劉 聞，曹明明，邱海軍，曾 彬

（西北大學(xué) 城市與環(huán)境學(xué)院，陜西 西安710127）

隨著全球人口和經(jīng)濟(jì)的持續(xù)快速增長與發(fā)展，土地資源承載了太多的人類活動，糧食安全和農(nóng)用地資源安全成為學(xué)術(shù)界關(guān)注的問題。耕地作為土地資源的重要組成部分，其可持續(xù)利用成為影響區(qū)域可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵問題［1－2］。20世紀(jì)90年代至今，土地整治工作已經(jīng)有了長足發(fā)展，不僅保證了中國糧食安全，而且在快速城市化的發(fā)展下，維持了耕地總量動態(tài)平衡［2］。

自1998年國土資源部執(zhí)行“占一補(bǔ)一”的政策以來，耕地后備資源開發(fā)成為補(bǔ)充被建設(shè)占用耕地的重要途徑［3］。土地整理是實(shí)現(xiàn)占補(bǔ)平衡的重要手段，可以增加有效耕地面積，改善耕地質(zhì)量，提高耕地生產(chǎn)力，增加糧食產(chǎn)量。

學(xué)者們對土地整治進(jìn)行了大量的學(xué)術(shù)研究。土地整治潛力的大小，一方面取決于整治土地的自然條件，例如光照、溫度、水分、土壤等自然因素，提高自然條件即土地自然質(zhì)量等別的提高，另一方面取決于投入到土地當(dāng)中的生產(chǎn)要素及社會經(jīng)濟(jì)要素，提高經(jīng)濟(jì)要素投入即經(jīng)濟(jì)等別的提高［4］，這兩者最終的目的都是提高耕地的產(chǎn)量。

本文試圖結(jié)合土地整治區(qū)自然條件，如年平均氣溫、積溫、年均降水量、無霜期、土壤有機(jī)質(zhì)含量等條件，劃定農(nóng)用地整治潛力分區(qū)，劃分出重點(diǎn)整治區(qū)和一般整治區(qū)，因地制宜地進(jìn)行土地整治活動。

1 研究區(qū)概述與研究方法

1．1 研究區(qū)概述

靖邊縣位于陜西省北部，榆林市西南部，毛烏素沙漠南緣，屬典型的半干旱區(qū)。地理坐標(biāo)界于東經(jīng)108°17′—109°20′，北緯36°58′—38°03′，地處鄂爾多斯地臺南緣與黃土高原北部過渡地帶，白于山橫亙于南，毛烏素沙漠綿延于北，靖邊平原呈東西走向居中。全縣地勢西南高東北低，相對高差700m，可分為3大地貌類型區(qū)，即北部風(fēng)沙灘地區(qū)、中部粱峁?jié)镜貐^(qū)和南部丘陵溝壑地區(qū)。該區(qū)土地總面積為497 851．3hm2，耕地面積108 536．96hm2，耕地主要分布在中部梁峁?jié)镜貐^(qū)的西部，包括東坑鎮(zhèn)、寧條梁鎮(zhèn)、王渠則鎮(zhèn)、中山澗鎮(zhèn)和席麻灣鄉(xiāng)，占全縣耕地總面積的39．10%。

1．2 資料來源

本文數(shù)據(jù)主要有遙感數(shù)據(jù)和基礎(chǔ)數(shù)據(jù)兩大類。遙感有2009年SPOT 2．5m全色、10m多光譜數(shù)據(jù)以及TM多光譜數(shù)據(jù)?；A(chǔ)數(shù)據(jù)包括靖邊縣30m分辨率的DEM圖以及靖邊縣各鄉(xiāng)鎮(zhèn)土地自然條件數(shù)據(jù)。通過對遙感圖像進(jìn)行正射校正、圖像融合、圖像增強(qiáng)處理和圖像鑲嵌與裁剪以及配合大量的野外調(diào)查建立解譯標(biāo)志，完成解譯，得到2009年土地利用現(xiàn)狀圖。

1．3 研究方法

耕地整理是指通過對耕地及其間的道路、溝渠、田坎和設(shè)施農(nóng)用地等進(jìn)行綜合整治，從而提高耕地質(zhì)量，增加有效耕地面積。

1．3．1 確定耕地標(biāo)準(zhǔn)系數(shù) 耕地標(biāo)準(zhǔn)系數(shù)為單位耕地面積中凈耕地（除去田坎、渠道等農(nóng)業(yè)服務(wù)設(shè)施用地后的耕地面積）面積的比例。耕地標(biāo)準(zhǔn)系數(shù)是耕地集約利用水平的一個重要表征，也是農(nóng)業(yè)水平高低的重要反映。耕地標(biāo)準(zhǔn)系數(shù)的計(jì)算公式［5］為：

式中：α——待整理區(qū)耕地標(biāo)準(zhǔn)系數(shù)；S輔——待整理區(qū)輔助生產(chǎn)設(shè)施用地（包括農(nóng)村道路、溝渠、設(shè)施農(nóng)用地、田坎和零星地類）；ΔS——待整理區(qū)總面積（根據(jù)實(shí)際情況為農(nóng)用地總面積減去林地面積）。下同。

1．3．2 計(jì)算增加耕地系數(shù) 根據(jù)研究區(qū)待整理耕地面積、生產(chǎn)設(shè)施和其他零星用地占地比例、耕地標(biāo)準(zhǔn)系數(shù)α，計(jì)算各鄉(xiāng)鎮(zhèn)非耕地系數(shù)Fi及凈增耕地系數(shù)β。公式如下：

式中：S輔i——研究區(qū)待整理耕地區(qū)域內(nèi)的輔助性生產(chǎn)設(shè)施用地，零星未利地等面積（包括農(nóng)村道路、坑塘水面、溝渠、設(shè)施農(nóng)用地、田坎和零星地類）；ΔS待——研究區(qū)待整理耕地總面積。

1．3．3 計(jì)算凈增耕地?cái)?shù)量 計(jì)算凈增耕地系數(shù)β＞0的鄉(xiāng)鎮(zhèn)新增耕地?cái)?shù)量ΔS總的公式如下：

2 結(jié)果與分析

通過ArcGIS 9．3對30m分辨率的靖邊縣DEM圖進(jìn)行地形因子的提取，得到研究區(qū)坡度等級圖（圖1），將研究區(qū)土地利用現(xiàn)狀圖與坡度圖疊加、量算，得到各鄉(xiāng)鎮(zhèn)不同等級坡度的耕地面積（表1）。靖邊縣的耕地面積為108 536．96hm2，小于2°的耕地總面積35 400．07hm2，2°～6°的耕地面積為24 877．12hm2，6°～15°的耕地總面積為23 696．41hm2，15°～25°耕地總面積為16 236．27hm2，＞25°的耕地總面積為8 327．09hm2。根據(jù)國家山區(qū)水土保持標(biāo)準(zhǔn)，耕地坡度＞25°為暫不適宜開發(fā)的臨界值，根據(jù)這一標(biāo)準(zhǔn)，將待整理耕地面積設(shè)定為25°以下耕地總面積。農(nóng)村道路、坑塘水面、溝渠、設(shè)施農(nóng)用地、田坎和零星地類等數(shù)據(jù)來源于靖邊縣第2次土地調(diào)查數(shù)據(jù)。

圖1 靖邊縣農(nóng)用地坡度等級分布

表1 靖邊縣各鄉(xiāng)鎮(zhèn)不同坡度面積耕地統(tǒng)計(jì)hm2

2．1 分區(qū)指標(biāo)的確定及標(biāo)準(zhǔn)化

提高耕地生產(chǎn)力可以通過改善耕地自然條件，提升耕地的生產(chǎn)潛力水平，即提高自然質(zhì)量等別來實(shí)現(xiàn)，根據(jù)靖邊縣農(nóng)用地分等定級資料顯示，全縣土層厚度均大于150cm，土壤養(yǎng)分狀況良好，觀測樣點(diǎn)無土壤鹽漬化，但是3 696個觀測樣點(diǎn)中，有淺層地下水或者地表水灌溉的只有7．63%。選取靖邊縣各鄉(xiāng)鎮(zhèn)年平均氣溫、年均降水量、無霜期、有機(jī)質(zhì)含量等指標(biāo)，對其標(biāo)準(zhǔn)化，取算數(shù)平均值作為自然條件分值（表2）。

表2 靖邊縣各鄉(xiāng)鎮(zhèn)土地自然條件標(biāo)準(zhǔn)化值計(jì)算

為了使不同量綱的數(shù)據(jù)具有可比性，需要對所有指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，公式如下。取自然條件分值標(biāo)準(zhǔn)化值與增加耕地面積及增加耕地系數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化值的幾何平均數(shù)，作為土地整治潛力分級的分區(qū)標(biāo)準(zhǔn)。

式中：Zi——數(shù)據(jù)系列中第i個數(shù)值的標(biāo)準(zhǔn)化值；Pi——數(shù)據(jù)系列中第i個數(shù)值；Pmin——數(shù)據(jù)系列中的最小值；Pmax——數(shù)據(jù)系列中的最大值。

2．2 土地整治分區(qū)

通過對靖邊縣進(jìn)行土地整治分區(qū)，可以更好地反映土地整治規(guī)模、整治類型和整治途徑的地域分異。分區(qū)以鄉(xiāng)鎮(zhèn)為單元，綜合考慮各鄉(xiāng)鎮(zhèn)的自然生態(tài)條件（如年平均氣溫、積溫、年均降水量、無霜期、土壤有機(jī)質(zhì)含量）、增加耕地系數(shù)以及增加耕地面積。根據(jù)層次聚類分析方法，將全縣分為3個區(qū)，1級區(qū)為增減耕地系數(shù)較大、增加耕地面積以及自然條件最優(yōu)的鄉(xiāng)鎮(zhèn)，2級區(qū)為次優(yōu)的鄉(xiāng)鎮(zhèn)，3級區(qū)為綜合因素一般的鄉(xiāng)鎮(zhèn)（表3）。

表3 靖邊縣土地整治分區(qū)hm2

2．3 土地整治分區(qū)整治對策

根據(jù)榆林市1956—2005年降水資料分析，其多年平均降水量為397．7mm，靖邊縣沙化土地整治可采取植被種植這一措施，然而生態(tài)修復(fù)措施在土地整治工作中成效的顯現(xiàn)需要相當(dāng)一段時(shí)間。在土地整理工作中，一般情況下自然條件難以改變，比如光照、溫度條件，有些自然條件可以得到改良，比如土壤條件中的有機(jī)質(zhì)、表土質(zhì)地、土體構(gòu)型因素，但是操作難度較大，成本過高。然而土地的灌溉條件、鹽漬化程度及現(xiàn)代農(nóng)業(yè)技術(shù)的推廣與管理水平的提高，都是極有可能做到的。

通過對靖邊縣進(jìn)行土地整治潛力分區(qū)，按照增加耕地系數(shù)、增加耕地面積、自然條件分值，將靖邊縣土地整治潛力分為3個區(qū)（圖2）。從可持續(xù)發(fā)展的角度，應(yīng)避開自然條件差以及生態(tài)保護(hù)區(qū)，適量開發(fā)耕地后備資源。通過分區(qū)，得到1級區(qū)和2級區(qū)為土地整治重點(diǎn)區(qū)域，該區(qū)域自然條件適宜，耕地后備資源量大，在生態(tài)安全得到保障的前提下，可開發(fā)的耕地后備資源主要分布在南部梁峁丘陵溝壑區(qū)和中東部的梁峁溝谷區(qū)，是靖邊縣的主要產(chǎn)糧區(qū)，號稱“白菜心”地區(qū)。年降水量300～350mm的地區(qū)被認(rèn)為是可以依賴自然降水進(jìn)行最低限度植被種植活動的地區(qū)［6］，1級區(qū)和2級區(qū)土地整治潛力最大，總潛力為3 245．76hm2，大部分分布在南部丘陵溝壑區(qū)和中部梁峁溝谷區(qū)，南部海拔1 000～1 500m，地貌由梁峁、坡、灣塔、川臺、溝條等組成。溝、川、臺地主要分布在高橋、磚窯灣、西河口3個鄉(xiāng)鎮(zhèn)境內(nèi)，溝臺、灣塔、坡地遍布全區(qū)，森林覆蓋率達(dá)40%以上，氣溫、濕度高，適宜糧食生產(chǎn)，又宜放牧，水土流失較輕。中部包括杏子河水系，長40km多，寬60～600m，和延河上游真武洞一帶，延河水系在該區(qū)內(nèi)長40km多，寬30～600m，海拔在997～1 500m，地貌由梁峁坡、灣塔、川、臺、溝條等組成，是主要的糧食生產(chǎn)基地，耕地比重大，土地較為肥沃，適種性廣而宜于農(nóng)耕，土地利用率最高。該區(qū)域土地整治以改善農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件，提高耕地產(chǎn)出率為主要目標(biāo)。

圖2 靖邊縣土地整治分區(qū)

北部和中西部著3級區(qū)，北部以梁峁為主，地勢較高，境內(nèi)有高峁山、白豬山、稿山，梁峁起伏連綿。溝谷深切，溝底窄深，有的呈懸陡壁，只有海拔較低的山前平原地帶和山間河谷地帶，分布著一些未被利用的灘涂和荒草地，但是分布零散、交通不便，開發(fā)后即有被撂荒的可能?？紤]到此區(qū)域土壤質(zhì)地不良，以綿沙土為主，耕地比例少，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)水平不高，是土地較為貧瘠的地區(qū)，且山區(qū)承擔(dān)著涵養(yǎng)水源的生態(tài)服務(wù)功能，開發(fā)山區(qū)的未利用地并不適宜。中西部包括毛烏素沙地的部分。這些區(qū)域土地整治潛力不大，不僅受限于后備的可增加耕地面積，也受自然條件的限制。應(yīng)該加大人工水渠的修建，增加生產(chǎn)要素投入，提高現(xiàn)有耕地的糧食產(chǎn)量。

3 結(jié) 論

（1）位于研究區(qū)南部的周河鎮(zhèn)、大路溝鄉(xiāng)、五里灣鄉(xiāng)，以及中東部的青陽岔鎮(zhèn)耕地增加潛力較多，而位于北部和中西部耕地增加的潛力較少。

（2）靖邊縣待整理耕地面積為100 209．9hm2，占總耕地面積的92．33%。1級區(qū)和2級區(qū)為重點(diǎn)整治區(qū)，可增加耕地面積為3 245．76hm2。3級區(qū)大多分布在北部的風(fēng)沙灘地區(qū)和無定河流域，土地整治工作一方面受制于自然條件和可整治面積，另一方面需要滿足生態(tài)服務(wù)功能而受到限制。

（3）受自然條件和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)的制約，全縣耕地質(zhì)量普遍較差，耕地質(zhì)量中等偏低，且受地貌與水系格局的控制。通過綜合土地整治，改善耕地質(zhì)量，提高耕地產(chǎn)能。應(yīng)加大人工水渠的灌溉率，可以改善灌溉排水條件，降低鹽漬化影響，提高耕地利用的集約化程度。

（4）半干旱區(qū)的土地整治應(yīng)該注重農(nóng)村居民點(diǎn)整理工作連續(xù)性，并加大人工水渠的修建。礦區(qū)土地整治應(yīng)重視植被種植，這項(xiàng)措施具有效益滯后性，但是不可或缺。

本文旨在通過典型縣土地整治潛力的分區(qū)研究，嘗試在農(nóng)用地整治活動中進(jìn)行分區(qū)，以更好地指導(dǎo)不同環(huán)境下的土地整治活動。但是仍存在一些未能解決的問題，比如本文僅自然適宜性與生態(tài)適宜性考慮了土地整治的后備耕地資源，并未從經(jīng)濟(jì)適宜性考慮。另一方面，靖邊縣北部及中東部的土地整治潛力沒有計(jì)算理論上種植植被可改善的土地面積，未能定量給出植樹造林對土地整治工作的貢獻(xiàn)。這些有待于在今后予以研究。

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