基于“双评价”策略的农业生产适宜性评价

徐艳艳，于 洋，李 闯，范 娟

土地资源作为人类开展各项生活生产活动的重要载体，它的好坏对区域经济、社会发展产生重要影响.适时的进行区域土地资源评价，了解和掌握区域土地资源状况，对区域国土空间规划具有重要意义.

早在19世纪30年代，国内外学者就开始尝试开展各种土地资源评价研究［1-12］，但到目前为止，土地资源评价指标体系尚无统一的标准，评价指标的选择和指标权重的确定尚存在主观性.2019年1月18日，国家自然资源部国土空间规划局发布了《资源环境承载能力和国土空间开发适宜性评价技术指南（试行）》（简称“双评价”），为我国土地资源评价标准的制定提供了依据.基于“双评价”策略开展区域土地资源评价，客观地反映区域土地资源与环境开发的优势区与劣势区，发现区域土地资源开发与利用的潜力区，有助于提升区域资源环境承载能力，推动区域土地资源利用可持续发展.

本文基于“双评价”技术指南提供的土地资源评价原则与方法，借助空间信息技术方法，在Arc GIS10.5平台支持下，构建农业生产功能指向的土地资源评价体系，对吉林省农业生产适宜性进行评价.

1 研究区概况

吉林省位于中纬度欧亚大陆东侧，属于温带大陆性季风气候，四季分明，雨热同季.地势由东南向西北倾斜，呈现明显的东南高、西北低的特征.以中部大黑山为界，可分为东部山地和中西部平原两大地貌区.东部山地分为长白山中山低山区和低山丘陵区，中西部平原分为中部台地平原区和西部草甸、湖泊、湿地、沙地区.行政区划上毗邻黑龙江省、辽宁省、内蒙古自治区三省区，面积18.65×108m²，辖8个地级市、1个自治州，人口2 704.06万人，地区生产总值15 074.62亿元，是东北亚经济圈重要组成部分.

吉林省土地资源空间差异比较显著，表现为“东林、中农、西牧”的格局：东部为林区，主要是长白山山区；中部为农区，是以耕地为主的松辽平原；西部为牧区，是以草地为主的科尔沁草原.

2 数据来源与研究方法

2.1 数据来源

吉林省的行政区划矢量数据、土壤质地、土壤类型数据、年平均气温、年平均降雨量、活动积温（＞10℃）均来源于中国科学院资源环境科学数据中心（http：//www.resdc.cn/）；1∶30万DEM数据来源于NASA SRTM1 v3.0，坡度、坡向数据由DEM派生得到.

在Arc GIS10.5平台的支持下，将文中所有数据统一到相同的投影坐标系统，并将栅格数据的分辨率经重采样统一到100 m×100 m像元大小，以支持多因子复合分析.

2.2 研究方法

（1）土地资源评价指标体系.面向农业生产适宜性的土地资源评价是指土地资源适宜于农业生产的程度，以农业耕作所要考虑的地形条件、气候条件和土壤条件为主要指标，借鉴前人土地资源评价的研究成果［3-6］，参考“双评价”技术指南，从地形条件、土壤条件、气候条件三个方面选取坡度、坡向、土壤粉砂含量、土壤类型、年平均气温、年平均降水量、积温（＞10℃）7个因子，对吉林省土地资源农业生产适宜性进行评价，评价指标体系见表1.

表1 农业生产功能指向土地资源评价指标体系

按表1对各评价因子打分，按适宜程度高低分别赋予9、7、5、3、1分，分值越高，适宜性程度越好.

（2）指标权重的确定.根据专家意见构建层次分析判别矩阵，运用AHP层次分析法计算各因子权重，得到各因子的权重因子表，各指标权重见表2.

表2 各指标权重

（3）土地资源农业生产适宜性评价.获得各指标因子的权重后，在Arc GIS10.5平台支持下实现多因子复合分析，得到吉林省土地资源农业生产适宜性评价结果，将农业生产的土地资源等级按照从高到低区分为适宜、较适宜、一般适宜、较不适宜、不适宜五个等级.综合评价模型为：

其中：SSi为农业生产适宜性得分，Wi为第i(i=1,2,3,…,n)个因子的权重值，Fi为第i个因子的适应性评价打分.

（4）评价结果修订.根据我国发布的农业耕作条件可知，在我国土地坡度大于25°的地方是不被允许种植农作物的.因此，最后要对得到的农业生产适宜性评价结果进行修订，将坡度＞25°的区域，修订为不适宜区；另外，由于城区、河流和湖泊及水库水面区域不具备农业耕作条件，在进行农业生产功能指向的土地资源评价时直接将这些区域修订为不适宜区.

3 结果分析

3.1 单因子评价结果

（1）地形条件因子.用坡度、坡向来表征地形条件对农业生产适宜性的约束.坡度表明了该局部地表坡面的倾斜程度，坡度大小直接影响着地表物质流动与能量转换的规模与强度，是制约农业生产力空间布局的重要因子.坡向是决定地表面局部地面接收阳光和重新分配太阳辐射量的重要因子之一，直接造成局部地区气候特征的差异，同时，也直接影响到诸如土壤水分、地面无霜期，以及作物生长适宜性程度等多项农业指标.综合考虑坡度和坡向对农业生产的影响，得到吉林省农业生产适宜性地形条件因子评价结果，如图1所示.

图1 地形条件因子评价结果

从图1可以看出，吉林省大部分地区具备较好的农业生产适宜性地形条件，适宜地形条件区主要集中在吉林省中西部.受地形条件影响，吉林省东部长白山地区，大多数不具备大规模农业生产的地形条件.

（2）土壤条件因子.土壤条件是确定农业生产适宜性的关键因素.不同的土壤类型，具有不同的形成条件和理化性质，直接决定了农业生产的适宜性条件.土壤粉砂含量则表征了土壤的脆弱性，粉砂含量越高，土壤侵蚀风险越大.

吉林省土地资源包含暗棕壤、草甸土、黑钙土、白浆土、黑土、风沙土、水稻土、盐碱土、沼泽土等60余种土壤类型，吉林省主要土壤类型分布如图2所示.这些土壤类型中面积分布最大的是暗棕壤，其次为草甸土、黑钙土、白浆土和黑土.暗棕壤发育于温带湿润季风气候和针阔混交林，主要分布在吉林省东部长白山区，主要作为林业用地，腐殖质层较厚的典型暗棕壤可以适当开垦，但要注意开垦强度，避免水土流失.黑土、黑钙土、草甸土就是常说的黑土类，拥有黑色或者暗色腐殖质层，是一种性状好、肥力高的优质土地，非常适合农业发展.吉林省拥有中国最优质的黑土地资源，习近平总书记在视察吉林工作中指出，要保护好黑土地这一“耕地中的大熊猫”.吉林省黑土地主要分布在吉林省中西部地区，其中处于吉林省中部农业核心区的四平地区和长春地区分布着最优质的黑土资源，是黑土地保护的重点区域.

图2 吉林省主要土壤类型分布

基于土壤类型和土壤粉砂含量，得到吉林省农业生产适宜性土壤条件评价结果，如图3所示.

图3 土壤条件因子评价结果

（3）气候条件因子.气候条件是影响农作物生长与发育的主要因素，这里选取多年平均降雨量、多年平均气温以及大于10℃积温来表征区域水热条件.不同的农作物需要不同的水、热条件，吉林省主要农作物为玉米和水稻，本文主要基于玉米和水稻对水热条件的响应划定水热条件标准.吉林省农业适宜性气候条件评价结果如图4所示.

图4 气候条件因子评价结果

3.2 农业生产适宜性综合评价

在单因子评价结果的基础上，基于层次分析法得到的各因子权重，在Arc GIS10.5平台支持下，对各因子打分结果进行加权计算，得到面向农业生产适宜性的土地资源评价结果，将农业生产的土地资源等级按照从高到低区分为适宜、较适宜、一般适宜、较不适宜、不适宜五个等级.最后，基于坡度数据对得到的农业生产适宜性评价结果进行修订，将坡度＞25°的区域，修订为不适宜区，结果如图5所示.

图5 面向农业生产适宜性的土地资源评价结果

结果表明，吉林省大部分地区具备较好的土地资源农业生产适宜性，农业生产适宜区和较适宜区面积占吉林省总面积的56%.农业生产适宜区主要分布在吉林省中西部平原区；不适宜区和较不适宜区主要分布在吉林省东部山地地区.造成这种格局的主要原因是地形因素，吉林省中西部是以草地和湿地为主的平原区，地势平缓，比较适宜农业生产；而吉林省东部地区多为山区，地势较高，地表坡度起伏较大，不适宜农业生产.

从地市级层面对吉林省土地资源农业生产适宜性进行进一步评价，如图6和表3所示.

表3 吉林省各地区不同等级适宜区面积及面积占比

图6 各地区不同等级农业生产适宜性面积占比

结果表明：吉林省土地资源农业生产适宜性的高水平区主要集中在长春、四平、白城、吉林以及松原地区，这五个地区的农业生产适宜区面积占的吉林省农业适宜区总面积的85.48%.农业生产适宜性最好的地区为四平地区，区内60%以上处于农业生产适宜区.四平地区地处吉林省中部农业区的核心区，是吉林省最重要的粮食生产基地，也是吉林省黑土地保护的重点区域.较高适宜区主要集中在吉林、白城和松原地区.白城和松原地区虽然具备较好的农业生产条件，拥有大面积的适宜农业生产的土地资源，但是吉林省西部的生态环境相对比较脆弱，在进行土地资源开发与利用的同时，要注意生态环境的保护与恢复.不适宜区主要集中在延边和白山地区.延边地区地处长白山区，山地面积占全州总面积的54.8%，区内分布大小自然保护区15个，总面积达6 320 km2.受地理环境条件影响，延边州农业不适宜区和较不适宜区面积占比达到了60%以上.

4 结论与讨论

（1）吉林省土地资源农业生产适宜性水平总体较高，适宜区和较适宜面积占吉林省总面积的55%以上，具有良好的农业生产发展条件.

（2）从空间上来看，农业生产适宜区主要分布在吉林省中西部平原区；不适宜区和较不适宜区主要分布在吉林省东部山地地区.

（3）从地市层面分析，结果表明：四平地区和长春地区具有较高的农业生产适宜性，可以在这两个地区优先开展高标准农田建设，着力完善农田基础设施，加强黑土地保护力度，提升耕地质量，稳步提高粮食生产能力.松原地区和白城地区虽然也拥有较好的农业生产条件，但吉林西部分布有大面积盐碱土和风沙土，生态坏境敏感性较强.因此，在吉林西部地区进行农业开发过程中要注意开发强度以及生态保护.延边地区由于地理环境条件的限制，农业生产适宜性较差，但延边地区拥有得天独厚的自然景观条件和区位优势，可以充分开发区内旅游资源，把对外开放作为发展的主战略.