滇池流域耕地质量等级的时空变化

梁志妹，童江云*，苏 虹， 杨 伟， 钱 玲， 田云霞

(1.昆明市农业科学研究院 资源环境研究所，云南昆明 650118；2.昆明市农产品质量安全中心，云南昆明 650118)

0 引言

【研究意义】耕地质量是国家粮食安全、农产品质量安全和生态安全的保障[1-3]，是社会经济持续发展的重要基础[4-6]，了解耕地质量的数量和质量空间分布特征是保护和提升耕地质量的重要前提。滇池流域耕地面积19.92万hm2，流域内人口密集，农业生产方式以粗放型为主，对耕地质量的影响较大。因此，对滇池流域耕地质量进行等级评价，了解滇池流域耕地质量等级时空分布特征具有重要意义。【前人研究进展】近年来，对滇池流域的研究主要集中在流域的土地利用方式对水环境的影响[7-9]、滇池流域土壤肥力和养分[10-11]、氮磷流失[12-15]等方面。钟雄等[16]对滇池流域坡耕地土壤的氮磷流失效应进行研究，明确控制坡耕地氮、磷流失应综合考虑多种因素；王启名等[17]研究滇池流域土地利用变化图谱的地形梯度效应；董茸茸等[18]利用3S技术研究滇池周边土地利用对水环境的影响，并提出治理对策；谭海燕等[19]对滇池片区耕地土壤养分含量的空间分布及变化情况进行分析。在耕地质量评价研究方面，使用《耕地质量等级》国家标准进行耕地质量等级方面的评价研究较少，姚东恒等[20-21]使用国标分别对东北典型黑土区、干旱区的耕地质量等级评价进行研究。【研究切入点】目前，尚未有滇池流域耕地质量等级评价相关的研究。因此，以2008年和2018年的昆明市滇池流域耕地质量监测数据构建滇池流域耕地质量数据库，依据《耕地质量等级》国家标准，对滇池流域耕地质量进行等级评价，对比分析滇池流域耕地质量平均等级时空变化特征。【拟解决的关键问题】揭示滇池流域十年间耕地质量平均等级在数量和空间上的变化，为滇池流域耕地质量保护和提升提供决策支持。

1 材料与方法

1.1 研究区概况

滇池流域位于昆明坝子中央，东经102°36′～102°47′，北纬24°40′～25°02′，地处长江、珠江和红河三大水系分水岭地带，地形为北高南低的南北向狭长的山间盆地。耕地土壤类型共分为10个土类，17个亚类，49个土属，105个土种。气候为典型的高原季风气候。研究涉及区域包括五华区、西山区、官渡区、盘龙区、呈贡区、晋宁区、嵩明县和寻甸县，共6区2县。

1.2 数据来源

研究数据来源于昆明市农业科学研究院资源环境研究所2008年农业部测土配方施肥调查项目、2018年农业部耕地质量等级调查与评价项目及历年耕地质量监测的相关数据。其中，2008年滇池流域耕地质量等级调查评价面积为22.04万hm2, 2018年滇池流域耕地质量等级调查评价面积为19.92万hm2。

1.3 研究方法

采用特尔斐法和层次分析法计算评价指标权重和评价指标隶属度，在此基础上，依据《耕地质量等级》(GB/T33469-2016)采用累加法计算各管理单元的耕地质量综合指数，使用等距法将昆明市滇池流域耕地质量等级由高到低依次划分为1～10级。其中，1级地耕地质量最好，10级地耕地质量最差，1～3级为高等地，4～6级为中等地，7～10级为低等地。耕地质量综合指数计算公式如下：

P=∑(Fi×Ci)

式中，P为耕地质量综合指数，Fi为第i个评价指标的隶属度，Ci为第i个评价指标的组合权重。

1.4 数据统计与处理

采用Excel 2010 对数据进行统计分析，采用ArcGIS 10.2对空间数据进行处理与制图。

2 结果与分析

2.1 滇池流域耕地质量等级划分

2.1.1 2008年滇池流域耕地质量等级

由表1可知，滇池流域耕地质量等级从1级到10级均有分布，集中分布在3～7级，面积为165 169.79 hm2，占总面积的74.93%(所占比例均超过10%)。其中5级地面积最大，为45 247.13 hm2，占比最大，达20.53%。1级、2级、8级、9级和10级所占比例较小，其中10级地面积最少，为3 445.09 hm2，占比为1.56%。总体看，2008年滇池流域耕地质量以中等级耕地为主，面积为105 049.50 hm2，占比为47.66%；高等级耕地和低等级耕地面积差异不大，面积分别为60 199.41 hm2和55 156.17 hm2，占比分别为27.32%和25.02%。

表 1 2008年和2018年昆明市滇池流域不同耕地质量等级的面积及比例

2.1.2 2018年滇池流域耕地质量等级

由表1可知，滇池流域耕地质量等级从1级到10级均有分布，集中分布在1～6级，面积为169 080.60 hm2，占总面积的84.89%(所占比例均超过10%)，且以3级、4级和5级居多，所占比例分别为17.18%、16.18%和16.44%；7级、8级、9级和10级所占比例较小，都在10%以下，且所占比例逐渐降低，分别为7.37%、3.66%、2.30%和1.77%(10级比例有所增加，来源于占补平衡补充耕地等)。总体看，2018年滇池流域耕地质量以中、高等级耕地为主；低等级耕地所占比例较小，占总面积的15.10%。

2.1.3 2008—2018年滇池流域耕地质量等级变化 2008年滇池流域耕地质量平均等级为4.92级，2018年滇池流域耕地质量平均等级为4.23级，比2008年提升0.69级。表明，经过10年改造，滇池流域耕地质量有所改善，耕地质量等级有所提高，土壤肥力和土壤生态环境朝着好的方向发展。

2.1.4 2008—2018年滇池流域耕地质量等级数量变化 从表2可知，2008年-2018年滇池流域耕地质量等级变化较大，高等级耕地所占比例有较大幅度提升，由2008年的27.32%升至2018年的40.87%，提升13.55百分点；中等级耕地所占比例变化不大，略有下降，由2008年的47.66%降至2018年的44.03%，下降3.63百分点；低等级耕地所占比例有所下降，由2008年的25.02%降至2018年的15.1%，下降9.92百分点。说明滇池流域耕地质量等级结构发生了变化，由2008年的以中等级耕地为主转变为2018年的以中、高等级地为主。

表 2 2008年和2018年昆明市滇池流域不同质量等级的耕地面积及比例

2.2 滇池流域耕地质量等级的空间分布

2.2.1 2008年滇池流域耕地质量等级空间分布 从表3可见，2008年高等级耕地主要分布在寻甸县和嵩明县，寻甸县高等级耕地面积为14 402.79 hm2，占滇池流域耕地总面积的65.35%；嵩明县高等级耕地面积为11 126.37 hm2，占滇池流域耕地总面积的50.48%。中等级耕地主要分布在寻甸县、嵩明县和晋宁区，寻甸县中等级耕地面积为43 901.98 hm2，占滇池流域耕地总面积的19.92%；嵩明县中等级耕地面积为23 381.7 hm2，占滇池流域耕地总面积的10.61%；晋宁区中等级耕地面积为15 534.54 hm2，占滇池流域耕地总面积的7.05%。低等级耕地主要分布在寻甸县，面积为44 889.38 hm2，占滇池流域耕地总面积的20.37%。

表 3 2008年和2018年滇池流域不同县区各质量等级耕地的面积

2.2.2 2018年滇池流域耕地质量等级空间分布 2018年高等级耕地主要分布在寻甸县和嵩明县，寻甸县的高等级耕地面积为22 297.38 hm2，占滇池流域耕地总面积的11.20%；嵩明县高等级耕地面积为20 717.26 hm2，占滇池流域耕地总面积的10.40%。中等级耕地主要分布在寻甸县、嵩明县和晋宁区，寻甸县中等级耕地面积为51 600.29 hm2，占滇池流域耕地总面积的25.91%；嵩明县中等级耕地面积为15 433.13 hm2，占滇池流域耕地总面积的7.75%；晋宁区中等级耕地面积为13 694.1 hm2，占滇池流域耕地总面积的6.88%。低等级耕地主要分布在寻甸县，面积为27 432.51 hm2，占滇池流域耕地总面积的13.77%(表3)。

2.2.3 2008—2018年滇池流域耕地质量等级空间变化 滇池流域耕地质量等级空间分布2018年和2008年变化不大，高等级耕地均主要分布在寻甸县和嵩明县，中等级耕地均主要分布在寻甸县、嵩明县和晋宁区，低等级耕地均主要分布在寻甸县。高、中、低等级耕地10年间空间分布变化小，主要是受地形地貌影响，耕地集中分布在耕地面积较大的坝区。

2.2.4 滇池流域耕地质量等级县域分布变化 从表4可知，2008年滇池流域各县区平均耕地质量等级呈贡区>官渡区>西山区>五华区>盘龙区>晋宁区>嵩明县>寻甸县。2018年滇池流域各县区平均耕地质量等级呈贡区>西山区>五华区>官渡区>盘龙区>嵩明县>晋宁区>寻甸县。十年间，平均耕地质量等级提升幅度最大的是五华区，由2008年的3.81级提升至2.31级，提升1.5级；其次为西山区，由3.52级提升至2.11级，提升1.41级；呈贡区、盘龙区和嵩明区的平均耕地质量等级提升幅度也较大，分别提升1.16级、1.07级和1.07级；寻甸县、晋宁区和官渡区平均耕地质量等级提升幅度相对较小，分别为0.67级、0.44级和0.38级。由此可见，10年间滇池流域各县区的平均耕地质量等级均有所提升，耕地质量明显改善。

表 4 滇池流域各县区的耕地质量等级

3 讨论

近10年来，国家及云南省、昆明市等各级政府采取各项措施保护滇池，对滇池流域的耕地进行保护和提升，但是滇池流域的耕地质量现状与之前对比发生了变化，目前尚未有明确的研究，本研究正好弥补了此方面的空白。研究使用《耕地质量等级》(GB/T33469-2016)国家标准，构建不同年份滇池流域耕地质量评价指标体系，评价指标的选取和构成更为规范，为指标权重和隶属度的计算打下了坚实基础，评价结果更为严谨、客观。研究在评价过程中使用的数据分别为2008年和2018年数据，在10年间，滇池流域的耕地面积发生变化，由2008年的220 405.08 hm2变化为2018年的199 154.19 hm2，为使评价结果更接近实际，在评价的过程中没有将2个年份的耕地面积调整为相同面积，而是使用相同的评价指标和评价技术进行评价，对评价出来的结果进行不同年份的比较，得出滇池流域耕地质量时空变化特征，使得评价结果更为客观。研究同时对滇池流域的耕地质量进行了区域性及县级评价，区域性评价和县级评价在耕地质量等级数量和空间分布方面的变化表现出相同趋势，进一步论证研究的客观性和合理性。

4 结论

从地形部位、有效土层厚度、有机质、耕层质地、土壤养分、生物多样性、障碍因素、灌溉能力、排水能力、清洁程度、酸碱度和海拔等耕地质量指标对滇池流域进行研究，构建相同的指标体系分别对滇池流域2008年和2018年的采样数据进行分析，对指标权重和隶属度进行计算，分析同一区域不同年份平均耕地质量等级分布特征，并进行对比分析，得出如下结论： 1) 2008—2018年10年来，滇池流域耕地质量平均等级提升0.69级，耕地质量等级结构由2008年的以中等级耕地为主转变为2018年的以中、高等级耕地为主。2) 滇池流域耕地质量各县区平均等级均有所提升，提升幅度最大的是五华区，提升1.5级，提升幅度最小的是官渡区，提升0.38级。3) 滇池流域平均耕地质量等级空间分布无明显变化，变化主要体现在各等级耕地面积和占比方面。