基于ARCGIS的土地開(kāi)發(fā)潛力測(cè)算與分級(jí)——以寶雞市隴縣為例

葛菁華，曾 彬

(西北大學(xué)城市與環(huán)境學(xué)院，陜西 西安 710127)

基于ARCGIS的土地開(kāi)發(fā)潛力測(cè)算與分級(jí)
——以寶雞市隴縣為例

葛菁華，曾 彬

(西北大學(xué)城市與環(huán)境學(xué)院，陜西 西安 710127)

土地開(kāi)發(fā)潛力評(píng)價(jià)是科學(xué)開(kāi)展土地開(kāi)發(fā)工作的基礎(chǔ)，影響土地開(kāi)發(fā)潛力的因素眾多，目前還沒(méi)有公認(rèn)比較成熟的評(píng)價(jià)理論與方法。結(jié)合隴縣的實(shí)際情況，提出以增加耕地系數(shù)、增加耕地面積和未利用地區(qū)位指數(shù)三個(gè)指標(biāo)結(jié)合評(píng)價(jià)土地開(kāi)發(fā)潛力測(cè)算，以鄉(xiāng)鎮(zhèn)為分級(jí)單元在科學(xué)地定量評(píng)價(jià)土地開(kāi)發(fā)潛力的基礎(chǔ)上，對(duì)隴縣的土地開(kāi)發(fā)潛力進(jìn)行分級(jí)，為土地開(kāi)發(fā)整理工作提供判斷依據(jù)。

土地開(kāi)發(fā);潛力測(cè)算;潛力分級(jí);隴縣

耕地資源是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)最基本的物質(zhì)條件，其數(shù)量和質(zhì)量的變化直接影響糧食安全。由于人口的持續(xù)增加，國(guó)民經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，各類建設(shè)對(duì)耕地的需求不斷加大，補(bǔ)充耕地的任務(wù)不斷加大［3］。同時(shí)，宜開(kāi)發(fā)整理的土地后備資源逐年減少，生態(tài)建設(shè)對(duì)土地開(kāi)發(fā)整理的要求不斷提高，土地開(kāi)發(fā)整理補(bǔ)充耕地的成本也會(huì)不斷增加，難度將逐步加大［4］。有研究以1996年土地利用詳查變更數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)對(duì)中國(guó)后備耕地資源進(jìn)行測(cè)算，結(jié)果顯示中國(guó)后備耕地開(kāi)發(fā)難度較大，在后備耕地資源中，面積最大的拾荒草地，占總后備資源的88.44%，大多數(shù)分布于山地丘陵地區(qū)［5］。后備資源大多是由于自然稟賦差而處于邊際條件的未利用地，其開(kāi)發(fā)為耕地的產(chǎn)出水平要低于現(xiàn)有耕地的產(chǎn)出水平，后備耕地資源開(kāi)發(fā)利用收益較低［6］。

如何合理有效的開(kāi)發(fā)未利用地以增加耕地尤為重要。未利用土地是指還未利用的土地，包括難利用的土地，未利用土地一般需要治理才能利用或可持續(xù)利用，其中又分出荒草地、鹽堿地、沙地、裸土地、灘涂、沼澤地、河流水面、湖泊水面、冰川及永久積雪和其他10個(gè)二級(jí)地類。

正因?yàn)槲蠢玫氐暮侠碛行ч_(kāi)發(fā)很重要，所以開(kāi)發(fā)前應(yīng)做適當(dāng)?shù)臐摿υu(píng)價(jià)，以更好的進(jìn)行開(kāi)發(fā)規(guī)劃。土地開(kāi)發(fā)潛力評(píng)價(jià)作為土地開(kāi)發(fā)的一項(xiàng)基礎(chǔ)工作，是制定土地開(kāi)發(fā)專項(xiàng)規(guī)劃的基本依據(jù)，也是劃定土地開(kāi)發(fā)區(qū)的基礎(chǔ)，開(kāi)展土地開(kāi)發(fā)潛力衡量標(biāo)準(zhǔn)及評(píng)價(jià)方法研究，分析某地區(qū)土地開(kāi)發(fā)的潛力，是目前迫切需要開(kāi)展的一項(xiàng)工作，也是國(guó)家或地區(qū)制定實(shí)施國(guó)家和地區(qū)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的基礎(chǔ)［7］。

1 研究區(qū)概況與研究方法

1.1 研究區(qū)概況

隴縣地處秦嶺褶皺北部和鄂爾多斯地臺(tái)南緣接壤處，地勢(shì)西北高東南低。包括中山、低山、丘陵、臺(tái)原和河流谷地等地貌類型。在氣候上屬于暖溫帶大陸性季風(fēng)氣候區(qū)，年平均氣溫 10.7℃，≥0℃積溫 4 000℃，年平均降雨量 600.1 mm，包括半干旱溫和氣候區(qū)、溫涼半濕潤(rùn)區(qū)、濕潤(rùn)寒冷區(qū)三個(gè)氣候區(qū)。全縣地表水主要包括渭河水系的千河、通關(guān)河和涇河水系，境內(nèi)最大的千河長(zhǎng) 68.8 km，流域面積 1 957.9 km2，年徑流量為354億 m3。全縣水資源總量6.62億 m3，其中地表水 5.9 億 m3，地下水 0.72 億 m3。

1.2 研究方法

目前我國(guó)常見(jiàn)的潛力分級(jí)方法主要有增加耕地系數(shù)單指標(biāo)法

1.2.1 單指標(biāo)法

增加耕地系數(shù)單指標(biāo)法是目前我國(guó)土地開(kāi)發(fā)整理潛力估算普遍采用的方法［7］，其計(jì)算公式為:

其中，yi為鄉(xiāng)鎮(zhèn)增加耕地系數(shù);ΔSi為鄉(xiāng)鎮(zhèn)土地開(kāi)發(fā)增加耕地面積;Si為i鄉(xiāng)鎮(zhèn)待整治區(qū)未利用地總面積。

1.2.2 三指標(biāo)法

三指標(biāo)是在原有的單指標(biāo)基礎(chǔ)上加進(jìn)去增加耕地面積、未利用地區(qū)位指數(shù)這兩個(gè)參數(shù)［9］。對(duì)于不同鄉(xiāng)鎮(zhèn)，經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展水平的不同導(dǎo)致用地結(jié)構(gòu)的不同，在進(jìn)行未利用地潛力測(cè)算和分級(jí)時(shí)，除了考慮自然因素之外，還要結(jié)合不同土地利用結(jié)構(gòu)上的重要程度。未利用地區(qū)位指數(shù)是用來(lái)表征用地結(jié)構(gòu)的指數(shù)，相對(duì)于單純的增加耕地面積更能反映某片區(qū)在在整個(gè)地區(qū)土地利用結(jié)構(gòu)上的重要度。未利用地區(qū)位指數(shù)越大，說(shuō)明該片區(qū)未利用地在整個(gè)地區(qū)的土地利用結(jié)構(gòu)上地位越高。其計(jì)算公式如下:

其中;Pi為鄉(xiāng)鎮(zhèn)未利用地區(qū)位指數(shù);Wi為鄉(xiāng)鎮(zhèn)未利用地面積;Si為鄉(xiāng)鎮(zhèn)土地總面積;W為全縣未利用地總面積;S為全縣土地總面積。

對(duì)未利用地區(qū)位指數(shù)極值化，計(jì)算公式為:

其中，Zi為鄉(xiāng)鎮(zhèn)未利用地區(qū)位指數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化值;Pi為鄉(xiāng)鎮(zhèn)未利用地區(qū)位指數(shù);Pmin為整理區(qū)未利用地區(qū)位指數(shù)最小值;Pmax為整理區(qū)未利用地區(qū)位指數(shù)最大值。Ai為 Ei、Fi和 Zi的幾何平均數(shù)，計(jì)算公式為:

1.3 數(shù)據(jù)來(lái)源和處理

1.3.1 數(shù)據(jù)來(lái)源

未利用基礎(chǔ)數(shù)據(jù)來(lái)自隴縣土地管理局提供的2010年土地利用變更調(diào)查數(shù)據(jù)、隴縣第二次土地調(diào)查數(shù)據(jù)、隴縣土地利用總體規(guī)劃(2006—2020)、隴縣土地開(kāi)發(fā)整理項(xiàng)目匯總表，隴縣分鄉(xiāng)鎮(zhèn)土地利用規(guī)劃，基礎(chǔ)圖件為鄉(xiāng)級(jí)土地利用現(xiàn)狀圖(1:1萬(wàn))、土地利用總體規(guī)劃圖(1:1萬(wàn))，隴縣鄉(xiāng)鎮(zhèn)級(jí)土地整治圖(1:1萬(wàn))，以 ARCGIS為技術(shù)基礎(chǔ)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)分析和決策。

1.3.2 數(shù)據(jù)處理

根據(jù)各鄉(xiāng)鎮(zhèn)實(shí)際調(diào)查待開(kāi)發(fā)未利用地，以土地利用現(xiàn)狀圖、土地利用總體規(guī)劃圖和現(xiàn)狀調(diào)查數(shù)據(jù)為依據(jù)，利用ARCGIS軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和分類匯總，得到全縣各鄉(xiāng)鎮(zhèn)待開(kāi)發(fā)未利用地面積及分布。

2 結(jié)果與分析

2.1 未利用地面積及分布

根據(jù)隴縣第二次全國(guó)調(diào)查數(shù)據(jù)，得出隴縣未利用地分布表(表 1)，2009年年末，隴縣未利用地土地總面積為5 995.93 hm，占土地總面積的 2.63%，分布以其他草地為主，面積為3 719.89 hm，占到總未利用地面積的 62.04%;其次是河流水面，面積為1 025.25 hm，占到總未利用地面積的 17.10%;內(nèi)陸灘涂 753.81 hm，占 12.57%;裸地 365.11 hm，占 7.69%;沼澤地 35.73 hm，占 0.6% 。不同未利用地在各鄉(xiāng)鎮(zhèn)分布如表1。

表1 隴縣未利用地分布表hm

2.2 未利用地開(kāi)發(fā)潛力測(cè)算及分級(jí)

2.2.1 單指標(biāo)法

表2 單指標(biāo)劃分的未利用地開(kāi)發(fā)潛力分級(jí)表 hm

根據(jù)隴縣實(shí)際調(diào)查，典型項(xiàng)目調(diào)查確定隴縣各鄉(xiāng)鎮(zhèn)更加耕地面積及待開(kāi)發(fā)土地面積，然后根據(jù)公式(1)，計(jì)算各鄉(xiāng)鎮(zhèn)增加耕地系數(shù)，得到各鄉(xiāng)鎮(zhèn)土地開(kāi)發(fā)潛力。

隴縣10個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)的待開(kāi)發(fā)未利用地總面積為308.76 hm，增加耕地面積83.48 hm，平均增加耕地系數(shù)為 27.04% ，各鄉(xiāng)鎮(zhèn)增加耕地系數(shù)相差較大，最小的為1.6% ，最大的為81.82% 。依據(jù)增加耕地系數(shù)單項(xiàng)指標(biāo)，可將全縣未利用地開(kāi)發(fā)劃為三個(gè)等級(jí):增加耕地系數(shù)≥80%的為Ⅰ級(jí)潛力鎮(zhèn)，50%≤增加耕地系數(shù)＜80%的為Ⅱ級(jí)潛力鎮(zhèn)，增加耕地系數(shù)＜50%的為Ⅲ級(jí)潛力鎮(zhèn)。單指標(biāo)法測(cè)算與分級(jí)結(jié)果見(jiàn)表2。2.2.2 三指標(biāo)法

根據(jù)三指標(biāo)法測(cè)算與分級(jí)結(jié)果見(jiàn)表3。各鄉(xiāng)鎮(zhèn)的 Ai值從0.00到87.69不等，差異較之單指標(biāo)法更加明顯。根據(jù)全縣Ai值將全縣未利用地開(kāi)發(fā)潛力劃分為3個(gè)等級(jí):Ai≥50的為Ⅰ級(jí)潛力鎮(zhèn)，包括李家河鄉(xiāng)和城關(guān)鎮(zhèn)兩個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)，這兩個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)增加耕地面積和未利用地區(qū)位指數(shù)都較高，但城關(guān)鎮(zhèn)增加耕地系數(shù)較小;30＜Ai＜50的為Ⅱ級(jí)潛力鎮(zhèn)，包括火燒寨鄉(xiāng)和杜陽(yáng)鎮(zhèn)兩個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)，這兩個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)未利用地區(qū)位指數(shù)較大，但是增加耕地面積較小，增加耕地系數(shù)差異大;Ai≤30的為Ⅲ級(jí)潛力鄉(xiāng)鎮(zhèn)，包括新集川鄉(xiāng)、堎底下鎮(zhèn)、固關(guān)鎮(zhèn)、東風(fēng)鎮(zhèn)、東南鎮(zhèn)和河北鄉(xiāng)六個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)，這六個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)未利用地區(qū)位指數(shù)較低，但增加耕地面積和增加耕地系數(shù)差異都很大。Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ級(jí)潛力鎮(zhèn)可增加的耕地面積分別為 45.34 hm、8.7 hm和29.44 hm。

表3 三指標(biāo)劃分的未利用地開(kāi)發(fā)潛力分級(jí)表 hm

2.3 不同測(cè)算方法比較分析

結(jié)合前文對(duì)兩種測(cè)算方法分級(jí)結(jié)果進(jìn)行比較，見(jiàn)表4。

單指標(biāo)分級(jí)法設(shè)計(jì)的指標(biāo)少，僅需要根據(jù)增加耕地系數(shù)進(jìn)行分級(jí)，計(jì)算所需要的數(shù)據(jù)少，容易獲得，計(jì)算方法簡(jiǎn)便易行［10］。采用單指標(biāo)法分析隴縣未利用地開(kāi)發(fā)潛力分級(jí)，可以直觀的反映各鄉(xiāng)鎮(zhèn)在未利用地開(kāi)發(fā)中增加的耕地的水平。但是由于分析因素單一，無(wú)法全面反映出隴縣未利用地開(kāi)發(fā)潛力的等級(jí)，如火燒寨鄉(xiāng)是Ⅰ級(jí)潛力鄉(xiāng)鎮(zhèn)，但是其待開(kāi)發(fā)未利用地面積和增加耕地面積均不及Ⅲ級(jí)潛力鄉(xiāng)鎮(zhèn);城關(guān)鎮(zhèn)為Ⅲ級(jí)潛力鄉(xiāng)鎮(zhèn)，但其待開(kāi)發(fā)未利用地面積和增加耕地面積均大于Ⅱ級(jí)潛力鄉(xiāng)鎮(zhèn)。因此，根據(jù)增加耕地系數(shù)這一單一指標(biāo)劃分的潛力分級(jí)有可能會(huì)出現(xiàn)潛力等級(jí)高，但是增加耕地面積小，而增加耕地面積大的鄉(xiāng)鎮(zhèn)潛力等級(jí)不一定高的情況，這樣的潛力分級(jí)方法并不能全面的反映實(shí)際情況。

三指標(biāo)法分級(jí)結(jié)果有效的規(guī)避了單指標(biāo)分級(jí)結(jié)果中的不足，更加符合各鄉(xiāng)鎮(zhèn)未利用地實(shí)際情況，因此比較理想，也更能全面反映未利用地開(kāi)發(fā)潛力分級(jí)的實(shí)際情況。運(yùn)用該方法的各鄉(xiāng)鎮(zhèn)潛力分區(qū)空間分布見(jiàn)圖1。

表4 不同測(cè)算方法分級(jí)結(jié)果綜合比較 hm

圖1 隴縣土地開(kāi)發(fā)潛力等級(jí)圖

3 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)兩種不同方法對(duì)隴縣未利用地開(kāi)發(fā)潛力進(jìn)行測(cè)算和分級(jí)，研究主要得到:

隴縣待開(kāi)發(fā)的未利用地面積較小，主要有兩個(gè)原因:(1)土地開(kāi)發(fā)整理已有很多年，大部分的可開(kāi)發(fā)未利用地已被開(kāi)發(fā)，剩余未開(kāi)發(fā)的未利用地一般都是坡度大，同時(shí)生態(tài)脆弱，不易于開(kāi)發(fā)，可開(kāi)發(fā)面積也很小，而且未利用地中有大量的河流水面和沼澤地。(2)陜西省土地開(kāi)發(fā)整治的標(biāo)準(zhǔn)是5 000～6 000元/畝，但由于開(kāi)發(fā)條件的限制，開(kāi)發(fā)費(fèi)用實(shí)際操作中，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于省級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，開(kāi)發(fā)投資效益低下，一般土地開(kāi)發(fā)項(xiàng)目政府只有一部分啟動(dòng)資金，沒(méi)有充足后續(xù)資金保障。受這兩個(gè)因素限制，隴縣待開(kāi)發(fā)未利用地只占到總未利用地的 5.15% 。

從增加耕地面積、增加耕地系數(shù)和未利用地區(qū)位指數(shù)三方面考慮，李家河鄉(xiāng)待開(kāi)發(fā)未利用地面積大，開(kāi)發(fā)潛力大，增加的耕地面積也是所有鄉(xiāng)鎮(zhèn)里面最多的，應(yīng)給予優(yōu)先開(kāi)發(fā);城關(guān)鎮(zhèn)未利用地區(qū)位指數(shù)最高，待開(kāi)發(fā)面積也較大，增加耕地面積相較與其他鄉(xiāng)鎮(zhèn)也較高，但是相對(duì)于待開(kāi)發(fā)的未利用地面積，其增加耕地系數(shù)較小;火燒寨鄉(xiāng)雖然增加耕地系數(shù)是所有鄉(xiāng)鎮(zhèn)里最高的，但是由于其未利用地區(qū)位指數(shù)一般，增加耕地面積較小，所以起潛力等級(jí)并不是很高;杜陽(yáng)鎮(zhèn)雖然未利用地區(qū)位指數(shù)較高，但是增加耕地面積和增加耕地系數(shù)都偏小，等級(jí)一般;新集川鄉(xiāng)和固關(guān)鎮(zhèn)增加耕地系數(shù)相近，均在79%左右，增加耕地面積一般，但兩個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)的未利用地區(qū)位指數(shù)都偏低;堎底下鎮(zhèn)增加耕地面積較高，但增加耕地系數(shù)和未利用地區(qū)位指數(shù)偏低;東風(fēng)鎮(zhèn)和東南鎮(zhèn)均屬于增加耕地面積和增加耕地系數(shù)極小，但未利用地區(qū)位指數(shù)居于中間位置，最后一個(gè)河北鄉(xiāng)增加耕地面積最小，增加耕地系數(shù)和未利用地區(qū)位指數(shù)也偏低，是綜合條件較差的鄉(xiāng)鎮(zhèn)。

［1］傅澤強(qiáng)，蔡運(yùn)龍，楊友孝等.中國(guó)糧食安全與耕地資源變化的相關(guān)分析［J］.自然資源學(xué)報(bào).2001，16(4):313－319.

［2］中國(guó)土地資源生產(chǎn)能力及人口承載量研究課題組.中國(guó)土地資源生產(chǎn)能力及人口承載量研究(概要)［M］.北京:中國(guó)人民大學(xué)出版社.1992.12，20.

［3］王敬國(guó).資源與環(huán)境概論［M］.中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)出版社.2000.7.

［4］張欣，董曉丹.土地開(kāi)發(fā)整理中存在的問(wèn)題與對(duì)策［J］.國(guó)土資源.2000，1:34 －35.

［5］張鳳榮，薛永森，鞠正山等.中國(guó)耕地的數(shù)量和質(zhì)量變化分析［J］.資源科學(xué).1998，20，(5):32 －39.

［6］張迪，張鳳榮，安萍莉等.中國(guó)現(xiàn)階段后備耕地資源經(jīng)濟(jì)供給能力分析［J］.資源科學(xué).2004，26(5):46－52.

［7］張正峰，陳百明，董錦.土地整理潛力內(nèi)涵與評(píng)價(jià)方法研究初探［J］.資源科學(xué).2002，(4):43 －48.

［8］崔娟.農(nóng)用地整理潛力評(píng)價(jià)方法分析［J］.農(nóng)機(jī)化研究.2007(8):10－20.

［9］王婉晶，黃賢金.基于MAPGIS的農(nóng)用地整理潛力測(cè)算與分級(jí)方法研究［J］.地理年會(huì)論文集.2011:471－472.

［10］葉妙君，盧偉，周寅康.廣西鹿寨縣土地開(kāi)發(fā)潛力評(píng)價(jià)研究［J］.土壤.2004，36(4):430 － 433.

Research on Calculation and Classification of Land Development Potentiality Based on ARCGIS

GE Jing－ hua，ZENG Bin
(College of Urban and Environmental Science，Northwest University，Xi＇an 710127，Shaanxi)

Assessment of land exploitation potential is a basic foundation for scientific exploitation of the land.There are more factors which affect the development potentiality of land. But there is no well－ recognized mature theory and methods are available for its assessment. Based on the real conditions of Long County in Shaanxi，the paper brings forward a method to assess exploitation potential of the virgin land which includes three indexes which are the increasing coefficient of arable land，the increasing arable land area and the locational index of unused land. According to the above，the unused land of Long County was measured that the classification unit was the township.The results were found more immediate practical and raise some useful suggestions on how to exploit the virgin land in Long County.

Land Development;Potential;Classification and Long County

S275.9

A

1004－1184(2012)06－0187－04

2012－07－26

陜西省土地整治規(guī)劃(2011－2020年)編制專題研究;西北大學(xué)研究生創(chuàng)新基金(08YZZ27)

葛菁華(1987－)，女，陜西寶雞人，在讀碩士研究生，主攻方向:土地利用變化與規(guī)劃。