基于GIS的連城縣耕地質量分等定級研究

詹 波（福建鑫眾勘測規劃有限公司，福建 福州 350001）

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基于GIS的連城縣耕地質量分等定級研究

詹 波
（福建鑫眾勘測規劃有限公司，福建 福州 350001）

摘 要：為保持耕地質量分等成果的現勢性，更好地服務于國土資源管理對耕地質量分等成果的應用需求，運用GIS軟件對連城縣耕地質量等別進行了評定及更新。結果表明：連城縣耕地質量處在中等水平，地勢較平坦、水源較充足、經濟較好的鄉鎮整體耕地質量較高，地勢較高、灌溉條件較差的鄉鎮等指數普遍偏低。

關鍵詞：耕地質量等別；連城縣；分等定級；GIS

隨著市場經濟體制的不斷完善以及社會經濟的迅猛發展，國土資源管理部門的建設用地征用補償、耕地占補平衡、土地利用規劃修編和基本農田調整劃定等工作都需以耕地質量等別為參考依據，因此開展耕地質量等別年度更新評價工作不僅是適應社會經濟發展的需要，也是科學進行土地管理的必然要求［1］。耕地質量等別年度更新評價工作是在耕地分等成果的基礎上，利用年度土地更新調查結果，針對每年耕地現狀變化（占、毀、調、退、補）和耕地質量等別建設（整理、復墾及農業綜合開發、農田水利建設等）引起的耕地質量等級變化開展年度更新評價。綜合運用3S技術開展區域耕地進行動態監測，隨時隨地掌握耕地數量和質量的變化，及時更新耕地等別數據庫，是土地管理部門準確掌握耕地資源動態的有效途徑，同時該技術還可為耕地資源的可持續利用和合理規劃提供參考依據［2］。基于GIS技術進行農用地分等研究，不僅可以彌補傳統調查方法效率低、精度差、不便于保存與更新等不足之處，還能保證空間數據和屬性數據進行綜合分析時的速度和質量［3］。以連城縣為例，通過GIS技術開展連城縣耕地質量分等定級研究，以期為今后縣域耕地分等研究提供參考。

1　研究區域概況

連城縣位于福建省西部，武夷山脈南段東側，地處閩西山區；東毗永安，南鄰龍巖、上杭，西界連城，北倚清流；地理坐標為東經116°32′14″～117°09′54″，北緯25°13′35″～25°56′00″。該縣屬低山丘陵地貌區，以中低山為主，山嶺重疊、丘陵起伏、地形復雜，丘陵、平地、河谷交錯分布；東部和東南部地勢高，漸次向中西部長廊盆地傾斜。

境內中部長郎丘陵盆地屬中亞熱帶海洋季風氣候，東、西部低、中山區屬中亞熱帶山地氣候；年平均氣溫13.8～19.5℃，年平均太陽總輻射量為459.98 kJ/cm2，年平均日照時數為1 915.9 h，年平均降雨量1 600～2 200 mm，年平均相對濕度78%，年平均蒸發量為1 723.0 mm。全縣土壤類型共有8個土類、15個亞類，39個土屬，47個土種。自然土壤有紅壤、黃壤、草甸土、紫色土4個土類。根據連城縣2013年土地年度更新成果，連城縣土地總面積為257 859.12 hm2，其中耕地面積21 404.61 hm2，占土地總面積的8.3%。

2　研究方法

通過2010年度和2013年度土地變更調查結果對比分析，確定2010～2013年年內增減變化（建設占用、災害損毀、農業結構調整、生態退耕、補充開發）耕地；在2010～2013年土地整治項目評定成果的基礎上，確定質量建設（土地整治、農業綜合開發、農田水利建設等）耕地，最終確定更新評價對象。對于項目內的評價對象，直接獲取評定成果；對于項目外的評價對象，開展補充評定。

2.1技術路線

以2010年農用地分等更新成果作為基礎，結合土地利用年度更新調查成果，以及土地整治、農業綜合開發、高農田水利等基礎設施建設等資料，找出現狀或質量發生變化的耕地圖斑，確定新增、質量建設和滅失耕地的情況，劃定耕地質量等別年度更新的評價范圍，制作耕地質量等別年度更新工作底圖，建立基礎數據庫。通過外業調查進行屬性補充和完善，核實評價范圍的合理性。在此基礎上，查詢耕地基本參數及重要參數，采用《規程》確定的方法進行評價，進而確定評價對象分等指數及等別，按照《技術手冊》形成2013年度耕地質量等別年度更新評價成果。

2.2數據來源及處理

2.2.1數據來源 該研究采用的主要數據為2010～2013年連城縣度土地更新調查成果、2010年農用地分等更新成果、2010～2013年土地整治及高標準基本農田建設項目、耕地地力調查成果、農業統計及縣級統計年鑒、2013年度土地更新調查遙感影像數據、連城縣土地利用現狀圖（1︰10 000）、土地利用規劃圖及其他相關圖件和資料等。

2.2.2數據處理 在ARCGIS9.3軟件條件下，根據確定的更新評價范圍，結合連城縣年度土地更新調查成果，建立耕地質量等別年度更新增量數據庫。在此基礎上將更新增量數據庫中的更新過程數據與最新土地利用現狀線劃圖相疊加，形成更新工作底圖。屬性更新按圖數結合的思路，將2010年耕地質量等別補充完善成果數據庫與國家標準進行相應銜接，包括等指數、等別、數據圖層和相應屬性結構等。將減少耕地圖斑、質量建設耕地圖斑與2010年耕地質量等別補充完善成果數據庫中的分等單元相疊加，讀取減少耕地圖斑、質量建設耕地圖斑建設前屬性及等別信息。

2.3分等參數體系的確定

2.3.1標準耕作制度、基準作物和指定作物 連城縣標準耕作制度為“早稻—晚稻”、“單季稻—甘薯”和“甘薯—甘薯”，復種類型為一年兩熟，基準作物為晚稻，指定作物為水稻、甘薯，相關參數見表1。

2.3.2因素指標體系及指標權重 指標區是指對區域內決定農用地自然質量的各種因素和因素的組合，依主導因素原則和區域分異原則劃分的區域［2］。連城縣指標區因素體系分為丘陵山地區和山間盆地區兩種。參考《農用地質量分等規程（GB/T28407-2012）和連城縣土地情況，丘陵山地區的主要分等指標共7個：有效土層厚度、海拔高度、地形坡度、有機質含量、表層土壤質地、灌溉保證率、田間道路通達度；山間盆地區共6個：表層土壤質地、剖面構型、有機質含量、灌溉保證率、排水條件、田間道路通達度［4］。各因素的指標權重如表2所示。

表2　連城縣丘陵山地區和山間盆地區耕地分等因素及指標權重

2.3.3土地利用系數、土地經濟系數 利用ARCGIS9.3軟件，將年度更新評價單元與等值區圖層疊加獲取相應指定作物的土地利用系數和土地經濟系數，連城縣指定作物的土地利用系數和土地經濟系數詳見表3。

表3　各指定作物等值區土地利用系數和土地經濟系數

2.4等指數及國家等指數確定

2.4.1指定作物自然質量分 按照公式（1）對指定作物評價單元的分等因素分值加權求和，得出指定作物評價單元的自然質量分。

式中：CLij為單元指定作物的自然質量分；i為單元編號；j為指定作物編號；k為評定因素編號；m為評定因素數目；fijk為第i個單元內第j種指定作物第k個評定因素的指標分值；Wk為第k個評定因素的權重。

2.4.2自然質量等指數 省級自然等指數計算公式為：

式中：αij為第j個作物的光溫生產潛力指數；CLij為第i個單元內第j種指定作物的自然質量分；βj為第j種作物產量比系數。

2.4.3利用等指數 省級利用等指數計算公式為：

式中：Yij為第i個單元第j種指定作物利用等指數；Rij為第i個單元第j種指定作物的自然等指數；Kij為第i個單元第j種指定作物的土地利用系數；Yi為第i個單元省級利用等指數。

2.4.4經濟等指數 省級經濟等指數計算公式為：

式中：Gi為第i個單元的經濟等指數；Gij為第i個單元第j種指定作物的經濟等指數；Yij為第i個單元第j種指定作物的利用等指數；Kcij為第i個單元第j種指定作物的土地經濟系數。

2.4.5國家級指數及等別的確定 根據省等與國家等之間的轉換關系，將更新增量數據庫中的更新過程數據分等單元的自然質量等指數、利用等指數和經濟等指數轉換為國家級相應的指數。其中，國家級自然質量等指數=省級自然質量等指數×1.22+721.6，國家級利用等指數=省級利用等指數×0.817 2+360.2，國家級經濟等指數=省級經濟等指數×1.301 8+569.6。在等別指數轉換的基礎上，按等間距劃分等別，其中自然質量等以400為間距，利用等、經濟等以200為間距［2］。

3　結果與分析

3.1連城縣各等別耕地情況

根據更新結果，連城縣耕地質量國家自然等、國家利用等和國家經濟等等別范圍依次為5～11等、6～12等和4～11等，國家自然質量等主要分布在6、7等，6等面積最大，達7 993.91 hm2，占耕地總面積的37.35%；國家利用等主要分布在7、8等，合計面積12 473.88 hm2，占耕地總面積的58.28%；國家經濟等主要分布在7、8等，合計面積10 526.63 hm2，占耕地總面積的49.18%。從總體來看，連城縣耕地質量處于中等水平。

從國家自然等、國家利用等和國家經濟等在各等別的耕地數量分布來看，3者都呈現出高等別、低等別數量少，中等耕地數量多的情況，整體呈現“上頭尖，中下部飽滿”的陀螺形結構。從空間分布上看，中、高等別耕地集中在盆地區，主要分布在北、西北部鄉鎮。低等別耕地主要集中在丘陵山地區。耕地質量等別的在地理空間上的分布情況基本上呈現出從盆地向山地、從城市中心和集鎮區向偏遠地區遞減的趨勢。總的來說，地勢較平坦、水源較充足、經濟較好的鄉鎮，整體耕地質量較高，地勢較高、灌溉條件較差的鄉鎮等指數普遍偏低。

3.2連城縣各地類耕地情況

總體而言，連城縣水田質量等別較高，旱地等別較低。從耕地國家自然等別分布情況來看，全縣耕地自然質量等別主要分布在6、7等，耕地中水田主要分布在5～9等，旱地主要分布在10、11等。6等水田面積為7 988.74 hm2，占水田總面積的40.71%，7等水田面積為4 898.56 hm2，占水田總面積24.96%。從耕地國家利用等別分布情況來看，全縣耕地利用等別主要集中在7～10等；其中，水田國家利用等主要集中在7～9等，7等水田面積為5 930.46 hm2，占水田總面積的30.22%；8等水田面積為6 538.29 hm2，占水田總面積的33.32%；旱地則主要集中在10、11等。從耕地國家經濟等別分布情況來看，全縣耕地經濟等別主要集中在7、8等，仍然體現出水田好過旱地的規律；水田國家經濟等主要集中在7、8等，面積10 502.37 hm2，占水田總面積的53.51%；旱地則主要集中在9、10等。

3.3連城縣耕地等別變化情況分析

根據2010年與2013年土地變更調查數據得知，2010年末耕地面積21 141.99 hm2，有水田19 658.67 hm2，旱地1 483.32 hm2；2013年末耕地面積21 404.61 hm2，有水田19 625.68 hm2，旱地1 778.93 hm2；相比2010年，耕地面積凈增加262.62 hm2，其中水田面積減少32.99 hm2，旱地面積增加295.61 hm2。在2010～2013年期間，連城縣耕地面積直接減少296.65 hm2，實際卻增加559.26 hm2，其中可上圖新增耕地384.32 hm2，質量建設增加耕地153.99 hm2，項目區外通過清田坎等增加耕地20.95 hm2，耕地內部地類變化8.25 hm2。

2010～2013年連城縣耕地的自然質量等指數、利用等指數、等別指數的面積加權平均值在基本保持不變的情況下略有上升。這說明，雖然建設占用、農業結構調整等原因使得耕地數量減少，但通過土地開發、整理、復墾、農業綜合開發、農田水利設施等項目建設，不僅保證了耕地的數量平衡，而且使得耕地的總體質量水平略有上升，為耕地占補平衡提供了保障。

綜上所述，連城縣耕地等別呈現出總體穩定的變化趨勢，除土地整理和高標準農田建設取得的成效外，優良農作物品種的推廣種植、農業科學化管理、國家政策的支持和工業反哺農業等一系列惠農政策的實施，有效地穩定和維持了農民種糧的積極性，提高了農民的田間管理水平，使得耕地等別整體上有所提高。

參考文獻：

［1］ 劉 穎，郭建斌. 密云縣農用地分等成果的分析應用與研究［J］. 現代農業科學，2009，（3）：201-203.

［2］ 劉永金. 基于GIS對縣域耕地質量分等的研究［D］. 山東：山東農業大學，2013.

［3］ 吳怡璇，呂 芳. 基于GIS運用對旅順口區農用地分等定級研究［J］.中國農業資源與區劃，2015，（8）：128-133.

［4］ 李 坤. 順昌縣耕地質量評價研究［D］. 湖北：華中農業大學，2011.

（責任編輯：成 平）

The Quality Ranking Research of Liancheng County Cultivated Land Based on GIS

ZHAN Bo
（Fu Jian Xinzhong Surveying Planning Co.， Ltd.， Fuzhou 350001，PRC）

Abstract：in order to maintain the updating of the quality of cultivated land ranking results and better serve land resources administration’s the application demand of cultivated land quality ranking， evaluated and updated the quality ranking of Liancheng cultivated land quality by using GIS software. The results showed that Liancheng County Cultivated Land Quality in the medium level， flat terrain， abundant water， the township has better economic， the whole cultivated land quality is higher； the higher terrain and poor irrigation Township indexes are generally low.

Key words：cultivated land quality ranking； Liancheng County； ranking； GIS

中圖分類號：S159.2

文獻標識碼：A

文章編號：1006-060X（2016）03-0049-03

DOI：10.16498/j.cnki.hnnykx.2016.03.016

收稿日期：2016-01-14

作者簡介：詹 波（1982-），男，福建連城縣人，助理工程師，主要從事土地利用規劃與測繪研究。