云南省不同海拔梯度耕地自然質量等特征分析

余 菊, 鄭宏剛, 文 杰, 彭 云, 李 攀

(1.云南農業大學 水利水電與建筑學院, 昆明 650201;2.云南省國土資源廳國土規劃整理中心, 昆明 650224; 3.云南農業大學 體育學院, 昆明 650201)

云南省不同海拔梯度耕地自然質量等特征分析

余 菊1, 鄭宏剛1, 文 杰2, 彭 云3, 李 攀1

(1.云南農業大學 水利水電與建筑學院, 昆明 650201;2.云南省國土資源廳國土規劃整理中心, 昆明 650224; 3.云南農業大學 體育學院, 昆明 650201)

針對農用地分等規程中未將海拔作為分等因素的情況，以云南省為例，探明耕地自然質量等隨海拔梯度變化的規律。通過采用傳統數理統計分析和統計學空間分析相結合的方法，綜合分析耕地自然質量與海拔梯度的相關性。結果表明：自然質量等總體上呈現隨海拔升高而降低的趨勢，但海拔梯度在1 500～2 000 m和3 500 m以上的區域內有輕微的回升。因此，海拔層面的垂直分布直接影響到區域耕地結構，準確反映不同海拔區域耕地資源配置狀況，對合理利用和保護耕地資源，挖掘資源潛力，提高農業資源利用效率，促進經濟社會的可持續發展有著重要的現實意義。

海拔梯度; 耕地; 自然質量等; 云南省

人多地少的基本國情，決定了我國必須實行世界上最嚴格的土地管理制度[1]。土地資源作為人類最基本的生活資料和最主要的勞動對象,隨著人口不斷增長,日益顯現出人地關系緊張化的態勢[2]。云南省山區比重大、少數民族多、耕地后備資源難以開發利用。全省山區和半山區占土地總面積的94%，相對平緩的土地只占6%左右。而農業人口卻約占總人口的70%，耕地資源呈現人多地少、耕地后備資源嚴重不足的局面[3]。耕地是人類的生產資料和生活資料，具有糧食生產能力和經濟潛力[4]。農用地尤其是耕地的數量、質量狀況，直接影響全省經濟發展、糧食安全以及社會穩定。

自然質量等是耕地質量的直觀表現形式，其空間分布規律的研究成果可以為基本農田保護、耕地占補平衡、區域開發和農田建設提供參考依據[5]。耕地自然質量等指數是耕地分等的一個中間成果,依據是作物生產力的原理,即在作物的光合速率一定(各種作物的光合速率是固定的)和投入與管理水平最優的情況下,該作物的產量，決定于光照、溫度、水分、土壤等因素綜合影響的土地質量[6]。自然質量等描述的是除了氣候條件以外的其他耕地田間條件，包括土壤、地形、排水和灌溉等構成的耕地質量狀況，即耕地滿足作物生長需要的程度[7]。我國地形起伏大，人地關系矛盾突出，眾多學者對合理利用土地問題進行了大量的研究[8-9]。云南省在以往的歷史過程中，針對本省域在土壤、農業氣候區劃、農業水利區劃、土地利用區劃、土地資源調查等方面進行過一定層次和深度的研究[10-11]，但從海拔的角度來分析耕地質量狀況的研究卻較少。為了進一步完善耕地質量評價體系，彌補農用地分等規程中未將海拔因子作為分等因素的情況，本文將海拔因子納入自然質量等指數的計算，來探討不同海拔梯度耕地自然質量等的分布特征。

1 材料與方法

1.1 研究區概況

云南省的海拔差異顯著，省內最高點是滇藏交界的德欽縣怒山山脈梅里雪山主峰卡格博峰，海拔6 740 m；最低點在東南部與越南交界的河口縣境內，南溪河與元江交匯處，海拔僅為76.4 m，海拔高差達6 663.6 m，由南向北，平均每公里海拔升高6 m[12]。然而云南省絕大部分農用地均分布在3 500 m以下, 3 500 m以上已基本無耕地分布。據此可將云南省的耕地按照海拔從低到高，以500 m為距離劃分為八個梯度。這八個梯度依次為：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、瀾滄江、紅河的兩岸，比這些江河小一些的河流兩岸也有零星分布，而且隨著海拔的降低，河流兩岸500 m以下的耕地也逐漸有增加和連片的趨勢。其中：富寧、耿馬、河口、金平、景洪、勐臘地區有較多單元的分布；屏邊、水富、綏江、新平、元江、元陽地區有一定單元的分布；而滄源、東川、個舊、廣南、綠春、麻栗坡等地有少量單元的分布。

1.2 數據來源與處理方法

本文依據云南省各縣農用地分等成果和《中國耕

地質量等級調查與評定》(云南卷)作為研究的基礎資料。以云南省農用地分等國家級匯總數據庫成果(比例尺1∶50萬)的數據資料為基礎，采用計算機圖形處理技術進行數據分割處理。對不同海拔梯度的耕地資源狀況進行分析。

采用綜合指數法來進行耕地利用評價的計算。綜合指數法的基本思路是在耕作制度的控制下，從作物光溫潛力出發，經作物產量比系數折算成全國可比的標準糧，再測算耕地自然質量分，按照積分法綜合成可比的評價數量指標[13]。利用EXCEL軟件建立初步數據庫，同時進行分析計算，成果完成后建立云南省耕地利用評價的基礎數據庫。采用MAPGIS軟件建立數據庫、編制成果圖件、量算面積和統計，并在此基礎上，系統分析不同海拔梯度耕地自然質量等的空間分布規律及特點。

1.3 自然質量等計算方法

通過指定作物自然質量等指數的計算模型計算各評價單元的耕地自然質量等指數。云南省耕地利用評價等別劃分采用等間距法，耕地自然質量等根據評價單元的自然質量等指數值，以200分一個等別間距進行耕地自然質量等的劃分。計算中，為使等別取整，采取了小數位數只進不舍的方法。從而得到各海拔梯度的耕地自然質量等。然后根據耕地自然質量等采用分等單元面積加權的方法得到平均自然質量等。

2 結果與分析

2.1 不同海拔梯度自然質量等分布特征

云南省耕地的自然質量等分布范圍為1—28等，按海拔梯度對各自然質量等的面積進行統計，并計算出各海拔梯度中相同自然質量等的耕地面積占全省同等別耕地面積的比例，結果如表1所示。

從云南省耕地分布的海拔來看，海拔500～3 500 m的范圍內均有耕地分布，高差大，垂直分布層次明顯，可為當地農業生產提供不同的種植資源配置條件。云南省耕地數量總計為6.12×106hm2，主要分布在海拔1 000～2 500 m的區域。其中，海拔梯度為1 000～1 500 m的為2.19×106hm2，占全省耕地數量的35.82%；海拔梯度為1 500～2 000 m所占比例為31.02%，其對應的耕地面積為1.90×106hm2；海拔梯度為2 000～2 500 m的為1.18×106hm2，在耕地總量中所占比例為19.33%。各海拔梯度耕地分布詳見圖1。

表1 不同海拔梯度耕地自然質量等面積及其比例

數據來源：云南省各縣農用地分等成果和《中國耕地質量等級調查與評定》(云南卷)。

圖1 按海拔梯度劃分云南省耕地面積分布

根據對云南省耕地利用評價單元的計算分析，結合表1、各縣(市、區)的土地利用現狀圖及云南省海拔梯度劃分結果等相關因素對全省耕地自然質量等進行分析，云南省耕地自然等面積呈典型的偏態型分布。其中：隨著等別的增加，耕地具有漸漸向低海拔地區分布的趨勢。

1—4等地基本上分布在海拔2 500 m以上的地區，這些地區在省內海拔較高，它們在滇西北、滇西、滇東北等地區有分布。這些地區海拔高差顯著，地形和氣候復雜多樣，生態系統脆弱。當地水土流失嚴重，生態系統一旦破壞就很難修復。特別是在人類干擾，開墾耕地的過程中，由于土地利用方式的改變，造成土質變劣，跑水、跑土、跑肥，加之當地人口、資源、環境方面的壓力，使耕地質量很難恢復[14-15]。這些原因導致了當地的耕地的自然質量一直很低。

5—15等地基本上分布在海拔1 000～2 500 m的地區，這些地區除了在滇西北、滇西、滇東北等這些省內海拔較高和西雙版納、普洱等這些海拔較低的地區分布較少外，全省都有大面積的連片分布。這些地區的地形以大小不一的盆地為主,耕地主要分布在盆地中。云南省的中部大部分地區地勢起伏平緩，紅土高原特征突出，季節溫差較小，雨量豐富，適合作物生長，這些地區的耕地質量較高，是云南省最適宜種植作物的地區，大部分區域的自然質量較高[16]。而滇東南區地勢起伏平緩，但巖溶地貌較為發育，高差懸殊也比較大，該區域的氣候差異也較大，部分地區的自然質量相對低些。

16—28等地無明顯分布規律，但幾乎全部分布在2 500 m以下，特別是在西雙版納、普洱等地。這些地區地勢平緩，光、溫、水、氣資源豐富，非常適宜種植熱帶作物，耕地的自然質量很高。

2.2 自然質量等在不同海拔梯度間的變化規律

通過面積加權法，計算研究區13 868個省級評價單元的平均自然質量等，然后根據海拔梯度對它們進行分類，每一個類別的都求出它們的平均自然質量等，得出關系見圖2所示。

由圖2可知：除了海拔梯度在1 500～2 000 m和3 500 m以上的區域內平均自然質量等的值有輕微的回升以外，平均自然質量等總體上呈現隨海拔升高而降低的趨勢。其中：海拔梯度在500 m以下耕地的平均自然等為13.44，這些地區光、熱、水、土資源豐富，自然條件很好；海拔梯度在500 m至2 000 m耕地的平均自然等為10.09至10.84，這些地區的自然條件次之；海拔梯度在2 000 m至2 500 m，2 500 m至3 000 m耕地的平均自然等為8.65，6.87，這些地區的自然條件再次之；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為5.71，5.96，這些地區的自然條件最差。由自然條件的好壞可知：在河谷地區(海拔2 000 m以下),光熱水土條件好,土壤肥力高,糧食產出高;在半山區(2 000～3 000 m),由于海拔的增加,光熱條件相對河谷地區要差,糧食產量有所降低;在高寒山區(3 000 m以上),由于氣溫低,光熱條件差,坡耕地零星分散,旱地為主,糧食產量低。

圖2 海拔梯度與平均自然質量等關系

3 結論與討論

通過以上分析，本文的主要研究結論是：自然質量等總體上呈現隨海拔升高而降低的趨勢，但海拔梯度在1 500～2 000 m和3 500 m以上的區域內有輕微的回升。換言之，海拔層面的垂直分布直接影響到區域耕地結構，準確反映不同海拔區域耕地資源配置狀況。建議在農用地分等中,對于海拔差異較大、耕地在各個海拔都有分布的地區,將海拔作為影響因子納入到農用地分等的計算中。鑒于農用地分等結果需要在省際和縣際之間可比,因此在全國范圍內是否統一選用海拔因子還需在今后工作實踐中進一步研究。

本文的研究成果可為農業發展方向和途徑的選擇、結構的調整、耕作制度的改革、新品種的引入推廣、栽培技術措施的應用、以及建立良性的農業生態系統提供重要依據。對合理利用和保護耕地資源，挖掘資源潛力，提高農業資源利用效率，促進經濟社會的可持續發展有著重要的現實意義。

耕地資源的自然質量等受多種自然因素的共同作用，海拔梯度只是多種自然因素中的一種。因此，今后應研究其他因素對耕地自然質量的影響，豐富耕地自然質量等的研究內涵。

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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

國土資源部資助項目“云南省農用地分等研究”(20060915)

余菊(1989—),女,湖北黃岡人,碩士研究生,主要從事土地資源配置與可持續利用研究。E-mail:minifish0929@163.com

鄭宏剛(1971—),男,云南祿豐人,副教授,主要從事水土保持與國土資源利用研究。E-mail:ynhg61@126.com

F301.24

：A

：1005-3409(2014)04-0224-05