基于GIS的昆明市耕地質(zhì)量等級(jí)評價(jià)

梁志妹 童江云 譚海燕 周文星

摘要 [目的]了解昆明市耕地質(zhì)量數(shù)量、空間分布情況。[方法]以2018年耕地質(zhì)量等級(jí)調(diào)查與評價(jià)項(xiàng)目監(jiān)測數(shù)據(jù)及昆明市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院資源與環(huán)境研究所歷年來進(jìn)行耕地質(zhì)量監(jiān)測的數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，利用GIS技術(shù)，依據(jù)《耕地質(zhì)量調(diào)查監(jiān)測與評價(jià)辦法》和《耕地質(zhì)量等級(jí)》國家標(biāo)準(zhǔn)，建立評價(jià)指標(biāo)體系，開展昆明市耕地質(zhì)量等級(jí)調(diào)查與評價(jià)。[結(jié)果]2018年昆明市耕地質(zhì)量等級(jí)以中等地和高等地為主，占比分別為46.38%和42.67%，2018年平均等級(jí)為4.04，從空間分布來看，中高等級(jí)耕地主要分布在昆明中部、東部和北部，低等級(jí)耕地主要分布在昆明北部。[結(jié)論]全市耕地質(zhì)量平均等級(jí)提高，對比2017年昆明市耕地質(zhì)量平均等級(jí)（4.15），提升了0.11個(gè)等級(jí)。

關(guān)鍵詞 耕地質(zhì)量;等級(jí)評價(jià);GIS;昆明市

中圖分類號(hào) F 323.211文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A

文章編號(hào) 0517-6611（2022）04-0087-04

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2022.04.023

開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識(shí)碼（OSID）：

Grade Evaluation of Cultivated Land Quality in Kunming Based on GIS

LIANG Zhi-mei，TONG Jiang-yun，TAN Hai-yan et al （Institute of Resources and Environment，Kunming Academy of Agricultural Sciences，Kunming，Yunnan 650118）

Abstract [Objective]To understand the quantity and spatial distribution of cultivated land in Kunming.[Method]Based on the monitoring data of the survey and evaluation project of cultivated land quality in 2018 and the monitoring data of cultivated land quality carried out by the Institute of Resources and Environment of the Kunming Academy of Agricultural Sciences over the years，using GIS technology，according to the national standards of "Monitoring and Evaluation Method of Cultivated Land Quality Survey" and "Cultivated Land Quality Grade"，an evaluation index system was established to carry out the survey and evaluation of cultivated land quality grade in Kunming.[Result]The quality grade of cultivated land in Kunming was dominated by medium land and high-grade land，accounting for 46.38% and 42.67%，respectively.The average grade in 2018 was 4.04.From the spatial distribution point of view，medium and high-grade cultivated land was mainly distributed in the middle，east and north of Kunming，and low-grade cultivated land was mainly distributed in the north of Kunming.[Conclusion]The average grade of cultivated land quality in the city has improved.Compared with the average grade of cultivated land quality in Kunming City in 2017（4.15），the quality level increased by 0.11.

Key words Cultivated land quality;Grade evaluation;GIS;Kunming City

基金項(xiàng)目 農(nóng)業(yè)農(nóng)村部項(xiàng)目“耕地質(zhì)量等級(jí)調(diào)查與評價(jià)”。

作者簡介 梁志妹（1982—），女，廣西玉林人，農(nóng)藝師，碩士，從事耕地土壤與耕地質(zhì)量方面研究。

收稿日期 2021-09-27

耕地是寶貴的自然資源，是糧食生產(chǎn)的主要載體[1]。隨著工業(yè)化、城鎮(zhèn)化的快速發(fā)展，土地利用方式也在不斷發(fā)生變化，耕地空間分布及耕地質(zhì)量也隨之發(fā)生了相應(yīng)的快速變化[2]，因此，及時(shí)對耕地質(zhì)量進(jìn)行評價(jià)，了解耕地質(zhì)量現(xiàn)狀和空間分布，對提高耕地的產(chǎn)能有重要意義。在《耕地質(zhì)量調(diào)查監(jiān)測與評價(jià)辦法》（農(nóng)業(yè)部令2016年第2號(hào)）和《耕地質(zhì)量等級(jí)》（GB/T 33469—2016）等國家標(biāo)準(zhǔn)（以下簡稱《國標(biāo)》）尚未出臺(tái)前，耕地質(zhì)量評價(jià)指標(biāo)多樣、評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)差異性大、可比性差[3]，和春蘭等[4]選取17個(gè)自然、社會(huì)經(jīng)濟(jì)和區(qū)位因素，采用指數(shù)和法及因子分析法對昆明市五華區(qū)進(jìn)行耕地質(zhì)量評價(jià)研究;韋慶思[5]選取11個(gè)指標(biāo)因子，采用空間插值、組合賦權(quán)法和加權(quán)綜合指數(shù)法對桂平市進(jìn)行耕地質(zhì)量等級(jí)評價(jià)?！秶鴺?biāo)》出臺(tái)后，姚東恒等[6]遵循《國標(biāo)》建立當(dāng)?shù)卦u價(jià)指標(biāo)體系，對東北黑土區(qū)進(jìn)行了不同時(shí)期耕地質(zhì)量時(shí)空變化研究;章麗麗等[7]以歷年測土配方施肥、耕地質(zhì)量監(jiān)測數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)進(jìn)行廣德縣耕地質(zhì)量等級(jí)評價(jià);許旺旺等[8-11]對縣級(jí)的耕地質(zhì)量進(jìn)行了評價(jià)。筆者以昆明市為研究對象，依據(jù)《國標(biāo)》，建立昆明市評價(jià)指標(biāo)體系，對2018年昆明市耕地質(zhì)量進(jìn)行評價(jià)，并對昆明市全市耕地進(jìn)行分等定級(jí)，掌握昆明市不同等級(jí)耕地的數(shù)量和空間分布情況，為合理利用耕地、合理調(diào)整耕地利用方式、保護(hù)和管理耕地質(zhì)量提供決策依據(jù)。

1 資料與方法

1.1 研究區(qū)概況 昆明市是云南省省會(huì)，位于102°10′～103°40′E、24°23′～26°22′N，地處西南地區(qū)的云貴高原中部，總體地勢北高南低，年降水量1 035 mm，氣候溫和，四季如春，是典型的溫帶氣候。

1.2 數(shù)據(jù)源與數(shù)據(jù)處理

該研究數(shù)據(jù)來源于昆明市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院資源與環(huán)境研究所2018年耕地質(zhì)量等級(jí)調(diào)查與評價(jià)項(xiàng)目采樣和檢測數(shù)據(jù)及該單位歷年來進(jìn)行耕地質(zhì)量監(jiān)測的相關(guān)數(shù)據(jù)。采用Excel 2010 和ArcGIS 10.2對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理分析與制圖。

1.3 評價(jià)方法及步驟

1.3.1 評價(jià)指標(biāo)體系構(gòu)建及評價(jià)指標(biāo)權(quán)重確定。

依據(jù)《國標(biāo)》規(guī)定的“N+X”指標(biāo)體系，選取地形部位、農(nóng)田林網(wǎng)化程度、灌溉能力、排水能力、耕層質(zhì)地、質(zhì)地構(gòu)型、耕層土壤容重、有效土層厚度、生物多樣性、清潔程度、障礙因素、有機(jī)質(zhì)、速效鉀、有效磷共14項(xiàng)基礎(chǔ)性指標(biāo)和海拔、土壤pH 2項(xiàng)區(qū)域性指標(biāo)構(gòu)成昆明市耕地質(zhì)量評價(jià)指標(biāo)體系，應(yīng)用層次分析法與特爾斐法相結(jié)合的方法確定各指標(biāo)的指標(biāo)權(quán)重（表1）。

1.3.2 指標(biāo)隸屬函數(shù)構(gòu)建。

以模糊數(shù)學(xué)理論為基礎(chǔ)，將評價(jià)指標(biāo)與耕地質(zhì)量之間的關(guān)系分成不同的隸屬函數(shù)類型，包括概念型、戒上型、峰型、負(fù)直線型4類函數(shù)。概念型數(shù)據(jù)，直接釆用特爾斐法給出隸屬值（表2）;其他數(shù)值型數(shù)據(jù)，應(yīng)用特爾斐法先評估出各指標(biāo)等級(jí)數(shù)值對耕地質(zhì)量及作物生長的影響，確定其對應(yīng)的隸屬度，在此基礎(chǔ)上繪制各指標(biāo)等級(jí)數(shù)值與隸屬度間的曲線圖，獲得各指標(biāo)等級(jí)數(shù)值與隸屬度間的函數(shù)關(guān)系，構(gòu)建出參評指標(biāo)的隸屬函數(shù)（表3）。

1.3.3 耕地質(zhì)量等級(jí)劃分與結(jié)果驗(yàn)證。根據(jù)《國標(biāo)》，采用累加法計(jì)算出各管理單元的耕地質(zhì)量綜合指數(shù)（表4），其計(jì)算公式如下：

P=（Fi×Ci）

式中，P為耕地質(zhì)量綜合指數(shù);Fi為第i個(gè)評價(jià)指標(biāo)的隸屬度;Ci為第i個(gè)評價(jià)指標(biāo)的組合權(quán)重。

采用等距法將全市耕地質(zhì)量劃分為10個(gè)等級(jí)，1等地耕地質(zhì)量最好，10等地耕地質(zhì)量最差。

為確保所評價(jià)出的耕地質(zhì)量等級(jí)結(jié)果數(shù)據(jù)科學(xué)準(zhǔn)確且符合地方實(shí)際，由項(xiàng)目區(qū)組織專家對耕地質(zhì)量區(qū)域評價(jià)結(jié)果進(jìn)行審查，并通過產(chǎn)量驗(yàn)證、對比驗(yàn)證、專家驗(yàn)證與實(shí)地驗(yàn)證相結(jié)合方式驗(yàn)證評價(jià)結(jié)果。

2 結(jié)果與分析

2.1 昆明市耕地質(zhì)量等級(jí)總體狀況

2018年昆明市耕地質(zhì)量等級(jí)調(diào)查評價(jià)面積為427 533.31 hm2。利用計(jì)算出的各管理單元的耕地質(zhì)量綜合指數(shù)，按等距法將昆明市耕地質(zhì)量等級(jí)由高到低依次劃分為1～10等。其中，1等地耕地質(zhì)量最好，10等地耕地質(zhì)量最差。采用耕地質(zhì)量等級(jí)面積加權(quán)法，計(jì)算得到2018年昆明市耕地質(zhì)量平均等級(jí)為4.04。

2.2 昆明市耕地質(zhì)量等級(jí)數(shù)量分布情況 由圖1可知，在10個(gè)等級(jí)的耕地中，3等地在昆明市耕地質(zhì)量等級(jí)中所占的面積比例最大，面積為83 702.21 hm2，占比為19.58%;其次為4等地和5等地，面積分別為76 589.82和76 243.55 hm2，分別占總面積的17.91%和17.83%;而10等地所占面積比例最小，面積為3 528.00 hm2，占比為0.83%。

根據(jù)《國標(biāo)》，將10級(jí)耕地分為高等級(jí)耕地、中等級(jí)耕地和低等級(jí)耕地，其中1～3等地為高等級(jí)耕地，4～6等地為中等級(jí)耕地，7～10等地為低等級(jí)耕地。從表5可以看出，評價(jià)為1～3等地的高等級(jí)耕地面積為182 442.26 hm2，占昆明市評價(jià)耕地總面積的42.68%;評價(jià)為4～6等地的中等級(jí)耕地面積為198 287.01 hm2，占昆明市評價(jià)耕地總面積的46.37%;評價(jià)為7～10等地的低等級(jí)耕地面積為46 804.04 hm2，占昆明市評價(jià)耕地總面積的10.95%。

2.3 昆明市耕地質(zhì)量等級(jí)空間分布情況及利用對策

2.3.1 高等級(jí)耕地。主要分布在宜良縣、昆明主城區(qū)和祿勸縣，地形部位以山間盆地為主（圖2）。這部分耕地基礎(chǔ)地力較高，農(nóng)田基礎(chǔ)設(shè)施條件好，地勢平坦，立地條件好，氣候適宜，水、肥、氣、熱協(xié)調(diào)，農(nóng)田基礎(chǔ)設(shè)施完善，排灌設(shè)施配套較好，能排能灌，土壤養(yǎng)分含量豐富、質(zhì)地適中，宜耕種性好，生產(chǎn)性能好，土地利用基本沒有限制，屬高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)田地。這部分耕地需注意合理施肥，科學(xué)配合施用各類元素肥，保持地力不下降。

2.3.2 中等級(jí)耕地。主要分布在尋甸縣、石林縣和祿勸縣，地形部位以山間盆地和山地坡下等地形部位為主（圖2）。這部分耕地地勢起伏較小，立地條件相對較好，且具備一定的農(nóng)田基礎(chǔ)設(shè)施，灌溉設(shè)施基本配套，排水條件較好，宜種性、可耕性略好，土地利用受到的限制較小，作物能保收。應(yīng)重點(diǎn)加強(qiáng)地力培育，提高耕地土壤有效養(yǎng)分，完善排灌條件，增強(qiáng)農(nóng)田基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。

2.3.3 低等級(jí)耕地。主要分布在尋甸縣，地形部位以山地為主（圖2）。這部分耕地立地條件較差，部分耕地具有一定坡度，基礎(chǔ)地力較低，部分耕地灌溉困難，排水條件基本滿足需求，農(nóng)田基礎(chǔ)設(shè)施不夠完善，土地利用受到限制，宜種性差，作物基本不能高產(chǎn)。應(yīng)加強(qiáng)排灌設(shè)施建設(shè)，科學(xué)增肥，種植綠肥，培肥土壤，以提高土壤有效養(yǎng)分含量，提高作物產(chǎn)量。

3 討論

在評價(jià)過程中，按照《國標(biāo)》流程進(jìn)行并構(gòu)建區(qū)域評價(jià)指標(biāo)，基礎(chǔ)性指標(biāo)由國家統(tǒng)一指定，區(qū)域性指標(biāo)則是根據(jù)該區(qū)域?qū)嶋H情況進(jìn)行選取，在區(qū)域性指標(biāo)選取的過程中，存在受主觀因素和經(jīng)驗(yàn)因素影響的現(xiàn)象，如何使選取的區(qū)域指標(biāo)的數(shù)量和指標(biāo)的組成能更符合本地實(shí)際，使受專家專業(yè)知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)的影響降到最低，是以后在構(gòu)建耕地質(zhì)量評價(jià)指標(biāo)體系中值得更深入研究的問題。

《國標(biāo)》頒布實(shí)施以來，全國各地實(shí)施耕地質(zhì)量等級(jí)評價(jià)有了統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，評價(jià)體系在全國范圍內(nèi)的可比性越來越強(qiáng)，但目前公開發(fā)表的評價(jià)結(jié)果還比較少，在不同區(qū)域尺度上進(jìn)行耕地質(zhì)量等級(jí)評價(jià)還有很長的路要走，該研究是在市域尺度基礎(chǔ)上進(jìn)行的，還有待今后更多市域尺度的耕地質(zhì)量等級(jí)評價(jià)對該研究方法的修正和檢驗(yàn)。

2018年昆明市高等級(jí)耕地占總面積的42.68%，中等級(jí)耕地占總面積的46.37%，低等級(jí)耕地占總面積的10.95%。2017年高等級(jí)耕地占總面積的39.22%，中等級(jí)耕地占總面積的51.66%，低等級(jí)耕地占總面積的9.12%。對比2017年，2018年高等級(jí)耕地占比提高了3.46百分點(diǎn)，中等級(jí)耕地占比下降了5.29百分點(diǎn)，低等級(jí)耕地占比增加了1.83百分點(diǎn)?？傮w來說，高等級(jí)耕地增加了，中等級(jí)耕地減少了，然而低等級(jí)耕地卻也增加了。經(jīng)過實(shí)地調(diào)研和圖斑比較，主要原因有二：一是在國土整治中難以實(shí)現(xiàn)“占優(yōu)補(bǔ)優(yōu)”，新增耕地質(zhì)量不高，在短期內(nèi)實(shí)現(xiàn)耕地質(zhì)量提升存在一定難度;二是高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)前期比較注重生產(chǎn)設(shè)施的建設(shè)，后期在注重生產(chǎn)設(shè)施建設(shè)的同時(shí)雖然也注重項(xiàng)目區(qū)內(nèi)耕地質(zhì)量的提升，但在短期內(nèi)農(nóng)田質(zhì)量提升目前也不明顯。因此，如何在保持耕地?cái)?shù)量的同時(shí)，提升耕地質(zhì)量，使耕地質(zhì)量和耕地?cái)?shù)量齊頭并進(jìn)，也是今后在耕地質(zhì)量保護(hù)和管理中值得深思的問題。

4 結(jié)論

（1）全市耕地質(zhì)量平均等級(jí)提高。昆明市2018年耕地質(zhì)量平均等級(jí)為4.04，對比2017年耕地質(zhì)量評價(jià)結(jié)果（4.15），提升了0.11個(gè)等級(jí)，表明昆明市在耕地質(zhì)量保護(hù)與提升中實(shí)施的測土配方施肥、土壤改良、有機(jī)肥替代、綠肥種植、秸稈還田、耕地輪作休耕、化肥減量增效等項(xiàng)目的實(shí)施效果顯著。

（2）昆明市耕地質(zhì)量以中高等級(jí)耕地為主，中等級(jí)、高等級(jí)耕地占全部耕地總面積的89.05%，低等級(jí)耕地占全部耕地總面積的10.95%。

（3）通過昆明市耕地質(zhì)量等級(jí)評價(jià)，了解昆明市范圍內(nèi)耕地?cái)?shù)量的多少和耕地質(zhì)量在空間上的分布，是實(shí)現(xiàn)耕地?cái)?shù)量和耕地質(zhì)量并重管理[8]的重要途徑之一，是實(shí)現(xiàn)耕地差別化管護(hù)的重要基礎(chǔ)，同時(shí)，為永久基本農(nóng)田的劃定、高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)、自然資源資產(chǎn)負(fù)載表編制、糧食安全首長責(zé)任制考核等工作的開展提供了重要的成果支撐。

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