馬春艷，王占岐，易 平

（中國(guó)地質(zhì)大學(xué) 公共管理學(xué)院，武漢430074）

隨著工業(yè)化和城市化進(jìn)程的不斷加快，“人增地減”的矛盾在我國(guó)現(xiàn)代化進(jìn)程中日益突出，加上部分耕地質(zhì)量不斷降低、耕地細(xì)碎化問(wèn)題嚴(yán)重、宜耕后備土地資源匱乏、補(bǔ)充耕地能力有限等因素，耕地保護(hù)的壓力不斷增大。為了確保國(guó)家糧食安全，必須保有相當(dāng)數(shù)量和質(zhì)量的耕地，土地整治規(guī)劃作為補(bǔ)充耕地的重要手段，受到了國(guó)家的高度重視，國(guó)土資源部于2010年6月通過(guò)《關(guān)于推進(jìn)土地整治規(guī)劃工作的總體安排》，啟動(dòng)了新一輪《全國(guó)土地整治規(guī)劃（2011—2020年）》修編工作，而耕地整治潛力測(cè)算與分級(jí)作為土地整治工作的核心內(nèi)容，其重要性不言而喻。

隨著土地整治工作的開(kāi)展，國(guó)內(nèi)眾多學(xué)者從不同角度對(duì)土地整治進(jìn)行了大量的研究，主要集中在耕地整治潛力測(cè)算［1－3］、潛力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系構(gòu)建［4－5］以及潛力評(píng)價(jià)方法研究［6－8］幾個(gè)方面。目前對(duì)于耕地整治質(zhì)量潛力的研究，主要有以下三種方法：一是基于產(chǎn)能理論的耕地質(zhì)量潛力測(cè)算［9－11］，這種方法主要根據(jù)農(nóng)用地產(chǎn)能核算結(jié)果，以耕地理論單產(chǎn)與實(shí)際單產(chǎn)的差距來(lái)表示耕地整治質(zhì)量提高的潛力。二是基于農(nóng)用地分等定級(jí)成果的耕地質(zhì)量潛力研究［12－14］，此方法主要是以耕地等別評(píng)定的技術(shù)方法為依據(jù)，結(jié)合利用農(nóng)用地分等定級(jí)成果，確定耕地質(zhì)量可提高等級(jí)與面積。三是將農(nóng)用地分等定級(jí)成果與產(chǎn)能核算成果相結(jié)合的耕地質(zhì)量潛力研究，這種方法是對(duì)上述方法的融合和改進(jìn)，它在確定耕地單產(chǎn)水平及整治后單位面積耕地標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)量時(shí)利用了農(nóng)用地分等定級(jí)成果，計(jì)算耕地質(zhì)量提升產(chǎn)能時(shí)又利用了產(chǎn)能核算的成果?；诖朔椒?，本文以湖北省房縣為例，利用ArcGIS對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析，測(cè)算耕地整治的數(shù)量和質(zhì)量潛力，并根據(jù)潛力測(cè)算后的耕地總產(chǎn)能劃分潛力級(jí)別，明確房縣耕地整治的重點(diǎn)區(qū)域和時(shí)序安排，為科學(xué)合理地開(kāi)展土地整治工作提供依據(jù)。

1 研究?jī)?nèi)容與方法

1.1 耕地整治潛力測(cè)算方法

耕地整治是指對(duì)待整治區(qū)域中的田間道路、田坎、溝渠、林網(wǎng)、零星地類以及分布在耕地中的少量未利用土地進(jìn)行歸并和整理，從而增加耕地面積，改善耕地質(zhì)量，提高耕地利用率的活動(dòng)。耕地整治的對(duì)象主要包括基本農(nóng)田、坡度小于25°的耕地、非城鎮(zhèn)發(fā)展區(qū)、退耕還林區(qū)等，耕地整治潛力不僅指耕地?cái)?shù)量面積的增加還包括耕地質(zhì)量等級(jí)的提高［15］。

1.1.1 耕地整治數(shù)量潛力 新增耕地?cái)?shù)量潛力主要表現(xiàn)為經(jīng)整治后增加的有效耕地面積，在調(diào)查待整治耕地區(qū)面積、確定新增耕地系數(shù)的基礎(chǔ)上測(cè)算新增耕地?cái)?shù)量潛力。其中新增耕地系數(shù)主要是根據(jù)已整治的典型項(xiàng)目區(qū)內(nèi)耕地面積與項(xiàng)目區(qū)面積的比值推算確定，耕地整治數(shù)量潛力的計(jì)算公式如下：

式中：S——全縣新增耕地面積；αi——第i個(gè)鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）新增耕地系數(shù)；Si——第i個(gè)鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）待整治區(qū)面積，i＝1，2，…，n，其中n為鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）數(shù)量。

1.1.2 耕地整治質(zhì)量潛力 耕地質(zhì)量潛力測(cè)算采用基于農(nóng)用地分等定級(jí)成果與產(chǎn)能核算成果相結(jié)合的方法，將耕地質(zhì)量潛力分為原有耕地質(zhì)量提升潛力和新增耕地潛力兩個(gè)部分。根據(jù)農(nóng)用地分等定級(jí)成果，參照湖北省推薦指定作物各二級(jí)區(qū)最大產(chǎn)量及指定作物產(chǎn)量比系數(shù)表確定理論單產(chǎn)水平、現(xiàn)實(shí)單產(chǎn)以及單產(chǎn)差值，結(jié)合新增耕地規(guī)模和待整治耕地面積計(jì)算質(zhì)量潛力，耕地整治質(zhì)量潛力的具體計(jì)算公式如下：

式中：W——整治后耕地的質(zhì)量潛力；A——待整治耕地規(guī)模；T——整治前后單產(chǎn)水平的差值；Qi——第i個(gè)鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）新增耕地面積；Ki——第i個(gè)鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）整治前的耕地現(xiàn)實(shí)單產(chǎn)水平。

1.2 耕地整治潛力分級(jí)

耕地整治潛力級(jí)別劃分采用基于耕地總產(chǎn)能的分級(jí)方法，根據(jù)質(zhì)量潛力測(cè)算后的耕地總產(chǎn)能劃分整治潛力級(jí)別，并在ArcGIS中以鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）為潛力分級(jí)單元，對(duì)全縣區(qū)域內(nèi)的耕地整治潛力進(jìn)行分級(jí)渲染，繪制出耕地整治潛力分級(jí)圖，從而明確耕地整治的重點(diǎn)區(qū)域和時(shí)序安排。

2 實(shí)證研究

2.1 研究區(qū)概況與數(shù)據(jù)來(lái)源

房縣位于湖北省西北部、十堰市南部，地跨東經(jīng)110°02′—111°15′，北緯31°24′—33°31′，東連?？悼h和谷城縣，西鄰竹山縣，南臨神農(nóng)架林區(qū)，東北交丹江口市。地形以山地為主，西高東低，南陡北緩，中間河谷平壩，最低海拔180m，最高海拔2 458.6m，地貌單元類型復(fù)雜，農(nóng)業(yè)立體分層明顯，土地資源結(jié)構(gòu)基本呈現(xiàn)出“九分山水一分田地”的特點(diǎn)。全縣現(xiàn)轄12個(gè)鎮(zhèn)、7個(gè)鄉(xiāng)、1個(gè)國(guó)營(yíng)林場(chǎng)。2010年土地總面積511 823.05hm2，總?cè)丝?8.69萬(wàn)人，國(guó)民生產(chǎn)總值35.72億元，農(nóng)民人均純收入3 360元。

文中耕地利用現(xiàn)狀數(shù)據(jù)主要來(lái)源于房縣第二次全國(guó)土地調(diào)查、土地利用變更調(diào)查（2010年）和房縣土地利用總體規(guī)劃（2010—2020年）等，土地整治數(shù)據(jù)主要來(lái)源于2011—2020年房縣低丘崗地改造、基本農(nóng)田整治等土地綜合整治項(xiàng)目。

2.2 耕地整治潛力測(cè)算結(jié)果與分析

2.2.1 數(shù)量潛力測(cè)算與分析 結(jié)合房縣第二次全國(guó)土地調(diào)查以及土地利用變更調(diào)查成果數(shù)據(jù)，在調(diào)查待整治耕地區(qū)的面積及范圍，確定新增耕地系數(shù)的基礎(chǔ)上，借助ArcGIS 9.3對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理分析測(cè)算出最終的數(shù)量潛力。

（1）調(diào)查待整治耕地區(qū)的范圍及面積。利用ArcGIS 9.3統(tǒng)計(jì)出房縣基期年（2010年）耕地范圍內(nèi)的地類圖斑面積為41 093.81hm2，此面積包括通過(guò)耕地區(qū)域的線狀地物、坐落在耕地區(qū)域內(nèi)的零星地物以及一些坑塘水面。將房縣2010年以前已實(shí)施的基本農(nóng)田整治項(xiàng)目和高產(chǎn)農(nóng)田整治項(xiàng)目進(jìn)行匯總，在ArcGIS中用已實(shí)施項(xiàng)目去切割房縣第二次土地調(diào)查中的地類圖斑文件，再按地類編碼進(jìn)行統(tǒng)計(jì)并扣除坡度大于25°的面積得出房縣已整治耕地中緩坡耕地面積為1 712.29hm2。因此待整治耕地面積為扣除零星地物、坑塘水面、線狀地物面積、已整治耕地面積以及坡度大于25°耕地面積之后的基期耕地圖斑面積，計(jì)算得出待整治耕地面積為32 084.69hm2。

（2）確定新增耕地系數(shù)。根據(jù)房縣2000—2010年已實(shí)施的土地整治項(xiàng)目，結(jié)合房縣農(nóng)用地整治潛力調(diào)查資料，分析整治后各鄉(xiāng)鎮(zhèn)預(yù)計(jì)新增耕地面積和待整治耕地區(qū)的面積，兩者的比值即為新增耕地系數(shù)。參考房縣農(nóng)用地整治的實(shí)際情況，以鄉(xiāng)鎮(zhèn)為單位計(jì)算新增耕地系數(shù)，結(jié)果顯示房縣20個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)的新增耕地系數(shù)基本上介于3%～4%之間，其中最大的是4.56%（門古寺鎮(zhèn)、青峰鎮(zhèn)、土城鎮(zhèn)），最小的為零（回龍鄉(xiāng)和五臺(tái)林場(chǎng)），其他鄉(xiāng)鎮(zhèn)基本上都集中在3.65%。

（3）測(cè)算耕地整治數(shù)量潛力。依據(jù)各鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）待整治耕地面積和新增耕地系數(shù)，按照公式（1）測(cè)算出各鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）的耕地整治數(shù)量潛力，并匯總計(jì)算出全縣的耕地整治數(shù)量總潛力。經(jīng)測(cè)算，房縣耕地整治數(shù)量總潛力為1 210.18hm2，從空間分布上看，新增耕地?cái)?shù)量較多的主要分布在紅塔鄉(xiāng)、青峰鎮(zhèn)、門古寺鎮(zhèn)，這三個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)的新增耕地面積均在100hm2以上，平均新增耕地系數(shù)為4.26%；中壩鄉(xiāng)和上龕鄉(xiāng)耕地整治數(shù)量潛力較小，均在30hm2以下；而回龍鄉(xiāng)、五臺(tái)山林場(chǎng)由于新增耕地系數(shù)為零，故新增耕地?cái)?shù)量潛力為零。房縣各鄉(xiāng)鎮(zhèn)的耕地整治數(shù)量潛力情況見(jiàn)表1。

2.2.2 質(zhì)量潛力測(cè)算與分析 耕地質(zhì)量潛力通常以產(chǎn)能提高狀況來(lái)表達(dá)，本文采用基于農(nóng)用地分等定級(jí)成果和產(chǎn)能核算理論相結(jié)合的方法，以鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）為單元，按照公式（2）匯總測(cè)算出全縣的耕地質(zhì)量總潛力。耕地質(zhì)量總潛力由原有耕地等級(jí)提高產(chǎn)能和新增耕地產(chǎn)能兩個(gè)部分組成，因此在測(cè)算總潛力時(shí)需要對(duì)這兩部分分別進(jìn)行測(cè)算。

原有耕地通過(guò)綜合整治，改善農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件，提高耕地質(zhì)量，產(chǎn)量也會(huì)相對(duì)提高。對(duì)于這部分潛力的測(cè)算是以整治后耕地生產(chǎn)能力提高程度作為待整治耕地所能提高的質(zhì)量潛力。新增耕地部分則是假定其能達(dá)到該鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）耕地整治前的平均產(chǎn)量水平，該平均產(chǎn)量水平可以在ArcGIS中利用農(nóng)用地分等定級(jí)成果中的土地利用系數(shù)和最高單產(chǎn)反推求出，將新增耕地面積與鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）的平均產(chǎn)量水平相乘得到新增耕地的質(zhì)量潛力。

表1 房縣各鄉(xiāng)鎮(zhèn)耕地整治數(shù)量潛力

根據(jù)房縣農(nóng)用地分等成果，結(jié)合湖北省推薦指定作物各二級(jí)區(qū)最大產(chǎn)量及指定作物產(chǎn)量比系數(shù)表，計(jì)算房縣最高單產(chǎn)值為7 616.69kg／hm2。在 ArcGIS中利用Analysis Tools模塊中的Spatial Join工具將土地利用系數(shù)文件中的屬性數(shù)據(jù)按照空間位置關(guān)系賦值到行政區(qū)文件中，得到行政區(qū)＿spatial join文件，再將最高單產(chǎn)值鏈接到此文件中，并在其屬性表中通過(guò)Add Field功能添加“現(xiàn)實(shí)單產(chǎn)”和“單產(chǎn)差值”字段，按照現(xiàn)實(shí)單產(chǎn)＝TDLYXS×最高單產(chǎn)，單產(chǎn)差值＝最高單產(chǎn)－現(xiàn)實(shí)單產(chǎn)的公式，通過(guò)Field Calculator系統(tǒng)自動(dòng)計(jì)算出各鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）的現(xiàn)實(shí)平均產(chǎn)量水平和單產(chǎn)差值。將前面測(cè)算出的耕地整治數(shù)量潛力數(shù)據(jù)（待整治耕地面積和新增耕地面積）鏈接到行政區(qū)＿spatial join屬性表中，繼續(xù)添加“待整治耕地產(chǎn)能”、“新增耕地產(chǎn)能”和“總產(chǎn)能”這三個(gè)字段。按照待整治耕地產(chǎn)能＝待整治耕地面積×單產(chǎn)差值，新增耕地產(chǎn)能＝新增耕地面積×現(xiàn)實(shí)單產(chǎn)，總產(chǎn)能＝待整治耕地產(chǎn)能＋新增耕地產(chǎn)能的計(jì)算方法，通過(guò)Field Calculator測(cè)算出各鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）的待整治耕地產(chǎn)能為8 898.73萬(wàn)kg，新增耕地產(chǎn)能為586.64萬(wàn)kg，總產(chǎn)能（耕地整治質(zhì)量總潛力）為9 485.38萬(wàn)kg。測(cè)算結(jié)果表明房縣20個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)中紅塔鄉(xiāng)的耕地整治質(zhì)量總潛力最大，達(dá)到1 097.16萬(wàn)hm2；回龍鄉(xiāng)和五臺(tái)林場(chǎng)由于新增耕地為零，因此總產(chǎn)能最少。房縣各鄉(xiāng)鎮(zhèn)的耕地質(zhì)量潛力計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 房縣各鄉(xiāng)鎮(zhèn)耕地整治質(zhì)量潛力

2.3 耕地整治潛力級(jí)別劃分 以質(zhì)量潛力測(cè)算后的耕地總產(chǎn)能作為潛力級(jí)別劃分依據(jù)，按照表3中的潛力分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)耕地整治后的總產(chǎn)能W進(jìn)行級(jí)別劃分，將房縣耕地整治潛力劃分為三個(gè)級(jí)別，在ArcGIS中以鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）作為潛力分級(jí)單元，依據(jù)總產(chǎn)能W對(duì)耕地整治潛力進(jìn)行分級(jí)渲染，渲染方式為單一要素，生成房縣耕地整治潛力分級(jí)圖（見(jiàn)圖1）。

表3 耕地整治潛力分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)

從圖1可以看出，房縣耕地整治潛力可以劃分為一級(jí)潛力區(qū)、二級(jí)潛力區(qū)和三級(jí)潛力區(qū)這三個(gè)級(jí)別，根據(jù)潛力級(jí)別劃分結(jié)果，結(jié)合各鄉(xiāng)鎮(zhèn)的地形地貌、經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、農(nóng)民整治意愿以及農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施狀況等條件，將一級(jí)潛力區(qū)、二級(jí)潛力區(qū)和三級(jí)潛力區(qū)按照整治時(shí)序分別確定為房縣耕地近期重點(diǎn)整治區(qū)、中期適宜整治區(qū)和遠(yuǎn)期一般整治區(qū)。

近期重點(diǎn)整治區(qū)：主要集中在紅塔鄉(xiāng)、大木廠鎮(zhèn)、青峰鎮(zhèn)、軍店鎮(zhèn)、白鶴鎮(zhèn)、門古寺鎮(zhèn)這6個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)，這些鄉(xiāng)鎮(zhèn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平較高，農(nóng)民整治意愿強(qiáng)烈，新增耕地潛力較大，區(qū)域總產(chǎn)能為5 030.31萬(wàn)kg，各鄉(xiāng)鎮(zhèn)產(chǎn)能均在700萬(wàn)kg以上，對(duì)于這些具備較好耕地整治條件的鄉(xiāng)鎮(zhèn)應(yīng)加強(qiáng)整治力度，可以從經(jīng)濟(jì)、技術(shù)、社會(huì)、行政、法律等方面推進(jìn)耕地整治工作的有序開(kāi)展。

中期適宜整治區(qū)：集中分布在地形坡度小，土壤保水保肥性好，灌溉排水設(shè)施完善的城關(guān)鎮(zhèn)、土城鎮(zhèn)、化龍堰鎮(zhèn)、姚坪鄉(xiāng)、窯淮鄉(xiāng)、萬(wàn)峪河鄉(xiāng)、野人谷鎮(zhèn)這7個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)，區(qū)域耕地總產(chǎn)能為3 046.24萬(wàn)kg，占全縣總產(chǎn)能的32.12%，這些鄉(xiāng)鎮(zhèn)可通過(guò)改善道路交通條件和基礎(chǔ)配套設(shè)施水平來(lái)提高耕地整治潛力。

遠(yuǎn)期一般整治區(qū)：空間上主要分布在坡度較大，以丘陵山地為主的上龕鄉(xiāng)、中壩鄉(xiāng)、尹吉甫鎮(zhèn)、九道鄉(xiāng)、沙河鄉(xiāng)、回龍鄉(xiāng)、五臺(tái)林場(chǎng)7個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)，這些鄉(xiāng)鎮(zhèn)耕地資源有限、經(jīng)濟(jì)發(fā)展相對(duì)滯后、農(nóng)民整治意愿一般，新增耕地規(guī)模較小，各鄉(xiāng)鎮(zhèn)的產(chǎn)能均在300萬(wàn)kg以下。這些鄉(xiāng)鎮(zhèn)應(yīng)拓寬耕地整治資金的籌措渠道，增強(qiáng)投資能力并結(jié)合當(dāng)?shù)貙?shí)際探索適宜的耕地整治模式。

圖1 房縣耕地整治潛力分級(jí)

3 結(jié)論與討論

土地整治是一項(xiàng)綜合性的系統(tǒng)工程，潛力測(cè)算是土地整治工作的前提和基礎(chǔ)，也是潛力分級(jí)的依據(jù)，對(duì)于提高土地利用效率，指導(dǎo)土地利用活動(dòng)具有重要意義。本文以ArcGIS軟件為平臺(tái)，采用基于新增耕地系數(shù)的數(shù)量潛力測(cè)算方法，在調(diào)查待整治耕地面積，確定新增耕地系數(shù)的基礎(chǔ)上，測(cè)算房縣耕地整治數(shù)量潛力為1 210.18hm2。質(zhì)量潛力測(cè)算采用基于農(nóng)用地分等定級(jí)成果和產(chǎn)能核算理論的方法，通過(guò)計(jì)算耕地實(shí)現(xiàn)單產(chǎn)水平、最高單產(chǎn)，分別計(jì)算待整治耕地提升產(chǎn)能和新增耕地產(chǎn)能，兩者求和得到總產(chǎn)能為9 485.38萬(wàn)kg。以質(zhì)量潛力測(cè)算后的耕地總產(chǎn)能作為潛力分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，將整治潛力劃分為三個(gè)級(jí)別，并繪制了以鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）為單元的潛力分級(jí)圖，將一級(jí)潛力區(qū)確定為近期耕地重點(diǎn)整治區(qū)，主要集中在紅塔鄉(xiāng)、大木廠鎮(zhèn)、青峰鎮(zhèn)等6個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)，二級(jí)潛力區(qū)確定為中期耕地適宜整治區(qū)，主要分布在城關(guān)鎮(zhèn)、土城鎮(zhèn)、化龍堰鎮(zhèn)等7個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)，三級(jí)潛力區(qū)確定為遠(yuǎn)期耕地一般整治區(qū)，主要分布在九道鄉(xiāng)、沙河鄉(xiāng)、尹吉甫鎮(zhèn)等7個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)。本文在農(nóng)用地分等定級(jí)成果和產(chǎn)能核算研究的基礎(chǔ)上將兩者綜合考慮，創(chuàng)新了耕地質(zhì)量潛力測(cè)算方法。在潛力分級(jí)時(shí)以總產(chǎn)能作為分級(jí)依據(jù)，這與傳統(tǒng)的以新增耕地面積為依據(jù)相比，不僅考慮到數(shù)量的增長(zhǎng)而且體現(xiàn)了質(zhì)量的提高，但研究中由于數(shù)據(jù)收集的難易程度和分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的主觀性，測(cè)算結(jié)果的準(zhǔn)確性有待提高。

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［11］ 張慧，李新旺，霍習(xí)良，等.基于產(chǎn)能理論的耕地整治現(xiàn)實(shí)潛力測(cè)算方法研究：以河北省肅寧縣為例［J］.水土保持研究，2011，18（2）：202－212.

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