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        省級指標(biāo)耕地區(qū)域自然質(zhì)量等空間分布特征研究-以云南省為例

        2018-10-19 03:58:58張述清廖順寬
        軟件 2018年9期
        關(guān)鍵詞:耕地質(zhì)量

        周 靜,張述清,鄧 驥,廖順寬

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        省級指標(biāo)耕地區(qū)域自然質(zhì)量等空間分布特征研究-以云南省為例

        周 靜1,張述清2*,鄧 驥1,廖順寬2

        (1. 昆明理工大學(xué)國土資源工程學(xué)院,云南 昆明 650093;2. 云南省國土規(guī)劃設(shè)計研究院,云南 昆明 650051)

        通過掌握全省耕地的數(shù)量與質(zhì)量、空間分布情況,摸清云南省耕地質(zhì)量空間分布特征,為合理利用耕地資源與制定耕地保護政策提供依據(jù)。本文以云南省129個縣農(nóng)用地分等省級數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),結(jié)合該省指標(biāo)區(qū)耕地分布現(xiàn)狀,采用面積加權(quán)法計算云南省不同指標(biāo)區(qū)耕地平均自然等,并采用統(tǒng)計分析方法分析了全省耕地自然質(zhì)量等別、質(zhì)量等級在空間上的分布特征。結(jié)果表明(1)云南省耕地自然質(zhì)量等呈典型偏正態(tài)分布,耕地自然質(zhì)量等范圍為6-13等。(2)云南省耕地自然質(zhì)量等平均等為10.62等,主要以中、低等地為主,總體水平中等偏低。滇南中山寬谷區(qū)耕地平均自然質(zhì)量等最高,為10.39等;滇西北高山峽谷區(qū)最低,為11.42等;五個不同指標(biāo)區(qū)耕地自然質(zhì)量等別平均等別發(fā)展趨勢與全省平均的基本一致,只有滇西北高山峽谷區(qū)等別相對較低。(3)云南省耕地以高、中等地為主,所占比例高達99.9%,其中滇中高原盆地區(qū)分布高等地、中等地比例最高。研究成果為準(zhǔn)確的掌握土地數(shù)據(jù)、合理利用土地、制定差異化的耕地質(zhì)量提升策略等提供科學(xué)依據(jù)。

        耕地;自然質(zhì)量等;空間分布;指標(biāo)區(qū);云南省

        0 引言

        國以民為本,民以食為天,土為糧之母。耕地是農(nóng)業(yè)最基本的生產(chǎn)資料,為了穩(wěn)固農(nóng)業(yè)基礎(chǔ),必須切實保護耕地,耕地得到有效保護,糧食生產(chǎn)就會出現(xiàn)重大轉(zhuǎn)機,對防止通貨膨脹、保障人民生活、保持社會穩(wěn)定發(fā)揮了重要作用,耕地受自然條件和人類經(jīng)濟活動的影響,其自然質(zhì)量、利用水平呈現(xiàn)出一定的自然地理和經(jīng)濟地理分布規(guī)律[1]。自然質(zhì)量等客觀地反映了耕地土壤、地形、排水和灌溉等田間條件,以及指定作物的光溫(氣候)生產(chǎn)潛力[2],是評價耕地質(zhì)量與產(chǎn)能最為重要的指標(biāo)。在耕地數(shù)量減少、質(zhì)量退化日益加劇的背景下,合理利用有限耕地資源的首要問題就是明確耕地自然質(zhì)量現(xiàn)狀,掌握其數(shù)量、質(zhì)量空間分布。耕地自然質(zhì)量等別、質(zhì)量等級空間分布研究有助于國土資源管理部門了解區(qū)域耕地現(xiàn)狀,為合理調(diào)整耕地利用方式提供支撐[3]。

        云南省屬山地高原地形,是一個以山地為主的高原山區(qū)省份。全省的山區(qū)、半山區(qū)占了全省面積的94%左右,分布在地形波狀起伏的山地高原之中,壩區(qū)面積僅占6%左右。為貫徹落實《中華人民共和國土地管理法》,科學(xué)量化耕地質(zhì)量及其分布,云南省于2004年起對全省范圍內(nèi)耕地進行了耕地質(zhì)量評價,并在此基礎(chǔ)上完成農(nóng)用地分等工作和構(gòu)建數(shù)據(jù)庫,空間數(shù)據(jù)庫是空間數(shù)據(jù)集合,它可以供各種用戶共享且具有最小的冗余度和較高的數(shù)據(jù)與程序獨立性[4-6]。云南省農(nóng)用地分等是采用統(tǒng)一的技術(shù)規(guī)范,以縣級行政區(qū)域為基礎(chǔ),對全省的耕地質(zhì)量評價實施的調(diào)查工作,其成果能夠全而反映耕地自然質(zhì)量和利用情況,為國土資源管理提供準(zhǔn)確的耕地質(zhì)量信息[7-9]。

        1 研究區(qū)概況與數(shù)據(jù)來源

        1.1 研究區(qū)概況

        云南省地處中國西南邊陲,位于我國三大地勢階梯中的第一地勢階梯與第二地勢階梯過渡帶上,屬高原山區(qū)省份,境內(nèi)地形起伏不平,高原、河谷、山地和盆地相間分布,形成了多種多樣的地貌類型,全省面積39.4萬平方公里,其中,耕地面積占全省土地面積的15.97%,園地占2.12%,林地而積占57.69%,草地占2.05%。全省地勢西北高、西南和東南低,由西北向南傾斜,自北向南逐級下降,海拔高低相差達6600米。云南地處低緯度高原,全省境內(nèi)光能豐富,地形地貌復(fù)雜,并受季風(fēng)氣候制約,多樣復(fù)雜的地形地貌造就了云南省涵蓋了熱帶、亞熱帶和寒溫帶7個氣候帶,多種多樣的氣候也為云南土壤、植被和土地利用類型的復(fù)雜性和多樣性奠定了基礎(chǔ)。

        1.2 數(shù)據(jù)來源

        本文的數(shù)據(jù)來源于云南省耕地質(zhì)量等別評價的匯總數(shù)據(jù)、土地利用現(xiàn)狀變更調(diào)查數(shù)據(jù)、再結(jié)合云南省國土資源遙感綜合調(diào)查項目的數(shù)據(jù),對自然質(zhì)量等分別在不同指標(biāo)區(qū)的分布特征進行分析。

        2 數(shù)據(jù)處理及分析方法

        2.1 云南省指標(biāo)區(qū)劃分

        云南省分等指標(biāo)區(qū)是以縣(市、區(qū))為單位,依據(jù)云南省地形、地貌、水文條件、水資源、土地資源分布規(guī)律和特征,結(jié)合云南省農(nóng)業(yè)種植區(qū)劃、土地資源利用情況及社會經(jīng)濟發(fā)展?fàn)顩r等,遵循自然條件、社會經(jīng)濟條件相對一致,作物結(jié)構(gòu)布局、品種類型和耕作制度相對一致,種植業(yè)生產(chǎn)力水平和土地利用狀況相對一致的原則進行劃分。全省在國家一級區(qū)和二級區(qū)的基礎(chǔ)上,再劃分為五個省級三級指標(biāo)區(qū),即南部邊緣低山寬谷盆地區(qū)、滇中高原盆地區(qū)、滇南中山寬谷區(qū)、滇東北山原區(qū)、滇西北高山峽谷區(qū)。分區(qū)示意圖如下。

        2.2 研究方法

        運用農(nóng)用地分等成果,分析研究區(qū)內(nèi)耕地數(shù)量、質(zhì)量在空間分布等方面的特點。在分析過程中,采用面積加權(quán)平均法計算區(qū)域內(nèi)的平均自然等別,即在統(tǒng)計出各等別總面積前提下,進行各等別面積加權(quán)計算出平均值,從而進行各指標(biāo)區(qū)之間的比較,計算公式如下[7]:

        式中:為某區(qū)域的平均自然等;為各區(qū)域耕地所擁有的的等別數(shù);αj為該區(qū)域的第個等;r為該區(qū)域第個等的耕地面積所占該區(qū)域耕地面積的比例;f為該區(qū)域第個等的耕地面積;f為該區(qū)域的耕地面積。

        本文以云南省耕地質(zhì)量等別評價匯總成果為基礎(chǔ)數(shù)據(jù),依據(jù)最新《農(nóng)用地質(zhì)量分等規(guī)程》采用ArcGIS軟件的空間分析功能,對農(nóng)用地分等成果的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進行轉(zhuǎn)化分析,并采用統(tǒng)計分析、圖層數(shù)據(jù)疊加分析和綜合分析等相關(guān)分析功能,研究云南省耕地自然等別在空間上的分布特征。

        2.3 耕地質(zhì)量等級劃分

        通過模型計算出云南省范圍內(nèi)各評價單元的耕地自然質(zhì)量等指數(shù),采用等間距法,每200分一個等別間距對耕地自然質(zhì)量等進行初步劃分。計算后得出全省耕地自然質(zhì)量等別范圍為1-15等。為了分析不同等級耕地在5種指標(biāo)區(qū)的分布狀況,根據(jù)全省耕地自然質(zhì)量等別分布特征,按照一定的綜合分值間隔,劃分耕地自然質(zhì)量等。即采用等間距法,按照1-4等、5-8等、9-12等、13-15等將全省耕地劃分為優(yōu)等、高等、中等和低等4個檔次。

        3 結(jié)果與分析

        3.1 耕地自然質(zhì)量等數(shù)量分析

        根據(jù)云南省農(nóng)用地分等結(jié)果全省耕地總面積6209759.24,如圖1所示,耕地自然質(zhì)量等別范圍為6-13等,其中以10等和11等為主,面積分別為1390589.86公頃和3153245.08公頃,分別占22.39%和50.78%,其余的6-9等和12-13等面積共1665924.30公頃,合占26.83%。從優(yōu)等、高等、中等和低等四個檔次來看,云南省沒有優(yōu)等地,高等地有175485.28公頃,占2.83%;中等地6029183.28公頃,占97.09%;低等地5090.68公頃,占比不足0.1%。

        圖1 云南省耕地自然質(zhì)量等別構(gòu)成

        表1 各指標(biāo)區(qū)內(nèi)耕地自然質(zhì)量等別面積構(gòu)成

        Tab.1 composition of cultivated land natural quality and equal area in each index area

        3.2 五個指標(biāo)區(qū)耕地分布特征

        將云南省農(nóng)用地分等的結(jié)果與5個指標(biāo)區(qū)相疊加,統(tǒng)計出不同指標(biāo)區(qū)耕地面積分布情況。滇東北山原區(qū)耕地面積969824.98公頃,占耕地總面積的比例為15.62%;滇南中山寬谷區(qū)耕地面積1974914.91公頃,占耕地總面積的比例為31.80%;滇西北高山峽谷區(qū)耕地面積270485.99公頃,占耕地總面積的比例為4.36%;滇中高原盆地區(qū)耕地面積2174362.44公頃,占耕地總面積的比例為35.01%;南部邊緣低山寬谷盆地區(qū)耕地面積820170.92公頃,占耕地總面積的比例為13.21%。由此可知,滇西北高山峽谷區(qū)耕地總面積最小,滇中高原盆地區(qū)耕地的總面積最大。耕地面積最少的滇西北高山峽谷區(qū)相較于耕地面積最多的滇中高原盆地區(qū)少了大約190萬公頃。

        從圖2可以看出耕地面積在不同的指標(biāo)區(qū)中有一定差異。為進一步研究耕地自然質(zhì)量等別在不同指標(biāo)區(qū)的分布特征,將不同自然質(zhì)量等別在不同指標(biāo)區(qū)分布面積及比例進行統(tǒng)計(表1)、不同耕地質(zhì)量等級耕地在不同指標(biāo)區(qū)分布面積及比例進行統(tǒng)計(表2)。

        圖2 云南省五個指標(biāo)區(qū)耕地面積分布比例

        (1)滇東北山原區(qū)耕地自然質(zhì)量等分布特征。

        滇東北山原區(qū)耕地自然等分布范圍為6-13等,面積加權(quán)平均等11.02等。其中11等面積最大,為652219.51公頃占67.25%,13等面積最小,僅為0.1%。從耕地質(zhì)量等級來看,高等地占1.26%,中等地占98.63%。

        (2)滇南中山寬谷區(qū)耕地自然質(zhì)量等分布特征。

        滇南中山寬谷區(qū)耕地自然等分布范圍為7-12等,面積加權(quán)平均等10.39等。其中11等面積最大,900560.14公頃占45.6%,7等面積最小占0.27%。從耕地質(zhì)量等級來看高等地占2.05%,中等地占97.95%。

        (3)滇西北高山峽谷區(qū)耕地自然質(zhì)量等分布特征。

        滇西北高山峽谷區(qū)耕地自然等分布范圍9-13等,面積加權(quán)平均等11.42.其中12等面積最大143538.78公頃占53.07%,9等面積最小僅占0.78%。從耕地質(zhì)量等級來看,中等地占98.53%,低等地占1.47%。

        表2 各指標(biāo)區(qū)內(nèi)耕地質(zhì)量等級面積構(gòu)成

        Tab.2 omposition of cultivated land quality grade area in each index area

        (4)滇中高原盆地區(qū)耕地自然質(zhì)量等分布特征。

        滇中高原盆地區(qū)耕地自然等分布范圍6-13等,面積加權(quán)平均等10.58。其中11等面積最大為1178619.08,占54.21%,13等面積最小僅為0.01%。從耕地質(zhì)量等級來看,高等地占1.99%,中等地占98%,低等地占0.01%。

        (5)南部邊緣低山寬谷盆地區(qū)自然質(zhì)量等分布特征。

        南部邊緣低山寬谷盆地區(qū)耕地自然等分布范圍為6-12等,其中11等面積最大,為333649.51公頃,占40.68%。7等面積最小占0.02%。從耕地質(zhì)量等級來看,高等地占9.68%,中等地占90.32%。

        3.3 五個指標(biāo)區(qū)耕地自然質(zhì)量等別關(guān)系

        對耕地自然等別、質(zhì)量等級進行分析如表3所示。

        (1)相同耕地質(zhì)量等級范圍、不同指標(biāo)區(qū)耕地的自然質(zhì)量等別的分析。在高等地范圍內(nèi)滇東北山原區(qū)、滇南中山寬谷區(qū)、滇中高原盆地區(qū)、南部邊緣低山寬谷盆地區(qū)耕地面積比例分別為6.99%、23.03%、24.74%、45.24%。滇西北高山峽谷區(qū)沒有高等地;。在中等地范圍內(nèi)東北山原區(qū)、滇南中山寬谷區(qū)、滇西北高山峽谷區(qū)、滇中高原盆地區(qū)、南部邊緣低山寬谷盆地區(qū)耕地面積比例分別為15.87%、32.08%、4.42%、35.34%、12.29%;。在低等地范圍內(nèi)東北山原區(qū)、滇西北高山峽谷區(qū)、滇中高原盆地區(qū)、耕地面積比例分別為19.53%、78.33%、2.14%。滇西北高山峽谷區(qū)分布最多,滇南中山寬谷區(qū)和南部邊緣低山寬谷盆地區(qū)沒有低等地。

        (2)不同耕地質(zhì)量等級范圍、相同指標(biāo)區(qū)耕地自然質(zhì)量等別的分析。滇東北山原區(qū):高等地、中等地、低等地的面積比例依次為1.26%,98.63%,0.1%,中等地的面積所占比例較大。滇南中山寬谷區(qū):高等地、中等地、低等地的面積比例依次為2.05%,97.95%,0.00%。中等地的面積所占比例較大。滇西北高山峽谷區(qū):高等地、中等地、低等地的面積比例依次為0.00%,98.53%,1.47%,中等地的面積所占比例較大。滇中高原盆地區(qū):高等地、中等地、低等地的面積比例依次為1.99%,98.00%,0.01%。南部邊緣低山寬谷盆地區(qū):高等地、中等地、低等地的面積比例依次為9.68%,90.32%,0.00%。從平均自然質(zhì)量等來看滇南中山寬谷區(qū)的平均自然質(zhì)量等最高,為10.39等,其次是南部邊緣低山寬谷盆地區(qū),為10.48等,再次是滇中高原盆地區(qū)和滇東北山原區(qū),分別為10.58等和11.02等,滇西北高山峽谷區(qū)的平均自然質(zhì)量等別最低,為11.42等。全省耕地平均自然質(zhì)量等別為10.62等。

        表3 對耕地自然等別、質(zhì)量等級分析表

        Tab.3 Analysis of natural and quality grade of cultivated land

        (3)綜合分析。將上述分析相結(jié)合,從整體上反映云南省耕地自然質(zhì)量總體分布情況。從平均自然質(zhì)量等排序來看,滇南中山寬谷區(qū)(10.39等)>南部邊緣低山寬谷盆地區(qū)(10.48等)>滇中高原盆地區(qū)(10.58等)>滇東北山原區(qū)(11.02等)>滇西北高山峽谷區(qū)(11.42等),各指標(biāo)區(qū)主要分布為中等地,其次為高等地。滇西北高山峽谷區(qū)中、低等地占比最高,所以滇西北高山峽谷區(qū)耕地自然質(zhì)量最差。

        4 討論

        滇中高原盆地區(qū)耕地面積占全省耕地比例最高,為35.02%,中、高等耕地占比最高,達35%,自然質(zhì)量等分布范圍從6-13等均有涉及,該指標(biāo)區(qū)高等地主要分布于楚雄州;滇西北高山峽谷區(qū)的耕地主要以坡耕地為主,該區(qū)平均自然等在五種指標(biāo)區(qū)中最低為11.42等,低等地面積比例也最大,達78.33%。最低等主要出現(xiàn)在劍川和德欽兩縣,主要因為其部分鄉(xiāng)鎮(zhèn)位于半干旱山區(qū),水資源貧乏。滇南中山寬谷區(qū)光熱水土條件好,海拔較低,自然條件較好,其耕地平均自然質(zhì)量等最高,為10.39等;滇東北山原區(qū)是云南省的區(qū)域性貧困區(qū),該區(qū)以山地為主,自然條件垂直差異大、土地資源質(zhì)量較差,其主要以11等地居多;南部邊緣低山寬谷盆地區(qū)自然生態(tài)環(huán)境較好,高等地分布最多,高等地面積占全省高等地面積的45.24%。

        5 結(jié)論

        (1)結(jié)合以上圖表對全省耕地自然質(zhì)量等進行的分析可知,云南省耕地自然質(zhì)量等呈典型偏態(tài)型分布。

        (2)全省耕地的平均自然等為10.62等,總體水平中等偏低。滇南中山寬谷區(qū)耕地平均自然等最高為10.39等;滇西北高山峽谷區(qū)最低為11.42等;高等地平均自然等最高,為7.69等;低等地最低,為13等。

        (3)對全省耕地質(zhì)量等級分析,云南省耕地以中、低等地為主,所占比例高達99.92%,其中滇西北高山峽谷區(qū)分布中、低等地比例較高,滇南中山寬谷區(qū)和滇中高原盆地區(qū)則主要分布中等地;高等地主要分布在南部邊緣低山寬谷盆地區(qū),占該指標(biāo)區(qū)耕地總面積9.7%。

        滇中高原盆地區(qū)耕地面積占全省耕地比例最高,為35.02%,中、高等耕地占比最高,達35%,自然質(zhì)量等分布范圍從6-13等均有涉及,該指標(biāo)區(qū)高等地主要分布于楚雄州;滇西北高山峽谷區(qū)的耕地主要以坡耕地為主,該區(qū)平均自然等在五種指標(biāo)區(qū)中最低為11.42等,低等地面積比例也最大,達78.33%。最低等主要出現(xiàn)在劍川和德欽兩縣,主要因為其部分鄉(xiāng)鎮(zhèn)位于半干旱山區(qū),水資源貧乏。滇南中山寬谷區(qū)屬南亞熱帶季風(fēng)氣候,雨水充足,地形多河谷盆地,其耕地平均自然質(zhì)量等最高,為10.39等;滇東北山原區(qū)是云南省的區(qū)域性貧困區(qū).該區(qū)以山地為主.自然條件垂直差異大、土地資源質(zhì)量較差,其主要以11等地居多;南部邊緣低山寬谷盆地區(qū)自然生態(tài)環(huán)境較好,高等地分布最多,高等地面積占全省高等地面積的45.24%。

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        [13] 曾維軍, 張建生, 劉淑霞, 李成學(xué), 葛興燕, 陳運春, 李建華, 余建新. 云南省耕地自然質(zhì)量等流域空間分布特征研究[J]. 水土保持研究, 2016, 23(05): 267-273.

        Research on the Spatial Distribution Characteristics of Natural Mass in Provincial Index area-Taking Yunnan Province as an example

        ZHOU Jing1, ZHANG Shu-qing2*, DENG Ji1, LIAO Shun-kuan2

        (1. School of land and Resources Engineering Kunming University of Science and Technology, Kunming 650093, China; 2. Yunnan Institute of Land Resource Program and Design, Kunming 650051, China)

        Through mastering the quantity and quality of cultivated land and spatial distribution of cultivated land in Yunnan Province, the spatial distribution characteristics of cultivated land quality in Yunnan Province are found out, which provides the basis for rational utilization of cultivated land resources and formulation of cultivated land protection policies.Based on the provincial data of farmland grading in 129 counties in Yunnan province, according to the distribution of cultivated land in the index area of the province,The average natural value of cultivated land in different index areas of Yunnan province is calculated by area weighting method.The spatial distribution characteristics of cultivated land natural quality and quality grade were analyzed by means of statistical analysis.the results indicated that: (1) The average natural quality grade of the arable land for the whole province follows the positive skewed distribution, The range of natural quality of cultivated land is 6-13. (2) the average natural quality grade, being grade 10.62, of the Arable land for the whole province is at the medium to lower level the highest average natural quality grade of 10.39occurs in the middle mountains Valley Region in South Yunnan,while the lowest of 11.42 is in the Mountainous gorge area in Northwest Yunnan,the development of the average quality of the arable land for the Five different Index area has little difference from the average natural quality grade of the whole province, Only the alpinegorge area in Northwest Yunnan is relatively low. (3) the cultivated land in Yunnan Province is mainly in the medium, or good-quality, accounting for 99.99% of the area, Among them, the Plateau Basin area in Central Yunnan has the medium, or good-quality highest proportion.The research results provide scientific basis for the accurate control of land data, rational use of land and the development of differentiated cultivated land quality promotion strategies.

        Arable land; Natural quality grade; Spatial distribution; Index area; Yunnan province

        F301.21

        A

        10.3969/j.issn.1003-6970.2018.09.028

        周靜(1994-),女,碩士研究生,主要研究方向為土地利用工程、土地評價與規(guī)劃研究。

        張述清(1965-),男,教授級高級工程師,主要從事國土資源規(guī)劃設(shè)計測繪與3S技術(shù)在國土領(lǐng)域的應(yīng)用研究工作。

        本文著錄格式:周靜,張述清,鄧驥,等. 省級指標(biāo)耕地區(qū)域自然質(zhì)量等空間分布特征研究-以云南省為例[J]. 軟件,2018,39(9):139-143

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