滇池流域耕地質量等級的時空變化

梁志妹，童江云*，蘇 虹， 楊 偉， 錢 玲， 田云霞

(1.昆明市農業(yè)科學研究院 資源環(huán)境研究所，云南昆明 650118；2.昆明市農產品質量安全中心，云南昆明 650118)

0 引言

【研究意義】耕地質量是國家糧食安全、農產品質量安全和生態(tài)安全的保障[1-3]，是社會經濟持續(xù)發(fā)展的重要基礎[4-6]，了解耕地質量的數量和質量空間分布特征是保護和提升耕地質量的重要前提。滇池流域耕地面積19.92萬hm2，流域內人口密集，農業(yè)生產方式以粗放型為主，對耕地質量的影響較大。因此，對滇池流域耕地質量進行等級評價，了解滇池流域耕地質量等級時空分布特征具有重要意義?！厩叭搜芯窟M展】近年來，對滇池流域的研究主要集中在流域的土地利用方式對水環(huán)境的影響[7-9]、滇池流域土壤肥力和養(yǎng)分[10-11]、氮磷流失[12-15]等方面。鐘雄等[16]對滇池流域坡耕地土壤的氮磷流失效應進行研究，明確控制坡耕地氮、磷流失應綜合考慮多種因素；王啟名等[17]研究滇池流域土地利用變化圖譜的地形梯度效應；董茸茸等[18]利用3S技術研究滇池周邊土地利用對水環(huán)境的影響，并提出治理對策；譚海燕等[19]對滇池片區(qū)耕地土壤養(yǎng)分含量的空間分布及變化情況進行分析。在耕地質量評價研究方面，使用《耕地質量等級》國家標準進行耕地質量等級方面的評價研究較少，姚東恒等[20-21]使用國標分別對東北典型黑土區(qū)、干旱區(qū)的耕地質量等級評價進行研究?！狙芯壳腥朦c】目前，尚未有滇池流域耕地質量等級評價相關的研究。因此，以2008年和2018年的昆明市滇池流域耕地質量監(jiān)測數據構建滇池流域耕地質量數據庫，依據《耕地質量等級》國家標準，對滇池流域耕地質量進行等級評價，對比分析滇池流域耕地質量平均等級時空變化特征。【擬解決的關鍵問題】揭示滇池流域十年間耕地質量平均等級在數量和空間上的變化，為滇池流域耕地質量保護和提升提供決策支持。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

滇池流域位于昆明壩子中央，東經102°36′～102°47′，北緯24°40′～25°02′，地處長江、珠江和紅河三大水系分水嶺地帶，地形為北高南低的南北向狹長的山間盆地。耕地土壤類型共分為10個土類，17個亞類，49個土屬，105個土種。氣候為典型的高原季風氣候。研究涉及區(qū)域包括五華區(qū)、西山區(qū)、官渡區(qū)、盤龍區(qū)、呈貢區(qū)、晉寧區(qū)、嵩明縣和尋甸縣，共6區(qū)2縣。

1.2 數據來源

研究數據來源于昆明市農業(yè)科學研究院資源環(huán)境研究所2008年農業(yè)部測土配方施肥調查項目、2018年農業(yè)部耕地質量等級調查與評價項目及歷年耕地質量監(jiān)測的相關數據。其中，2008年滇池流域耕地質量等級調查評價面積為22.04萬hm2, 2018年滇池流域耕地質量等級調查評價面積為19.92萬hm2。

1.3 研究方法

采用特爾斐法和層次分析法計算評價指標權重和評價指標隸屬度，在此基礎上，依據《耕地質量等級》(GB/T33469-2016)采用累加法計算各管理單元的耕地質量綜合指數，使用等距法將昆明市滇池流域耕地質量等級由高到低依次劃分為1～10級。其中，1級地耕地質量最好，10級地耕地質量最差，1～3級為高等地，4～6級為中等地，7～10級為低等地。耕地質量綜合指數計算公式如下：

P=∑(Fi×Ci)

式中，P為耕地質量綜合指數，Fi為第i個評價指標的隸屬度，Ci為第i個評價指標的組合權重。

1.4 數據統(tǒng)計與處理

采用Excel 2010 對數據進行統(tǒng)計分析，采用ArcGIS 10.2對空間數據進行處理與制圖。

2 結果與分析

2.1 滇池流域耕地質量等級劃分

2.1.1 2008年滇池流域耕地質量等級

由表1可知，滇池流域耕地質量等級從1級到10級均有分布，集中分布在3～7級，面積為165 169.79 hm2，占總面積的74.93%(所占比例均超過10%)。其中5級地面積最大，為45 247.13 hm2，占比最大，達20.53%。1級、2級、8級、9級和10級所占比例較小，其中10級地面積最少，為3 445.09 hm2，占比為1.56%?？傮w看，2008年滇池流域耕地質量以中等級耕地為主，面積為105 049.50 hm2，占比為47.66%；高等級耕地和低等級耕地面積差異不大，面積分別為60 199.41 hm2和55 156.17 hm2，占比分別為27.32%和25.02%。

表 1 2008年和2018年昆明市滇池流域不同耕地質量等級的面積及比例

2.1.2 2018年滇池流域耕地質量等級

由表1可知，滇池流域耕地質量等級從1級到10級均有分布，集中分布在1～6級，面積為169 080.60 hm2，占總面積的84.89%(所占比例均超過10%)，且以3級、4級和5級居多，所占比例分別為17.18%、16.18%和16.44%；7級、8級、9級和10級所占比例較小，都在10%以下，且所占比例逐漸降低，分別為7.37%、3.66%、2.30%和1.77%(10級比例有所增加，來源于占補平衡補充耕地等)。總體看，2018年滇池流域耕地質量以中、高等級耕地為主；低等級耕地所占比例較小，占總面積的15.10%。

2.1.3 2008—2018年滇池流域耕地質量等級變化 2008年滇池流域耕地質量平均等級為4.92級，2018年滇池流域耕地質量平均等級為4.23級，比2008年提升0.69級。表明，經過10年改造，滇池流域耕地質量有所改善，耕地質量等級有所提高，土壤肥力和土壤生態(tài)環(huán)境朝著好的方向發(fā)展。

2.1.4 2008—2018年滇池流域耕地質量等級數量變化 從表2可知，2008年-2018年滇池流域耕地質量等級變化較大，高等級耕地所占比例有較大幅度提升，由2008年的27.32%升至2018年的40.87%，提升13.55百分點；中等級耕地所占比例變化不大，略有下降，由2008年的47.66%降至2018年的44.03%，下降3.63百分點；低等級耕地所占比例有所下降，由2008年的25.02%降至2018年的15.1%，下降9.92百分點。說明滇池流域耕地質量等級結構發(fā)生了變化，由2008年的以中等級耕地為主轉變?yōu)?018年的以中、高等級地為主。

表 2 2008年和2018年昆明市滇池流域不同質量等級的耕地面積及比例

2.2 滇池流域耕地質量等級的空間分布

2.2.1 2008年滇池流域耕地質量等級空間分布 從表3可見，2008年高等級耕地主要分布在尋甸縣和嵩明縣，尋甸縣高等級耕地面積為14 402.79 hm2，占滇池流域耕地總面積的65.35%；嵩明縣高等級耕地面積為11 126.37 hm2，占滇池流域耕地總面積的50.48%。中等級耕地主要分布在尋甸縣、嵩明縣和晉寧區(qū)，尋甸縣中等級耕地面積為43 901.98 hm2，占滇池流域耕地總面積的19.92%；嵩明縣中等級耕地面積為23 381.7 hm2，占滇池流域耕地總面積的10.61%；晉寧區(qū)中等級耕地面積為15 534.54 hm2，占滇池流域耕地總面積的7.05%。低等級耕地主要分布在尋甸縣，面積為44 889.38 hm2，占滇池流域耕地總面積的20.37%。

表 3 2008年和2018年滇池流域不同縣區(qū)各質量等級耕地的面積

2.2.2 2018年滇池流域耕地質量等級空間分布 2018年高等級耕地主要分布在尋甸縣和嵩明縣，尋甸縣的高等級耕地面積為22 297.38 hm2，占滇池流域耕地總面積的11.20%；嵩明縣高等級耕地面積為20 717.26 hm2，占滇池流域耕地總面積的10.40%。中等級耕地主要分布在尋甸縣、嵩明縣和晉寧區(qū)，尋甸縣中等級耕地面積為51 600.29 hm2，占滇池流域耕地總面積的25.91%；嵩明縣中等級耕地面積為15 433.13 hm2，占滇池流域耕地總面積的7.75%；晉寧區(qū)中等級耕地面積為13 694.1 hm2，占滇池流域耕地總面積的6.88%。低等級耕地主要分布在尋甸縣，面積為27 432.51 hm2，占滇池流域耕地總面積的13.77%(表3)。

2.2.3 2008—2018年滇池流域耕地質量等級空間變化 滇池流域耕地質量等級空間分布2018年和2008年變化不大，高等級耕地均主要分布在尋甸縣和嵩明縣，中等級耕地均主要分布在尋甸縣、嵩明縣和晉寧區(qū)，低等級耕地均主要分布在尋甸縣。高、中、低等級耕地10年間空間分布變化小，主要是受地形地貌影響，耕地集中分布在耕地面積較大的壩區(qū)。

2.2.4 滇池流域耕地質量等級縣域分布變化 從表4可知，2008年滇池流域各縣區(qū)平均耕地質量等級呈貢區(qū)>官渡區(qū)>西山區(qū)>五華區(qū)>盤龍區(qū)>晉寧區(qū)>嵩明縣>尋甸縣。2018年滇池流域各縣區(qū)平均耕地質量等級呈貢區(qū)>西山區(qū)>五華區(qū)>官渡區(qū)>盤龍區(qū)>嵩明縣>晉寧區(qū)>尋甸縣。十年間，平均耕地質量等級提升幅度最大的是五華區(qū)，由2008年的3.81級提升至2.31級，提升1.5級；其次為西山區(qū)，由3.52級提升至2.11級，提升1.41級；呈貢區(qū)、盤龍區(qū)和嵩明區(qū)的平均耕地質量等級提升幅度也較大，分別提升1.16級、1.07級和1.07級；尋甸縣、晉寧區(qū)和官渡區(qū)平均耕地質量等級提升幅度相對較小，分別為0.67級、0.44級和0.38級。由此可見，10年間滇池流域各縣區(qū)的平均耕地質量等級均有所提升，耕地質量明顯改善。

表 4 滇池流域各縣區(qū)的耕地質量等級

3 討論

近10年來，國家及云南省、昆明市等各級政府采取各項措施保護滇池，對滇池流域的耕地進行保護和提升，但是滇池流域的耕地質量現狀與之前對比發(fā)生了變化，目前尚未有明確的研究，本研究正好彌補了此方面的空白。研究使用《耕地質量等級》(GB/T33469-2016)國家標準，構建不同年份滇池流域耕地質量評價指標體系，評價指標的選取和構成更為規(guī)范，為指標權重和隸屬度的計算打下了堅實基礎，評價結果更為嚴謹、客觀。研究在評價過程中使用的數據分別為2008年和2018年數據，在10年間，滇池流域的耕地面積發(fā)生變化，由2008年的220 405.08 hm2變化為2018年的199 154.19 hm2，為使評價結果更接近實際，在評價的過程中沒有將2個年份的耕地面積調整為相同面積，而是使用相同的評價指標和評價技術進行評價，對評價出來的結果進行不同年份的比較，得出滇池流域耕地質量時空變化特征，使得評價結果更為客觀。研究同時對滇池流域的耕地質量進行了區(qū)域性及縣級評價，區(qū)域性評價和縣級評價在耕地質量等級數量和空間分布方面的變化表現出相同趨勢，進一步論證研究的客觀性和合理性。

4 結論

從地形部位、有效土層厚度、有機質、耕層質地、土壤養(yǎng)分、生物多樣性、障礙因素、灌溉能力、排水能力、清潔程度、酸堿度和海拔等耕地質量指標對滇池流域進行研究，構建相同的指標體系分別對滇池流域2008年和2018年的采樣數據進行分析，對指標權重和隸屬度進行計算，分析同一區(qū)域不同年份平均耕地質量等級分布特征，并進行對比分析，得出如下結論： 1) 2008—2018年10年來，滇池流域耕地質量平均等級提升0.69級，耕地質量等級結構由2008年的以中等級耕地為主轉變?yōu)?018年的以中、高等級耕地為主。2) 滇池流域耕地質量各縣區(qū)平均等級均有所提升，提升幅度最大的是五華區(qū)，提升1.5級，提升幅度最小的是官渡區(qū)，提升0.38級。3) 滇池流域平均耕地質量等級空間分布無明顯變化，變化主要體現在各等級耕地面積和占比方面。