葛菁華，曾 彬

(西北大學城市與環(huán)境學院，陜西 西安 710127)

基于ARCGIS的土地開發(fā)潛力測算與分級
——以寶雞市隴縣為例

葛菁華，曾 彬

(西北大學城市與環(huán)境學院，陜西 西安 710127)

土地開發(fā)潛力評價是科學開展土地開發(fā)工作的基礎，影響土地開發(fā)潛力的因素眾多，目前還沒有公認比較成熟的評價理論與方法。結合隴縣的實際情況，提出以增加耕地系數、增加耕地面積和未利用地區(qū)位指數三個指標結合評價土地開發(fā)潛力測算，以鄉(xiāng)鎮(zhèn)為分級單元在科學地定量評價土地開發(fā)潛力的基礎上，對隴縣的土地開發(fā)潛力進行分級，為土地開發(fā)整理工作提供判斷依據。

土地開發(fā);潛力測算;潛力分級;隴縣

耕地資源是農業(yè)生產最基本的物質條件，其數量和質量的變化直接影響糧食安全。由于人口的持續(xù)增加，國民經濟快速發(fā)展，各類建設對耕地的需求不斷加大，補充耕地的任務不斷加大［3］。同時，宜開發(fā)整理的土地后備資源逐年減少，生態(tài)建設對土地開發(fā)整理的要求不斷提高，土地開發(fā)整理補充耕地的成本也會不斷增加，難度將逐步加大［4］。有研究以1996年土地利用詳查變更數據為基礎對中國后備耕地資源進行測算，結果顯示中國后備耕地開發(fā)難度較大，在后備耕地資源中，面積最大的拾荒草地，占總后備資源的88.44%，大多數分布于山地丘陵地區(qū)［5］。后備資源大多是由于自然稟賦差而處于邊際條件的未利用地，其開發(fā)為耕地的產出水平要低于現有耕地的產出水平，后備耕地資源開發(fā)利用收益較低［6］。

如何合理有效的開發(fā)未利用地以增加耕地尤為重要。未利用土地是指還未利用的土地，包括難利用的土地，未利用土地一般需要治理才能利用或可持續(xù)利用，其中又分出荒草地、鹽堿地、沙地、裸土地、灘涂、沼澤地、河流水面、湖泊水面、冰川及永久積雪和其他10個二級地類。

正因為未利用地的合理有效開發(fā)很重要，所以開發(fā)前應做適當的潛力評價，以更好的進行開發(fā)規(guī)劃。土地開發(fā)潛力評價作為土地開發(fā)的一項基礎工作，是制定土地開發(fā)專項規(guī)劃的基本依據，也是劃定土地開發(fā)區(qū)的基礎，開展土地開發(fā)潛力衡量標準及評價方法研究，分析某地區(qū)土地開發(fā)的潛力，是目前迫切需要開展的一項工作，也是國家或地區(qū)制定實施國家和地區(qū)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的基礎［7］。

1 研究區(qū)概況與研究方法

1.1 研究區(qū)概況

隴縣地處秦嶺褶皺北部和鄂爾多斯地臺南緣接壤處，地勢西北高東南低。包括中山、低山、丘陵、臺原和河流谷地等地貌類型。在氣候上屬于暖溫帶大陸性季風氣候區(qū)，年平均氣溫 10.7℃，≥0℃積溫 4 000℃，年平均降雨量 600.1 mm，包括半干旱溫和氣候區(qū)、溫涼半濕潤區(qū)、濕潤寒冷區(qū)三個氣候區(qū)。全縣地表水主要包括渭河水系的千河、通關河和涇河水系，境內最大的千河長 68.8 km，流域面積 1 957.9 km2，年徑流量為354億 m3。全縣水資源總量6.62億 m3，其中地表水 5.9 億 m3，地下水 0.72 億 m3。

1.2 研究方法

目前我國常見的潛力分級方法主要有增加耕地系數單指標法

1.2.1 單指標法

增加耕地系數單指標法是目前我國土地開發(fā)整理潛力估算普遍采用的方法［7］，其計算公式為:

其中，yi為鄉(xiāng)鎮(zhèn)增加耕地系數;ΔSi為鄉(xiāng)鎮(zhèn)土地開發(fā)增加耕地面積;Si為i鄉(xiāng)鎮(zhèn)待整治區(qū)未利用地總面積。

1.2.2 三指標法

三指標是在原有的單指標基礎上加進去增加耕地面積、未利用地區(qū)位指數這兩個參數［9］。對于不同鄉(xiāng)鎮(zhèn)，經濟社會發(fā)展水平的不同導致用地結構的不同，在進行未利用地潛力測算和分級時，除了考慮自然因素之外，還要結合不同土地利用結構上的重要程度。未利用地區(qū)位指數是用來表征用地結構的指數，相對于單純的增加耕地面積更能反映某片區(qū)在在整個地區(qū)土地利用結構上的重要度。未利用地區(qū)位指數越大，說明該片區(qū)未利用地在整個地區(qū)的土地利用結構上地位越高。其計算公式如下:

其中;Pi為鄉(xiāng)鎮(zhèn)未利用地區(qū)位指數;Wi為鄉(xiāng)鎮(zhèn)未利用地面積;Si為鄉(xiāng)鎮(zhèn)土地總面積;W為全縣未利用地總面積;S為全縣土地總面積。

對未利用地區(qū)位指數極值化，計算公式為:

其中，Zi為鄉(xiāng)鎮(zhèn)未利用地區(qū)位指數的標準化值;Pi為鄉(xiāng)鎮(zhèn)未利用地區(qū)位指數;Pmin為整理區(qū)未利用地區(qū)位指數最小值;Pmax為整理區(qū)未利用地區(qū)位指數最大值。Ai為 Ei、Fi和 Zi的幾何平均數，計算公式為:

1.3 數據來源和處理

1.3.1 數據來源

未利用基礎數據來自隴縣土地管理局提供的2010年土地利用變更調查數據、隴縣第二次土地調查數據、隴縣土地利用總體規(guī)劃(2006—2020)、隴縣土地開發(fā)整理項目匯總表，隴縣分鄉(xiāng)鎮(zhèn)土地利用規(guī)劃，基礎圖件為鄉(xiāng)級土地利用現狀圖(1:1萬)、土地利用總體規(guī)劃圖(1:1萬)，隴縣鄉(xiāng)鎮(zhèn)級土地整治圖(1:1萬)，以 ARCGIS為技術基礎系統實現分析和決策。

1.3.2 數據處理

根據各鄉(xiāng)鎮(zhèn)實際調查待開發(fā)未利用地，以土地利用現狀圖、土地利用總體規(guī)劃圖和現狀調查數據為依據，利用ARCGIS軟件進行數據處理和分類匯總，得到全縣各鄉(xiāng)鎮(zhèn)待開發(fā)未利用地面積及分布。

2 結果與分析

2.1 未利用地面積及分布

根據隴縣第二次全國調查數據，得出隴縣未利用地分布表(表 1)，2009年年末，隴縣未利用地土地總面積為5 995.93 hm，占土地總面積的 2.63%，分布以其他草地為主，面積為3 719.89 hm，占到總未利用地面積的 62.04%;其次是河流水面，面積為1 025.25 hm，占到總未利用地面積的 17.10%;內陸灘涂 753.81 hm，占 12.57%;裸地 365.11 hm，占 7.69%;沼澤地 35.73 hm，占 0.6% 。不同未利用地在各鄉(xiāng)鎮(zhèn)分布如表1。

表1 隴縣未利用地分布表hm

2.2 未利用地開發(fā)潛力測算及分級

2.2.1 單指標法

表2 單指標劃分的未利用地開發(fā)潛力分級表 hm

根據隴縣實際調查，典型項目調查確定隴縣各鄉(xiāng)鎮(zhèn)更加耕地面積及待開發(fā)土地面積，然后根據公式(1)，計算各鄉(xiāng)鎮(zhèn)增加耕地系數，得到各鄉(xiāng)鎮(zhèn)土地開發(fā)潛力。

隴縣10個鄉(xiāng)鎮(zhèn)的待開發(fā)未利用地總面積為308.76 hm，增加耕地面積83.48 hm，平均增加耕地系數為 27.04% ，各鄉(xiāng)鎮(zhèn)增加耕地系數相差較大，最小的為1.6% ，最大的為81.82% 。依據增加耕地系數單項指標，可將全縣未利用地開發(fā)劃為三個等級:增加耕地系數≥80%的為Ⅰ級潛力鎮(zhèn)，50%≤增加耕地系數＜80%的為Ⅱ級潛力鎮(zhèn)，增加耕地系數＜50%的為Ⅲ級潛力鎮(zhèn)。單指標法測算與分級結果見表2。2.2.2 三指標法

根據三指標法測算與分級結果見表3。各鄉(xiāng)鎮(zhèn)的 Ai值從0.00到87.69不等，差異較之單指標法更加明顯。根據全縣Ai值將全縣未利用地開發(fā)潛力劃分為3個等級:Ai≥50的為Ⅰ級潛力鎮(zhèn)，包括李家河鄉(xiāng)和城關鎮(zhèn)兩個鄉(xiāng)鎮(zhèn)，這兩個鄉(xiāng)鎮(zhèn)增加耕地面積和未利用地區(qū)位指數都較高，但城關鎮(zhèn)增加耕地系數較小;30＜Ai＜50的為Ⅱ級潛力鎮(zhèn)，包括火燒寨鄉(xiāng)和杜陽鎮(zhèn)兩個鄉(xiāng)鎮(zhèn)，這兩個鄉(xiāng)鎮(zhèn)未利用地區(qū)位指數較大，但是增加耕地面積較小，增加耕地系數差異大;Ai≤30的為Ⅲ級潛力鄉(xiāng)鎮(zhèn)，包括新集川鄉(xiāng)、堎底下鎮(zhèn)、固關鎮(zhèn)、東風鎮(zhèn)、東南鎮(zhèn)和河北鄉(xiāng)六個鄉(xiāng)鎮(zhèn)，這六個鄉(xiāng)鎮(zhèn)未利用地區(qū)位指數較低，但增加耕地面積和增加耕地系數差異都很大。Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ級潛力鎮(zhèn)可增加的耕地面積分別為 45.34 hm、8.7 hm和29.44 hm。

表3 三指標劃分的未利用地開發(fā)潛力分級表 hm

2.3 不同測算方法比較分析

結合前文對兩種測算方法分級結果進行比較，見表4。

單指標分級法設計的指標少，僅需要根據增加耕地系數進行分級，計算所需要的數據少，容易獲得，計算方法簡便易行［10］。采用單指標法分析隴縣未利用地開發(fā)潛力分級，可以直觀的反映各鄉(xiāng)鎮(zhèn)在未利用地開發(fā)中增加的耕地的水平。但是由于分析因素單一，無法全面反映出隴縣未利用地開發(fā)潛力的等級，如火燒寨鄉(xiāng)是Ⅰ級潛力鄉(xiāng)鎮(zhèn)，但是其待開發(fā)未利用地面積和增加耕地面積均不及Ⅲ級潛力鄉(xiāng)鎮(zhèn);城關鎮(zhèn)為Ⅲ級潛力鄉(xiāng)鎮(zhèn)，但其待開發(fā)未利用地面積和增加耕地面積均大于Ⅱ級潛力鄉(xiāng)鎮(zhèn)。因此，根據增加耕地系數這一單一指標劃分的潛力分級有可能會出現潛力等級高，但是增加耕地面積小，而增加耕地面積大的鄉(xiāng)鎮(zhèn)潛力等級不一定高的情況，這樣的潛力分級方法并不能全面的反映實際情況。

三指標法分級結果有效的規(guī)避了單指標分級結果中的不足，更加符合各鄉(xiāng)鎮(zhèn)未利用地實際情況，因此比較理想，也更能全面反映未利用地開發(fā)潛力分級的實際情況。運用該方法的各鄉(xiāng)鎮(zhèn)潛力分區(qū)空間分布見圖1。

表4 不同測算方法分級結果綜合比較 hm

圖1 隴縣土地開發(fā)潛力等級圖

3 結語

通過兩種不同方法對隴縣未利用地開發(fā)潛力進行測算和分級，研究主要得到:

隴縣待開發(fā)的未利用地面積較小，主要有兩個原因:(1)土地開發(fā)整理已有很多年，大部分的可開發(fā)未利用地已被開發(fā)，剩余未開發(fā)的未利用地一般都是坡度大，同時生態(tài)脆弱，不易于開發(fā)，可開發(fā)面積也很小，而且未利用地中有大量的河流水面和沼澤地。(2)陜西省土地開發(fā)整治的標準是5 000～6 000元/畝，但由于開發(fā)條件的限制，開發(fā)費用實際操作中，遠遠大于省級標準，開發(fā)投資效益低下，一般土地開發(fā)項目政府只有一部分啟動資金，沒有充足后續(xù)資金保障。受這兩個因素限制，隴縣待開發(fā)未利用地只占到總未利用地的 5.15% 。

從增加耕地面積、增加耕地系數和未利用地區(qū)位指數三方面考慮，李家河鄉(xiāng)待開發(fā)未利用地面積大，開發(fā)潛力大，增加的耕地面積也是所有鄉(xiāng)鎮(zhèn)里面最多的，應給予優(yōu)先開發(fā);城關鎮(zhèn)未利用地區(qū)位指數最高，待開發(fā)面積也較大，增加耕地面積相較與其他鄉(xiāng)鎮(zhèn)也較高，但是相對于待開發(fā)的未利用地面積，其增加耕地系數較小;火燒寨鄉(xiāng)雖然增加耕地系數是所有鄉(xiāng)鎮(zhèn)里最高的，但是由于其未利用地區(qū)位指數一般，增加耕地面積較小，所以起潛力等級并不是很高;杜陽鎮(zhèn)雖然未利用地區(qū)位指數較高，但是增加耕地面積和增加耕地系數都偏小，等級一般;新集川鄉(xiāng)和固關鎮(zhèn)增加耕地系數相近，均在79%左右，增加耕地面積一般，但兩個鄉(xiāng)鎮(zhèn)的未利用地區(qū)位指數都偏低;堎底下鎮(zhèn)增加耕地面積較高，但增加耕地系數和未利用地區(qū)位指數偏低;東風鎮(zhèn)和東南鎮(zhèn)均屬于增加耕地面積和增加耕地系數極小，但未利用地區(qū)位指數居于中間位置，最后一個河北鄉(xiāng)增加耕地面積最小，增加耕地系數和未利用地區(qū)位指數也偏低，是綜合條件較差的鄉(xiāng)鎮(zhèn)。

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Research on Calculation and Classification of Land Development Potentiality Based on ARCGIS

GE Jing－ hua，ZENG Bin
(College of Urban and Environmental Science，Northwest University，Xi＇an 710127，Shaanxi)

Assessment of land exploitation potential is a basic foundation for scientific exploitation of the land.There are more factors which affect the development potentiality of land. But there is no well－ recognized mature theory and methods are available for its assessment. Based on the real conditions of Long County in Shaanxi，the paper brings forward a method to assess exploitation potential of the virgin land which includes three indexes which are the increasing coefficient of arable land，the increasing arable land area and the locational index of unused land. According to the above，the unused land of Long County was measured that the classification unit was the township.The results were found more immediate practical and raise some useful suggestions on how to exploit the virgin land in Long County.

Land Development;Potential;Classification and Long County

S275.9

A

1004－1184(2012)06－0187－04

2012－07－26

陜西省土地整治規(guī)劃(2011－2020年)編制專題研究;西北大學研究生創(chuàng)新基金(08YZZ27)

葛菁華(1987－)，女，陜西寶雞人，在讀碩士研究生，主攻方向:土地利用變化與規(guī)劃。