基于“雙評(píng)價(jià)”策略的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)適宜性評(píng)價(jià)

徐艷艷，于 洋，李 闖，范 娟

土地資源作為人類開(kāi)展各項(xiàng)生活生產(chǎn)活動(dòng)的重要載體，它的好壞對(duì)區(qū)域經(jīng)濟(jì)、社會(huì)發(fā)展產(chǎn)生重要影響.適時(shí)的進(jìn)行區(qū)域土地資源評(píng)價(jià)，了解和掌握區(qū)域土地資源狀況，對(duì)區(qū)域國(guó)土空間規(guī)劃具有重要意義.

早在19世紀(jì)30年代，國(guó)內(nèi)外學(xué)者就開(kāi)始嘗試開(kāi)展各種土地資源評(píng)價(jià)研究［1-12］，但到目前為止，土地資源評(píng)價(jià)指標(biāo)體系尚無(wú)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，評(píng)價(jià)指標(biāo)的選擇和指標(biāo)權(quán)重的確定尚存在主觀性.2019年1月18日，國(guó)家自然資源部國(guó)土空間規(guī)劃局發(fā)布了《資源環(huán)境承載能力和國(guó)土空間開(kāi)發(fā)適宜性評(píng)價(jià)技術(shù)指南（試行）》（簡(jiǎn)稱“雙評(píng)價(jià)”），為我國(guó)土地資源評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的制定提供了依據(jù).基于“雙評(píng)價(jià)”策略開(kāi)展區(qū)域土地資源評(píng)價(jià)，客觀地反映區(qū)域土地資源與環(huán)境開(kāi)發(fā)的優(yōu)勢(shì)區(qū)與劣勢(shì)區(qū)，發(fā)現(xiàn)區(qū)域土地資源開(kāi)發(fā)與利用的潛力區(qū)，有助于提升區(qū)域資源環(huán)境承載能力，推動(dòng)區(qū)域土地資源利用可持續(xù)發(fā)展.

本文基于“雙評(píng)價(jià)”技術(shù)指南提供的土地資源評(píng)價(jià)原則與方法，借助空間信息技術(shù)方法，在Arc GIS10.5平臺(tái)支持下，構(gòu)建農(nóng)業(yè)生產(chǎn)功能指向的土地資源評(píng)價(jià)體系，對(duì)吉林省農(nóng)業(yè)生產(chǎn)適宜性進(jìn)行評(píng)價(jià).

1 研究區(qū)概況

吉林省位于中緯度歐亞大陸東側(cè)，屬于溫帶大陸性季風(fēng)氣候，四季分明，雨熱同季.地勢(shì)由東南向西北傾斜，呈現(xiàn)明顯的東南高、西北低的特征.以中部大黑山為界，可分為東部山地和中西部平原兩大地貌區(qū).東部山地分為長(zhǎng)白山中山低山區(qū)和低山丘陵區(qū)，中西部平原分為中部臺(tái)地平原區(qū)和西部草甸、湖泊、濕地、沙地區(qū).行政區(qū)劃上毗鄰黑龍江省、遼寧省、內(nèi)蒙古自治區(qū)三省區(qū)，面積18.65×108m2，轄8個(gè)地級(jí)市、1個(gè)自治州，人口2 704.06萬(wàn)人，地區(qū)生產(chǎn)總值15 074.62億元，是東北亞經(jīng)濟(jì)圈重要組成部分.

吉林省土地資源空間差異比較顯著，表現(xiàn)為“東林、中農(nóng)、西牧”的格局：東部為林區(qū)，主要是長(zhǎng)白山山區(qū)；中部為農(nóng)區(qū)，是以耕地為主的松遼平原；西部為牧區(qū)，是以草地為主的科爾沁草原.

2 數(shù)據(jù)來(lái)源與研究方法

2.1 數(shù)據(jù)來(lái)源

吉林省的行政區(qū)劃矢量數(shù)據(jù)、土壤質(zhì)地、土壤類型數(shù)據(jù)、年平均氣溫、年平均降雨量、活動(dòng)積溫（＞10℃）均來(lái)源于中國(guó)科學(xué)院資源環(huán)境科學(xué)數(shù)據(jù)中心（http：//www.resdc.cn/）；1∶30萬(wàn)DEM數(shù)據(jù)來(lái)源于NASA SRTM1 v3.0，坡度、坡向數(shù)據(jù)由DEM派生得到.

在Arc GIS10.5平臺(tái)的支持下，將文中所有數(shù)據(jù)統(tǒng)一到相同的投影坐標(biāo)系統(tǒng)，并將柵格數(shù)據(jù)的分辨率經(jīng)重采樣統(tǒng)一到100 m×100 m像元大小，以支持多因子復(fù)合分析.

2.2 研究方法

（1）土地資源評(píng)價(jià)指標(biāo)體系.面向農(nóng)業(yè)生產(chǎn)適宜性的土地資源評(píng)價(jià)是指土地資源適宜于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的程度，以農(nóng)業(yè)耕作所要考慮的地形條件、氣候條件和土壤條件為主要指標(biāo)，借鑒前人土地資源評(píng)價(jià)的研究成果［3-6］，參考“雙評(píng)價(jià)”技術(shù)指南，從地形條件、土壤條件、氣候條件三個(gè)方面選取坡度、坡向、土壤粉砂含量、土壤類型、年平均氣溫、年平均降水量、積溫（＞10℃）7個(gè)因子，對(duì)吉林省土地資源農(nóng)業(yè)生產(chǎn)適宜性進(jìn)行評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)指標(biāo)體系見(jiàn)表1.

表1 農(nóng)業(yè)生產(chǎn)功能指向土地資源評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

按表1對(duì)各評(píng)價(jià)因子打分，按適宜程度高低分別賦予9、7、5、3、1分，分值越高，適宜性程度越好.

（2）指標(biāo)權(quán)重的確定.根據(jù)專家意見(jiàn)構(gòu)建層次分析判別矩陣，運(yùn)用AHP層次分析法計(jì)算各因子權(quán)重，得到各因子的權(quán)重因子表，各指標(biāo)權(quán)重見(jiàn)表2.

表2 各指標(biāo)權(quán)重

（3）土地資源農(nóng)業(yè)生產(chǎn)適宜性評(píng)價(jià).獲得各指標(biāo)因子的權(quán)重后，在Arc GIS10.5平臺(tái)支持下實(shí)現(xiàn)多因子復(fù)合分析，得到吉林省土地資源農(nóng)業(yè)生產(chǎn)適宜性評(píng)價(jià)結(jié)果，將農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的土地資源等級(jí)按照從高到低區(qū)分為適宜、較適宜、一般適宜、較不適宜、不適宜五個(gè)等級(jí).綜合評(píng)價(jià)模型為：

其中：SSi為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)適宜性得分，Wi為第i(i=1,2,3,…,n)個(gè)因子的權(quán)重值，F(xiàn)i為第i個(gè)因子的適應(yīng)性評(píng)價(jià)打分.

（4）評(píng)價(jià)結(jié)果修訂.根據(jù)我國(guó)發(fā)布的農(nóng)業(yè)耕作條件可知，在我國(guó)土地坡度大于25°的地方是不被允許種植農(nóng)作物的.因此，最后要對(duì)得到的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)適宜性評(píng)價(jià)結(jié)果進(jìn)行修訂，將坡度＞25°的區(qū)域，修訂為不適宜區(qū)；另外，由于城區(qū)、河流和湖泊及水庫(kù)水面區(qū)域不具備農(nóng)業(yè)耕作條件，在進(jìn)行農(nóng)業(yè)生產(chǎn)功能指向的土地資源評(píng)價(jià)時(shí)直接將這些區(qū)域修訂為不適宜區(qū).

3 結(jié)果分析

3.1 單因子評(píng)價(jià)結(jié)果

（1）地形條件因子.用坡度、坡向來(lái)表征地形條件對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)適宜性的約束.坡度表明了該局部地表坡面的傾斜程度，坡度大小直接影響著地表物質(zhì)流動(dòng)與能量轉(zhuǎn)換的規(guī)模與強(qiáng)度，是制約農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力空間布局的重要因子.坡向是決定地表面局部地面接收陽(yáng)光和重新分配太陽(yáng)輻射量的重要因子之一，直接造成局部地區(qū)氣候特征的差異，同時(shí)，也直接影響到諸如土壤水分、地面無(wú)霜期，以及作物生長(zhǎng)適宜性程度等多項(xiàng)農(nóng)業(yè)指標(biāo).綜合考慮坡度和坡向?qū)r(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響，得到吉林省農(nóng)業(yè)生產(chǎn)適宜性地形條件因子評(píng)價(jià)結(jié)果，如圖1所示.

圖1 地形條件因子評(píng)價(jià)結(jié)果

從圖1可以看出，吉林省大部分地區(qū)具備較好的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)適宜性地形條件，適宜地形條件區(qū)主要集中在吉林省中西部.受地形條件影響，吉林省東部長(zhǎng)白山地區(qū)，大多數(shù)不具備大規(guī)模農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的地形條件.

（2）土壤條件因子.土壤條件是確定農(nóng)業(yè)生產(chǎn)適宜性的關(guān)鍵因素.不同的土壤類型，具有不同的形成條件和理化性質(zhì)，直接決定了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的適宜性條件.土壤粉砂含量則表征了土壤的脆弱性，粉砂含量越高，土壤侵蝕風(fēng)險(xiǎn)越大.

吉林省土地資源包含暗棕壤、草甸土、黑鈣土、白漿土、黑土、風(fēng)沙土、水稻土、鹽堿土、沼澤土等60余種土壤類型，吉林省主要土壤類型分布如圖2所示.這些土壤類型中面積分布最大的是暗棕壤，其次為草甸土、黑鈣土、白漿土和黑土.暗棕壤發(fā)育于溫帶濕潤(rùn)季風(fēng)氣候和針闊混交林，主要分布在吉林省東部長(zhǎng)白山區(qū)，主要作為林業(yè)用地，腐殖質(zhì)層較厚的典型暗棕壤可以適當(dāng)開(kāi)墾，但要注意開(kāi)墾強(qiáng)度，避免水土流失.黑土、黑鈣土、草甸土就是常說(shuō)的黑土類，擁有黑色或者暗色腐殖質(zhì)層，是一種性狀好、肥力高的優(yōu)質(zhì)土地，非常適合農(nóng)業(yè)發(fā)展.吉林省擁有中國(guó)最優(yōu)質(zhì)的黑土地資源，習(xí)近平總書(shū)記在視察吉林工作中指出，要保護(hù)好黑土地這一“耕地中的大熊貓”.吉林省黑土地主要分布在吉林省中西部地區(qū)，其中處于吉林省中部農(nóng)業(yè)核心區(qū)的四平地區(qū)和長(zhǎng)春地區(qū)分布著最優(yōu)質(zhì)的黑土資源，是黑土地保護(hù)的重點(diǎn)區(qū)域.

圖2 吉林省主要土壤類型分布

基于土壤類型和土壤粉砂含量，得到吉林省農(nóng)業(yè)生產(chǎn)適宜性土壤條件評(píng)價(jià)結(jié)果，如圖3所示.

圖3 土壤條件因子評(píng)價(jià)結(jié)果

（3）氣候條件因子.氣候條件是影響農(nóng)作物生長(zhǎng)與發(fā)育的主要因素，這里選取多年平均降雨量、多年平均氣溫以及大于10℃積溫來(lái)表征區(qū)域水熱條件.不同的農(nóng)作物需要不同的水、熱條件，吉林省主要農(nóng)作物為玉米和水稻，本文主要基于玉米和水稻對(duì)水熱條件的響應(yīng)劃定水熱條件標(biāo)準(zhǔn).吉林省農(nóng)業(yè)適宜性氣候條件評(píng)價(jià)結(jié)果如圖4所示.

圖4 氣候條件因子評(píng)價(jià)結(jié)果

3.2 農(nóng)業(yè)生產(chǎn)適宜性綜合評(píng)價(jià)

在單因子評(píng)價(jià)結(jié)果的基礎(chǔ)上，基于層次分析法得到的各因子權(quán)重，在Arc GIS10.5平臺(tái)支持下，對(duì)各因子打分結(jié)果進(jìn)行加權(quán)計(jì)算，得到面向農(nóng)業(yè)生產(chǎn)適宜性的土地資源評(píng)價(jià)結(jié)果，將農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的土地資源等級(jí)按照從高到低區(qū)分為適宜、較適宜、一般適宜、較不適宜、不適宜五個(gè)等級(jí).最后，基于坡度數(shù)據(jù)對(duì)得到的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)適宜性評(píng)價(jià)結(jié)果進(jìn)行修訂，將坡度＞25°的區(qū)域，修訂為不適宜區(qū)，結(jié)果如圖5所示.

圖5 面向農(nóng)業(yè)生產(chǎn)適宜性的土地資源評(píng)價(jià)結(jié)果

結(jié)果表明，吉林省大部分地區(qū)具備較好的土地資源農(nóng)業(yè)生產(chǎn)適宜性，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)適宜區(qū)和較適宜區(qū)面積占吉林省總面積的56%.農(nóng)業(yè)生產(chǎn)適宜區(qū)主要分布在吉林省中西部平原區(qū)；不適宜區(qū)和較不適宜區(qū)主要分布在吉林省東部山地地區(qū).造成這種格局的主要原因是地形因素，吉林省中西部是以草地和濕地為主的平原區(qū)，地勢(shì)平緩，比較適宜農(nóng)業(yè)生產(chǎn)；而吉林省東部地區(qū)多為山區(qū)，地勢(shì)較高，地表坡度起伏較大，不適宜農(nóng)業(yè)生產(chǎn).

從地市級(jí)層面對(duì)吉林省土地資源農(nóng)業(yè)生產(chǎn)適宜性進(jìn)行進(jìn)一步評(píng)價(jià)，如圖6和表3所示.

表3 吉林省各地區(qū)不同等級(jí)適宜區(qū)面積及面積占比

圖6 各地區(qū)不同等級(jí)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)適宜性面積占比

結(jié)果表明：吉林省土地資源農(nóng)業(yè)生產(chǎn)適宜性的高水平區(qū)主要集中在長(zhǎng)春、四平、白城、吉林以及松原地區(qū)，這五個(gè)地區(qū)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)適宜區(qū)面積占的吉林省農(nóng)業(yè)適宜區(qū)總面積的85.48%.農(nóng)業(yè)生產(chǎn)適宜性最好的地區(qū)為四平地區(qū)，區(qū)內(nèi)60%以上處于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)適宜區(qū).四平地區(qū)地處吉林省中部農(nóng)業(yè)區(qū)的核心區(qū)，是吉林省最重要的糧食生產(chǎn)基地，也是吉林省黑土地保護(hù)的重點(diǎn)區(qū)域.較高適宜區(qū)主要集中在吉林、白城和松原地區(qū).白城和松原地區(qū)雖然具備較好的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件，擁有大面積的適宜農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的土地資源，但是吉林省西部的生態(tài)環(huán)境相對(duì)比較脆弱，在進(jìn)行土地資源開(kāi)發(fā)與利用的同時(shí)，要注意生態(tài)環(huán)境的保護(hù)與恢復(fù).不適宜區(qū)主要集中在延邊和白山地區(qū).延邊地區(qū)地處長(zhǎng)白山區(qū)，山地面積占全州總面積的54.8%，區(qū)內(nèi)分布大小自然保護(hù)區(qū)15個(gè)，總面積達(dá)6 320 km2.受地理環(huán)境條件影響，延邊州農(nóng)業(yè)不適宜區(qū)和較不適宜區(qū)面積占比達(dá)到了60%以上.

4 結(jié)論與討論

（1）吉林省土地資源農(nóng)業(yè)生產(chǎn)適宜性水平總體較高，適宜區(qū)和較適宜面積占吉林省總面積的55%以上，具有良好的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展條件.

（2）從空間上來(lái)看，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)適宜區(qū)主要分布在吉林省中西部平原區(qū)；不適宜區(qū)和較不適宜區(qū)主要分布在吉林省東部山地地區(qū).

（3）從地市層面分析，結(jié)果表明：四平地區(qū)和長(zhǎng)春地區(qū)具有較高的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)適宜性，可以在這兩個(gè)地區(qū)優(yōu)先開(kāi)展高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)，著力完善農(nóng)田基礎(chǔ)設(shè)施，加強(qiáng)黑土地保護(hù)力度，提升耕地質(zhì)量，穩(wěn)步提高糧食生產(chǎn)能力.松原地區(qū)和白城地區(qū)雖然也擁有較好的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件，但吉林西部分布有大面積鹽堿土和風(fēng)沙土，生態(tài)壞境敏感性較強(qiáng).因此，在吉林西部地區(qū)進(jìn)行農(nóng)業(yè)開(kāi)發(fā)過(guò)程中要注意開(kāi)發(fā)強(qiáng)度以及生態(tài)保護(hù).延邊地區(qū)由于地理環(huán)境條件的限制，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)適宜性較差，但延邊地區(qū)擁有得天獨(dú)厚的自然景觀條件和區(qū)位優(yōu)勢(shì)，可以充分開(kāi)發(fā)區(qū)內(nèi)旅游資源，把對(duì)外開(kāi)放作為發(fā)展的主戰(zhàn)略.