農用地整理潛力測算與分級研究
——以延邊朝鮮族自治州為例

隨著社會經濟的發展、城鎮化進程的加快，我國耕地呈現出面積減少、質量下降、利用效率不高、生態環境急需修復等問題.農用地整理是山、水、林、田、湖、草綜合整治的一部分，是通過一系列工程措施提高耕地質量、生產條件、生態環境和增加耕地面積的過程，是提高耕地利用效率、保護耕地的重要途徑.我國農用地整理主要對象為耕地，主要目標是增加耕地面積、提高耕地質量和農業綜合生產能力.農用地整理潛力是指通過綜合整治耕地及分布其間的道路、林網、溝渠、零星建設用地和未利用地等，提高耕地質量、增加有效耕地面積、提高耕地產出率和發揮農業種植規模效益等方面的潛力，包括新增耕地數量潛力和提高耕地質量潛力兩個方面.

本文以延邊朝鮮族自治州(簡稱延邊州)為例，以ArcGIS10.2，SPSS19.0為平臺，運用多因素綜合評價法、層次分析法(AHP)、系統聚類等方法建立綜合評價模型，對延邊州農用地整理潛力進行了測算，確定延邊州各鄉鎮農用地整理潛力大小及空間分布情況，以為農用地整理區域的劃定提供支撐，對延邊州山、水、林、田、湖、草綜合整治和生態修復具有重要意義.

1 研究區域概況

延邊州位于吉林省東部，地理位置為北緯41°59′47″～44°30′42″、東經127°27′43″～131°18′33″，是東三省溝通海內外的重要窗口.全州土地總面積為43 329.34 km2，涉及8個市(縣)、51個鎮、15個鄉.

1.1 耕地數量狀況

據2015年延邊州土地利用變更調查數據，全州耕地面積為4 372.33 km2，其中水田461.23 km2，占耕地面積的10.55%；水澆地24.79 km2，占耕地面積的0.57%；旱地3 886.31 km2，占耕地面積的88.88%.

延邊州8個市(縣)中，敦化市耕地面積最大，為1 670.62 km2，占全州耕地面積的38.21%；其次為汪清縣和安圖縣，耕地面積分別為713.57和598.04 km2，分別占16.32%和13.68%.

1.2 耕地質量狀況

1.2.1 耕地質量結構

據延邊州各縣市的農用地分等成果，龍井市、和龍市的耕地質量較好，敦化市和延吉市耕地質量次之.通過各鄉(鎮)耕地圖斑質量等別及其地類面積加權平均，計算得到每個鄉鎮耕地質量平均等別.延邊州2015年耕地等別比重對比圖如圖1所示.

圖1 延邊州2015年耕地等別比重對比

1.2.2 耕地質量空間分布

從全州耕地質量(以國家利用等作為衡量標準)的空間分布來看，圖們江兩岸土壤肥沃、水源充足、地勢平坦，等別較高的11等地主要分布于此，包括和龍市的頭道鎮、八家子鎮、西城鎮和東城鎮；12等地主要分布于耕地地力條件相對較好的平原農業區，包括敦化市的官地鎮、沙河沿鎮、大石頭鎮、黑石鄉和江南鎮；13等地主要分布于汪清縣的羅子溝鎮，安圖縣的明月鎮、松江鎮和亮兵鎮；等別較低的14等地主要分布于安圖縣的明月鎮、兩江鎮、松江鎮和永慶鄉，這4個鄉(鎮)的14等耕地面積占全州14等耕地面積總量的94.09%，可見安圖縣耕地質量總體水平較低.

2 農用地整理潛力測算

農用地整理潛力包括新增耕地數量潛力和提高耕地質量潛力兩個方面.新增耕地數量潛力主要來源于兩個方面：一是通過道路、溝渠、田坎的綜合整治，對處于荒廢狀態或重復布設的道路、溝渠、防護林進行整理，使其恢復成直接生產用地，增加耕地面積；二是在適宜性評價的基礎上，將分布在耕地區域內零星的非耕農用地、建設用地和未利用地整理為耕地.提高耕地質量潛力主要來源于兩個方面：一是通過完善基礎設施，提高耕地生產能力；二是通過改造、消除耕作中的限制因素以提高耕地生產能力.耕地中存在一些限制其生產能力發揮的障礙因素，如土層較薄、土壤侵蝕等，農用地整理針對這些障礙因素實施一系列工程措施和生物措施，消除限制因素，從而達到增產、提高耕地質量的目的.

延邊州農用地整理對象為全部耕地以及為農業生產服務的散布于耕地區域內的其他地類，如：寬度大于2 m的田間道路、溝渠和田坎；規模小于1 hm2且坡度小于15°的荒草地，以及分布在成片耕地區內的零星地類(主要包括草地、各類廢棄地、未利用地以及零星建設用地等)[1-4].

2.1 農用地整理的數量潛力

2.1.1 待整理農用地數量與分布

根據《延邊朝鮮族自治州土地利用總體規劃(2006—2020年)》以及各縣(市)土地利用總體規劃，確定待整治農用地在限制建設區內.在2015年土地利用變更調查數據的基礎上，并結合補充調查，最終確定全州農用地整理規模4 118.35 km2，其中耕地3 960.26 km2，占待整理農用地面積的96.17%，主要分布于敦化市、汪清縣、安圖縣；耕地范圍內寬度大于2 m的田間道路、溝渠和田坎4.61 km2，占待整理農用地面積的0.11%，主要分布于琿春市；規模小于1 hm2且坡度小于15°的荒草地135.65 km2，占待整理農用地面積的3.29%，主要分布于敦化市、龍井市和汪清縣；零星地物17.83 km2，占待整理農用地面積的0.43%，主要分布于敦化市和汪清縣.

2.1.2 劃分耕地類型區

延邊州地貌呈山地、丘陵、盆地3種類型，以山地、丘陵居多，若只以坡度作為劃分耕地類型區的因素，則不能完全體現延邊州各市(縣)的耕地質量現狀及耕地后備資源的差異性.因此，為保證農用地整理潛力測算的精度，構建如下指標體系，并通過層次分析法(AHP)確定各指標及因素權重值，結果見表1.

表1 延邊州耕地類型分區指標體系

2.1.3 測算田坎-溝渠-道路降低系數

按四級耕地類型區分別選擇延邊州已竣工的農用地整理項目，計算整理前、后項目區內田坎、溝渠、道路的面積，計算典型項目在整理前、后的田坎-溝渠-道路系數.具體計算方法如下：

αd=(ΔSg+ΔSd+ΔSt)/Sa；

(1)

ΔSg=Sgo-Sg；

(2)

ΔSd=Sdo-Sd；

(3)

ΔSt=Sto-Sd.

(4)

式中：ad為田坎-溝渠-道路降低系數；ΔSg，ΔSd，ΔSt分別為項目實施前后，溝渠、農村道路、田坎占地面積減少量；Sa為項目區建設規模；Sgo，Sdo，Sto分別為項目實施前溝渠、農村道路、田坎占地面積；Sg，Sd，St分別為項目實施后溝渠、農村道路、田坎占地面積.

2.1.4 測算地類調整系數

以延邊州2015年土地利用現狀圖(1∶1萬)為底圖，提取出分布于成片耕地區域內的其他地類，包括寬度大于2 m的田間道路、溝渠和田坎，規模小于1 hm2且坡度小于15°的荒草地，以及分布在成片耕地區內的零星地類(主要包括草地、各類廢棄地、未利用地以及零星建設用地等)，確定可調整為耕地的各地類總面積，測算耕地類型區內通過其他地類可調整為新增耕地的面積，與耕地總面積相除之商即為地類調整系數[5-10].

2.1.5 測算農用地整理的數量潛力

(1) 田坎-溝渠-道路整理增加耕地面積.田坎-溝渠-道路整理增加耕地面積即田坎-溝渠-道路降低系數與待整理耕地面積的乘積.計算方法為

ΔSz=αd×S.

(5)

式中：ΔSz為田坎-溝渠-道路整理增加的耕地面積；S為待整理耕地總面積.

經測算，全州通過田坎-溝渠-道路整理增加耕地面積-49.75 km2，其中：一、二、三、四級耕地類型區各新增耕地面積-12.95，-26.29，-10.11，-0.41 km2.

(2) 地類調整增加耕地面積.地類調整增加耕地面積即各鄉鎮耕地區內的其他地類可調整為耕地的潛力.具體計算方法為

ΔSt=αt×S.

(6)

式中：ΔSt為其他地類調整為耕地增加的面積；αt為增加耕地面積系數；S為待整理耕地總面積.

經測算，全州通過地類調整可增加的耕地面積共167.53 km2，其中：一、二、三、四級耕地類型區各新增耕地面積分別為35.85，78.05，52.39，1.24 km2.

(3) 農用地整理增加的耕地面積匯總.將全州田坎-溝渠-道路整理增加耕地的面積及其他地類調整成耕地的面積進行匯總

ΔS=ΔSz+ΔSt.

(7)

式中ΔS為凈增加的耕地總面積.

計算新增耕地系數：

α=ΔS/S.

(8)

式中α為新增耕地系數.

經測算，全州通過農用地整理可新增耕地共117.77 km2，主要分布在龍井市、敦化市和汪清縣，面積分別為26.60，18.87和16.86 km2，分別占總量的22.58%，16.03%和14.32%.其中以龍井市老頭溝鎮的新增耕地潛力最為突出，占總量的10.51%；圖們市、延吉市和和龍市次之，面積分別為13.83，11.51和11.37 km2，分別占總量的11.74%，9.77%和9.66%；面積最少的是安圖縣，共9.31 km2，占總量的7.91%.全州各市(縣)耕地數量的潛力分布情況見圖2.

圖2 延邊州各市(縣)耕地數量潛力分布

2.2 農用地整理的質量潛力

2.2.1 耕地質量提高潛力測算方法

以延邊州各鄉鎮為單元計算耕地質量潛力，方法為

Wi=A×T×B+Qi×Ki.

(9)

式中：Wi為i鄉鎮農用地整理的質量潛力；A為i鄉鎮待整理耕地規模；T為i鄉鎮耕地等別提高的情況；B為一個利用等的標準糧產量；Qi為i鄉鎮新增耕地面積；Ki為i鄉鎮的平均利用等別對應的標準糧產量.

2.2.2 利用等指數與標準糧產量

依據延邊州農用地產能核算報告，利用標準糧產量樣點數據，建立利用等指數與實際標準糧產量的線性回歸模型.延邊州幅員遼闊，各市(縣)光、熱、水、土等環境因素、技術條件及政策均有不同，導致農用地產能存在顯著差異.因此，以各市(縣)為單元分別建立線性回歸模型[9].

以敦化市為例，根據敦化市的標準糧產量樣點數據，建立各單元指定作物標準糧可實現的單產值與利用等指數之間的線性回歸模型

(10)

則敦化市可實現單產回歸模型如圖3所示.可實現單產回歸模型的方程為

y=11.597x+4 103.3.

(11)

式中：y為可實現的單產值；x為可實現單產對應的利用等指數.

經計算，該回歸方程的相關系數R2=0.628 4，回歸效應較為顯著，利用等指數與可實現單產相關性較高.將各鄉鎮平均利用等指數代入該線性回歸方程，即可得到可實現的標準糧產量.同理，可逐一建立其他市(縣)利用等指數與農用地實際標準糧產量的線性回歸模型.

圖3 敦化市調查樣點可實現單產與利用等指數關系

2.2.3 耕地產能提高潛力測算

通過計算，全州耕地質量提高潛力為4.75×108kg(見表2).耕地質量提高潛力主要分布在汪清縣、龍井市和安圖縣，耕地質量提高潛力分別為1.04×108，0.89×108，0.84×108kg，占耕地質量提高潛力的比例分別為21.86%，18.73%和17.62%.

表2 延邊州農用地整理耕地產能提高潛力

2.3 農用地整理潛力分級匯總

2.3.1 指標體系及權重的確定

農用地整理潛力主要通過新增耕地面積、等別提高幅度以及產能提高幅度體現，而等別提高最終體現在糧食產能的提升上；此外，新增耕地系數也是影響潛力等級的一個重要因素，因此，本文將新增耕地面積、產能提高幅度以及新增耕地系數作為劃分延邊州農用地整治潛力等級的指標體系[11-17].

指標體系權重的確定采用層次分析法(AHP)確定，通過計算，延邊州各市(縣)農用地整理潛力分級指標權重：新增耕地面積的權重為0.38，產能提高幅度的權重為0.29，新增耕地系數的權重為0.33.

2.3.2 綜合分值及潛力等級的確定

由于農用地整治潛力等級評定的各指標量綱、數量級均不同，難以互相比較，因此需進行標準化處理.標準化時，對正相關指標進行最大值標準化，對負相關指標進行最小值標準化，最終將各指標值統一到0～1之間，最終綜合分值是用各指標經標準化處理后的標準值與對應權重進行乘積并加和得出

(12)

式中：Y為某市(縣)農用地整治潛力的評價綜合分值；Xi為某市(縣)第i個指標的分值；Wi為某市(縣)第i個指標的權重；n為指標數量.

基于ArcGIS10.2軟件平臺，以鄉(鎮)行政單元為單位，根據新增耕地面積、產能提高幅度和新增耕地系數計算各鄉鎮的綜合分值，運用SPSS19.0進行系統聚類分析，將農用地整理潛力劃分為4個等級，各潛力等級空間分布見圖4.

圖4 延邊州農用地整理潛力分布示意圖

3 結果與分析

3.1 農用地整理潛力總體狀況

測算結果表明，通過農用地整理全州新增耕地面積117.77 km2，產能提高潛力達4.75×108kg，按農用地整理潛力分區進行匯總，結果見表3.

表3 延邊州農用地整理潛力測算匯總

3.2 各潛力分區農用地整理潛力

(1) Ⅰ級潛力區.延邊州農用地整理Ⅰ級潛力區只有一個鄉(鎮)，為龍井市的老頭溝鎮.老頭溝鎮耕地資源稟賦較好，土地利用結構合理、土地產出能力強，該鎮綜合分值為90.53分，遠高于其他鄉(鎮).根據測算結果，Ⅰ 級潛力區耕地面積占延邊州耕地資源總量的3.20%，新增耕地面積共12.38 km2，占全州新增耕地潛力的10.51%；產能提高潛力0.35×108kg，占全州農用地整理新增產能潛力的7.37%.

(2) Ⅱ級潛力區.延邊州農用地整理Ⅱ級潛力區包括延吉市的依蘭鎮、三道灣鎮，圖們市的月晴鎮、長安鎮和石峴鎮，敦化市的大石頭鎮、額穆鎮和江南鎮，龍井市的智新鎮，和龍市的龍城鎮，汪清縣的東光鎮、大興溝鎮，共涉及6個市(縣)12個鄉鎮.Ⅱ級潛力區在空間上分布較廣，比較集中地分布于延龍圖一體化城市集群區、汪清縣中部以及和龍市的西南部.根據測算結果，延邊州農用地整理Ⅱ級潛力區耕地面積占延邊州耕地資源總量的23.37%，新增耕地潛力面積共41.68 km2，占全州新增耕地潛力的35.39%；產能提高潛力1.38×108kg，占延邊州農用地整理新增產能潛力的29.00%.

(3) Ⅲ級潛力區.延邊州農用地整理Ⅲ級潛力區包括延吉市的小營鎮、朝陽川鎮，圖們市的涼水鎮，敦化市的江源鎮，琿春市的近海街、敬信鎮、英安鎮、密江鄉、楊泡滿族鄉和哈達門鄉，龍井市的三合鎮、開山屯鎮、白金鄉、德新鄉和東盛涌鎮，和龍市的頭道鎮、西城鎮、福洞鎮、南坪鎮和崇善鎮，汪清縣的百草溝鎮、雞冠鄉、天橋嶺鎮、春陽鎮和汪清鎮，安圖縣的明月鎮、石門鎮、松江鎮和亮兵鎮，共涉及8個市(縣)29個鄉鎮.Ⅲ級潛力區在空間上分布更為廣泛.根據測算結果，延邊州農用地整理Ⅲ級潛力區耕地面積占延邊州耕地資源總量的33.83%，新增耕地潛力面積共50.55 km2，占全州新增耕地潛力的42.93%；產能提高潛力2.46×108kg，占延邊州農用地整理新增產能潛力的51.71%.

(4) Ⅳ級潛力區.延邊州農用地整理Ⅳ級潛力區包括敦化市的官地鎮、黃泥河鎮、秋梨溝鎮、賢儒鎮、沙河沿鎮、大蒲柴河鎮、雁鳴湖鎮、黑石鄉、青溝子鄉、大橋鄉、翰章鄉和紅石鄉，琿春市的春華鎮、板石鎮、馬川子鄉和三家子滿族鄉，和龍市的八家子鎮、東城鎮，汪清縣的復興鎮、羅子溝鎮，安圖縣的二道白河鎮、萬寶鎮、兩江鎮、新合鄉和永慶鄉，共涉及5個市(縣)25個鄉鎮.Ⅳ級潛力區在空間上分布主要集中于延邊州西部和敦化市、安圖縣的大部分鄉(鎮).測算結果表明，Ⅳ級潛力區耕地面積占全州耕地資源總量的39.61%，新增耕地潛力面積共13.17 km2，占全州新增耕地潛力的11.18%；產能提高潛力0.57×108kg，占延邊州農用地整理新增產能潛力的11.91%.

3.3 各市(縣)農用地整理潛力分析

農用地整理新增耕地面積主要取決于各市(縣)的耕地基數面積以及可調整為耕地的其他地類面積.經測算，全州新增耕地面積最大的是龍井市、汪清縣和敦化市，其余依次為圖們市、延吉市、和龍市、琿春市和安圖縣.通過各市(縣)新增耕地規模與新增產能的對比分析可以發現，龍井市和汪清縣農用地整理投入產出效益最佳.各市(縣)農用地整理潛力測算結果見表4.

表4 延邊州各市(縣)農用地整理潛力測算

4 結論與建議

(1) 延邊州農用地整理理論潛力較大，建議統籌經濟社會各方力量充分挖掘.全州通過農用地整理可增加耕地117.77 km2，實際工作中可運用農業、水利、土地等政策措施，統籌經濟社會各方力量充分挖掘潛力，促進全州耕地保護，提升耕地利用效率.

(2) 延邊州耕地質量提高空間較大，建議逐步提高耕地質量.全州農用地整理耕地產能提高潛力達4.75×108kg，可結合測算結果實施區域差異性的整理措施，逐步提高耕地質量.

(3) 優化耕地布局，促進農業規模經營.結合潛力測算結果，優先安排重點潛力區實施農用地整理項目，優化耕地布局，促使耕地集中連片，促進農業規模化經營.