ximax——處理前某指標(biāo)的最大值；ximin——處理前某指標(biāo)的最小值。但對末一級指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)化值不按零值考慮，而是根據(jù)經(jīng)濟(jì)情況的衰減程度由經(jīng)驗法確定。

利用標(biāo)準(zhǔn)化后的評價指標(biāo)值及其相應(yīng)權(quán)重，計算各鄉(xiāng)鎮(zhèn)耕地整理的可行性。

式中：fi——評價因素得分；Wi——評價因素層各評價因素的權(quán)重；P綜合——耕地整理可行性評價的分值；Xij——評價指標(biāo)層各指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)化值；Wij——評價指標(biāo)層各指標(biāo)的權(quán)重。

2.4.2 限制性修正系數(shù)的確定 耕地整理的可行性評價從經(jīng)濟(jì)、社會和基礎(chǔ)設(shè)施3大方面選取了9個指標(biāo)評價了整理的可行性。正向指標(biāo)得分越高，其對耕地整理的限制性越??；負(fù)項指標(biāo)得分越低，對其整理的限制性越小。各項指標(biāo)全部最優(yōu)時，對耕地整理便沒有限制。

可行性評價中的數(shù)據(jù)選用了極差標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)行處理，使得各項指標(biāo)的值域在0～1之間，權(quán)重的賦予也在0～1之間。這樣，評價的結(jié)果越接近1，耕地整理的限制性越小，其限制性修正系數(shù)便越大，總體估算模型中限制性修正系數(shù)（E修正i）的求取便可轉(zhuǎn)化為可行性評價分值的求取即

3 實證分析

3.1 耕地整理數(shù)量潛力測算

耕地整理數(shù)量潛力大小除了直接取決于新增耕地的潛力外，還要取決于新增耕地的質(zhì)量大小。根據(jù)肅寧縣第二次土地調(diào)查成果，統(tǒng)計全縣各鄉(xiāng)鎮(zhèn)耕地、零星地類和輔助生產(chǎn)設(shè)施用地情況，依據(jù)肅寧縣2000－2010年的土地整理項目的調(diào)查研究，綜合分析整理后的項目區(qū)內(nèi)的農(nóng)村道路、溝渠以及田坎所占的面積比例系數(shù)。以鄉(xiāng)鎮(zhèn)為單元確定耕地標(biāo)準(zhǔn)系數(shù)，進(jìn)而計算出新增耕地數(shù)量。

利用MapGIS軟件，將肅寧縣第二次土地調(diào)查成果圖和肅寧縣農(nóng)用地產(chǎn)能核算成果圖先校正配準(zhǔn)，再利用空間分析功能進(jìn)行圖件疊加處理，確定耕地整理目標(biāo)等別，最后通過公式（3）和公式（4）計算得到全縣耕地整理的數(shù)量潛力。進(jìn)而得出全縣可新增糧食產(chǎn)能12 835.42t。

表2 肅寧縣各鄉(xiāng)鎮(zhèn)耕地整理數(shù)量潛力

3.2 耕地整理質(zhì)量潛力

根據(jù)肅寧縣農(nóng)用地產(chǎn)能核算成果，得出各鄉(xiāng)鎮(zhèn)理論單產(chǎn)和實際單產(chǎn)，進(jìn)而計算出可實理論增產(chǎn)潛力，即耕地整理質(zhì)量的潛力。通過公式（4），全縣通過質(zhì)量整理可新增糧食產(chǎn)能159 238.88t。

表3 肅寧縣各鄉(xiāng)鎮(zhèn)耕地整理質(zhì)量潛力

3.3 自然潛力測算結(jié)果

根據(jù)耕地整理的數(shù)量和質(zhì)量潛力，運(yùn)用式（1）測算肅寧縣9個鄉(xiāng)鎮(zhèn)耕地整理的自然潛力。全縣的自然潛力為170 588.99t，按整理潛力大小，運(yùn)用自然斷點(diǎn)法（22000和20000是耕地整理自然潛力的兩個斷點(diǎn)）把耕地整理的自然潛力分為3個等級，并用Map－GIS6.7對其進(jìn)行空間表達(dá)（圖1）。

圖1 肅寧縣耕地整理自然潛力

3.4 現(xiàn)實潛力與分級

將各鄉(xiāng)鎮(zhèn)的自然潛力與其限制性修正系數(shù)相乘，得到肅寧縣9個鄉(xiāng)鎮(zhèn)耕地整理的現(xiàn)實潛力。經(jīng)測算，全縣耕地整理的現(xiàn)實潛力為64 329.25t，占自然潛力的37.71%。按照耕地整理的現(xiàn)實潛力大小運(yùn)用自然斷點(diǎn)法（10000和6000是耕地整理現(xiàn)實潛力的兩個斷點(diǎn)）將全縣9個鄉(xiāng)鎮(zhèn)劃分為3個級別，并用Map－GIS對其進(jìn)行空間表達(dá)（圖2）。

圖2 肅寧縣耕地整理現(xiàn)實潛力

可以看出在考慮經(jīng)濟(jì)、社會和基礎(chǔ)設(shè)施等限制條件下，肅寧縣耕地整理的現(xiàn)實潛力主要分布在梁家村鎮(zhèn)和萬里鎮(zhèn)。這些地區(qū)經(jīng)濟(jì)社會發(fā)達(dá)、耕地面積較大，土地供需矛盾突出，投資能力較強(qiáng)，同時具備耕地整理的需要和能力，從而整理潛力較大。這些地區(qū)應(yīng)積極實施土地綜合整治，加大耕地整理力度。

付家佐鄉(xiāng)、邵莊鄉(xiāng)、河北留善寺鄉(xiāng)和窩北鎮(zhèn)由于耕地資源有限、經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)薄弱、經(jīng)濟(jì)發(fā)展緩慢、城鎮(zhèn)化和工業(yè)化水平低，對土地需求較小，資金籌措困難，投資能力差，導(dǎo)致其整理潛力較小。這些地區(qū)應(yīng)著重拓寬整理資金的籌集渠道。

其他鄉(xiāng)鎮(zhèn)的耕地整理潛力位于中間水平。這些地區(qū)要么耕地現(xiàn)狀面積本身就較小，如肅寧鎮(zhèn)；要么經(jīng)濟(jì)不發(fā)達(dá)，投資能力較低，導(dǎo)致規(guī)劃期內(nèi)能實現(xiàn)的現(xiàn)實潛力下降，如師素鄉(xiāng)。這些地區(qū)應(yīng)因地制宜，探索合理可行的整理模式，有序推進(jìn)耕地整理。

表4 肅寧縣各鄉(xiāng)鎮(zhèn)限制性修正系數(shù)及現(xiàn)實潛力

4 結(jié)論

（1）本文以產(chǎn)能增產(chǎn)潛力來表示耕地整理潛力，使耕地整理數(shù)量潛力和質(zhì)量潛力定量化，能夠更直觀地體現(xiàn)出耕地整理潛力的大小，并以第二次土地調(diào)查數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，使得測算出的潛力更精確，有利于保障國家的糧食安全。

（2）在測算耕地整理潛力的同時，從社會、經(jīng)濟(jì)和基礎(chǔ)設(shè)施等方面構(gòu)建指標(biāo)體系，并綜合利用層次分析法和成對比較法確定權(quán)重，計算耕地整理限制性修正系數(shù)，對耕地整理的自然潛力進(jìn)行修正，得出耕地整理現(xiàn)實潛力，使得測算的潛力更科學(xué)、更現(xiàn)實。

（3）肅寧縣耕地整理結(jié)果表明：耕地整理的自然潛力為170 588.99t，主要分布于梁家村鎮(zhèn)、河北劉禪寺鄉(xiāng)和窩北鎮(zhèn)。在綜合考慮自然、經(jīng)濟(jì)和基礎(chǔ)設(shè)施狀況等因素的基礎(chǔ)上，各鄉(xiāng)鎮(zhèn)限制性修正系數(shù)介于0.142 3～0.651 5之間，中心城區(qū)所在的肅寧鎮(zhèn)最高。通過對自然潛力進(jìn)行修正，肅寧縣耕地整理的現(xiàn)實潛力為64 329.25t，占現(xiàn)狀糧食總產(chǎn)量的27%，主要集中于兩梁村鎮(zhèn)和萬里鎮(zhèn)。

［1］ 鄖文聚，王洪波，王國強(qiáng)，等.基于農(nóng)用地分等與農(nóng)業(yè)統(tǒng)計的產(chǎn)能核算研究［J］.中國土地科學(xué)，2007，21（4）：32－37.

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