云南省不同海拔梯度耕地自然质量等特征分析

余 菊, 郑宏刚, 文 杰, 彭 云, 李 攀

(1.云南农业大学 水利水电与建筑学院, 昆明 650201;2.云南省国土资源厅国土规划整理中心, 昆明 650224; 3.云南农业大学 体育学院, 昆明 650201)

云南省不同海拔梯度耕地自然质量等特征分析

余 菊1, 郑宏刚1, 文 杰2, 彭 云3, 李 攀1

(1.云南农业大学 水利水电与建筑学院, 昆明 650201;2.云南省国土资源厅国土规划整理中心, 昆明 650224; 3.云南农业大学 体育学院, 昆明 650201)

针对农用地分等规程中未将海拔作为分等因素的情况，以云南省为例，探明耕地自然质量等随海拔梯度变化的规律。通过采用传统数理统计分析和统计学空间分析相结合的方法，综合分析耕地自然质量与海拔梯度的相关性。结果表明：自然质量等总体上呈现随海拔升高而降低的趋势，但海拔梯度在1 500～2 000 m和3 500 m以上的区域内有轻微的回升。因此，海拔层面的垂直分布直接影响到区域耕地结构，准确反映不同海拔区域耕地资源配置状况，对合理利用和保护耕地资源，挖掘资源潜力，提高农业资源利用效率，促进经济社会的可持续发展有着重要的现实意义。

海拔梯度; 耕地; 自然质量等; 云南省

人多地少的基本国情，决定了我国必须实行世界上最严格的土地管理制度[1]。土地资源作为人类最基本的生活资料和最主要的劳动对象,随着人口不断增长,日益显现出人地关系紧张化的态势[2]。云南省山区比重大、少数民族多、耕地后备资源难以开发利用。全省山区和半山区占土地总面积的94%，相对平缓的土地只占6%左右。而农业人口却约占总人口的70%，耕地资源呈现人多地少、耕地后备资源严重不足的局面[3]。耕地是人类的生产资料和生活资料，具有粮食生产能力和经济潜力[4]。农用地尤其是耕地的数量、质量状况，直接影响全省经济发展、粮食安全以及社会稳定。

自然质量等是耕地质量的直观表现形式，其空间分布规律的研究成果可以为基本农田保护、耕地占补平衡、区域开发和农田建设提供参考依据[5]。耕地自然质量等指数是耕地分等的一个中间成果,依据是作物生产力的原理,即在作物的光合速率一定(各种作物的光合速率是固定的)和投入与管理水平最优的情况下,该作物的产量，决定于光照、温度、水分、土壤等因素综合影响的土地质量[6]。自然质量等描述的是除了气候条件以外的其他耕地田间条件，包括土壤、地形、排水和灌溉等构成的耕地质量状况，即耕地满足作物生长需要的程度[7]。我国地形起伏大，人地关系矛盾突出，众多学者对合理利用土地问题进行了大量的研究[8-9]。云南省在以往的历史过程中，针对本省域在土壤、农业气候区划、农业水利区划、土地利用区划、土地资源调查等方面进行过一定层次和深度的研究[10-11]，但从海拔的角度来分析耕地质量状况的研究却较少。为了进一步完善耕地质量评价体系，弥补农用地分等规程中未将海拔因子作为分等因素的情况，本文将海拔因子纳入自然质量等指数的计算，来探讨不同海拔梯度耕地自然质量等的分布特征。

1 材料与方法

1.1 研究区概况

云南省的海拔差异显著，省内最高点是滇藏交界的德钦县怒山山脉梅里雪山主峰卡格博峰，海拔6 740 m；最低点在东南部与越南交界的河口县境内，南溪河与元江交汇处，海拔仅为76.4 m，海拔高差达6 663.6 m，由南向北，平均每公里海拔升高6 m[12]。然而云南省绝大部分农用地均分布在3 500 m以下, 3 500 m以上已基本无耕地分布。据此可将云南省的耕地按照海拔从低到高，以500 m为距离划分为八个梯度。这八个梯度依次为：500 m以下，500～1 000 m，1 000～1 500 m，1 500～2 000 m，2 000～2 500 m，2 500～3 000 m，3 000～3 500 m，3 500 m以上。500 m以下的耕地自北向南主要分布在伊洛瓦底江、怒江、澜沧江、红河的两岸，比这些江河小一些的河流两岸也有零星分布，而且随着海拔的降低，河流两岸500 m以下的耕地也逐渐有增加和连片的趋势。其中：富宁、耿马、河口、金平、景洪、勐腊地区有较多单元的分布；屏边、水富、绥江、新平、元江、元阳地区有一定单元的分布；而沧源、东川、个旧、广南、绿春、麻栗坡等地有少量单元的分布。

1.2 数据来源与处理方法

本文依据云南省各县农用地分等成果和《中国耕

地质量等级调查与评定》(云南卷)作为研究的基础资料。以云南省农用地分等国家级汇总数据库成果(比例尺1∶50万)的数据资料为基础，采用计算机图形处理技术进行数据分割处理。对不同海拔梯度的耕地资源状况进行分析。

采用综合指数法来进行耕地利用评价的计算。综合指数法的基本思路是在耕作制度的控制下，从作物光温潜力出发，经作物产量比系数折算成全国可比的标准粮，再测算耕地自然质量分，按照积分法综合成可比的评价数量指标[13]。利用EXCEL软件建立初步数据库，同时进行分析计算，成果完成后建立云南省耕地利用评价的基础数据库。采用MAPGIS软件建立数据库、编制成果图件、量算面积和统计，并在此基础上，系统分析不同海拔梯度耕地自然质量等的空间分布规律及特点。

1.3 自然质量等计算方法

通过指定作物自然质量等指数的计算模型计算各评价单元的耕地自然质量等指数。云南省耕地利用评价等别划分采用等间距法，耕地自然质量等根据评价单元的自然质量等指数值，以200分一个等别间距进行耕地自然质量等的划分。计算中，为使等别取整，采取了小数位数只进不舍的方法。从而得到各海拔梯度的耕地自然质量等。然后根据耕地自然质量等采用分等单元面积加权的方法得到平均自然质量等。

2 结果与分析

2.1 不同海拔梯度自然质量等分布特征

云南省耕地的自然质量等分布范围为1—28等，按海拔梯度对各自然质量等的面积进行统计，并计算出各海拔梯度中相同自然质量等的耕地面积占全省同等别耕地面积的比例，结果如表1所示。

从云南省耕地分布的海拔来看，海拔500～3 500 m的范围内均有耕地分布，高差大，垂直分布层次明显，可为当地农业生产提供不同的种植资源配置条件。云南省耕地数量总计为6.12×106hm2，主要分布在海拔1 000～2 500 m的区域。其中，海拔梯度为1 000～1 500 m的为2.19×106hm2，占全省耕地数量的35.82%；海拔梯度为1 500～2 000 m所占比例为31.02%，其对应的耕地面积为1.90×106hm2；海拔梯度为2 000～2 500 m的为1.18×106hm2，在耕地总量中所占比例为19.33%。各海拔梯度耕地分布详见图1。

表1 不同海拔梯度耕地自然质量等面积及其比例

数据来源：云南省各县农用地分等成果和《中国耕地质量等级调查与评定》(云南卷)。

图1 按海拔梯度划分云南省耕地面积分布

根据对云南省耕地利用评价单元的计算分析，结合表1、各县(市、区)的土地利用现状图及云南省海拔梯度划分结果等相关因素对全省耕地自然质量等进行分析，云南省耕地自然等面积呈典型的偏态型分布。其中：随着等别的增加，耕地具有渐渐向低海拔地区分布的趋势。

1—4等地基本上分布在海拔2 500 m以上的地区，这些地区在省内海拔较高，它们在滇西北、滇西、滇东北等地区有分布。这些地区海拔高差显著，地形和气候复杂多样，生态系统脆弱。当地水土流失严重，生态系统一旦破坏就很难修复。特别是在人类干扰，开垦耕地的过程中，由于土地利用方式的改变，造成土质变劣，跑水、跑土、跑肥，加之当地人口、资源、环境方面的压力，使耕地质量很难恢复[14-15]。这些原因导致了当地的耕地的自然质量一直很低。

5—15等地基本上分布在海拔1 000～2 500 m的地区，这些地区除了在滇西北、滇西、滇东北等这些省内海拔较高和西双版纳、普洱等这些海拔较低的地区分布较少外，全省都有大面积的连片分布。这些地区的地形以大小不一的盆地为主,耕地主要分布在盆地中。云南省的中部大部分地区地势起伏平缓，红土高原特征突出，季节温差较小，雨量丰富，适合作物生长，这些地区的耕地质量较高，是云南省最适宜种植作物的地区，大部分区域的自然质量较高[16]。而滇东南区地势起伏平缓，但岩溶地貌较为发育，高差悬殊也比较大，该区域的气候差异也较大，部分地区的自然质量相对低些。

16—28等地无明显分布规律，但几乎全部分布在2 500 m以下，特别是在西双版纳、普洱等地。这些地区地势平缓，光、温、水、气资源丰富，非常适宜种植热带作物，耕地的自然质量很高。

2.2 自然质量等在不同海拔梯度间的变化规律

通过面积加权法，计算研究区13 868个省级评价单元的平均自然质量等，然后根据海拔梯度对它们进行分类，每一个类别的都求出它们的平均自然质量等，得出关系见图2所示。

由图2可知：除了海拔梯度在1 500～2 000 m和3 500 m以上的区域内平均自然质量等的值有轻微的回升以外，平均自然质量等总体上呈现随海拔升高而降低的趋势。其中：海拔梯度在500 m以下耕地的平均自然等为13.44，这些地区光、热、水、土资源丰富，自然条件很好；海拔梯度在500 m至2 000 m耕地的平均自然等为10.09至10.84，这些地区的自然条件次之；海拔梯度在2 000 m至2 500 m，2 500 m至3 000 m耕地的平均自然等为8.65，6.87，这些地区的自然条件再次之；海拔梯度在3 000 m至3 500 m，3 500 m以上耕地的平均自然等为5.71，5.96，这些地区的自然条件最差。由自然条件的好坏可知：在河谷地区(海拔2 000 m以下),光热水土条件好,土壤肥力高,粮食产出高;在半山区(2 000～3 000 m),由于海拔的增加,光热条件相对河谷地区要差,粮食产量有所降低;在高寒山区(3 000 m以上),由于气温低,光热条件差,坡耕地零星分散,旱地为主,粮食产量低。

图2 海拔梯度与平均自然质量等关系

3 结论与讨论

通过以上分析，本文的主要研究结论是：自然质量等总体上呈现随海拔升高而降低的趋势，但海拔梯度在1 500～2 000 m和3 500 m以上的区域内有轻微的回升。换言之，海拔层面的垂直分布直接影响到区域耕地结构，准确反映不同海拔区域耕地资源配置状况。建议在农用地分等中,对于海拔差异较大、耕地在各个海拔都有分布的地区,将海拔作为影响因子纳入到农用地分等的计算中。鉴于农用地分等结果需要在省际和县际之间可比,因此在全国范围内是否统一选用海拔因子还需在今后工作实践中进一步研究。

本文的研究成果可为农业发展方向和途径的选择、结构的调整、耕作制度的改革、新品种的引入推广、栽培技术措施的应用、以及建立良性的农业生态系统提供重要依据。对合理利用和保护耕地资源，挖掘资源潜力，提高农业资源利用效率，促进经济社会的可持续发展有着重要的现实意义。

耕地资源的自然质量等受多种自然因素的共同作用，海拔梯度只是多种自然因素中的一种。因此，今后应研究其他因素对耕地自然质量的影响，丰富耕地自然质量等的研究内涵。

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CharacteristicsofCultivatedLandNaturalQualityatDifferentElevationGradientsinYunnanProvince

YU Ju1, ZHENG Hong-gang1, WEN Jie2, PENG Yun3, LI Pan1

(1.CollogeofHydropowerandArchitecture,YunnanAgriculturalUniversity,Kunming650201,China; 2.LandPlanningandConsolidationCenter,YunnanAdministrationofDepartmentofLandandResources,Kunming650224,China; 3.CollogeofSports,YunnanAgriculturalUniversity,Kunming650201,China)

Yunnan province was taken as an example in this study. The purpose of this study is to find out the essential of natural quality of cultivated land changing with elevation gradients because elevation is not taken account of the grading factor for farmland classification procedures. The correlation of cultivated natural quality and elevation gradient was comprehensively analyzed by using the methods combining the traditional mathematical statistics analysis with statistical analysis.With this methods, natural quality appears the trend that it will reduce if the altitude increases on the whole, but it was a slight recovery in the area where the gradients are 1 500～2 000 meters and above 3 500 meters. The results indicate that elevation level of the vertical distribution directly affects the regional cultivated land structure. It accurately reflects the status of cultivated land resource allocation in different elevation areas, it has important practical significance in enhancing the resource potential, improving the utilization efficiency of agricultural resources and promoting the economic and social sustainable development.

elevation gradient; cultivated land; natural quality; Yunnan Province

2013-10-29

：2013-12-01

国土资源部资助项目“云南省农用地分等研究”(20060915)

余菊(1989—),女,湖北黄冈人,硕士研究生,主要从事土地资源配置与可持续利用研究。E-mail:minifish0929@163.com

郑宏刚(1971—),男,云南禄丰人,副教授,主要从事水土保持与国土资源利用研究。E-mail:ynhg61@126.com

F301.24

：A

：1005-3409(2014)04-0224-05