我國中部糧食主產(chǎn)區(qū)耕地質(zhì)量等別限制因素及提升對策

董莉莉 吳克寧++魏洪斌 趙華甫

摘要：以我國中部典型縣域為例，探討耕地質(zhì)量等別分布特征，系統(tǒng)分析區(qū)域耕地質(zhì)量等別限制因素，提出不同區(qū)域耕地質(zhì)量的提升對策。以縣域農(nóng)用地分等更新成果為研究對象，通過ArcGIS疊加分析與數(shù)據(jù)統(tǒng)計，綜合對比分析耕地質(zhì)量等別與不同分等因素的關系與規(guī)律。研究結(jié)果表明，5個典型縣域耕地質(zhì)量等別總體較高，以中、高等地為主，有少量優(yōu)等地分布，各區(qū)域耕地質(zhì)量存在共性的自然和利用限制因素，也存在特有的限制因素，土地整治應因地制宜提升耕地質(zhì)量。這說明開展耕地質(zhì)量保護與提升工程建設，既要改良耕地質(zhì)量共性限制因素，更要著眼于不同區(qū)域的特有限制因素，制定區(qū)域差別化的耕地質(zhì)量提升對策。

關鍵詞：農(nóng)用地分等；耕地質(zhì)量；限制因素；提升策略；典型縣域

中圖分類號： F323.211文獻標志碼： A

文章編號：1002-1302（2016）12-0419-06

收稿日期：2015-10-20

基金項目：國土資源部公益性行業(yè)科研專項（編號：201511082-2）。

作者簡介：董莉莉（1979—），女，河南信陽人，博士研究生，主要從事土地評價與規(guī)劃研究。E-mail：dllcugb@126.com。

通信作者：吳克寧，教授，博士生導師，主要從事土地評價與規(guī)劃研究。E-mail：knwu@sohu.com.cn。

我國實行最嚴格的耕地保護制度，耕地作為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的基本資料，其數(shù)量與質(zhì)量狀況影響糧食生產(chǎn)能力，對保障經(jīng)濟發(fā)展、維持社會穩(wěn)定具有決定性作用。當前我國的耕地保護工作已從單一的數(shù)量管理向數(shù)量、質(zhì)量、生態(tài)三位一體的管護轉(zhuǎn)變，而我國耕地質(zhì)量總體偏低，中低產(chǎn)田面積比重大，耕地質(zhì)量日益引起重視。2009年完成的農(nóng)用地分等定級工作，第一次實現(xiàn)耕地質(zhì)量全國可比，為推進耕地資源保護利用、保障農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與糧食安全發(fā)揮了重要作用。

我國耕地資源保護和國家糧食安全保障已上升為一個緊迫的重大戰(zhàn)略問題[1-3]。近年來，我國耕地質(zhì)量問題引起眾多學者關注，為科學量化耕地資源的數(shù)量、質(zhì)量和分布，充分認識耕地資源特點，相關學者依據(jù)農(nóng)用地分等成果及其應用，開展了大量相關研究工作。如從大區(qū)和省域?qū)用嫜芯扛刭Y源分布特征，司振中等研究了中國耕地資源的區(qū)域差異及保護問題[4]，關興良等研究了中國耕地變化的空間格局與重心曲線動態(tài)分析[5]，王洪波等研究了中國耕地等別分異特性及其對耕地保護的影響[6]，孔祥斌等研究了中國西部區(qū)耕地等別空間分布特征[7]；在省域尺度，相關學者對河北、江蘇、重慶耕地等別分布規(guī)律進行了研究[8-10]，國內(nèi)學者開展了耕地質(zhì)量等別的研究工作，在耕地產(chǎn)能分異[11-13]、耕地質(zhì)量變化[14-16]、耕地質(zhì)量評價[17-18]、耕地質(zhì)量監(jiān)測[19-23]、產(chǎn)能核算與提升潛力研究[24-27]及耕地質(zhì)量“占補平衡”[28-29]等方面開展了大量工作，并取得了一定的研究成果，為全面認識耕地質(zhì)量等別分布特征提供了理論依據(jù)。我國中東部地區(qū)承擔著社會經(jīng)濟發(fā)展與糧食安全保障的雙重任務，作為人口密集分布區(qū)，人地矛盾突出，是我國經(jīng)濟發(fā)展與糧食生產(chǎn)的主要集中區(qū)。中部地區(qū)由于受不同的自然氣候因素與社會經(jīng)濟條件影響，耕地質(zhì)量等別分布特征不同，其主要限制因素也具有區(qū)域差異性，系統(tǒng)研究中部典型縣域耕地質(zhì)量等別主導限制因素及提升策略具有重要現(xiàn)實意義。

[JP2]基于我國中部糧食主產(chǎn)區(qū)典型縣域耕地分等成果，選取黑龍江海倫市、吉林省農(nóng)安縣、河南省禹州市、湖北省公安縣、江西省吉安縣，分別代表東北區(qū)、黃淮海區(qū)、長江中下游區(qū)、江南區(qū)，通過ArcGIS進行數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計分析，對比5個典型縣域的耕地質(zhì)量等別特征，分布狀況以及耕地質(zhì)量等別限制因素的差異，提出不同區(qū)域耕地質(zhì)量等別提升的相應對策，以期為劃定耕地質(zhì)量保護與提升重點區(qū)域、開展土地整治與高標準農(nóng)田建設、制定差別化的耕地利用保護政策提供理論依據(jù)。

1數(shù)據(jù)來源與研究方法

采用的縣域農(nóng)用地分等數(shù)據(jù)來自各縣的2012年農(nóng)用地分等補充完善成果，以shape格式存儲于ArcGIS格式數(shù)據(jù)庫中。

利用ArcGIS軟件對5個典型縣域農(nóng)用地分等成果進行處理，以5個典型縣域耕地質(zhì)量國家級等別作為基礎數(shù)據(jù)，通過Agcgis空間統(tǒng)計分析、疊加分析以及綜合分析等數(shù)據(jù)處理方法，對比分析典型縣域耕地自然質(zhì)量等別、利用等別、經(jīng)濟等別分布特征，及與各分等因素如土壤類型、標準耕作制度、灌排條件、坡度及區(qū)域本底條件的相關關系及規(guī)律。根據(jù)國家對耕地質(zhì)量等別的統(tǒng)一劃分標準，將縣域國家級耕地質(zhì)量自然等別、利用等別、經(jīng)濟等別進行劃分，按照1～4等、5～8等、9～12等、13～15等劃分為優(yōu)等、高等、中等、低等4個類型。

本研究在計算區(qū)域內(nèi)耕地質(zhì)量平均等別時采用面積加權平均法[10]，首先統(tǒng)計出各等別耕地的總面積，然后進行各個等別耕地面積加權：

[JZ]Y=[SX（]∑[DD（]i[HT4.]maxi=i[HT4.]min[DD）]i×FiF總[SX）]。

式中：Y為耕地等別平均值；i為耕地等別；imin為耕地等別最小值；imax為耕地等別最大值；Fi為i等耕地面積（hm2）；F總為耕地總面積（hm2）。

2結(jié)果與分析

2.1耕地質(zhì)量等別特征綜合分析

2.1.1耕地自然質(zhì)量等別分布特征通過對比分析5個縣域耕地自然質(zhì)量等別，東北區(qū)的黑龍江海倫、吉林農(nóng)安耕地自然質(zhì)量等別范圍為9～11等、8～12等，平均自然質(zhì)量等別為10.1、9.4等，其中面積最大的為10、9等地，分別占耕地面積的65.6%、58.36%，耕地類型集中分布在中、高等地；黃淮海區(qū)的河南禹州耕地自然質(zhì)量等別范圍為6～10等，平均自然質(zhì)量等別為7.6等，其中面積最大的為7等地，占耕地面積的58.54%，耕地類型集中分布在中、高等地；長江中下游區(qū)的湖北公安耕地自然質(zhì)量等別范圍為2～7等，平均自然質(zhì)量等別為3.5等，其中面積最大的為3等，占耕地面積的47.54%，耕地類型集中分布在優(yōu)、高等地；江南區(qū)的江西吉安耕地自然質(zhì)量等別范圍為8～12等，平均自然質(zhì)量等別為9.1等，其中面積最大的為9等地，占耕地面積的59.98%，耕地類型集中分布在中、高等地（圖1、圖2）。

2.1.2耕地利用等別分布特征

通過對比分析5個縣域耕地利用等別，東北區(qū)的黑龍江海倫、吉林農(nóng)安耕地利用等別范圍為9～12等、8～12等，平均利用等別為10.3、9.4等，其中面積最[JP3]大的為10、9等地，分別占耕地面積的67.97%、44.94%，耕地類型集中分布在中、高等地；黃淮海區(qū)的河南禹州耕地利用等別范圍為7～11等，平均利用等別為8.0等，其中面積最大的為7等地，占耕地面積的47.77%， 耕地類型集中分布在中、高等地；長江中下游區(qū)的湖北公安耕地利用等別范圍為 [JP2]1～8等，平均利用等別為4.2等，其中面積最大的為4等，占耕地面積的33.41%，耕地類型集中分布在優(yōu)、高等地；江南區(qū)的江西吉安耕地利用等別范圍為4～11等，平均利用等別為7.0等，其中面積最大的為7等地，占耕地面積的3697%，耕地類型集中分布在中、高等地，僅有少量優(yōu)等地分布（圖3、圖4）。

2.1.3耕地經(jīng)濟等別分布特征

通過對比分析5個縣域耕地經(jīng)濟等別，東北區(qū)的黑龍江海倫、吉林農(nóng)安耕地經(jīng)濟等別范圍為9～12等、8～11等，平均經(jīng)濟等別為10.7、9.1等，其中面積最大的為11、9等地，分別占耕地面積的63.36%、46.94%，耕地類型集中分布在中、高等地；黃淮海區(qū)的河南禹州耕地經(jīng)濟等別范圍為5～10等，平均經(jīng)濟等別為7.2等，其中面積最大的為7等地，占耕地面積的36.07%，耕地類型集中分布在中、高等地；長江中下游區(qū)的湖北公安耕地經(jīng)濟等別范圍為2～5等，平均經(jīng)濟等別為3.0等，其中面積最大的為3等，占耕地面積的43.24%，耕地類型集中分布在優(yōu)、高等地；江南區(qū)的江西吉安耕地經(jīng)濟等別范圍為3～12等，平均經(jīng)濟等別為7.4等，其中面積最大的為7等地，占耕地面積的30.54%，耕地類型主要分布在中、高等地，優(yōu)等地所占比例較?。▓D5、圖6）。

通過對比分析可以看出，黑龍江海倫市、吉林農(nóng)安縣耕地質(zhì)量等別偏低，江西吉安縣、河南禹州市耕地質(zhì)量等別處于中等水平，湖北公安縣耕地質(zhì)量等別較高。根據(jù)全國耕地質(zhì)量等級調(diào)查與評定結(jié)果，全國農(nóng)用地平均利用等別為9.8等，與全國農(nóng)用地平均利用等別相比，除黑龍江海倫市耕地利用等別低于全國農(nóng)用地平均利用等別外，其余4個縣域耕地平均利用等別均高于全國農(nóng)用地平均利用等別。從耕地等別類型來看，5個典型縣域耕地以中、高等地為主，優(yōu)等地分布較少，無低等地分布，5個典型縣域耕地的自然質(zhì)量等別、利用等別、經(jīng)濟等別在分布范圍、各等別面積所占比例及平均等別方面均具有一定的差異性，5個典型縣域耕地自然質(zhì)量等別高低順序為：湖北公安>河南禹州>江西吉安>吉林農(nóng)安>黑龍江海倫；利用等別高低順序為：湖北公安>江西吉安>河南禹州>吉林農(nóng)安>黑龍江海倫；經(jīng)濟等別高低順序為：湖北公安>河南禹州>江西吉安>吉林農(nóng)安>黑龍江海倫。

2.2耕地質(zhì)量等別限制因素分析

依據(jù)《農(nóng)用地質(zhì)量分等規(guī)程》（GB/T 28407—2012）以及5個典型縣域所在的標準耕地制度一級指標區(qū)，從耕地的自然本底條件和建設條件方面，分別選取有效土層厚度、土壤pH值、土壤有機質(zhì)含量、障礙層距地表深度、巖石露頭度、坡度、表層土壤質(zhì)地、灌溉保證率、排水條件、土壤鹽漬化程度、灌溉水源、農(nóng)田林網(wǎng)化程度綜合分析不同標準耕作制度指標區(qū)內(nèi)5個典型縣域耕地質(zhì)量等別的關鍵限制因素。

2.2.1不同因素對耕地質(zhì)量的影響

通過對5個典型縣域耕地監(jiān)測樣點調(diào)查分析，不同因素對耕地質(zhì)量等別影響方式總體可分為2種：正相關因素和負相關因素。正相關因素是隨著指標值的增大耕地質(zhì)量也隨之提高，負相關因素則隨著指標值的增大耕地質(zhì)量反而降低。不同影響因素對耕地質(zhì)量等別的影響方式見表1。

2.2.2耕地自然條件限制因素

通過對5個典型縣域耕地質(zhì)量限制因素進行對比分析，不同典型縣域耕地質(zhì)量既有共性限制因素，也有特有限制因素，以典型縣域為代表的標準耕作制度區(qū)耕地質(zhì)量等別限制因素存在一定的差異性（表2）。

以黑龍江海倫市、吉林農(nóng)安縣為代表的東北區(qū)，屬于松嫩平原區(qū)二級指標區(qū)，有效土層厚度、土壤有機質(zhì)含量、土壤pH值、障礙層距地表深度、表層土壤質(zhì)地是影響耕地質(zhì)量等別的主要自然條件因素。東北區(qū)有效土層相對較厚，有機質(zhì)含量高，表層土壤質(zhì)地以壤土為主，土壤pH值適中，地形坡度較小，部分區(qū)域障礙層距地表較淺。

以河南禹州市為代表的黃淮海區(qū)，屬于豫西山地丘陵區(qū)二級指標區(qū)，有效土層厚度、土壤有機質(zhì)含量、土壤pH值、地形坡度、障礙層距地表深度是影響耕地質(zhì)量等別的主要自然條件因素，黃淮海區(qū)部分地區(qū)有效土層厚度較小，土壤有機質(zhì)含量偏低，表層土壤質(zhì)地以壤土和沙土為主，存在部分黏土。

以湖北公安縣為代表的長江中下游區(qū)，屬于沿江平原區(qū)二級指標區(qū)，有效土層厚度、土壤有機質(zhì)含量、土壤pH值、障礙層距地表深度及表層土壤質(zhì)地是影響耕地質(zhì)量等別的主要自然條件因素，長江中下游區(qū)自然本底條件較好，部分地區(qū)土壤有機質(zhì)含量偏低、土壤pH值偏酸性，不利于作物生長。

以江西吉安縣為代表的江南區(qū)，屬于西部山地丘陵區(qū)，有效土層厚度、土壤有機質(zhì)含量、土壤pH值、地形坡度、障礙層距地表深度、 表層土壤質(zhì)地是影響耕地質(zhì)量等別的主要自然

條件因素，部分地區(qū)有效土層厚度較薄，土壤有機質(zhì)含量較低、土壤pH值偏酸性，地形坡度較大，表層土壤質(zhì)地中沙土、黏土、礫質(zhì)土占有一定比例，影響作物生長。

總體來看，各區(qū)域耕地質(zhì)量等別限制因素不一，存在有效土層厚度限制因素的是東北區(qū)、江南區(qū)，存在土壤有機質(zhì)含量限制因素的是東北區(qū)、黃淮海區(qū)、長江中下游區(qū)、江南區(qū)，存在土壤pH值限制因素的是東北區(qū)、黃淮海區(qū)、長江中下游區(qū)、江南區(qū)，以地形坡度為限制因素的是黃淮海區(qū)、江南區(qū)，存在障礙層距地表深度限制因素的是東北區(qū)、黃淮海區(qū)、長江中下游區(qū)，存在表層土壤質(zhì)地限制因素的是黃淮海區(qū)、江南區(qū)。

2.2.3耕地利用條件限制因素

通過對5個典型縣域耕地利用條件進行統(tǒng)計與對比分析，典型縣域耕地利用條件限制因素也各不相同，不同標準耕作制度區(qū)的利用條件限制因素也具有差異性（表3）。

以黑龍江海倫市、吉林農(nóng)安縣為代表的東北區(qū)，耕地利用條件的主要限制因素是排水條件和鹽漬化程度，存在排水條件不健全或無排水條件的耕地，及輕度鹽漬化耕地。

以河南禹州市為代表的黃淮海區(qū)，耕地利用條件的主要限制因素是排水條件、灌溉保證率、鹽漬化程度及土壤侵蝕。部分區(qū)域灌溉保證率不足，達到充分滿足條件的耕地面積比重較小，甚至有的耕地無灌溉設施，排水體系也不健全，有輕度鹽漬化的耕地，成為縣域耕地質(zhì)量等別的主要限制因素。

以湖北公安縣為代表的長江中下游區(qū)，耕地利用質(zhì)量的主要限制因素是排水條件和灌溉保證率。耕地排水體系不健全，灌溉保證率不能充分滿足，甚至無灌溉設施，充分滿足灌溉條件的耕地面積較少，灌排條件成為此區(qū)域耕地利用條件的主要限制因素。

以江西吉安縣為代表的江南區(qū)，耕地利用質(zhì)量的主要限制因素是排水條件、灌溉保證率及田間道路通達度。此區(qū)域多為山地丘陵區(qū)，排灌設施不完善，排水條件不足，部分區(qū)域耕地無排水條件，灌溉保證率不能充分滿足，需進一步改善，田間道路通達度有待提高。

2.2.4耕地質(zhì)量等別限制因素

將上述縣域耕地自然條件及利用條件的耕地質(zhì)量等別限制因素進行匯總分析，將縣域內(nèi)存在的限制因素類型用“√”加以表示，以典型縣域為代表的各標準耕作制度分區(qū)的耕地質(zhì)量等別限制因素類型和數(shù)量不盡相同。從數(shù)量上來看，黃淮海區(qū)和江南區(qū)耕地質(zhì)量等別限制因素類型數(shù)量較多，數(shù)量可達6～7個，東北區(qū)及長江中下游區(qū)耕地質(zhì)量等別限制因素類型數(shù)量相對較少，只有4～5個；從耕地質(zhì)量等別限制類型上來看，土壤有機質(zhì)含量、土壤pH值是所有區(qū)域的共同限制因素，有效土層厚度是東北區(qū)、黃淮海區(qū)、江南區(qū)的主要限制因素，地形坡度是黃淮海區(qū)、江南區(qū)的主要限制因素，障礙層距地表深度是東北區(qū)、黃淮海區(qū)、長江中下游區(qū)的主要限制因素，表層土壤質(zhì)地是東北區(qū)、黃淮海區(qū)、江南區(qū)的主要限制因素，排水條件和灌溉保證率則是各區(qū)域的共同限制因素，鹽漬化程度則存在于東北區(qū)和黃淮海區(qū)，土壤侵蝕主要分布在東北區(qū)、黃淮海區(qū)、長江中下游區(qū)及江南區(qū)，東北區(qū)、黃淮海區(qū)的農(nóng)田林網(wǎng)化程度偏低（表4）。

2.3區(qū)域耕地質(zhì)量等別提升對策

土地整治作為當前耕地質(zhì)量保護和建設的重要方式，可以提高耕地質(zhì)量等別，優(yōu)化耕地利用結(jié)構(gòu)和布局。應結(jié)合當?shù)氐淖匀粭l件、資源稟賦、經(jīng)濟發(fā)展水平采取差異化的整治工程措施，明確土地整治的方向及建設重點，在保證生態(tài)安全的前提下，增加耕地數(shù)量，提升耕地質(zhì)量，從數(shù)量、質(zhì)量及生態(tài)3方面保護和建設耕地資源。針對不同區(qū)域耕地質(zhì)量等別的限制因素，提出差異化的質(zhì)量提升策略。

以黑龍江海倫市、吉林農(nóng)安縣為代表的東北區(qū)：平整土地，提高耕作層厚度，保持黑土耕作層厚度；實施保護性耕作，深耕深松耕作層，改良鹽堿土壤。提高土壤有機質(zhì)含量，防止土壤酸化。適當增加有效灌溉面積，完善灌排工程體系，提高灌溉保證率，改善農(nóng)田排水條件，改造平原低洼區(qū)排水設施；整修和新建田間道、生產(chǎn)路等附屬設施；新建、修復防護林帶，提高農(nóng)田防護控制率。

以河南禹州市為代表的黃淮海區(qū)：客土改良質(zhì)地過沙土壤。實現(xiàn)耕作田塊集中連片，提高耕作層有效土層厚度。實施秸稈還田，治理鹽堿、重金屬污染土地。保持土壤有機質(zhì)含量和土壤pH值。完善井渠結(jié)合灌溉體系，提高水資源利用率和灌溉保證率，改善田間排水條件。合理設計田間道路，提高田間道路通達度。新建、修復防護林帶，保護和改善農(nóng)田生態(tài)環(huán)境。

以湖北公安縣為代表的長江中下游區(qū)：保持有效耕作層厚度，因地制宜改良土壤偏酸、潛育化障礙，提高土壤有機質(zhì)含量，防止土壤酸化。完善農(nóng)田灌排設施，提高水稻區(qū)灌溉保證率和洪澇災害抵御能力。合理確定田間道路的密度和寬度，整修和新建田間道、生產(chǎn)路，新建、修復防護林帶，防止或減少污染，完善農(nóng)田防護控制率。

以江西吉安縣為代表的江南區(qū)：加大田塊梯田化率，開展水土保持、水源涵養(yǎng)的護路護溝等植被生態(tài)工程建設。建設秸稈還田和農(nóng)家肥積造設施，提高土壤有機質(zhì)含量，保持土壤pH值，防止土壤酸化。新建、改造灌區(qū)內(nèi)小型水庫、塘（堰）和泵站，提高灌溉供水保障和防洪能力；提高稻區(qū)、糖料蔗等優(yōu)勢產(chǎn)區(qū)灌溉保證率。整修和新建田間道、生產(chǎn)路，新建、修復防護林帶，提高農(nóng)田防護控制率。

3結(jié)論

通過對5個典型縣域耕地質(zhì)量等別進行綜合對比分析，除海倫市和農(nóng)安縣之外，其余3個縣域的平均等別均高于全國耕地平均等別，耕地等別類型以中、高等地為主，部分縣域有優(yōu)等地分布，所占耕地面積比重較小。從標準耕作制度分區(qū)來看，長江中下游區(qū)、江南區(qū)耕地質(zhì)量等別高于黃淮海區(qū)和東北區(qū)。典型縣域及所在的標準耕作制度分區(qū)耕地等別在集中范圍、各等別面積比例及平均等別方面均表現(xiàn)出一定的差異性。

以5個典型縣域所代表的標準耕作制度分區(qū)的耕地質(zhì)量等別限制因素，各區(qū)域耕地質(zhì)量等別限制因素具有一定的差異性，不同區(qū)域既有共性耕地質(zhì)量等別限制因素，也存在區(qū)域特有的耕地質(zhì)量等別限制因素，土壤有機質(zhì)含量與土壤pH值是各區(qū)域共同存在的自然限制因素，排水條件和灌溉保證率是各區(qū)域共同存在的利用限制因素，各區(qū)域耕地質(zhì)量等別同時存在特有的自然或利用限制因素。

針對5個典型縣域耕地質(zhì)量的分布特征與限制因素，應著眼于不同區(qū)域耕地質(zhì)量等別的限制因素類型，采取相應的耕地質(zhì)量保護與提升措施，在土地整治規(guī)劃設計時，將土地整治工程與不同限制因素類型相結(jié)合，制定不同區(qū)域的耕地質(zhì)量保護與整治提升策略。

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