上海市耕地后備資源宜耕性調(diào)查評價

廖遠琴（1.上海市地質(zhì)調(diào)查研究院，上海 200072；2.上海市國土資源調(diào)查研究院，上海 200072）

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上海市耕地后備資源宜耕性調(diào)查評價

廖遠琴1,2
（1.上海市地質(zhì)調(diào)查研究院，上海 200072；2.上海市國土資源調(diào)查研究院，上海 200072）

摘 要：研究設計了上海市耕地后備資源調(diào)查評價指標與評價方法，提出了相應的評價模型。結(jié)合上海地方特點，以生態(tài)條件、土壤污染狀況指標評價為例，介紹了開展耕地后備資源指標專題評價的方法?；诰C合評價結(jié)果，對上海市耕地后備資源的規(guī)模、分布以及宜耕性限制因素進行了系統(tǒng)分析。

關(guān)鍵詞：耕地后備資源；未利用地；工礦用地；宜耕性評價

隨著我國城鄉(xiāng)一體化進程的加速，近年來城市及近郊農(nóng)村地區(qū)的土地利用結(jié)構(gòu)發(fā)生了較大變化。一方面，城市規(guī)模的擴張催生出大量的建設用地需求，建設用地占用耕地的現(xiàn)象日趨加??；另一方面，第二、第三產(chǎn)業(yè)發(fā)達地區(qū)出于保障糧食安全的需要，仍需要通過未利用地開發(fā)，非耕農(nóng)用地、低效建設用地的整理復墾勉力維持存量耕地規(guī)模。耕地后備資源的開發(fā)復墾已經(jīng)成為補充耕地、貫徹落實國家占補平衡政策的重要內(nèi)容[1]。

上海作為現(xiàn)代化國際大都市，其發(fā)展定位為國際經(jīng)濟、金融、貿(mào)易、航運中心。城市發(fā)展與生態(tài)建設給耕地保護帶來了重大的壓力。近年來，上海盡管持續(xù)加大耕地后備資源開發(fā)力度，仍舊面臨耕地面積逐年減少、后備潛力不足的困境。如何充分挖掘地區(qū)耕地后備資源潛力，是當前上海市土地管理急待解決的問題。

從廣義上講，在我國現(xiàn)行土地用途分類體系下，耕地后備資源包括：未利用地（灘涂、裸地等）、非耕農(nóng)用地（養(yǎng)殖水面等）、建設用地（工礦用地、宅基地等）。對于以上耕地后備資源開發(fā)復墾的適宜性評價，國內(nèi)學者進行了諸多研究，大部分主要聚焦于灘涂等未利用地，從土地的理化性質(zhì)、地形條件等自然屬性等方面建立宜耕性評價體系[2～5]；其次從社會影響、經(jīng)濟效益等方面出發(fā)，對土地開發(fā)的經(jīng)濟適宜性進行評價[1,6]。此外，由于近年來我國生態(tài)環(huán)境惡化問題日益加劇，也有部分學者從生態(tài)環(huán)境的角度出發(fā)，對耕地后備資源開發(fā)適宜性進行研究[7,8]。

1　評價對象與參考數(shù)據(jù)

1.1 評價對象

本文結(jié)合2014年國家統(tǒng)一部署的耕地后備資源調(diào)查評價工作，從2012年上海市土地變更調(diào)查數(shù)據(jù)庫中提取未利用地（其他草地、沿海灘涂、內(nèi)陸灘涂、裸地）、工礦用地圖斑，以圖斑為基本單元開展宜耕性評價。

根據(jù)2012年土地變更調(diào)查數(shù)據(jù)，上海市未利用地、工礦用地圖斑總面積為44924.01公頃，其中島嶼、島灘面積為22525.15公頃，其余圖斑位于浦東、崇明等9個郊區(qū)縣，總面積為22398.86公頃。

1.2 參考數(shù)據(jù)與處理

研究中采用的調(diào)查評價指標相關(guān)數(shù)據(jù)包括：上海市基本生態(tài)網(wǎng)絡規(guī)劃（2008～2020年）數(shù)據(jù)中的自然保護區(qū)、飲用水水源地保護區(qū)范圍，區(qū)縣農(nóng)業(yè)、林業(yè)部門管理數(shù)據(jù)中的水源涵養(yǎng)林區(qū)等生態(tài)公益林區(qū)范圍，上海市土壤質(zhì)量監(jiān)測成果（2009～2012年）中的土壤污染狀況數(shù)據(jù)，區(qū)縣土壤調(diào)查成果中的鹽漬化程度、土壤質(zhì)地、土壤pH值分布數(shù)據(jù)，通過上海市數(shù)字高程模型轉(zhuǎn)換生成的地形坡度數(shù)據(jù)，測繪部門提供的現(xiàn)勢地形、遙感影像等基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)。

通過ArcGIS軟件完成以上數(shù)據(jù)的地理空間校正、格式轉(zhuǎn)換，形成評價指標專題數(shù)據(jù)。

2　評價方法設計

2.1 評價指標

調(diào)查工作中采用的評價指標共11項，涉及生態(tài)條件、氣象水利條件、土壤理化條件、區(qū)位條件4個方面，具體見表1。各項指標的具體含義見表2。

2.2 評價模型

目前土地適宜性評價往往采用定性、定量相結(jié)合的方法。以往的研究中往往通過特爾斐法[9～11]、層次分析法[12～14]、回歸分析法[15]、關(guān)聯(lián)度分析法[16]等確定參評因子的權(quán)重，通過經(jīng)驗法[9]等確定評價指標的隸屬度函數(shù)或分級計分等評分規(guī)則；采用加權(quán)指數(shù)和法[9,10,17]、限制條件法[18,19]、模糊綜合評價法[20]等對土地開發(fā)的適宜性進行綜合評價。

根據(jù)全國耕地后備資源調(diào)查評價工作的要求，本文采用限制條件法對上海市未利用地、工礦用地圖斑的宜耕性開展定性評價。在宜耕性評價過程中，采用“一票否決制”：圖斑任一項評價指標構(gòu)成宜耕性限制條件的，該圖斑的評價結(jié)果即為不宜耕。

考慮上海屬于長江中下游沿江平原地區(qū)，結(jié)合地區(qū)實際，最終確定各項評價指標的宜耕性限制條件如表3。

表1　上海市耕地后備資源評價指標體系Table 1 Indexes for evaluating cultivation suitability of reserved cultivated land resources in Shanghai

表2　長江中下游分區(qū)宜耕性評價指標Table 2 Indexes for evaluating cultivation suitability of the middleand lower reaches of the Yangtze River

表3　上海地區(qū)宜耕性限制條件Table 3 Restrictive conditions of cultivation suitability in Shanghai

3　指標專題評價示例

指標專題評價是將作為調(diào)查評價對象的圖斑與各項評價指標專題數(shù)據(jù)進行疊加分析，通過基于空間位置的屬性關(guān)聯(lián)，對圖斑的各項指標是否構(gòu)成限制條件開展評價。下面以生態(tài)條件指標、土壤污染狀況指標為例介紹評價方法。

3.1 生態(tài)條件指標評價

生態(tài)條件主要利用從土地、環(huán)保部門搜集的生態(tài)保護區(qū)數(shù)據(jù)進行評定。上海市境內(nèi)限制耕種的生態(tài)保護區(qū)主要包括：國家級、省級自然保護區(qū)，一級飲用水水源保護區(qū)，水源涵養(yǎng)林區(qū)等生態(tài)公益林區(qū)等。

通過對搜集的圖件資料進行數(shù)字化，得到上海市9個郊區(qū)縣及島嶼、島灘內(nèi)的主要生態(tài)保護區(qū)范圍如圖1。

圖1　上海市生態(tài)保護區(qū)范圍Fig.1 Ecological projection area in Shanghai

結(jié)合表3，將位于自然保護區(qū)、一級飲用水水源地保護區(qū)或生態(tài)公益林區(qū)內(nèi)的圖斑均評價為：生態(tài)條件指標構(gòu)成限制。經(jīng)數(shù)據(jù)疊加分析，確定上海市內(nèi)生態(tài)條件指標構(gòu)成限制的調(diào)查評價圖斑共25198.59公頃。

3.2 土壤污染狀況指標評價

土壤污染狀況一般通過測定土壤中8種重金屬元素（鎘、汞、砷、銅、鉛、鋅、鉻、鎳）以及有機污染物的含量進行評定。本文通過搜集上海地區(qū)土壤質(zhì)量監(jiān)測成果（2009～2012年）數(shù)據(jù)，按照平均1平方千米1個采樣點的監(jiān)測布點要求，補充布點、采樣，通過試驗測定采樣點的pH值、重金屬元素及各類有機污染物含量后，采用限制條件法[18,19]，將監(jiān)測點的土壤綜合質(zhì)量等級評定為各類污染物對應污染等級的最大值。然后采用反距離函數(shù)插值法[21,22]進行空間插值，相應的插值點土壤綜合質(zhì)量等級計算公式如下：

式中，Z表示插值點的土壤綜合質(zhì)量等級；λi(i=1,…,n)表示第i個采樣點土壤綜合質(zhì)量等級；Di表示第i個采樣點與插值點的距離，k為距離的冪值參數(shù)，取值為1。

通過空間插值制作土壤綜合質(zhì)量評價圖（圖2）。

根據(jù)《土壤環(huán)境質(zhì)量標準》（GB 15618-1995），將土壤綜合質(zhì)量等級在三級以上地區(qū)，認定為不適合進行農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，該區(qū)域內(nèi)調(diào)查評價圖斑均應評價為：土壤污染狀況指標構(gòu)成限制。經(jīng)數(shù)據(jù)疊加分析，確定上海市內(nèi)土壤污染狀況指標構(gòu)成限制的調(diào)查評價圖斑共602.59公頃。

4　評價結(jié)果分析

4.1 宜耕圖斑規(guī)模統(tǒng)計

在各項指標專題評價的基礎(chǔ)上，采用限制條件法得到上海市耕地后備資源綜合評價結(jié)果如下：宜耕的未利用地、工礦用地總規(guī)模為10634.45公頃。不同地類的具體面積見表4。

圖2　上海市土壤綜合質(zhì)量等級Fig.2 Comprehensive quality level of soil in Shanghai

表4 上海市耕地后備資源宜耕性評價結(jié)果(hm2)Table 4 Results of suitability evaluation of reserved cultivated land resources in Shanghai

位于島嶼、島灘的圖斑，受生態(tài)條件、排水條件、耕作便利度等限制條件的影響，評價結(jié)果均為不宜耕。各郊區(qū)縣中，宜耕圖斑面積占比最大的為崇明縣，共7312.60公頃，占全市宜耕圖斑總面積的68.8%；其次為浦東新區(qū)，宜耕圖斑面積為2257.60公頃，占全市宜耕圖斑總面積的21.2%。各郊區(qū)縣宜耕圖斑的分類面積見圖3。

圖3　上海分區(qū)縣耕地后備資源宜耕性評價結(jié)果Fig.3 Results of suitability evaluation of reserved cultivated land resources in different districts of Shanghai

4.2 宜耕性限制因素分析

根據(jù)上海市耕地后備資源宜耕性評價結(jié)果，11項評價指標中構(gòu)成限制條件的包括：生態(tài)條件、排水條件、土壤污染狀況、耕作便利度。各區(qū)縣及島嶼、島灘內(nèi)的各項宜耕性限制指標對應圖斑面積見表5。

表5　上海宜耕性限制條件分區(qū)縣統(tǒng)計分析表 (hm2)Table 5 Statistical analysis on restrictive conditions of cultivation suitability in different districts of Shanghai

按照生態(tài)條件、土壤污染狀況、耕作便利度、排水條件的順序進行排序，確定最主要宜耕性限制條件分布情況如圖4。

圖4　上海市最主要宜耕性限制條件Fig.4 Most serious restrictive conditions of cultivation suitability in Shanghai

（1）非限制性因素

上海地區(qū)降水充分，地勢平坦，土壤理化條件良好。根據(jù)上海市耕地后備資源宜耕性評價結(jié)果，上海市境內(nèi)年積溫、年降水量和灌溉條件、土層厚度和母質(zhì)條件、地形坡度、鹽漬化程度、土壤質(zhì)地、土壤pH值等7項指標均不構(gòu)成限制條件。

（2）限制性因素

上海市境內(nèi)具有生態(tài)功能，禁止、限制開墾的地區(qū)主要包括：自然保護區(qū)、飲用水水源地保護區(qū)、水源涵養(yǎng)林等生態(tài)公益林區(qū)等。以上區(qū)域的生態(tài)條件指標對耕地后備資源開發(fā)構(gòu)成限制。

部分沿海島嶼、島灘離岸較遠，位于潮水位以下且現(xiàn)狀無道路到達，相應地排水條件、耕作便利度指標對耕地后備資源開發(fā)構(gòu)成限制。此外，閔行區(qū)、浦東新區(qū)、奉賢區(qū)等郊區(qū)縣濱江沿海，境內(nèi)設有防汛大堤，位于防汛大堤外的大部分灘涂并未規(guī)劃促淤圈圍、新建排水設施，相應地排水條件指標對耕地后備資源開發(fā)構(gòu)成限制。

寶山區(qū)、嘉定區(qū)、金山區(qū)等郊區(qū)縣境內(nèi)工業(yè)園區(qū)、農(nóng)業(yè)基地分布相對密集，局部地區(qū)重金屬污染較高，導致該區(qū)域土壤污染狀況指標對耕地后備資源開發(fā)構(gòu)成限制。

5　結(jié)語

上海正處于加快推進“四個中心”建設的關(guān)鍵時期和重要機遇期，經(jīng)濟社會的快速發(fā)展在城鎮(zhèn)、產(chǎn)業(yè)和基礎(chǔ)設施建設等方面始終保持較大的用地需求；而上海土地資源緊缺，為保障地區(qū)糧食安全，守住耕地紅線，必須嚴格貫徹落實耕地保護任務，持續(xù)有效地推進耕地后備資源開發(fā)、整理、復墾工作。本輪調(diào)查評價工作中所涉及的未利用地及工礦用地，是上海市重要的后備耕地來源。耕地后備資源的調(diào)查評價成果，對于上海市今后開展土地整治、灘涂資源開發(fā)等工作具有重要的參考意義。

根據(jù)本文的調(diào)查評價結(jié)果，上海市傳統(tǒng)的耕地后備資源十分有限。僅從生態(tài)因素、氣象水利因素、土壤理化因素、區(qū)位因素四個層面考慮，上海市境內(nèi)的未利用地及采礦用地中，宜耕圖斑的總面積僅有10634.45公頃，且大部分為沿海灘涂，土地開發(fā)成本較高。因此，上海市未來除需通過持續(xù)推進沿海灘涂促淤、圈圍以補充耕地外，還需充分挖掘坑塘水面、農(nóng)村道路的整理潛力，同時大力推進閑置宅基地、低效工業(yè)用地復墾，進一步拓展耕地增長級。

參考文獻(References)

[1] 關(guān)小克,張鳳榮,李樂,等.北京市耕地后備資源開發(fā)適宜性評價[J].農(nóng)業(yè)工程學報,2010,26(12):304-310,431.Guan X K,Zhang F R,Li L,et al.Suitability evaluation of reserve resources of cultivated land development in Beijing[J].Transactions of the CSAE,2010,26(12):304-310,431.

[2] 金貴,王占岐,胡學東.基于模糊證據(jù)權(quán)模型的青藏高原區(qū)土地適宜性評價[J].農(nóng)業(yè)工程學報,2013,29(18):241-250.Jin G,Wang Z Q,Hu X D.Land suitability evaluation in Qinghai-Tibet Plateau based on fuzzy weight of evidence model[J].Transactions of the CSAE,2013,29(18):241-250.

[3] 劉康,陳偉,吳群.沿海灘涂耕地后備資源開發(fā)適宜性評價—以江蘇省鹽城市為例[J].農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化研究,2014,35(4):430-436.Liu K,Chen W,Wu Q.Suitability of reserved coastal mudflat for land development:A case study in Yancheng,Jiangsu Province[J].Research of Agriculture Modernization,2014,35(4):430-436.

[4] 張甘霖,吳運金,趙玉國.基于SOTER的中國耕地后備資源自然質(zhì)量適宜性評價[J].農(nóng)業(yè)工程學報,2010,26(4):1-8,392.Zhang G L,Wu Y J,Zhao Y G.Physical suitability evaluation of reserve resources of cultivated land in China based on SOTER[J].Transactions of the CSAE,2010,26(4):1-8,392.

[5] 潘元慶,王爭艷,劉曉麗,等.河南省黃河灘區(qū)耕地后備資源評價研究[J].中國土地科學,2009,23(6):61-65,76.Pan Y Q,Wang Z Y,Liu X L,et al.Assess the feasibility for cultivation of marginal land along the beach of the Yellow River in Henan Province[J].China Land Science,2009,23(6):61-65,76.

[6] 許倍慎,周勇,李冀云.基于GIS的耕地多目標適宜性評價在土地利用規(guī)劃中的應用—以湖北省老河口市為例[J].華中師范大學學報(自然科學版),2008,42(6):286-290.Xu B S,Zhou Y,Li J Y.Cultivated land suitability evaluation for multi objective and its application for land use planning based on GIS:A case study on Laohekou city[J].Journal of Huazhong Normal University (Natural Science Edition),2008,42(6):286-290.

[7] 關(guān)小克.基于耕地保護的城市發(fā)展空間生態(tài)適宜性評價研究[J].中國農(nóng)學通報,2013,29(32):252-258.Guan X K.Ecologically feasible evaluation for urban land expanding and spatiotemporal space on cultivated land protection[J].Chinese Agricultural Science Bulletin,2013,29(32):252-258.

[8] 張鳳榮,郭力娜,關(guān)小克,等.生態(tài)安全觀下耕地后備資源評價指標體系探討[J].中國土地科學,2009,23(9):4-8,14.Zhang F R,Guo L N,Guan X K,et al.Study on the evaluation indicators of the arable land from the view of ecological security[J].China Land Science,2009,23(9):4-8,14.

[9] 李團勝,趙丹,石玉瓊.基于土地評價與立地評估的涇陽縣耕地定級[J].農(nóng)業(yè)工程學報,2010,26(5):324-328.Li T S,Zhao D,Shi Y Q.Farmland grading based on land evaluation and site assessment method in Jingyang County,Shanxi Province[J].Transactions of the CSAE,2010,26(5):324-328.

[10] 劉明皓.基于GIS的土地適宜性評價方法研究—以重慶市城口縣為例[J].重慶師范大學學報(自然科學版),2007,24(4):21-25,99.Liu M H.GIS-based methods to land suitability evaluation:a case of study in Chengkou county,Chongqing[J].Journal of Chongqing Normal University (Natural Science Edition),2007,24(4):21-25,99.

[11] 劉長勝,盧偉,金曉斌,等.GIS支持下土地整理中未利用地適宜性評價—以廣西柳城縣為例[J].長江流域資源與環(huán)境,2004,13(4):333-337.Liu C S,Lu W,Jin X B,et al.Assessment on the suitability of unused land resources based on geographic information system in the course of land exploitation and arrangement[J].Resources and Environment in the Yangtze Basin,2004,13(4):333-337.

[12] 袁秀杰,趙庚星,朱雪欣.平原和丘陵區(qū)耕地地力評價及其指標體系銜接研究[J].農(nóng)業(yè)工程學報,2008,24(7):65-71.Yuan X J,Zhao G X,Zhu X X.Linkage of evaluation index system for cultivated land fertility evaluation in plain and hill regions[J].Transactions of the CSAE,2008,24(7):65-71.

[13] 石常蘊,周慧珍.GIS技術(shù)在土地質(zhì)量評價中的應用—以蘇州市水田為例[J].土壤學報,2001,38(3):248-255.Shi C Y,Zhou H Z.Evaluation of land quality based on GIS-a case study on paddy field in Suzhou[J].Acta Pedologica Sinica,2001,38(3):248-255.

[14] 鮑艷,胡振琪,王建峰,等.層次分析法在土地開發(fā)中的適宜性評價[J].西安科技大學學報,2005,25(2):179-182.Bao Y,Hu Z Q,Wang J F,et al.Analytical hierarchy process based on GIS assessment of suitability in land exploitation and consolidation[J].Journal of Xi’an University of Science and Technology,2005,25(2):179-182.

[15] 歐陽進良,宇振榮.基于GIS 的縣域不同作物土地綜合生產(chǎn)力評價[J].農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化研究,2002,23(2):97-101.Ouyang J L,Yu Z R.Agricultural land evaluation based on the different crop planting at county level[J].Research of Agriculture Modernization,2002,23(2):97-101.

[16] 胡石元,李德仁,劉耀林,等.基于云模型和關(guān)聯(lián)度分析法的土地評價因素權(quán)重挖掘[J].武漢大學學報(信息科學版),2006,31(5):423-427.Hu S Y,Li D R,Liu Y L,et al.Mining weights of land evaluation factors based on cloud model and correlation analysis[J].Geomatics and Information Science of Wuhan University,2006,31(5):423-427.

[17] 張艦.后備耕地資源調(diào)查評價研究—以葫蘆島市為例[D].南京農(nóng)業(yè)大學碩士學位論文,2004:20.Zhang J.Research on survey and evaluation of arable land reserve resources:A case study in Huludao city[D].Master's thesis,NanjingAgriculture University,2004:20.

[18] 王世東,郭徵,陳秋計,等.基于極限綜合評價法的土地復墾適宜性評價研究與實踐[J].測繪科學,2012,(1):67-70.Wang S D,Guo W,Chen Q J,et al.Study and application of suitability evaluation of land reclamation based on comprehensive extreme condition method[J].Science of Surveying and Mapping,2012,(1):67-70.

[19] 黃海霞,胡月明.基于兩維圖論聚類法的耕地后備資源開發(fā)組合分析[J].經(jīng)濟地理,2013,33(4):139-143.Huang H X,Hu Y M.Reserving cultivatable land resources exploitation combination based on two-dimensional graph theory clustering method in Yangshan County[J].Economic Geography,2013,33(4):139-143.

[20] 劉文生,韓彩娟.模糊綜合評價法在礦區(qū)塌陷土地復墾潛力評估中的應用[J].環(huán)境工程學報,2008,2(12):1711-1714.Liu W S,Han C J.Application of fuzzy comprehensive evaluation in reclaimation potential evaluation of collapse land in mining area[J].Chinese Journal of Environmental Engineering,2008,2(12):1711-1714.

[21] 謝云峰,陳同斌,雷梅,等.空間插值模型對土壤Cd污染評價結(jié)果的影響[J].環(huán)境科學報,2010,30(4):847-854.Xie Y F,Chen T B,Lei M,et al.Impact of spatial interpolation methods on the estimation of regional soil Cd[J].Acta Scientiae Circumstantiae,2010,30(4):847-854.

[22] 盧進登,帥方敏,梁雄兵,等.空間插值法在湖泊水污染現(xiàn)狀評價中的應用研究[J].湖南科技大學學報(自然科學版),2007,22(3):125-128.Lu J D,Shuai F M,Liang X B,et al.Research of spatial interpolation method on appraisal of current situation of water pollution in lakes[J].Journal of Hunan University of Science &Technology (Natural Science Edition),2007,22(3):125-128.

The investigation and evaluation of the suitability of reserved cultivated land resources in Shanghai

LIAO Yuan-Qin1,2
(1.Shanghai Institute of Geological Survey,Shanghai 200072,China;2.Shanghai Institute of Land Resources Survey,Shanghai 200072,China)

Abstract:The index and methodology for the evaluation of cultivation suitability of the reserved cultivated land resources in Shanghai are researched and designed,and an appropriate evaluation model is proposed.Indices such as the ecological conditions and the pollution status of the soil are evaluated based on the local characteristics of Shanghai.On the basis of the results of a comprehensive evaluation,the scale and distribution of the reserved cultivated land resources in Shanghai are estimated,and the corresponding limiting factors are analyzed.

Key words:reserved cultivated land resources;unused land;mining lease;cultivating suitability evaluation

基金項目:國土資源部“全國耕地后備資源調(diào)查評價項目”

作者簡介:廖遠琴(1982-),女,碩士,注冊測繪師,主要從事土地調(diào)查與地籍管理研究.

修訂日期:2016-02-19

收稿日期:2015-12-17

doi:10.3969/j.issn.2095-1329.2016.01.005

中圖分類號：F301.21

文獻標志碼：A

文章編號：2095-1329(2016)01-0019-05

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