基于“双评价”的农业耕作条件适宜性评价研究——以武汉市为例

黎 昕

（湖北国土资源职业学院，湖北 武汉 430090）

农业是国民经济基础产业，是人类生活不可或缺的食物和生活资料的主要来源，支撑着国民经济的建设与发展[1]。农业土地资源是开展各类农业生产活动的重要基础，是支撑农业生产的重要条件[2]。《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）》（以下简称“双评价”）是打开国土空间开发保护格局、完善区域主体功能定位，划定生态保护红线、永久基本农田、城镇开发边界，确定用地用海等规划指标的参考依据，为农业生产功能指向的土地资源评价提供了依据。农业耕作条件指土地资源用于农业生产的适宜开发利用程度，需满足一定的坡度、土壤质地等条件，评价时需扣除河流、湖泊及水库水面区域[3]。基于此，本研究以武汉市为例，基于农业耕作条件评价技术要求，使用ArcGIS 软件分析处理数据，理清武汉市各区域农业土地资源等级，为武汉市农业资源的开发利用提供依据。

1 区域概况

武汉市地处江汉平原东部，地势总体较平坦，气候温暖湿润，适宜于农业耕作，农业产值高，农产品丰富。

2 数据分析与处理

2.1 数据来源

“双评价”规范遵循简便实用的原则，在保证科学性的基础上，精选最有代表性的指标。农业生产功能指向的土地资源评价使用农业耕作条件作为评价指标，强化目标导向、问题导向和操作导向。评价所需数据为坡度、土壤粉砂含量数据与水系分布数据。其中，坡度数据可使用表面分析下的坡度工具对DEM 高程数据进行分析得到，土壤粉砂含量数据可从土壤质地数据中提取。DEM 高程、土壤质地与水系数据分别来自地理空间数据云、资源环境科学与数据中心、全国地理信息资源目录服务系统。

2.2 数据预处理

随着计算机技术和地理信息技术的飞速发展，GIS 在各个领域的应用日益成熟[4]，在“双评价”相关项目中应用广泛。本研究使用ArcGIS 软件进行数据分析与处理。

图像镶嵌是将多个统一坐标系下具有重叠区域的不同图像文件进行拼接，生成一幅包含全部区域的图像[5]。从资源网站获取数据后，因为下载获取的各类数据范围均只包含武汉市局部，所以需经过前期的镶嵌操作获取包含武汉市全区域的数据，再使用武汉市边界数据进行裁剪操作，方可获取武汉市内部数据。

“双评价”规范指出，对市县层面进行评价时，一般优先使用矢量数据，栅格数据像元大小一般应为30 m，可使用ArcGIS 数据管理工具下的重采样工具进行设置。

2.3 坡度数据获取与处理

坡度指地表斜坡的陡缓程度，坡度值越小，地势越平坦；坡度值越大，地势越陡峭。目前，在耕坡地进行农业生产会导致耕作层土壤营养物质流失，从而大大降低土地生产力[6]。坡度指标对农业耕作生产有较大影响，坡度越大，越易造成水土流失，增加耕作成本。坡度小于6°的平地与平坡地较适合进行农业耕作，坡度大于25°的陡地一般不适合进行农业耕作。

使用ArcGIS 表面分析工具对武汉市DEM 高程数据进行坡度分析，坡度单位设置为度（°），其他参数默认，即可获取武汉市坡度数据。然后需根据规范要求与坡度大小，使用ArcGIS 空间分析工具下的重分类工具对坡度数据进行重新分类，分类方法通常使用自然间断点分级法，中断值分别输入2、6、15、25、90，各级别分别赋值5、4、3、2、1。将坡度数据分为0°～2°、2°～6°、6°～15°、15°～25°、25°～90°五大类别。

结合“双评价”规范，可根据坡度分级数据将武汉市农业耕作条件初步划分为5 个级别，具体见表1，但还需使用土壤质地与水体分布数据进行后续修正。

2.4 土壤粉砂含量数据分级

土壤质地是土壤稳定的物理和自然属性之一，与土壤的通气透水性和保水保肥性紧密相关[7]。其中，土壤粉砂含量对土壤的保肥能力、水分含量、水土保持等方面有重要影响，是农业耕作条件的重要评价指标。“双评价”规范指出，区域土壤粉砂含量大于等于80%时，农业土地资源等级直接取最低等，粉砂含量大于等于60%且小于80%时，将坡度分级结果降一级作为农业土地资源等级。故需先从土壤质地原始数据中提取武汉市粉砂含量数据，并使用重分类工具进行分类处理，分类中断值分别输入60、80、100，分为0%～60%、60%～80%、80%～100%三个类别，分别赋值1、2、3，然后输出土壤粉砂含量分级成果。

2.5 数据类型转换与叠加

若要根据粉砂含量对农业土地资源等级进行降级处理，需使用ArcGIS 软件分析工具（矢量）对坡度与粉砂含量数据进行矢量叠加分析。但经重分类处理获取的坡度与粉砂含量数据均为栅格数据，无法直接叠加。栅格数据和矢量数据是ArcGIS 数据存储的两种重要形式，ArcGIS 内置的多种编辑器可以较好地完成地图生产全过程，为地图分析和数据处理提供新的解决方案[8]。进行叠加分析前需先使用转换工具将武汉市坡度与粉砂含量的栅格数据转为矢量数据。转换时需注意取消勾选简化面选项以保留原始数据的形状，否则各区域范围会发生变化，生成错误的结果。

数据类型转换完毕后，即可使用ArcGIS 叠加分析工具对已转为矢量的坡度与粉砂含量分级数据进行标识分析，将粉砂含量的分级字段标识到坡度分级数据中。打开标识后的坡度分级属性表可知，gridcode 为坡度分级字段，gridcode_1 为粉砂含量分级字段。然后按属性选择工具，在表达式窗口中输入＂gridcode_1＂=2，在坡度分级数据的属性表中选中粉砂含量大于等于60%且小于80%的数据，将农业土地资源分级结果降低一级；再在窗口中输入＂gridcode_1＂=3，选中粉砂含量大于等于80%的数据，将农业土地资源分级结果降为最低级；粉砂含量小于60%的数据则保留原有农业土地资源分级结果。

2.6 水体剔除

河流、湖泊、水库等水体区域显然不适合进行农业耕作，结合“双评价”规范，评价武汉市农业耕作条件时需扣除河流、湖泊及水库水面区域。首先将经过粉砂含量修正后的农业土地资源分级数据与武汉市水系数据进行叠加分析，将水系数据的相关字段标识到农业土地资源分级数据的属性表中；然后选中包含水系相关字段的数据（即有水体的区域），在属性选择工具的表达式窗口中输入＂gridcode＂=1，将农业土地资源分级结果降为最低级，即不适宜农业耕作，其余数据保持不变。

3 专题图制作

获取农业土地资源分级评价结果后，需结合“双评价”规范要求，使用ArcGIS 符号系统相关工具为各等级数据赋予指定颜色。农业相关数据的RGB 色值见表2。RGB 色值设定完毕后，需创建mxd 工程文件保存符号信息，然后切换到布局视图界面，设置图件比例尺、图例等常规地图要素，即可制作武汉市农业土地资源分级图，见图1。

表2 “双评价”农业数据常用RGB色值

4 结果分析

使用融合工具融合相同类别，计算各级别农业土地资源面积可知，高等级区域面积占比9.6%；较高等级区域面积占比39.4%，占比最大；中等等级区域面积占比28.8%；较低等级区域面积占比3.8%；低等级区域面积占比18.4%，主要为水体与低山区域。

党的十九大报告强调“坚持人与自然和谐共生”[9]，“双评价”规范时刻遵循生态优先、因地制宜的原则。“双评价”划定的三区是指生态保护极重要区、农业生产适宜区和城镇建设适宜区[10]，评价农业耕作条件，划分农业生产适宜区时，不能与生态保护区域冲突。若某区域已被划分为生态保护极重要区或重要区，则应从农业土地资源分级图中剔除。对市级区域开展评价工作时，可根据当地地域特色，因地制宜适当补充评价功能、要素与指标，优化评价方法，以获取最能体现区域实际情况的农业土地资源分级成果。

5 结论

本研究使用武汉市DEM 高程、土壤质地、水系等数据作为数据源，通过数据预处理、坡度分析、土壤质地分级、数据类型转换与叠加分析、水体剔除、专题图制作等步骤，快速理清了武汉市农业土地资源分级情况，可为该地区农业耕作条件的评价与农业资源开发利用提供参考。同时，评价时还需与生态、城镇等数据进行综合分析，确保生态优先，农业耕作其次，城镇建设发展居后。还可结合武汉市地域特色适当增加气温、降雨量等其他指标综合分析，但应简便实用，保证其科学性。

分析武汉市农业土地资源分级图可知，武汉市剔除水体区域后的坡度小于6°的较高与高等级农业土地资源区域（除水体外的平坡地与缓坡地）合计占比达49%，总体较适宜于农业耕作；较低与低等级区域合计占比22.2%，主要为水体与低山区域。在进行国土空间开发利用时，应在生态优先的前提下，对农业土地资源等级较高的区域进行合理开发，保障农作物的生产规模与农产品的稳定供应。