基于GIS的連城縣耕地質(zhì)量分等定級(jí)研究

詹 波（福建鑫眾勘測(cè)規(guī)劃有限公司，福建 福州 350001）

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基于GIS的連城縣耕地質(zhì)量分等定級(jí)研究

詹 波
（福建鑫眾勘測(cè)規(guī)劃有限公司，福建 福州 350001）

摘 要：為保持耕地質(zhì)量分等成果的現(xiàn)勢(shì)性，更好地服務(wù)于國(guó)土資源管理對(duì)耕地質(zhì)量分等成果的應(yīng)用需求，運(yùn)用GIS軟件對(duì)連城縣耕地質(zhì)量等別進(jìn)行了評(píng)定及更新。結(jié)果表明：連城縣耕地質(zhì)量處在中等水平，地勢(shì)較平坦、水源較充足、經(jīng)濟(jì)較好的鄉(xiāng)鎮(zhèn)整體耕地質(zhì)量較高，地勢(shì)較高、灌溉條件較差的鄉(xiāng)鎮(zhèn)等指數(shù)普遍偏低。

關(guān)鍵詞：耕地質(zhì)量等別；連城縣；分等定級(jí)；GIS

隨著市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)體制的不斷完善以及社會(huì)經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，國(guó)土資源管理部門的建設(shè)用地征用補(bǔ)償、耕地占補(bǔ)平衡、土地利用規(guī)劃修編和基本農(nóng)田調(diào)整劃定等工作都需以耕地質(zhì)量等別為參考依據(jù)，因此開展耕地質(zhì)量等別年度更新評(píng)價(jià)工作不僅是適應(yīng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要，也是科學(xué)進(jìn)行土地管理的必然要求［1］。耕地質(zhì)量等別年度更新評(píng)價(jià)工作是在耕地分等成果的基礎(chǔ)上，利用年度土地更新調(diào)查結(jié)果，針對(duì)每年耕地現(xiàn)狀變化（占、毀、調(diào)、退、補(bǔ)）和耕地質(zhì)量等別建設(shè)（整理、復(fù)墾及農(nóng)業(yè)綜合開發(fā)、農(nóng)田水利建設(shè)等）引起的耕地質(zhì)量等級(jí)變化開展年度更新評(píng)價(jià)。綜合運(yùn)用3S技術(shù)開展區(qū)域耕地進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，隨時(shí)隨地掌握耕地?cái)?shù)量和質(zhì)量的變化，及時(shí)更新耕地等別數(shù)據(jù)庫(kù)，是土地管理部門準(zhǔn)確掌握耕地資源動(dòng)態(tài)的有效途徑，同時(shí)該技術(shù)還可為耕地資源的可持續(xù)利用和合理規(guī)劃提供參考依據(jù)［2］?；贕IS技術(shù)進(jìn)行農(nóng)用地分等研究，不僅可以彌補(bǔ)傳統(tǒng)調(diào)查方法效率低、精度差、不便于保存與更新等不足之處，還能保證空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析時(shí)的速度和質(zhì)量［3］。以連城縣為例，通過GIS技術(shù)開展連城縣耕地質(zhì)量分等定級(jí)研究，以期為今后縣域耕地分等研究提供參考。

1　研究區(qū)域概況

連城縣位于福建省西部，武夷山脈南段東側(cè)，地處閩西山區(qū)；東毗永安，南鄰龍巖、上杭，西界連城，北倚清流；地理坐標(biāo)為東經(jīng)116°32′14″～117°09′54″，北緯25°13′35″～25°56′00″。該縣屬低山丘陵地貌區(qū)，以中低山為主，山嶺重疊、丘陵起伏、地形復(fù)雜，丘陵、平地、河谷交錯(cuò)分布；東部和東南部地勢(shì)高，漸次向中西部長(zhǎng)廊盆地傾斜。

境內(nèi)中部長(zhǎng)郎丘陵盆地屬中亞熱帶海洋季風(fēng)氣候，東、西部低、中山區(qū)屬中亞熱帶山地氣候；年平均氣溫13.8～19.5℃，年平均太陽總輻射量為459.98 kJ/cm2，年平均日照時(shí)數(shù)為1 915.9 h，年平均降雨量1 600～2 200 mm，年平均相對(duì)濕度78%，年平均蒸發(fā)量為1 723.0 mm。全縣土壤類型共有8個(gè)土類、15個(gè)亞類，39個(gè)土屬，47個(gè)土種。自然土壤有紅壤、黃壤、草甸土、紫色土4個(gè)土類。根據(jù)連城縣2013年土地年度更新成果，連城縣土地總面積為257 859.12 hm2，其中耕地面積21 404.61 hm2，占土地總面積的8.3%。

2　研究方法

通過2010年度和2013年度土地變更調(diào)查結(jié)果對(duì)比分析，確定2010～2013年年內(nèi)增減變化（建設(shè)占用、災(zāi)害損毀、農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、生態(tài)退耕、補(bǔ)充開發(fā)）耕地；在2010～2013年土地整治項(xiàng)目評(píng)定成果的基礎(chǔ)上，確定質(zhì)量建設(shè)（土地整治、農(nóng)業(yè)綜合開發(fā)、農(nóng)田水利建設(shè)等）耕地，最終確定更新評(píng)價(jià)對(duì)象。對(duì)于項(xiàng)目?jī)?nèi)的評(píng)價(jià)對(duì)象，直接獲取評(píng)定成果；對(duì)于項(xiàng)目外的評(píng)價(jià)對(duì)象，開展補(bǔ)充評(píng)定。

2.1技術(shù)路線

以2010年農(nóng)用地分等更新成果作為基礎(chǔ)，結(jié)合土地利用年度更新調(diào)查成果，以及土地整治、農(nóng)業(yè)綜合開發(fā)、高農(nóng)田水利等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)等資料，找出現(xiàn)狀或質(zhì)量發(fā)生變化的耕地圖斑，確定新增、質(zhì)量建設(shè)和滅失耕地的情況，劃定耕地質(zhì)量等別年度更新的評(píng)價(jià)范圍，制作耕地質(zhì)量等別年度更新工作底圖，建立基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)。通過外業(yè)調(diào)查進(jìn)行屬性補(bǔ)充和完善，核實(shí)評(píng)價(jià)范圍的合理性。在此基礎(chǔ)上，查詢耕地基本參數(shù)及重要參數(shù)，采用《規(guī)程》確定的方法進(jìn)行評(píng)價(jià)，進(jìn)而確定評(píng)價(jià)對(duì)象分等指數(shù)及等別，按照《技術(shù)手冊(cè)》形成2013年度耕地質(zhì)量等別年度更新評(píng)價(jià)成果。

2.2數(shù)據(jù)來源及處理

2.2.1數(shù)據(jù)來源 該研究采用的主要數(shù)據(jù)為2010～2013年連城縣度土地更新調(diào)查成果、2010年農(nóng)用地分等更新成果、2010～2013年土地整治及高標(biāo)準(zhǔn)基本農(nóng)田建設(shè)項(xiàng)目、耕地地力調(diào)查成果、農(nóng)業(yè)統(tǒng)計(jì)及縣級(jí)統(tǒng)計(jì)年鑒、2013年度土地更新調(diào)查遙感影像數(shù)據(jù)、連城縣土地利用現(xiàn)狀圖（1︰10 000）、土地利用規(guī)劃圖及其他相關(guān)圖件和資料等。

2.2.2數(shù)據(jù)處理 在ARCGIS9.3軟件條件下，根據(jù)確定的更新評(píng)價(jià)范圍，結(jié)合連城縣年度土地更新調(diào)查成果，建立耕地質(zhì)量等別年度更新增量數(shù)據(jù)庫(kù)。在此基礎(chǔ)上將更新增量數(shù)據(jù)庫(kù)中的更新過程數(shù)據(jù)與最新土地利用現(xiàn)狀線劃圖相疊加，形成更新工作底圖。屬性更新按圖數(shù)結(jié)合的思路，將2010年耕地質(zhì)量等別補(bǔ)充完善成果數(shù)據(jù)庫(kù)與國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行相應(yīng)銜接，包括等指數(shù)、等別、數(shù)據(jù)圖層和相應(yīng)屬性結(jié)構(gòu)等。將減少耕地圖斑、質(zhì)量建設(shè)耕地圖斑與2010年耕地質(zhì)量等別補(bǔ)充完善成果數(shù)據(jù)庫(kù)中的分等單元相疊加，讀取減少耕地圖斑、質(zhì)量建設(shè)耕地圖斑建設(shè)前屬性及等別信息。

2.3分等參數(shù)體系的確定

2.3.1標(biāo)準(zhǔn)耕作制度、基準(zhǔn)作物和指定作物 連城縣標(biāo)準(zhǔn)耕作制度為“早稻—晚稻”、“單季稻—甘薯”和“甘薯—甘薯”，復(fù)種類型為一年兩熟，基準(zhǔn)作物為晚稻，指定作物為水稻、甘薯，相關(guān)參數(shù)見表1。

2.3.2因素指標(biāo)體系及指標(biāo)權(quán)重 指標(biāo)區(qū)是指對(duì)區(qū)域內(nèi)決定農(nóng)用地自然質(zhì)量的各種因素和因素的組合，依主導(dǎo)因素原則和區(qū)域分異原則劃分的區(qū)域［2］。連城縣指標(biāo)區(qū)因素體系分為丘陵山地區(qū)和山間盆地區(qū)兩種。參考《農(nóng)用地質(zhì)量分等規(guī)程（GB/T28407-2012）和連城縣土地情況，丘陵山地區(qū)的主要分等指標(biāo)共7個(gè)：有效土層厚度、海拔高度、地形坡度、有機(jī)質(zhì)含量、表層土壤質(zhì)地、灌溉保證率、田間道路通達(dá)度；山間盆地區(qū)共6個(gè)：表層土壤質(zhì)地、剖面構(gòu)型、有機(jī)質(zhì)含量、灌溉保證率、排水條件、田間道路通達(dá)度［4］。各因素的指標(biāo)權(quán)重如表2所示。

表2　連城縣丘陵山地區(qū)和山間盆地區(qū)耕地分等因素及指標(biāo)權(quán)重

2.3.3土地利用系數(shù)、土地經(jīng)濟(jì)系數(shù) 利用ARCGIS9.3軟件，將年度更新評(píng)價(jià)單元與等值區(qū)圖層疊加獲取相應(yīng)指定作物的土地利用系數(shù)和土地經(jīng)濟(jì)系數(shù)，連城縣指定作物的土地利用系數(shù)和土地經(jīng)濟(jì)系數(shù)詳見表3。

表3　各指定作物等值區(qū)土地利用系數(shù)和土地經(jīng)濟(jì)系數(shù)

2.4等指數(shù)及國(guó)家等指數(shù)確定

2.4.1指定作物自然質(zhì)量分 按照公式（1）對(duì)指定作物評(píng)價(jià)單元的分等因素分值加權(quán)求和，得出指定作物評(píng)價(jià)單元的自然質(zhì)量分。

式中：CLij為單元指定作物的自然質(zhì)量分；i為單元編號(hào)；j為指定作物編號(hào)；k為評(píng)定因素編號(hào)；m為評(píng)定因素?cái)?shù)目；fijk為第i個(gè)單元內(nèi)第j種指定作物第k個(gè)評(píng)定因素的指標(biāo)分值；Wk為第k個(gè)評(píng)定因素的權(quán)重。

2.4.2自然質(zhì)量等指數(shù) 省級(jí)自然等指數(shù)計(jì)算公式為：

式中：αij為第j個(gè)作物的光溫生產(chǎn)潛力指數(shù)；CLij為第i個(gè)單元內(nèi)第j種指定作物的自然質(zhì)量分；βj為第j種作物產(chǎn)量比系數(shù)。

2.4.3利用等指數(shù) 省級(jí)利用等指數(shù)計(jì)算公式為：

式中：Yij為第i個(gè)單元第j種指定作物利用等指數(shù)；Rij為第i個(gè)單元第j種指定作物的自然等指數(shù)；Kij為第i個(gè)單元第j種指定作物的土地利用系數(shù)；Yi為第i個(gè)單元省級(jí)利用等指數(shù)。

2.4.4經(jīng)濟(jì)等指數(shù) 省級(jí)經(jīng)濟(jì)等指數(shù)計(jì)算公式為：

式中：Gi為第i個(gè)單元的經(jīng)濟(jì)等指數(shù)；Gij為第i個(gè)單元第j種指定作物的經(jīng)濟(jì)等指數(shù)；Yij為第i個(gè)單元第j種指定作物的利用等指數(shù)；Kcij為第i個(gè)單元第j種指定作物的土地經(jīng)濟(jì)系數(shù)。

2.4.5國(guó)家級(jí)指數(shù)及等別的確定 根據(jù)省等與國(guó)家等之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系，將更新增量數(shù)據(jù)庫(kù)中的更新過程數(shù)據(jù)分等單元的自然質(zhì)量等指數(shù)、利用等指數(shù)和經(jīng)濟(jì)等指數(shù)轉(zhuǎn)換為國(guó)家級(jí)相應(yīng)的指數(shù)。其中，國(guó)家級(jí)自然質(zhì)量等指數(shù)=省級(jí)自然質(zhì)量等指數(shù)×1.22+721.6，國(guó)家級(jí)利用等指數(shù)=省級(jí)利用等指數(shù)×0.817 2+360.2，國(guó)家級(jí)經(jīng)濟(jì)等指數(shù)=省級(jí)經(jīng)濟(jì)等指數(shù)×1.301 8+569.6。在等別指數(shù)轉(zhuǎn)換的基礎(chǔ)上，按等間距劃分等別，其中自然質(zhì)量等以400為間距，利用等、經(jīng)濟(jì)等以200為間距［2］。

3　結(jié)果與分析

3.1連城縣各等別耕地情況

根據(jù)更新結(jié)果，連城縣耕地質(zhì)量國(guó)家自然等、國(guó)家利用等和國(guó)家經(jīng)濟(jì)等等別范圍依次為5～11等、6～12等和4～11等，國(guó)家自然質(zhì)量等主要分布在6、7等，6等面積最大，達(dá)7 993.91 hm2，占耕地總面積的37.35%；國(guó)家利用等主要分布在7、8等，合計(jì)面積12 473.88 hm2，占耕地總面積的58.28%；國(guó)家經(jīng)濟(jì)等主要分布在7、8等，合計(jì)面積10 526.63 hm2，占耕地總面積的49.18%。從總體來看，連城縣耕地質(zhì)量處于中等水平。

從國(guó)家自然等、國(guó)家利用等和國(guó)家經(jīng)濟(jì)等在各等別的耕地?cái)?shù)量分布來看，3者都呈現(xiàn)出高等別、低等別數(shù)量少，中等耕地?cái)?shù)量多的情況，整體呈現(xiàn)“上頭尖，中下部飽滿”的陀螺形結(jié)構(gòu)。從空間分布上看，中、高等別耕地集中在盆地區(qū)，主要分布在北、西北部鄉(xiāng)鎮(zhèn)。低等別耕地主要集中在丘陵山地區(qū)。耕地質(zhì)量等別的在地理空間上的分布情況基本上呈現(xiàn)出從盆地向山地、從城市中心和集鎮(zhèn)區(qū)向偏遠(yuǎn)地區(qū)遞減的趨勢(shì)?？偟膩碚f，地勢(shì)較平坦、水源較充足、經(jīng)濟(jì)較好的鄉(xiāng)鎮(zhèn)，整體耕地質(zhì)量較高，地勢(shì)較高、灌溉條件較差的鄉(xiāng)鎮(zhèn)等指數(shù)普遍偏低。

3.2連城縣各地類耕地情況

總體而言，連城縣水田質(zhì)量等別較高，旱地等別較低。從耕地國(guó)家自然等別分布情況來看，全縣耕地自然質(zhì)量等別主要分布在6、7等，耕地中水田主要分布在5～9等，旱地主要分布在10、11等。6等水田面積為7 988.74 hm2，占水田總面積的40.71%，7等水田面積為4 898.56 hm2，占水田總面積24.96%。從耕地國(guó)家利用等別分布情況來看，全縣耕地利用等別主要集中在7～10等；其中，水田國(guó)家利用等主要集中在7～9等，7等水田面積為5 930.46 hm2，占水田總面積的30.22%；8等水田面積為6 538.29 hm2，占水田總面積的33.32%；旱地則主要集中在10、11等。從耕地國(guó)家經(jīng)濟(jì)等別分布情況來看，全縣耕地經(jīng)濟(jì)等別主要集中在7、8等，仍然體現(xiàn)出水田好過旱地的規(guī)律；水田國(guó)家經(jīng)濟(jì)等主要集中在7、8等，面積10 502.37 hm2，占水田總面積的53.51%；旱地則主要集中在9、10等。

3.3連城縣耕地等別變化情況分析

根據(jù)2010年與2013年土地變更調(diào)查數(shù)據(jù)得知，2010年末耕地面積21 141.99 hm2，有水田19 658.67 hm2，旱地1 483.32 hm2；2013年末耕地面積21 404.61 hm2，有水田19 625.68 hm2，旱地1 778.93 hm2；相比2010年，耕地面積凈增加262.62 hm2，其中水田面積減少32.99 hm2，旱地面積增加295.61 hm2。在2010～2013年期間，連城縣耕地面積直接減少296.65 hm2，實(shí)際卻增加559.26 hm2，其中可上圖新增耕地384.32 hm2，質(zhì)量建設(shè)增加耕地153.99 hm2，項(xiàng)目區(qū)外通過清田坎等增加耕地20.95 hm2，耕地內(nèi)部地類變化8.25 hm2。

2010～2013年連城縣耕地的自然質(zhì)量等指數(shù)、利用等指數(shù)、等別指數(shù)的面積加權(quán)平均值在基本保持不變的情況下略有上升。這說明，雖然建設(shè)占用、農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整等原因使得耕地?cái)?shù)量減少，但通過土地開發(fā)、整理、復(fù)墾、農(nóng)業(yè)綜合開發(fā)、農(nóng)田水利設(shè)施等項(xiàng)目建設(shè)，不僅保證了耕地的數(shù)量平衡，而且使得耕地的總體質(zhì)量水平略有上升，為耕地占補(bǔ)平衡提供了保障。

綜上所述，連城縣耕地等別呈現(xiàn)出總體穩(wěn)定的變化趨勢(shì)，除土地整理和高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)取得的成效外，優(yōu)良農(nóng)作物品種的推廣種植、農(nóng)業(yè)科學(xué)化管理、國(guó)家政策的支持和工業(yè)反哺農(nóng)業(yè)等一系列惠農(nóng)政策的實(shí)施，有效地穩(wěn)定和維持了農(nóng)民種糧的積極性，提高了農(nóng)民的田間管理水平，使得耕地等別整體上有所提高。

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（責(zé)任編輯：成 平）

The Quality Ranking Research of Liancheng County Cultivated Land Based on GIS

ZHAN Bo
（Fu Jian Xinzhong Surveying Planning Co.， Ltd.， Fuzhou 350001，PRC）

Abstract：in order to maintain the updating of the quality of cultivated land ranking results and better serve land resources administration’s the application demand of cultivated land quality ranking， evaluated and updated the quality ranking of Liancheng cultivated land quality by using GIS software. The results showed that Liancheng County Cultivated Land Quality in the medium level， flat terrain， abundant water， the township has better economic， the whole cultivated land quality is higher； the higher terrain and poor irrigation Township indexes are generally low.

Key words：cultivated land quality ranking； Liancheng County； ranking； GIS

中圖分類號(hào)：S159.2

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1006-060X（2016）03-0049-03

DOI：10.16498/j.cnki.hnnykx.2016.03.016

收稿日期：2016-01-14

作者簡(jiǎn)介：詹 波（1982-），男，福建連城縣人，助理工程師，主要從事土地利用規(guī)劃與測(cè)繪研究。