基于因素组合的耕地质量等级监测样点布控方法

科学确定耕地质量等级监测样点布控方法,形成中国耕地质量动态监测布控体系,是掌握耕地质量动态、支撑国家粮食安全的重要技术依据。该文基于标准样地设置,以滇黔高原山地区为例,提出以耕地质量等别为控制,熟制—土壤类型—海拔—土地利用系数—土地经济系数因素组合确定监测样点的方法,即因素组合法;其步骤为：根据因素组合类型初步确定监测点数量;依据面积比例修正各等别监测点数量;基于GIS确定和选取监测点空间位置和来源,形成监测样点;构建模型对监测点代表性进行检验。结果表明,滇黔高原山地区确定144个监测样点,其中7个来源于国家级标准样地,44个来源于省级标准样地,93个来源于耕地分等单元图斑;采用因素组合法形成滇黔高原山地区监测样点,能够实现国家尺度上二级区内对耕地质量变化的动态监测,监测样点满足统计学要求和面积代表性。基于因素组合的耕地质量监测样点布控方法,可以为建立覆盖全国的耕地质量监测体系提供借鉴,为中国耕地数量、质量并重的宏观管理提供技术支撑。     

基于平衡转换的国家级农用地分等成果汇总方法

为了分析省级农用地分等成果转化为国家级成果方法的科学性,该文以西部12省农用地分等汇总数据库为基础,采用所抽取的13 302个调查样点,建立了各省省级利用等指数与标准粮产量的回归方程,运用平衡转换的方法,完成了各省省级成果向国家级成果的转换,并采用西部区1088块省级标准样地属性数据对转换结果进行模型验证。研究结果表明：采用平衡转换的方法将西部区耕地划分为12个国家级利用等别,等别范围为4～15等;采用标准样地（样点外）对转换模型进行验证,模拟标准粮产量与实际标准粮产量之间相关性较高（R2≥0.64,n≥45）;基于耕地生产能力的平衡转换方法实现了宏观尺度上的省级农用地分等成果向国家级成果的转化;实现了省级和国家农用地分等成果的分级使用,有利于农用地质量的分级管理,为深化不同尺度的农用地分等成果的应用提供科学依据。     

中国西部区国家级标准样地分布特征及代表性

从宏观尺度上把握西部区国家级标准样地数量、质量、空间分布特征及对耕地的代表性程度,对建立和完善覆盖全国的耕地质量监测体系意义重大。该文以西部区(12个省、市、自治区)农用地分等及标准样地数据为基础,分析西部区国家级标准样地在等别(质量)、耕作制度二级区上的数量分布状况,基于GIS剖析标准样地的空间分布特征,基于统计学等定量方法对国家级标准样地代表性程度进行验证。结果表明:从数量分布来看,西部区国家级标准样地在等别范围4~15每个等别上均有分布,但在各等别上数量差异较大;在各二级区上数量分布不均匀,其中5个二级区没有标准样地分布,主要集中在7个二级区。从空间分布来看,西部区国家级标准样地总体上处于均匀分布,但空间分布差异显著,均匀分布和凝聚分布并存。最后,根据西部区国家级标准样地的分布特征和代表性检验结果,提出西部区国家级标准样地布设的优化调整建议。     

中国耕地等别分异特性及其对耕地保护的影响

为了深刻地认识耕地质量,科学地进行耕地质量保护与建设,基于中国耕地质量等级调查与评定工作成果及1:50万国家级农用地分等汇总数据库,对比分析了中国省域的耕地质量等别分异特性。该文分析确定了“优等地分布范围小,低等地分布范围广,省际间及省内耕地等别分异规律复杂”的中国耕地等别基本特征;应用标准亩的概念,以全国1等耕地和广东省平均等5.4等耕地为基准,核算出中国标准耕地总量分别为45?750.7?khm2和68?390.2?khm2;并结合全国土地利用总体规划给定的2020年各省基本农田保护面积,提出了划定永久基本农田要统筹考虑基本农田保护率的法律要求和各省耕地质量等别实际。基于上述研究结论,建议在土地整治规划、基本农田调整划定、高标准基本农田建设和永久基本农田保护中都要坚持数量质量并重,以耕地等别提升和产能建设为核心,建立动态监测和报告制度。     

县域-市域耕地地力评价结果尺度转换方法及应用研究

针对当前县际耕地地力评价结果不能直接对比汇总、市域评价不能有效利用县级评价成果的难题,以河南省漯河市为例,对县域-市域耕地地力评价结果的尺度转换方法进行研究。在县域耕地地力评价结果与市域耕地地力评价结果一致性分析的基础上,提出了基于概念性产量和标准样地县的县域-市域耕地地力评价结果尺度转换方法;实证研究表明现有漯河市各县(区)与市域耕地地力评价结果吻合情况存在差异,其中舞阳县一致性最好;以舞阳县为标准样地县,构建标准样地县耕地地力等级与概念性产量关系表,以此为标准,调整其它县(区)耕地地力等级,生成市域耕地地力评价结果;通过各县(区)粮食概念性产量与调整后耕地地力等级的变差分析验证调整结果的合理性,结果表明各县(区)概念性产量与调整后的地力等级均呈现显著的一致性,表明调整生成的市域评价结果符合实际,提出的尺度转换方法合理可行。     

基于网格的耕地质量分等成果省级汇总方法

耕地质量分等成果由县、省、国家3级成果组成,省级成果由县级成果汇总获取,是农用地分等工作中必不可少的环节。由于传统的汇总方法对汇总底图的过分依赖性,导致汇总效率低下,汇总后的质量完全取决于汇总底图的质量。基于该缺陷,该文提出利用网格取代汇总底图,将县级成果按照“权属-地类-等别”进行分类,根据面积占优原则确定对应网格所属类别,并通过空间最邻近方法寻找距离县级单元最近的网格单元,建立“网格-县级分等单元”的追溯关系。该文提出了以县行政代码、网格所在行列码、等别、地类组成21位省级汇总网格的编码方法。最后利用平均中心和标准差椭圆检验汇总前后耕地空间分布的相似性。以北京市大兴区为研究区进行了实例验证,大兴区根据“地类-自然等-利用等-经济等”组合共分为8类,根据大兴区耕地的分布,最终确定688个有效耕地网格。利用该文方法实现了省级汇总。经过检验表明,汇总前后耕地分布的平均中心和分布方向仅相差405.6 m和0.34°,说明该汇总方法保证了汇总前后耕地空间分布的一致性。与依赖汇总底图的方法相比较,省去了制作底图的工作量,提高了工作效率,并且将省级耕地定位在每个网格中,通过网格编码能够快速查找到对应位置的耕地质量,方便管理和应用。     

基于Kriging估计误差的县域耕地等级监测布样方法

为了监测耕地的质量等级,通常采取抽样调查的方法.由于空间样本间存在不独立性等原因,传统抽样方法效率低、精度不高.为此,该文提出基于Kriging估计误差的布样方法,定义了反映Kriging估计情况的统计量作为评估监测网的标准,通过分析样本量与抽样精度的变化趋势确定最优样本容量,将调整过的方形格网作为监测网的基础,在泰森多边形限制下对监测网优化增密,并选用部分标准样地作为监测点.以北京市大兴区为例对该方法进行验证,结果表明,当监测点数同为48时,该文方法均方根误差小于简单随机抽样、分层抽样以及单一使用格网布样的方法,预测总体均值的相对误差为0.07%.因此,该文方法使用较少的监测点反映县域耕地等级的分布状况和变化趋势,能够满足县域耕地等级监测的需求.     

基于监测指标复合式控制区的耕地质量监测点布设方法

为探寻耕地质量监测点布设方法,解决现有监测点空间布局不合理、针对性不强,监测精准化程度差和监测成本过高的问题.该文以耕地地力调查与质量评价成果为数据源,在样点数据分析基础上,采用变异系数法、可视离散化法、克里格插值法、叠加法,以及误差理论和抽样理论,确定监测控制区层级、层级划分区间及与之对应的监测点位数量,形成监测指标复合式控制区,布设监测点位.以克山县为例进行技术应用,将11个指标200个监测点位进行2200次测试化验,110 kg土壤样本消耗量、44万元监测费用的方案,优化至7个指标30个监测点位进行81次测试化验,4.05 kg土壤样本消耗量、1.62万元监测费用,增强了耕地质量监测的针对性,降低了监测成本和资源消耗,且研究布设监测点位数据对耕地地力调查与质量评价数据具有较好的代表性.该方法切实可行,具有很好的应用价值,可以通过较少的投入,获取精准、较大的信息量,可为耕地质量监测点位优化提供方法借鉴.     

县域耕地的样地法评价

该文首先进行了县域耕地样地法评价的方案设计，该方法的核心是在耕地质量分计算中，将评价单元的特征与设置与评价区域内的标准样地进行对比后完成的。然后应用样地法将河南省南阳市卧龙区的耕地评价为Ⅰ～Ⅷ等。Ⅰ～Ⅲ等的耕地中，有87.6%的面积分布在冲积、湖积平原区；Ⅳ～Ⅵ等耕地中，有61.4%的面积分布在垄岗区；而Ⅶ、Ⅷ等耕地集中分布在丘陵区。样地法所划分耕地等别的分布在总体上合理地体现了不同地貌类型及土壤条件下耕地质量的差异。利用210个样点单元的标准粮产量与其对应样地法耕地质量分进行线性拟合，判定系数等于0.876的含义是指标准粮产量的变异中有87.6%是由耕地质量分引起。样地法耕地质量分的高低较好地反映了耕地的生物生产力水平。所以，所设计的样地法可为中国县域样地法耕地评价提供方法与模式参照。     

基于LESA综合评价模型的耕地质量定级方法

为准确掌握耕地生产效益水平,进一步满足当前国土管理需要,对耕地质量定级方法进行了研究。选取河南省固始县为研究对象,以LESA综合评价模型为基础,结合耕地质量等别更新成果及相关土地提质工程成果,综合分析评定了耕地质量级别,并以耕地产能为依据验证了定级结果。结果表明:基于LESA综合评价体系,固始县的耕地分为6—13级,级别越高,耕地质量越好。其中,9—13级的耕地自然条件较优,地块规则,利于机械耕作;6—8级的耕地自然质量水平较差,集中连片程度低,耕作较为不便。根据耕地产能对定级结果可靠性进行验证,定级结果符合实际产出。基于LESA综合评价模型的耕地质量定级方法不仅继承和沿用了耕地分等成果,还通过选取工程指标体现了高标准基本农田建设成效,突破原有规程法定级结果仅在县域内可比的限制,为耕地定级方法体系研究提供参考。     

中国西部区耕地等别空间分布特征

在总体上把握西部区耕地质量分布特征,对于制定适合西部区耕地质量保护和提升对策意义重大。该文以西部区12省的农用地分等国家级汇总结果为基础,分析了西部区耕地等别在空间上的分布特征。研究结果表明,西部区耕地等别范围为4～15等,平均等别为11.2等,与全国总体水平相比,耕地等别总体偏低;西部各省耕地等别差异明显,广西、四川、重庆等南部省份等别较高,等别集中在6～10等,甘肃、内蒙、青海等北部省份等别较低,集中在10等以后;从土地利用分区来看,西南区的耕地等别高于西北区和青藏区;从标准耕制度分区来看,各一级指标区间耕地质量分布差异明显,华南区、江南区、四川盆地区等地区耕地等别较高,青藏高原、内蒙古高原及长城沿线区、东北区的耕地等别较低;同一指标区内,耕地复种次数越多,等别越高,灌溉水田或水浇地的等别总体高于旱地,海拔低的耕地等别高于海拔高的耕地等别;西部区的耕地等别分布特征表明,优先保护复种指数高的耕地,相同复种指数的优先保护水浇地和水田。该研究为制定西部区耕地空间布局优化、质量提升对策提供依据。     

中国高标准农田建设现状与发展趋势

高标准农田建设是保障中国粮食安全的一项重要举措，中国已进入要逐步把永久基本农田全部建成高标准农田的新时期。为充分了解中国高标准农田建设现状，把握新时期发展趋势，该研究采用问卷调研的形式调研了28个省份高标准农田新建与改造提升工作。结果表明：已建成的高标准农田主要集中在长江中下游区、黄淮海区、东北区，各地已建高标准农田改造提升的需求较大。当前高标准农田建设存在的问题主要是工程设施老化和耕地地力不足，其中，以灌溉排水工程和田间道路工程的老化问题最为凸显，地力问题中最为普遍的是土壤有机质含量低。新时期高标准农田建设应完善各项工程设施配套，重点加强灌溉排水工程、田间道路建设，注重耕地地力提升，因地制宜强化建设规划的科学性，增强建设方案的可行性与生态可持续性。运用新理念、新技术为农田赋能，探索建设高效节水农田、数字智慧农田、绿色低碳农田，不断向建设高效化、信息化、绿色化的现代化农业迈进。研究可为中国新时期高标准农田建设工作提供重要参考，为推动农业现代化提供支撑。     

产量比系数对农用地分等的影响

产量比系数是农用地分等中关键的参数,其测算的是否科学决定了农用地利用等别评价精度,由于中国耕作制度的复杂性和利用方式的多样性,农用地分等规程上要求采用基准作物和指定作物最高产量比法求取产量比系数,如何进行产量比系数改进,提高农用地分等精度是必须要解决的科学问题。该文以上海市崇明区作为研究案例,针对一年两熟区域农用地分等,采用最高产量比法、生产潜力比法、热量比法、市场价格比法、热量—现实生产力综合比法、热量—生产潜力综合比法等6种方法确定产量比系数,并检验不同方法确定产量比系数对农用地自然质量等别和利用等别的影响。研究结果表明,与规程确定的产量比系数方法评价出的农用地自然质量等别和利用等别比较,其他5种方法评价得出的农用地自然质量、利用等别呈现整体上升或整体下降趋势。但是,依据不同方法确定的产量比系数进行农用地评价,对农用地自然质量等别和利用等别的空间质量差异没有影响。     

高标准基本农田建设区域划定方法

大规模建设旱涝保收高标准基本农田是当前中国为增强国家粮食安全保障能力而推行的重要战略举措,但高标准基本农田划定研究尚未见参照做法.该文以北京市平谷区为例,采用多因素综合评价和逐级修正相结合的方法,在基本农田自然质量评价基础上,修正得到基本农田综合质量;结合基本农田质量现状及其限制因子可改造程度,从基本具备高标准条件和经整治后可建成2个层次上划定了高标准基本农田建设适宜区域.研究结果表明,全区适宜开展高标准基本农田建设的基本农田有6036.98 hm2,占基本农田总量的43.54%.其中1026.70 hm2已基本具备建设条件,集中分布在马昌营镇和大兴庄镇等西南平原乡镇,其他5010.28 hm2为经整治后可建成的高标准基本农田建设区,主要分布在南部平原区和半山区.高标准基本农田建设应立足区域特点,分类推进,已具备建设条件的西南部平原区应致力于打造高端的都市型现代农业,整治后可建成的南部平原区需要重点协调高标准基本农田建设与城镇化发展关系,整治后可建成的南部半山区应在提升农田质量的同时维护区域生态安全.     

基于Kriging插值的高效耕地质量监测点布设方式研究——以建瓯市为例

耕地质量是关系国计民生的基础,对耕地质量实行监测是国土资源管理的现实需求,因此高效、可行的监测样点布设对耕地质量等级监测显得尤为重要。本文通过单纯格网法、简单随机抽样法和基于Kriging插值法对建瓯市耕地质量等级监测进行高效样点布设研究。结果表明,基于Kriging插值的布样方法精度最高,且基于Kriging插值方法布设的67个监测样点能够满足监测的精度要求,说明基于Kriging插值方法对建瓯市耕地等级质量监测进行布点是一种高效且可行的方法。     

县级土地类型划分替代耕地分等的可行性探讨

当前所进行的耕地分等工作过程较为繁复,并且至今在理论与实践上均无一个好的的指导操作规程。针对此情况,根据现有的结论性的资料,在系统科学思想的指导下,在县级水平上建立起了一个在理论上更符合土地实际情况和更能反映农业生产实际的三级土地类型分类系统,也为县级耕地分等提供一种新的思路,为能切实将其分类结果应用于耕地分等,从理论和实践上对其进行了论证。     

青海省共和县土地沙化与土地覆盖变化遥感监测研究

以Landsat-TM、ETM＋遥感数据为信息源，对青海省共和县1987年至2002年的土地沙化和土地覆盖变化进行了监测．研究结果表明．应用TM、ETM＋等中分辨率遥感影像，对以县为单位的区域性土地沙化和土地覆盖变化进行监测是适宜的．监测精度可达90％以上；监测期内．研究区的沙化土地面积不断增加，沙化程度也迅速加深，说明沙化土地治理的效果不明显；由于草地围封面积的扩大，一、二类草地的面积显著增加，草场质量显著改善，但由于未封育草地的过牧仍很普遍，三类草地沙化仍很严重；国营农场的撤离和国家退耕还草工程的实施是农田和居民地面积减少的主要原因。     

基于作物营养当量修正产量比系数法的农用地质量分等

产量比系数是农用地分等中的基础参数,由于不同地区产量比系数确定的基础不同,分等结果无法达到全国可比。为提高农用地分等结果的全国可比性,该文依据供给人体所需能量和营养的蛋白质、脂肪、碳水化合物、矿物质、维生素等营养素在不同作物间可比这一特点,选取20种营养素指标和9种标准耕作制度规定作物,构建营养当量修正法,通过计算不同作物"营养当量"来修正产量比系数,并选取北方以小麦为基准作物的河北省曲周县土地整治项目区和南方以水稻为基准作物的江苏省宜兴市丁蜀镇作为案例进行实证,对比通过营养当量修正法和最高产量比法计算产量比系数所得出的农用地自然等的差异。研究结果显示,曲周县土地整治项目区自然等指数区间由2 060～2 896上升为2 516～3 580,等别序列由11～15等上升为13～18等;丁蜀镇自然等指数由区间由2 460～2 918下降为2 013～2 393,等别序列由13～15等下降为11～12等,2个研究区间的农用地自然等别差异扩大。该文可以为相关研究提供参考,为完善农用地质量分等体系提供借鉴。