土地整理前后的耕地质量对比研究*——以关岭自治县为例

罗明飞，赵翠薇

(贵州师范大学地理与环境科学学院，贵阳 550001)

随着城市化进程的加快，耕地这一重要的生产资源正在迅速减少，耕地保护已经成为中国的一个战略性问题［1］。耕地质量是确保国家粮食安全和农产品质量安全的基础，没有可靠的耕地质量，就不可能从根本上保障我国粮食安全和食品安全［2］。从耕地作为一种用于种农作物、生产农产品的特定土地类型出发，耕地质量的内涵应该包括4个方面:一是耕地的土壤质量;二是耕地的环境质量;三是耕地的管理质量;四是耕地的经济质量。即耕地质量是耕地土壤质量、耕地环境质量、耕地管理质量和耕地经济质量的总和［3］。党的十七届三中全会指出:加强农业基础设施建设;以农田水利为重点的农业基础设施是现代化农业的重要物质条件;大规模实施土地整治，搞好规划、统筹安排、连片推进，提高耕地质量，大幅度增加高产稳产农田比重。《国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要》提出“严格保护耕地，加快农村土地整理复垦。加强以农田水利设施为基础的田间工程建设，大规模建设旱涝保收高标准农田”，建设高标准农田成为土地整治未来五年的主要工作。正是在这样的背景下，我国提出了土地整理，土地整理就是在一定区域内，依据土地利用总体规划，采取行政、经济、法律和技术手段，对田、水、路、林、村等综合整治，调整土地关系，改善土地利用结构和生产、生活条件，增加可利用土地面积，提高土地利用率和产出率［4］。

土地质量评价，它主要是根据土地的自然生产能力或其他利用潜力的高低对土地的质量作出估价［5］。土地整治在增加耕地面积、提高土地收益和改善生态环境方面发挥了重要作用。目前高标准基本农田建设的评价标准是农用地分等定级规程，其建设目标是增加耕地面积和提高耕地质量，该研究主要是在GIS平台上通过具体的高标准基本农田建设项目对实施前后的土地质量进行评价，用以论证针对农田进行土地整理对土地质量的影响程度，以及评价整理前后耕地质量的意义。

1 研究区概况

关岭自治县沙营乡前进村高标准基本农田建设项目区位于贵州省关岭自治县西部的沙营乡前进村和法那村，以粮食生产和蔬菜种植为主，每年种植一季农作物。沙营乡属喀斯特地貌，75%以上系山区，气候属于中亚热带季风湿润气候，年均降水量1 597mm，降水年内分布不均，降水集中在夏季，年均气温11～13℃，全年无霜期269天。项目区内有全县最大的石板桥水库，蓄水300万m3，中部有一地表河流自东南流向西北，可以满足区内农作物生长灌溉。项目区东北、西南地势较高，中部为较为平坦的开阔地，属沟谷洼地，坡度大多在0～2°范围内。项目区涉及土地面积108.66hm2，实际建设规模为93.54hm2。项目总投资397.88万元，实施后净增加有效耕地面积3.14hm2。

通过项目的实施，原来零碎分散、高低不平、灌排条件差的耕地在整理后，形成地块分布合理、土地平整、排灌有保证的区域化、规模化、社会化、机械化、集约化、科技化生产格局，土地利用结构也得到了明显改善 (表1)，进一步降低农业生产成本，提高粮食产量，增加农民经济收入，改善农民生活水平。

表1 项目区整理前后土地利用结构对照

2 研究思路与方法

2.1 划分评价单元

土地质量评价的关键是评价单元的划分，划分评价单元的基本要求是单元内部土地质量相对均一，单元之间有较大差异，由地物或权属界线封闭的，农用地分等评价分值测算的基本空间单位。单元划分时严格遵循了主导因素差异原则，相似性原则以及边界完整性原则。

地理信息系统 (GIS)是在计算机硬软件支持下，对空间数据及相关联的属性特征按地理坐标或空间位置进行处理、存储、分析、显示、更新和辅助决策的技术系统，是各种空间地理信息进行加工、分析和处理的有效工具，它广泛应用于土壤资源研究中，如土壤侵蚀预测、土壤资源评价等［6］。在GIS平台上将所有定级因素分值图进行叠加，最终生成的封闭多边形即为定级单元。在Arcgis10.0系统支持下，选用4m×4m的栅格单元作为评价单元。将研究区域划分成5.846 2万个栅格，每个栅格既是信息提取源，又作为一个评价显示单元。

2.2 构建指标体系

土地整治是落实最严格耕地保护制度和最严格节约用地制度的重要手段。土地质量评价是以土地的自然属性和社会经济条件为依据，综合来评价土地的质量，其主要职能是为土地管理和农业赋税服务［7］。

指标选取的原则有:完备性原则、可比性原则、不可替代性原则、定性与定量相结合的原则、可操作性原则［8］。

指标选取是否正确对土地质量评价有着显著影响，项目实施后主要土地利用类型为旱涝保收高标准基本农田，为此，从影响耕地质量因素出发，指标体系构建主要从自然条件和农田基本建设情况两方面因素来选择。指标的选取应当选择能反映土地质量且比较稳定，能对其进行综合分析，进而得出土地质量状况。高标准基本农田建设总目标是提供基础设施配套，改善农业机械化、规模生产条件，增强抵御自然灾害能力，改善生态景观，提高粮食生产保障能力，促进高标准基本农田持续利用。项目区整理前后的耕地质量差异主要是由于改善了基本建设情况，自然条件改变不大，为此，该评价指标体系是从自然条件和农田基本建设情况两方面来构建的，选择了6项耕地质量评价指标，其中反映自然条件的指标2项，反映农田基本建设条件的指标4项，分别为土层厚度、地形坡度、灌溉保证率、排水条件、田块平整度以及道路通达性，具体见表2。各因子对土地质量影响的大小用权重系数表示，权重确定方法有回归分析、主成分分析、特尔菲法等。该研究采用特尔菲法［9］，邀请了20位专家进行打分，经过四轮的收集意见和信息反馈，最后对专家的意见进行综合处理得出各分等因素的权重值 (表2)。

为便于数据处理，该研究中评价因子的作用分值采用0～100分的封闭区间体系，最优的条件取100分，相对最恶劣的条件取0分，其余的作用分值根据因子对土地质量的影响程度而定。

2.3 评价分值的确定

2.3.1 评价单元分值的确定

该文采用因素法，先是以评价单元栅格图为底图，分指标区逐一读出因素分值;根据分等因素分值，转换成分等因素质量分。

表2 耕地质量评价指标体系［10］

2.3.2 计算农用地自然质量分

该研究采用加权平均法计算出各分等评价单元的农用地自然质量分。加权平均法计算公式为［10］:

其中:cik为分等单元农用地自然质量分，为无量纲数;i为分等单元编号;k为分等因素编号;fik为第i个分等单元内第k个分等因素的质量分。∑为求和运算符;wk为第k个分等因素的权重值。

3 评价过程及结果

基于GIS操作平台，评价单元的划定采用项目区1∶1000实测地形图，首先在AutoCAD软件上获取等高线和标高控制点，导入ArcGIS软件里定义投影并转换为shape格式进行操作;其次，应用Arcgis中的3D Analyst模块将其生成不规则三角网 (TIN)，并在此基础上生成象元值为4m×4m的DEM，用3D Analyst模块中的Reclassify按照0～2°、2～5°、5～8°、8～15°、15～25°和≥25°6个级别得出坡度分级图，见图1。其次，利用Spatial Analyst tools的Interpolation空间插值法，得出土层厚度分布图。最后，结合实地的排水条件情况生成DEM图，用Spatial Analyst模块中重分类里的分割方法进行重分类，分割方法里选择EQVAL-INTERVAL，输出区域个数选3个，起始区域值选择默认值1。在获得各评价因子栅格数据的基础上，利用ArcGIS软件Spatial Analyst模块中的Raser Calculator工具，对评价单元的自然质量分值进行空间叠加运算得出评价结果。最后再利用ArcGIS的重分类功能，将评价结果按一等耕地 (90～100)、二等耕地 (80～90)、三等耕地 (60～80)及四等耕地 (＜60)划分为4个等别，最后在Cell statistics模块中统计各类型评价单元的数量。分等结果见表3。

表3 土地分等结果

一等耕地:土地质量好，田块平整，交通便捷，灌溉水资源丰富，灌排系统完善，呈西北—东南方向分布于项目区中部，属山谷平地，地势平坦，总面积45.04hm2，占项目区实施后总面积的48.45%，利用类型为高产田和大棚蔬菜基地;二等耕地质量一般，地表水资源较丰富，交通条件一般，有一定的保水保肥能力，为中低产地，面积为17.31hm2，比率为18.67%，整理后利用类型为旱地;三等耕地质量较差，地表，水分不足，交通不便，土层较薄，土地适宜性较差，分布于丘陵地区，面积为18.22hm2，比率为19.6%;四等耕地:土地质量差，坡度较大，交通较差。土地适宜性差，属 于 低 产 地。 总 面 积 12.4hm2， 比 率为 13.34%。

图1 研究区坡度

4 讨论与总结

(1)该项目区的重点是在整理已利用地基础上能够提高二、三级中低产田的耕地质量。而项目区较平坦区域，通过大量灌排工程、道路工程以及平整工程的实施，最终使其土地质量达到标准地块的质量等级。可以看到，项目实施后，土地质量明显提高，总体自然质量由二等变成了一等。

(2)项目实施前，主要有3种土地利用方式，即水田、旱地以及农村宅基地，标准地块为当地土地质量最好的水田。项目实施后，将形成完善的田间道道路系统和灌排系统，有利于推进规模化和专业化经营，使其区位优势得到充分发挥，促进农业结构调整，水田的土地质量得到大步提高，实施后全为一等耕地。实施前，旱地的耕地质量为三等和四等，经过平整和灌排设施的建设，大量三等耕地质量得到提高，实施后变为一等耕地。一等耕地虽和标准样地的等地属于一个级别，但是灌排条件比标准样地更优越。另一方面，项目实施后，农民可充分利用完善的农业生产设施，发展多种经营，特别是可以利用平坦且面广的区域发展大棚蔬菜种植。既降低生产成本和风险，又能更大地增加农民收入。项目实施前，受坡度限制，评价前四等耕地工程实施难度大，评价后面积变化不大，灌排条件改善不大，只对其交通运输条件进行改善。

(3)研究区评价指标未融入土壤元素、水文及经济活动等因子，选取指标相对简单，在以后的研究中有待进一步的完善。

(4)高标准基本农田土地整理的目的不能单纯依靠增加耕地面积，更应该注重提高生产能力，降低生产成本，改善生产与生态环境。目前，我国耕地质量评价基本上仍然属于刚性的评价，从管理角度上看，评价手段仍处于“全民性”或“专家主导”的评价，亟需由农户、政府决策、专家统一的国家尺度的耕地质量评价方法［8］。

［1］赵玉领，苏强，吴克宁，等.河南嵩县土地整理的数量质量潜力.农业工程学报，2008，24(9):73～78

［2］崔增团，郭世乾.基于GIS的河西走廊灌溉农业区耕地地力评价研究——以甘肃省肃州区耕地地力评价为例.中国农业资源与区划，2012，33(1):56～61

［3］陈印军，王晋臣，肖碧林，等.我国耕地质量变化态势分析.中国农业资源与区划，2011，32(2):3～4

［4］张正峰，陈百明.土地整理潜力分析.自然资源学报，2002，17(6):664～669

［5］朱君.土地管理中土地质量评价研究综述.中国科技信息，2012，02:99～100

［6］史志华.GIS在三峡库区土壤肥力综合评价中的应用.土壤侵蚀与水土保持学报，1999，5(1):74～78

［7］包继祥，张启凡，李铁岗.黄土高原地区土地质量评价初探.干旱地区农业研究，1989，(1):48～56

［8］张献忠，底艳，董棉安，等.土地开发整理项目的土地质量评价——以辽宁省庄河市土地复垦项目为例.资源科学，2004，26(2):140～141

［9］陈龙乾，邓喀中，徐黎华，等.矿区复垦土壤质量评价方法.中国矿业大学学报，1999，28(5):449～452

［10］中华人民共和国国土资源部，农用地分等规程.北京:中国标准出版社，2003，13-14，110～120