耕地地力评价与农用地分等的比较研究

何有富 李淑杰 姬冬梅 吴东辉 刘兆顺 解小雨

摘要 我国现行农地评价体系有农业部的耕地地力等级划分体系和国土资源部的农用地分等定级评价体系。该研究以吉林省九台市为代表样区，依据《耕地地力评价指南》和《农用地分等规程》（TD/T1004-2003）对其进行耕地地力评价和农用地分等。通过比较分析耕地地力评价和农用地分等的评价结果，得出耕地地力评价结果与农用地自然质量等分布趋势相同，一致性较强，通过SPSS相关性分析，结果存在一定的线性关系，达到极显著水平;与农用地利用等和经济等分布趋势不同，有一定的差异。该文还提出可以通过转换为粮食产量高低这一媒介将二者进行衔接。

关键词 耕地地力评价;农用地分等;比较研究;九台市

中图分类号 S28 文献标识码 A 文章编号 0517-6611（2014）33-11921-04

Comparative Study between the Soil Fertility Evaluation of Cultivated Land and the Gradation on Agricultural Land—A Case of Jiutai City， Jilin Province

HE You-fu1， LI Shu-jie1*， JI Dong-mei2 et al

（College of Earth Sciences， Jilin University， Changchun， Jilin 130061; 2. Jilin Surveying and planning Institute of Land Resources， Changchun， Jilin 130061）

Abstract Currently， there are two kinds of farmland evaluation systems in China， which are the soil fertility evaluation of cultivated land from the Ministry of Agriculture and the gradation on agricultural land from the Ministry of Land and Resources. Based on Guidelines for the Evaluation of Cultivated Land Fertility and Regulations for Classification on Agricultural Land， the paper gradates the soil fertility of the cultivated land and classifies and gradates the agricultural land in the Jiutai representative farmland. By analyzing the results of the soil fertility gradation evaluation of cultivated land and the classification and gradation evaluation of agricultural land， the paper reveals the same distribution trend between both， the strong consistency. By the correlation analysis of SPSS， the results of a linear relation reach a significant level.

Key words Soil fertility gradation evaluation of cultivated land; Gradation on agricultural land; Comparative study; Jiutai City

基金項目 中国科学院知识创新项目（KZCX2-YW-Q1-07）;高校博士点基金（200801930003）。

作者简介 何有富（1990- ），男，河北张家口人，硕士研究生，研究方向：土地经济与管理。*通讯作者，教授，硕士生导师，从事土地规划管理研究。

收稿日期 2014-10-13

耕地资源作为当前农业生产活动中最为基本的生产资料之一，其自身对于整个国家的社会稳定、社会经济的全面发展都有着不可忽视的重要作用，耕地资源充足，则国家的粮食安全就会有更大的安全保障[1]。当前我国经济发展较快，耕地资源的迅速下降和人口数量的不断上涨形成了鲜明的矛盾。我国耕地资源所面临的是耕地数量迅速下降以及质量逐渐降级的双重困境[2] 。鉴于此种不利情况，如何更加科学合理地对我国的耕地资源进行评估，并依据相应的问题提出具体的解决措施就显得尤为重要。

最近几年，针对当前情况下不同地区耕地质量的差异，农业部在耕地地力评价国土资源部在农用地分等等方面进行了相应的改善工作。正是因为这两方面的工作分别是由2个不同的部门来完成，所采用的评价指标和评价体系存在差异，两个体系之间在整个评价目标、内容和指标方面也存在着一定的区别，也导致了整体管理存在一定的难度和问题[1-4]。鉴于此，笔者以吉林省九台市作为研究样区，采用不同的耕地质量评价体系，对该地区的耕地情况进行评价对比，发现其共同规律和不同特点。此外，还提出尝试建立在同一区域内统一的评价指标体系，以粮食产量为媒介，旨在提高耕地质量评价结果的科学性、可比性，以期能对耕地质量评价工作有所裨益，最终实现二者成果的有效衔接和应用。

1 研究区概况及数据来源

1.1 研究区概况

九台市位于吉林省中部，属长白山与松辽平原过渡地带。该地区气候属典型大陆季风性气候，四季分明。地形以低山、丘陵和平原相互交错为主，地区内的东南部、南部是以低山和丘陵为主，而西南部和西部则是以平原为主。区域中黑土区、棕壤区相互交错[5]。根据九台市土地利用现状更新调查最新成果，九台市总面积3 375.27 km2，现有耕地226 673.91 hm2，其中水田30 356.69 hm2;水浇地327.27 hm2;旱地195 989.95 hm2。 该研究为了对比研究方便，耕地地力评价和农用地分等均只把耕地作为评价对象。

1.2 数据来源

该研究中耕地地力评价资料主要来源于研究区域地形图、土地利用现状图、基本农田保护区图、农田水利分区图、第二次土壤普查成果图等图件;土地利用现状资料、土壤肥力检测资料等。在此基础上，利用我国第二次土地土壤普查结果，获得土壤属性数据，同时利用数字化等高线生成数字高程模型后，获取地形数据（如坡度、剖面构型）。对其他矢量数据（如灌溉保证率）直接与评价单元叠加提取属性。

在研究中，将研究区域地形图、土地利用现状图、土地利用规划图、农田水利分区图、第二次土壤普查成果图等图件;农用地自然条件资料、农用地利用资料和农用地经济资料等作为最为主要和基本的农用地分等资料。与耕地地力评价资料相比，农用地分等资料中土壤属性资料较少，土地利用和土地经济方面的资料较多。

2 评价方法

2.1 耕地地力评价

2.1.1 耕地地力评价单元划分及评价指标体系的确立。

耕地地力评价单元的划分采用土壤图、土地利用现状图的叠置划分法，相同土壤单元及土地利现状类型的地块组成一个评价单元。通过图件的叠置和检索，将九台市耕地划分为40 607个评价单元。

依据《耕地地力评价指南》規定，遵循重要性、差异性、稳定性、易获取性、精简性等原则，综合考虑对研究区耕地地力影响较大、评价区域内变异较大、与评价区域地形密切相关的要求和评价技术标准，九台市耕地地力评价指标采用特尔菲法[6]。从64项指标中选取了10项指标作为研究区域的耕地地力评价的评价因子，并建立了评价层次结构。

2.1.2 单因素评价。

该研究将模糊数学的评价方式引入复杂多变的耕地灰色系统中，以此来进行指标划分。将整个研究分为戒上型和概念型 2 种类型的隶属函数。对于戒上型函数的相应分析，通过不同专家给出的一系列指标值和相应标准值，根据相关数据的回归分析和专家经验做出综合性分析[7]，以此来更加科学合理地确定各因子的分值等级和相应的序列。另外，根据这2组数据在 SPSS 系统中的相应作用，进行准确和完善的拟合计算，求出其对应的隶属函数参数，建立评价因子下的相应隶属函数。对于概念型函数，通过特尔斐法直接得出其隶属度。有机质、全氮、有效磷、速效钾和耕层厚度为戒上型函数，灌溉保证率、排涝能力、成土母质、坡度和剖面构型为概念型函数。

2.1.3 评价指标权重的确定。

在对耕地地力进行评价的整个过程中，该研究采用层次分析法（AHP）来确定各评价因素的权重[8]，计算所得各评价因子组合权重见表1。

2.1.4 计算耕地地力综合指数。

该研究利用累加模型计算耕地综合地力指数（IFI），即对应于每个图斑的综合评价，其函数关系式表示为：

IFI=Fi·Ci（i=1，2，3，…，n）（1）

式中，IFI代表耕地地力综合指数;Fi 表示第i个因素隶属度;Ci 表示第i个因素的组合权重[6] 。

2.2 农用地分等

2.2.1 确定标准耕作制度、基准作物与指定作物。

依据《农用地质量分等规程》（TD/T1004-2003）附录B，查得全国耕作制度分区表，确定九台市复种类型是一年一熟[9]。根据《农用地质量分等规程》（TD/T1004-2003）的规定和九台市实际耕作情况本次耕地质量等级成果评价确定水稻作为九台市的基准作物[9]。根据九台市土地利用现状及农作物种植面积，选取玉米、水稻和大豆作为指定作物。

2.2.2 分等单元和指标区的划分。

基于ArcGIS软件平台，借助ArcGIS空间分析功能模块，以土地利用现状图中的耕地地块图为底图，与等比例尺的诸评价因素分值图和土地利用系数及土地经济系数等值区图相叠加，形成耕地分等评价单元，并建立评价单元的图形和属性数据库。通过单元划分，全市同样形成40 607个分等单元。

基于ArcGIS软件平台，通过DEM数据、土壤图、土地利用现状图等空间信息分析，将九台市划分为1个指标区，即西部平原区。

2.2.3 基本参数的确定。

依据《农用地质量分等规程》（TD/T1004-2003）中提供的吉林省各县（市、区）作物光温（气候）生产潜力计算结果，九台市玉米、水稻和大豆的光温（气候）生产潜力指数分别为2 332、1 541和984[8]。通过样点调查数据统计，并经相关部门论证和实地校核确定，计算得出九台市玉米、水稻和大豆的产量比系数分别为0.641、1和1.575。

表1 九台市耕地地力评价因子及权重

2.2.4 分等因素及其权重的确定。

采用特尔斐测定法选择表层土壤质地、剖面构型、盐渍化程度、土壤有机质含量、土壤酸碱度、排水条件、灌溉保证率 7 项指标作为九台市耕地分等评价指标，进行量化分级处理，赋予不同的权重。九台市耕地分等因素体系及权重确定结果见表2。

表2 九台市西部平原区耕地分等因素权重

2.2.5 土地利用系数和土地经济系数的确定。

该研究中九台市土地利用系数和土地经济系数数据以村为单位通过调查获得。调查过程中，投入数据按标准耕作制度中的基准作物和指定作物的实际投入量计算，以单位面积投入量表示;物质投入包括种子、化肥、农药、地膜、机械使用、农机具折旧等，根据国家市场指导价计算，农家肥按当地平均价格计算;劳动力投入包括生产环节的劳动力投入和必要的农田维护劳动力投入，按当地平均价格计算。产出数据按标准耕作制度中的基准作物和指定作物的实际产出量计算，以单位面积产量表示。

在上述调查数据的基础上，通过计算得到指定作物的土地利用系数和土地经济系数。

2.2.6 耕地自然质量分的计算。

耕地自然质量分计算公式为：

Cij=mk=1wk·fijk100（2）

式中，Cij为分等单元指定作物的自然质量分;i为分等单元编号;j为指定作物编号;k为分等因素编号;m为分等因素的数目;fijk为第i个分等单元内第j种指定作物第k个分等因素的指标分值，取值为0～100;wk为第k个分等因素的权重。

2.2.7 耕地各等指数的计算。

依据下式分别计算出耕地自然质量等指数、利用等指数和经济等指数：

Ri=（αtj·Cij·βj）（3）

Yi=（αtj·Cij·βj·KLj）（4）

Gi=（αtj·Cij·βj·KLj·KCj）（5）

式中，Ri为第i个分等单元的自然质量等指数;αtj为第j种作物的光温生产潜力指数或气候生产潜力指数;Cij为第i个分等单元第j种指定作物的自然质量分;βj为第j种指定作物的产量比系数;Yi为第i个分等单元的利用等指数;KLj为分等单元所在等值区第j种指定作物的土地利用系数;Gi为第i个分等单元的经济等指数;KCj为分等单元所在等值区第j种指定作物的土地经济系数。

3 耕地地力评价与农用地分等评价结果对比分析

3.1 耕地地力评价等别的确定

借助和利用等间距法，确定九台市耕地地力综合指数，为更好地确定数据分级方案，将耕地地力综合指数按从大到小的顺序均匀地划分为6等份。为了保持与农用地分等结果等级一致，将耕地地力等级颠倒，即综合指数越大，耕地地力级别越高，耕地质量越好。各级综合指数界限及结果见表3。

表3 九台市耕地地力等级综合指数值

3.2 农用地分等等别的确定

经计算得到研究区耕地自然质量等指数为892～1 390，利用等指数为606～999，经济等指数为400～740。采用总分频率曲线法确定等别，根据曲线的斜率突变点（拐点）作为划分各等指数的临界点[10]。为了方便比较，将耕地自然质量等、耕地利用等和耕地经济等均划分为6个等别。在农用地分等中，等指数越大，农用地等别越高，质量越好。各等别面积汇总见表4。

表4 九台市耕地自然质量等别、利用等别、经济等别面积汇总

3.3 耕地地力评价与农用地分等结果的对比分析

比较分析九台市耕地地力评价和农用地分等结果，发现九台市耕地地力评价级别与农用地各等别均呈单峰分布。由表3、4可知，九台市质量较好的四等和五等地分布较多且所占比例较大，这与农用地自然等别面积比例分布相耦合;九台市农用地利用等五等地面积变少，分布最多的是四等地;九台市经济等与耕地地力等级面积分布存在较大差异，三等地和四等地在经济等中分布较多。

针对该地区的空间和地域特点，苇子沟、龙家堡、纪家、卡伦等几个乡镇的耕地地力相对比较优厚，这些地区多为低阶地和冲积洪积台地，坡度一般小于3°，基本没有侵蚀和障碍因素，黑土层深厚，土壤肥沃、地势优越适于种植玉米、大豆、水稻等高产作物。评价等级较好的四等、五等地多分布于苇子沟、龙家堡、卡伦、沐石河、纪家、其塔木和九郊等乡镇，主要分布在平坦的冲积洪积台地、高河漫滩和漫岗的顶部，所处地形也较为平缓，成土母质以河流沉冲积物为主，土壤主要养分含量较高，绝大多数耕地没有侵蚀或者侵蚀较轻，农田基础设施配套较完善。三等地主要分布在沐石河、波泥河、其塔木、城子街、东湖镇和西营城等乡镇，这些地区大都处在岗坡地、冲积洪积台地和低河漫滩上，坡度一般小于10°，有轻度、中度土壤侵蚀，黑土层多在10～20 cm之间，土壤养分含量中等。耕地地力评级等级较低的一等、二等地面积比例相对较小，多分布于其塔木、波泥河、胡家、土们岭等乡镇的侵蚀剥蚀高低丘陵、小起伏低山及低河漫滩上，所处地形较陡，大部分耕地有土壤侵蚀，土壤大都存在障碍因素，土壤结构较差，多为块状结构，土壤有机质含量不高，适于种植耐瘠薄作物或退耕还林、还草。

为了深入分析耕地地力评价与农用地分等结果的关系，以评价单元的耕地地力的综合质量分和农用地各等别等指数作为评价结果，利用SPSS 软件对数值进行相关性分析并绘制相关性散点图（图1）。图1（a）、（b）显示，耕地地力评价综合指数与农用地自然等指数和农用地利用等指数2组数据的波动趋势相仿，存在一定线性关系[10]，图1（c）显示，耕地地力评价综合指数与农用地经济等指数相关性不是很明显。利用SPSS软件对3组数据进行函数拟合，判断系数R2 分别为0.907、0.615和0.382，统计检验的相伴概率均小于0.01，说明耕地地力评价综合指数与农用地自然等指数的确存在着显著的线性关系，并且通过F检验，在置信度 0.01 的情况下，两者的相关关系达极显著水平，其拟合关系如下：

y1=1 531.418x+312.056（6）

y2=1 072.185x+259.371（7）

y3=885.315x+191.508（8）

式中，y1为农用地自然等指数;y2为农用地利用等指数;y3为农用地经济等指数;x为耕地地力评价综合指数。公式（6）为耕地地力评价综合指数与农用地自然等指数系函数关系式，公式（7）为耕地地力评价综合指数与农用地利用等指数系函数关系式，公式（8）为耕地地力评价综合指数与农用地经济等指数系函数关系式。

通過以上分析可以发现，耕地地力评价分级结果与农用地自然等总体上基本一致，均呈正线性相关，主要因为二者在评价中都考虑土壤理化性状、肥力养分状况和土壤管理对耕地质量的影响，都反映了耕地质量的自然属性，都能较准

确地反映分等单元之间自然质量的差异程度，耕地地力评价

图1 九台市耕地地力评价与农用地分等结果指数关系

结果中质量高的耕地，在自然等中质量也高，耕地地力评价

结果中质量低的耕地，在自然等中质量也低[11]。同时从空间分布上看，耕地地力评价和自然等中质量较好的耕地都集中分布在地势平坦的低阶地和土壤养分及有机质含量丰富的冲积洪积台地上，而耕地地力评价和自然等中质量较差的基本分布在被侵蚀剥蚀高低丘陵和地势陡峭的小起伏低山区域。

但耕地地力等级与农用地利用等、经济等的分布趋势不同，存在一定的差异性，主要因为農用地利用等在考虑耕地的自然属性的基础上考虑了耕作模式和耕作制度的不同以及人类对土地的投入意愿、科学技术装备的使用等人类活动对耕地的影响，同时农用地经济等综合考虑影响耕地质量的土壤理化性状、土壤肥力状况、土壤管理、人类活动和人类对土壤的投入产出效益等自然、社会、经济因素，而耕地地力等级只考虑了影响土壤质量的各因素。从空间分布上分析，人类的生产活动通常具有一定的有效半径，一般以城乡居民点为中心，耕地距城乡居民点越近，耕作历史越悠久，受人为活动的影响越深刻，农业集约化程度越高，土壤熟化度越高，耕地利用系数越大，投入产出水平越高，耕地质量也就越好。而随着距城乡居民点距离的增大，耕地受人类活动的影响程度逐渐减弱，土壤熟化度降低，耕地利用系数减少，致使耕地质量下降。因此，与耕地地力评价分布相比，九台市耕地尽管受地形地貌和土壤因素等控制，但利用等别和质量等别分布却呈现出以城乡居民点为中心的同心圆分布规律，即以城乡居民点为中心，随着距中心距离的增大，耕地质量从近到远呈现出高、中、低等别的同心圆分布。

4 结论与讨论

耕地地力评价与农用地分等作为2种不同的土地评价方法，各有各的目的，各有各的方法，评价中各有各的优缺点，每种评价方法都能满足自己的目的。该研究针对同一样区，分别采用耕地地力评价和农用地分等2种方法对其进行耕地质量评价，系统地阐述了二者的评价依据、技术方法和工作流程，详细、深入地对整个的评价结果做出了数量关系、空间分布及相关性的对比分析，得出耕地地力评价和农用地自然等存在较好的一致性，与利用等和经济等存在一定的差异性。由以上研究数据看出，目前九台市的耕地地力等级相对较差，耕地的自然属性相对较差，更多地是依靠气候、土壤、人类对土地的利用水平、科学技术装备等情况进行更加综合的评价，以此得到多层次的农用地等别，其结果分别反映农用地的自然属性、社会属性和经济属性。耕地地力评价更有利于直接指导农民种植施肥，指导农业生产，从而提高耕地粮食产量;农用地分等更有利于国家对土地的宏观管理，提高资源生产能力，从而保护耕地。

该研究对耕地地力评价和农用地分等2种耕地质量评价方法进行更加详细和科学的比较分析，结合相应的分析结果再对两者进行衔接，以更好地指导耕地保护工作。为了将2种评价结果更好地衔接，可以考虑将粮食产量作为媒介[12]。由于耕地地力评价可以利用等级直接转换为粮食单产，这是一种潜力产量，而农用地利用系数是依据研究区指定作物的实际产量确定的，但如何能使二者进行有效衔接还需要建立统一的标准产量。影响粮食产量的因素除了耕地质量，还有人们耕作的意愿、对耕地的投入、科学技术装备等，并且耕地地力评价和农用地分等中选取的评价因子和确定的权重等都不相同，因此直接利用粮食产量将两者结果衔接误差会较大。总之，如何将耕地地力评价与农用地分等衔接，特别是在评价指标选取、权重确定和向国家的转换上，仍是一个有待研究的问题。

参考文献

[1] 方斌，吴次芳，吕军.耕地质量多功能技术评价指标研究[J].水土保持学报，2006，20（1）：177-180.

[2] 李继明.我国现行农用地评价体系比较研究[J].地域研究与开发，2009，28（3）：87-91.

[3] 高向军，马仁会.中国农用土地等级评价研究进展[J].农业工程学报，2002，18（1）：165-168.

[4] 袁秀杰，赵庚星，朱雪欣.平原和丘陵区耕地地力评价及其指标体系衔接研究[J].农业工程学报，2008，24（7）：65-71.

[5] 九台市农业局.九台土壤志[R].1980.

[6] 全国农业技术推广服务中心.耕地地力评价指南[S].2版.北京：中国农业科学技术出版社，2009.

[7] 石常蕴，周慧珍.GIS技术在土地质量评价中的应用—以苏州市水田为例[J].土壤学报，2001，38（3）：248-255.

[8] 龙惠芳，郭熙，赵小敏，等.基于GIS 的县域耕地地力评价研究[J].江西农业大学学报，2009，31（2）：359-363.

[9] 中华人民共和国国土资源部.TD/T1004-2003 农用地分等规程[S].北京：中国标准出版社，2003.

[10] 李文璐，赵庚星.农用地自然质量分等与耕地地力评级结果的对比衔接[J].中国土地科学，2011，25（2）：4-10.

[11] ORHAN DENGIZ，OGUZ BASKAN.Land quality assessment and sustainable land use in Salt Lake（Tuz Glü）specially protected area[J].Environmental Monitoring and Assessment，2009，148（1/4）：233-243.

[12] 李珊珊.耕地地力评价和农用地分等理论，方法比较研究[D].郑州：河南农业大学，2012.