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　　南方丘陵山地区耕地分等方法的 改进研究及其合探讨 ——以闽侯县为例 邱龙霞邢世和 (福建农林大学资源与学院，福州，350002) 摘要：本文以闺侯县基本农田区耪地为研究对象．借助GIS和数学模型集成技术，在区域耕地指定作物橱格空问生 产潜力评价的基础上．调整完善区域耕地分等评价因子及其指标体系．重新评价区域耕地等别．通过耕地新旧分等 的对比分析．探讨区域耕地分等改进的合。从改进后评定的区域耕地分等数据库分析以及随机抽取5％评价 单元的野外实地验证表明．评定方法改进后的闽侯县高、中、低质量等别耕地的地理空间分布更符合客观规律．质量等 别与实际±静类型的肥力农产出水乎更加吻合，耕地分等结果更符合客观实际． 关键词：地理信息系统；耕地；分等改进 耕地分等，是土地管理从传统的注重数量管理为主向数量、质量并重管理的一项基础性、战略性和公益性工 作，部分省市已将其2004年的分等作为建设用地审批中补充耕地方案的衡量指标。目前，新一轮农用地分 等更新和产能核算工作同时铺开，农用地分等更新作为产能核算的基础和依据，其分等指数精度的高 低将直接影响到农用地产能核算结果的科学性和准确性。而当前光温或气候生产潜力指数的空间差异性、评价 因子体系的合、土壤属性数据的现势性和空间差异性等问题的存在，造成了南方多山县市部分耕地等别与 现实耕地质量不相符合，对耕地分等的精度产生一定的影响。因此，本文就已有2003年县域耕地分等数据 库，结合2006年农业部试点县耕地继力调查项目，以闺侯县基本农团区耕她为研究对象，通过改进分等技 术方法和调整评价因子指标体系等手段，重新评定区域耕地等别，试图提高耕地分等精度，并探讨区域耕地 分等技术改进的合，以期为南方多山县市耕地分等更新提供参考。 一、研究区概况及研究方法 (一)研究区概况 闽侯县地处福建省东部中区，属于中带气候区，但闽江沿岸的低海拔地区，又具有南带气候特征， 同一个县域气候略有差别。境内地形地貌错综复杂，中山、低山、丘陵、平原和盆谷地兼之，以中山地貌占优 以灌溉水田为主。 (二)研究方法 本文所采用的技术线和有关参数均沿自《农用地分等规程}CTD／Tl004—20033，技术线。在研 究过程中，笔者主要分别针对当前福建农用地分等存在的三个问题，对耕地自然质量等的评定方法进行改进研 究与合探讨。 l、区域耕地指定作物生产潜力的空间差异性问题 采用机制法“3计算确定区域耕地指定作物生产潜力。先是利用福建省68个气象站近30年相关气候要素 观测数据均值及其经纬度资料等，借助趋势面分析模型拟合出福建省指定作物生产潜力指数估算所需的生育期 降水量、月均最高温、月均最低温、辐射能和蒸发量等气候因子最佳趋势面拟合模型；再以闽侯县1：575DEM 邱龙霞，福建农林大学资源与学院。 79 经栅格运算求算出由经度、纬度、海拔地理因子决定的县域指定作物生产潜力指数估算所需的气候因子25mX 25m空间栅格数据，建立闽侯县耕地指定作物相关气候因子栅格空间数据库。最后根据邓根云等(1980)模 型心3、方光迪(1985)温度衰减函数¨’、龙斯玉水分衰减函数。3等，以区域耕地指定作物耕作制度分区和相关 气候因子橱格空间数据库为基础，分别计算并建立闽侯县耕地指定作物光温、气候生产潜力栅格空间数据库，经 栅格空间运算，生成区域耕地评价单元指定作物生产潜力指数数据库。 资料收集整理 扛埘侯县区耕地数据I 1 闽侯县十壤类型数据库 I 闽侯县行政区图数据库 气象站气候要素数据 区域区耕地评价单元分布图数据II 耕地地力调查样点数据 区域耕地气候要素 区域耕地指定作物耕 耕地十壤冈子属性 栅格空间数据库建 作 栅格空间数据库建 区域耕地指定作物气候生产 分等冈素指标区评 十壤l灭I子栅格空 i捧力栅格卒间数据库建立 价冈子体系调整 间修小系数确定 改进后区域耕地分等及其数据库建立 原耕地分等及其数据 耕地分等野外验证 区域耕地分等比较及评价方法探讨 图1 区域耕地分等改进研究技术线、耕地分等因素体系调整及权重确定问题 联系福建省耕地分等实施过程中发现的有关分等因素选择存在的不足，对因素体系进行适当调整。首先， 考虑了污染对耕地质量等别的影响，各因素指标区均增加了土壤综合污染指数评价因子；其次，生产潜力指 数估算已经考虑了海拔和坡向等地理空间因素的变化对作物生产潜力的影响，故删除丘陵山地区评价因子中的 坡向与海拔因子；第三，福建省丘陵山地区分布着相当面积的冷烂田和青泥田等地下水位较高、常年渍水的低产 土壤类型，但现行的丘陵山地区耕地分等因素体系并来考虑土壤地下水位评价因子，导致分等中上述土壤 类型耕地评定等别偏高，故丘陵山地区增加冬季地下水位评价因子；第四，由于排水条件与冬季地下水位之间具 有高度相关性，且排水条件不易量化，同时考虑与丘陵山地区因素体系的一致性，将山间盆地与沿海平原区的排 水条件因子改为冬季地下水位；第五，就耕地而言，对其质量产生影响的土壤厚度主要是耕层厚度，而非整个土 体的土层厚度，同时考虑相同因素指标区不同指定作物耕地分等土壤厚度因素的一致性，将丘陵山地区甘薯的 3详见表1。 土层厚度因子改为耕层厚度。调整后的闽侯县耕地分等因素体系和因子权重(AHP法)“’5 80 表1区域耕地分等因子权重层次分析表 3、耕地土壤评价因子属性数据的现势性与空间差异性问题 利用336个耕地地力调查样点分析数据，经空间插值和栅格运算生成耕地分等评价单元的耕层厚度、耕层 土壤质地、冬季地下水位和有机质含量因子属性数据库。利用DEM和栅格分析模块计算和建立坡度因子属性 数据库。利用由227个土壤调查样点的重金属分析数据，经空间插值和栅格运算生成研究区评价单元土壤 汞、镉、铬、铅和砷含量属性数据库，再借助尼梅罗污染指数¨3计算并建立土壤综合污染指数因子属性数据库。 利用耕地匏力调查资料对2003年耕地分等数据库的质地刹面构型和灌溉率进行检查修正，经与研究区耕 地分等单元分布图叠加运算，建立评价单元质地剖面和灌溉率因子属性数据库。 (三)耕地分等结果实地验证 根据随机抽取的5％评价单元实际地形地貌条件、土种类型和农作物产量水平等，对评价单元分等结果的 准确性进行野外对照与判断验证，同时对原Z003年闽侯县耕地分等相应单元的结果进行验证和比较。 二、闽侯县耕地自然质量等新旧比较与分析 研究结果表明，研究区耕地新自然质量等的高等别(包括一、二和三等地)、中等别(包括四、五和六等地)和 积的比例分别为19％、43％和38oA；而根据2003年研究区耕地分等，旧自然质量等的高等别、中等别和低 39％和30％。新旧耕地自然质量等高、中、低变化情况如图2所示。 新自然质量等的高等别耕地相对旧自然质量等比例下降了12％，面积减少了2868．81hmz。其中，旧分等 中的高等别耕地面积有4l％降为新分等中的中等别耕地，降级面积合计为3092．90hm2。降级的耕地主要分布 在自沙、鸿尾、大湖、青口、南通和荆溪等乡镇的丘陵山地区。这些耕地多为海拔较高的坡耕地，水资源条件相对 较差且灌溉设施不全，主要靠天然降水补充水源和灌溉，土种类型多为黄泥田和灰黄泥田等，土壤有机质平均含 量为20．139／kg，耕层平均厚度为13．78cm，耕层浅薄，土壤肥力不高。 81 央 鬻 图2 新1日耕地自然质量等高、中、低变化情况 新自然质量等的中等别耕地相对旧自然质量等比例提高了4％，面积增加了83757hmz。其中，旧分等的 中等别耕地有26．75％降为新分等的低等别，降级面积合计为262791hm2，主要分布在竹歧、廷坪和大湖等乡 镇。这些耕地多数分布于闽侯县西南部和北部的高丘中山区，坡度较大，灌溉或排水条件差，土壤有机质平均含 量为20．109／kg，耕层平均厚度为1371cm。土种类型多为黄泥田和青泥田，或位于坡地上部，土壤熟化度低， 肥力不高{或分布于各地的低洼处，地下水位高，土体长期渍水．排水不良，还原性强而导致有毒物质大量积累， 土壤肥力低。 分等中的低等别耕地有8．18艋升为新分等的中等别耕地，升级面积为596．67hmz，主要分布在竹歧、廷坪和大 湖等乡镇。这些耕地分布于丘睦坡地的中部，灌溉条件一般，土种类型多为灰黄泥田等，土壤有机质平均含量达 31．579／kg，耕层平均厚度为1358cm，质地多为重壤土或中壤土，土壤肥力中等。 三、区域耕地分等技术改进的合探讨 (一)耕地分等固子指标体系构建更趋合理 在分析福建省现行耕地分等因子指标体系存在的缺陷或不足基础上．本文首先考虑了荇染对耕地质量 退化所产生的影响，将农产品安全同题纳人农用地质量等别的评判范畴；其次，对于海拔和坡向等地理空间因素 的变化所造成的作物生产潜力差异影响不作重复考虑，更符合评价原则；第三．丘陵山地区增加冬季地下水位评 价因子，使得冷烂田和青泥田等地下水位较高、常年渍水的低产耕地评定等别与实际情况相符；第四，冬季地下 水位更易量化，同时又保持了各因素指标区因子体系的一致性和可比性．可行性较强；第五．对于耕地而言，把耕 层厚度替代土层厚度作为评价困子更具现实意义和可操作性。故耕地分等因素体系的调整，解决了因评价因素 体系不完善而导致辫地分等结果与现实产生偏差等问题，使区域耕地分等评价结果能更真实地反映区域耕地质 量的实际及其空间差异。 (二)县域光温或气候生产潜力空间差异得咀体现 现行的县域耕地分等是通过一个耕地指定作物光温或光温水生产潜力指数修正而实现的，存在着以点带面 的同题，没有考虑地域范围内因地形地貌条件复杂所致的光、温、水气候要素空间差异而导致的耕地指定作物生 产潜力的空间显著差异，必然影响耕地分等结果的准确性。考虑到闺侯县境内地形地貌较为复杂，其小气候环 境的空间差异较为显著，利用经差异显著性检验符合精度要求的福建省相关气候要素与经度、纬度和海拔等地 82 理因子的关系模型¨3，采用机制法进行估算并生成耕地指定作物生产潜力栅格空间数据库，使县域范围内每一 块耕地上都有了可以反决自身生产潜力高低的数值，从而客观地反决了县域范围内农作物生产潜力的空间差 异，可有效提高耕地分等的准确性。 (三)土壤评价因子属性数据更具现势性 现行的耕地分等研究中，土壤因子属性数据均是采用距今已经有20多年的第二次土壤普查数据、通过遵循 土种相同、距离最近的原则进行人为赋值而获得的，缺乏现势性，而且存在着以点代面、无法客观反映土壤属性 空间分异等问题。二次土壤普查以来，闽侯县农村经营体制、耕作制度、作物品种、种植结构、产量水平、肥料使 用等均发生显著变化，必然导致耕地土壤理化性状发生明显改变。有调查表明¨：，同一土种类型耕地土壤的现 有土壤有机质含量和耕层厚度平均值与第二次土壤普查结果均存在明显差异。故采用第二次土壤普查数据作 为分等基础依据，不但无法客观反映土壤因子的现状属性及其空间分异，也必将对耕地等别及其空间差异评定 的准确性产生显著影响。本文采用2006年闽侯耕地地力调查样点的土壤因子分析数据，通过GIS空间插值模 型，既解决了利用调查样点土壤属性数据科学推算无样点空间土壤属性数据的问题，又建立了既有现势性、又能 较客观反映土壤因子空间差异的橱格空间数据库，提高了耕地分等单元土壤因素属性的准确性，从而了耕 地分等的准确性和现势性。 (四)耕地分等结果更符合客观实际 利用2003年闽侯县耕地分等数据库结合野外实地验证发现，丘陵山地区有相当面积的烂泥田和青泥 田等低产土壤耕地单元的评定等别达到二、三等的高质量等别，与现实耕地土壤质量明显不相符。而从评定方 法改进后的区域耕地分等结合野外实地验证来看，研究区的高、中、低质量等别耕地的地理空间分布更符合 客观规律，质量等别与实际土种类型的肥力和产出水平更加吻合。其中高等别耕地主要分布在沿海平原区和山 闻盆地区，光温水条件优越，多为早晚双季稻或稻薯轮作地，土种类型多为乌泥田和灰泥田等，是闽侯县的高产 耕地类型；中等别耕地主要分布于海拔居中、灌排条件一般的丘陵山地区中下部，光温水条件较好，多为稻薯或 早晚双季稻轮作地，土种类型多为灰黄泥砂田和黄泥田，为闽侯县的中产耕地类型；而低等别耕地多分布在丘陵 山地区的高海拔和丘陵地势低洼区域，坡度相对较大，光温条件较差，灌溉无保障或地下水位高，多为单季稻种 植区，土壤类型多为黄泥田、红泥田、青泥田和冷水田等，多属于闽侯县的低产耕地类型。 参考文献： C13邢世和．福建耕地资源CM]．厦门：厦门大学出版社，2003．33，74—77，98，95—96，53—55。 (2]邓根云，冯雪华．我国光温资源与气候生产潜力CJ]．自然资源，1980(4)：1l—16。 [3]龙斯玉．江苏省农业气候生产潜力的探讨(J]．农业气象科学，1983(1)：1—13。 [4]邵景安．近郊丘陵区农用地分等定级指标体系研究——以璧山县为例CD]．硕士论文．西南农业大 学．2003：Ii。 [5]邢世和．土地资源与利用规划CM]．厦门：厦门大学出版社，1999：78—106、94—96。 51。 education tO InformationCM]．McGraw--Hill C73 chang．IntroductionGeographic Systems high Kang—tsung Press，2001．45—50。 83

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