中部糧食主產(chǎn)區(qū)土地適宜性評價模型的構(gòu)建

刁海亭

摘 要：近些年來，我國經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展，取得的成就舉世矚目，但一些矛盾也隨之而來。經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展，人口規(guī)模日益龐大，經(jīng)濟(jì)增長與環(huán)境保護(hù)之間、人口增長與土地有限之間的矛盾越發(fā)尖銳。開展土地適宜性評價，不僅是提高土地利用率、合理利用土地的重要手段，也是合理調(diào)整農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)、科學(xué)制定土地利用規(guī)劃的重要依據(jù)。該文以土地適宜性評價的方法為依據(jù)，分析了中部糧食主產(chǎn)區(qū)的實際情況，設(shè)計出了適合中部糧食主產(chǎn)區(qū)的土地適宜性評價模型，為中部糧食主產(chǎn)區(qū)的土地利用和合理規(guī)劃提供科學(xué)依據(jù)。

關(guān)鍵詞：土地適宜性評價;中部糧食主產(chǎn)區(qū);評價模型

中圖分類號 F30 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 1007-7731（2022）08-0142-03

Land Suitability Assessment Model Building in the Central Major Grain-producing Areas

DIAO Haiting

（College of Information Science and Academic， Shandong Agricultural University， Taian 271018， China）

Abstract： Since the reform and opening up to now， the economic development of our country have made remarkable achievements， however some contradiction come out in company with the achievements. With the development of economy and the improvement of people's living standard， the population scale in an increasingly large， population and land， environmental protection and economic growth is very sharp contradiction between.Scientific land suitability assessment， development and rational utilization of land is the important basis of research， development and utilization of land and coordination of land， land resource protection， the basic method for sustainable development.Taking the land suitability assessment based on the basic principle， and combined with model in the actual situation of major grain-producing areas， designed for central major grain-producing areas of land suitability assessment model for the land management and planning， and provides scientific basis.

Key words： Land suitability assessment; The central major grain-producing areas; Evaluation model

1 引言

中國一直以來都是農(nóng)業(yè)和人口大國，隨著經(jīng)濟(jì)和社會的發(fā)展，日益龐大的人口規(guī)模與有限的耕地資源產(chǎn)生矛盾并不斷銳化。這一矛盾促使我們尋求更有效的方式以提高土地利用效率。開展土地適宜性評價是提高土地利用率的一個重要途徑。利用現(xiàn)有的技術(shù)及結(jié)合前人的經(jīng)驗，對我國的土地進(jìn)行適宜性評價，可以為人們規(guī)劃土地、整合土地資源、提高土地利用效率提供科學(xué)依據(jù)和理論指導(dǎo)。根據(jù)第7次全國人口普查數(shù)據(jù)，我國中部6省（包括河南、山西、江西、安徽、湖北、湖南），人口總數(shù)約3.65億，占全國的25.9%;土地總面積102.7萬km2，占全國的10.7%;耕地面積3083.35萬hm2，占全國的23.5%，中部的糧食播種面積占到全國的29.23%，而中部6省對我國的農(nóng)業(yè)GDP的貢獻(xiàn)率更是高達(dá)25.9%?；诖?，本研究將土地適宜性評價運用到中部糧食主產(chǎn)區(qū)，以期為提高該地區(qū)耕地利用效率和糧食產(chǎn)量提供科學(xué)依據(jù)[1]。

2 研究區(qū)概況

2.1 自然條件狀況 中部地區(qū)地處中國內(nèi)陸腹地，地理坐標(biāo)為北緯34°34′～30°08′，東經(jīng)108°47′～119°38′之間，連接南北東西、輻射八方。中部6省地形以山地、丘陵、平原為主，另外山西還有盆地、高原，地形起伏較大，大致成西高東低的走向。境內(nèi)最高點為華中第一峰湖北神農(nóng)頂，海拔3105m，而東部安徽境內(nèi)最低海拔不足10m。中部區(qū)域內(nèi)，太行山系、大別山系、秦嶺山系等大小山脈貫穿全境，其中山西和湖北、湖南兩省山區(qū)和丘陵的面積占總面積的67%以上。另外，中部因擁有中國四大水系資源及溫潤的氣候，常年的雨水沖刷，形成了鄱陽湖平原、洞庭湖平原、淮海平原等，非常有利于糧食的耕種。

2.2 社會經(jīng)濟(jì)狀況 中部6省人口眾多，經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)雄厚。糧食播種面積廣，是中國重要的商品糧基地;資源豐富，是中國重要的原材料和能源工業(yè)基地;交通便利，是中國重要的交通要地。中部地區(qū)已經(jīng)形成以煤炭、冶金、電力、化工、機(jī)械、紡織等為主的多門類工業(yè)體系。據(jù)統(tǒng)計，2020年末中部6省的GDP為222246億元，比2019年同比增長11.4%。6省中河南最高，為54997.07億元，居全國第5位;安徽增長最高，比2019年增長3.9%，居全國第4位。總體而言，隨著國家中部崛起策略的施行，中部的經(jīng)濟(jì)發(fā)展呈現(xiàn)一番欣欣向榮的景象。

3 土地適宜性評價方法

土地的適宜性評價就是要評定土地的適宜性情況，確定等級。土地適宜性評價方法眾多，國內(nèi)外許多學(xué)者進(jìn)行了大量的探索研究。綜合各類因素，筆者認(rèn)為可以將土地適宜性評價方法分為傳統(tǒng)的經(jīng)驗判斷法、經(jīng)典的數(shù)學(xué)評價方法以及與現(xiàn)代交叉學(xué)科相結(jié)合的方法3種。

3.1 經(jīng)驗判斷法 經(jīng)驗判斷法比較古老，也較早應(yīng)用在土地的適宜性評價過程中，當(dāng)前仍占有重要地位。它是由土地評價者根據(jù)多年的耕種經(jīng)驗以及作物的生長狀況來主觀評定土地適宜性程度的一種方法。

3.2 數(shù)學(xué)方法 如今，在土地適宜性評價中數(shù)學(xué)方法比較常用，主要是利用數(shù)理統(tǒng)計方法或其他數(shù)學(xué)模型來參與土地分等定級、評價工作，包括：土地評價因素因子選擇、因素因子權(quán)重確定、評價單元劃分、等級評定等。數(shù)學(xué)方法的本質(zhì)是建立土地因素與土地質(zhì)量狀況之間的數(shù)學(xué)關(guān)系，進(jìn)而對土地進(jìn)行分等定級與評價。通常采用定性分析與定量研究相結(jié)合來進(jìn)行。在土地適宜性評價中，下列幾種數(shù)學(xué)方法應(yīng)用相對較多：加權(quán)指數(shù)和法、回歸分析法、灰色關(guān)聯(lián)分析法、模糊綜合評價法、層次分析法等。

3.3 學(xué)科交叉結(jié)合評價方法 學(xué)科交叉結(jié)合的評價方法是指在土地評價中綜合運用多種學(xué)科如邏輯學(xué)、社會學(xué)、生理學(xué)、神經(jīng)學(xué)等的知識，互相結(jié)合，進(jìn)行土地適宜性評價工作。學(xué)科交叉結(jié)合的評價方法主要有主成分分析法、模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法、聚類分析、物元分析法等[2-5]。

4 模型設(shè)計

4.1 資料收集 評價對象為中部糧食主產(chǎn)區(qū)內(nèi)的土地，屬于農(nóng)用地適宜性評價的范疇。前期工作即為大量收集中部糧食主產(chǎn)區(qū)的各類地理信息。主要的數(shù)據(jù)資料有：（1）地圖：地圖是最重要的數(shù)據(jù)源，包括地形圖等普通地圖和各種專題地圖，如土地利用圖，行政區(qū)劃圖等。（2）統(tǒng)計數(shù)據(jù)和圖表：包括來自各種自然、社會、經(jīng)濟(jì)和環(huán)境等方面的數(shù)據(jù)，還包括各種文字報告、法律法規(guī)文件等。（3）綜合性數(shù)據(jù)資料：包括各種計算機(jī)文件數(shù)據(jù)等。

4.2 數(shù)據(jù)整理 整理的內(nèi)容主要從以下2個方面入手：一是整理出中部糧食主產(chǎn)區(qū)的土地概況，特別是農(nóng)用地的利用現(xiàn)狀及各方面的地理特征;二是整理出土地適宜性評價相關(guān)知識，從概念到分類再到方法，最后整理出土地適宜性評價中常用的模型。

4.3 模型構(gòu)建 綜合已有的資料及相關(guān)專家的建議，設(shè)計出適合中部糧食主產(chǎn)區(qū)土地適宜性評價的模型。在模型設(shè)計中要考慮以下幾個方面：（1）中部糧食主產(chǎn)區(qū)土地適宜性評價主要是對農(nóng)用地的適宜性評價，且評價的范圍廣而大，在評價對象上應(yīng)該選擇有代表性的且有所取舍。（2）評價區(qū)域內(nèi)評價單元的選擇，既可以是以行政單位為基礎(chǔ)，也可以是以基本地形為基礎(chǔ)，但由于評價區(qū)域內(nèi)地形復(fù)雜，所以最終選擇以不同土地類型作為劃分土地評價單元的依據(jù)。這種方法較為直觀，適合范圍較大的土地進(jìn)行適宜性評價。（3）評價因子的選取，主要依賴于長期作用于土地的主導(dǎo)因素。結(jié)合實際，擬選取海拔、坡度、水資源狀況、年日照量、交通狀況、土地利用現(xiàn)狀等。

綜合以上因素，擬采用復(fù)合模型對中部糧食主產(chǎn)區(qū)進(jìn)行土地適宜性評價，即以人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型為主，以GIS為輔的復(fù)合模型結(jié)構(gòu)。具體描述如下：先利用GIS技術(shù)，對已有的土地信息如土地利用現(xiàn)狀、地質(zhì)、地貌、地形、交通現(xiàn)狀中提取適合的評價因素因子，選出合適的評價因子后，再將評價因素因子導(dǎo)入BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，建立訓(xùn)練網(wǎng)絡(luò)，并對各個因素因子賦值，進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)模擬預(yù)測、成圖，最后把得到的預(yù)測圖與現(xiàn)有的土地利用現(xiàn)狀圖進(jìn)行比較，得到土地適宜性的評價結(jié)果。具體模型見圖1。

5 小結(jié)與討論

GIS技術(shù)與BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型相結(jié)合的綜合評價模型把GIS技術(shù)和評價方法有機(jī)地結(jié)合在一起，不僅利用了GIS比較強(qiáng)大的數(shù)據(jù)編輯處理功能，而且兼得了BP網(wǎng)絡(luò)神經(jīng)模型減少主觀誤差的優(yōu)勢，使土地評價模模型優(yōu)化，評價結(jié)果更加精確。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展及土地適宜性評價研究的深入，許多研究者趨向于用多種技術(shù)和方法相結(jié)合的方式，構(gòu)建土地適宜性評價模型。大量實踐證明：這種綜合性的模型更有利于開展土地適宜性評價。但是綜合模型也存在著自身的缺陷，在構(gòu)建的過程中要使技術(shù)和方法實現(xiàn)無縫結(jié)合，并且要考慮到模型間的融合問題，所以其構(gòu)建過程更為復(fù)雜且繁瑣。

參考文獻(xiàn)

[1]高明秀，李西燦，陳紅艷，等.中部糧食主產(chǎn)區(qū)增量經(jīng)濟(jì)型土地整理關(guān)鍵技術(shù)評價——概念界定與研究框架[J].中國農(nóng)學(xué)通報，2011，27（04）：261-267.

[2]王華春.基于GIS和BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的土地適應(yīng)性評價[J].山東工業(yè)技術(shù)，2015（01）：228-229.

[3]張發(fā)明，丁峰，王坪.中國糧食主產(chǎn)區(qū)農(nóng)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展水平評價與時空演變[J].浙江農(nóng)業(yè)學(xué)報，2021，33（1）：150-160.

[4]谷洪波，吳闖.我國中部六省農(nóng)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展評價研究[J].云南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報（社會科學(xué)），2019，13（6）：74-82.

[5]董莉莉，吳克寧，魏洪斌，等.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[J].江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2016，44（12）：419-424.

（責(zé)編：張宏民）