歐陽雪 張永福

摘要?以阿克蘇地區(qū)新和縣為例，基于 ArcGIS 和SPSS軟件，對(duì)影響新和縣耕地綜合質(zhì)量的所有評(píng)價(jià)單元進(jìn)行空間屬性賦值。采用了特爾斐法及文獻(xiàn)閱讀法來賦值影響新和縣耕地綜合質(zhì)量各評(píng)價(jià)因素的權(quán)重。通過回歸分析法，建立了耕地減少率與距離因素的4種關(guān)系模型，進(jìn)一步分析了新和縣各區(qū)位因素、各鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）耕地立地條件的優(yōu)劣狀況。在LESA計(jì)算方法下，定性與定量相結(jié)合地分析了新和縣耕地利用的社會(huì)經(jīng)濟(jì)條件以及耕地自然質(zhì)量?jī)?yōu)劣。最后，根據(jù)計(jì)算值，將新和縣耕地分為4個(gè)等級(jí)，3種類型。

關(guān)鍵詞?耕地質(zhì)量;立地條件;基本農(nóng)田

中圖分類號(hào)?F?323.211文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼?A

文章編號(hào)?0517-6611（2019）23-0071-05

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2019.23.023

開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識(shí)碼（OSID）：

Comprehensive Evaluation of Cultivated Land Quality and Site Conditions in Xinhe County Based on GIS

OUYANG Xue1，2，ZHANG Yong?fu1，2

（1.College of Resources and Environment Sciences，Xinjiang University，Urumqi，Xinjiang 830046;2.Key Laboratory of Oasis Ecology under Ministry of Education，Xinjiang University，Urumqi，Xinjiang 830046）

Abstract?Taking Xinhe County in Aksu area as an example，we evaluated the spatial attributes of all evaluation units affecting the comprehensive quality of cultivated land in Xinhe County based on ArcGIS and SPSS software.Delphi method and literature reading method were used to assign the weight of each evaluation factor affecting the comprehensive quality of cultivated land in Xinhe County.By means of regression analysis，four relationship models of cultivated land reduction rate and distance factors were established，and the advantages and disadvantages of cultivated land site conditions in Xinhe County and each township （town） were further analyzed.Under the LESA calculation method，the social and economic conditions and natural quality of cultivated land in Xinhe County were analyzed qualitatively and quantitatively.Finally，according to the calculated value，Xinhe County farmland was divided into four grades and three types.

Key words?Cultivated land quality;Site conditions;Basic farmland

隨著城市化的深入發(fā)展，人民生活水平和社會(huì)經(jīng)濟(jì)水平提高，秉承著“天上看，地上查，網(wǎng)上管”的要求，在國(guó)土領(lǐng)域，遙感和地理信息系統(tǒng)等新興技術(shù)有了很大的提升和改進(jìn)，它們?cè)谙嚓P(guān)產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用也越來越廣泛[1]。近年來，相關(guān)部門出臺(tái)了一系列有關(guān)劃定基本農(nóng)田以及保護(hù)基本農(nóng)田的政策文件、法律法規(guī)，這表明國(guó)家對(duì)這項(xiàng)工作的重視和認(rèn)可。

基本農(nóng)田劃定工作研究中，學(xué)者們主要考量的因素包括縣域內(nèi)人口對(duì)農(nóng)產(chǎn)品的需求，以及未來數(shù)年內(nèi)縣域內(nèi)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展所能帶動(dòng)的建設(shè)用地以及占耕地的數(shù)量[2]。地區(qū)或地州將國(guó)家下發(fā)的總指標(biāo)分解到各個(gè)縣市，再由各個(gè)縣市依據(jù)自己擬定的未來發(fā)展方向及重點(diǎn)發(fā)展項(xiàng)目的要求，上級(jí)“十三五”規(guī)劃中對(duì)縣市的定位來確定未來縣域內(nèi)基本農(nóng)田的空間分布位置[3]。綜上所述，對(duì)基本農(nóng)田的位置進(jìn)行合理的劃定，保護(hù)耕地集中連片分布模式不改變，保障農(nóng)產(chǎn)品的穩(wěn)定生產(chǎn)力是國(guó)土工作者的一項(xiàng)重要任務(wù)。這也是保障當(dāng)?shù)丶Z食安全生產(chǎn)，保證糧食產(chǎn)量的一項(xiàng)重要舉措，對(duì)于維護(hù)社會(huì)經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定持續(xù)發(fā)展也有著重要意義。

在研究影響基本農(nóng)田劃定的因素中，大多數(shù)學(xué)者偏重于探究耕地的自然條件對(duì)基本農(nóng)田位置劃定的影響而忽略社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平對(duì)農(nóng)田劃定的影響。然而事實(shí)表明，不論是耕地的自然質(zhì)量還是區(qū)域內(nèi)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)因素，它們都共同決定著縣域內(nèi)基本農(nóng)田布局的穩(wěn)定性及合理性[3]。

該研究立足于耕地自然質(zhì)量和區(qū)位立地條件2個(gè)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)其進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，深入探討耕地質(zhì)量和區(qū)位條件變化對(duì)農(nóng)田位置劃定的影響。使得在未來的經(jīng)濟(jì)發(fā)展中，基本農(nóng)田布局能持續(xù)穩(wěn)定集中連片分布，使其產(chǎn)生最大的經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益。

1?研究區(qū)及數(shù)據(jù)來源

1.1?研究區(qū)概況

新和縣位于新疆維吾爾自治區(qū)西部，阿克蘇地區(qū)東部。東隔渭干河與庫(kù)車相望，北隔卻勒塔格山與新和縣相鄰，南部連沙雅縣英買力鄉(xiāng)、二牧場(chǎng)，西與阿克蘇市、溫宿縣毗鄰。根據(jù)第二次農(nóng)村土地調(diào)查2014年統(tǒng)一時(shí)點(diǎn)變更數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)規(guī)劃分類數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)的結(jié)果，2014年新和縣轄區(qū)總面積為582 046.09 hm2，其中農(nóng)用地面積為212 514.51hm2，占土地總面積的36.51%，建設(shè)用地面積為9 747.42hm2，占土地總面積的1.67%，其他土地面積為359 784.16hm2，占土地總面積的61.81%。

1.2?數(shù)據(jù)來源與處理

該研究采用的數(shù)據(jù)包括新和縣1∶5萬數(shù)字高程模型（DEM 30 m分辨率）;新和縣社會(huì)經(jīng)濟(jì)年鑒數(shù)據(jù)、地質(zhì)災(zāi)害分布圖;2014年新和縣土地利用現(xiàn)狀數(shù)據(jù)庫(kù)（包括農(nóng)村居民點(diǎn)分布情況、河流分布情況、交通道路分布情況、農(nóng)村道路分布、耕地分布及連片度情況、工商業(yè)用地及城鎮(zhèn)中心布局等分布數(shù)據(jù)）、1∶5萬新和縣土壤圖，包含土壤有機(jī)質(zhì)含量，土層厚度等。利用ArcGIS軟件建立統(tǒng)一的空間投影系統(tǒng)，并柵格化為20 m×20 m。

1.3?評(píng)價(jià)單元

該研究在2014年新和縣土地利用現(xiàn)狀圖的基礎(chǔ)上疊置最新的土地變更數(shù)據(jù)以及土壤質(zhì)量等級(jí)分布圖和行政區(qū)界線圖，將新和縣耕地劃分出17 358個(gè)評(píng)價(jià)單元。

2?研究方法

2.1?指標(biāo)選取賦值及權(quán)重的確定

為了客觀地評(píng)價(jià)影響耕地質(zhì)量的多個(gè)因素，該研究在國(guó)內(nèi)學(xué)者構(gòu)建的基本農(nóng)田劃定指標(biāo)體系的基礎(chǔ)上，參考了美國(guó)的LESA體系，參照2014年新和縣農(nóng)用地分等定級(jí)成果，對(duì)耕地質(zhì)量和立地條件分別進(jìn)行評(píng)價(jià)，在此基礎(chǔ)上，構(gòu)建適合新和縣的縣域永久基本農(nóng)田劃定指標(biāo)體系[4]。該研究根據(jù)新和縣的實(shí)際情況，選取了反映自然質(zhì)量條件和基礎(chǔ)設(shè)施條件的8個(gè)LE指標(biāo);反映區(qū)位條件、耕作條件和政策條件的8個(gè)SA指標(biāo)。并采用特爾斐法及文獻(xiàn)閱讀法來確定指標(biāo)權(quán)重。

2.2?耕地綜合質(zhì)量評(píng)價(jià)體系

2.2.1?耕地自然質(zhì)量（LE）評(píng)價(jià)。利用綜合指數(shù)模型計(jì)算LE分值，公式為：

LEij=nj=1Wijfij

式中，LEij為耕地質(zhì)量指標(biāo)中第i個(gè)評(píng)價(jià)單元第j個(gè)指標(biāo)的總評(píng)價(jià)分值;Wij為第i個(gè)評(píng)價(jià)單元第j個(gè)指標(biāo)評(píng)價(jià)因子的權(quán)重;fij為第i個(gè)評(píng)價(jià)單元第j個(gè)指標(biāo)的分值[5]。

參考《新和縣農(nóng)用地分等成果技術(shù)報(bào)告》，選擇地形坡度、土壤質(zhì)地、土壤有機(jī)質(zhì)含量、有效土層厚度等指標(biāo)，建立耕地質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，見表1。表1中，Ei為評(píng)價(jià)單元因子實(shí)際值;Emin為評(píng)價(jià)單元因子最小值;Emax為評(píng)價(jià)單元因子最大值;fi為因子i的作用分值;S為面積;L為長(zhǎng)度。

2.2.2?耕地立地條件（SA）因素。利用綜合指數(shù)模型計(jì)算SA分值[16] ，公式如下：

SAij=nj=1Wijfij

式中，SAij為立地條件指標(biāo)中第i個(gè)評(píng)價(jià)單元第j個(gè)指標(biāo)的總評(píng)價(jià)分值;Wij為第i個(gè)評(píng)價(jià)單元第j個(gè)指標(biāo)評(píng)價(jià)因子的權(quán)重;fij為第i個(gè)評(píng)價(jià)單元第j個(gè)指標(biāo)的分值[7]。

影響評(píng)價(jià)耕地立地條件的因素主要包括中心城鎮(zhèn)因素、農(nóng)村居名點(diǎn)分布條件、道路分布、河流水系因素等[8-10] 。具體如表2所示。中心城鎮(zhèn)因素帶來的有利作用主要體現(xiàn)在方便對(duì)農(nóng)作物進(jìn)行種植、管理。道路分布情況可以清楚地反映耕作區(qū)交通通達(dá)程度，離道路越近的耕作區(qū)，其農(nóng)產(chǎn)品和生產(chǎn)資料的運(yùn)輸效率越高，對(duì)于農(nóng)民來說，耕作距離越短，農(nóng)民的生產(chǎn)效率越高，生產(chǎn)積極性也越高[11]。但另一方面，由于便利的交通條件，大多數(shù)建設(shè)用地選址都會(huì)選擇靠近道路的兩側(cè)，這導(dǎo)致道路附近的耕作區(qū)極易被占用。河流水系分布可以反映耕作區(qū)灌排條件的情況好壞，靠近河流的地方，獲取水源越是容易，這也更利于農(nóng)作物生長(zhǎng)，提高農(nóng)作物的產(chǎn)量。

（1）該研究量化了耕地減少速率與區(qū)位因素距離關(guān)系模型，參照測(cè)算出的耕地減少速率與各區(qū)位因子之間的擬合關(guān)系，來確定各區(qū)位因素影響耕地的風(fēng)險(xiǎn)距離。模型表達(dá)式如下：

Y=aXb

式中，X為耕地到各個(gè)區(qū)位因素的距離;Y為在該區(qū)位因子影響下耕地的減少速率。

（2）該研究借助ArcGIS軟件中的near工具，分別計(jì)算耕地單元到不同區(qū)位因子的距離，通過ArcGIS，以不同的區(qū)位因子為中心，以100 m為緩沖距離建緩沖區(qū)，接著計(jì)算各個(gè)緩沖區(qū)內(nèi)減少耕地面積與該緩沖區(qū)內(nèi)耕地面積的比值[12-14]。

（3）利用SPSS 19.0軟件建立各區(qū)位因素影響下的耕地被占速率與各區(qū)位因素影響距離的關(guān)系模型。

2.3?耕地質(zhì)量適宜性評(píng)價(jià)?新和縣耕地質(zhì)量適宜性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系及權(quán)重見表3。

（1）將LE與SA的權(quán)重系數(shù)a與b按照標(biāo)準(zhǔn)糧產(chǎn)量法進(jìn)行無量綱的歸一化處理，把指標(biāo)數(shù)據(jù)壓縮到0～1，以0.1為間隔逐一取值，公式如下：

x*=（x-min）/（max-min）

式中，max為樣本數(shù)據(jù)的最大值;min為樣本數(shù)據(jù)的最小值;x*為變量x歸一化處理后的值。

（2）計(jì)算得出不同權(quán)重系數(shù)下的LESA綜合分值，運(yùn)用SPSS 19.0軟件，計(jì)算綜合分值與標(biāo)準(zhǔn)糧產(chǎn)量的相關(guān)系數(shù)，取相關(guān)系數(shù)最大值，來確定LE與SA之間的最佳權(quán)重系數(shù)[15]。計(jì)算公式如下：

LESA=aLEij+bSAij（a+b=1）

（3）采用多因素加權(quán)求和模型，耦合耕地自然質(zhì)量、立地條件的計(jì)算結(jié)果對(duì)每個(gè)斑塊適宜性進(jìn)行綜合分值計(jì)算。公式如下：

i=nj=1Wjaij/n

式中，i為加權(quán)平均值;aij為指標(biāo)值;Wj為指標(biāo)權(quán)重;i為試驗(yàn)次數(shù)，i=1，2，…，n;n為指標(biāo)數(shù)。

（4）根據(jù)計(jì)算分值分等定級(jí)：80～90分為優(yōu)質(zhì)耕地（一、二級(jí)地）、65～80分為中等耕地（三級(jí)地）、50～65分為低等耕地（四級(jí)地），根據(jù)分值的高低基本農(nóng)田耕地質(zhì)量分等圖。

3?結(jié)果與分析

3.1?耕地綜合質(zhì)量評(píng)價(jià)

3.1.1?耕地自然質(zhì)量評(píng)價(jià)。根據(jù)LE值的測(cè)算結(jié)果，如圖1顯示：

（1）在新和鎮(zhèn)飛地及塔木托格拉克鄉(xiāng)以西分布區(qū)，該區(qū)由于較好的地理位置環(huán)境受區(qū)位因素及土壤質(zhì)地影響較大，耕地的有機(jī)質(zhì)含量高和有效土層厚度較厚;土壤鹽漬化程度較輕，自然災(zāi)害發(fā)生次數(shù)少;耕地面積大且呈現(xiàn)集中連片分布狀態(tài)，對(duì)當(dāng)?shù)貋碚f是良好的大片耕作區(qū)選擇。

（2）在桑塔木農(nóng)場(chǎng)、玉奇喀特鄉(xiāng)東部和塔木托格拉克鄉(xiāng)北部分布區(qū)內(nèi)的耕地綜合質(zhì)量較優(yōu)，土壤的有機(jī)質(zhì)含量較高，有效土層厚度為中等水平。土壤鹽漬化程度較輕，耕地斑塊分布較為集中。

（3）中心城區(qū)范圍內(nèi)的耕地土壤有機(jī)質(zhì)含量和有效土層厚度較低，土壤鹽漬化程度比較嚴(yán)重，土壤質(zhì)量較差，整體耕地的空間結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)出零星式分布狀態(tài)，農(nóng)業(yè)綜合生產(chǎn)產(chǎn)量低，對(duì)于居民來說非常不便于日常耕作且很難將當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)生產(chǎn)推向機(jī)械式、大規(guī)模、集中式發(fā)展?？偟膩碚f不適宜進(jìn)行耕種。

3.1.2?耕地立地條件評(píng)價(jià)。耕地被占速率與各區(qū)位因素影響距離的關(guān)系模型見圖2?；貧w分析擬合結(jié)果顯示：

（1）4個(gè)模型中，都存在著耕地面積減少速率隨著耕地到各評(píng)價(jià)因素距離的增大不斷下降的一般趨勢(shì)，其中在中心城區(qū)與農(nóng)村居民點(diǎn)因素2個(gè)模型中耕地面積下降速率更快，這表明城市化推進(jìn)中，中心城區(qū)與居民點(diǎn)的不斷拓建直接影響著耕地的數(shù)量和空間布局情況。

（2）在道路和中心城區(qū)模型中，距離到達(dá)一定拐點(diǎn)處后（此拐點(diǎn)對(duì)應(yīng)的距離為風(fēng)險(xiǎn)距離），耕地減少速率較為緩慢，耕地面積基本不隨距離變化而減少，這表明該區(qū)域受來自城鎮(zhèn)和道路的擴(kuò)張影響較小，被占用的可能性較小，耕地?cái)?shù)量基本保持穩(wěn)定。

（3）在河流水系模型中，隨著距離的增大，耕地減少速率主要呈上升狀態(tài)，最后趨于平緩。這表明該區(qū)域內(nèi)，受河流水系的影響，耕地離河流水系越近，耕地減少的速率越快。

（4）耕地被占速率與距離關(guān)系模型見表4 。

3.2?耕地適宜性評(píng)價(jià)

（1）根據(jù)LESA綜合分值計(jì)算結(jié)果，將新和縣耕地等級(jí)分為4個(gè)等級(jí)區(qū)，其中一、二級(jí)優(yōu)先劃入建設(shè)區(qū)，三級(jí)區(qū)重點(diǎn)劃入建設(shè)區(qū)，四級(jí)區(qū)可以作為有條件劃入建設(shè)區(qū)（表5）。

（2） 據(jù)加權(quán)指數(shù)法[15-16]，得到的新和縣耕地綜合質(zhì)量分值為51.5～80.3分，該研究采用自然斷裂法（nature breaks）將新和縣耕地質(zhì)量劃分為優(yōu)質(zhì)地（10等）、中等地（11等）、低等地（12等），見圖3、4[17]，見圖3、4。其中優(yōu)等地面積為21 494.43 hm2，占總面積的42.84%，中等地面積為22 985.91 hm2，占耕地總面積的45.81%，低等地面積為5 699.79 hm2。占耕地總面積的11.36%。

4?結(jié)論

（1）該研究以新和縣耕地綜合質(zhì)量作為基本農(nóng)田劃定的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，從自然質(zhì)量和區(qū)位條件中選取相應(yīng)指標(biāo)，基于ArcGIS軟件建立耕地綜合適宜性評(píng)價(jià)體系。根據(jù)耕地綜合適宜度將耕地劃分為4個(gè)等級(jí)區(qū)：一級(jí)、二級(jí)、三級(jí)區(qū)耕地質(zhì)量高。優(yōu)質(zhì)地中一級(jí)區(qū)內(nèi)耕地面積為4 830.84 hm2，占區(qū)域耕地總面積的9.63%，耕地地塊數(shù)為1 666塊。位于新和鎮(zhèn)飛地及塔木托格拉克鄉(xiāng)以西，該區(qū)內(nèi)受區(qū)位因素及土壤質(zhì)地影響較大，耕地的有機(jī)質(zhì)含量和有效土層厚度較高。在新和縣耕地質(zhì)量條件差異較小的條件下，可優(yōu)先將該區(qū)域的優(yōu)質(zhì)耕地劃為永久基本農(nóng)田。

（2）優(yōu)質(zhì)地中二級(jí)區(qū)內(nèi)耕地面積為16 663.59 hm2，占耕地總面積的33.21%，地塊數(shù)為5 769塊，占總地塊的3324%。該區(qū)域耕地的區(qū)位優(yōu)勢(shì)隨著距離增加逐級(jí)遞減，整體上看受中心城區(qū)的影響較小，可通過人為改造后劃入為基本農(nóng)田。一級(jí)、二級(jí)區(qū)為優(yōu)先調(diào)入耕地，分布較為集中緊湊，土壤肥沃，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率高，區(qū)位條件優(yōu)越，連片度高適宜農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，今后可作為劃定永久基本農(nóng)田對(duì)象。該耕地主要分布在新和鎮(zhèn)飛地范圍、塔木托格拉克鄉(xiāng)西南部。

（3）中等地三級(jí)區(qū)內(nèi)耕地面積為22 985.91 hm2，占全區(qū)總面積的45.81%，地塊數(shù)為7 946塊。該區(qū)域耕地立地條件區(qū)位優(yōu)勢(shì)不明顯，受農(nóng)村居民點(diǎn)區(qū)位影響較大，可以通過人為改善措施，完善水利基礎(chǔ)設(shè)施，鋪設(shè)渠排管道，擴(kuò)大電網(wǎng)分布，以此來提高耕地的綜合質(zhì)量。該區(qū)域耕地主要分布在桑塔木農(nóng)場(chǎng)、玉奇喀特鄉(xiāng)東部和塔木托格拉克鄉(xiāng)北部，耕地綜合質(zhì)量較優(yōu)，但分布零散，可以作為劃定基本農(nóng)田重要補(bǔ)充對(duì)象。

（4）低等地四級(jí)區(qū)耕地面積為5 699.79 hm2，占耕地總面積的11.36%，地塊數(shù)為1 977。四級(jí)區(qū)為耕地質(zhì)量差并且主要分布在中心城區(qū)范圍內(nèi)。由于受城區(qū)發(fā)展因素的影響如交通、區(qū)位條件和城區(qū)建筑布局等，耕地呈零星式分散分布，產(chǎn)量低綜合，評(píng)價(jià)結(jié)果較低。建議該區(qū)域進(jìn)行退耕還林還草工作 ，合理布局，進(jìn)行生態(tài)文明建設(shè)。

（5） LESA的綜合性豐富了耕地入選基本農(nóng)田的理論體系[6]。該研究以新和縣縣域內(nèi)永久性基本農(nóng)田劃定為例，得到耕地質(zhì)量及區(qū)位綜合評(píng)價(jià)結(jié)果。但永久性基本農(nóng)田的劃定工作是一項(xiàng)復(fù)雜又長(zhǎng)期的工作，由于數(shù)據(jù)獲取的難度，無法對(duì)一些因素做定量化分析，如居民意愿、政策因素等[18]。這將是下一步研究基本農(nóng)田問題的突破性問題，應(yīng)當(dāng)做更進(jìn)一步的深入學(xué)習(xí)和探討，尋求新方法、新思路，突破基本農(nóng)田劃定工作中的難題，能對(duì)更多的因素做定性與定量的研究。

參考文獻(xiàn)

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