我國中部糧食主產區耕地質量等別限制因素及提升對策

董莉莉 吳克寧++魏洪斌 趙華甫

摘要：以我國中部典型縣域為例，探討耕地質量等別分布特征，系統分析區域耕地質量等別限制因素，提出不同區域耕地質量的提升對策。以縣域農用地分等更新成果為研究對象，通過ArcGIS疊加分析與數據統計，綜合對比分析耕地質量等別與不同分等因素的關系與規律。研究結果表明，5個典型縣域耕地質量等別總體較高，以中、高等地為主，有少量優等地分布，各區域耕地質量存在共性的自然和利用限制因素，也存在特有的限制因素，土地整治應因地制宜提升耕地質量。這說明開展耕地質量保護與提升工程建設，既要改良耕地質量共性限制因素，更要著眼于不同區域的特有限制因素，制定區域差別化的耕地質量提升對策。

關鍵詞：農用地分等；耕地質量；限制因素；提升策略；典型縣域

中圖分類號： F323.211文獻標志碼： A

文章編號：1002-1302（2016）12-0419-06

收稿日期：2015-10-20

基金項目：國土資源部公益性行業科研專項（編號：201511082-2）。

作者簡介：董莉莉（1979—），女，河南信陽人，博士研究生，主要從事土地評價與規劃研究。E-mail：dllcugb@126.com。

通信作者：吳克寧，教授，博士生導師，主要從事土地評價與規劃研究。E-mail：knwu@sohu.com.cn。

我國實行最嚴格的耕地保護制度，耕地作為農業生產的基本資料，其數量與質量狀況影響糧食生產能力，對保障經濟發展、維持社會穩定具有決定性作用。當前我國的耕地保護工作已從單一的數量管理向數量、質量、生態三位一體的管護轉變，而我國耕地質量總體偏低，中低產田面積比重大，耕地質量日益引起重視。2009年完成的農用地分等定級工作，第一次實現耕地質量全國可比，為推進耕地資源保護利用、保障農業生產與糧食安全發揮了重要作用。

我國耕地資源保護和國家糧食安全保障已上升為一個緊迫的重大戰略問題[1-3]。近年來，我國耕地質量問題引起眾多學者關注，為科學量化耕地資源的數量、質量和分布，充分認識耕地資源特點，相關學者依據農用地分等成果及其應用，開展了大量相關研究工作。如從大區和省域層面研究耕地資源分布特征，司振中等研究了中國耕地資源的區域差異及保護問題[4]，關興良等研究了中國耕地變化的空間格局與重心曲線動態分析[5]，王洪波等研究了中國耕地等別分異特性及其對耕地保護的影響[6]，孔祥斌等研究了中國西部區耕地等別空間分布特征[7]；在省域尺度，相關學者對河北、江蘇、重慶耕地等別分布規律進行了研究[8-10]，國內學者開展了耕地質量等別的研究工作，在耕地產能分異[11-13]、耕地質量變化[14-16]、耕地質量評價[17-18]、耕地質量監測[19-23]、產能核算與提升潛力研究[24-27]及耕地質量“占補平衡”[28-29]等方面開展了大量工作，并取得了一定的研究成果，為全面認識耕地質量等別分布特征提供了理論依據。我國中東部地區承擔著社會經濟發展與糧食安全保障的雙重任務，作為人口密集分布區，人地矛盾突出，是我國經濟發展與糧食生產的主要集中區。中部地區由于受不同的自然氣候因素與社會經濟條件影響，耕地質量等別分布特征不同，其主要限制因素也具有區域差異性，系統研究中部典型縣域耕地質量等別主導限制因素及提升策略具有重要現實意義。

[JP2]基于我國中部糧食主產區典型縣域耕地分等成果，選取黑龍江海倫市、吉林省農安縣、河南省禹州市、湖北省公安縣、江西省吉安縣，分別代表東北區、黃淮海區、長江中下游區、江南區，通過ArcGIS進行數據處理與統計分析，對比5個典型縣域的耕地質量等別特征，分布狀況以及耕地質量等別限制因素的差異，提出不同區域耕地質量等別提升的相應對策，以期為劃定耕地質量保護與提升重點區域、開展土地整治與高標準農田建設、制定差別化的耕地利用保護政策提供理論依據。

1數據來源與研究方法

采用的縣域農用地分等數據來自各縣的2012年農用地分等補充完善成果，以shape格式存儲于ArcGIS格式數據庫中。

利用ArcGIS軟件對5個典型縣域農用地分等成果進行處理，以5個典型縣域耕地質量國家級等別作為基礎數據，通過Agcgis空間統計分析、疊加分析以及綜合分析等數據處理方法，對比分析典型縣域耕地自然質量等別、利用等別、經濟等別分布特征，及與各分等因素如土壤類型、標準耕作制度、灌排條件、坡度及區域本底條件的相關關系及規律。根據國家對耕地質量等別的統一劃分標準，將縣域國家級耕地質量自然等別、利用等別、經濟等別進行劃分，按照1～4等、5～8等、9～12等、13～15等劃分為優等、高等、中等、低等4個類型。

本研究在計算區域內耕地質量平均等別時采用面積加權平均法[10]，首先統計出各等別耕地的總面積，然后進行各個等別耕地面積加權：

[JZ]Y=[SX（]∑[DD（]i[HT4.]maxi=i[HT4.]min[DD）]i×FiF總[SX）]。

式中：Y為耕地等別平均值；i為耕地等別；imin為耕地等別最小值；imax為耕地等別最大值；Fi為i等耕地面積（hm2）；F總為耕地總面積（hm2）。

2結果與分析

2.1耕地質量等別特征綜合分析

2.1.1耕地自然質量等別分布特征通過對比分析5個縣域耕地自然質量等別，東北區的黑龍江海倫、吉林農安耕地自然質量等別范圍為9～11等、8～12等，平均自然質量等別為10.1、9.4等，其中面積最大的為10、9等地，分別占耕地面積的65.6%、58.36%，耕地類型集中分布在中、高等地；黃淮海區的河南禹州耕地自然質量等別范圍為6～10等，平均自然質量等別為7.6等，其中面積最大的為7等地，占耕地面積的58.54%，耕地類型集中分布在中、高等地；長江中下游區的湖北公安耕地自然質量等別范圍為2～7等，平均自然質量等別為3.5等，其中面積最大的為3等，占耕地面積的47.54%，耕地類型集中分布在優、高等地；江南區的江西吉安耕地自然質量等別范圍為8～12等，平均自然質量等別為9.1等，其中面積最大的為9等地，占耕地面積的59.98%，耕地類型集中分布在中、高等地（圖1、圖2）。

2.1.2耕地利用等別分布特征

通過對比分析5個縣域耕地利用等別，東北區的黑龍江海倫、吉林農安耕地利用等別范圍為9～12等、8～12等，平均利用等別為10.3、9.4等，其中面積最[JP3]大的為10、9等地，分別占耕地面積的67.97%、44.94%，耕地類型集中分布在中、高等地；黃淮海區的河南禹州耕地利用等別范圍為7～11等，平均利用等別為8.0等，其中面積最大的為7等地，占耕地面積的47.77%， 耕地類型集中分布在中、高等地；長江中下游區的湖北公安耕地利用等別范圍為 [JP2]1～8等，平均利用等別為4.2等，其中面積最大的為4等，占耕地面積的33.41%，耕地類型集中分布在優、高等地；江南區的江西吉安耕地利用等別范圍為4～11等，平均利用等別為7.0等，其中面積最大的為7等地，占耕地面積的3697%，耕地類型集中分布在中、高等地，僅有少量優等地分布（圖3、圖4）。

2.1.3耕地經濟等別分布特征

通過對比分析5個縣域耕地經濟等別，東北區的黑龍江海倫、吉林農安耕地經濟等別范圍為9～12等、8～11等，平均經濟等別為10.7、9.1等，其中面積最大的為11、9等地，分別占耕地面積的63.36%、46.94%，耕地類型集中分布在中、高等地；黃淮海區的河南禹州耕地經濟等別范圍為5～10等，平均經濟等別為7.2等，其中面積最大的為7等地，占耕地面積的36.07%，耕地類型集中分布在中、高等地；長江中下游區的湖北公安耕地經濟等別范圍為2～5等，平均經濟等別為3.0等，其中面積最大的為3等，占耕地面積的43.24%，耕地類型集中分布在優、高等地；江南區的江西吉安耕地經濟等別范圍為3～12等，平均經濟等別為7.4等，其中面積最大的為7等地，占耕地面積的30.54%，耕地類型主要分布在中、高等地，優等地所占比例較小（圖5、圖6）。

通過對比分析可以看出，黑龍江海倫市、吉林農安縣耕地質量等別偏低，江西吉安縣、河南禹州市耕地質量等別處于中等水平，湖北公安縣耕地質量等別較高。根據全國耕地質量等級調查與評定結果，全國農用地平均利用等別為9.8等，與全國農用地平均利用等別相比，除黑龍江海倫市耕地利用等別低于全國農用地平均利用等別外，其余4個縣域耕地平均利用等別均高于全國農用地平均利用等別。從耕地等別類型來看，5個典型縣域耕地以中、高等地為主，優等地分布較少，無低等地分布，5個典型縣域耕地的自然質量等別、利用等別、經濟等別在分布范圍、各等別面積所占比例及平均等別方面均具有一定的差異性，5個典型縣域耕地自然質量等別高低順序為：湖北公安>河南禹州>江西吉安>吉林農安>黑龍江海倫；利用等別高低順序為：湖北公安>江西吉安>河南禹州>吉林農安>黑龍江海倫；經濟等別高低順序為：湖北公安>河南禹州>江西吉安>吉林農安>黑龍江海倫。

2.2耕地質量等別限制因素分析

依據《農用地質量分等規程》（GB/T 28407—2012）以及5個典型縣域所在的標準耕地制度一級指標區，從耕地的自然本底條件和建設條件方面，分別選取有效土層厚度、土壤pH值、土壤有機質含量、障礙層距地表深度、巖石露頭度、坡度、表層土壤質地、灌溉保證率、排水條件、土壤鹽漬化程度、灌溉水源、農田林網化程度綜合分析不同標準耕作制度指標區內5個典型縣域耕地質量等別的關鍵限制因素。

2.2.1不同因素對耕地質量的影響

通過對5個典型縣域耕地監測樣點調查分析，不同因素對耕地質量等別影響方式總體可分為2種：正相關因素和負相關因素。正相關因素是隨著指標值的增大耕地質量也隨之提高，負相關因素則隨著指標值的增大耕地質量反而降低。不同影響因素對耕地質量等別的影響方式見表1。

2.2.2耕地自然條件限制因素

通過對5個典型縣域耕地質量限制因素進行對比分析，不同典型縣域耕地質量既有共性限制因素，也有特有限制因素，以典型縣域為代表的標準耕作制度區耕地質量等別限制因素存在一定的差異性（表2）。

以黑龍江海倫市、吉林農安縣為代表的東北區，屬于松嫩平原區二級指標區，有效土層厚度、土壤有機質含量、土壤pH值、障礙層距地表深度、表層土壤質地是影響耕地質量等別的主要自然條件因素。東北區有效土層相對較厚，有機質含量高，表層土壤質地以壤土為主，土壤pH值適中，地形坡度較小，部分區域障礙層距地表較淺。

以河南禹州市為代表的黃淮海區，屬于豫西山地丘陵區二級指標區，有效土層厚度、土壤有機質含量、土壤pH值、地形坡度、障礙層距地表深度是影響耕地質量等別的主要自然條件因素，黃淮海區部分地區有效土層厚度較小，土壤有機質含量偏低，表層土壤質地以壤土和沙土為主，存在部分黏土。

以湖北公安縣為代表的長江中下游區，屬于沿江平原區二級指標區，有效土層厚度、土壤有機質含量、土壤pH值、障礙層距地表深度及表層土壤質地是影響耕地質量等別的主要自然條件因素，長江中下游區自然本底條件較好，部分地區土壤有機質含量偏低、土壤pH值偏酸性，不利于作物生長。

以江西吉安縣為代表的江南區，屬于西部山地丘陵區，有效土層厚度、土壤有機質含量、土壤pH值、地形坡度、障礙層距地表深度、 表層土壤質地是影響耕地質量等別的主要自然

條件因素，部分地區有效土層厚度較薄，土壤有機質含量較低、土壤pH值偏酸性，地形坡度較大，表層土壤質地中沙土、黏土、礫質土占有一定比例，影響作物生長。

總體來看，各區域耕地質量等別限制因素不一，存在有效土層厚度限制因素的是東北區、江南區，存在土壤有機質含量限制因素的是東北區、黃淮海區、長江中下游區、江南區，存在土壤pH值限制因素的是東北區、黃淮海區、長江中下游區、江南區，以地形坡度為限制因素的是黃淮海區、江南區，存在障礙層距地表深度限制因素的是東北區、黃淮海區、長江中下游區，存在表層土壤質地限制因素的是黃淮海區、江南區。

2.2.3耕地利用條件限制因素

通過對5個典型縣域耕地利用條件進行統計與對比分析，典型縣域耕地利用條件限制因素也各不相同，不同標準耕作制度區的利用條件限制因素也具有差異性（表3）。

以黑龍江海倫市、吉林農安縣為代表的東北區，耕地利用條件的主要限制因素是排水條件和鹽漬化程度，存在排水條件不健全或無排水條件的耕地，及輕度鹽漬化耕地。

以河南禹州市為代表的黃淮海區，耕地利用條件的主要限制因素是排水條件、灌溉保證率、鹽漬化程度及土壤侵蝕。部分區域灌溉保證率不足，達到充分滿足條件的耕地面積比重較小，甚至有的耕地無灌溉設施，排水體系也不健全，有輕度鹽漬化的耕地，成為縣域耕地質量等別的主要限制因素。

以湖北公安縣為代表的長江中下游區，耕地利用質量的主要限制因素是排水條件和灌溉保證率。耕地排水體系不健全，灌溉保證率不能充分滿足，甚至無灌溉設施，充分滿足灌溉條件的耕地面積較少，灌排條件成為此區域耕地利用條件的主要限制因素。

以江西吉安縣為代表的江南區，耕地利用質量的主要限制因素是排水條件、灌溉保證率及田間道路通達度。此區域多為山地丘陵區，排灌設施不完善，排水條件不足，部分區域耕地無排水條件，灌溉保證率不能充分滿足，需進一步改善，田間道路通達度有待提高。

2.2.4耕地質量等別限制因素

將上述縣域耕地自然條件及利用條件的耕地質量等別限制因素進行匯總分析，將縣域內存在的限制因素類型用“√”加以表示，以典型縣域為代表的各標準耕作制度分區的耕地質量等別限制因素類型和數量不盡相同。從數量上來看，黃淮海區和江南區耕地質量等別限制因素類型數量較多，數量可達6～7個，東北區及長江中下游區耕地質量等別限制因素類型數量相對較少，只有4～5個；從耕地質量等別限制類型上來看，土壤有機質含量、土壤pH值是所有區域的共同限制因素，有效土層厚度是東北區、黃淮海區、江南區的主要限制因素，地形坡度是黃淮海區、江南區的主要限制因素，障礙層距地表深度是東北區、黃淮海區、長江中下游區的主要限制因素，表層土壤質地是東北區、黃淮海區、江南區的主要限制因素，排水條件和灌溉保證率則是各區域的共同限制因素，鹽漬化程度則存在于東北區和黃淮海區，土壤侵蝕主要分布在東北區、黃淮海區、長江中下游區及江南區，東北區、黃淮海區的農田林網化程度偏低（表4）。

2.3區域耕地質量等別提升對策

土地整治作為當前耕地質量保護和建設的重要方式，可以提高耕地質量等別，優化耕地利用結構和布局。應結合當地的自然條件、資源稟賦、經濟發展水平采取差異化的整治工程措施，明確土地整治的方向及建設重點，在保證生態安全的前提下，增加耕地數量，提升耕地質量，從數量、質量及生態3方面保護和建設耕地資源。針對不同區域耕地質量等別的限制因素，提出差異化的質量提升策略。

以黑龍江海倫市、吉林農安縣為代表的東北區：平整土地，提高耕作層厚度，保持黑土耕作層厚度；實施保護性耕作，深耕深松耕作層，改良鹽堿土壤。提高土壤有機質含量，防止土壤酸化。適當增加有效灌溉面積，完善灌排工程體系，提高灌溉保證率，改善農田排水條件，改造平原低洼區排水設施；整修和新建田間道、生產路等附屬設施；新建、修復防護林帶，提高農田防護控制率。

以河南禹州市為代表的黃淮海區：客土改良質地過沙土壤。實現耕作田塊集中連片，提高耕作層有效土層厚度。實施秸稈還田，治理鹽堿、重金屬污染土地。保持土壤有機質含量和土壤pH值。完善井渠結合灌溉體系，提高水資源利用率和灌溉保證率，改善田間排水條件。合理設計田間道路，提高田間道路通達度。新建、修復防護林帶，保護和改善農田生態環境。

以湖北公安縣為代表的長江中下游區：保持有效耕作層厚度，因地制宜改良土壤偏酸、潛育化障礙，提高土壤有機質含量，防止土壤酸化。完善農田灌排設施，提高水稻區灌溉保證率和洪澇災害抵御能力。合理確定田間道路的密度和寬度，整修和新建田間道、生產路，新建、修復防護林帶，防止或減少污染，完善農田防護控制率。

以江西吉安縣為代表的江南區：加大田塊梯田化率，開展水土保持、水源涵養的護路護溝等植被生態工程建設。建設秸稈還田和農家肥積造設施，提高土壤有機質含量，保持土壤pH值，防止土壤酸化。新建、改造灌區內小型水庫、塘（堰）和泵站，提高灌溉供水保障和防洪能力；提高稻區、糖料蔗等優勢產區灌溉保證率。整修和新建田間道、生產路，新建、修復防護林帶，提高農田防護控制率。

3結論

通過對5個典型縣域耕地質量等別進行綜合對比分析，除海倫市和農安縣之外，其余3個縣域的平均等別均高于全國耕地平均等別，耕地等別類型以中、高等地為主，部分縣域有優等地分布，所占耕地面積比重較小。從標準耕作制度分區來看，長江中下游區、江南區耕地質量等別高于黃淮海區和東北區。典型縣域及所在的標準耕作制度分區耕地等別在集中范圍、各等別面積比例及平均等別方面均表現出一定的差異性。

以5個典型縣域所代表的標準耕作制度分區的耕地質量等別限制因素，各區域耕地質量等別限制因素具有一定的差異性，不同區域既有共性耕地質量等別限制因素，也存在區域特有的耕地質量等別限制因素，土壤有機質含量與土壤pH值是各區域共同存在的自然限制因素，排水條件和灌溉保證率是各區域共同存在的利用限制因素，各區域耕地質量等別同時存在特有的自然或利用限制因素。

針對5個典型縣域耕地質量的分布特征與限制因素，應著眼于不同區域耕地質量等別的限制因素類型，采取相應的耕地質量保護與提升措施，在土地整治規劃設計時，將土地整治工程與不同限制因素類型相結合，制定不同區域的耕地質量保護與整治提升策略。

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