基于耕地要素的耕地质量评价指标体系研究及其发展趋势

耕地质量评价作为衡量耕地内在基础条件与外在利用水平的重要手段,而科学合理的指标体系是评价的关键。本文在对耕地和耕地质量概念内涵梳理分析的基础上,基于耕地要素特征构建耕地质量评价指标体系,并提出了耕地质量评价的研究趋势。结果表明:耕地是气候、土壤、地貌、权籍、利用和基础设施等要素综合作用而形成的以种植农作物为主的土地利用类型;耕地质量是由自然因素与社会因素综合作用而形成的满足作物生长的适宜性程度,包括气候条件、地貌状况、土壤特性、利用特征、权籍属性和基础设施等方面,并具有保障国家粮食安全、满足公众对高效生产、绿色食品供给等多重效用的能力;基于耕地要素特征,从气候、地貌、土壤、基础设施、权籍和利用等层面构建耕地质量评价指标体系;耕地质量评价研究应注重多目标的综合评价,通过构建时间与空间的多尺度评价体系,借助遥感、地理信息系统等"3S"技术创建耕地质量诊断与评价新模式。     

基于多元主体协同的县域耕地质量调控模式与整治时序分区

基于耕地利用与保护过程中多元主体协同的综合视角构建耕地质量调控模式,探索耕地质量整治时序分区及其具体应用模式,对合理有序地开展耕地资源整治与建设具有重要意义。该研究以华北集约化农区曲周县为研究区,在耕地质量评价的基础上,运用生态位障碍因子诊断模型识别耕地质量障碍因子,并结合耕地质量建设主体动力特征,从主体和客体协同视角构建耕地质量调控模式,进而基于耕地质量空间分布特征划分耕地质量整治分区,探索不同分区耕地质量调控模式的具体应用及其整治时序。结果表明:1)曲周县耕地质量以高等和中等为主,共占耕地总面积的77.42%,平均等级为2.54,总体处于高等质量和中等质量之间,但耕地质量局部呈现显著的正向集聚性;2)曲周县耕地质量各个指标不同障碍度等级的面积特征具有显著的差异性,耕地质量的主要障碍因子为有机质含量、地下水埋深、灌溉保证率、土壤阳离子交换量、全氮、有效磷和土体构型;3)基于政府、农户、村集体、企业、高校等不同主体建设动力,以耕地质量主要障碍因子整治为基本导向,从主导、核心、参与、指导、纽带等角度分析政府、农户、企业、高校、村集体等主体在生长条件、肥力水平、生产条件、水盐状况等不同维度...     

基于耕地质量评价的鄱阳湖区耕地整理规划

区域耕地质量评价是耕地整理的基础工作,为耕地整理专项规划、耕地整理项目设计提供了科学依据。从耕地整理的基本要求出发,选取耕地自然条件和耕地利用条件2个基本因素,土层厚度、土壤质地、土壤有机质、土壤侵蚀、地形坡度、排灌状况、田间道路状况、田块规整度等8个影响因子,建立耕地质量评价指标体系。采用多因素综合评判法将环鄱阳湖区12县(市)的耕地分成4个等级,分析其空间分异特征,并结合各区域耕地质量主要限制因子,提出可行性耕地整理措施,为区域耕地整理宏观控制提供了一种新思路。     

国内外耕地培育的差异与思考

本文介绍了欧洲的种养一体化,北美的测土推荐施肥、休耕轮作、保护性耕作、法律限定以及环境约束下的耕地培育模式等;将我国耕地培育分为耕地生产力障碍因子消除和耕地生产力因子平衡提高两个阶段。指出地力基础、农业生产目标、耕地培肥理念、管理方式和环保理念的差异导致了国内外耕地培育方式的不同。耕地培育与施肥的关系不明确、耕地培育目标不清晰、耕地培育法规不健全是我国耕地培育的主要障碍。还探讨了我国现代良好耕地的定义,如何培育良好耕地,"耕地培肥"与"耕地培育"的概念等问题。提出了划分不同耕地功能区、制订严密科学的耕地质量指标体系、健全耕地培育法律法规体系、正确引导农民科学培肥耕地是我国耕地培育发展的方向。     

沈阳市耕地质量等别提升潜力评价研究

  目的  以沈阳市为研究区域,评价其耕地提质改造潜力,以期提升耕地质量等别和生产能力,落实耕地占补平衡制度,更有效地保障国家粮食安全。  方法  基于农用地分等成果,运用主成分分析法和专家打分法构建了涵盖分等因素改良可行性和分等指数临界状态两个评价维度,包含限制因子数量及限制程度、分等指数与上一等耕地分等指数差值两个评价指标的耕地提等潜力评价模型;采用综合因子得分法与限制性因子判定结合法测算了耕地提等潜力,划分耕地提等潜力区域,并识别耕地提等主导限制因子,确定耕地整治类型。  结果  沈阳市耕地提等高潜力区面积为10849.72 hm2,仅占总面积的1.37%,主要分布在新民市;中潜力区面积为106990.79 hm2,占总面积的13.49%;低潜力区和无潜力区面积分别为384595.93 hm2和290536.32 hm2,两者占总面积的85.14%,耕地提等主导限制因子有排水条件、有效土层厚度等。  结论  沈阳市耕地质量提等潜力不大,在中、高潜力区可通过工程措施改良有效土层厚度、排水条件等限制因子推动耕地提等工作。     

耕地土壤健康及其评价探讨

开展面向耕地的土壤健康评价,对保障我国粮食安全和生态文明建设具有紧迫的现实意义.针对相关研究中土壤健康概念抽象、评价尺度杂糅等普遍性问题,及欧美主流技术路线中的局限性,文章从概念解构的视角进行了探讨,提出研究框架,以期为我国耕地土壤健康评价工作提供参考.首先,通过构建基于土壤功能与胁迫的土壤健康观,从理论方面将耕地土壤...     

余杭区新垦红壤耕地肥力特征及地力评价

提高补充耕地质量是实施区域耕地占补平衡的重要保障。为全面了解杭州市余杭区新垦耕地的质量状况及其针对性地提出新垦耕地的改良措施,本文采用田间调查与采样分析相结合的方法,把区内2012~2014年建成的天目山东麓347.83 hm2新垦红壤耕地划分为72个评价单元,开展了新垦耕地肥力的全面调查,并按照《浙江省耕地质量评定与地力分等定级技术规范》对耕地地力进行了综合评价。结果表明,区内新垦红壤耕地普遍存在"砂"、"酸"、"瘦"和"生"等限制因素,耕层土壤质地为砂土的耕地占比达56.88%,土壤呈强酸性的耕地占比高达86.35%,有机质含量在20 g kg-1以下的耕地占70.43%。总体上,耕地地力在中下水平,多属于二等4级和三等5级。分析认为立地条件较差是导致新垦红壤耕地地力偏低的主要原因。施用碱性改良剂降低土壤酸度和加强以提升有机质为核心的土壤培肥管理是该区新垦红壤耕地质量提升的重要举措。     

基于因素法和SVM模型的耕地质量评价方法研究

为减少耕地质量评价工作中确定评价指标权重人为因素的影响,选取江西省奉新县为研究对象,引入机器学习技术,建立基于SVM模型的耕地质量评价模型,探索客观、高效的耕地质量评价方法。本文应用因素法和SVM模型法分别对奉新县耕地质量等别进行划定,通过对比分析两种方法的评价结果,对两种方法的优劣及适用条件进行了判定。结果表明,与因素法相比,SVM模型法具有等别划分高效的优势;SVM模型法耕地质量评价结果的正确率高达96.93%,符合耕地质量评价精度要求。应用SVM模型进行耕地质量评价具有测算高效、受人为因素干扰小等优点,可以广泛应用于耕地质量等别更新、新增耕地质量等别划定等工作。     

耕地质量多维评价与利用分区——以黄骅市为例

耕地利用分区对于未来区域空间的有序开发利用具有指导意义,对耕地质量进行多维度解析评价是拓展传统耕地质量评价理论的重要途径,是保证分区工作“落地”的关键。以“三位一体”统一质量观为理论依据,以河北省黄骅市为研究区,在构建集成“空间—功能—环境”的耕地质量三维解析评价框架的基础上,运用Spearman秩相关系数和G^*热点分析工具表征三维质量的空间相关性,最后基于以上成果进行耕地利用分区,提出差别化管理建议。结果表明:(1)黄骅市各维度耕地质量分值存在空间分异。高值区主要分布于黄骅市西部和北部,低值区则主要分布于黄骅市西南部。(2)黄骅市各维度耕地质量之间存在强烈的空间关联效应。自然环境与社会环境呈现强权衡关系,空间特征与规模、物质生产功能呈现强协同关系; 不同维度质量的冷热点分布格局可能相似,同一维度质量的却可能存在空间冲突。(3)将黄骅市划分为生产优势保护区、休闲农业发展区、规模效益提升区、休耕整治区和潜在功能挖掘区5个区域,各耕地利用区特点各异,应因地制宜进行耕地差别化利用与管护。研究结果对于增强耕地利用分区的可操作性具有实践意义,为优化耕地利用保护路径提供参考。     

基于GIS的江苏省耕地质量等级评价

为科学评价江苏省耕地质量等级,提升耕地质量管理水平,按照国家标准《耕地质量等级》(GB/T 33469-2016),确定了适用于江苏省的耕地质量统一指标体系和等级划分标准,并应用GIS技术进行耕地质量数据处理和等级划分。结果表明:江苏省耕地质量高、中、低等级耕地分别占全省耕地总量的31.55%、48.05%、20.40%。各农区耕地质量等级由高到低依次为太湖农区、里下河农区和沿江农区、宁镇扬丘陵农区和徐淮农区、沿海农区。江苏省耕地主要存在盐碱、障碍层次、酸化、瘠薄、渍潜5类障碍因素,盐碱型主要分布在沿海农区、徐淮农区,障碍层次型主要分布在宁镇扬丘陵农区、徐淮农区、太湖农区,酸化型主要分布在里下河农区、宁镇扬丘陵农区,瘠薄型主要分布在沿江农区、徐淮农区,渍潜型主要分布在里下河农区、太湖农区。研究结果可为全面掌握江苏省耕地质量等级,了解存在的主要障碍因素,有针对性地培肥改良,促进耕地质量进一步提升提供科学依据。     

基于多层级指标的省域耕地质量评价体系构建

为了更好表征耕地质量的空间差异,服务耕地的保护与管理,合理的耕地质量评价体系更为重要。省域尺度耕地质量评价现有思路与方法的改进,能够科学量化省域内耕地质量的分布,实现耕地质量省级统筹可比。该研究试图建立以表征气候影响的熟制为控制轴,以土地条件和工程条件为评价轴的评价体系,并且构建级别评价三维魔方,创新评价结果查询模式。选择河北省内丘县为研究区进行试点评价,评价结果显示,1级地9 681.30 hm~2,占全县耕地总面积的31.88%;2级地11 708.28 hm~2,占38.56%;3级地6 739.46 hm~2,占22.19%;4级地2 112.59 hm~2,占6.96%;5级地123.55 hm~2,占0.41%,多层级指标方法评价结果对内丘县域内耕地质量的分布规律有较好的表达,与县域自然地貌条件分布趋势基本一致。评价结果与农用地分等定级成果对比分析表明,多层级指标方法技术操作简捷,显化了整治工程因素,实现了省域耕地质量可比,可为土地整治、耕地占补平衡、基本农田保护及其他有关土地管理工作提供依据。     

非耕农用地耕种功能恢复适宜性评价模型构建

恢复非耕农用地耕种功能是落实耕地“进出平衡”政策的基础和保障耕地动态平衡的重要内容。科学确定非耕农用地耕种功能恢复适宜性等级是合理安排恢复工作进行的依据。该研究运用文献借鉴法、熵权法、限制性因子评价法、加权指数和法等方法，从生产、生态、经济3个维度构建了包含12项评价指标的非耕农用地耕种功能恢复适宜性评价模型，并选取沈阳市康平县借助ArcGIS软件完成对非耕农用地耕种功能恢复适宜性的评价过程。结果表明：康平县内生产、生态、经济3个方面的恢复适宜性情况存在明显的空间分异特征；非耕农用地耕种功能恢复适宜区域综合评价分值较为集聚，范围为[1.951，3.201]，不适宜区域赋值为0；康平县非耕农用地耕种功能恢复适宜性等级划分为高度适宜、中度适宜、低度适宜、勉强适宜及不适宜；各个行政区非耕农用地耕种功能恢复适宜性平均水平都达到了低度适宜及以上等级；低度适宜及以上等级的非耕农用地面积占比为67.68%，大多为其他林地与乔木林地，恢复难度较小；在所有等级中，勉强适宜的非耕农用地面积占比最多，为32.30%，主要土地利用类型为其他林地、乔木林地与果园，恢复难度较大；不适宜这一等级最少，全部为坡度大于25°的其他林地。研究结果可为未来非耕农用地耕种功能的实际恢复工作提供参考。     

基于变化向量的耕地利用方式变化下耕地质量评价

耕地利用方式变化下耕地质量的变化研究意义重大。该文以浙江省耕地质量监测试点松阳县为例,以变化向量凸显耕地利用方式变化,探讨基于变化向量的耕地利用方式变化下耕地质量变化的快速评价方法。充分考虑各特征向量之间的联系以及不同意义不同量纲元素间的共同作用问题,选择典型相关分析CCA(canonical correlation analysis)构建变化向量;采用CCA为基础的多元变化检测MAD(multivariate alteration detection)最大限度的消除相关性影响,以方差最大的形式凸显耕地利用方式变化下耕地质量的变化;选择基于高斯混合模型(GMM)的期望最大化算法(EM)快速评价耕地利用方式变化下耕地质量的变化情况。重点分析基于快速评价的耕地利用方式变化下耕地质量变化区域的空间分布及其和传统因素法的对比分析。结果表明:基于变化向量法得到的耕地质量变化结果与传统的因素法在监测耕地质量水平不变的吻合度在80%~100%以上,耕地质量水平提高的吻合度在16.6%~50%,耕地质量水平下降的吻合度在66.7%~100%。提出的基于变化向量法的耕地质量变化评价模型能对耕地利用方式变化下耕地的质量变化做出正确的评价,评价方法科学、合理、易操作推广,为合理优化配置耕地利用方式提供定量数据支撑。     

土地整治项目提升耕地质量可实现潜力测算

耕地质量潜力测算是土地整治项目设计的基础工作,其测算方法有待进一步研究。该文依据农用地分等方法和数据,利用自然等指数、利用等指数,构建可实现潜力测算模型,测算出经土地整治后自然等、利用等别提升的可实现潜力。以中江县土地整治项目进行了实证研究,在利用预评价法对项目区分等因素可改变和消除的幅度进行了可行性分析的基础上,测算了项目区耕地质量可实现潜力。结果表明,整治后项目区自然及利用等指数均可有所提升,分等单元的省自然等、利用等指数提升区间为171.24～605.34、89.30～232.96,国家自然等、利用等指数提升区间为161.10～471.67、62.26～162.09。按照划分等别区间分值转换后,省自然等、省利用等、国家自然等、国家利用等分别平均提升0.66等、0.63等、0.84等、0.62等。该研究方法符合当地土地整治实际情况,提高了耕地质量潜力测算的应用性,可为土地整治项目设计编制和耕地质量建设提供参考。     

耕地质量观的演变与再认识

耕地质量对农业效益、粮食安全、耕地资源可持续利用能力具有重要影响。明确耕地质量概念、构成、特点和影响因素,对于加强耕地质量基础理论研究、推动土地整治与高标准农田建设、开展耕地质量管理实践工作具有重要意义。该文在梳理当前3种主要耕地质量观、剖析质量与土地质量内涵的基础上,阐述了新的耕地质量观。主要结论如下:1)当前主要存在基于耕地自然属性、自然-经济双重属性和多重属性的3种耕地质量观,他们既存在先后演化关系,又同时并存、互有区别;2)质量是产品一组固有特性满足要求的程度,土地质量是土地满足某种利用类型特定要求的能力和程度;3)耕地质量是耕地本身的特性满足农业生产并获取经济利润,以及满足人类福祉的程度,包括地力质量、工程质量、空间质量、生态环境质量、美学与文化质量;4)耕地质量具有生产性、内在性、综合性、空间性和时间性,耕地质量受到自然要素、工程要素和社会因素及其组合特征的影响。在耕地质量的理论研究与管理实践中,应充分考虑耕地质量的综合性,防止以偏概全;应将耕地质量的客观性与耕地质量需求的主观性有机统一;应根据耕地评价目的、监测的空间尺度和时间频率,科学构建耕地质量指标及评价指标体系,以科学合理地评价耕地质量状况。     

考虑耕地质量差异影响的江苏省耕地集约利用评价

为了耕地集约利用评价在不同区域间具有可比性,该研究首先阐释了耕地集约利用评价的可比性问题,然后利用耕地可实现产能利用强度指标消除耕地质量差异对粮食产出的影响,分析江苏省不同地区耕地可实现生产能力的发挥程度,在此基础上评价了江苏省的耕地集约利用水平。研究结果表明：耕地质量较优的苏南地区耕地可实现产能利用强度普遍较低,苏中、苏北部分耕地质量较差地区较高;江苏省耕地集约利用水平一般,苏中地区耕地集约度高于苏南和苏北,集约度较高的地区主要集中在沿江、环太湖及盐城、徐州的部分地区。耕地集约利用水平较均衡的是南京、常州、淮安等市,差异较大的是无锡、苏州、盐城等市,苏南各地耕地集约利用水平相比苏中、苏北更不均衡。     

城乡建设用地挂钩中补充耕地质量等别确定方法

针对目前城乡建设用地增减挂钩工作补充耕地质量无法保证的现状,该文以农用地分等成果为基础,构建了“事先(专项规划环节)-事中(实施规划环节)-事后(归还环节)”3个环节的补充耕地等别评定程序;并针对“挂钩”不同环节中补充耕地的“状态”不同,构建补充耕地等别不同评定方法.诸如:在专项规划环节构建运用相邻地域法、最低限值法来“模拟”补充耕地的自然质量属性值,并计算相应自然质量等别,最后利用各等别面积权重值计算出全部拆旧地块补充耕地的自然质量综合等别的评定方法;在实施规划环节构建利用复垦方案中复垦工程标准,采用目标值法给拆旧地块补充耕地自然质量属性赋值,并计算相应的自然质量等别.最后利用构建的“挂钩”中补充耕地评定程序和方法,对沈北新区城乡建设用地增减挂钩项目进行实证分析,并取得了较好预期效果.     

基于最小数据集与LESA体系的县域耕地质量评价

建立科学合理的县域耕地质量评价体系对快速准确摸清耕地质量家底和建立耕地保护分区具有重要指导意义。该研究基于主成分分析法建立最小数据集精选指标,构建土地评价与立地条件分析（land evaluation and site assessment,LESA）体系,开展耕地质量综合评价,分析耕地质量区域分布特征及差异性特征并划定耕地保护分区。结果表明：1）自然质量指标最小数据集由砂粒、有机质、全钾、有效磷、pH值、综合污染指数、耕层质地、容重、阳离子交换量组成,立地环境指标最小数据集包括排水条件、连片度、生态兼容性、河流距离、路网密度、灌溉能力、农田林网化率、耕地利用类型。2）采用LESA评价模型计算耕地自然质量指数及立地环境指数,确定LESA体系为FLESA=0.5FLE+0.5FSA（FSA、FLE、FLESA分别为耕地立地环境条件、自然质量条件和综合分值）,采样点综合评分为51.517～81.838。综合比选各插值误差检验结果后采用普通克里金法进行耕地质量结果空间插值,评价单元耕地质量综合评分为52.148～79.624。3）铁岭县耕地资源可划分为5个等级区：1级区划分为永久基本农田核心保护区,占比20.52%;2级区划分为耕地自然地力条件重点治理区,占比36.79%;3级区和4级区耕地土壤和立地条件均存在多样性的限制因素,可划分为耕地综合整治区,占比36.33%;5级区划分为耕地生态自然保育区,占比6.36%。4）经计算基于最小数据集与LESA相结合的评价结果有效系数为0.615,相对偏差系数为0.009,说明该体系耕地质量评价结果准确,可信度较高。该研究成果简化了县域耕地质量评价指标体系,量化了自然质量与立地条件协同关系,为开展耕地质量提升和保护利用提供了理论和方法依据。     

基于农用地分等修正的土地整治项目对耕地质量的影响评价

土地整治可提升耕地自然质量,改善耕地生产条件,研究土地整治项目对耕地质量的影响具有一定意义。该文以上高县2012年土地整治项目为例,在耕地质量等别年度更新的基础上,分析土地整治项目工程对耕地自然质量和生产条件的影响,通过判别耕地自然质量稳定因素和变化因素,增加土地利用修正因素构成评价体系,按农用地分等思路,从整治前后耕地质量等别的变化来研究土地整治项目对耕地质量的影响,并通过多元回归分析方法分析对耕地质量影响较显著的因素。研究结果为：整治后研究区自然质量等从9.06等提升至8.81等,利用等从6.03等提升至4.68等;土地整治项目对耕地质量变化影响较显著的因素主要有：有机质含量、土壤pH值、排水条件、灌溉保证率、田块规整度、路网密度。研究结果表明：耕地自然质量变化因素和土地利用修正因素的选取可准确反映土地整治项目工程特征,评价结果也符合耕地质量真实情况。该文的农用地分等修正方法对于整治后耕地质量评价是可行的,同时评价结果可作为土地整治绩效提供依据。