景偉力等

摘 要：隨著人地矛盾日益凸顯，單純的數(shù)量保護已不能滿足土地可持續(xù)利用的要求。耕地質量變化研究已成為當前的熱點問題，但小尺度耕地質量時空演變規(guī)律研究還有待深入。獲取全面客觀的耕地綜合質量是研究耕地質量演化機理的重要基礎。因此，本文以耕地自然條件與利用條件為基礎，構建耕地質量綜合評價體系，同時對引起質量變化的因素進行了空間耦合分析。該研究結果客觀反映了小尺度耕地資源綜合質量狀況與演化規(guī)律，揭示出了影響耕地質量演化的主要影響因素與作用方式。

關鍵詞：農(nóng)用地分等；耕地質量；時空演變；小尺度

耕地質量評價作為耕地整理的一項基礎工作，是在耕地整理前對區(qū)域內耕地的優(yōu)劣進行全面評估的活動[1]。當前，我國耕地質量評價研究已經(jīng)取得長足發(fā)展。耕地質量的研究趨向于動態(tài)監(jiān)測以及評價指標和評價方法的探討[2-3]，在耕地質量評價中RS和GIS技術[4-5]已經(jīng)比較廣泛的采用。研究方法上主要有灰色關聯(lián)度分析法[6]、景觀生態(tài)學中的分維數(shù)法[7]和CA-Markov模型[8]等數(shù)學方法和模型。另外，也有一些學者在土壤環(huán)境質量[9]和重金屬污染[10]等對耕地質量的影響方面進行了有益的探索。

然而目前耕地質量的研究區(qū)域仍然集中在大中尺度[11]，對小尺度的研究雖然已經(jīng)有一些嘗試[12]，但研究過程中對影響耕地質量的因素分析深度仍顯不足。因此，本文以新都區(qū)新民鎮(zhèn)為研究對象，進一步完善鄉(xiāng)鎮(zhèn)尺度耕地質量綜合評價的方法體系，旨在找出耕地質量的長時間演規(guī)律與在此過程中導致耕地質量劇烈變化的主導因素。

1.研究區(qū)概況

新民鎮(zhèn)地處成都平原腹心地帶新都區(qū)的西北部，位于北緯30°54′，東經(jīng)104°05′，平均海拔523 m，大氣年均降水800-1000 mm。鎮(zhèn)內地勢平坦，土地肥沃，清白江自西向東縱貫全鎮(zhèn)11.74 km。全鎮(zhèn)幅員36 km2，轄7個村，4個社區(qū)?？側丝?.9萬人，其中農(nóng)業(yè)人口36306人，流動人口11360人。新民鎮(zhèn)從2010至今進行了大規(guī)模的農(nóng)用地整理項目。

2.數(shù)據(jù)來源與處理

（1）耕地質量數(shù)據(jù)，主要來源于四川省農(nóng)用地分等定級與耕地質量等級補充完善成果；

（2）耕地數(shù)量與空間分布數(shù)據(jù)，主要來源于新都區(qū)2010、2013年土地利用現(xiàn)狀圖；

3.研究方法

3.1耕地自然質量評價

耕地自然質量的優(yōu)劣是耕地質量高低的基礎性條件，而耕地的自然質量主要通過自然質量分來表示和反映。在農(nóng)用地分等成果的基礎上，運用農(nóng)用地分等中測算耕地自然質量分的方法，得到耕地自然質量分。

自然質量分具體公式如下：

Ck=∑mk=1wk·fk（1）

式中：Ck為第k個分等因素的自然質量分；Wk是第k個分等因素的權重；k是分等因素編號；m是分等因素的數(shù)目；fk是二級指標第k個分等因素的指標分值，取值為（0～100）。

3.2耕地地塊規(guī)整度評價

田塊規(guī)整度通過采用景觀生態(tài)學中的分維數(shù)FRAC來表達（式（2）），分維數(shù)描述了田塊幾何形狀的復雜性，是對田塊邊緣復雜性的量化表達，該指數(shù)理論范圍在1.0～2.0之間，指數(shù)越小表示田塊形狀越規(guī)則，反之則田塊形狀越復雜[13]。

FRAC=2ln（0.25*P）ln（a）（2）

式中，P為地塊周長（m）；a是地塊面積（m2），F(xiàn)RAC的值域為[1，2]。

3.3耕地地塊集中連片度評價

耕地如果集中連片，則有利于規(guī)模經(jīng)營，而耕地的連片程度本文用田塊的聚集度Q（式（3））[7]來表示：

Q=20 a≤0.16hm2 20+40*a-0.160.38-0.16 0.16hm2

式中，Q為耕集中連片分值；a為地塊面積；根據(jù)研究區(qū)耕作條件的實際情況，地塊面積小于0.16 hm2，耕作條件嚴重受限，極大的影響耕作效率；0.38 hm2為研究區(qū)域內地塊的平均面積；1.1 hm2則可以完全滿足機械化與規(guī)模化生產(chǎn)的要求。

3.4耕地質量綜合評價

選取自然因素和利用條件作為測算耕地質量的一級指標，一級指標下設二級指標，其中自然因素有：有效土層厚度、剖面構型、土壤有機質含量、土壤PH值、表層土壤質地、排水條件、地形坡度、灌溉保證率；利用條件有：田塊規(guī)整度和田塊聚集度。建立耕地質量綜合評價指標體系及量化標準表（表1），并以特爾斐法確定其權重。

將參與評價的各因素標準化后與一級指標權重加權組合得到各評價單元的綜合評價分值，分值越高，耕地質量越好，反之則越低。采用綜合指數(shù)法[12]，得到耕地質量綜合指數(shù)，計算公式如下：

S=∑nk=1Ck.Pk（4）

式中，S為耕地質量綜合指數(shù)；n為參與評價的分等因素數(shù)目，Ck為第k個評價因素的自然質量分；Pk為第k個評價因素的一級權重。

得出耕地質量綜合評價指數(shù)后對耕地質量進行分等

I=高等別S≥85中等別80

式中，I為耕地質量綜合評價等別，S為耕地質量綜合指數(shù)。

4.研究結果和分析

4.1新民鎮(zhèn)耕地質量評價結果

新民鎮(zhèn)2002年耕地質量主要以高等別和中等別為主，兩者之和占耕地總面積的93.06%，低等別的比重占6.94%；而到2010年新民鎮(zhèn)耕地面積減少了101.52 hm2。耕地質量主要以高等別的耕地質量下降為主。到2013年新民鎮(zhèn)耕地總面積較2010年增加了19.45 hm2，中等別耕地所占比例比2010年下降了30.47%，高等別和中等別耕地之和所占比例達到了93.14%，低等別耕地下降到2002年的水平，耕地質量水平較前兩期明顯提高。

4.2耕地質量時空演變分析

4.2.1耕地質量時間演變分析

從2002年到2013年，低等別耕地面積比例相對穩(wěn)定，中等別和高等別的變化主要發(fā)生在2010年之后，到2013年中等別耕地下降到研究時段內的最低值，而高等別的耕地則上升到研究時段內的最高值。

圖1 2002-2013年新民鎮(zhèn)耕地質量等別面積變化

4.2.2耕地質量空間演變分析

本文采用八象限法將新民鎮(zhèn)耕地范圍分為八個象限[15]，2002年到2010年，耕地質量總體下降，主要是以高等別轉為中等別為主，變化面積較大的主要集中在第一、四、五象限；在等別提高方面，主要是第五、七、八象限內有低等別轉為高等別和中等別轉為高等別；2010年到2013年耕地等別以提高為主，主要是中等別提高為高等別，等別的下降表現(xiàn)為破碎的小斑點；2002年到2013年之間，耕地質量等別總體保持不變，局部有所提高，主要是第五、六、八象限內中等別提高為高等別。

4.3耕地質量時空演變影響因素分析

4.3.1河流距離影響分析

由于河流的灌溉作用，加上鎮(zhèn)域內地形起伏不大，河流對耕地質量的影響直接表現(xiàn)為從河流到緩沖距離600 m范圍內，集中了大部分的耕地面積，并且隨著距離的增加，各等別耕地面積呈直線下降。所以通過整治，有充足的水源保證后，高等別耕地面積就可以大幅增加，相應的中等別耕地面積就會減少，這也從側面證實了水源對耕地質量的重要性。

4.3.2道路距離影響分析

由于當?shù)氐匦纹鸱淮螅r(nóng)村道路的完善狀況主要能體現(xiàn)農(nóng)業(yè)機械的可進入性進而影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的效率。通過對當?shù)氐缆返木彌_分析可以得出在距離道路150 m范圍內，耕地等別面積別變化顯著，明顯的反映出耕地質量等別對道路距離的敏感性，2002年到2013年高等別耕地主要表現(xiàn)出先下降再上升，中等別耕地則呈現(xiàn)相反的態(tài)勢，在250 m范圍外高、中、低等別的耕地面積都很少。

4.3.3農(nóng)村居民點距離影響分析

由居民點到耕地的遠近主要反應耕作的便捷程度，耕地等別的變化，主要是在距離居民點100 m處達到最大值，通過實際調查發(fā)現(xiàn)，當?shù)氐偷葎e耕地主要受居民點交叉分布的影響，因為耕地的戶主分布和耕地分布并不一致，在這種交叉分布的影響下，距離戶主最近的耕地不一定是戶主的，所以實際耕作距離是在離居民點100 m處，同時交叉分布會產(chǎn)生比較小的耕地斑塊，這就會降低耕作意愿。

4.3.4中心城鎮(zhèn)距離影響分析

中心城鎮(zhèn)的人口密度最大，農(nóng)藥化肥的經(jīng)營點也主要在鎮(zhèn)上分布，雖然2002年到2013年中心城鎮(zhèn)的影響范圍越來越大，高、中、低等別的耕地整體向距離鎮(zhèn)更近的范圍靠近，耕地質量得到提高特別是高等別耕地面積的增加，但是中心城鎮(zhèn)在擴張的過程中出現(xiàn)了分散擴展的情況，產(chǎn)生了比較小的耕地斑塊，導致局部出現(xiàn)低等別耕地分布在距離中心城鎮(zhèn)較近的地帶。

5.結論

通過對比研究發(fā)現(xiàn)，2002—2013年，新民鎮(zhèn)的耕地總面積下降后增加，耕地總體質量呈現(xiàn)下降再提高的趨勢，并伴隨著第五、六、七和八象限以提高為主，而第一和四象限以下降為主，其余象限以平穩(wěn)為主的質量演化的時空演變規(guī)律。耕地等別距離河流、道路、建制鎮(zhèn)越近，并且在農(nóng)村居民點適當范圍內耕地質量越好。評價結果有助于掌握研究區(qū)耕地質量狀況，并且可以為基本農(nóng)田的劃定提供依據(jù)，在耕地等別變化劇烈的地區(qū)不適宜作為基本農(nóng)田，以提高其穩(wěn)定性，從而發(fā)揮基本農(nóng)田所應發(fā)揮的作用。

參考文獻：

[1] 蔡海生，林建平，朱德海.基于耕地質量評價的鄱陽湖區(qū)耕地整理規(guī)劃[J].農(nóng)業(yè)工程學報，2007，23（5）：75-80.

[2] 劉燕紅，萬平，彭正濤，等.西南山區(qū)耕地質量動態(tài)監(jiān)測樣點布控體系研究[J].南方農(nóng)業(yè)學報2014，45（4）：609-614.

[3] 劉毅，高尚，劉希霖.西部地區(qū)耕地質量監(jiān)測縣選取方法的研究[J].資源科學，2013，35（11）：2248-2254.

[4] 湯思陽，雷國平，張慧，等.基于耕地質量評價的基本農(nóng)田劃定方法[J].水土保持研究，2013，20（1）：173-181.

[5] 姚赫男，李艷，曹宇.基于RS和GIS的耕地資源質量評價[J].土壤，2013，45（4）：732-738.

[6] 石淑芹，陳佑啟，姚艷敏，等.東北地區(qū)耕地自然質量和利用質量評價[J].資源科學，2008，30（3）：378-384

[7] 奉婷，張鳳榮，李燦，等.基于耕地質量綜合評價的縣域基本農(nóng)田空間布局[J].農(nóng)業(yè)工程學報，2014，30（1）：200-210.

[8] 姜廣輝，趙婷婷，段增強，等.北京山區(qū)耕地質量變化及未來趨勢模擬[J].農(nóng)業(yè)工程學報，2010，26（10）：304-311.

[9] 路婕，李玲，吳克寧，等.基于農(nóng)用地分等和土壤環(huán)境質量評價的耕地綜合質量評價[J].農(nóng)業(yè)工程學報，2011，27（2）：323-329.

[10] 王雯，伍永秋，吳建東.基于重金屬污染的西部生態(tài)脆弱區(qū)耕地質量評價[J].干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究，2014，32（4）：194-201

[11] 宋戈，李丹，梁海鷗，等.松嫩高平原黑土區(qū)耕地質量特征及其空間分異[J].經(jīng)濟地理，2012，32（7）：129-134

[12] 秦元偉，趙庚星，董超，等.鄉(xiāng)鎮(zhèn)級耕地質量綜合評價及其時空演變分析[J].自然資源學報，2010，25（3）：454-463

[13] 高明秀，李占軍，趙庚星.面向土地整理的項目尺度耕地質量評價[J].農(nóng)業(yè)工程學報，2008，24（Supp.1）：128-132.

[14] 陳印軍，肖碧林，方琳娜，等.中國耕地質量狀況分析[J].中國農(nóng)業(yè)科學，2011，44（17）：3557-3564.

[15] 馬榮華，陳雯，陳小卉，等.常熟市城鎮(zhèn)用地擴展分析[J].地理學報，2004，59（3）：418-426.