基于GIS的昆明市耕地质量等级评价

2022-03-11梁志妹童江云谭海燕周文星

安徽农业科学 2022年4期

梁志妹童江云谭海燕周文星

摘要 [目的]了解昆明市耕地质量数量、空间分布情况。[方法]以2018年耕地质量等级调查与评价项目监测数据及昆明市农业科学研究院资源与环境研究所历年来进行耕地质量监测的数据为基础，利用GIS技术，依据《耕地质量调查监测与评价办法》和《耕地质量等级》国家标准，建立评价指标体系，开展昆明市耕地质量等级调查与评价。[结果]2018年昆明市耕地质量等级以中等地和高等地为主，占比分别为46.38%和42.67%，2018年平均等级为4.04，从空间分布来看，中高等级耕地主要分布在昆明中部、东部和北部，低等级耕地主要分布在昆明北部。[结论]全市耕地质量平均等级提高，对比2017年昆明市耕地质量平均等级（4.15），提升了0.11个等级。

关键词耕地质量;等级评价;GIS;昆明市

中图分类号 F 323.211文献标识码 A

文章编号 0517-6611（2022）04-0087-04

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2022.04.023

开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

Grade Evaluation of Cultivated Land Quality in Kunming Based on GIS

LIANG Zhi-mei，TONG Jiang-yun，TAN Hai-yan et al （Institute of Resources and Environment，Kunming Academy of Agricultural Sciences，Kunming，Yunnan 650118）

Abstract [Objective]To understand the quantity and spatial distribution of cultivated land in Kunming.[Method]Based on the monitoring data of the survey and evaluation project of cultivated land quality in 2018 and the monitoring data of cultivated land quality carried out by the Institute of Resources and Environment of the Kunming Academy of Agricultural Sciences over the years，using GIS technology，according to the national standards of "Monitoring and Evaluation Method of Cultivated Land Quality Survey" and "Cultivated Land Quality Grade"，an evaluation index system was established to carry out the survey and evaluation of cultivated land quality grade in Kunming.[Result]The quality grade of cultivated land in Kunming was dominated by medium land and high-grade land，accounting for 46.38% and 42.67%，respectively.The average grade in 2018 was 4.04.From the spatial distribution point of view，medium and high-grade cultivated land was mainly distributed in the middle，east and north of Kunming，and low-grade cultivated land was mainly distributed in the north of Kunming.[Conclusion]The average grade of cultivated land quality in the city has improved.Compared with the average grade of cultivated land quality in Kunming City in 2017（4.15），the quality level increased by 0.11.

Key words Cultivated land quality;Grade evaluation;GIS;Kunming City

基金项目农业农村部项目“耕地质量等级调查与评价”。

作者简介梁志妹（1982—），女，广西玉林人，农艺师，硕士，从事耕地土壤与耕地质量方面研究。

收稿日期 2021-09-27

耕地是宝贵的自然资源，是粮食生产的主要载体[1]。随着工业化、城镇化的快速发展，土地利用方式也在不断发生变化，耕地空间分布及耕地质量也随之发生了相应的快速变化[2]，因此，及时对耕地质量进行评价，了解耕地质量现状和空间分布，对提高耕地的产能有重要意义。在《耕地质量调查监测与评价办法》（农业部令2016年第2号）和《耕地质量等级》（GB/T 33469—2016）等国家标准（以下简称《国标》）尚未出台前，耕地质量评价指标多样、评价标准差异性大、可比性差[3]，和春蘭等[4]选取17个自然、社会经济和区位因素，采用指数和法及因子分析法对昆明市五华区进行耕地质量评价研究;韦庆思[5]选取11个指标因子，采用空间插值、组合赋权法和加权综合指数法对桂平市进行耕地质量等级评价。《国标》出台后，姚东恒等[6]遵循《国标》建立当地评价指标体系，对东北黑土区进行了不同时期耕地质量时空变化研究;章丽丽等[7]以历年测土配方施肥、耕地质量监测数据为基础进行广德县耕地质量等级评价;许旺旺等[8-11]对县级的耕地质量进行了评价。笔者以昆明市为研究对象，依据《国标》，建立昆明市评价指标体系，对2018年昆明市耕地质量进行评价，并对昆明市全市耕地进行分等定级，掌握昆明市不同等级耕地的数量和空间分布情况，为合理利用耕地、合理调整耕地利用方式、保护和管理耕地质量提供决策依据。

1 资料与方法

1.1 研究区概况昆明市是云南省省会，位于102°10′～103°40′E、24°23′～26°22′N，地处西南地区的云贵高原中部，总体地势北高南低，年降水量1 035 mm，气候温和，四季如春，是典型的温带气候。

1.2 数据源与数据处理

该研究数据来源于昆明市农业科学研究院资源与环境研究所2018年耕地质量等级调查与评价项目采样和检测数据及该单位历年来进行耕地质量监测的相关数据。采用Excel 2010 和ArcGIS 10.2对数据进行处理分析与制图。

1.3 评价方法及步骤

1.3.1 评价指标体系构建及评价指标权重确定。

依据《国标》规定的“N+X”指标体系，选取地形部位、农田林网化程度、灌溉能力、排水能力、耕层质地、质地构型、耕层土壤容重、有效土层厚度、生物多样性、清洁程度、障碍因素、有机质、速效钾、有效磷共14项基础性指标和海拔、土壤pH 2项区域性指标构成昆明市耕地质量评价指标体系，应用层次分析法与特尔斐法相结合的方法确定各指标的指标权重（表1）。

1.3.2 指标隶属函数构建。

以模糊数学理论为基础，将评价指标与耕地质量之间的关系分成不同的隶属函数类型，包括概念型、戒上型、峰型、负直线型4类函数。概念型数据，直接釆用特尔斐法给出隶属值（表2）;其他数值型数据，应用特尔斐法先评估出各指标等级数值对耕地质量及作物生长的影响，确定其对应的隶属度，在此基础上绘制各指标等级数值与隶属度间的曲线图，获得各指标等级数值与隶属度间的函数关系，构建出参评指标的隶属函数（表3）。

1.3.3 耕地质量等级划分与结果验证。根据《国标》，采用累加法计算出各管理单元的耕地质量综合指数（表4），其计算公式如下：

P=（Fi×Ci）

式中，P为耕地质量综合指数;Fi为第i个评价指标的隶属度;Ci为第i个评价指标的组合权重。

采用等距法将全市耕地质量划分为10个等级，1等地耕地质量最好，10等地耕地质量最差。

为确保所评价出的耕地质量等级结果数据科学准确且符合地方实际，由项目区组织专家对耕地质量区域评价结果进行审查，并通过产量验证、对比验证、专家验证与实地验证相结合方式验证评价结果。

2 结果与分析

2.1 昆明市耕地质量等级总体状况

2018年昆明市耕地质量等级调查评价面积为427 533.31 hm2。利用计算出的各管理单元的耕地质量综合指数，按等距法将昆明市耕地质量等级由高到低依次划分为1～10等。其中，1等地耕地质量最好，10等地耕地质量最差。采用耕地质量等级面积加权法，计算得到2018年昆明市耕地质量平均等级为4.04。

2.2 昆明市耕地质量等级数量分布情况由图1可知，在10个等级的耕地中，3等地在昆明市耕地质量等级中所占的面积比例最大，面积为83 702.21 hm2，占比为19.58%;其次为4等地和5等地，面积分別为76 589.82和76 243.55 hm2，分别占总面积的17.91%和17.83%;而10等地所占面积比例最小，面积为3 528.00 hm2，占比为0.83%。

根据《国标》，将10级耕地分为高等级耕地、中等级耕地和低等级耕地，其中1～3等地为高等级耕地，4～6等地为中等级耕地，7～10等地为低等级耕地。从表5可以看出，评价为1～3等地的高等级耕地面积为182 442.26 hm2，占昆明市评价耕地总面积的42.68%;评价为4～6等地的中等级耕地面积为198 287.01 hm2，占昆明市评价耕地总面积的46.37%;评价为7～10等地的低等级耕地面积为46 804.04 hm2，占昆明市评价耕地总面积的10.95%。

2.3 昆明市耕地质量等级空间分布情况及利用对策

2.3.1 高等级耕地。主要分布在宜良县、昆明主城区和禄劝县，地形部位以山间盆地为主（图2）。这部分耕地基础地力较高，农田基础设施条件好，地势平坦，立地条件好，气候适宜，水、肥、气、热协调，农田基础设施完善，排灌设施配套较好，能排能灌，土壤养分含量丰富、质地适中，宜耕种性好，生产性能好，土地利用基本没有限制，属高产稳产田地。这部分耕地需注意合理施肥，科学配合施用各类元素肥，保持地力不下降。

2.3.2 中等级耕地。主要分布在寻甸县、石林县和禄劝县，地形部位以山间盆地和山地坡下等地形部位为主（图2）。这部分耕地地势起伏较小，立地条件相对较好，且具备一定的农田基础设施，灌溉设施基本配套，排水条件较好，宜种性、可耕性略好，土地利用受到的限制较小，作物能保收。应重点加强地力培育，提高耕地土壤有效养分，完善排灌条件，增强农田基础设施建设。

2.3.3 低等级耕地。主要分布在寻甸县，地形部位以山地为主（图2）。这部分耕地立地条件较差，部分耕地具有一定坡度，基础地力较低，部分耕地灌溉困难，排水条件基本满足需求，农田基础设施不够完善，土地利用受到限制，宜种性差，作物基本不能高产。应加强排灌设施建设，科学增肥，种植绿肥，培肥土壤，以提高土壤有效养分含量，提高作物产量。

3 讨论

在评价过程中，按照《国标》流程进行并构建区域评价指标，基础性指标由国家统一指定，区域性指标则是根据该区域实际情况进行选取，在区域性指标选取的过程中，存在受主观因素和经验因素影响的现象，如何使选取的区域指标的数量和指标的组成能更符合本地实际，使受专家专业知识和经验的影响降到最低，是以后在构建耕地质量评价指标体系中值得更深入研究的问题。

《国标》颁布实施以来，全国各地实施耕地质量等级评价有了统一的标准，评价体系在全国范围内的可比性越来越强，但目前公开发表的评价结果还比较少，在不同区域尺度上进行耕地质量等级评价还有很长的路要走，该研究是在市域尺度基础上进行的，还有待今后更多市域尺度的耕地质量等级评价对该研究方法的修正和检验。

2018年昆明市高等级耕地占总面积的42.68%，中等级耕地占总面积的46.37%，低等级耕地占总面积的10.95%。2017年高等级耕地占总面积的39.22%，中等级耕地占总面积的51.66%，低等级耕地占总面积的9.12%。对比2017年，2018年高等级耕地占比提高了3.46百分点，中等级耕地占比下降了5.29百分点，低等级耕地占比增加了1.83百分点。总体来说，高等级耕地增加了，中等级耕地减少了，然而低等级耕地却也增加了。经过实地调研和图斑比较，主要原因有二：一是在国土整治中难以实现“占优补优”，新增耕地质量不高，在短期内实现耕地质量提升存在一定难度;二是高标准农田建设前期比较注重生产设施的建设，后期在注重生产设施建设的同时虽然也注重项目区内耕地质量的提升，但在短期内农田质量提升目前也不明显。因此，如何在保持耕地数量的同时，提升耕地质量，使耕地质量和耕地数量齐头并进，也是今后在耕地质量保护和管理中值得深思的问题。

4 结论

（1）全市耕地质量平均等级提高。昆明市2018年耕地质量平均等级为4.04，对比2017年耕地质量评价结果（4.15），提升了0.11个等级，表明昆明市在耕地质量保护与提升中实施的测土配方施肥、土壤改良、有机肥替代、绿肥种植、秸秆还田、耕地轮作休耕、化肥减量增效等项目的实施效果显著。

（2）昆明市耕地质量以中高等级耕地为主，中等级、高等级耕地占全部耕地总面积的89.05%，低等级耕地占全部耕地总面积的10.95%。

（3）通过昆明市耕地质量等级评价，了解昆明市范围内耕地数量的多少和耕地质量在空间上的分布，是实现耕地数量和耕地质量并重管理[8]的重要途径之一，是实现耕地差别化管护的重要基础，同时，为永久基本农田的划定、高标准农田建设、自然资源资产负载表编制、粮食安全首长责任制考核等工作的开展提供了重要的成果支撑。

参考文献

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