吳 冉

(內(nèi)蒙古師范大學(xué) 地理科學(xué)學(xué)院，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010000)

耕地是人類賴以生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)，其數(shù)量和質(zhì)量都與國家的糧食安全密切相關(guān)，對(duì)維護(hù)國家安全和社會(huì)穩(wěn)定方面意義重大[1-2]。耕地是人類賴以生存的重要自然資源，也是糧食產(chǎn)量的最重要保障。然而，在現(xiàn)代化建設(shè)過程中，我國耕地資源卻在持續(xù)減少，嚴(yán)重威脅到我國糧食安全以及18億畝耕地紅線[3]。對(duì)此，為有效保護(hù)我國的耕地資源，解決我國耕地?cái)?shù)量減少以及耕地質(zhì)量降低問題，我國相關(guān)部門自2011年起，相繼制定關(guān)于開展耕地質(zhì)量保護(hù)工作的通知，并于2014年首次開展了全國范圍內(nèi)的耕地質(zhì)量等別調(diào)查評(píng)價(jià)與監(jiān)測(cè)工作[4]。

因此現(xiàn)階段，重新評(píng)估固陽耕地的地力質(zhì)量對(duì)于全面調(diào)查評(píng)估和把握固陽縣耕地質(zhì)量現(xiàn)狀，以及彌補(bǔ)農(nóng)業(yè)等部門土壤質(zhì)量資料短缺、操作管理困難、數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一、提高耕地管理水平等方面具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 研究區(qū)概況及數(shù)據(jù)來源

1.1 研究區(qū)概況

固陽縣位于內(nèi)蒙古包頭市正北方向，地處內(nèi)蒙古陰山山脈中部固陽盆地。東與呼和浩特市武川縣交界，西同巴彥淖爾市烏拉特中旗、烏拉特前旗接壤，南與包頭市土默特右旗、九原區(qū)毗鄰，北與包頭市達(dá)爾罕茂名安聯(lián)合旗相連。地理坐標(biāo)為北緯40°42′00″～41°28′58″，東經(jīng)109°35′00″～110°43′00″。依據(jù)固陽縣2016年土地利用變更調(diào)查，全域土地總面積為484 226.67hm2，其中耕地面積為188 620.27hm2，包括水澆地面積為15 978.23hm2，占耕地總面積的8.5%，旱地172 642.24hm2，占耕地總面積的91.5%，具體見圖1。

圖1 固陽縣耕地分布及位置

1.2 數(shù)據(jù)來源

本研究主要基礎(chǔ)數(shù)據(jù)：①固陽縣耕地質(zhì)量等別更新與監(jiān)測(cè)項(xiàng)目成果。②固陽縣征地統(tǒng)一年產(chǎn)值標(biāo)準(zhǔn)更新項(xiàng)目成果。③固陽縣土地利用變更調(diào)查數(shù)據(jù)庫。④固陽縣鄉(xiāng)(鎮(zhèn))級(jí)區(qū)劃圖和地質(zhì)災(zāi)害數(shù)據(jù)，土地整治、礦山治理等數(shù)據(jù)。⑤固陽縣土壤污染治理、水土保持治理、農(nóng)業(yè)土壤肥力改良等數(shù)據(jù)。

社會(huì)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)：《固陽縣統(tǒng)計(jì)年鑒》《包頭市統(tǒng)計(jì)年鑒》《中國統(tǒng)計(jì)年鑒》等。

2 技術(shù)方法

筆者主要通過運(yùn)用ArcGIS軟件對(duì)收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)處理從而轉(zhuǎn)為數(shù)據(jù)層，對(duì)研究區(qū)獲取的各項(xiàng)耕地?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行處理，為后期評(píng)價(jià)工作的實(shí)施提供了較為便利條件。

2.1 新增耕地質(zhì)量評(píng)價(jià)

根據(jù)調(diào)查，本文研究年度內(nèi)固陽縣新增耕地主要是土地整治。新增耕地圖斑是在ArcGIS中導(dǎo)入已收集上一年度評(píng)價(jià)區(qū)土地變更調(diào)查增量數(shù)據(jù)包，加載增量包中耕地自然質(zhì)量等別圖層，通過相互疊加分析后導(dǎo)出新增耕地圖斑圖層。此外，需通過實(shí)地調(diào)查收集資料等方式來獲取新增圖斑的缺少屬性數(shù)據(jù)，完成新增耕地的等別評(píng)定工作。

2.2 減少耕地質(zhì)量評(píng)價(jià)

固陽縣減少耕地主要是由農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整而導(dǎo)致。減少耕地圖斑是在ArcGIS軟件中將研究區(qū)上一年度耕地自然質(zhì)量等別圖與研究區(qū)上一年度土地變更調(diào)查增量數(shù)據(jù)包中XJFDDY圖層進(jìn)行空間連接分析，提取減少耕地圖斑，導(dǎo)出減少耕地圖層，隨即導(dǎo)入各圖層對(duì)應(yīng)的屬性數(shù)據(jù)來分析減少耕地的等別變化情況。

2.3 質(zhì)量建設(shè)耕地質(zhì)量評(píng)價(jià)

質(zhì)量建設(shè)耕地圖斑在ArcGIS軟件中將耕地提質(zhì)改造圖層與DLTB圖層疊加相交后提取耕地質(zhì)量建設(shè)所對(duì)應(yīng)的圖斑，導(dǎo)出質(zhì)量建設(shè)耕地圖層，隨后導(dǎo)入應(yīng)圖層對(duì)應(yīng)的屬性數(shù)據(jù)，對(duì)質(zhì)量建設(shè)耕地進(jìn)行等別評(píng)定。

ArcGIS軟件空間分析后得到以上3個(gè)圖層，合并形成此次耕地質(zhì)量更新評(píng)價(jià)工作圖層。

3 耕地質(zhì)量年度更新評(píng)價(jià)

3.1 耕地分等基本參數(shù)分析

固陽縣標(biāo)準(zhǔn)耕作制度在《農(nóng)用地質(zhì)量分等規(guī)程》(GB/T 28407-2012)指定作物為春小麥，一年一熟；在2010年補(bǔ)充完善成果中指定作物為春小麥，一年一熟。

表1 耕作制度對(duì)比分析

根據(jù)《內(nèi)蒙古自治區(qū)農(nóng)用地分等技術(shù)報(bào)告》，水澆地采用光溫生產(chǎn)潛力指數(shù)，旱地采用氣候生產(chǎn)潛力指數(shù)。確定固陽縣春小麥光溫生產(chǎn)潛力指數(shù)及氣候生產(chǎn)潛力指數(shù)。

表2 光溫(氣候)生產(chǎn)潛力指數(shù)

分等因素及其權(quán)重的確定固陽縣在《農(nóng)用地質(zhì)量分等規(guī)程》(GB/T 28407-2012)中一級(jí)指標(biāo)區(qū)為內(nèi)蒙古高原及長(zhǎng)城沿線區(qū)，二級(jí)指標(biāo)區(qū)為陰山丘陵區(qū)。評(píng)價(jià)參數(shù)如表3所示。

表3 固陽縣指標(biāo)區(qū)分等因素及權(quán)重表

3.2 耕地等別計(jì)算——自然等

3.2.1 耕地自然質(zhì)量分計(jì)算

(1)

式中：CLij—第i個(gè)分等單元的第j種指定作物自然質(zhì)量分；

Wk—第k種分等因素的權(quán)重；

i—分等單元編號(hào)；

k—分等因素編號(hào)；

fijk—第i個(gè)分等單元內(nèi)第k個(gè)分等因素自然質(zhì)量分。

3.2.2 自然質(zhì)量等計(jì)算

Rij=αij·CLij·βj

(2)

式中：Rij—第i個(gè)分等單元第j種指定作物自然質(zhì)量等指數(shù)；

αij—指定作物的光溫(氣候)生產(chǎn)潛力指數(shù)；

βj—指定作物的產(chǎn)量比系數(shù)；

CLij—同公式1中CLij。

3.3 耕地等別計(jì)算——利用系數(shù)和經(jīng)濟(jì)系數(shù)

3.3.1 農(nóng)用地土地利用系數(shù)計(jì)算

(3)

式中：Kl—某樣點(diǎn)指定作物土地利用系數(shù)；

Y—實(shí)際調(diào)查獲得的樣點(diǎn)指定作物實(shí)際單產(chǎn)；

Ymax—自治區(qū)指定作物最大產(chǎn)量。

3.3.2 農(nóng)用地土地經(jīng)濟(jì)系數(shù)計(jì)算

(4)

式中：Kc—樣點(diǎn)指定作物土地經(jīng)濟(jì)系數(shù)；

a—樣點(diǎn)的指定作物“產(chǎn)量-成本”指數(shù)；

A—指定作物自治區(qū)最大“產(chǎn)量-成本”指數(shù)；

C—實(shí)際調(diào)查獲得的樣點(diǎn)指定作物實(shí)際成本。

Y—同公式3中Y。

3.4 耕地等別計(jì)算——利用等和經(jīng)濟(jì)等

3.4.1 利用等計(jì)算

Yi=Ri·Kl

(5)

式中：Yi—第i個(gè)分等單元指定作物利用等指數(shù)；

Ri—第i個(gè)分等單元指定作物自然質(zhì)量等指數(shù)；

Kl—同公式3中Kl。

3.4.2 經(jīng)濟(jì)等計(jì)算

Gi=Yi·Kc

(6)

式中：Gi—第i個(gè)分等單元指定作物經(jīng)濟(jì)等指數(shù)；

Kc—指定作物土地經(jīng)濟(jì)系數(shù)；

Yi—同公式5中Yi。

4 結(jié)果與分析

4.1 固陽縣增減耕地質(zhì)量等別變化情況

固陽縣2017年-2018年新增耕地為35.43hm2，圖斑個(gè)數(shù)14個(gè)，見圖2。

圖2 固陽縣新增耕地等別評(píng)價(jià)結(jié)果

包頭市固陽縣2017年-2018年度耕地質(zhì)量等別更新評(píng)價(jià)工作中增加耕地共有14個(gè)圖斑，面積為35.43hm2。增加耕地為水澆地和旱地，其中旱地有11個(gè)圖斑，面積為34.51hm2，水澆地有3個(gè)圖斑，面積為0.92hm2。 2017年-2018年度耕地自然質(zhì)量等為11等，耕地利用等別為14等，耕地經(jīng)濟(jì)等別為14等。

固陽縣建設(shè)占用、農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整等共減少177.08hm2，其中旱地158.06hm2，水澆地19.02hm2，圖斑個(gè)數(shù)619個(gè)，見圖3。

圖3 固陽縣減少耕地等別評(píng)價(jià)結(jié)果

包頭市固陽縣2017年耕地質(zhì)量等別更新評(píng)價(jià)工作中減少耕地面積為177.08hm2，共有619個(gè)圖斑，減少耕地為水澆地和旱地，其中旱地有566個(gè)圖斑，面積為158.06hm2，水澆地有53個(gè)圖斑，面積為19.02hm2。

4.2 固陽縣耕地質(zhì)量等別總體變化情況

2017年-2018年度固陽縣耕地國家自然質(zhì)量等別范圍為11-15等，耕地國家利用等別范圍為12-15等，耕地國家經(jīng)濟(jì)等別為10、12、13、14、15等。

4.2.1 國家自然質(zhì)量等變化情況。國家自然質(zhì)量等面積：11等水澆地2 109.06hm2，12等水澆地1 530.76hm2，13等水澆地6 651.00hm2，14等水澆地1 933.55hm2，15等水澆地10 049.11hm2，11等旱地8 666.24hm2，12等旱地6 651.00hm2，13等旱地798.46hm2，14等旱地15 540.65hm2，15等旱地14 079.10hm2(見圖4)。

圖4 國家自然等等別地類 圖5 國家利用等等別地類 圖6 國家經(jīng)濟(jì)等等別地類

固陽縣國家自然質(zhì)量等在固陽縣各鎮(zhèn)分布均勻，詳見表4。

表4 耕地國家自然質(zhì)量等空間分布情況 (單位：hm2)

4.2.2 國家利用等變化情況。國家利用等面積：12等水澆地402 640.26hm2，13等水澆地581.70hm2，14等水澆地1 948.83hm2，15等水澆地13 460.70hm2，12等旱地243.24hm2，13等旱地3 677.66hm2，14等旱地6 643.53hm2，15等旱地161 882.90hm2(見圖5)。

固陽縣國家利用等別為12等的耕地主要分布在金山鎮(zhèn)，等別為13、14和15等的耕地在各鎮(zhèn)分布均勻，詳見表5。

表5 耕地國家利用等空間分布情況 (單位：hm2)

4.2.3 國家經(jīng)濟(jì)等變化情況。國家經(jīng)濟(jì)等面積：10等水澆地40.26hm2，13等水澆地520.29hm2，14等水澆地1 460.71hm2，15等水澆地14 010.24hm2，10等旱地237.68hm2，12等旱地5.56hm2，13等旱地2 720.76hm2，14等旱地6 783.16hm2，15等旱地162 700.16hm2(見圖6)。

固陽縣國家經(jīng)濟(jì)等別為10等的耕地主要分布在金山鎮(zhèn)，12、13等的耕地主要分布在金山鎮(zhèn)和下濕壕鎮(zhèn)，等別為14和15等的耕地在各鎮(zhèn)分布均勻，詳見表6。

表6 固陽縣耕地國家經(jīng)濟(jì)等空間分布情況 (單位：hm2)

固陽縣2017年-2018年度耕地平均質(zhì)量等別14.90等，比去年降低了0.01等。

5 結(jié)束語

在評(píng)估過程中，本文以ArcGIS軟件為基礎(chǔ)，充分利用計(jì)算機(jī)和地理信息系統(tǒng)技術(shù)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，提高了工作效率，保證了評(píng)估結(jié)果的準(zhǔn)確性和完整性。通過對(duì)固陽縣耕地質(zhì)量進(jìn)行年度更新評(píng)價(jià)，不僅對(duì)范圍內(nèi)的耕地質(zhì)量等別和全年內(nèi)所有耕地變化情況進(jìn)行了全面更新和掌握，也保持了耕地質(zhì)量數(shù)據(jù)現(xiàn)勢(shì)性，完善了土地質(zhì)量、數(shù)量和權(quán)屬調(diào)查，以滿足社會(huì)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和土地資源的數(shù)量和質(zhì)量管理的需要。