土地整治區(qū)耕地質(zhì)量重估方法研究

童陸億，胡守庚，3，楊剩富

土地整治區(qū)耕地質(zhì)量重估方法研究

童陸億1，2，胡守庚1，2，3，楊剩富1,2

（1. 中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）公共管理學(xué)院，湖北 武漢 430074；2. 國土資源部法律評價(jià)工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖北 武漢 430074；3. 中國科學(xué)院地理科學(xué)與資源研究所，北京 100101）

研究目的：為實(shí)現(xiàn)國家耕地總量動(dòng)態(tài)平衡和識別土地整治成效，探索土地整治區(qū)耕地質(zhì)量重估方法體系。研究方法：以田塊為單元，從耕地自然質(zhì)量、利用便捷度和穩(wěn)定性三個(gè)方面選取21個(gè)指標(biāo)構(gòu)建土地整治區(qū)耕地質(zhì)量重估體系，并以湖北省團(tuán)風(fēng)縣基本農(nóng)田土地整理項(xiàng)目為例，對原有耕地和新增耕地綜合質(zhì)量進(jìn)行重估，同時(shí)提出基于重估結(jié)果的耕地質(zhì)量等別快速更新方法。研究結(jié)果：（1）重估結(jié)果與研究區(qū)實(shí)際調(diào)查結(jié)果相符，能夠較好反映整治區(qū)耕地綜合質(zhì)量及其變化；（2）經(jīng)土地整治后研究區(qū)19.6%的原有耕地質(zhì)量等別有所提升，25.66%的原有耕地受整治活動(dòng)對地表的擾動(dòng)及工程措施局限性等因素影響，出現(xiàn)等別下降的情況，新增耕地質(zhì)量等別整體偏低；（3）小規(guī)模、過度依賴于勞動(dòng)力投入的耕地經(jīng)營模式已成為制約區(qū)域耕地綜合質(zhì)量提升的關(guān)鍵因素。研究結(jié)論：研究可為類似區(qū)域土地質(zhì)量重估提供參考借鑒，為占補(bǔ)平衡、土地整治管理等工作提供有效依據(jù)。

土地整治；土地重估；綜合評價(jià)；耕地質(zhì)量；等別更新；占補(bǔ)平衡

1 引言

土地整治區(qū)耕地質(zhì)量重估是為了及時(shí)查清土地整治后耕地質(zhì)量狀況、監(jiān)測土地整治成效、推進(jìn)占補(bǔ)平衡管理而開展的新一輪區(qū)域耕地質(zhì)量綜合評估工作?，F(xiàn)有土地整治評估側(cè)重土地整治潛力[1]、規(guī)劃環(huán)境影響[2]及宏觀效益[3-5]等評價(jià)，缺乏對土地整治區(qū)耕地質(zhì)量重估方法體系的針對性研究。近年來，學(xué)者們試圖利用農(nóng)用地分等方法[6-8]對耕地質(zhì)量進(jìn)行評估，并在農(nóng)用地質(zhì)量評價(jià)指標(biāo)體系[9-10]及土地利用與經(jīng)濟(jì)系數(shù)求算[11]等方面取得了一系列成果。但是，“全域覆蓋”式的農(nóng)用地分等周期較長，成本較高，且難以及時(shí)識別土地整治前后耕地質(zhì)量的變化，而目前基于農(nóng)戶行為等方法的耕地質(zhì)量評價(jià)又難以形成區(qū)域可比的耕地質(zhì)量等別成果。土地管理部門通常難以掌握土地整治后耕地尤其是新增耕地的等別狀況[12-13]，導(dǎo)致日益嚴(yán)重的“占優(yōu)補(bǔ)劣”現(xiàn)象所帶來的區(qū)域耕地質(zhì)量整體下降等問題被長期擱置，威脅中國糧食安全。此外，快速發(fā)展的農(nóng)業(yè)技術(shù)及日益加劇的土地利用干擾活動(dòng)使得自然條件對耕地質(zhì)量的影響程度逐漸減弱，土地整治更是直接導(dǎo)致了田塊形態(tài)、農(nóng)田水利設(shè)施、耕地權(quán)屬、田塊規(guī)模等因素對耕地綜合質(zhì)量的主導(dǎo)性作用不斷增強(qiáng)，而農(nóng)業(yè)勞動(dòng)力質(zhì)量、務(wù)農(nóng)方式、化肥使用量及城鎮(zhèn)化進(jìn)程等因素對區(qū)域耕地質(zhì)量穩(wěn)定性及可持續(xù)利用的影響同樣不可低估[14-15]。鑒于此，本文采用多指標(biāo)綜合評價(jià)法，以湖北省團(tuán)風(fēng)縣總路咀等4個(gè)鎮(zhèn)（鄉(xiāng)）基本農(nóng)田土地整理項(xiàng)目為例，利用從自然質(zhì)量、利用便捷度及穩(wěn)定性三個(gè)方面構(gòu)建的指標(biāo)體系對土地整治區(qū)耕地質(zhì)量進(jìn)行重估，以期為整治區(qū)土地重估及占補(bǔ)平衡與土地整治管理工作提供有效依據(jù)。

2 土地整治區(qū)耕地質(zhì)量重估方法

土地整治區(qū)耕地質(zhì)量重估不僅要對現(xiàn)有農(nóng)用地分等成果進(jìn)行更新完善，為占補(bǔ)平衡“按等折算”等工作奠定基礎(chǔ)，還要客觀反映土地整治區(qū)耕地綜合質(zhì)量并全面地衡量土地整治綜合成效，為創(chuàng)新土地整治模式提供依據(jù)。因此，本文從耕地自然質(zhì)量、利用便捷度和穩(wěn)定性三個(gè)方面構(gòu)建耕地綜合質(zhì)量重估指標(biāo)體系，探索耕地質(zhì)量重估方法，并以重估成果為基礎(chǔ)構(gòu)建耕地質(zhì)量等別更新體系。

2.1 重估指標(biāo)選取

為了揭示土地整治、耕地經(jīng)營方式與城鎮(zhèn)化等社會經(jīng)濟(jì)因素對耕地質(zhì)量的作用機(jī)理，并滿足區(qū)域土地管理對耕地質(zhì)量更新的需求，形成可比的耕地質(zhì)量等別更新成果，本文擬從耕地自然質(zhì)量、利用便捷程度及穩(wěn)定性三個(gè)方面構(gòu)建重估指標(biāo)體系，并利用改進(jìn)模型層次分析法[16]確定權(quán)重（表1）。

表1 耕地綜合質(zhì)量重估指標(biāo)體系Tab.1 Index system for cropland comprehensive quality reevaluation

2.2 重估單元獲取

田塊是開展土地整治活動(dòng)的基本單元，也是多尺度識別土地整治成效、揭示土地整治及耕地經(jīng)營模式對耕地質(zhì)量影響途徑的最小單位。因此，本文以田塊作為耕地質(zhì)量重估單元。

2.3 重估模型選取

為了保證精度要求、提高耕地質(zhì)量重估效率，各重估單元綜合質(zhì)量分（F）可用加權(quán)平均模型計(jì)算，土地整治區(qū)耕地質(zhì)量重估指標(biāo)說明及打分規(guī)則如表2①自然質(zhì)量指標(biāo)描述、指標(biāo)值范圍及得分參見《農(nóng)用地質(zhì)量分等規(guī)程》及研究區(qū)所在縣（市）最新農(nóng)用地分等成果；部分指標(biāo)（如農(nóng)民純收入等）由于基礎(chǔ)數(shù)據(jù)無法量化到田塊，統(tǒng)一以村為單位進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析并賦值到田塊；表中各指標(biāo)值范圍及對應(yīng)的得分標(biāo)準(zhǔn)采用特爾菲法確定。所示。

2.4 耕地質(zhì)量等別更新

直接根據(jù)農(nóng)用地分等技術(shù)流程開展耕地質(zhì)量等別更新，所需數(shù)據(jù)量大，程序繁瑣，成本高。分析發(fā)現(xiàn)，基于綜合指標(biāo)評價(jià)法的農(nóng)用地分等是在既有“打分規(guī)則”下利用因子分值計(jì)算綜合指數(shù)并據(jù)此等別劃分的過程?，F(xiàn)有打分規(guī)則下，指定作物與基準(zhǔn)作物某因素得分存在如下關(guān)系：

式1中，F(xiàn)i、Fij分別為基準(zhǔn)作物及指定作物j因子i的得分；Δfij是由不同作物打分規(guī)則所導(dǎo)的作物因子得分差。根據(jù)農(nóng)用地分等理論，基準(zhǔn)作物自然質(zhì)量分（NV）與指定作物j的自然質(zhì)量分（NVj）存在如下關(guān)系：

式2—式3中，NV、NVj分別為基準(zhǔn)作物、指定作物j的自然質(zhì)量分；wi為自然質(zhì)量評價(jià)因子i的權(quán)重；n為耕地自然質(zhì)量影響因子數(shù)。故而：

式4中，k為回歸系數(shù)，C為常數(shù)。分析發(fā)現(xiàn)，研究區(qū)基準(zhǔn)作物（水稻）與指定作物（油菜）自然質(zhì)量分存在較強(qiáng)的相關(guān)性，相關(guān)系數(shù)R2高達(dá)0.92（圖1），利用基準(zhǔn)作物自然質(zhì)量分快速估算指定作物自然質(zhì)量分的方法可行。另外，自然質(zhì)量因子如剖面構(gòu)型、土壤污染狀況、地下水埋深等僅受區(qū)域氣候及重大水利工程影響方才有明顯變化，在一般性的土地整治項(xiàng)目耕地質(zhì)量等別變更中可不進(jìn)行數(shù)據(jù)更新。但如表層質(zhì)地、pH值、有機(jī)質(zhì)含量、障礙層深度、排水條件以及灌溉保障率等因子會因土地整治而發(fā)生明顯變化[17]，需逐一更新。對于特殊的土地整治項(xiàng)目，可根據(jù)具體整治活動(dòng)確定需更新的因子。

式5—式6中，NV和NV*為整治前、后基準(zhǔn)作物自然質(zhì)量分，wk為基準(zhǔn)作物第k個(gè)自然質(zhì)量因子的權(quán)重，F(xiàn)k、Fk*為土地整治前、后基準(zhǔn)作物自然因子k的得分，m為需進(jìn)行更新的因子個(gè)數(shù)；DZS為整治后耕地的綜合等指數(shù)，αj、βj分別為指定作物j的光溫生產(chǎn)潛力指數(shù)和產(chǎn)比系數(shù)。Lj、Jj分別為指定作物j的土地利用系數(shù)和經(jīng)濟(jì)系數(shù)。Kj、Cj分別為指定作物j自然質(zhì)量分的折算系數(shù)。

3 實(shí)證研究

3.1 研究區(qū)概況與數(shù)據(jù)來源

研究區(qū)位于湖北省團(tuán)風(fēng)縣中部，涉及長林崗、盧家榜、黃泥塘等共計(jì)24個(gè)行政村，總面積892.62 hm2，西北高、東南低，以平原及低山丘陵為主，地勢起伏較小，且緊鄰牛車河水庫及長江，水資源豐富，武英高速東西向貫穿研究區(qū)。此外，區(qū)域農(nóng)業(yè)機(jī)械化水平低，生產(chǎn)方式較為原始。自2012年2月開工建設(shè)至項(xiàng)目竣工期間，研究區(qū)內(nèi)先后開展了土地平整工程、農(nóng)田水利工程、道路工程等系列土地整治活動(dòng)。經(jīng)土地整治，共新增耕地27.58 hm2。

3.2 重估結(jié)果與分析

（1）經(jīng)土地整治，研究區(qū)耕地綜合質(zhì)量整體較好，新增耕地綜合質(zhì)量偏低。耕地田塊（1576塊）綜合質(zhì)量得分分布于81.56—96.8之間。利用K均值聚類分析可將耕地綜合質(zhì)量分為4級①本文所提及的“耕地綜合質(zhì)量級別”僅用以比較研究區(qū)內(nèi)耕地的綜合質(zhì)量差異，不同于“農(nóng)用地定級成果”中的“級別”。：（91.78，96.80］ 為一級；（88.62，91.78］為二級；（85.56，88.62］為三級；［81.56，85.56］為四級（圖2，封三）。各級別耕地占研究區(qū)耕地總面積的比例分別為42.47%、44.17%、8.49%和4.87%。其中，綜合質(zhì)量較好的耕地主要分布于自然質(zhì)量及社會經(jīng)濟(jì)狀況較優(yōu)的黃泥崗村、新橋河村、宋家涼亭村、窯上村、上巴河村和曹家崗村，與實(shí)際情況相符。另外，新增耕地綜合質(zhì)量整體偏低，綜合質(zhì)量最好的2級地僅占新增耕地總規(guī)模的4.68%。

圖1 研究區(qū)基準(zhǔn)作物（中稻）與指定作物（油菜）自然質(zhì)量分Fig.1 Natural quality score of basic （middle-season rice） and specifed（rapeseed） crop in the study area

（2）耕地綜合質(zhì)量限制因素明顯，限制類型多樣。對比分析三、四級耕地自然質(zhì)量、利用便捷度及穩(wěn)定性得分發(fā)現(xiàn)，研究區(qū)耕地綜合質(zhì)量受三個(gè)單層次限制類和兩個(gè)組合限制類（圖3，封三）影響，自然質(zhì)量限制類型的耕地，綜合質(zhì)量主要受地下水埋深、pH值、剖面構(gòu)型的制約，同時(shí)還受到田塊形態(tài)及勞動(dòng)力的限制（表略①因版面有限，耕地綜合質(zhì)量主要限制因素分值統(tǒng)計(jì)表略，如有需要，可向筆者索取。），利用便捷度限制類型的耕地受剖面構(gòu)型、田塊形態(tài)、路網(wǎng)密度及勞動(dòng)力因素影響明顯；利用穩(wěn)定性限制類型的耕地受pH值、剖面構(gòu)型、田塊規(guī)模及勞動(dòng)力等因素制約嚴(yán)重，而兩個(gè)組合（自然—利用便捷度、自然—利用穩(wěn)定性）限制類型的耕地受到多種因素綜合限制。進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)，地下水埋深、剖面構(gòu)型受區(qū)域自然地理?xiàng)l件影響，短期內(nèi)難改善，而小規(guī)模以勞動(dòng)力投入為主的耕地利用模式是影響耕地綜合質(zhì)量的重要因素。

（3）研究區(qū)耕地質(zhì)量等別②耕地質(zhì)量等別從優(yōu)至劣，依次分布于1—15等。耕地質(zhì)量越好，等別值越小，等別越“高”；耕地質(zhì)量越差，等別值越高，等別越“低”。等別下降表明耕地質(zhì)量降低，等別值變大。整體較好，但整治前后提升幅度不大，部分耕地質(zhì)量有所下降。隨機(jī)選取的100個(gè)田塊中，利用本文構(gòu)建的等別更新方法與農(nóng)用地分等規(guī)程采用方法所獲取的綜合等指數(shù)差別小于1%，滿足等別更新的精度要求。經(jīng)土地整治，研究區(qū)耕地質(zhì)量等別分布于1—5，8—9等（圖4，封三），其中1、2、3等地分別占研究區(qū)耕地總面積的22.15%、24.56%和26.87%。新增耕地質(zhì)量等別為8、9等，其中8等地僅占新增耕地總規(guī)模的43.03%。經(jīng)整治耕地質(zhì)量等別提升1、2等的耕地分別占到原有耕地的7.29%和12.31%（圖5，封三），54.74%的耕地未發(fā)生等別提升。此外，由于局限的整治措施對地表的擾動(dòng)，研究區(qū)10.02%、15.64%的耕地質(zhì)量下降1、2個(gè)等。

4 結(jié)論與討論

（1）本文在剖析土地整治區(qū)耕地綜合質(zhì)量特征及重估目的基礎(chǔ)上，以耕地田塊為單元，對土地整治區(qū)耕地質(zhì)量重估方法體系進(jìn)行了探索，并構(gòu)建了基于基準(zhǔn)作物的農(nóng)用地質(zhì)量等別更新體系。實(shí)證表明，本文構(gòu)建的耕地質(zhì)量重估方法能客觀反映土地整治區(qū)耕地的綜合質(zhì)量狀況，發(fā)掘區(qū)域耕地綜合質(zhì)量限制性因素，形成可比的耕地質(zhì)量等別更新成果，為土地整治管理及占補(bǔ)平衡提供有效依據(jù)，且所需數(shù)據(jù)易獲取，可操作性強(qiáng)。

（2）識別并改善耕地綜合質(zhì)量限制性因素，是科學(xué)制定土地整治策略的重要基礎(chǔ)。歸納研究區(qū)現(xiàn)存耕地綜合質(zhì)量限制類型發(fā)現(xiàn)，土壤理化性質(zhì)是制約耕地質(zhì)量的主要因素，而小規(guī)模且過度依賴勞動(dòng)力投入的耕地經(jīng)營模式，以及由此所導(dǎo)致的耕地形態(tài)及路網(wǎng)是制約耕地便捷度、穩(wěn)定性的重要因素。積極開展土地翻耕、移土培肥等規(guī)范的土地整治措施，并協(xié)調(diào)區(qū)域農(nóng)業(yè)人口發(fā)展與布局，將優(yōu)化區(qū)域農(nóng)地耕作模式等工作納入土地整治范疇，是豐富并完善土地整治內(nèi)涵、全方位提升耕地綜合質(zhì)量的重要途徑。

由于難以識別“田塊”間生態(tài)環(huán)境因素的差異，本文尚未考慮其對耕地綜合質(zhì)量的影響，如何將其有機(jī)地融入到土地整治區(qū)耕地綜合質(zhì)量評價(jià)中，建立更加系統(tǒng)的土地整治區(qū)耕地質(zhì)量重估方法體系，有待進(jìn)一步探討。

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（本文責(zé)編：仲濟(jì)香）

A New Method for Arable Land Quality Reevaluation in Land Consolidation Areas

TONG Lu-yi1,2, HU Shou-geng1,2,3, YANG Sheng-fu1,2
（1. School of Public Administration, China University of Geosciences, Wuhan 430074, China; 2. Key Laboratory of Legal Assessment Project, MLR, Wuhan 430074, China; 3. Institute of Geographic Sciences and Natural Resources Research, CAS, Beijing 100101, China）

The purpose of this paper was to explore the method for arable land reevaluation based on the current grading dataset for achieving national arable land requisition-compensation balance and identifying the impacts of land consolidation. In the study, twenty-one indexes selected for indicating the degree of natural quality, convenient and stability for arable land-use were adopted to establish the reevaluation system. And it was applied to evaluate the arable land comprehensive quality of both original and newly increased arable land after consolidation at patch level in a case study from Tuanfeng County, Hubei Province. Moreover, a method for updating the grading results usingthe comprehensive evaluation output was proposed to identify the changes of regional arable land quality grades in the study. It showed that 1）the reevaluation results were in line with the actual survey and could measure the dynamics of the arable land comprehensive quality in local consolidation areas well; 2）though the grading of 19.6% of the original arable land had been improved to different extent after land consolidation, 25.66% of original ones possessed lower overall grades due to diverse reasons, such as frequent surface disturbance and limited consolidating and the newly increased arable land brought by the consolidation; 3）miniature agricultural development pattern highly depends on labor force was the key factors restricting the improvement of regional comprehensive arable land quality. The method for arable land comprehensive quality reevaluation and connected framework for grading update in consolidation areas could be used as references for similar land reevaluation and services for requisition-compensation balance and land consolidation managements.

land consolidation; land reevaluation; comprehensive evaluation; arable land quality; grading update; requisition-compensation balance

F301.21

A

1001-8158（2015）02-0060-07

10.13708/j.cnki.cn11-2640.2015.02.008

2014-06-04

2014-11-08

國家自然科學(xué)基金（41101535，41130748）；教育部人文社科基金（14YJCZH192）；博士后科學(xué)基金（2013M530709，2014T70115）；中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）教學(xué)實(shí)驗(yàn)室開放基金（skj2014196）。

童陸億（1989-），男，湖北宜昌人，博士研究生。主要研究方向?yàn)橥恋刭Y源評價(jià)。E-mail: lytongc@gmail.com

胡守庚（1978-），男，浙江慶元人，教授，博士生導(dǎo)師。主要研究方向?yàn)橥恋乩棉D(zhuǎn)型及土地資源優(yōu)化配置。E-mail: husg2009@gmail.com