中部糧食主產(chǎn)區(qū)土地適宜性評(píng)價(jià)模型的構(gòu)建

刁海亭

摘 要：近些年來(lái)，我國(guó)經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展，取得的成就舉世矚目，但一些矛盾也隨之而來(lái)。經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展，人口規(guī)模日益龐大，經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)與環(huán)境保護(hù)之間、人口增長(zhǎng)與土地有限之間的矛盾越發(fā)尖銳。開展土地適宜性評(píng)價(jià)，不僅是提高土地利用率、合理利用土地的重要手段，也是合理調(diào)整農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)、科學(xué)制定土地利用規(guī)劃的重要依據(jù)。該文以土地適宜性評(píng)價(jià)的方法為依據(jù)，分析了中部糧食主產(chǎn)區(qū)的實(shí)際情況，設(shè)計(jì)出了適合中部糧食主產(chǎn)區(qū)的土地適宜性評(píng)價(jià)模型，為中部糧食主產(chǎn)區(qū)的土地利用和合理規(guī)劃提供科學(xué)依據(jù)。

關(guān)鍵詞：土地適宜性評(píng)價(jià);中部糧食主產(chǎn)區(qū);評(píng)價(jià)模型

中圖分類號(hào) F30 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-7731（2022）08-0142-03

Land Suitability Assessment Model Building in the Central Major Grain-producing Areas

DIAO Haiting

（College of Information Science and Academic， Shandong Agricultural University， Taian 271018， China）

Abstract： Since the reform and opening up to now， the economic development of our country have made remarkable achievements， however some contradiction come out in company with the achievements. With the development of economy and the improvement of people's living standard， the population scale in an increasingly large， population and land， environmental protection and economic growth is very sharp contradiction between.Scientific land suitability assessment， development and rational utilization of land is the important basis of research， development and utilization of land and coordination of land， land resource protection， the basic method for sustainable development.Taking the land suitability assessment based on the basic principle， and combined with model in the actual situation of major grain-producing areas， designed for central major grain-producing areas of land suitability assessment model for the land management and planning， and provides scientific basis.

Key words： Land suitability assessment; The central major grain-producing areas; Evaluation model

1 引言

中國(guó)一直以來(lái)都是農(nóng)業(yè)和人口大國(guó)，隨著經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的發(fā)展，日益龐大的人口規(guī)模與有限的耕地資源產(chǎn)生矛盾并不斷銳化。這一矛盾促使我們尋求更有效的方式以提高土地利用效率。開展土地適宜性評(píng)價(jià)是提高土地利用率的一個(gè)重要途徑。利用現(xiàn)有的技術(shù)及結(jié)合前人的經(jīng)驗(yàn)，對(duì)我國(guó)的土地進(jìn)行適宜性評(píng)價(jià)，可以為人們規(guī)劃土地、整合土地資源、提高土地利用效率提供科學(xué)依據(jù)和理論指導(dǎo)。根據(jù)第7次全國(guó)人口普查數(shù)據(jù)，我國(guó)中部6省（包括河南、山西、江西、安徽、湖北、湖南），人口總數(shù)約3.65億，占全國(guó)的25.9%;土地總面積102.7萬(wàn)km2，占全國(guó)的10.7%;耕地面積3083.35萬(wàn)hm2，占全國(guó)的23.5%，中部的糧食播種面積占到全國(guó)的29.23%，而中部6省對(duì)我國(guó)的農(nóng)業(yè)GDP的貢獻(xiàn)率更是高達(dá)25.9%。基于此，本研究將土地適宜性評(píng)價(jià)運(yùn)用到中部糧食主產(chǎn)區(qū)，以期為提高該地區(qū)耕地利用效率和糧食產(chǎn)量提供科學(xué)依據(jù)[1]。

2 研究區(qū)概況

2.1 自然條件狀況 中部地區(qū)地處中國(guó)內(nèi)陸腹地，地理坐標(biāo)為北緯34°34′～30°08′，東經(jīng)108°47′～119°38′之間，連接南北東西、輻射八方。中部6省地形以山地、丘陵、平原為主，另外山西還有盆地、高原，地形起伏較大，大致成西高東低的走向。境內(nèi)最高點(diǎn)為華中第一峰湖北神農(nóng)頂，海拔3105m，而東部安徽境內(nèi)最低海拔不足10m。中部區(qū)域內(nèi)，太行山系、大別山系、秦嶺山系等大小山脈貫穿全境，其中山西和湖北、湖南兩省山區(qū)和丘陵的面積占總面積的67%以上。另外，中部因擁有中國(guó)四大水系資源及溫潤(rùn)的氣候，常年的雨水沖刷，形成了鄱陽(yáng)湖平原、洞庭湖平原、淮海平原等，非常有利于糧食的耕種。

2.2 社會(huì)經(jīng)濟(jì)狀況 中部6省人口眾多，經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)雄厚。糧食播種面積廣，是中國(guó)重要的商品糧基地;資源豐富，是中國(guó)重要的原材料和能源工業(yè)基地;交通便利，是中國(guó)重要的交通要地。中部地區(qū)已經(jīng)形成以煤炭、冶金、電力、化工、機(jī)械、紡織等為主的多門類工業(yè)體系。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2020年末中部6省的GDP為222246億元，比2019年同比增長(zhǎng)11.4%。6省中河南最高，為54997.07億元，居全國(guó)第5位;安徽增長(zhǎng)最高，比2019年增長(zhǎng)3.9%，居全國(guó)第4位。總體而言，隨著國(guó)家中部崛起策略的施行，中部的經(jīng)濟(jì)發(fā)展呈現(xiàn)一番欣欣向榮的景象。

3 土地適宜性評(píng)價(jià)方法

土地的適宜性評(píng)價(jià)就是要評(píng)定土地的適宜性情況，確定等級(jí)。土地適宜性評(píng)價(jià)方法眾多，國(guó)內(nèi)外許多學(xué)者進(jìn)行了大量的探索研究。綜合各類因素，筆者認(rèn)為可以將土地適宜性評(píng)價(jià)方法分為傳統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)判斷法、經(jīng)典的數(shù)學(xué)評(píng)價(jià)方法以及與現(xiàn)代交叉學(xué)科相結(jié)合的方法3種。

3.1 經(jīng)驗(yàn)判斷法 經(jīng)驗(yàn)判斷法比較古老，也較早應(yīng)用在土地的適宜性評(píng)價(jià)過(guò)程中，當(dāng)前仍占有重要地位。它是由土地評(píng)價(jià)者根據(jù)多年的耕種經(jīng)驗(yàn)以及作物的生長(zhǎng)狀況來(lái)主觀評(píng)定土地適宜性程度的一種方法。

3.2 數(shù)學(xué)方法 如今，在土地適宜性評(píng)價(jià)中數(shù)學(xué)方法比較常用，主要是利用數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法或其他數(shù)學(xué)模型來(lái)參與土地分等定級(jí)、評(píng)價(jià)工作，包括：土地評(píng)價(jià)因素因子選擇、因素因子權(quán)重確定、評(píng)價(jià)單元?jiǎng)澐帧⒌燃?jí)評(píng)定等。數(shù)學(xué)方法的本質(zhì)是建立土地因素與土地質(zhì)量狀況之間的數(shù)學(xué)關(guān)系，進(jìn)而對(duì)土地進(jìn)行分等定級(jí)與評(píng)價(jià)。通常采用定性分析與定量研究相結(jié)合來(lái)進(jìn)行。在土地適宜性評(píng)價(jià)中，下列幾種數(shù)學(xué)方法應(yīng)用相對(duì)較多：加權(quán)指數(shù)和法、回歸分析法、灰色關(guān)聯(lián)分析法、模糊綜合評(píng)價(jià)法、層次分析法等。

3.3 學(xué)科交叉結(jié)合評(píng)價(jià)方法 學(xué)科交叉結(jié)合的評(píng)價(jià)方法是指在土地評(píng)價(jià)中綜合運(yùn)用多種學(xué)科如邏輯學(xué)、社會(huì)學(xué)、生理學(xué)、神經(jīng)學(xué)等的知識(shí)，互相結(jié)合，進(jìn)行土地適宜性評(píng)價(jià)工作。學(xué)科交叉結(jié)合的評(píng)價(jià)方法主要有主成分分析法、模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法、聚類分析、物元分析法等[2-5]。

4 模型設(shè)計(jì)

4.1 資料收集 評(píng)價(jià)對(duì)象為中部糧食主產(chǎn)區(qū)內(nèi)的土地，屬于農(nóng)用地適宜性評(píng)價(jià)的范疇。前期工作即為大量收集中部糧食主產(chǎn)區(qū)的各類地理信息。主要的數(shù)據(jù)資料有：（1）地圖：地圖是最重要的數(shù)據(jù)源，包括地形圖等普通地圖和各種專題地圖，如土地利用圖，行政區(qū)劃圖等。（2）統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)和圖表：包括來(lái)自各種自然、社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和環(huán)境等方面的數(shù)據(jù)，還包括各種文字報(bào)告、法律法規(guī)文件等。（3）綜合性數(shù)據(jù)資料：包括各種計(jì)算機(jī)文件數(shù)據(jù)等。

4.2 數(shù)據(jù)整理 整理的內(nèi)容主要從以下2個(gè)方面入手：一是整理出中部糧食主產(chǎn)區(qū)的土地概況，特別是農(nóng)用地的利用現(xiàn)狀及各方面的地理特征;二是整理出土地適宜性評(píng)價(jià)相關(guān)知識(shí)，從概念到分類再到方法，最后整理出土地適宜性評(píng)價(jià)中常用的模型。

4.3 模型構(gòu)建 綜合已有的資料及相關(guān)專家的建議，設(shè)計(jì)出適合中部糧食主產(chǎn)區(qū)土地適宜性評(píng)價(jià)的模型。在模型設(shè)計(jì)中要考慮以下幾個(gè)方面：（1）中部糧食主產(chǎn)區(qū)土地適宜性評(píng)價(jià)主要是對(duì)農(nóng)用地的適宜性評(píng)價(jià)，且評(píng)價(jià)的范圍廣而大，在評(píng)價(jià)對(duì)象上應(yīng)該選擇有代表性的且有所取舍。（2）評(píng)價(jià)區(qū)域內(nèi)評(píng)價(jià)單元的選擇，既可以是以行政單位為基礎(chǔ)，也可以是以基本地形為基礎(chǔ)，但由于評(píng)價(jià)區(qū)域內(nèi)地形復(fù)雜，所以最終選擇以不同土地類型作為劃分土地評(píng)價(jià)單元的依據(jù)。這種方法較為直觀，適合范圍較大的土地進(jìn)行適宜性評(píng)價(jià)。（3）評(píng)價(jià)因子的選取，主要依賴于長(zhǎng)期作用于土地的主導(dǎo)因素。結(jié)合實(shí)際，擬選取海拔、坡度、水資源狀況、年日照量、交通狀況、土地利用現(xiàn)狀等。

綜合以上因素，擬采用復(fù)合模型對(duì)中部糧食主產(chǎn)區(qū)進(jìn)行土地適宜性評(píng)價(jià)，即以人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型為主，以GIS為輔的復(fù)合模型結(jié)構(gòu)。具體描述如下：先利用GIS技術(shù)，對(duì)已有的土地信息如土地利用現(xiàn)狀、地質(zhì)、地貌、地形、交通現(xiàn)狀中提取適合的評(píng)價(jià)因素因子，選出合適的評(píng)價(jià)因子后，再將評(píng)價(jià)因素因子導(dǎo)入BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，建立訓(xùn)練網(wǎng)絡(luò)，并對(duì)各個(gè)因素因子賦值，進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)模擬預(yù)測(cè)、成圖，最后把得到的預(yù)測(cè)圖與現(xiàn)有的土地利用現(xiàn)狀圖進(jìn)行比較，得到土地適宜性的評(píng)價(jià)結(jié)果。具體模型見圖1。

5 小結(jié)與討論

GIS技術(shù)與BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型相結(jié)合的綜合評(píng)價(jià)模型把GIS技術(shù)和評(píng)價(jià)方法有機(jī)地結(jié)合在一起，不僅利用了GIS比較強(qiáng)大的數(shù)據(jù)編輯處理功能，而且兼得了BP網(wǎng)絡(luò)神經(jīng)模型減少主觀誤差的優(yōu)勢(shì)，使土地評(píng)價(jià)模模型優(yōu)化，評(píng)價(jià)結(jié)果更加精確。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展及土地適宜性評(píng)價(jià)研究的深入，許多研究者趨向于用多種技術(shù)和方法相結(jié)合的方式，構(gòu)建土地適宜性評(píng)價(jià)模型。大量實(shí)踐證明：這種綜合性的模型更有利于開展土地適宜性評(píng)價(jià)。但是綜合模型也存在著自身的缺陷，在構(gòu)建的過(guò)程中要使技術(shù)和方法實(shí)現(xiàn)無(wú)縫結(jié)合，并且要考慮到模型間的融合問(wèn)題，所以其構(gòu)建過(guò)程更為復(fù)雜且繁瑣。

參考文獻(xiàn)

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（責(zé)編：張宏民）