镇域耕地质量时空演变及其影响因素研究

景伟力等

摘 要：随着人地矛盾日益凸显，单纯的数量保护已不能满足土地可持续利用的要求。耕地质量变化研究已成为当前的热点问题，但小尺度耕地质量时空演变规律研究还有待深入。获取全面客观的耕地综合质量是研究耕地质量演化机理的重要基础。因此，本文以耕地自然条件与利用条件为基础，构建耕地质量综合评价体系，同时对引起质量变化的因素进行了空间耦合分析。该研究结果客观反映了小尺度耕地资源综合质量状况与演化规律，揭示出了影响耕地质量演化的主要影响因素与作用方式。

关键词：农用地分等；耕地质量；时空演变；小尺度

耕地质量评价作为耕地整理的一项基础工作，是在耕地整理前对区域内耕地的优劣进行全面评估的活动[1]。当前，我国耕地质量评价研究已经取得长足发展。耕地质量的研究趋向于动态监测以及评价指标和评价方法的探讨[2-3]，在耕地质量评价中RS和GIS技术[4-5]已经比较广泛的采用。研究方法上主要有灰色关联度分析法[6]、景观生态学中的分维数法[7]和CA-Markov模型[8]等数学方法和模型。另外，也有一些学者在土壤环境质量[9]和重金属污染[10]等对耕地质量的影响方面进行了有益的探索。

然而目前耕地质量的研究区域仍然集中在大中尺度[11]，对小尺度的研究虽然已经有一些尝试[12]，但研究过程中对影响耕地质量的因素分析深度仍显不足。因此，本文以新都区新民镇为研究对象，进一步完善乡镇尺度耕地质量综合评价的方法体系，旨在找出耕地质量的长时间演规律与在此过程中导致耕地质量剧烈变化的主导因素。

1.研究區概况

新民镇地处成都平原腹心地带新都区的西北部，位于北纬30°54′，东经104°05′，平均海拔523 m，大气年均降水800-1000 mm。镇内地势平坦，土地肥沃，清白江自西向东纵贯全镇11.74 km。全镇幅员36 km2，辖7个村，4个社区。总人口3.9万人，其中农业人口36306人，流动人口11360人。新民镇从2010至今进行了大规模的农用地整理项目。

2.数据来源与处理

（1）耕地质量数据，主要来源于四川省农用地分等定级与耕地质量等级补充完善成果；

（2）耕地数量与空间分布数据，主要来源于新都区2010、2013年土地利用现状图；

3.研究方法

3.1耕地自然质量评价

耕地自然质量的优劣是耕地质量高低的基础性条件，而耕地的自然质量主要通过自然质量分来表示和反映。在农用地分等成果的基础上，运用农用地分等中测算耕地自然质量分的方法，得到耕地自然质量分。

自然质量分具体公式如下：

Ck=∑mk=1wk·fk（1）

式中：Ck为第k个分等因素的自然质量分；Wk是第k个分等因素的权重；k是分等因素编号；m是分等因素的数目；fk是二级指标第k个分等因素的指标分值，取值为（0～100）。

3.2耕地地块规整度评价

田块规整度通过采用景观生态学中的分维数FRAC来表达（式（2）），分维数描述了田块几何形状的复杂性，是对田块边缘复杂性的量化表达，该指数理论范围在1.0～2.0之间，指数越小表示田块形状越规则，反之则田块形状越复杂[13]。

FRAC=2ln（0.25*P）ln（a）（2）

式中，P为地块周长（m）；a是地块面积（m2），FRAC的值域为[1，2]。

3.3耕地地块集中连片度评价

耕地如果集中连片，则有利于规模经营，而耕地的连片程度本文用田块的聚集度Q（式（3））[7]来表示：

Q=20 a≤0.16hm2 20+40*a-0.160.38-0.16 0.16hm2

式中，Q为耕集中连片分值；a为地块面积；根据研究区耕作条件的实际情况，地块面积小于0.16 hm2，耕作条件严重受限，极大的影响耕作效率；0.38 hm2为研究区域内地块的平均面积；1.1 hm2则可以完全满足机械化与规模化生产的要求。

3.4耕地质量综合评价

选取自然因素和利用条件作为测算耕地质量的一级指标，一级指标下设二级指标，其中自然因素有：有效土层厚度、剖面构型、土壤有机质含量、土壤PH值、表层土壤质地、排水条件、地形坡度、灌溉保证率；利用条件有：田块规整度和田块聚集度。建立耕地质量综合评价指标体系及量化标准表（表1），并以特尔斐法确定其权重。

将参与评价的各因素标准化后与一级指标权重加权组合得到各评价单元的综合评价分值，分值越高，耕地质量越好，反之则越低。采用综合指数法[12]，得到耕地质量综合指数，计算公式如下：

S=∑nk=1Ck.Pk（4）

式中，S为耕地质量综合指数；n为参与评价的分等因素数目，Ck为第k个评价因素的自然质量分；Pk为第k个评价因素的一级权重。

得出耕地质量综合评价指数后对耕地质量进行分等

I=高等别S≥85中等别80

式中，I为耕地质量综合评价等别，S为耕地质量综合指数。

4.研究结果和分析

4.1新民镇耕地质量评价结果

新民镇2002年耕地质量主要以高等别和中等别为主，两者之和占耕地总面积的93.06%，低等别的比重占6.94%；而到2010年新民镇耕地面积减少了101.52 hm2。耕地质量主要以高等别的耕地质量下降为主。到2013年新民镇耕地总面积较2010年增加了19.45 hm2，中等别耕地所占比例比2010年下降了30.47%，高等别和中等别耕地之和所占比例达到了93.14%，低等别耕地下降到2002年的水平，耕地质量水平较前两期明显提高。

4.2耕地质量时空演变分析

4.2.1耕地质量时间演变分析

从2002年到2013年，低等别耕地面积比例相对稳定，中等别和高等别的变化主要发生在2010年之后，到2013年中等别耕地下降到研究时段内的最低值，而高等别的耕地则上升到研究时段内的最高值。

图1 2002-2013年新民镇耕地质量等别面积变化

4.2.2耕地质量空间演变分析

本文采用八象限法将新民镇耕地范围分为八个象限[15]，2002年到2010年，耕地质量总体下降，主要是以高等别转为中等别为主，变化面积较大的主要集中在第一、四、五象限；在等别提高方面，主要是第五、七、八象限内有低等别转为高等别和中等别转为高等别；2010年到2013年耕地等别以提高为主，主要是中等别提高为高等别，等别的下降表现为破碎的小斑点；2002年到2013年之间，耕地质量等别总体保持不变，局部有所提高，主要是第五、六、八象限内中等别提高为高等别。

4.3耕地质量时空演变影响因素分析

4.3.1河流距离影响分析

由于河流的灌溉作用，加上镇域内地形起伏不大，河流对耕地质量的影响直接表现为从河流到缓冲距离600 m范围内，集中了大部分的耕地面积，并且随着距离的增加，各等别耕地面积呈直线下降。所以通过整治，有充足的水源保证后，高等别耕地面积就可以大幅增加，相应的中等别耕地面积就会减少，这也从侧面证实了水源对耕地质量的重要性。

4.3.2道路距离影响分析

由于当地地形起伏不大，农村道路的完善状况主要能体现农业机械的可进入性进而影响农业生产的效率。通过对当地道路的缓冲分析可以得出在距离道路150 m范围内，耕地等别面积别变化显著，明显的反映出耕地质量等别对道路距离的敏感性，2002年到2013年高等别耕地主要表现出先下降再上升，中等别耕地则呈现相反的态势，在250 m范围外高、中、低等别的耕地面积都很少。

4.3.3农村居民点距离影响分析

由居民点到耕地的远近主要反应耕作的便捷程度，耕地等别的变化，主要是在距离居民点100 m处达到最大值，通过实际调查发现，当地低等别耕地主要受居民点交叉分布的影响，因为耕地的户主分布和耕地分布并不一致，在这种交叉分布的影响下，距离户主最近的耕地不一定是户主的，所以实际耕作距离是在离居民点100 m处，同时交叉分布会产生比较小的耕地斑块，这就会降低耕作意愿。

4.3.4中心城镇距离影响分析

中心城镇的人口密度最大，农药化肥的经营点也主要在镇上分布，虽然2002年到2013年中心城镇的影响范围越来越大，高、中、低等别的耕地整体向距离镇更近的范围靠近，耕地质量得到提高特别是高等别耕地面积的增加，但是中心城鎮在扩张的过程中出现了分散扩展的情况，产生了比较小的耕地斑块，导致局部出现低等别耕地分布在距离中心城镇较近的地带。

5.结论

通过对比研究发现，2002—2013年，新民镇的耕地总面积下降后增加，耕地总体质量呈现下降再提高的趋势，并伴随着第五、六、七和八象限以提高为主，而第一和四象限以下降为主，其余象限以平稳为主的质量演化的时空演变规律。耕地等别距离河流、道路、建制镇越近，并且在农村居民点适当范围内耕地质量越好。评价结果有助于掌握研究区耕地质量状况，并且可以为基本农田的划定提供依据，在耕地等别变化剧烈的地区不适宜作为基本农田，以提高其稳定性，从而发挥基本农田所应发挥的作用。

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