土地整治前后耕地质量的等级评价：以凤冈为例

罗 睿， 何腾兵， 李 博， 朱红苏， 刘 眭

(1.贵州大学 资源与环境工程学院， 贵州 贵阳 550025； 2. 贵州大学 农学院， 贵州 贵阳 550025； 3.贵州大学 新农村发展研究院， 贵州 贵阳 550025； 4.重庆市国土资源和房屋勘测规划院， 重庆 400020； 5.贵州省土地整治中心， 贵州 贵阳 550000)

土地整治前后耕地质量的等级评价：以凤冈为例

罗 睿1， 何腾兵2，3*， 李 博4， 朱红苏5， 刘 眭1

(1.贵州大学 资源与环境工程学院， 贵州 贵阳 550025； 2. 贵州大学 农学院， 贵州 贵阳 550025； 3.贵州大学 新农村发展研究院， 贵州 贵阳 550025； 4.重庆市国土资源和房屋勘测规划院， 重庆 400020； 5.贵州省土地整治中心， 贵州 贵阳 550000)

为给贵州省开展土地整治提供理论依据，以贵州省凤冈县绥阳镇万亩土地整治项目为例，采用农用地分等修正方法,通过对整治前后耕地自然质量等级进行划分，评价土地整治工程设计和实施对耕地质量的影响程度。结果表明：整治前项目区耕地的自然质量分78.49分，耕地质量集中分布在3级；整治后耕地的自然质量分120.38分，耕地质量集中分布在4～5级。整治前后项目区耕地质量等级提升2～3级。

土地整治； 耕地质量； 自然质量分； 等级； 凤冈； 贵州

近年来随着土地整治项目大力开展，土地整治项目前后耕地质量评价研究方面的研究也逐渐增多。研究内容主要包括概念含义界定、指标体系构建、评价方法选择等方面，其中构建指标体系为研究的主要内容。现阶段国内学者对耕地综合生产能力的研究主要集中在两方面： 1) 通过参考农用地分等的土地自然质量指数、土地经济指数和土地利用指数的确定方法，将这些指数结合ArcGIS等空间信息编辑软件应用于整治后耕地质量评价，有利于构建宏观尺度的土地整治质量评价方法，同时便于构建耕地等级折算体系[1]； 2) 不仅考虑农用地自然质量等，还以省级标准样地利用水平为基础，建立新增耕地土地利用系数计算模型，计算新增耕地利用系数，使整治效果在耕地质量评价中得到明确体现[2]。同样，关于土地整治后耕地质量评价的方法主要有2种： 1) 根据土地整治项目区重新构建质量评价指标体系和选取质量评价方法[3-6]； 2) 将受土地整治工程措施影响的因素作为补充指标，对耕地自然质量进行水平修正的方法[7-9]。2种方法具有相同之处，即在选取评价指标的时候更多地考虑整治工程影响偏大的参评因素。然而，在实际分等过程中，耕地质量等别计算所选取的指标大多为自然指标，缺乏社会经济指标。根据《农用地质量分等规程》中关于农用地自然质量等指数方法的计算说明中，每个县分别对应一个光温生产潜力值和气候潜力值，农用地有灌溉条件的查找光温生产潜力指数，无灌溉条件的查找气候生产潜力指数，以此作为计算土地等别的参考数据[10]。刘佳[11]研究发现，该数值在平原地区具有一定的参考性，但在高山丘陵地区则缺少普遍的代表性，从而导致农用地分等数据产生误差，对农用地分等成果造成错误表达。目前，农用地分等工作底图为1∶1万至1∶10万比例尺的土地利用现状图，而土地整治项目现状图比例尺为1∶2 000，故指标的选取具有一定的差异；且土地整治项目通过各项工程措施的实施，不仅提高了项目区耕地质量，而且提高了土地利用水平，若完全引用农用地分等工作数据，则无法准确体现土地整治项目实施后农用地自然质量、利用水平及社会经济水平等情况。

贵州省是喀斯特面积分布最广、水土流失和石漠化程度最为严重的省份，全省地形起伏大，地貌复杂，岩溶分布范围广泛，耕地以坡耕地为主[12]，虽然全省雨水较多，但是水低田高，灌溉与排水设施较少，耕地工程性缺水严重[13]；加之道路因雨水冲刷严重，土地整治项目的规划设计重点主要体现在灌溉与排水及田间道路工程上，对灌排和道路工程的设计标准较高，土地整治区的工程设计与其他省份存在差异[14-15]，故其他省的农用地分等更新方法并不能满足贵州的实际情况。为此，笔者在参考其他学者运用农用地分等成果进行土地整治项目区耕地质量评价的基础上[7，16]，结合贵州省土地整治项目的特点，以贵州省遵义市绥阳县万亩土地整治项目为例进行分析，对计算整治前耕地自然质量分时所选取的指标进行修正，并测算土地整治项目实施所产生的影响系数，最后在此基础上确定整治项目前后项目区耕地利用等指数，划分整治前后耕地质量利用等别，以期为贵州省开展土地整治提供依据。

1 研究对象与方法

1.1 研究区概况

项目区位于凤冈县绥阳镇境内，涉及到大石村、玛瑙村、石门村和永盛社区等4个行政村，地貌类型属中低山沟谷地貌，气候温和湿润，年均气温在15℃左右，冰冻期短，全年只有15 d左右，平均日照为1 137 h，全年无霜期长达257～302 d，雨量充沛，年均降雨量为1 257.10 mm。黄泥塘水库位于项目区西南部，并通过东西主干渠引水灌溉，其次丰乐河贯穿整个项目区，因此项目区灌溉水源较为丰富。

该项目区总面积1 017.84 hm2，建设规模702.84 hm2，整理前耕地面积占项目区总面积的53.39%。其中，水田394.06 hm2，以种植水稻-油菜一年二熟制为主；旱地149.33 hm2，以种植单季玉米为主。该项目区热量有效性高，宜于植物生长，因此，还种植有烤烟、油菜籽、花生、蔬菜等经济作物。

土地整治前项目区灌溉设施主要依靠东西主干渠，通过零星沟渠保障项目区基本农田用水，但部分沟渠因年久失修，损坏严重，已无法保证项目区农田的灌溉。项目区水库排水主要通过丰乐河与灌排沟，周边坡耕地主要通过天然冲沟(排洪沟)排往丰乐河，整个项目区的排水系统基本形成了以河道为主、天然冲沟为辅的排泄系统。但项目区周边地形坡度大，集雨面积大，同时天然冲沟因植被、生活垃圾等杂物的淤积，使该区域排水能力受到一定的限制，常导致雨水在坝区淤积，造成水土冲毁。项目区内的田间道路较多，形成了田间道网络，共计41条，路宽2.5～4.5 m，路面材料以碎石和土质为主，现有的生产路以土路为主，主要连接居民住户到田间道或者田间地头。由于项目区雨水较多，道路冲刷损坏严重，道路标准普遍偏低。

1.2 评价单元的划分

耕地质量评价单元是评定和划分等级的基本空间单位，同一区域内的土壤类型、坡度、基础设施条件具有相对一致性。评价结果的精度与评价单元的大小有直接联系，若单元划分过大，单元内部属性差异较大，则会导致评价结果失真；相反评价单元过小，不但增加计算的工作量，同时也会产生数据干扰，从而直接影响评价结果的准确性[13]。评价单元的划分常常遵循因素差异性、边界完整性和界线分隔性、相似性等原则，现在运用比较多的方法有网格法、叠置法、多边形法和地块法等[10]。结合土地整治项目的特点，本研究采用地块法进行评价单元的划分，并将项目区划分为52个评价单元，然后分水田和旱地展开野外调查，包括土样的采集、土壤自然属性、各单元基础设施等信息的记录。

1.3 指标与权重的确定

1.3.1 整治前耕地自然质量分的确定 在计算耕地自然质量分前，需要确定分等因素的指标，贵州省农用地分等成果所选评价指标往往是考虑到全省农用地的差异性而决定的，对于土地整治项目区不具有针对性。如，有效土层厚度、剖面构型和土壤障碍层深度等指标，在全省范围内具有差异性，而在土地整治项目区往往为某一固定值，不能体现项目区耕地质量的等别。耕地自然质量等指数可以称为耕地的“本底”产量水平，根据该特性，本研究在计算整治前耕自然质量分时选取受土地整治工程影响较小的稳定指标[17-18]，同时考虑区域间的差异性，参考贵州省农用地分等参评指标[19]，并在其基础上进行更新，对指定作物分水田、旱地重新进行指标与权重的确定。其中，玉米选取7个指标，水稻选取6个指标，油菜选取7个指标(表1)，并编制相应的评价指标记分值表(表2)。

表1 贵州省农用地分等各指定作物指标的权重

表2 贵州省农用地分等各分值对应的指标属性

1.3.2 整治后修正指标与权重的确定 在计算耕地自然质量分时所选指标为耕地质量的稳定性指标，不易受土地整治项目的影响，未考虑土地利用水平对耕地质量的作用[20]。由于土地整治项目通过各项工程措施的实施，不仅可以提高耕地的自然质量，还可有效地提高土地的利用水平[21]。因此，根据项目区的规划成果，针对不同的工程设计，选取土地利用方面的修正指标对整治后耕地自然质量分进行更新，以反映项目实施后对耕地利用的影响程度。

1) 土地平整工程。在土地整治项目中，土地平整工程是增加有效耕地面积和建设稳产、高标准基本农田必不可少的措施，通过土地平整，可以满足田间灌排要求，提高水肥利用率，方便机械化耕作及改善农业生产条件，从而最终提高耕地质量。项目区土地平整工程有2种类型，一种是水田的小改大，面积为101.72 hm2；另一种是荒草地的坡改梯，面积为1.56 hm2。由于项目区的重点土地平整工程为小改大，因此，采用景观生态学的斑块分维度[22]和景观破碎度指数[23]分析田块外形的规整程度与破碎度，修正指标为田块规整度(X1)和田块破碎度(X2)，计算公式如下：

X1=2ln(P/4)ln(A)

(1)

X2= (NF-1)/MPS

(2)

式中：X1为田块规整度，其理论范围为1.0～2.0，1.0代表形状最简单的正方形，2.0代表等面积下周边最复杂的嵌块；P为田块的周长，A为田块的面积，NF为耕地景观的斑块总数，MPS为耕地景观的平均斑块面积。

2) 灌溉与排水工程。通过灌溉与排水工程可以形成完善的配套设施，改善灌溉条件，从而改善耕地质量，提高耕地产出率。该项目区的规划设计主要是在原有土渠和土沟的基础上进行维修和新建灌排系统，项目新建27座蓄水池，灌排系统的密度与渠道材料在项目实施前后有很大的差异。因此，本文选取浆砌石灌排系统密度(X3)、土质灌排系统密度(X4)及蓄水能力(X5)作为修正指标，进一步细化灌排设施对耕地质量的影响。其中，浆砌石灌排系统密度、土质灌排系统密度结合现状和规划数据，采用ArcGIS 10.1软件进行统计分析，蓄水能力计算公式如下：

X5=FV/S

(3)

式中，X5为蓄水能力，V为单个蓄水池容积，S为项目区旱地面积。

3) 田间道路工程。道路是一项固定的、服务年限较长的基本建设，可以满足项目区农作物的物资运输、农业生产、田间作业与管理的需要。田间道路工程主要分为田间道和生产路的新建及维修，由于田间道和生产路的等级不同，田间道的影响半径大于生产路，为体现整治前后不同等级道路对交通的影响程度，本文分田间道和生产路两方面来设置评价指标。在现有交通条件基础上，该项目维修田间道24条、新建田间道18条、新建生产路50条，使整个项目区的路面标准提高一个层次。由此，本文选取砼田间道密度(X6)、碎石田间道密度(X7)、土质田间道密度(X8)、砼生产路密度(X9)、土质生产路密度(X10)作为修正指标，结合现状和规划数据，采用ArcGIS 10.1软件对各指标进行统计分析。

表3 土地整治前后耕地自然质量分的修正指标体系

综上所述，针对不同的工程类型本文共计选取10个指标对农用地自然质量分进行修正，其权重采用层次分析法[21]确定，具体情况见表3。此外，在多指标综合评价中各指标的类型不一致，根据其指标值对评价结果的影响，分为正向指标、逆向指标和适度指标[22]。根据土地整治前后各项工程措施的影响程度，将田块规整度和破碎度定为适度指标，土质材料的灌排密度和道路密度定为逆向指标，其余指标定为正向指标。

1.4 计算过程

1.4.1 整治前自然质量分的计算 在计算整治前耕地自然质量分中，各评价单元中的耕地砾石含量、表土质地、有机质、pH根据《土壤农业化学分析方法》中的分析方法进行测定；耕层厚度、地表岩石露头度、灌溉水源由外业调查获得；地形坡度、海拔利用ArcGIS 10.1空间分析模块下的表面分析功能获取其平均值。根据更新后的各指定作物指标权重(表1)、指标分值(表2)及公式4计算得整治前项目区耕地自然质量分。采用因素法计算自然质量分，使用加权平均法计算整治前各评价单元各指定作物的耕地自然质量分[4]，计算公式如下：

(4)

式中，CLij为整治前各评价单元指定作物耕地自然质量分，i为评价单元编号，j为指定作物编号，Wk为第k个分等指标的权重，k为分等指标编号，fijk为第i个评价单元内第j种指定作物第k个分等指标的分值(取值为0～100)。

1.4.2 修正指标的计算

1)修正指标综合分值的计算

根据上文所述修正指标计算公式和方法，计算出项目区整治前后各修正指标的实际值，然后依据指标性质进行归一化处理，对归一化后的指标进行标准化，对照表3查找对应的权重，从而计算待评价修正指标的综合分值。计算公式如下：

(5)

(6)

式中，C1为整治前项目区修正指标综合分值，C2为整治后项目区修正指标综合分值，Ai1为整治前第i个评价指标的标准值，Ai2为整治后第i个评价指标的标准值，Bi为第i个评价因素权重，n为评价因素的个数。

2) 修正系数的计算。根据土地整治前后修正指标综合分值的变化，将修正指标综合分值转化为修正系数。计算公式如下：

L=C2/C1

(7)

式中，L为土地整治后的修正系数。

1.4.3 整治后自然质量分的计算 在充分考虑土地整治项目实施对耕地质量影响的基础上，得到整治后耕地自然质量分的计算公式如下：

CHij=CLij·L

(8)

式中，CHij为整治后各评价单元指定作物耕地自然质量分，L为土地整治后修正系数。

1.5 项目区整治前后耕地质量的等级划分

采用等间距法划分，等别间距为1分，将项目区耕地质量依据耕地自然质量分划分为5个等级，即：1等，0

2 结果与分析

2.1 整治后项目区总体情况变化

项目区耕地总面积由原来的543.38 hm2增至557.60 hm2，新增耕地14.21 hm2，来源于项目区荒草地和裸地的开发、田坎归并，新增耕地比率达2.02%。由表4可见：土地平整工程中的田块规整实际值由整治前的1.56增加至1.57，田块破碎度实际值由整治前的1.27减少至1.05，两者分别增加0.01和减少0.22，前后变化幅度很小，主要原因是该项目区地形复杂，坡度较大，耕地以坡耕地为主，坝地较少，土地平整工程区域有限，对整个项目区综合情况贡献较小。整治后浆砌石灌排系统密度、蓄水能力、砼田间道密度实际值与整治前相比同比增长136%、155%和367%，土质灌排系统密度、碎石田间道密度、土质生产路密度实际值与整治前相比同比减少47%、28%和10%。砼生产路密度由整治前的0 m/hm2增至整治后的25.30 m/hm2。根据所选修正指标标准值、权重、公式(5)和公式(6)可以获得整治前后修正指标的综合分值，其分值由整治前的0.811 8增至整治后的1.245 1，增加0.433 3。其中，土地平整工程、灌溉与排水工程和田间道路工程修正指标综合分值分别增加0.008 2、0.158 7和0.266 4。由此可见，土地平整工程对耕地质量提高的贡献率远远小于灌排与道路设计的贡献，但是从全局看，项目实施后该区域的配套设施得到明显改善，并且设计标准也有很大提高，对耕地质量、产出率及发展机械化农业生产起到了一定的推动作用。

表4 土地整治前后各修正指标值的变化

2.2 整治前后耕地的质量等级

2.2.1 整治前后耕地自然质量分对比 整治前项目区农用地自然质量分总和为78.49分，各评价单元农用地自然质量分在0.68～2.75分，平均为1.91分。整治后耕地自然质量分的修正系数为1.533 7，及整治后项目区各评价单元农用地自然质量分总和为120.38分，各评价单元耕地自然质量分在1.04～4.21分，平均为2.94分。

综上可知，项目实施后农用地自然质量分提高41.89分，整治前后各评价单元农用地自然质量分在0.68～4.21分。通过对比分析可知，整治前项目区耕地自然质量分集中分布在2～3级，耕地质量以3级为主，无4～5级的耕地；整治后项目区耕地自然质量分集中分布在3～5级，耕地质量以4和5级为主，无1级耕地(图示)。

2.2.2 整治前后各等级耕地面积对比 从表5可知，整治前1级耕地面积为70.33 hm2，2级耕地面积为4.31 hm2，3级耕地面积为468.74 hm2，分别占耕地总面积的12.94%、0.79%和86.26%，说明，项目区耕地质量整治前以3级为主；整治后2级耕地面积为73.42 hm2，3级耕地面积为4.53 hm2，4级耕地面积为311.99 hm2，5级耕地面积为167.66 hm2，分别占耕地总面积的13.17%，0.81%，55.95%和30.07%。说明，整治后以4～5级为主，项目实施后耕地等级均有较大的提升，分别提升2～3级。同时，通过各等级耕地面积前后的变化情况，更加直观地体现出土地整治项目的实施对提高耕地质量所产生的积极影响。

图示 整治前(A)和整治后(B)耕地的质量等级分布

Fig. Map of grading distribution of cultivated land quality before and after remediation

表5 项目区整治前后耕地质量的等级

3 结论与讨论

1) 通过贵州省凤冈县绥阳镇万亩土地整治项目的实施，项目区田块规整度和破碎度、灌排系统密度、蓄水能力、田间道与生产路密度均发生了变化，其中，田块规整度与破碎度变化幅度较小，但是该项目的重点土地平整区域面积为101.72 hm2，将整治前凌乱的田块最终归并为45个地块；同时平整地块内部采用格田分隔，使该区域田块的形状与规整度得到很大改观，方便了田间管理和耕作。虽然该工程对整个项目区土地利用的影响较小，但并不能忽视其对耕地质量的提升，如何合理地界定其作用是今后研究的重点。

2) 针对土地整治项目区，通过评价单元、指标、权重与分值的更新，对项目区的农用地自然质量分进行重新计算，获得该区域农用地自然质量分为78.49分，各评价单元农用地自然质量分介于0.68～2.75分，平均为1.91分，耕地质量集中分布在3等级。同时，项目实施后项目区田块规整度、灌溉与排水及田间道路等状况有了明显的改善。如果仍采用农用地分等的指标评价整治后耕地的质量，将不能反映出土地整治项目实施后对该区域土地利用水平提高的程度，因此，在整治前农用地自然质量分计算指标的基础上，针对不同的工程措施重新选取10个指标进行修正，得到整治后的农用地自然质量分为120.38分，较整治前提高41.89分，耕地质量集中分布在4～5级。

3) 治后项目区耕地质量等级提升2～3级，更加直观地体现出土地整治项目的实施对耕地质量提高的影响程度。

4) 另外，项目实施后，将形成完善的田间道路系统和灌溉系统，有利于推进规模化和专业化经营，促进了旱涝保收稳产农田的建设与农业结构调整。农民可充分利用完善的农业生产设施，发展多种经营，降低生产成本和风险，从而增加收入。同时，对项目区内水资源进行优化配置，可提高灌溉水利用率，降低灌溉劳动强度，节省劳动时间，使当地农民有更多的时间从事第三产业的发展，提高农民的收入水平。

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(责任编辑： 王 海)

Grade Evaluation of Cultivated Land Quality Before and After the Application of Land Remediation Project： Taking the Program in Fenggang for Instance

LUO Rui1， HE Tengbing2,3*， LI Bo4， ZHU Hongsu5， LIU Sui1

(1.CollegeofResourceandEnvironmentalEngineering,GuizhouUniversity,Guiyang,Guizhou550025; 2.CollegeofAgriculture,GuizhouUniversity,Guiyang,Guizhou550025; 3.NewRuralDevelopmentResearchInstitute,GuizhouUniversity,Guiyang,Guizhou550025; 4.LandResourcesandBuildingSurveyingInstituteofChongqing,Chongqing400020; 5.LandRemediationCenterofGuizhouProvince,Guiyang,Guizhou550000,China)

In order to provide the theoretical basis for land remediation in Guizhou, in this paper, taking million mu of land remediation project in Suiyang Town, Fenggang County of Guizhou as an example, the authors used the method of agricultural grade fixing to classify grades of farmland in project area before and after remediation, to clearly embody the incidence of land remediation project impact on the quality of arable land. The results concluded that the farmland natural quality score in project area is 78.49 before remediation, the quality of cultivated land is mainly distributed in 3rdlevel. The farmland in project area is 120.38 after remediation, the quality of cultivated land concentration distribution in 4～5thlevel. By comparative analyzing cultivated land quality before and after the remediation ,which could found that the level of cultivated land quality was increased 2～3 grades.

land remediation; cultivated land quality; natural quality score; grade; Fenggang; Guizhou

2015-08-11； 2016-03-07修回

贵州省土地整治中心重大专项“贵州省土地整治项目耕地质量等级评定”(H130029)；贵州省科技创新人才团队建设计划项目“贵州省土壤水肥调控与农业环境污染防治科技创新人才团队” [黔科合人才团队(2013)4020]

罗 睿(1990-)，女，在读硕士，研究方向：土地资源利用与保护。E-mail:luorui2u@163.com

*通讯作者：何腾兵(1963-)，男，教授，从事土地资源管理与土地利用评价等方面的教学与研究。E-mail:hetengbing@163.com

1001-3601(2016)03-0119-0086-06

S151.9；F301.2

A