基于可持續發展需求的耕地質量評價體系構建與應用

溫良友，孔祥斌※，張蚌蚌，孫曉兵，辛蕓娜，張青璞

基于可持續發展需求的耕地質量評價體系構建與應用

溫良友1,2，孔祥斌1,2※，張蚌蚌3，孫曉兵1,2，辛蕓娜1,2，張青璞1,2

（1. 中國農業大學土地科學與技術學院，北京 100193；2. 自然資源部農用地質量與監控重點實驗室，北京 100193；3. 西北農林科技大學經濟管理學院，楊凌 712100）

為滿足新時期耕地數量、質量、生態“三位一體”管理工作需要，保障國家耕地資源安全，需要對耕地質量進行評價。該文從人類對耕地資源的層次需求出發，分析了耕地質量評價的理論框架，構建了地形特征、土壤性狀、耕作條件、耕地健康狀況和耕地生物特性5個維度的耕地質量評價指標體系，并對大興區耕地質量進行評價。結果表明：在高產高效需求條件下，優等地占耕地總面積的88.27%，良等地占11.73%；在綠色健康需求條件下，優等地占耕地總面積的73.61%，良等地占26.39%；在可持續發展需求條件下，優等地占耕地總面積的3.03%，良等地占52.30%，中等地占40.39%，低等地占4.27%?？臻g分布上，高產高效需求、綠色健康需求和可持續發展需求三者的耕地質量評價結果均呈現東部偏高，西部偏低的趨勢。通過比較不同需求條件下耕地質量評價結果，耕地健康狀況和耕地生物特性對耕地質量影響較大。該項研究為耕地質量提升提供科學依據，為國家耕地數量、質量、生態管護提供有效支撐。

土地利用；耕地質量；等級；指標體系；綜合算法；大興區

0 引 言

耕地作為農業生產最主要的生產資料，對國家糧食安全和農民生產生活具有基礎性與保障性作用[1-2]?！吨泄仓醒雵鴦赵宏P于加強耕地保護和改進占補平衡的意見》（中發﹝2017﹞4號）要求，著力加強耕地數量、質量、生態“三位一體”保護，著力加強耕地管控、建設、激勵多措并舉保護[3]。因而，合理利用土地和切實保護耕地是土地開發、利用與保護工作的重中之重。21世紀以來，國家各部委對耕地質量評價和保護做了大量工作。原國土資源部頒布的《農用地質量分等規程》[4]、《農用地質量定級規程》[5]等一系列針對耕地質量評價的國家標準，側重耕地資源保護，確保規劃確定的耕地保有量，組織實施基本農田劃定，監督占用耕地補償制度執行情況，以滿足土地稅收、土地流轉、土地補償的需要；原環境保護部則根據各地土壤環境狀況，通過頒布《土壤環境質量標準》[6]對耕地的環境和健康狀況進行評價，承擔從源頭上預防、控制環境污染和環境破壞的責任，強調對耕地資源開發利用的環境影響評價，以評估經濟發展過程中產生的土壤污染問題；原農業部頒布的《耕地質量等級》[7]、《耕地地力調查與質量評價技術規范》[8]，側重耕地地力評價，提升農產品質量安全水平，強化對耕地資源的利用與管理，以達到國家糧食安全和食物安全的需求目標。由于時代發展使人們對耕地質量需求不一致以及各部門的責任差異，致使各部門對耕地質量評價的側重點有所區別，原國土資源部關注耕地數量質量保護、原農業部側重耕地質量保護、原環境保護部重視耕地土壤環境保護。當前國家要求加強耕地數量、質量、生態“三位一體”保護，形成耕地的整體保護格局，而碎片化的耕地質量管理方式無法支撐當前耕地保護管理的需要，亟需構建基于國家需求的耕地質量評價指標體系，以滿足當前耕地質量評價保護管理工作的需要。

目前，國內學者對耕地質量的認識不斷深化，主要從耕地土壤質量、生態質量、環境質量、管理質量以及經濟質量、美學與文化質量等方面對耕地質量內涵進行界定[9-15]，并構建評價指標體系。如孔祥斌、溫良友等從耕地利用系統角度，基于要素-過程-功能的物質能量循環與人類需求的匹配，構建了耕地質量認識框架，并提出了未來發展趨勢[16-17]；辛蕓娜等認為耕地質量包括耕地土壤質量、生態質量、環境質量以及管理質量4個維度特征，并采用限制系數法進行評價[18]；奉婷等從耕地的自然質量、利用條件、空間形態與生態安全4個方面綜合界定耕地質量并進行評價[19]；錢鳳魁等從耕地自然質量與立地條件綜合分析耕地質量情況，為高標準基本農田的劃定提供依據[20]；馬瑞明等為突顯工程性投入對耕地質量的影響，從土地條件、工程條件和限制因素3個方面構建評價指標體系進行省域耕地質量評價[21]。國外研究主要關注土壤質量[22-23]，并從土壤質量擴展到土壤健康領域，認為土壤健康是指土壤在生態系統和土地利用范圍內，維持生物生產力、維護環境質量、促進動植物和人類健康的能力[24-25]，將土壤健康與土壤功能、生態系統服務和人類福祉相結合[26-27]，綜合評定土壤質量對人類需求的滿足程度[28-30]；Bünemann等系統總結了國際上土壤質量的概念、內涵以及指標選取的頻度[31]，從土壤的物理特性、化學特性、生物特性3個方面對土壤的綜合質量進行評價[32]。從目前研究看，耕地質量評價的認識、理論與方法在不斷深化，不斷體現時代發展要求和公眾需求特征，但當前研究主要集中于以生產能力為核心的耕地質量評價，對于耕地健康狀況、耕地土壤生物活性層面的生態質量關注不足，而如何將國家和公眾對耕地資源的需求與耕地質量評價相結合，如何滿足國家耕地數量、質量、生態“三位一體”保護政策的要求，目前還尚未進行系統分析和總結，也尚未從需求角度構建耕地質量評價指標體系。因此，迫切需要探索基于不同需求層次的耕地質量評價體系，以滿足國家對耕地資源的管理需要。

本文從需求導向出發，通過分析當前經濟條件下，國家和公眾對耕地資源需求變化對耕地質量的要求，以及耕地利用系統各組成要素在相互作用過程中對耕地質量的影響，在滿足國家和公眾對耕地資源高產高效、綠色健康和可持續利用的需求下，以北京市大興區為例，構建基于地形特征、土壤性狀、耕作條件、耕地健康狀況和耕地生物特性的耕地質量評價指標體系，評價高產高效、綠色健康和可持續利用需求下的耕地質量狀況，從而為國家落實耕地保護政策提供理論依據和參考。

1 理論框架及指標體系構建

1.1 理論框架

耕地是經過人類開墾用以種植農作物并經常耕耘的土地，是一種特定的土地利用類型[33]。從人類對耕地資源的需求看，人們對耕地質量認識的發展，源于人類需求的不斷變化發展。耕地質量作為耕地利用的核心，其內涵從早期單一目標的耕地基礎地力擴展到涵蓋耕地適宜性、生產潛力、生態安全及可持續性等諸多方面[15,34-35]，人們對耕地質量的認識經歷了“自然耕地質量-自然經濟耕地質量-多重屬性的耕地質量”發展過程。社會經濟發展的階段不同，人們的需求也會隨之不同。在社會經濟發展的低級階段，國家和公眾對耕地資源的首要需求是如何高產穩產，以滿足公眾最基本的溫飽需求。隨著社會經濟的不斷發展，在國家和公眾對耕地資源的需求驅動下，從保證糧食高產穩產，到生產過程高效便利，到生產的糧食是綠色健康，再到耕地資源可持續利用。這說明人類對耕地資源的需求隨著社會經濟的發展具有多樣性特征。耕地質量評價的深化與發展在一定程度上正是為了滿足人類對耕地資源不斷變化的需求。

從耕地資源角度看，耕地系統是由自然因素和利用因素組成的自然社會綜合體[36-38]。耕地自然因素包括氣候、地貌、土壤，是相對穩定、短時間內難以改變的。耕地利用是由人類活動所決定的，主要包含耕地基礎設施條件、農作物、勞動投入、機械投入等多種社會經濟因素，是相對易變且會隨著利用水平不斷提高。耕地系統各因素通過光合作用、養分循環、水分循環等過程相互組合與作用形成了耕地質量特性，如適耕性、養分有效性、水分有效性等，耕地質量特性在不同地域空間尺度上的差異導致耕地質量的差異性。

圖1 耕地質量評價理論框架

國家和公眾對耕地資源需求的多元性與耕地質量的差異性表明，不是所有耕地資源都能完全滿足人類的需求。目前國家和公眾對耕地資源的需求已經從高產高效轉換到高產高效、綠色健康以及可持續利用。因此，為了在耕地質量評價中綜合反映耕地高產高效、耕地健康狀況和可持續利用狀況，本研究從耕地地形特征、土壤性狀、耕作條件、耕地健康狀況和耕地生物特性5個維度進行耕地質量指標體系構建。地形特征、土壤性狀和耕作條件是耕地高產高效生產的基礎。地形特征反映區域耕地整體地形狀況，直接影響田塊坡度；耕地土壤性狀對土壤養分循環、水循環等過程具有重要影響，是作物生產的基礎。地形特征具有宏觀性，土壤性狀具有微觀性，兩者結合共同反映耕地進行作物生產的基礎條件。耕作條件反映耕作便利程度，體現耕作效率。耕地地形特征、土壤性狀和耕作條件3個維度相結合是目前耕地質量評價的主要方面，反映耕地滿足高產高效需求的程度。耕地健康狀況體現作物是否受到重金屬污染，反映作物生長環境。耕地健康狀況和地形特征、土壤性狀、耕作條件4個維度相結合評價耕地滿足綠色健康需求的程度。耕地生物特性體現耕地土壤生物活性。耕地生物特性和耕地健康狀況、地形特征、土壤性狀、耕作條件5個維度相結合評價耕地滿足可持續利用需求的程度。

1.2 指標體系的構建

根據圖1的耕地質量評價理論框架，分別從地形特征、土壤性狀、耕作條件、耕地健康狀況、耕地生物特性5個維度構建耕地質量評價指標體系（表1），參考《農用地分等規程》、《農用地定級規程》、《耕地質量等級》和《土地質量地球化學評價規程》等，以主導性、保護性、區域性、可持續性、社會認可性為原則，綜合運用頻度分析法和專家咨詢法對評價指標進行篩選，選取能夠充分反映耕地質量各維度特征的指標。其中，地形特征主要考慮當地耕地區域背景，以地形部位和田面坡度表征，地形部位反映耕地所處的中小地貌單元狀況，田面坡度體現耕地的傾斜程度；土壤性狀主要考慮耕地土壤的物理、化學指標，如土壤有機質、有效土層厚度等；耕作條件用田塊規整度、田間道路通達度、灌溉保證率和排水條件4個指標表征；耕地健康狀況主要考慮耕地土壤中的重金屬含量和灌溉水環境質量；耕地生物特性國外主要以土壤蚯蚓數量和土壤微生物生物量進行表征[31,39]，但是在實際操作過程中，由于土壤微生物生物量存在不易保存、化驗和分析費時且花費過高以及與氣候、季節、濕度相關性高等問題，而土壤蚯蚓數量相對較易獲得，因此，本文選取土壤蚯蚓數量用以表征耕地生物特性。由于氣候條件在縣域相差不大，本文暫不考慮氣候條件對耕地質量的影響。

表1 耕地質量評價指標體系

1.3 評價方法

1.3.1 耕地質量指數計算

用地形特征、土壤性狀、耕作條件、耕地健康狀況、耕地生物特性5個維度綜合評價耕地質量，而這5個維度在耕地質量評價過程中，并不是簡單相加，對耕地質量高低起著關鍵性制約作用的維度，將其作為限制系數對耕地質量進行修正。地形特征和土壤性狀是耕地的自然屬性，耕作條件是人類為高效利用耕地而對耕地所進行的基礎設施建設，一定意義上可以理解為是對耕地自然屬性的補充。耕作條件的改善一方面可以提高糧食產量，另一方面可以減少勞作時間和降低投入成本。

土壤受到污染后，污染物會沿著食物鏈進入人體，對人身體健康構成威脅。污染物在一定濃度范圍內，雖不會使作物減產，但是降低了農產品的品質[40]，嚴重影響了耕地的可持續利用，如果直接利用求和的方法，其對耕地質量的影響會明顯弱化。本文參照辛蕓娜等[18]耕地質量評價方法，將耕地健康狀況作為一種限制性維度，與其他維度相乘。

土壤生物是土壤具有活力的體現，在土壤形成和發育過程中起著重要作用。土壤生物直接或間接的參與土壤物質轉化、養分循環等生物化學反應與過程，其種類及活性直接或間接地影響土壤肥力的形成和發展。因此，土壤生物是評價土壤質量的重要指標之一[41]。土壤生物雖然不能直接提高作物產量，但可以間接地通過改變土壤物理化學性質影響耕地質量。從耕地可持續利用出發，本文認為耕地生物特性應作為一種限制性要素，應與其他維度相乘。

高產高效需求的耕地質量評價，主要考慮地形特征、土壤性狀、耕作條件3個維度，計算公式為

式中1表示高產高效需求的耕地質量指數；1表示地形特征指數；2土壤性狀指數；3表示耕作條件指數。

綠色健康需求的耕地質量評價，主要考慮地形特征、土壤性狀、耕作條件和耕地健康狀況4個維度，因此耕地質量指數計算公式為

式中2表示綠色健康需求的耕地質量指數；表示耕地健康狀況系數。

可持續發展需求的耕地質量評價，主要考慮地形特征、土壤性狀、耕作條件、耕地健康狀況和耕地生物特性5個維度，因此耕地質量指數計算公式為

式中Q表示綜合需求的耕地質量指數；表示耕地生物特性系數。

1.3.2 地形特征指數、土壤性狀指數、耕作條件指數計算

本文利用指數和法，分別計算地形特征指數、土壤性狀指數、耕作條件指數。計算公式為：

式中1表示地形特征指數；2土壤性狀指數；3表示耕作條件指數；W表示第個維度下第個指標的權重；S表示第個維度下第個指標的分值。

1.3.2 耕地健康狀況系數計算

目前土壤健康狀況評價采用的方法主要是土壤單項污染指數法和內梅羅指數法。單項污染指數法主要評價土壤中某種重金屬元素的污染程度。內梅羅（Nemerow）污染指數法是反映各個重金屬元素對土壤的不同作用，突出高濃度重金屬對環境質量的影響[42]。

式中為土壤污染綜合指數；P為土壤中重金屬的單因子指數；C為重金屬的實測含量（mg/kg）；S為重金屬的評價標準值（mg/kg）；表示土壤重金屬元素的數量。

耕地健康狀況系數（）采用“1”的累加模型，即以未受到污染耕地為基準“1”，依據灌溉水環境、土壤重金屬對應分級標準進行累加，但當灌溉水環境和土壤重金屬中任意一項分值超過警戒線（土壤重金屬綜合污染指數大于3.0，灌溉水環境為污染），則健康狀況系數為0。

1.3.3 耕地生物特性系數計算

耕地生物特性系數：

式中a表示每個地塊土壤蚯蚓數量對應的分值。

2 研究區域概況、數據來源與處理

2.1 研究區域概況

北京市大興區位于北京市南郊，東臨北京行政副中心通州區，南臨河北省固安縣、霸州市等，地處39°26￠~39°50￠N，116°12￠~116°43￠E，位于北京灣小平原上。全區共轄16個鄉鎮，土地面積為103 633.66 hm2，其中耕地總面積為40 814.57 hm2，占全區土地總面積的38.38%。地勢自西北向東南傾斜，海拔15~45 m，坡度0.8‰~1.0‰，屬暖溫帶半濕潤季風氣候，年平均氣溫11.5 ℃，年平均降雨量568.9 mm。土壤類型主要為褐土，部分鄉鎮有少量風沙土和固定沙丘分布。

2.2 數據來源

行政區劃矢量數據來自大興區2014年土地利用現狀變更調查數據。有效土層厚度、土體構型、耕層質地數據來自北京市第二次土壤普查數據（1∶50 000）。障礙層類型及距地表深度、礫石含量、灌溉保證率、排水條件數據來自大興區2014年耕地質量等別更新數據庫。地形部位和田面坡度主要依據中國海拔（digital elevation model，DEM）空間分布數據（來源于中國科學院資源環境科學數據中心（http://www.resdc.cn），數據類型為柵格，數據精度為30 m′30 m）。有機質含量、土壤容重、土壤重金屬、土壤蚯蚓數量等為2017年105個土壤實際采樣點的實測數據（圖2）。田間道路、耕作距離利用大興區2014年土地利用變更數據通過ARCGIS計算獲得。

圖2 大興區采樣點空間分布圖

2.3 評價指標分級及權重確定

指標分級及賦分規則分別依據《農用地質量分等規程》（GB/T28407-2012）、《農用地質量定級規程》、《土地質量地球化學評價規范》、《食用農產品產地環境質量評價標準》（HJ/T332-2006）、《耕地質量等級》、《耕地地力調查與質量評價技術規范》及相關研究成果確定。采用層次分析法確定各指標權重。指標分級、賦分規則及權重如表2、表3。

表2 耕地質量（除耕地健康狀況）評價指標、賦分及權重

表3 耕地健康狀況指標分級及賦值

3 不同需求條件下耕地質量評價結果分析

3.1 基于高產高效需求的耕地質量評價結果

基于高產高效需求的耕地質量評價，大興區耕地質量指數主要分布在[77.92，98.77]，依托ArcGIS，運用等間距法，將耕地質量指數為5等，耕地質量指數[80，100]、[60，80）、[40，60）、[20，40）和[0，20）分別為優等地、良等地、中等地、低等地和差等地。大興區耕地質量主要為優等地和良等地，優等地占耕地總面積的88.27%，良等地占耕地總面積的11.73%，大興區沒有中等地、低等地和差等地。從空間分布來看（圖3），優等地主要分布在大興區的東部、東北部和中部地區，以長子營鎮、采育鎮、魏善莊鎮、禮賢鎮等鄉鎮為主，其他鄉鎮也均有分布，這些地區土壤條件相對較好，土壤質地為壤土；良等地主要分布在大興區的西部和南部地區，以龐各莊鎮和榆垡鎮為主，主要因為這2個鄉鎮的土壤質地條件為砂質，有機質含量相對較低。

圖3 基于高產高效需求的耕地質量等級空間分布

3.2 基于綠色健康需求的耕地質量評價結果

基于綠色健康需求的耕地質量評價，大興區耕地質量指數主要分布在[62.34，98.77]之間，依托ArcGIS，運用等間距法，將耕地質量指數為5等，耕地質量指數[80，100]、[60，80）、[40，60）、[20，40）和[0，20）分別為優等地、良等地、中等地、低等地和差等地。結果表明，大興區耕地質量主要為優等地和良等地，優等地占耕地總面積的73.61%，良等地占耕地總面積的26.39%，大興區沒有中等地、低等地和差等地。從圖4空間分布來看，優等地主要分布在大興區的東部、東北部和中部地區，以長子營鎮、采育鎮、魏善莊鎮、禮賢鎮等鄉鎮為主，其他鄉鎮也均有分布，這些地區土壤條件相對較好，土壤質地為壤土，無污染；良等地主要分布在大興區的西部地區，以龐各莊鎮和榆垡鎮為主，主要因為這2個鄉鎮的土壤健康狀況相對較差，耕地存在輕微污染。

圖4 基于綠色健康的耕地質量等級空間分布

3.3 基于可持續發展需求的耕地質量評價結果

基于耕地可持續發展需求的耕地質量評價，大興區耕地質量指數主要分布在[31.31，98.76]，依托ArcGIS，運用等間距法，將耕地質量指數為5等，耕地質量指數[80，100]、[60，80）、[40，60）、[20，40）和[0，20）分別為優等地、良等地、中等地、低等地和差等地。圖5 為基于可持續需求的耕地質量等級空間分布。

圖5 基于可持續需求的耕地質量等級空間分布

大興區耕地質量主要以良等地和中等地為主，良等地占區域耕地面積的52.30%，中等地占40.39%，優等地和低等地所占比例較少，分別僅占耕地總面積的3.03%和4.27%，大興區沒有差等地。大興區優等地在各個鄉鎮均有少量分布，主要零星分布在青云店鎮、魏善莊鎮和禮賢鎮，該區域土壤質地多為壤質，土體構型以通體壤為主，灌排及道路通達度高，且耕地生物特性狀況較好，有利于農業生產，因此耕地質量等級相對較高。

耕地質量等級為良等地，主要分布在大興區的東部、中部和南部地區，以采育鎮、長子營鎮、青云店鎮、禮賢鎮、魏善莊鎮為主，這些區域雖然耕作條件和生物特性狀況相對較好，土壤質地多為壤質，但是部分地區為砂質，土體構型以砂/黏/砂為主，蓄水保肥能力相對較差，因此耕地質量等級稍低。

中等地除了各鄉鎮均有些許分布外，主要分布龐各莊鎮、榆垡鎮的西北部；低等地主要分布在龐各莊鎮的北部和南部。這些區域土壤質地多為砂質或黏質，剖面構型多以夾層質地和體層質地為主，蓄水保肥能力差，有機質含量較低，不利于農業生產，另外，耕地生物特性狀況較差，因此，耕地質量等級相對較低。

3.4 不同需求條件下耕地質量評價結果對比分析

在不同需求條件下，對耕地質量評價結果進行分析比較（表4）。在高產高效需求條件下，耕地質量主要以優等地和良等地為主，優等地占耕地總面積的88.27%，良等地占耕地總面積的11.73%。在綠色健康需求條件下，耕地質量以優等地和良等地為主，但是優等地占耕地總面積的比例比高產高效需求條件下優等地比例減少了14.66%，良等地比例相應增加了14.66%，這表明耕地健康狀況對大興區耕地質量具有較明顯的影響。可持續發展需求條件下的耕地質量評價結果，與高產高效需求和綠色健康需求條件下的耕地質量評價結果相比，出現了較大變化，優等地僅占耕地總面積的3.03%；良等地和中等地分別占耕地總面積的52.30%和40.39%，兩者面積均有較大增長；此外，還出現了低等地，占耕地總面積的4.27%。這說明在當前化肥農藥高投入和耕地生態環境不斷惡化條件下，耕地生物特性對耕地質量的影響較大，已成為制約耕地質量提升的重要因素。因此從地形特征、土壤性狀、耕作條件、耕地健康狀況和耕地生物特性5個維度評價耕地質量，符合人類對耕地資源可持續發展的需求，也符合國家耕地數量、質量、生態“三位一體”管理的需求。

表4 不同需求條件下耕地質量評價結果

4 討 論

耕地質量評價是一項復雜的、涉及自然因素和社會經濟因素的綜合評價，評價結果的客觀性和實踐性一直是人們關注的重點問題。本文在綜合考慮耕地質量各影響因素的基礎上，基于國家和公眾對耕地資源的需求，構建了耕地質量評價體系，并對大興區的耕地質量進行了評價，豐富了耕地質量評價理論，但仍存在不足：

1）在評價體系構建中，所選指標能較好反映耕地質量各維度特征。按照指標選取的可行性原則，本文主要選擇易獲取的指標，而對較難獲取或者在實踐過程中花費較大的指標沒有選用。由于土壤生物特性指標在采集過程中易受氣候因素影響，因此本文僅采用了土壤蚯蚓數量這個指標，導致所選指標無法全面體現耕地生物特性，一定程度影響了耕地質量評價結果。

2）本文構建的耕地質量評價指標體系涉及的指標種類較多，存在數據年份不一的現象；部分指標的分級標準不夠細化。因此，在后續的評價過程中，盡量采用同一年份的最新數據，細化各指標的分級標準，使分級標準更細致、客觀，增強評價結果的客觀性和實用性。

3）在不同需求層次下，國家和公眾對耕地資源需求的變化會導致耕地質量評價的變化。基于高產高效需求的耕地質量評價體系主要從地形特征、土壤特性、耕作條件3個維度構建評價，以滿足耕地管理中占補平衡的需要。新時期耕地質量評價和管理，不僅要滿足占補平衡需求，同時要滿足耕地綠色健康和可持續發展需求，因此，需要從地形特征、土壤性狀、耕作條件、耕地健康狀況和耕地生物特性5個維度構建評價體系，以滿足當前的需求，但是在評價過程中如何實現全國可比，仍需進一步深化研究。

5 結 論

本文根據人類對耕地資源的需求層次變化、耕地利用系統組成因素及各因素之間的相互關系，按不同需求層次特征與耕地資源供給匹配方式，構建了地形特征、土壤性狀、耕作條件、耕地健康狀況和耕地生物特性5個維度的耕地質量評價指標體系，并對北京市大興區的耕地質量進行了評價。主要結論如下：

1）高產高效需求條件下，大興區主要以優等地和良等地為主，優等地占耕地總面積的88.27%，良等地占11.73%；從空間分布上看，優等地主要分布在大興區的東部、東北部和中部地區，良等地主要分布在大興區的西部和南部地區。

2）綠色健康需求條件下，大興區優等地占大興區耕地總面積的比例為73.61%，良等地占26.39%；從空間分布上看，優等地主要分布在大興區的東部、東北部和中部，良等地主要分布在大興區的西部。

3）可持續發展需求條件下，大興區優等地占耕地總面積的3.03%，良等地占52.30%，中等地占40.39%，低等地占4.27%；從空間分布上看，優等地在各個鄉鎮均有少量分布，良等地，主要分布在大興區的東部、中部和南部，中等地主要分布龐各莊鎮、榆垡鎮的西北部，低等地主要分布在龐各莊鎮的北部和南部。

對不同需求條件下耕地質量評價結果進行分析比較，耕地健康狀況和耕地生物特性已成為影響耕地質量提升的重要因素。從地形特征、土壤性狀、耕作條件、耕地健康狀況和耕地生物特性5個維度評價耕地質量，符合人類對耕地資源可持續發展的需求，也符合國家耕地數量、質量、生態“三位一體”管理的需求。

[1] 朱德舉. 中國耕地保護[M]. 北京：中國大地出版社，1997.

[2] Kong Xiangbin. China must protect high-quality arable land[J]. Nature, 2014, 506(7486): 7.

[3] 中華人民共和國中央人民政府. 《中共中央國務院關于加強耕地保護和改進占補平衡的意見》(中發﹝2017﹞4號)[EB/OL]. 新華社，2017-01-23[2018-11-02]. http://www. gov.cn/zhengce/2017-01/23/content_5162649.htm.

[4] 中華人民共和國國土資源部. 農用地質量分等規程(GB/T28407-2012)[S]. 北京：中國標準出版社，2012.

[5] 中華人民共和國國土資源部. 農用地定級規程(GB/T28405-2012)[S]. 北京：中國標準出版社，2012.

[6] 中華人民共和國環境保護部. 土壤環境質量標準(GB 15618-2008)[S]. 北京：中國標準出版社，2008.

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Construction and application of arable land quality evaluation system based on sustainable development demand

Wen Liangyou1,2, Kong Xiangbin1,2※, Zhang Bangbang3, Sun Xiaobing1,2, Xin Yunna1,2, Zhang Qingpu1,2

(1.100193,; 2.100193,; 3.712100,)

The evaluation of arable land quality is one of the important means to protect and manage arable land. In order to meet the needs of current arable land management work and protect the safety of national arable land resources, it is necessary to establish an arable land quality index system to evaluate the arable land quality. Based on the change of human demand for arable land resources, the components of arable land use system and the relationship between various components of arable land use system, this paper systematically expounded the theoretical framework of arable land quality evaluation，and the evaluation index system of arable land quality was established by the matching of different demand hierarchy characteristics of human and supply of arable land resources. The evaluation index system of arable land quality consisted of five dimensions: geology characteristics, soil traits, farming conditions, health status of arable land and biological characteristics of arable land. According to the different characteristics of each dimension of arable land quality, suitable evaluation methods were selected. The three dimensions of geology characteristics, soil traits and farming conditions were calculated by using the weighted additive. The health status of arable land is calculated by the “1+” cumulative model; the biological characteristics of arable land were calculated by coefficients. Then, the quality of arable land for high yield and high efficiency demand was evaluated by the method of additive, and the quality of arable land for green health and sustainable development was evaluated by the method of revised. The quality of arable land in Daxing District of Beijing was evaluated by using multi-source and multi-scale data. The results showed that the evaluation results of arable land quality in Daxing District were divided into five grades at equal intervals of 20 points. The arable land quality index [80,100] was excellent, [60, 80) was good, [40, 60) was medium, [20, 40) was lower, and [0, 20) was poor. Under the conditions of high yield and high efficiency, the excellent area accounted for 88.27% of the total arable land, the good accounted for 11.73%. Under the condition of green health demand, the excellent accounted for 73.61% of the total arable land, and the good accounted for 26.39%. Under the conditions of sustainable development demand, the excellent accounted for 3.03% of the total arable land, and the good accounted for 52.30%, medium accounted for 40.39%, and lower accounted for 4.27%. From the perspective of space, the results of arable land quality evaluation of high yield, high efficiency, green health and sustainable development demand were all high in the east and low in the west. By comparing the results of arable land quality evaluation under different demand conditions, the area of arable land in excellent is decreasing, while the area of arable land in good, medium and lower is increasing. The health status of arable land and the biological characteristics of arable land have become important factors affecting the quality improvement of arable land. Research conclusions are that the evaluation index system of arable land quality based on sustainable development demand can provide effective support for the evaluation and management of arable land, and is more in line with the national quantity, quality and ecological management needs of arable land.

land use; arable land quality; grading; indicator system; integrated algorithm; Daxing District

10.11975/j.issn.1002-6819.2019.10.030

F323.21

A

1002-6819(2019)-10-0234-09

2018-11-05

2019-04-14

國家自然科學基金面上項目（41771561）；教育部人文社科基金（17YJA630040）；全國耕地健康產能試點與技術體系完善（20170502）；國家自然科學基金青年項目（41801210）；中央高?；究蒲袠I務費專項資金項目（2019TC096）

溫良友，博士生，研究方向為耕地資源評價。Email：wenly@cau.edu.cn

孔祥斌，教授，主要從事土地資源評價、利用與保護研究。Email：kxb@cau.edu.cn

溫良友，孔祥斌，張蚌蚌，孫曉兵，辛蕓娜，張青璞. 基于可持續發展需求的耕地質量評價體系構建與應用[J]. 農業工程學報，2019，35(10)：234－242. doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2019.10.030 http://www.tcsae.org

Wen Liangyou, Kong Xiangbin, Zhang Bangbang, Sun Xiaobing, Xin Yunna, Zhang Qingpu. Construction and application of arable land quality evaluation system based on sustainable development demand [J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2019, 35(10): 234－242. (in Chinese with English abstract) doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2019.10.030 http://www.tcsae.org