耕地質量等別評定方法探討

石小龍

（1.福建省國土測繪院，福建 廈門 361012）

耕地質量等別評定方法探討

石小龍1

（1.福建省國土測繪院，福建 廈門 361012）

以某縣為例，在第二次全國土地調查成果的基礎上，探討了使用ArcGIS、CASS8.0等軟件，進行有效準確的耕地質量等別評定的方法，為耕地質量等別監(jiān)測的評定提供一種新思路。

土地整治；ArcGIS；耕地質量等別

耕地質量等別評定是指根據最新的自然屬性（坡度、灌排和土壤質地等條件）、利用屬性（指定作物單產與該作物省級二級區(qū)內最高產的比值）和經濟屬性（實際資金投入效率與當地最大投入效率的接近程度）對現有的耕地質量進行自然質量等別、利用等別和經濟等別評定[1-2]。耕地的自然質量等別[3]是指在一定的光溫、氣候資源和土地條件下，根據特定的自然屬性以及權重體系，計算統(tǒng)計其自然等指數，根據其落在的等別區(qū)間，評定其自然質量等別；耕地的利用等別是將自然等指數乘該耕地的土地利用系數得到利用等指數，根據其落在的等別區(qū)間，評定其利用等別；耕地的經濟等別是將利用等指數乘該耕地的土地經濟系數得到經濟等指數，根據其落在的等別區(qū)間，評定其經濟等別。

土地整治項目通常會實施土地平整、農田水利、田間道路工程和農田防護等措施。通過土地平整工程，可降低耕地坡度；通過農田水利工程，可添加溝渠和灌排設施等；通過田間道路工程，可增添田間道路。這些措施都改良了耕地的自然屬性值，因此需要重新統(tǒng)計這些自然屬性值，并計算自然等別、利用等別和經濟等別。

1 研究區(qū)概況

在耕地質量等別評定系統(tǒng)中，國家對各縣（市、區(qū)）劃定有對應的區(qū)間、耕作作物、耕作制度等標準。該縣的一級區(qū)是江南區(qū)，二級區(qū)是東部丘陵山地區(qū)，三 級區(qū)分為丘陵山地區(qū)和山間盆地區(qū)；種植作物是早稻、晚稻、單季稻和甘薯，熟制是一年兩熟；耕作制度主要有早稻—晚稻、單季稻—甘薯和甘薯—甘薯等。

在技術規(guī)定中，將對區(qū)域內決定耕地自然質量的各種因素和因素組合組成因素指標區(qū)，包括耕地地力因素和農田基礎條件因素[4]。耕地地力因素是指土壤質地、土壤有機質含量、土壤PH值等可反映耕地地力的因素[5]；農田基礎條件因素是指排水條件、地形坡度、灌溉保證率、有效土層厚度、土壤等反映耕地耕作便利的因素。該縣的耕地地力因素包括土壤質地和土壤有機質含量，農田基礎條件因素包括排水條件、地形坡度、灌溉保證率、有效土層厚度等，按照該縣的3級指標區(qū)劃分，不同的指標區(qū)對應不同的因素權重，詳見表1。

表1 分等因素體系及權重表

2 基本理論與流程

耕地質量等別的評定是在現有的生產力經營水平和特定的土地利用方式條件下，將土地的自然要素和社會經濟要素相結合作為鑒定指標，通過考察和綜合分析土地對各種用途的適宜程度、質量高低及其限制狀況，從而對土地的用途和質量進行分類定級?？梢钥闯?，耕地質量等別是以土地質量評價為基礎，既考慮了土地的自然屬性，也考慮了土地利用方面的社會經濟因素。

在耕地質量等別評定中，首先利用年度土地變更調查成果、土地整治項目的設計和竣工成果，確定評定單元及底圖；再根據耕地質量等別補充完善成果（原農用地分等更新成果）確定項目實施前的等別以及評定單元的基本參數、評定因素，在外業(yè)調查后，確定因素屬性值；最后確定評定單元的各個等別，耕地質量等別評定流程見圖1。

圖1 耕地質量等別評定流程圖

3 耕地質量等別評定

3.1 評定單元及其標準耕作制度和3級指標區(qū)的確定

3.1.1 評定單元的確定

通過ArcGIS空間分析，將土地整治項目區(qū)范圍線與該縣年度土地變更調查的“地類圖斑”數據相疊加，提取項目區(qū)內及與之相交的耕地圖斑；通過人工判讀的方式，判斷與項目區(qū)范圍相交的耕地圖斑是否為項目區(qū)，屬項目區(qū)范圍的，納入評定單元，否則不納入；最終確定評定單元。

3.1.2 評定單元標準耕作制度的確定

用南方CASS軟件打開土地整治項目竣工圖，編輯地類符號。在評定單元上，加載有地類符號的土地整治項目竣工圖，初步確定其地類名稱。根據國家下發(fā)的各縣（市、區(qū)）標準耕作制度、指定作物表，結合初步確定的地類名稱，確定其耕作制度。通過查看指定作物表，發(fā)現相同的地類在不同縣（市、區(qū)）可以耕作不同的作物，因而嚴格按照表中的規(guī)定，確定其標準耕作制度。

3.1.3 評定單元3級指標區(qū)的確定

根據國家劃分的3級指標區(qū)，該縣有丘陵山地區(qū)和山間盆地區(qū)。丘陵山地區(qū)是指地表高低起伏、海拔大于200 m，相對高度較大的區(qū)域，主要包括高丘、低山、中山等。山間盆地區(qū)指散布于全省丘陵山地間，底部較平坦，面積在50 hm2以上、坡度小于8°的盆地區(qū)域。根據土地整治竣工圖上的高程點生成等高線，再導入ArcGIS建立TIN，構建DEM模型，確定評定單元的3 級指標區(qū)。

3.2 影響因素值的確定

3.2.1 內業(yè)初步確定

內業(yè)初步確定的影響因素有田間道路通達度、海拔和地形坡度。田間道路分為生產道路和田間道路[6]。運用ArcGIS打開縣級年度土地變更調查成果數據庫中地類圖斑的道路層和線狀地物的農村道路層，作緩沖區(qū)分析，獲取各評定單元圖斑的田間道路通達度。通過將竣工圖中的高程注記點轉成ArcGIS中的點，并運用ArcGIS中的空間相交分析，獲取各評定單元的海拔值。將高程點生成等高線，構建DEM，從而計算地形坡度。

3.2.2 外業(yè)復核和補充調查

1）表層土壤質地、土壤有機質含量、剖面構型和有效土層厚度的確定。土地整治項目的范圍通常較大（50～320 hm2），因此對各評定單元均進行復核和調查的工作量很大，一般選取具有代表性的評定單元去復核和補充調查。表層土壤質地、土壤有機質含量、剖面構型和有效土層厚度的確定，以項目區(qū)為單位，按耕地類型（水田、水澆地、旱地）分類采樣；針對每種耕地類型范圍大小，設置3～5個樣點，最終測定土樣由各樣點土樣混合而成，并拍攝剖面照片進行存檔。

2）灌溉保證率、排水條件的確定。耕地的3級地類主要是根據其灌溉、排水、保水等方面進行認定。水田和旱地相比，自然屬性有“先天性”優(yōu)勢；但耕地的自然等別評定與耕作作物有很大的關系。例如，在自然質量分相同的情況下，不同的耕作作物會有不同的自然指數，尤其是稻谷和甘薯，大約相差3個等別。因而在灌溉保證率和排水條件打分上，要根據其耕作作物進行判斷，如種植甘薯的旱地，按照滿足甘薯的灌溉、排水來評定，種植水稻的水田，按照滿足水稻的灌溉、排水來評定。

3）田間道路通達度、海拔、地形坡度的外業(yè)復核。在外業(yè)調查中，對內業(yè)初步確定的田間道路通達度、海拔、地形坡度等進行外業(yè)實地復核，達到嚴格按照實地獲取影響因素值的要求。耕地質量等別評定的各因素值來源詳見表2。

3.3 自然質量分的計算及各等別的確定

不同耕作作物的影響因素權重、光溫指數和產量比系數等是不同的，因而要根據評定單元的耕作制度，先計算評定單元耕作作物的自然質量分和等指數，如早稻自然質量分、晚稻自然質量分、早稻自然等指數、晚稻利用等指數等；再將各耕作作物的自然質量分和等值數相加就是評定單元的自然質量分和等指數。

3.3.1 耕作作物的自然質量分計算

各評定單元按照其所在的3級指標區(qū)，根據其權重表（表1），采用加權平均法計算其評定單元耕作作物的自然質量分[7-8]：

表2 影響因素屬性值來源

式中，CLij為評定單元耕作作物的耕地自然質量分；i為評定單元編號；j是耕作作物編號；k是影響因素編號；m是影響因素的數目；fijk為第i個評定單元內第j種耕作作物第k個影響因素的分值，取值為0～100；wk為第k個影響因素的權重。

3.3.2 各種耕作作物等指數的計算

首先，將評定單元的自然質量分與其耕作作物的產量比系數、氣候生產潛力指數（或光溫生產潛力指數）相乘，得到評定單元耕作作物的自然等指數；然后，將此值和土地利用系數相乘，得到該評定單元耕作作物的利用等指數；最后，將利用等指數和土地經濟系數相乘得到該評定單元耕作作物的經濟等指數。

3.3.3 評定單元的自然質量分、各等指數和等別的確定

1）評定單元的自然質量分和各等指數的計算。將評定單元種植的各種耕作作物的自然質量分和等指數相加就是評定單元的自然質量分和等指數。

2）評定單元各等別的確定。根據各等指數與等別的對應關系，使用ArcGIS字段計算器，采用VBA語言建立一個Switch函數來表達這種對應關系。這種方法可以快速批量地根據各等指數確定其等別。

4 實例應用與結果分析

4.1 實例應用

采用本文的評定方法，對該縣的舊村復墾項目和土地整理項目進行評定。舊村復墾項目是對破舊、災害等房屋進行復墾：先對表層土壤進行客土，作耕作層和保水層；再構建灌溉、排水設施，保證耕地的灌排條件。這些房屋大部分處于偏遠的山區(qū)，各方面的因素值相對較低。大部分的破舊房屋復墾成旱地，只能種植甘薯；少部分才能復墾成一般的水田，種植稻谷。因此在舊村復墾項目中，自然質量等別分布在8～12等，主要集中在10等；利用等別和經濟等別的分布類似，分布在9～13等，主要集中在12等。土地整理項目是對大片耕地進行整理規(guī)劃：首先對原有的耕地進行平整，降低耕地的坡度；再配備農田水利設施，保證耕地的灌溉排水條件；最后擴建和增添生產道路和田間道路，形成了四通八達的田間交通網，為農業(yè)生產生活提供了便利，提高了生產效率。因此，大部分的耕地在原有的等別上提升了一個等別，少部分能提升兩個等別。在土地整理項目中，自然質量等別分布在6～9等，主要集中在7等；利用等別和經濟等別分布類似，主要與耕地的土地利用系數和經濟系數相關，分布在7～10等，主要集中在9等。

4.2 結果分析

本文以該縣的耕地質量等別補充完善成果和第二次土地調查數據庫為基礎，綜合使用ArcGIS、CASS軟件，結合實地考察、取樣點化驗和挖土坑取剖面判斷有效土層厚度，有效準確地計算了耕地的自然等指數、利用等指數和經濟等指數。將耕地的土壤特性、田間道路通達度和坡度等條件結合起來，在耕地質量等別評定時綜合考慮土地整治工程特點，以期為全國開展的土地整治項目內耕地的質量等別評定以及將要開展的耕地質量監(jiān)測提供參考和幫助。其普遍性和合理性，還要在今后的研究和實踐中不斷探索和驗證。

[1] GB/T 28407-2012.農用地質量分等規(guī)程[S].

[2] 廖麗君,魏巍,鄭宏剛,等.縣級農用地質量分等成果年度更新方法研究[J].中國農業(yè)資源與區(qū)劃,2015,36(1)：56-62

[3] 沈仁芳,陳美軍,孔祥斌,等.耕地質量的概念和評價與管理對策[J].土壤學報,2012,49(6)：1 210-1 217

[4] 袁天鳳,張孝成,邱道持,等.基于GIS的重慶市丘陵山地耕地質量評價與比較[J].農業(yè)工程學報,2007,23(11)：101-107 [5] 吳茗華,胡月明,黎誠. 基于耕地質量等級監(jiān)測的縣級農用地分等更新研究：以化州市為例[J].廣東農業(yè)科學,2012,39(7)：213-217

[6] 王慧敏.閩北耕地整理前后的質量變化研究：以建甌市為例[D].福州：福建農林大學,2014

[7] 周曉偉,張巧艷.縣級農用地分等成果更新方法的研究[J].測繪工程,2011,20(6)：76-78

[8] 奉婷,張鳳榮,李燦,等.基于耕地質量綜合評價的縣域基本農田空間布局[J].農業(yè)工程學報,2014,30(1)：200-210,293

P208

：B

：1672-4623（2016）11-0066-03

10.3969/j.issn.1672-4623.2016.11.024

石小龍，碩士，研究方向為地理信息工程、土地規(guī)劃、耕地質量等別評定。

2015-06-15。