石小龍

（1.福建省國土測繪院，福建 廈門 361012）

耕地質(zhì)量等別評定方法探討

石小龍1

（1.福建省國土測繪院，福建 廈門 361012）

以某縣為例，在第二次全國土地調(diào)查成果的基礎(chǔ)上，探討了使用ArcGIS、CASS8.0等軟件，進行有效準確的耕地質(zhì)量等別評定的方法，為耕地質(zhì)量等別監(jiān)測的評定提供一種新思路。

土地整治；ArcGIS；耕地質(zhì)量等別

耕地質(zhì)量等別評定是指根據(jù)最新的自然屬性（坡度、灌排和土壤質(zhì)地等條件）、利用屬性（指定作物單產(chǎn)與該作物省級二級區(qū)內(nèi)最高產(chǎn)的比值）和經(jīng)濟屬性（實際資金投入效率與當?shù)刈畲笸度胄实慕咏潭龋ΜF(xiàn)有的耕地質(zhì)量進行自然質(zhì)量等別、利用等別和經(jīng)濟等別評定[1-2]。耕地的自然質(zhì)量等別[3]是指在一定的光溫、氣候資源和土地條件下，根據(jù)特定的自然屬性以及權(quán)重體系，計算統(tǒng)計其自然等指數(shù)，根據(jù)其落在的等別區(qū)間，評定其自然質(zhì)量等別；耕地的利用等別是將自然等指數(shù)乘該耕地的土地利用系數(shù)得到利用等指數(shù)，根據(jù)其落在的等別區(qū)間，評定其利用等別；耕地的經(jīng)濟等別是將利用等指數(shù)乘該耕地的土地經(jīng)濟系數(shù)得到經(jīng)濟等指數(shù)，根據(jù)其落在的等別區(qū)間，評定其經(jīng)濟等別。

土地整治項目通常會實施土地平整、農(nóng)田水利、田間道路工程和農(nóng)田防護等措施。通過土地平整工程，可降低耕地坡度；通過農(nóng)田水利工程，可添加溝渠和灌排設(shè)施等；通過田間道路工程，可增添田間道路。這些措施都改良了耕地的自然屬性值，因此需要重新統(tǒng)計這些自然屬性值，并計算自然等別、利用等別和經(jīng)濟等別。

1 研究區(qū)概況

在耕地質(zhì)量等別評定系統(tǒng)中，國家對各縣（市、區(qū)）劃定有對應(yīng)的區(qū)間、耕作作物、耕作制度等標準。該縣的一級區(qū)是江南區(qū)，二級區(qū)是東部丘陵山地區(qū)，三 級區(qū)分為丘陵山地區(qū)和山間盆地區(qū)；種植作物是早稻、晚稻、單季稻和甘薯，熟制是一年兩熟；耕作制度主要有早稻—晚稻、單季稻—甘薯和甘薯—甘薯等。

在技術(shù)規(guī)定中，將對區(qū)域內(nèi)決定耕地自然質(zhì)量的各種因素和因素組合組成因素指標區(qū)，包括耕地地力因素和農(nóng)田基礎(chǔ)條件因素[4]。耕地地力因素是指土壤質(zhì)地、土壤有機質(zhì)含量、土壤PH值等可反映耕地地力的因素[5]；農(nóng)田基礎(chǔ)條件因素是指排水條件、地形坡度、灌溉保證率、有效土層厚度、土壤等反映耕地耕作便利的因素。該縣的耕地地力因素包括土壤質(zhì)地和土壤有機質(zhì)含量，農(nóng)田基礎(chǔ)條件因素包括排水條件、地形坡度、灌溉保證率、有效土層厚度等，按照該縣的3級指標區(qū)劃分，不同的指標區(qū)對應(yīng)不同的因素權(quán)重，詳見表1。

表1 分等因素體系及權(quán)重表

2 基本理論與流程

耕地質(zhì)量等別的評定是在現(xiàn)有的生產(chǎn)力經(jīng)營水平和特定的土地利用方式條件下，將土地的自然要素和社會經(jīng)濟要素相結(jié)合作為鑒定指標，通過考察和綜合分析土地對各種用途的適宜程度、質(zhì)量高低及其限制狀況，從而對土地的用途和質(zhì)量進行分類定級?？梢钥闯?，耕地質(zhì)量等別是以土地質(zhì)量評價為基礎(chǔ)，既考慮了土地的自然屬性，也考慮了土地利用方面的社會經(jīng)濟因素。

在耕地質(zhì)量等別評定中，首先利用年度土地變更調(diào)查成果、土地整治項目的設(shè)計和竣工成果，確定評定單元及底圖；再根據(jù)耕地質(zhì)量等別補充完善成果（原農(nóng)用地分等更新成果）確定項目實施前的等別以及評定單元的基本參數(shù)、評定因素，在外業(yè)調(diào)查后，確定因素屬性值；最后確定評定單元的各個等別，耕地質(zhì)量等別評定流程見圖1。

圖1 耕地質(zhì)量等別評定流程圖

3 耕地質(zhì)量等別評定

3.1 評定單元及其標準耕作制度和3級指標區(qū)的確定

3.1.1 評定單元的確定

通過ArcGIS空間分析，將土地整治項目區(qū)范圍線與該縣年度土地變更調(diào)查的“地類圖斑”數(shù)據(jù)相疊加，提取項目區(qū)內(nèi)及與之相交的耕地圖斑；通過人工判讀的方式，判斷與項目區(qū)范圍相交的耕地圖斑是否為項目區(qū)，屬項目區(qū)范圍的，納入評定單元，否則不納入；最終確定評定單元。

3.1.2 評定單元標準耕作制度的確定

用南方CASS軟件打開土地整治項目竣工圖，編輯地類符號。在評定單元上，加載有地類符號的土地整治項目竣工圖，初步確定其地類名稱。根據(jù)國家下發(fā)的各縣（市、區(qū)）標準耕作制度、指定作物表，結(jié)合初步確定的地類名稱，確定其耕作制度。通過查看指定作物表，發(fā)現(xiàn)相同的地類在不同縣（市、區(qū)）可以耕作不同的作物，因而嚴格按照表中的規(guī)定，確定其標準耕作制度。

3.1.3 評定單元3級指標區(qū)的確定

根據(jù)國家劃分的3級指標區(qū)，該縣有丘陵山地區(qū)和山間盆地區(qū)。丘陵山地區(qū)是指地表高低起伏、海拔大于200 m，相對高度較大的區(qū)域，主要包括高丘、低山、中山等。山間盆地區(qū)指散布于全省丘陵山地間，底部較平坦，面積在50 hm2以上、坡度小于8°的盆地區(qū)域。根據(jù)土地整治竣工圖上的高程點生成等高線，再導(dǎo)入ArcGIS建立TIN，構(gòu)建DEM模型，確定評定單元的3 級指標區(qū)。

3.2 影響因素值的確定

3.2.1 內(nèi)業(yè)初步確定

內(nèi)業(yè)初步確定的影響因素有田間道路通達度、海拔和地形坡度。田間道路分為生產(chǎn)道路和田間道路[6]。運用ArcGIS打開縣級年度土地變更調(diào)查成果數(shù)據(jù)庫中地類圖斑的道路層和線狀地物的農(nóng)村道路層，作緩沖區(qū)分析，獲取各評定單元圖斑的田間道路通達度。通過將竣工圖中的高程注記點轉(zhuǎn)成ArcGIS中的點，并運用ArcGIS中的空間相交分析，獲取各評定單元的海拔值。將高程點生成等高線，構(gòu)建DEM，從而計算地形坡度。

3.2.2 外業(yè)復(fù)核和補充調(diào)查

1）表層土壤質(zhì)地、土壤有機質(zhì)含量、剖面構(gòu)型和有效土層厚度的確定。土地整治項目的范圍通常較大（50～320 hm2），因此對各評定單元均進行復(fù)核和調(diào)查的工作量很大，一般選取具有代表性的評定單元去復(fù)核和補充調(diào)查。表層土壤質(zhì)地、土壤有機質(zhì)含量、剖面構(gòu)型和有效土層厚度的確定，以項目區(qū)為單位，按耕地類型（水田、水澆地、旱地）分類采樣；針對每種耕地類型范圍大小，設(shè)置3～5個樣點，最終測定土樣由各樣點土樣混合而成，并拍攝剖面照片進行存檔。

2）灌溉保證率、排水條件的確定。耕地的3級地類主要是根據(jù)其灌溉、排水、保水等方面進行認定。水田和旱地相比，自然屬性有“先天性”優(yōu)勢；但耕地的自然等別評定與耕作作物有很大的關(guān)系。例如，在自然質(zhì)量分相同的情況下，不同的耕作作物會有不同的自然指數(shù)，尤其是稻谷和甘薯，大約相差3個等別。因而在灌溉保證率和排水條件打分上，要根據(jù)其耕作作物進行判斷，如種植甘薯的旱地，按照滿足甘薯的灌溉、排水來評定，種植水稻的水田，按照滿足水稻的灌溉、排水來評定。

3）田間道路通達度、海拔、地形坡度的外業(yè)復(fù)核。在外業(yè)調(diào)查中，對內(nèi)業(yè)初步確定的田間道路通達度、海拔、地形坡度等進行外業(yè)實地復(fù)核，達到嚴格按照實地獲取影響因素值的要求。耕地質(zhì)量等別評定的各因素值來源詳見表2。

3.3 自然質(zhì)量分的計算及各等別的確定

不同耕作作物的影響因素權(quán)重、光溫指數(shù)和產(chǎn)量比系數(shù)等是不同的，因而要根據(jù)評定單元的耕作制度，先計算評定單元耕作作物的自然質(zhì)量分和等指數(shù)，如早稻自然質(zhì)量分、晚稻自然質(zhì)量分、早稻自然等指數(shù)、晚稻利用等指數(shù)等；再將各耕作作物的自然質(zhì)量分和等值數(shù)相加就是評定單元的自然質(zhì)量分和等指數(shù)。

3.3.1 耕作作物的自然質(zhì)量分計算

各評定單元按照其所在的3級指標區(qū)，根據(jù)其權(quán)重表（表1），采用加權(quán)平均法計算其評定單元耕作作物的自然質(zhì)量分[7-8]：

表2 影響因素屬性值來源

式中，CLij為評定單元耕作作物的耕地自然質(zhì)量分；i為評定單元編號；j是耕作作物編號；k是影響因素編號；m是影響因素的數(shù)目；fijk為第i個評定單元內(nèi)第j種耕作作物第k個影響因素的分值，取值為0～100；wk為第k個影響因素的權(quán)重。

3.3.2 各種耕作作物等指數(shù)的計算

首先，將評定單元的自然質(zhì)量分與其耕作作物的產(chǎn)量比系數(shù)、氣候生產(chǎn)潛力指數(shù)（或光溫生產(chǎn)潛力指數(shù)）相乘，得到評定單元耕作作物的自然等指數(shù)；然后，將此值和土地利用系數(shù)相乘，得到該評定單元耕作作物的利用等指數(shù)；最后，將利用等指數(shù)和土地經(jīng)濟系數(shù)相乘得到該評定單元耕作作物的經(jīng)濟等指數(shù)。

3.3.3 評定單元的自然質(zhì)量分、各等指數(shù)和等別的確定

1）評定單元的自然質(zhì)量分和各等指數(shù)的計算。將評定單元種植的各種耕作作物的自然質(zhì)量分和等指數(shù)相加就是評定單元的自然質(zhì)量分和等指數(shù)。

2）評定單元各等別的確定。根據(jù)各等指數(shù)與等別的對應(yīng)關(guān)系，使用ArcGIS字段計算器，采用VBA語言建立一個Switch函數(shù)來表達這種對應(yīng)關(guān)系。這種方法可以快速批量地根據(jù)各等指數(shù)確定其等別。

4 實例應(yīng)用與結(jié)果分析

4.1 實例應(yīng)用

采用本文的評定方法，對該縣的舊村復(fù)墾項目和土地整理項目進行評定。舊村復(fù)墾項目是對破舊、災(zāi)害等房屋進行復(fù)墾：先對表層土壤進行客土，作耕作層和保水層；再構(gòu)建灌溉、排水設(shè)施，保證耕地的灌排條件。這些房屋大部分處于偏遠的山區(qū)，各方面的因素值相對較低。大部分的破舊房屋復(fù)墾成旱地，只能種植甘薯；少部分才能復(fù)墾成一般的水田，種植稻谷。因此在舊村復(fù)墾項目中，自然質(zhì)量等別分布在8～12等，主要集中在10等；利用等別和經(jīng)濟等別的分布類似，分布在9～13等，主要集中在12等。土地整理項目是對大片耕地進行整理規(guī)劃：首先對原有的耕地進行平整，降低耕地的坡度；再配備農(nóng)田水利設(shè)施，保證耕地的灌溉排水條件；最后擴建和增添生產(chǎn)道路和田間道路，形成了四通八達的田間交通網(wǎng)，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)生活提供了便利，提高了生產(chǎn)效率。因此，大部分的耕地在原有的等別上提升了一個等別，少部分能提升兩個等別。在土地整理項目中，自然質(zhì)量等別分布在6～9等，主要集中在7等；利用等別和經(jīng)濟等別分布類似，主要與耕地的土地利用系數(shù)和經(jīng)濟系數(shù)相關(guān)，分布在7～10等，主要集中在9等。

4.2 結(jié)果分析

本文以該縣的耕地質(zhì)量等別補充完善成果和第二次土地調(diào)查數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ)，綜合使用ArcGIS、CASS軟件，結(jié)合實地考察、取樣點化驗和挖土坑取剖面判斷有效土層厚度，有效準確地計算了耕地的自然等指數(shù)、利用等指數(shù)和經(jīng)濟等指數(shù)。將耕地的土壤特性、田間道路通達度和坡度等條件結(jié)合起來，在耕地質(zhì)量等別評定時綜合考慮土地整治工程特點，以期為全國開展的土地整治項目內(nèi)耕地的質(zhì)量等別評定以及將要開展的耕地質(zhì)量監(jiān)測提供參考和幫助。其普遍性和合理性，還要在今后的研究和實踐中不斷探索和驗證。

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：1672-4623（2016）11-0066-03

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石小龍，碩士，研究方向為地理信息工程、土地規(guī)劃、耕地質(zhì)量等別評定。

2015-06-15。