基于生態(tài)生產(chǎn)生活視角的北方農(nóng)牧交錯區(qū)土地宜耕性評價

周 建，張鳳榮，徐 艷，邱孟龍

?

基于生態(tài)生產(chǎn)生活視角的北方農(nóng)牧交錯區(qū)土地宜耕性評價

周 建1，張鳳榮2，徐 艷2，邱孟龍1

（1. 陜西師范大學(xué)西北國土資源研究中心，西安 710119；2. 中國農(nóng)業(yè)大學(xué)土地科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，北京 100193）

北方農(nóng)牧交錯區(qū)是中國生態(tài)脆弱地區(qū)，土地荒漠化問題突出，土地利用是導(dǎo)致土地荒漠化的主要原因。生態(tài)文明建設(shè)背景下，研究該區(qū)域土地宜耕性對促進該地區(qū)生態(tài)環(huán)境保護和土地資源科學(xué)利用具有重要意義。該文以位于北方農(nóng)牧交錯區(qū)的科爾沁左翼后旗為例，基于生態(tài)、生產(chǎn)、生活的視角，構(gòu)建評價指標體系對土地宜耕性進行評價，表明，現(xiàn)狀耕地中不適宜耕作的耕地面積為15 996.87 hm2，占耕地總面積的5.339%，因生態(tài)、生產(chǎn)、生活因素使得耕地不適宜耕作的面積分別為7 519.23、9 337.23、6 039.99 hm2。建議在退耕還林工程中優(yōu)先對該部分耕地進行退耕。適宜耕作的草地面積為197 195.94 hm2，占草地總面積的32.18%，即有三分之一左右的草地可以開發(fā)利用為耕地。但是，從土壤適宜性和地形條件兩方面對適宜耕作的草地進行分析，揭示出適宜耕作的優(yōu)質(zhì)草地面積比例很小。為避免土地開發(fā)利用導(dǎo)致農(nóng)牧交錯區(qū)生態(tài)環(huán)境的破壞和荒漠化的擴張，建議在跨省域耕地占補平衡中應(yīng)當(dāng)優(yōu)先開發(fā)利用質(zhì)量較高的耕地后備資源，且需始終堅持國家統(tǒng)籌。

土地利用；生態(tài)；宜耕性評價；生產(chǎn)；生活；北方農(nóng)牧交錯區(qū)；科爾沁左翼后旗

0 引 言

北方農(nóng)牧交錯區(qū)是中國西部牧區(qū)與東部農(nóng)區(qū)之間的過渡區(qū)域，是中國重要的生態(tài)屏障。但是，由于脆弱的生態(tài)條件加之人類活動的干擾[1-2]，使得北方農(nóng)牧交錯區(qū)逐漸演變?yōu)樯鷳B(tài)危機區(qū)[3]。土地荒漠化是該區(qū)域最突出的生態(tài)環(huán)境問題[4-5]，廣種薄收的土地利用是導(dǎo)致土地荒漠化的主要原因[6-8]，阻止耕地、草地、林地的頻繁轉(zhuǎn)換是實現(xiàn)該區(qū)域生態(tài)恢復(fù)的關(guān)鍵[9]。然而，一方面北方農(nóng)牧交錯區(qū)通常被認為是中國耕地后備資源較為豐富的地區(qū)，補充耕地潛力較大[10-11]；另一方面相關(guān)研究表明該區(qū)域是中國不穩(wěn)定耕地主要分布的地區(qū)[12-13]。為此，在進行生態(tài)文明建設(shè)的背景下，急需對北方農(nóng)牧交錯區(qū)土地宜耕性進行評價研究，以回答該區(qū)域土地的宜耕狀況，為該區(qū)域生態(tài)環(huán)境保護和土地開發(fā)利用提供科學(xué)參考。

50至60年代，中國為開墾荒地資源開展了對荒地資源的綜合評價，產(chǎn)生了農(nóng)墾部荒地勘測設(shè)計院提出的四級分類評價體系和中國科學(xué)院自然資源綜合考察委員會提出的以土地生產(chǎn)力高低為依據(jù)的三級分類評價體系。80年代初，以土地開發(fā)為目的，以宜農(nóng)荒地的自然生產(chǎn)力高低及其生產(chǎn)性能、對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的適宜程度及其生產(chǎn)方向、對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的限制程度及其改造措施為原則，提出了全國宜農(nóng)荒地分類系統(tǒng)。1988－1990年，國家計劃委員會和國家土地管理局組織了全國待開發(fā)土地資源的調(diào)查評價。1990－1993年，全國農(nóng)業(yè)區(qū)劃委員會組織了“四荒”資源的調(diào)查評價。1997年各省（自治區(qū)、直轄市）為編制1997－2010年土地利用總體規(guī)劃進行了農(nóng)用地后備資源調(diào)查評價。在全國尺度耕地后備資源調(diào)查評價的基礎(chǔ)上，相關(guān)學(xué)者也對特定區(qū)域耕地后備資源的宜耕性進行了評價[14-16]。以上有關(guān)土地宜耕性的評價，主要以土地資源的開發(fā)和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)為目的，從氣候狀況、土壤條件、地形條件、水資源狀況等方面對耕地后備資源的宜耕性與限制性進行評價。

隨著社會經(jīng)濟發(fā)展和農(nóng)業(yè)比較收益的下降，耕地后備資源評價中的經(jīng)濟效益評價得到發(fā)展[17-18]。孟媛等從國家和農(nóng)戶2個層次對可持續(xù)土地利用的經(jīng)濟差異進行分析，指出在國家和農(nóng)戶2個層次上可持續(xù)土地利用是存在差異的[19]。隨著中國對生態(tài)環(huán)境的逐步重視和耕地后備資源過度開發(fā)產(chǎn)生的一系列生態(tài)環(huán)境問題，生態(tài)評價在耕地后備資源評價中受到越來越多的重視[20-24]。張鳳榮等對生態(tài)安全觀下耕地后備資源開發(fā)利用的評價指標體系進行了研究[25]。韋仕川等從生態(tài)、自然、經(jīng)濟的角度對黃河三角洲耕地后備資源的開發(fā)利用進行了評價并提出了7種開發(fā)利用模式[26-27]。2014－2016年，中國對耕地后備資源進行了新一輪的調(diào)查評價，在此評價過程中利用“是否能夠到達田塊”對耕作便利度進行定性表示。相關(guān)研究也對耕地后備資源的開發(fā)潛力進行分區(qū)研究，以更好地指導(dǎo)土地的開發(fā)利用[28-30]。

盡管，生產(chǎn)、生態(tài)、生活因素均已在耕地后備資源評價中得到了重視。但是，一方面，耕地后備資源的自然社會屬性具有明顯的區(qū)域差異，不同區(qū)域所需考慮的開發(fā)利用限制因素不同。北方農(nóng)牧交錯區(qū)最突出的生態(tài)環(huán)境問題為土地荒漠化，土地荒漠化主要是由于草地的開墾—撂荒—沙化—再開墾—再撂荒—嚴重沙化的廣種薄收的土地利用過程所導(dǎo)致的，土地宜耕性評價中防治土地荒漠化是首要考慮的生態(tài)問題。另一方面，以往耕地后備資源評價研究均以未利用地作為評價對象，并未考慮現(xiàn)狀耕地的宜耕性。然而，北方農(nóng)牧交錯區(qū)存在大量不穩(wěn)定耕地，不穩(wěn)定耕地表現(xiàn)為利用的不可持續(xù)，本質(zhì)上是產(chǎn)量的不可持續(xù)，不穩(wěn)定耕地是導(dǎo)致土地荒漠化重要的潛在因素，為防治土地荒漠化也急需對現(xiàn)狀耕地的宜耕性進行科學(xué)評價。第三，北方農(nóng)牧交錯區(qū)通常被認為是中國耕地后備資源比較豐富的區(qū)域，在中國進行生態(tài)文明建設(shè)和國家統(tǒng)籌耕地占補平衡背景下，需要對該區(qū)域耕地后備資源狀況進行科學(xué)定位。

為此，本文以位于北方農(nóng)牧交錯區(qū)的科爾沁左翼后旗為例，基于生態(tài)、生產(chǎn)、生活的角度，進行土地宜耕性評價研究，以為北方農(nóng)牧交錯區(qū)生態(tài)環(huán)境保護和土地資源合理開發(fā)利用提供科學(xué)參考。

1 研究區(qū)概況

科爾沁左翼后旗（科左后旗，121°30′ E～123°42′ E，42°40′ N～43°42′ N）位于內(nèi)蒙古自治區(qū)科爾沁沙地的東南部[9]，屬于北方農(nóng)牧交錯區(qū)，面積1.1×104km2，為溫帶大陸性季風(fēng)氣候，多年平均降水量415 mm，主要集中在6－8月份。年平均風(fēng)速3～4 m/s之間，且大風(fēng)天氣主要集中在冬、春季節(jié)。土壤類型以風(fēng)沙土為主[9]，占土壤總面積的68.9%，沙性土壤使土地易荒漠化。50年代末期和80年代末期，荒漠化土地面積占土地總面積的比例分別為22%和48%，土地荒漠化嚴重。中國已在該區(qū)域?qū)嵤┝巳狈雷o林、京津風(fēng)沙源治理、退耕還林等生態(tài)恢復(fù)工程，使得該區(qū)域生態(tài)環(huán)境有所改善。海拔在88.5～208.4 m之間，地形平緩，固定沙丘、半固定沙丘、流動沙丘相結(jié)合，坨甸相間分布是其主要的地貌特點。坨甸相間的地形使土壤水分垂直分異顯著。在坨甸地形下，農(nóng)民開發(fā)利用地形較高處的耕地，導(dǎo)致了土地荒漠化，阻礙了生態(tài)環(huán)境的恢復(fù)。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)為半農(nóng)半牧，耕地以旱地玉米為主，2016年全旗糧食作物播種面積1.89×105hm2，其中旱地玉米播種面積1.62×105hm2，占85.7%，牧業(yè)年度牲畜頭數(shù)304.29萬頭（只、口）。

2 數(shù)據(jù)來源與評價指標體系

2.1 數(shù)據(jù)來源

本文所用數(shù)據(jù)主要有科左后旗遙感影像及其解譯的土地利用/覆被數(shù)據(jù)、土地利用變更調(diào)查數(shù)據(jù)、土壤數(shù)據(jù)、DEM數(shù)據(jù)、自然保護區(qū)資料和實地調(diào)研資料。

科左后旗需要條帶號為030/119與030/120兩幅Landsat－8遙感影像才能被完全覆蓋，本文用到的030/120的遙感影像獲取時間為2013年9月12日，影像云量為0.02%；030/119的遙感影像的獲取時間為2013年7月3日和2013年9月5號，影像云量分別為11.53%和12.91%，采用2幅遙感影像相互補充以避免云對解譯結(jié)果造成影響。最后，根據(jù)3幅遙感影像獲得科左后旗2013年土地利用/覆被，土地利用/覆被類型為耕地、林地、草地、水域、沙地、建設(shè)用地[9]。

科左后旗植被在4月中旬開始生長，當(dāng)?shù)氐闹饕魑镉衩撞シN時間為5月初，每年的8、9月份植被生長較好。為避免云對植被覆蓋度計算產(chǎn)生影響，本文利用2013年9月12號條帶號為030/120的遙感影像和2014年9月8日條帶號為030/119的遙感影像（云量1.29%）在進行MNF變換的基礎(chǔ)上，依據(jù)像元二分模型計算植被覆蓋度。030/120與030/119遙感影像的NDVIsoil、NDVIveg分別為0.021 3、0.922 7與0.119 9、0.922 0。

2012年科左后旗土地利用變更調(diào)查數(shù)據(jù)用于計算耕地與村莊、耕地與道路的距離。土壤數(shù)據(jù)為科左后旗第二次土壤普查數(shù)據(jù)。科左后旗DEM數(shù)據(jù)來源于GDEMV2 30 m數(shù)據(jù)，據(jù)此計算微地形指數(shù)。利用ArcGIS軟件矢量化通遼市自然保護區(qū)圖以獲得科左后旗的自然保護區(qū)。2014年10月8日－2014年10月16日、2015年7月20日－2015年7月31日通過對科左后旗的實地調(diào)研，充分掌握了該區(qū)域土地利用、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等方面的詳細情況。

2.2 評價指標體系

2.2.1 生態(tài)維度

（1）植被覆蓋度

植被覆蓋度對防治土地荒漠化和提高土壤肥力均具有重要作用。一方面，植被覆蓋低的土地荒漠化嚴重，土地質(zhì)量低，宜耕性差；另一方面，科左后旗為典型草原分布區(qū)，該部分土地靠生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)力在減少人類活動干擾的情況下能夠恢復(fù)到植被覆蓋度較高的典型草原的狀態(tài)。植被覆蓋度高的土地，生態(tài)系統(tǒng)功能完善，具有良好的防風(fēng)固沙功能。開發(fā)利用覆蓋度高的土地是對生態(tài)恢復(fù)成效的破壞，阻礙生態(tài)環(huán)境的恢復(fù)。植被覆蓋度中等的土地，一方面土地質(zhì)量相對較好，另一方面通過土地開發(fā)利用并配套農(nóng)田防護林、土壤改良、節(jié)水灌溉等農(nóng)田基礎(chǔ)設(shè)施，實現(xiàn)土地開發(fā)后耕地的可持續(xù)利用，確保糧食的持續(xù)產(chǎn)出，以此阻斷開墾—撂荒—沙化—再開墾—再撂荒—嚴重沙化的惡性循環(huán)，就能夠?qū)崿F(xiàn)土地荒漠化的防治。因此，從保護生態(tài)環(huán)境與土地質(zhì)量的角度，植被覆蓋度高與植被覆蓋度低的土地均不適宜開發(fā)利用，植被覆蓋度中等的土地輔以耕地基礎(chǔ)設(shè)施配套可以開發(fā)利用為耕地。

當(dāng)植被覆蓋度小于10%時，土地沙化程度為極重度沙土，土地沙化分級為流動沙丘，土地荒漠化嚴重。當(dāng)植被覆蓋度大于等于50%時，土地沙化程度為輕度沙化土地，土地沙化分級為固定沙丘，開發(fā)利用固定沙丘極易導(dǎo)致沙丘的活化和荒漠化的擴張。因此，本文規(guī)定當(dāng)植被覆蓋度位于[10%，50%）時，可以開發(fā)利用為耕地。

“red”經(jīng)過不同認知心理空間的映射，產(chǎn)生了“危險信號”的喻義，但漢語缺少這種認知，若將源認知域直接移植到目的認知域，就會出現(xiàn)目的認知域的概念缺失。為了保持源語的認知經(jīng)驗，就需要為譯文增添認知價元的方式來彌補目的語中認知空間的缺失。

表1 土地沙化程度、土地沙化分級與植被覆蓋度關(guān)系[31]

（2）土地利用/覆被

本文遙感解譯的林地是植被茂盛的有林地，有林地植被覆蓋度高，防風(fēng)固沙效果好，開發(fā)利用林地是對生態(tài)環(huán)境的破壞。沙地是無植被覆蓋的裸露的沙，土地質(zhì)量差，且在避免人類活動干擾的情況下依靠生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)力能夠恢復(fù)到植被覆蓋度高的典型草原。植被覆蓋度低于10%的草地，土地荒漠化嚴重，土地質(zhì)量差且依靠生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)力能夠恢復(fù)到較好的狀態(tài)；植被覆蓋度大于50%的草地，土地為固定沙丘、輕度沙化土地，對其開發(fā)利用也會導(dǎo)致生態(tài)環(huán)境的破壞；植被覆蓋度為[10%，50%)的草地，土地為固定、半固定沙丘，中度、重度沙化土地，土地質(zhì)量中等，通過土地開發(fā)實現(xiàn)可持續(xù)利用反而是對生態(tài)環(huán)境的保護。因此，林地、沙地不適宜開發(fā)利用為耕地，植被覆蓋度位于[10%，50%）的草地可以開發(fā)利用為耕地。

（3）自然保護區(qū)

自然保護區(qū)具有維持區(qū)域生境和維護生物多樣性的重要作用，對區(qū)域生態(tài)安全具有重要意義，自然保護區(qū)土地的潛在生態(tài)價值遠大于其開發(fā)利用價值。因此，位于自然保護區(qū)內(nèi)的土地不適宜利用為耕地，自然保護區(qū)內(nèi)已經(jīng)利用為耕地的土地，應(yīng)當(dāng)逐步退耕，以保護生態(tài)環(huán)境?？谱蠛笃煊袊壹墶⒆灾螀^(qū)級、盟市級、旗縣級自然保護區(qū)共10個。

2.2.2 生產(chǎn)維度

（1）地形條件

盡管科左后旗高程起伏不大，但是坨甸相間的微地形是其主要的地貌特點（圖1），坨甸微地形使得水分垂直分異明顯且對土地生產(chǎn)能力有顯著影響。地形相對較低的區(qū)域水分條件較充分，適合作物和植被生長，土地質(zhì)量相對較高；地形相對越高的區(qū)域，水分條件相對越差，植被生長越困難，土地質(zhì)量越差。根據(jù)對科左后旗的實地調(diào)研，坨甸微地形較高處的耕地，作物在干旱年份減產(chǎn)甚至絕收，地表裸露，產(chǎn)生嚴重的土地荒漠化[13]。利用微地形指數(shù)對坨甸微地形進行表達（式1）。2013年耕地的微地形指數(shù)主要分布在[1.8，2.2)范圍內(nèi)（表2），占耕地總面積的99.45%，其中分布在[1.9，2.0)范圍內(nèi)的耕地面積最大，為169 773.12 hm2，占耕地總面積的56.69%。地形指數(shù)越大，水分條件越差，耕地面積越小。根據(jù)耕地的地形指數(shù)分布狀況，規(guī)定當(dāng)?shù)匦沃笖?shù)大于等于2.2時，土地不適宜利用為耕地。

式中EI為微地形指數(shù)；E為柵格高程；`E為格網(wǎng)的高程平均值，首先利用2 km×2 km的格網(wǎng)覆蓋整個科左后旗，然后，統(tǒng)計每個格網(wǎng)的高程平均值，某柵格微地形指數(shù)越小，表示該柵格在某一格網(wǎng)區(qū)域中地勢較低。

表2 2013年耕地微地形指數(shù)分布

土壤是土地利用的本底，土壤性質(zhì)在很大程度上決定了土地利用的方向。坨甸微地形下土壤垂直發(fā)生規(guī)律為[32]：風(fēng)沙土—草甸土—草甸堿土—草甸沼澤土—泥炭土（圖1）。

泥炭土和沼澤土均位于坨甸地形的低處，水分較多且土壤肥力高。草甸土是科左后旗面積最大的土壤類型，草甸土一般位于坨甸地形的中部，水分條件受降雨量的影響顯著，當(dāng)降雨量增多時，土壤水分含量顯著增加。2013年草甸土類型的耕地面積占耕地總面積的41.28%，所占耕地面積的比例最大。固定風(fēng)沙土與半固定風(fēng)沙土的植被覆蓋度較高，均具有一定的土壤肥力。固定風(fēng)沙土類型的耕地占耕地總面積的30.61%，半固定風(fēng)沙土類型的耕地占耕地總面積的14.28%。輕度堿土與中度堿土水分條件也相對較好，土壤鹽堿化程度對作物生長的影響較小。因此，泥炭土、沼澤土、草甸土、固定風(fēng)沙土、半固定風(fēng)沙土、輕度堿土、中度堿土是比較適宜利用為耕地的土壤類型。

流動風(fēng)沙土本質(zhì)上為沙，沒有土壤結(jié)構(gòu)，土壤肥力低下，流動風(fēng)沙土類型的耕地占耕地總面積的2.70%。重度堿土由于土壤鹽堿化嚴重對作物生長產(chǎn)生嚴重影響，且干旱半干旱地區(qū)無法提供充足的水對土壤進行洗鹽，重度堿土類型的耕地僅占耕地總面積的0.42%。因此，流動風(fēng)沙土和重度堿土的土地不適宜利用為耕地。

由于科左后旗土壤數(shù)據(jù)存在部分缺失[9]，將西部零星缺失的按照最近鄰法進行填補。參考中國1∶100萬土壤類型圖，科左后旗東部缺失部分的土壤亞類為潮土，同時該區(qū)域有東、西遼河流經(jīng)，水資源非常豐富，該區(qū)域也是科左后旗耕地分布的主要區(qū)域，規(guī)定科左后旗東部缺失部分的土壤適宜利用為耕地。

2.2.3 生活維度

生活維度主要體現(xiàn)耕地利用的方便程度，耕地利用的方便與否對耕地利用與管理具有重要影響。根據(jù)對科左后旗的實地調(diào)研，農(nóng)戶普遍表示，對于距離較遠的耕地，僅在播種與收獲時到達田間勞作2次，作物整個生長季均不再進行田間管理，耕地的利用與管理極其粗放，由于作物生長差地表裸露導(dǎo)致土地荒漠化的風(fēng)險加大。同時，由于沒有道路到達地塊，地塊的進入性差，農(nóng)業(yè)機械在沙地上隨意行駛，破壞了地表植被，導(dǎo)致了土地荒漠化。為此，利用耕作距離、地塊與道路距離表示耕地利用的方便程度。

（1）耕作距離

耕作距離利用地塊與村莊的直線距離進行表示。當(dāng)耕作距離小于100 m時，耕地面積占總面積的比例為47.35%（圖2）。隨著耕作距離的增加，耕地面積迅速下降。當(dāng)耕作距離大于3 200 m時，耕地面積所占比例均在0.05%以下，結(jié)合對科左后旗的實地調(diào)研，規(guī)定當(dāng)耕作距離大于3 200 m時，土地不適宜作為耕地利用。

圖2 2012年耕作距離分布

（2）地塊與道路距離

利用地塊與道路（公路與農(nóng)村道路）的直線距離表示地塊與道路距離。地塊與道路距離小于100 m的耕地面積占耕地總面積的94.93%，隨著距離變大，耕地面積呈現(xiàn)出迅速減少的趨勢（圖3）。根據(jù)地塊與道路距離的分布狀況，結(jié)合對科左后旗的實地調(diào)研，規(guī)定地塊與道路距離大于1 400 m時不適宜利用為耕地。

基于以上分析，生態(tài)方面，土地荒漠化是科左后旗最突出的生態(tài)環(huán)境問題，為此本文選擇了對土地荒漠化防治具有重要影響的植被覆蓋度、土地利用/覆被類型作為生態(tài)評價指標；同時自然保護區(qū)具有保護生物多樣性和維持區(qū)域生態(tài)安全的重要作用，因此也將自然保護區(qū)作為生態(tài)評價指標。生產(chǎn)方面，坨甸微地形是科左后旗主要的地形特點，微地形導(dǎo)致土壤水分地形分異明顯進而顯著影響作物產(chǎn)量，土壤性質(zhì)對土地宜耕性具有重要影響，所以選擇微地形指數(shù)、土壤類型兩個指標作為土地宜耕性生產(chǎn)方面的評價指標。生活方面，耕作距離、耕地與道路距離對農(nóng)戶耕作便利程度具有重要影響，選擇以上2個指標作為土地宜耕性生活方面的評價指標。在從生態(tài)、生產(chǎn)、生活三個維度構(gòu)建科左后旗土地宜耕性評價指標的基礎(chǔ)上，對現(xiàn)狀耕地按照自然保護區(qū)、土壤類型、地形指數(shù)、耕作距離、地塊與道路距離的順序進行逐層篩選評價；對草地按照植被覆蓋度、自然保護區(qū)、土壤類型、地形指數(shù)、耕作距離、地塊與道路距離進行逐層篩選評價。

圖3 2012年耕地與道路距離分布

3 結(jié)果與分析

3.1 現(xiàn)狀耕地宜耕性分析

科左后旗不適宜耕作的現(xiàn)狀耕地面積為15 996.87 hm2，占耕地總面積的5.339%（表3）。其中，因生態(tài)、生產(chǎn)、生活因素使耕地不適宜耕作的面積分別為7 519.23、9 337.23、6 039.99 hm2，占不適宜耕作的耕地總面積的比例分別為40.78%、32.84%、26.38%。就因素組合類型而言，共有生態(tài)、生產(chǎn)、生態(tài)生產(chǎn)、生態(tài)生活、生產(chǎn)生活、生態(tài)生產(chǎn)生活6種類型，其中因生態(tài)和生產(chǎn)因素導(dǎo)致現(xiàn)狀耕地不適宜耕作的面積較大，分別為6 499.35、8 299.89 hm2。不適宜耕作的現(xiàn)狀耕地在全旗均有分布（圖4）。

表3 現(xiàn)狀耕地不適宜耕作類型

3.2 非耕地宜耕性分析

2013年，科左后旗宜耕的草地面積為197 195.94 hm2，占草地總面積的32.18%，即有三分之一左右的草地可以開發(fā)利用為耕地。宜耕草地在全旗均有分布，其中在科左后旗的西部區(qū)域分布較多（圖5）。

圖4 不適宜耕作的現(xiàn)狀耕地空間分布Fig.4 Spatial distribution of cultivated land unsuitable for cultivation

圖5 宜耕草地與不宜耕草地空間分布

土壤屬性和地形條件對耕地利用的影響具有漸進性。除某些土壤類型不適宜開發(fā)利用為耕地外，其他類型土壤對耕地利用的適宜性存在由適宜到不適宜的漸變過程。除一定的地形條件外，地形狀況對耕地利用的影響也存在由適宜到不適宜的漸變過程。因此，依據(jù)土壤類型和地形條件對宜耕草地進行適宜性程度劃分。草甸土、沼澤土、泥炭土和東部區(qū)域土壤劃分為最適宜利用為耕地的土壤類型；固定風(fēng)沙土劃分為中度適宜利用為耕地的土壤類型；半固定風(fēng)沙土、輕度堿土、中度堿土劃分為輕度適宜利用為耕地的土壤類型。地形指數(shù)從[1.5，2.2）劃分為7個級別（表4）。

土壤為最適宜的宜耕草地面積26 058.42 hm2，占宜耕草地總面積的13.214%，土壤為中度適宜的宜耕草地面積34 347.78 hm2，占宜耕草地面積的17.418%，土壤為低度適宜的面積為136 789.74hm2占宜耕草地總面積的69.367%。表明，土壤為低度適宜的宜耕草地面積占絕大部分。地形指數(shù)為[1.5，1.6）、[1.6，1.7）、[1.7，1.8）、[1.8，1.9）的宜耕草地面積分別為0.18、0、8.1、277.29 hm2，占宜耕草地總面積的0、0、0.004%、0.141%。但是，地形指數(shù)為[1.9，2.0）、[2.0，2.1）、[2.1，2.2）的宜耕草地面積分別為82 389.24、112 996、1 525.05 hm2，占宜耕草地總面積的比例分別為41.780%、57.301%、0.773%。反映出宜耕草地主要分布在水分條件差的坨甸微地形較高處。從土壤適宜性和地形條件兩方面衡量，土壤適宜性為最適宜且地形指數(shù)在[1.5，1.9）的宜耕草地面積占宜耕草地總面積的比例僅為0.039%；土壤類型在中度適宜以上且地形指數(shù)在[1.5，1.9）的宜耕草地面積占宜耕草地總面積的比例僅為0.085%。因此，雖然科左后旗宜耕草地面積較大，但是，優(yōu)質(zhì)的宜耕草地面積比例很少。

圖6 宜耕草地的土壤適宜性與地形指數(shù)

Fig.6 Soil suitability and micro topography index of grass land suitable for cultivation

表4 宜耕草地的土壤適宜性等級與微地形指數(shù)等級

Table 4 Soil suitability grade and micro topography index grade of grass land suitable for cultivation hm2

土壤適宜性Soil suitability微地形指數(shù)Micro topography index [1.5，1.6)[1.6，1.7)[1.7，1.8)[1.8，1.9)[1.9，2.0)[2.0，2.1)[2.1，2.2) 最適宜Most suitable0.1802.2575.8712 762.6313 040.19177.30 中度適宜Moderate suitable001.9888.1112 316.2321 037.86903.60 低度適宜Low suitable003.87113.3157 310.3878 918.03444.15

4 結(jié)論與討論

1）本文基于生態(tài)、生產(chǎn)、生活的視角，結(jié)合北方農(nóng)牧交錯區(qū)突出的生態(tài)環(huán)境問題，構(gòu)建評價指標體系對科左后旗土地宜耕性進行評價，表明，現(xiàn)狀耕地中不適宜耕作的耕地面積為15 996.87 hm2，占耕地總面積的5.339%，因生態(tài)、生產(chǎn)、生活因素使得耕地不適宜耕作的面積分別為7 519.23、9 337.23、6 039.99 hm2，占不適宜耕作的耕地總面積的比例分別為40.78%、32.84%、26.38%，現(xiàn)狀耕地不適宜耕作的共有生態(tài)、生產(chǎn)、生態(tài)生產(chǎn)、生態(tài)生活、生產(chǎn)生活、生態(tài)生產(chǎn)生活6種因素組合類型。建議在退耕還林中優(yōu)先對該部分耕地進行退耕，以恢復(fù)北方農(nóng)牧交錯區(qū)的生態(tài)環(huán)境。

2）對非耕地的宜耕性評價反映出宜耕的草地面積為197 195.94 hm2，占科左后旗草地總面積的32.18%，即有三分之一左右的草地可以開發(fā)利用為耕地。但是，從土壤適宜性和地形條件兩方面對宜耕草地進行衡量，揭示出宜耕的優(yōu)質(zhì)草地面積比例很小。

北方農(nóng)牧交錯區(qū)通常被認為是中國耕地后備資源較為豐富的區(qū)域，補充耕地的潛力較大。當(dāng)前，我國正在實施跨省域補充耕地。2017年1月9日《中共中央國務(wù)院關(guān)于加強耕地保護和改進占補平衡的意見》中指出耕地占補平衡“以縣域自行平衡為主、省域內(nèi)調(diào)劑為輔、國家適度統(tǒng)籌為補充，落實補充耕地任務(wù)”。2018年3月10日《國務(wù)院辦公廳關(guān)于印發(fā)跨省域補充耕地國家統(tǒng)籌管理辦法和城鄉(xiāng)建設(shè)用地增減掛鉤節(jié)余指標跨省域調(diào)劑管理辦法的通知（國辦發(fā)〔2018〕16號）》指出，跨省域補充耕地國家統(tǒng)籌是指“耕地后備資源嚴重匱乏的直轄市，占用耕地、新開墾耕地不足以補充所占耕地，或者資源環(huán)境條件嚴重約束、補充耕地能力嚴重不足的省，由于實施重大建設(shè)項目造成補充耕地缺口，經(jīng)國務(wù)院批準，在耕地后備資源豐富省份落實補充耕地任務(wù)的行為”。然而，本文從生態(tài)、生產(chǎn)、生活的角度對北方農(nóng)牧交錯區(qū)土地宜耕性進行評價，結(jié)果表明，盡管科左后旗宜耕的草地面積較大，但是優(yōu)質(zhì)的宜耕草地面積比例很小，為避免大量開發(fā)利用質(zhì)量低的宜耕草地導(dǎo)致生態(tài)環(huán)境的破壞和荒漠化的擴張，建議此后在跨省域補充耕地中應(yīng)首先開發(fā)利用質(zhì)量較高的耕地后備資源，且在此過程中需始終堅持國家統(tǒng)籌。

[1] Ge Xiaodong, Ni Jinren, Li Zhenshan, et al. Quantifying the synergistic effect of the precipitation and land use on sandy desertification at county level: A case study in Naiman Banner, northern China[J]. Journal of Environmental Management, 2013, 123: 34－41.

[2] Xu Duanyang, Li Chunlei, Song Xiao, et al. The dynamics of desertification in the farming-pastoral region of North China over the past 10 years and their relationship to climate change and human activity[J]. Catena, 2014, 123: 11－22.

[3] 趙松喬. 內(nèi)蒙古東、中部半干旱區(qū)：一個危急帶的環(huán)境變遷[J]. 干旱區(qū)資源與環(huán)境，1991，5(2)：1－9. Zhao Songqiao. The semi-arid region in east and middle zone of Inner Mongolia: Environment changes of a crisis region in ecology[J]. Journal of Arid Land Resources and Environment, 1991, 5(2): 1－9. (in Chinese with English abstract)

[4] 趙哈林，趙學(xué)勇，張銅會，等. 北方農(nóng)牧交錯帶的地理界定及其生態(tài)問題[J]. 地球科學(xué)進展，2002，17(5)：739－747. Zhao Halin, Zhao Xueyong, Zhang Tonghui, et al. Boundary line on agro-pasture zigzag zone in north China and its problems on eco-environment[J]. Advances in Earth Science, 2002, 17(5): 739－747. (in Chinese with English abstract)

[5] 趙哈林，張銅會，崔建垣，等. 近40a我國北方農(nóng)牧交錯區(qū)氣候變化及其與土地沙漠化的關(guān)系：以科爾沁沙地為例[J].中國沙漠，2000，20(S1)：2－7. Zhao Halin, Zhang Tonghui, Cui Jianyuan, et al. Effect of climatic changes on environment and agriculture in the past 40 years in interlaced agro-pasturing areas of north China[J]. Journal of Desert Research, 2000, 20(S1): 2－7. (in Chinese with English abstract)

[6] Zhao Wenzhi, Xiao Honglang, Liu Zhimin, et al. Soil degradation and restoration as affected by land use change in the semiarid Bashang area, northern China[J]. Catena, 2005, 59(2): 173－186.

[7] Su Yongzhong, Zhao Halin, Zhang Tonghui, et al. Soil properties following cultivation and non-grazing of a semi-arid sandy grassland in northern China[J]. Soil & Tillage Research, 2004, 75(1): 27－36.

[8] 張鳳榮，宋乃平，李超，等. 農(nóng)牧交錯區(qū)的荒漠化防治與土地持續(xù)利用途徑探討[J]. 水土保持學(xué)報, 2003, 17(1)：19－22. Zhang Fengrong, Song Naiping, Li Chao, et al. Research on desertification and sustainable land use in cultivation and grazing integrated region[J]. Journal of Soil and Water Conservation, 2003, 17(1): 19－22. (in Chinese with English abstract)

[9] 周建，張鳳榮，徐艷，等. 基于降水量與土壤類型的北方農(nóng)牧交錯區(qū)土地利用格局及其變化研究：以科左后旗為例[J].地理研究，2017，29(7)：1519－1527. Zhou Jian, Zhang Fengrong, Xu Yan, et al. Analysis of land use/cover pattern and its changes in the agro-pastoral ecotone based on the precipitation and soil types: A case study of Horqin Left Rear Banner[J]. Geographical Research, 2017, 29(7): 1519－1527. (in Chinese with English abstract)

[10] Liu Jiyuan, Liu Mingliang, Zhuang Dafang, et al. Study on spatial pattern of land-use change in China during 1995–2000[J]. Science China Earth Sciences, 2003, 46(4): 373－384.

[11] 易玲，張增祥，汪瀟，等. 近30年中國主要耕地后備資源的時空變化[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報，2013，29(6)：1－12. Yi Ling, Zhang Zengxiang, Wang Xiao, et al. Spatial-temporal change of major reserve resources of cultivated land in China in recent 30 years[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2013, 29(6): 1－12. (in Chinese with English abstract)

[12] 趙愛棟，許實，曾薇，等. 干旱半干旱區(qū)不穩(wěn)定耕地分析及退耕可行性評估[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報，2016，32(17)：215－225. Zhao Ai'dong, Xu Shi, Zeng Wei, et al. Analysis of unstable farmland in arid and semi-arid regions and feasibility evaluation of its conversion[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2016, 32(17): 215－225. (in Chinese with English abstract)

[13] 周建，張鳳榮，徐艷，等. 基于不同降水年型玉米生長差異的半干旱沙區(qū)耕地穩(wěn)定性分類[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報，2018，34(5)：235－241. Zhou Jian, Zhang Fengrong, Xu Yan, et al. Stablility classification of cultivated land based on crop growth difference in different annual precipitation type in semi-arid and sandy land area[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2018, 34(5): 235－241. (in Chinese with English abstract)

[14] 袁磊，趙俊三，李紅波，等. 云南山區(qū)宜耕未利用地開發(fā)適宜性評價與潛力分區(qū)[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報，2013，29(16)：229－237. Yuan Lei, Zhao Junsan, Li Hongbo, et al. Exploitation suitability evaluation and potential area zoning for arable unused land in mountainous areas of Yunnan province[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2013, 29(16): 229－237. (in Chinese with English abstract)

[15] 王筱明，閆弘文，卞正富. 基于適宜性的濟南市宜耕未利用地開發(fā)潛力評估[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報，2010，26(2)：307－312. Wang Xiaoming, Yan Hongwen, Bian Zhengfu. Exploitation potential of unutilized land suitable for cultivated land based on its suitability in Ji’nan City[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2010, 26(2): 307－312. (in Chinese with English abstract)

[16] 馮菲，霍晶，門明新，等. 懷來縣未利用地多目標開發(fā)適宜性研究[J]. 土壤通報，2016，47(3)：564－572. Feng Fei, Huo Jing, Men Mingxin, et al. Multi-suitability evaluation for unutilized land of Huailai County[J]. Chinese Journal of Soil Science, 2016, 47(3): 564－572. (in Chinese with English abstract)

[17] 張迪，張鳳榮，安萍莉，等. 中國現(xiàn)階段后備耕地資源經(jīng)濟供給能力分析[J]. 資源科學(xué)，2004，26(5)： 46－52. Zhang Di, Zhang Fengrong, An Pingli, et al. Potential economic supply of uncultivated arable land in China[J]. Resource Science, 2004, 26(5): 46－52. (in Chinese with English abstract)

[18] 張鳳榮，張迪，安萍莉. 我國耕地后備資源供給量：從經(jīng)濟適宜性角度分析[J]. 中國土地，2002(10)：15－18.

[19] 孟媛，張鳳榮，姜廣輝. 國家和農(nóng)戶層次上土地利用可持續(xù)性的經(jīng)濟學(xué)差異分析[J]. 資源科學(xué)，2007，29(6)：170－175. Meng Yuan, Zhang Fengrong, Jiang Guanghui. Analyzing economically variations of sustainability of land use at national level and household level[J]. Resource Science, 2007, 29(6): 170－175. (in Chinese with English abstract)

[20] 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(xué)報，2010，26(12)：304－310. Guan Xiaoke, Zhang Fengrong, Li Le, et al. Suitability evaluation of reserve resources of cultivated land development in Beijing[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2010, 26(12): 304－310. (in Chinese with English abstract)

[21] 何玲，閆慧慧，賈啟建，等. 黃驊市未利用地開發(fā)適宜性分區(qū)研究[J]. 中國生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報，2018，26(4)：604－615. He Ling, Yan Huihui, Jia Qijian, et al. Regionalization of suitable development of unutilized lands in Huanghua City[J]. Chinese Journal of Eco-Agriculture, 2018, 26(4): 604－615. (in Chinese with English abstract)

[22] 陳百明，張鳳榮. 中國土地可持續(xù)利用指標體系的理論與方法[J]. 自然資源學(xué)報，2001，16(3)：197－203. Chen Baiming, Zhang Fengrong. Theory and methodology for sustainable land use indicator system in China[J]. Journal of Natural Resources, 2001, 16(3): 197－203. (in Chinese with English abstract)

[23] 陳百明. 區(qū)域土地可持續(xù)利用指標體系框架的構(gòu)建與評價[J].地理科學(xué)進展，2002，21(3)：204－215. Chen Baiming. Design and evaluation of indicator system of regional land for sustainable use[J]. Progress in Geography, 2002, 21(3): 204－215. (in Chinese with English abstract)

[24] 傅伯杰，陳利頂，馬誠. 土地可持續(xù)利用評價的指標體系與方法[J]. 自然資源學(xué)報，1997，12(2)：113－118. Fu Bojie, Chen Liding, Ma Cheng. The index system and method of land sustainable use evaluation[J]. Journal of Natural Resources, 1997, 12(2): 113－118. (in Chinese with English abstract)

[25] 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(xué)，2009，23(9)：4－8. Zhang Fengrong, Guo Lina, Guan Xiaoke, 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. (in Chinese with English abstract)

[26] 韋仕川，劉勇，欒喬林，等. 基于生態(tài)安全的黃河三角洲未利用地開墾潛力評價[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報，2013，29(22)：244－251. Wei Shichuan, Liu Yong, Luan Qiaolin, et al. Evaluation on reclamation potential of unused land of the Yellow river delta based on ecological security[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2013, 29(22): 244－251. (in Chinese with English abstract)

[27] 韋仕川，吳次芳，楊楊. 黃河三角洲未利用地適宜性評價的資源開發(fā)模式：以山東省東營市為例[J]. 中國土地科學(xué)，2013，27(1)：55－60. Wei Shichuan, Wu Cifang, Yang Yang. The land development models in yellow river delta: Based on land suitability evaluation for unutilized land resources[J]. China Land Science, 2013, 27(1): 55－60. (in Chinese with English abstract)

[28] 曾慶敏，劉新平. 天山北坡經(jīng)濟帶宜耕未利用地開發(fā)潛力分區(qū)及評價：以新疆阜康市為例[J]. 中國生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報，2016，24(6)：819－828. Zeng Qingmin, Liu Xinping. Evaluation of potential of unused land exploitation in Northern Tianshan Mountain Economic Belt: A case study of Fukang City[J]. Chinese Journal of Eco-Agriculture, 2016, 24(6): 819－828. (in Chinese with English abstract)

[29] 李偉芳，俞騰，李加林，等. 海岸帶土地利用適宜性評價：以杭州灣南岸為例[J]. 地理研究，2015，34(4)：701－710. Li Weifang, Yu Teng, Li Jialin, et al. Suitability evaluation of land use in coastal zones: A case study in southern Hangzhou Bay[J]. Geographical Research. 2015, 34(4): 701－710. (in Chinese with English abstract)

[30] 葉達，吳克寧，劉霈珈. 基于正態(tài)云模型與熵權(quán)法的景泰縣耕地后備資源開發(fā)潛力評價[J]. 中國農(nóng)業(yè)資源與區(qū)劃，2016，37(6)：22－28. Ye Da, Wu Kening, Liu Peijia. Development potentiality evaluation of cultivated land reserve in Jingtai based on normal cloud and entropy weight[J]. Chinese Journal of Agricultural Resources and Regional Planning, 2016, 37(6): 22－28. (in Chinese with English abstract)

[31] 沙化土地監(jiān)測技術(shù)規(guī)程：GB/T 24255－2009[S].

[32] 文天晟. 半干旱沙區(qū)數(shù)字土壤制圖方法研究[D]. 北京：中國農(nóng)業(yè)大學(xué)，2016. Wen Tiansheng. A Method on Digital Soil Mapping Using ES-RS-GIS in Semi-arid Sandy Land[D]. Beijing: China Agricultural Uinversity, 2016. (in Chinese with English abstract)

Land cultivation suitability evaluation of agro-pastoral ecotone in northern China based on aspects of ecology, production and life

Zhou Jian1, Zhang Fengrong2, Xu Yan2, Qiu Menglong1

(1.,,710119,; 2.,,100193,)

Agro-pastoral ecotone in northern China is fragile in ecology. Desertification is the prominent eco-environmental problem which is mainly induced by unreasonable land use in this area. In the background of ecological civilization construction in China, it is significant to study land suitability for cultivation in the agro-pastoral ecotone in northern China to prompt ecological protection and scientific utilization of land resource. Taking Horqin Left Back Banner as a case study, from the aspects of ecology, production and life, this paper constructed the evaluation index system to evaluate land suitability for cultivation. The results showed that the unsuitable cultivation area in cultivated land in Horqin Left Back Banner was 15 996.87 hm2accounting for 5.339% of total cultivated land area. Owing to ecological, production and living factors, the unsuitable cultivation area of cultivated land were 7 519.23, 9 337.23 and 6 039.99 hm2and their proportions were 40.78%, 32.84% and 26.38%, respectively. There were 6 unsuitable cultivation types including ecology; production; ecology and production; ecology and life; production and life; ecology, production and life. We reckon that unsuitable cultivation land should be de-farmed firstly in Grain for Green Project. The grass land suitable for cultivation was 197 195.94 hm2accounting for 32.18% in total grass land area. Namely, about a third of the grass land could be reclaimed into cultivated land in Horqin Left Back Banner. However, it was found that the proportion of high quality grass land suitable for cultivation was very small from perspectives of soil suitability and topographic conditions. From the perspective of soil suitability, the most suitable, the moderate suitable and the low suitable were 26 058.42, 34 347.78, 136 789.74 hm2, accounting for 13.214%, 17.418%, 69.367% of the total grass land suitable for cultivation, respectively. From the perspective of topography condition, when the micro topography index were [1.5, 1.6), [1.6, 1.7), [1.7, 1.8) and [1.8, 1.9) ,the grass land areas were 0.18, 0, 8.1 and 277.29 hm2, accounting for 0, 0, 0.004% and 0.141% of the total grass land area suitable for cultivation, respectively. However, when the micro topography index were [1.9, 2.0), [2.0, 2.1), [2.1, 2.2), the grass land area were 82 389.24, 112 996 and 1 525.05 hm2respectively, accounting for 41.780%, 57.301% and 0.773% of the total grass land area suitable for cultivation. From two aspects of soil suitability and topography condition, the grass land area proportion of soil suitability for most grade and micro topographic index for [1.5, 1.9) was only 0.039% to the total grass land area suitable for cultivation. And the grass land area proportion of soil suitability for most and moderate grade and micro topographic index for [1.5, 1.9) was only 0.085% to the total grass land area suitable for cultivation. In order to avoid the destruction of ecological environment and the expansion of desertification caused by the reclamation of low quality grass land, it is suggested that priority should be given to the high quality reserved cultivated land resource in reclamation and the national coordination should be maintained in cultivated land balance across provincial region.

land use; ecology; land suitability evaluation for cultivation; production; life; agro-pastoral ecotone in northern China; Horqin Left Back Banner

2018-09-27

2018-11-29

國家自然科學(xué)基金項目（41801067）；中央高?；究蒲袠I(yè)務(wù)費專項資金資助（GK201803085）

周 建，博士，助理研究員，主要從事鄉(xiāng)村土地利用、生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)研究。Email：jzhou@snnu.edu.cn

10.11975/j.issn.1002-6819.2019.06.031

K903

A

1002-6819(2019)-006-0253-08

周 建，張鳳榮，徐 艷，邱孟龍. 基于生態(tài)生產(chǎn)生活視角的北方農(nóng)牧交錯區(qū)土地宜耕性評價[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報，2019，35(6)：253－260. doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2019.06.031 http://www.tcsae.org

Zhou Jian, Zhang Fengrong, Xu Yan, Qiu Menglong. Land cultivation suitability evaluation of agro-pastoral ecotone in northern China based on aspects of ecology, production and life[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2019, 35(6): 253－260. (in Chinese with English abstract) doi：10.11975/j.issn.1002- 6819.2019.06.031 http://www.tcsae.org