基于GIS 技術耕地后備資源調查

［摘要］耕地后備資源在耕地占補平衡中發揮著重要的作用，在過分依賴土地開發的條件下，認清耕地后備資源數量以及補充耕地的潛力，對確保糧食安全具有重要的意義。以梅江區為研究區域，從生態、立地、氣象條件三個方面構建十項宜耕性評價指標，利用地圖學與地理信息系統（GIS）技術，采用“限制性因子”評價法開展耕地后備資源宜耕性綜合評價與分析，得到梅江區可以進行開發整理的土地區域，將為其他地方耕地后備資源調查評價開展提供一定參考。

［關鍵詞］耕地后備資源；梅江區；評價指標；資源調查

隨著耕地后備資源開發用途的利用和挖掘，耕地后備資源的潛力發生了顯著變化。根據第三次全國土地調查（簡稱“三調”）成果的正式啟用，耕地后備資源的調查評價變得更加重要。為了更好地了解這些資源，我們需要進行新一輪的調查評價。根據相關文獻記載[1，2]，這一過程主要通過評價因子和指標體系來展開。同時還需要進行大量的野外調查工作，需要耗費大量的人力、物力和財力。

本文研究旨在通過結合內外業工作方式，利用地理信息系統（GIS）來減少不必要的野外調查工作，從而提高工作效率。通過耕地后備資源的調查工作，我們可以更清楚地了解梅江區耕地后備資源的分布情況。同時，我們將建立一個潛力庫的數據庫系統來支持國土空間和耕地的科學規劃和管理[3-5]。

1 研究區概況和項目背景

1.1 研究區概況

梅州市梅江區屬廣東省梅州市市轄區，地處廣東省東北部，梅州市中部。梅江區地勢東南高，逐漸向東北、西北傾斜。梅江區境內為梅江河流經蓮花山中部山谷而形成的河谷盆地，地形可分為3個類型，即河谷盆地、丘陵和山地。

1.2 項目背景

2021年8月，廣東省自然資源廳印發了廣東省自然資源廳轉發《自然資源部辦公廳關于開展全國耕地后備資源調查評價工作的通知》。在此背景下，廣東省組織開展了耕地后備資源調查評價工作，基礎數據采用“三調”和最新年度變更調查數據作為評價底圖，評價對象為其他草地（0404）、鹽堿地（1204）、裸土地（1206）等未利用地，最終對耕地后備地塊進行評價，從而形成梅江區耕地后備資源數據庫，并與國土調查數據庫實現集成，為科學合理開發耕地提供支撐[6， 7]。

2 數據與方法

2.1 研究區數據

（1）資料收集與整理：“三調”成果、國家下發耕地后備資源圖斑、2020年度國土變更調查、土地質量調查、土壤污染狀況等基礎數據，土壤普查、農業普查、生態保護紅線和城鎮開發邊界劃定、資源環境承載能力和國土空間開發適宜性評價等工作成果和信息資料[8]。

（2）工作底圖：根據自然資源部的工作要求，由國家統一制作調查評價底圖，各地在省級組織安排的基礎上，以縣為單位對所有國家下發圖斑進行內外業調查。

2.2 評價方法

按照內業賦值、外業調查結合的原則，選取10項評價指標，該項目采用的是“限制性因子”[9， 10]，對下發的圖斑進行宜耕性評價。本次評價主要從10項評價因子中的生態條件、地形坡度、年積溫、年降水量和灌溉條件、土壤質地、土壤重金屬污染狀況、鹽漬化程度、土壤pH值、土層厚度、耕作便利度進行評價，同一圖斑評價結果出現部分宜耕，部分不宜耕時，以面積超過50%的結果作為最終評價結果，原則上不分割圖斑[11， 12]。

經過核查評估之后均已符合指標的圖斑，采取外業隨機抽調評價圖斑方式進行調查比對，對涉及的評價圖斑主要評價該地塊圖斑的土壤層厚度、土壤質地、土壤鹽堿值等進行外業調查[13， 14]。

2.3 評價流程和技術方法

耕地后備資源評價流程見圖1。

（1）基于各評價指標的矢量化成果，利用GIS相交和標識分析、泰森多邊形分析、鄰域分析、空間連接等分析方法對下發的底圖進行評價指標的內業分析和賦值，并根據下發的建庫流程和標準進行空間數據庫搭建，從而使其評價圖層、評價底圖能夠對應一致，建立一套完整的評價指標體系。

（2）梅江區耕地后備資源生態條件限制因素包括蓮花山生物多樣性維護生態保護紅線、韓江流域水源涵養－生物多樣性維護生態保護紅線、梅州清涼山地方級自然保護區、梅州梅江人子石地方級自然保護區、梅州天鵝山地方級森林自然公園等成果，分析其是否屬于生態紅線、城鎮開發邊界，是否會導致地質災害的依據，首先提取位于生態紅線、城鎮開發邊界內的圖斑數據，用耕地后備調查圖斑分別與生態紅線、城鎮開發邊界疊加提取到位于生態紅線內和城鎮開發邊界內的耕地后備調查圖斑。其次用耕地后備圖層與梅江區地質災害規劃數據疊加提取到位于有關地質災害的耕地后備調查圖斑，最后提取到的矢量數據中有3個等級，對3個等級進行判定以便進行后期的賦值制作生態條件分析圖。

（3）耕作便利度與后備資源開發利用緊密關聯，主要評價耕地后備調查圖斑是否方便到達耕種，是否可持續利用。具體分為方便到達、不方便到達兩個級別。提取農村居民點、建制鎮圖斑，進行融合后將面轉為點，剔除離散點（與中心村、中心鎮距離較遠的居民點）、異常點（無人居住的居民點）后，分別運用ArcGIS的歐氏距離工具、柵格計算器工具等，代入參數計算耕作距離，然后使用直線衰減法對耕作距離進行分析，判定其耕作便利度，使用最新的影像圖與后備圖層進行疊加，采取逐圖斑目視解譯的方式分析每個耕地后備調查圖斑周邊的道路等情況，最后對耕地后備調查部分圖斑進行外業調研，根據實地情況分析，判定地塊耕作便利度。

（4）土壤pH值也稱土壤酸堿度包括酸性強度和酸度數量兩個方面，或稱活性酸度和潛在酸度。使用外業實地補充調查樣點的“土壤pH值”化驗結果以及結合第二次土壤普查數據中提取到“土壤pH值”數據與耕地后備調查圖斑進行疊加分析作為依據，綜合判定評價耕地后備調查圖斑的本項指標數值。該項目使用外業實地補充調查樣點的“土壤pH值”化驗結果以及結合第二次土壤普查數據中提取到“土壤pH值”數據與耕地后備調查圖斑進行疊加分析作為判定依據。

（5）基于各評價指標的土壤質地是指土壤中不同大小直徑的礦物顆粒的組合狀況。肥沃的土壤不僅要求耕層的質地良好，還要求有良好的質地剖面。雖然土壤質地主要決定于成土母質類型，有相對的穩定性，但耕作層的質地仍可通過耕作、施肥等活動進行調節，具體實現為使用外業實地補充調查樣點的“土壤質地”化驗結果以及結合第二次土壤普查數據中提取到“土壤質地”數據與耕地后備調查圖斑進行疊加分析作為依據，綜合判定評價耕地后備調查圖斑的本項指標數值。

（6）土壤重金屬污染是指土壤中的微量金屬元素在土壤中過量沉積而引起的含量過高。具體操作為提取梅江區土地污染源數據中“土壤重金屬污染數據”與耕地后備調查圖斑進行疊加，土壤重金屬污染數據中覆蓋不到的耕地后備調查圖斑，則通過實地采樣化驗結果，對土壤重金屬污染狀況指標進行賦值，其中土壤未遭受污染（綠色）的耕地后備調查圖斑賦值“11”，土壤遭受污染（黃色或紅色）的耕地后備調查圖斑賦值“21”。

2.4 評價指標體系

耕地后備資源調查評價10項評價指標構成見表1和部分相應的評價指標結果圖2。

3 結果與分析

上述研究表明，充分利用GIS空間分析技術，能夠更加直觀和準確地評價出梅江區耕地后備資源圖斑的空間分布情況，根據統計得知該項目耕地后備資源最終判定為宜耕的圖斑有826個，總面積為289.5668 hm2，宜耕圖斑311個，面積78.7568 hm2。宜耕圖斑主要分布在西陽鎮、城北鎮和長沙鎮，從西北往東南方向呈現多—少—多的特點（圖3）。

通過此次梅江區耕地后備資源的評價，較為準確地分析了梅江區土地空間分布，對土地資源合理利用提供了重要依據和數據支撐，并搭建了相應的成套數據庫，能夠更加方便快捷使用（圖4）。

4 結論

耕地后備資源調查涉及指標較多，是針對耕地資源的一項較為全面和綜合的細節評價調查。通過研究建立的耕地后備資源指標體系，可以進一步細化，例如指標體系可以加入社會、政治等方面的評價因子[15]。這10項評價指標對土地利用特性的形成具有一定的決定意義。

[參考文獻]

［1］周嵩山，梁永剛，謝秋昌，等. 耕地后備資源調查評價成果檢查方法研究［J］. 江西測繪，2023，135（1）：61-64.

［2］張雅芹，齊俊，梁勇，等. 耕地用途管制制度下的濟南市耕地后備資源開發利用潛力研究［J］. 山東國土資源，2023，39（4）：77-82.

［3］上官卉彥. 基于地理國情監測數據的耕地后備資源調查評價——以明溪縣為例［J］. 北京測繪，2021，35（02）：183-187.

［4］劉航，覃詩，云瑜，等. 基于限制性因子法的耕地后備資源等潛力調查評價——以融水苗族自治縣為例［J］. 現代農業科技，2022，45（24）：208-212.

［5］陳思達，韓士釗，張浩，等. 基于遙感和GIS 技術的易縣耕地后備資源潛力評價［J］. 林業與生態科學，2022，37（03）：312-320.

［6］郭文棟，梁雪石，鄭福云，等. 黑龍江省北大荒集團耕地后備資源宜耕性評價［J］. 國土與自然資源研究，2022，12（6）：38-41.

［7］肖禹，周寧. 基于遙感和GIS 技術的耕地后備資源調查研究［J］. 南方農機，2023，54（12）：89-92.

［8］羅玉友. 基于GIS 技術的耕地后備資源潛力調查與評價研究——以陽朔縣為例［J］. 南方自然資源，2022，31（06）：40-45.

［9］王慧敏.“限制性因子”法在內蒙古高原地區耕地后備資源調查評價中的應用［D］. 長春：吉林大學，2015：61.

［10］胡楊.“限制性因子”法耕地后備資源評價——以晉寧縣為例［D］. 昆明：昆明理工大學，2017：79.

［11］劉海紅，劉國泰，楊敏，等. 基于GIS 技術的耕地后備資源潛力分析研究［J］. 國土與自然資源研究，2022，13（01）：1-3.

［12］賴山東，杜勇. 基于GIS 技術耕地后備資源調查評價技術方法研究［J］. 江西測繪，2022，21（4）：39-41.

［13］張珍，石轉弟. 基于GIS 的靜寧縣耕地后備資源調查評價研究［J］. 安徽農業科學，2020，48（21）：70-75.

［14］李先. 耕地后備資源調查與評價的思考［J］. 吉林地質，2021，40（01）：66-68.

［15］沈錦君. 基于GIS 和RS 的福建省2022 年耕地后備資源調查評價研究［J］. 農業技術與裝備，2022，11（03）：35-38.