基于GIS的昆明市耕地質量等級評價

梁志妹 童江云 譚海燕 周文星

摘要 [目的]了解昆明市耕地質量數量、空間分布情況。[方法]以2018年耕地質量等級調查與評價項目監測數據及昆明市農業科學研究院資源與環境研究所歷年來進行耕地質量監測的數據為基礎，利用GIS技術，依據《耕地質量調查監測與評價辦法》和《耕地質量等級》國家標準，建立評價指標體系，開展昆明市耕地質量等級調查與評價。[結果]2018年昆明市耕地質量等級以中等地和高等地為主，占比分別為46.38%和42.67%，2018年平均等級為4.04，從空間分布來看，中高等級耕地主要分布在昆明中部、東部和北部，低等級耕地主要分布在昆明北部。[結論]全市耕地質量平均等級提高，對比2017年昆明市耕地質量平均等級（4.15），提升了0.11個等級。

關鍵詞 耕地質量;等級評價;GIS;昆明市

中圖分類號 F 323.211文獻標識碼 A

文章編號 0517-6611（2022）04-0087-04

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2022.04.023

開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

Grade Evaluation of Cultivated Land Quality in Kunming Based on GIS

LIANG Zhi-mei，TONG Jiang-yun，TAN Hai-yan et al （Institute of Resources and Environment，Kunming Academy of Agricultural Sciences，Kunming，Yunnan 650118）

Abstract [Objective]To understand the quantity and spatial distribution of cultivated land in Kunming.[Method]Based on the monitoring data of the survey and evaluation project of cultivated land quality in 2018 and the monitoring data of cultivated land quality carried out by the Institute of Resources and Environment of the Kunming Academy of Agricultural Sciences over the years，using GIS technology，according to the national standards of "Monitoring and Evaluation Method of Cultivated Land Quality Survey" and "Cultivated Land Quality Grade"，an evaluation index system was established to carry out the survey and evaluation of cultivated land quality grade in Kunming.[Result]The quality grade of cultivated land in Kunming was dominated by medium land and high-grade land，accounting for 46.38% and 42.67%，respectively.The average grade in 2018 was 4.04.From the spatial distribution point of view，medium and high-grade cultivated land was mainly distributed in the middle，east and north of Kunming，and low-grade cultivated land was mainly distributed in the north of Kunming.[Conclusion]The average grade of cultivated land quality in the city has improved.Compared with the average grade of cultivated land quality in Kunming City in 2017（4.15），the quality level increased by 0.11.

Key words Cultivated land quality;Grade evaluation;GIS;Kunming City

基金項目 農業農村部項目“耕地質量等級調查與評價”。

作者簡介 梁志妹（1982—），女，廣西玉林人，農藝師，碩士，從事耕地土壤與耕地質量方面研究。

收稿日期 2021-09-27

耕地是寶貴的自然資源，是糧食生產的主要載體[1]。隨著工業化、城鎮化的快速發展，土地利用方式也在不斷發生變化，耕地空間分布及耕地質量也隨之發生了相應的快速變化[2]，因此，及時對耕地質量進行評價，了解耕地質量現狀和空間分布，對提高耕地的產能有重要意義。在《耕地質量調查監測與評價辦法》（農業部令2016年第2號）和《耕地質量等級》（GB/T 33469—2016）等國家標準（以下簡稱《國標》）尚未出臺前，耕地質量評價指標多樣、評價標準差異性大、可比性差[3]，和春蘭等[4]選取17個自然、社會經濟和區位因素，采用指數和法及因子分析法對昆明市五華區進行耕地質量評價研究;韋慶思[5]選取11個指標因子，采用空間插值、組合賦權法和加權綜合指數法對桂平市進行耕地質量等級評價。《國標》出臺后，姚東恒等[6]遵循《國標》建立當地評價指標體系，對東北黑土區進行了不同時期耕地質量時空變化研究;章麗麗等[7]以歷年測土配方施肥、耕地質量監測數據為基礎進行廣德縣耕地質量等級評價;許旺旺等[8-11]對縣級的耕地質量進行了評價。筆者以昆明市為研究對象，依據《國標》，建立昆明市評價指標體系，對2018年昆明市耕地質量進行評價，并對昆明市全市耕地進行分等定級，掌握昆明市不同等級耕地的數量和空間分布情況，為合理利用耕地、合理調整耕地利用方式、保護和管理耕地質量提供決策依據。

1 資料與方法

1.1 研究區概況 昆明市是云南省省會，位于102°10′～103°40′E、24°23′～26°22′N，地處西南地區的云貴高原中部，總體地勢北高南低，年降水量1 035 mm，氣候溫和，四季如春，是典型的溫帶氣候。

1.2 數據源與數據處理

該研究數據來源于昆明市農業科學研究院資源與環境研究所2018年耕地質量等級調查與評價項目采樣和檢測數據及該單位歷年來進行耕地質量監測的相關數據。采用Excel 2010 和ArcGIS 10.2對數據進行處理分析與制圖。

1.3 評價方法及步驟

1.3.1 評價指標體系構建及評價指標權重確定。

依據《國標》規定的“N+X”指標體系，選取地形部位、農田林網化程度、灌溉能力、排水能力、耕層質地、質地構型、耕層土壤容重、有效土層厚度、生物多樣性、清潔程度、障礙因素、有機質、速效鉀、有效磷共14項基礎性指標和海拔、土壤pH 2項區域性指標構成昆明市耕地質量評價指標體系，應用層次分析法與特爾斐法相結合的方法確定各指標的指標權重（表1）。

1.3.2 指標隸屬函數構建。

以模糊數學理論為基礎，將評價指標與耕地質量之間的關系分成不同的隸屬函數類型，包括概念型、戒上型、峰型、負直線型4類函數。概念型數據，直接釆用特爾斐法給出隸屬值（表2）;其他數值型數據，應用特爾斐法先評估出各指標等級數值對耕地質量及作物生長的影響，確定其對應的隸屬度，在此基礎上繪制各指標等級數值與隸屬度間的曲線圖，獲得各指標等級數值與隸屬度間的函數關系，構建出參評指標的隸屬函數（表3）。

1.3.3 耕地質量等級劃分與結果驗證。根據《國標》，采用累加法計算出各管理單元的耕地質量綜合指數（表4），其計算公式如下：

P=（Fi×Ci）

式中，P為耕地質量綜合指數;Fi為第i個評價指標的隸屬度;Ci為第i個評價指標的組合權重。

采用等距法將全市耕地質量劃分為10個等級，1等地耕地質量最好，10等地耕地質量最差。

為確保所評價出的耕地質量等級結果數據科學準確且符合地方實際，由項目區組織專家對耕地質量區域評價結果進行審查，并通過產量驗證、對比驗證、專家驗證與實地驗證相結合方式驗證評價結果。

2 結果與分析

2.1 昆明市耕地質量等級總體狀況

2018年昆明市耕地質量等級調查評價面積為427 533.31 hm2。利用計算出的各管理單元的耕地質量綜合指數，按等距法將昆明市耕地質量等級由高到低依次劃分為1～10等。其中，1等地耕地質量最好，10等地耕地質量最差。采用耕地質量等級面積加權法，計算得到2018年昆明市耕地質量平均等級為4.04。

2.2 昆明市耕地質量等級數量分布情況 由圖1可知，在10個等級的耕地中，3等地在昆明市耕地質量等級中所占的面積比例最大，面積為83 702.21 hm2，占比為19.58%;其次為4等地和5等地，面積分別為76 589.82和76 243.55 hm2，分別占總面積的17.91%和17.83%;而10等地所占面積比例最小，面積為3 528.00 hm2，占比為0.83%。

根據《國標》，將10級耕地分為高等級耕地、中等級耕地和低等級耕地，其中1～3等地為高等級耕地，4～6等地為中等級耕地，7～10等地為低等級耕地。從表5可以看出，評價為1～3等地的高等級耕地面積為182 442.26 hm2，占昆明市評價耕地總面積的42.68%;評價為4～6等地的中等級耕地面積為198 287.01 hm2，占昆明市評價耕地總面積的46.37%;評價為7～10等地的低等級耕地面積為46 804.04 hm2，占昆明市評價耕地總面積的10.95%。

2.3 昆明市耕地質量等級空間分布情況及利用對策

2.3.1 高等級耕地。主要分布在宜良縣、昆明主城區和祿勸縣，地形部位以山間盆地為主（圖2）。這部分耕地基礎地力較高，農田基礎設施條件好，地勢平坦，立地條件好，氣候適宜，水、肥、氣、熱協調，農田基礎設施完善，排灌設施配套較好，能排能灌，土壤養分含量豐富、質地適中，宜耕種性好，生產性能好，土地利用基本沒有限制，屬高產穩產田地。這部分耕地需注意合理施肥，科學配合施用各類元素肥，保持地力不下降。

2.3.2 中等級耕地。主要分布在尋甸縣、石林縣和祿勸縣，地形部位以山間盆地和山地坡下等地形部位為主（圖2）。這部分耕地地勢起伏較小，立地條件相對較好，且具備一定的農田基礎設施，灌溉設施基本配套，排水條件較好，宜種性、可耕性略好，土地利用受到的限制較小，作物能保收。應重點加強地力培育，提高耕地土壤有效養分，完善排灌條件，增強農田基礎設施建設。

2.3.3 低等級耕地。主要分布在尋甸縣，地形部位以山地為主（圖2）。這部分耕地立地條件較差，部分耕地具有一定坡度，基礎地力較低，部分耕地灌溉困難，排水條件基本滿足需求，農田基礎設施不夠完善，土地利用受到限制，宜種性差，作物基本不能高產。應加強排灌設施建設，科學增肥，種植綠肥，培肥土壤，以提高土壤有效養分含量，提高作物產量。

3 討論

在評價過程中，按照《國標》流程進行并構建區域評價指標，基礎性指標由國家統一指定，區域性指標則是根據該區域實際情況進行選取，在區域性指標選取的過程中，存在受主觀因素和經驗因素影響的現象，如何使選取的區域指標的數量和指標的組成能更符合本地實際，使受專家專業知識和經驗的影響降到最低，是以后在構建耕地質量評價指標體系中值得更深入研究的問題。

《國標》頒布實施以來，全國各地實施耕地質量等級評價有了統一的標準，評價體系在全國范圍內的可比性越來越強，但目前公開發表的評價結果還比較少，在不同區域尺度上進行耕地質量等級評價還有很長的路要走，該研究是在市域尺度基礎上進行的，還有待今后更多市域尺度的耕地質量等級評價對該研究方法的修正和檢驗。

2018年昆明市高等級耕地占總面積的42.68%，中等級耕地占總面積的46.37%，低等級耕地占總面積的10.95%。2017年高等級耕地占總面積的39.22%，中等級耕地占總面積的51.66%，低等級耕地占總面積的9.12%。對比2017年，2018年高等級耕地占比提高了3.46百分點，中等級耕地占比下降了5.29百分點，低等級耕地占比增加了1.83百分點。總體來說，高等級耕地增加了，中等級耕地減少了，然而低等級耕地卻也增加了。經過實地調研和圖斑比較，主要原因有二：一是在國土整治中難以實現“占優補優”，新增耕地質量不高，在短期內實現耕地質量提升存在一定難度;二是高標準農田建設前期比較注重生產設施的建設，后期在注重生產設施建設的同時雖然也注重項目區內耕地質量的提升，但在短期內農田質量提升目前也不明顯。因此，如何在保持耕地數量的同時，提升耕地質量，使耕地質量和耕地數量齊頭并進，也是今后在耕地質量保護和管理中值得深思的問題。

4 結論

（1）全市耕地質量平均等級提高。昆明市2018年耕地質量平均等級為4.04，對比2017年耕地質量評價結果（4.15），提升了0.11個等級，表明昆明市在耕地質量保護與提升中實施的測土配方施肥、土壤改良、有機肥替代、綠肥種植、秸稈還田、耕地輪作休耕、化肥減量增效等項目的實施效果顯著。

（2）昆明市耕地質量以中高等級耕地為主，中等級、高等級耕地占全部耕地總面積的89.05%，低等級耕地占全部耕地總面積的10.95%。

（3）通過昆明市耕地質量等級評價，了解昆明市范圍內耕地數量的多少和耕地質量在空間上的分布，是實現耕地數量和耕地質量并重管理[8]的重要途徑之一，是實現耕地差別化管護的重要基礎，同時，為永久基本農田的劃定、高標準農田建設、自然資源資產負載表編制、糧食安全首長責任制考核等工作的開展提供了重要的成果支撐。

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