基于GIS的连城县耕地质量分等定级研究

詹 波（福建鑫众勘测规划有限公司，福建 福州 350001）



基于GIS的连城县耕地质量分等定级研究

詹 波
（福建鑫众勘测规划有限公司，福建 福州 350001）

摘 要：为保持耕地质量分等成果的现势性，更好地服务于国土资源管理对耕地质量分等成果的应用需求，运用GIS软件对连城县耕地质量等别进行了评定及更新。结果表明：连城县耕地质量处在中等水平，地势较平坦、水源较充足、经济较好的乡镇整体耕地质量较高，地势较高、灌溉条件较差的乡镇等指数普遍偏低。

关键词：耕地质量等别；连城县；分等定级；GIS

随着市场经济体制的不断完善以及社会经济的迅猛发展，国土资源管理部门的建设用地征用补偿、耕地占补平衡、土地利用规划修编和基本农田调整划定等工作都需以耕地质量等别为参考依据，因此开展耕地质量等别年度更新评价工作不仅是适应社会经济发展的需要，也是科学进行土地管理的必然要求［1］。耕地质量等别年度更新评价工作是在耕地分等成果的基础上，利用年度土地更新调查结果，针对每年耕地现状变化（占、毁、调、退、补）和耕地质量等别建设（整理、复垦及农业综合开发、农田水利建设等）引起的耕地质量等级变化开展年度更新评价。综合运用3S技术开展区域耕地进行动态监测，随时随地掌握耕地数量和质量的变化，及时更新耕地等别数据库，是土地管理部门准确掌握耕地资源动态的有效途径，同时该技术还可为耕地资源的可持续利用和合理规划提供参考依据［2］。基于GIS技术进行农用地分等研究，不仅可以弥补传统调查方法效率低、精度差、不便于保存与更新等不足之处，还能保证空间数据和属性数据进行综合分析时的速度和质量［3］。以连城县为例，通过GIS技术开展连城县耕地质量分等定级研究，以期为今后县域耕地分等研究提供参考。

1　研究区域概况

连城县位于福建省西部，武夷山脉南段东侧，地处闽西山区；东毗永安，南邻龙岩、上杭，西界连城，北倚清流；地理坐标为东经116°32′14″～117°09′54″，北纬25°13′35″～25°56′00″。该县属低山丘陵地貌区，以中低山为主，山岭重叠、丘陵起伏、地形复杂，丘陵、平地、河谷交错分布；东部和东南部地势高，渐次向中西部长廊盆地倾斜。

境内中部长郎丘陵盆地属中亚热带海洋季风气候，东、西部低、中山区属中亚热带山地气候；年平均气温13.8～19.5℃，年平均太阳总辐射量为459.98 kJ/cm2，年平均日照时数为1 915.9 h，年平均降雨量1 600～2 200 mm，年平均相对湿度78%，年平均蒸发量为1 723.0 mm。全县土壤类型共有8个土类、15个亚类，39个土属，47个土种。自然土壤有红壤、黄壤、草甸土、紫色土4个土类。根据连城县2013年土地年度更新成果，连城县土地总面积为257 859.12 hm2，其中耕地面积21 404.61 hm2，占土地总面积的8.3%。

2　研究方法

通过2010年度和2013年度土地变更调查结果对比分析，确定2010～2013年年内增减变化（建设占用、灾害损毁、农业结构调整、生态退耕、补充开发）耕地；在2010～2013年土地整治项目评定成果的基础上，确定质量建设（土地整治、农业综合开发、农田水利建设等）耕地，最终确定更新评价对象。对于项目内的评价对象，直接获取评定成果；对于项目外的评价对象，开展补充评定。

2.1技术路线

以2010年农用地分等更新成果作为基础，结合土地利用年度更新调查成果，以及土地整治、农业综合开发、高农田水利等基础设施建设等资料，找出现状或质量发生变化的耕地图斑，确定新增、质量建设和灭失耕地的情况，划定耕地质量等别年度更新的评价范围，制作耕地质量等别年度更新工作底图，建立基础数据库。通过外业调查进行属性补充和完善，核实评价范围的合理性。在此基础上，查询耕地基本参数及重要参数，采用《规程》确定的方法进行评价，进而确定评价对象分等指数及等别，按照《技术手册》形成2013年度耕地质量等别年度更新评价成果。

2.2数据来源及处理

2.2.1数据来源 该研究采用的主要数据为2010～2013年连城县度土地更新调查成果、2010年农用地分等更新成果、2010～2013年土地整治及高标准基本农田建设项目、耕地地力调查成果、农业统计及县级统计年鉴、2013年度土地更新调查遥感影像数据、连城县土地利用现状图（1︰10 000）、土地利用规划图及其他相关图件和资料等。

2.2.2数据处理 在ARCGIS9.3软件条件下，根据确定的更新评价范围，结合连城县年度土地更新调查成果，建立耕地质量等别年度更新增量数据库。在此基础上将更新增量数据库中的更新过程数据与最新土地利用现状线划图相叠加，形成更新工作底图。属性更新按图数结合的思路，将2010年耕地质量等别补充完善成果数据库与国家标准进行相应衔接，包括等指数、等别、数据图层和相应属性结构等。将减少耕地图斑、质量建设耕地图斑与2010年耕地质量等别补充完善成果数据库中的分等单元相叠加，读取减少耕地图斑、质量建设耕地图斑建设前属性及等别信息。

2.3分等参数体系的确定

2.3.1标准耕作制度、基准作物和指定作物 连城县标准耕作制度为“早稻—晚稻”、“单季稻—甘薯”和“甘薯—甘薯”，复种类型为一年两熟，基准作物为晚稻，指定作物为水稻、甘薯，相关参数见表1。

2.3.2因素指标体系及指标权重 指标区是指对区域内决定农用地自然质量的各种因素和因素的组合，依主导因素原则和区域分异原则划分的区域［2］。连城县指标区因素体系分为丘陵山地区和山间盆地区两种。参考《农用地质量分等规程（GB/T28407-2012）和连城县土地情况，丘陵山地区的主要分等指标共7个：有效土层厚度、海拔高度、地形坡度、有机质含量、表层土壤质地、灌溉保证率、田间道路通达度；山间盆地区共6个：表层土壤质地、剖面构型、有机质含量、灌溉保证率、排水条件、田间道路通达度［4］。各因素的指标权重如表2所示。

表2　连城县丘陵山地区和山间盆地区耕地分等因素及指标权重

2.3.3土地利用系数、土地经济系数 利用ARCGIS9.3软件，将年度更新评价单元与等值区图层叠加获取相应指定作物的土地利用系数和土地经济系数，连城县指定作物的土地利用系数和土地经济系数详见表3。

表3　各指定作物等值区土地利用系数和土地经济系数

2.4等指数及国家等指数确定

2.4.1指定作物自然质量分 按照公式（1）对指定作物评价单元的分等因素分值加权求和，得出指定作物评价单元的自然质量分。

式中：CLij为单元指定作物的自然质量分；i为单元编号；j为指定作物编号；k为评定因素编号；m为评定因素数目；fijk为第i个单元内第j种指定作物第k个评定因素的指标分值；Wk为第k个评定因素的权重。

2.4.2自然质量等指数 省级自然等指数计算公式为：

式中：αij为第j个作物的光温生产潜力指数；CLij为第i个单元内第j种指定作物的自然质量分；βj为第j种作物产量比系数。

2.4.3利用等指数 省级利用等指数计算公式为：

式中：Yij为第i个单元第j种指定作物利用等指数；Rij为第i个单元第j种指定作物的自然等指数；Kij为第i个单元第j种指定作物的土地利用系数；Yi为第i个单元省级利用等指数。

2.4.4经济等指数 省级经济等指数计算公式为：

式中：Gi为第i个单元的经济等指数；Gij为第i个单元第j种指定作物的经济等指数；Yij为第i个单元第j种指定作物的利用等指数；Kcij为第i个单元第j种指定作物的土地经济系数。

2.4.5国家级指数及等别的确定 根据省等与国家等之间的转换关系，将更新增量数据库中的更新过程数据分等单元的自然质量等指数、利用等指数和经济等指数转换为国家级相应的指数。其中，国家级自然质量等指数=省级自然质量等指数×1.22+721.6，国家级利用等指数=省级利用等指数×0.817 2+360.2，国家级经济等指数=省级经济等指数×1.301 8+569.6。在等别指数转换的基础上，按等间距划分等别，其中自然质量等以400为间距，利用等、经济等以200为间距［2］。

3　结果与分析

3.1连城县各等别耕地情况

根据更新结果，连城县耕地质量国家自然等、国家利用等和国家经济等等别范围依次为5～11等、6～12等和4～11等，国家自然质量等主要分布在6、7等，6等面积最大，达7 993.91 hm2，占耕地总面积的37.35%；国家利用等主要分布在7、8等，合计面积12 473.88 hm2，占耕地总面积的58.28%；国家经济等主要分布在7、8等，合计面积10 526.63 hm2，占耕地总面积的49.18%。从总体来看，连城县耕地质量处于中等水平。

从国家自然等、国家利用等和国家经济等在各等别的耕地数量分布来看，3者都呈现出高等别、低等别数量少，中等耕地数量多的情况，整体呈现“上头尖，中下部饱满”的陀螺形结构。从空间分布上看，中、高等别耕地集中在盆地区，主要分布在北、西北部乡镇。低等别耕地主要集中在丘陵山地区。耕地质量等别的在地理空间上的分布情况基本上呈现出从盆地向山地、从城市中心和集镇区向偏远地区递减的趋势。总的来说，地势较平坦、水源较充足、经济较好的乡镇，整体耕地质量较高，地势较高、灌溉条件较差的乡镇等指数普遍偏低。

3.2连城县各地类耕地情况

总体而言，连城县水田质量等别较高，旱地等别较低。从耕地国家自然等别分布情况来看，全县耕地自然质量等别主要分布在6、7等，耕地中水田主要分布在5～9等，旱地主要分布在10、11等。6等水田面积为7 988.74 hm2，占水田总面积的40.71%，7等水田面积为4 898.56 hm2，占水田总面积24.96%。从耕地国家利用等别分布情况来看，全县耕地利用等别主要集中在7～10等；其中，水田国家利用等主要集中在7～9等，7等水田面积为5 930.46 hm2，占水田总面积的30.22%；8等水田面积为6 538.29 hm2，占水田总面积的33.32%；旱地则主要集中在10、11等。从耕地国家经济等别分布情况来看，全县耕地经济等别主要集中在7、8等，仍然体现出水田好过旱地的规律；水田国家经济等主要集中在7、8等，面积10 502.37 hm2，占水田总面积的53.51%；旱地则主要集中在9、10等。

3.3连城县耕地等别变化情况分析

根据2010年与2013年土地变更调查数据得知，2010年末耕地面积21 141.99 hm2，有水田19 658.67 hm2，旱地1 483.32 hm2；2013年末耕地面积21 404.61 hm2，有水田19 625.68 hm2，旱地1 778.93 hm2；相比2010年，耕地面积净增加262.62 hm2，其中水田面积减少32.99 hm2，旱地面积增加295.61 hm2。在2010～2013年期间，连城县耕地面积直接减少296.65 hm2，实际却增加559.26 hm2，其中可上图新增耕地384.32 hm2，质量建设增加耕地153.99 hm2，项目区外通过清田坎等增加耕地20.95 hm2，耕地内部地类变化8.25 hm2。

2010～2013年连城县耕地的自然质量等指数、利用等指数、等别指数的面积加权平均值在基本保持不变的情况下略有上升。这说明，虽然建设占用、农业结构调整等原因使得耕地数量减少，但通过土地开发、整理、复垦、农业综合开发、农田水利设施等项目建设，不仅保证了耕地的数量平衡，而且使得耕地的总体质量水平略有上升，为耕地占补平衡提供了保障。

综上所述，连城县耕地等别呈现出总体稳定的变化趋势，除土地整理和高标准农田建设取得的成效外，优良农作物品种的推广种植、农业科学化管理、国家政策的支持和工业反哺农业等一系列惠农政策的实施，有效地稳定和维持了农民种粮的积极性，提高了农民的田间管理水平，使得耕地等别整体上有所提高。

参考文献：

［1］ 刘 颖，郭建斌. 密云县农用地分等成果的分析应用与研究［J］. 现代农业科学，2009，（3）：201-203.

［2］ 刘永金. 基于GIS对县域耕地质量分等的研究［D］. 山东：山东农业大学，2013.

［3］ 吴怡璇，吕 芳. 基于GIS运用对旅顺口区农用地分等定级研究［J］.中国农业资源与区划，2015，（8）：128-133.

［4］ 李 坤. 顺昌县耕地质量评价研究［D］. 湖北：华中农业大学，2011.

（责任编辑：成 平）

The Quality Ranking Research of Liancheng County Cultivated Land Based on GIS

ZHAN Bo
（Fu Jian Xinzhong Surveying Planning Co.， Ltd.， Fuzhou 350001，PRC）

Abstract：in order to maintain the updating of the quality of cultivated land ranking results and better serve land resources administration’s the application demand of cultivated land quality ranking， evaluated and updated the quality ranking of Liancheng cultivated land quality by using GIS software. The results showed that Liancheng County Cultivated Land Quality in the medium level， flat terrain， abundant water， the township has better economic， the whole cultivated land quality is higher； the higher terrain and poor irrigation Township indexes are generally low.

Key words：cultivated land quality ranking； Liancheng County； ranking； GIS

中图分类号：S159.2

文献标识码：A

文章编号：1006-060X（2016）03-0049-03

DOI：10.16498/j.cnki.hnnykx.2016.03.016

收稿日期：2016-01-14

作者简介：詹 波（1982-），男，福建连城县人，助理工程师，主要从事土地利用规划与测绘研究。