珠海市1982—2009年耕地質(zhì)量時(shí)空演變分析

何尹杰，吳大放，劉艷艷，梁達(dá)維，陳震霖

（廣州大學(xué)地理科學(xué)學(xué)院國(guó)土與城鎮(zhèn)規(guī)劃研究所，廣東 廣州 510006）

珠海市1982—2009年耕地質(zhì)量時(shí)空演變分析

何尹杰，吳大放，劉艷艷，梁達(dá)維，陳震霖

（廣州大學(xué)地理科學(xué)學(xué)院國(guó)土與城鎮(zhèn)規(guī)劃研究所，廣東 廣州 510006）

從土壤肥力、立地條件、基礎(chǔ)設(shè)施和經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出4個(gè)角度綜合選取12個(gè)指標(biāo)，用熵值法確定指標(biāo)權(quán)重并運(yùn)用ArcGIS軟件進(jìn)行空間插值與統(tǒng)計(jì)，分析珠海市1982-2009年耕地質(zhì)量時(shí)空變化規(guī)律。結(jié)果表明，珠海市耕地質(zhì)量1982年以一級(jí)耕地為主，2009年以二級(jí)耕地為主，1982年一級(jí)耕地轉(zhuǎn)為2009年二級(jí)耕地的面積為18 005.37 hm2，占2009年二級(jí)耕地的60.73%，白蕉、乾務(wù)和平沙有大量的一級(jí)耕地轉(zhuǎn)為二級(jí)耕地。1982年珠海市一級(jí)和二級(jí)耕地面積的比例分別為65.96%和30.43%，而2009年珠海市一級(jí)和二級(jí)耕地面積的比例分別為8.25%和80.85%，耕地質(zhì)量有大幅變化。1982-2009年期間，珠海市土地利用結(jié)構(gòu)發(fā)生重大變化，耕地總面積大幅度減少，耕地質(zhì)量等級(jí)大幅下降，優(yōu)質(zhì)耕地主要分布在斗門區(qū)，其次是金灣區(qū)，香洲區(qū)很少。

耕地質(zhì)量；熵值法；GIS；時(shí)空演變；珠海

隨著我國(guó)社會(huì)、經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人地矛盾日益突出，迫切要求耕地管理從單純數(shù)量管理向數(shù)量管控、質(zhì)量管理和生態(tài)管護(hù)并重轉(zhuǎn)變，而耕地質(zhì)量評(píng)價(jià)是耕地保護(hù)的基礎(chǔ)［1-2］。國(guó)內(nèi)外關(guān)于耕地研究主要集中在耕地?cái)?shù)量變化及其驅(qū)動(dòng)因素、耕地利用變化、社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展以及糧食安全之間的關(guān)系等，近年來對(duì)耕地質(zhì)量的變化研究也愈加受到重視。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展以及3S技術(shù)的崛起，國(guó)外對(duì)耕地質(zhì)量的研究越來越深入，在耕地質(zhì)量的內(nèi)容、方法以及指標(biāo)上都取得了較多成果［3-9］。同樣，我國(guó)學(xué)者也越來越重視耕地質(zhì)量情況，從研究進(jìn)展、內(nèi)容、方法以及指標(biāo)選取等不同角度對(duì)耕地質(zhì)量進(jìn)行研究［10-21］。我國(guó)2009年國(guó)土資源部首次完成對(duì)全國(guó)耕地質(zhì)量等級(jí)的全面調(diào)查與評(píng)定，建立了全國(guó)統(tǒng)一可比的1∶50萬耕地質(zhì)量等別數(shù)據(jù)庫［22］。2012年頒發(fā)了國(guó)標(biāo)規(guī)程《農(nóng)用地質(zhì)量分等規(guī)程GBT28407-2012》，2014年完成了第二次全國(guó)耕地質(zhì)量等級(jí)調(diào)查與評(píng)價(jià)。通過開展補(bǔ)充調(diào)查和更新評(píng)價(jià)，形成了基于第二次全國(guó)土地調(diào)查的耕地質(zhì)量等別成果，更加精準(zhǔn)地查清了全國(guó)耕地質(zhì)量等別及其分布狀況。這兩次耕地調(diào)查與評(píng)價(jià)成果充分運(yùn)用到各級(jí)國(guó)土資源管理部門的相關(guān)規(guī)劃編制、基本農(nóng)田調(diào)整劃定、耕地占補(bǔ)平衡考核、土地整治項(xiàng)目管理等方面，切實(shí)發(fā)揮了基礎(chǔ)性作用，為實(shí)現(xiàn)耕地?cái)?shù)量質(zhì)量并重管理、堅(jiān)守耕地質(zhì)量紅線提供了重要支撐［23］。對(duì)于國(guó)土資源部?jī)纱螌?duì)耕地質(zhì)量的評(píng)價(jià)研究發(fā)現(xiàn)，評(píng)價(jià)方法科學(xué)有效、結(jié)果精確，但是數(shù)據(jù)缺乏長(zhǎng)時(shí)間跨度的時(shí)空對(duì)比。由于水熱條件、地形復(fù)雜和地質(zhì)條件的差異，形成了我國(guó)復(fù)雜多樣的土地類型，不同區(qū)域的耕地各具特色。如果能根據(jù)當(dāng)?shù)貙?shí)際情況建立一套具有代表性的指標(biāo)體系和方法，且進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間跨度時(shí)空對(duì)比評(píng)價(jià)，無疑是對(duì)全國(guó)第二次耕地質(zhì)量調(diào)查評(píng)價(jià)外的一個(gè)很好的補(bǔ)充和修正檢驗(yàn)。

綜上可見，國(guó)內(nèi)外研究評(píng)價(jià)指標(biāo)主要包括土壤物理、化學(xué)和生物性質(zhì)等多方面的指標(biāo)，評(píng)價(jià)方法分為定性和定量相結(jié)合評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)的內(nèi)容大多以定性評(píng)價(jià)為主，對(duì)市級(jí)中尺度地域、長(zhǎng)時(shí)間跨度的耕地質(zhì)量評(píng)價(jià)及其耕地質(zhì)量演變規(guī)律的定量研究較少［12］。由于中尺度研究需要用到大范圍多個(gè)樣點(diǎn)的土壤樣品采集分析數(shù)據(jù)，受條件和資金等的限制，目前很多學(xué)者只是對(duì)小范圍尺度進(jìn)行耕地質(zhì)量評(píng)價(jià)研究。此外，珠海市處于珠三角經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展地區(qū)、華南海岸帶典型區(qū)域，土地利用變化導(dǎo)致耕地快速減少，耕地土壤受到不同程度的汞、鎘、砷等重金屬［24］和石油類的污染，對(duì)土壤樣品分析直接關(guān)系到耕地質(zhì)量等級(jí)評(píng)價(jià)結(jié)果的準(zhǔn)確性。本研究采用1982年第二次土壤普查成果和2009年中山大學(xué)地理科學(xué)與規(guī)劃學(xué)院研究團(tuán)隊(duì)到珠海市進(jìn)行土壤樣品取樣結(jié)果，數(shù)據(jù)來源具有準(zhǔn)確性和獨(dú)特性。

1 研究區(qū)域概況

珠海市地處廣東省珠江三角洲的南部前緣、珠江口西岸，在113°03′～114°19′E、21° 48′～22°27′N之間。全市海陸總面積7 650 km2，其中陸地面積1 732.33 km2，海域面積5 918 km2，大小島嶼146個(gè)，海岸線224.5 km［25］。

1.1 土壤

珠海市地處南亞熱帶，淋溶淀積作用強(qiáng)烈，形成地帶性土壤赤紅壤，在丘陵山區(qū)分布有花崗巖和砂頁巖發(fā)育而成的赤紅壤。高程3 m以下的平原地區(qū)一般是三角洲沖積母質(zhì)發(fā)育的土壤，為潛育型或潴育型水稻土，具有土層深厚、養(yǎng)分豐富、質(zhì)地粘重、通透性差的共同特點(diǎn)。3～15 m為谷底沖積、洪積母質(zhì)發(fā)育的土壤，一般是潴育型水稻土或旱作地；15～30 m為坡積、殘積母質(zhì)發(fā)育的土壤，一般為果、茶園或林地；30 m以上一般為殘積母質(zhì)發(fā)育的赤紅壤，多為馬尾松稀樹灌草從地。三角洲母質(zhì)的土壤規(guī)律性較明顯：由海入陸土壤分布依次為泥灘、草灘或紅樹林灘、中咸田、輕咸田或咸酸田、低油格田、高油格田、黏土田［26］。

1.1.1 耕地土壤物理屬性 對(duì)比1982、2009年珠海市耕地土壤的機(jī)械組成可知，0.05～0.01、0.01～0.005、0.005～0.001 mm粒徑含量百分?jǐn)?shù)均值、標(biāo)準(zhǔn)差、方差均呈下降趨勢(shì)，數(shù)據(jù)離散度下降，均為右偏態(tài)，高頂峰為主，極差在減少；＜0.001、1～0.05 mm粒徑含量百分?jǐn)?shù)的均值、標(biāo)準(zhǔn)差、方差均呈上升趨勢(shì)，數(shù)據(jù)離散度增加，平頂峰為主，極差在增加；＜0.01 mm粒徑含量百分?jǐn)?shù)的均值之和由35.90%上升到36.57%，上升為中土壤，這種變化說明土壤質(zhì)地轉(zhuǎn)好，但變化幅度較小［26］。

1.1.2 耕地土壤化學(xué)性質(zhì) （1）土壤有機(jī)質(zhì)。有機(jī)質(zhì)是土壤的重要組成部分，土壤許多物理化學(xué)屬性都直接或間接地與有機(jī)質(zhì)含量和組成有關(guān)［27］。有機(jī)質(zhì)是表征土壤質(zhì)量與肥力的重要因子，其含量高低與土壤肥力水平緊密相關(guān)［28］，是衡量土壤肥力的重要指標(biāo)。對(duì)比1982、2009年全市耕地土壤有機(jī)質(zhì)含量可知，土壤有機(jī)質(zhì)均值和眾數(shù)呈下降趨勢(shì)，分別下降了0.34%、1.74%，減幅分別為30.45%、68.89%［26］。

（2）土壤速效磷。磷是土壤養(yǎng)分的重要組成部分，而速效磷是當(dāng)季作物可從土壤中獲取的主要磷養(yǎng)分資源。但過量磷肥施入耕地會(huì)造成資源浪費(fèi)和水體污染，進(jìn)而危害人體健康。速效磷增加除受農(nóng)業(yè)管理措施、土地利用方式和土壤顆粒組成影響外，還與母質(zhì)、地形等因素有關(guān)。對(duì)比1982、2009年全市耕地土壤速效磷可知，土壤速效磷均值和眾數(shù)均呈下降趨勢(shì)，分別減少了6.05、10.87 mg/kg，減幅分別為23.49%、98.92%［26］。

（3）土壤速效鉀。速效鉀含量是衡量土壤鉀養(yǎng)分供應(yīng)能力的指標(biāo)，表示可供植物吸收利用的鉀數(shù)量［29］。對(duì)比1982、2009年全市耕地土壤速效鉀可知，土壤速效鉀均值和眾數(shù)呈下降趨勢(shì)，分別減少了6.05、10.87 mg/kg，減幅分別為23.49%、98.92%［26］。

1.2 土地利用特點(diǎn)

根據(jù)2009年遙感解譯土地利用現(xiàn)狀結(jié)果顯示，珠海市農(nóng)用地總面積124 858.81 hm2、占土地總面積的71.65%，其中耕地面積3 666.481 hm2、占土地總面積21.04%。2008年有85.35 km2的水土流失區(qū)域，占全市陸地總面積的5.34%［30］，其中人為水土流失面積占72.42%，水土流失導(dǎo)致地力下降［26］。

2 耕地質(zhì)量變化評(píng)價(jià)方法與數(shù)據(jù)處理

2.1 評(píng)價(jià)方法

本研究從耕層狀況、立地條件、基礎(chǔ)設(shè)施和經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出4個(gè)角度綜合12個(gè)選取指標(biāo)，用熵值法確定指標(biāo)權(quán)重，并運(yùn)用ArcGIS軟件進(jìn)行空間插值，分析珠海市1982—2009年耕地質(zhì)量的時(shí)空變化情況。

2.2 耕地質(zhì)量變化評(píng)價(jià)指標(biāo)體系構(gòu)建

參考耕地質(zhì)量變化相關(guān)研究［18，31-33］，結(jié)合研究區(qū)域耕地特征，確定土壤肥力、立地條件、基礎(chǔ)設(shè)施、經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出4個(gè)系統(tǒng)層，并選取12個(gè)指標(biāo)對(duì)珠海市耕地質(zhì)量進(jìn)行評(píng)價(jià)，構(gòu)建耕地質(zhì)量變化評(píng)價(jià)指標(biāo)體系（表1）。

表1 珠海市耕地質(zhì)量變化評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

2.3 基于熵值法的評(píng)價(jià)因素權(quán)重計(jì)算

為盡可能減小人為確定權(quán)重的主觀性，本研究選取熵值法對(duì)珠海市耕地質(zhì)量進(jìn)行評(píng)價(jià)。由于各指標(biāo)的量綱、數(shù)量級(jí)均有差異，為消除因量綱不同對(duì)評(píng)價(jià)結(jié)果的影響，先對(duì)各指標(biāo)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理［34］。

式中，Xij為第i個(gè)地區(qū)第j個(gè)指標(biāo)的數(shù)值（i=1，2，…m；j =1，2，…n），Xmax為該項(xiàng)指標(biāo)最大值，Xmin為該項(xiàng)指標(biāo)最小值。為方便起見，仍記數(shù)據(jù)= Xij。

式中，n為指標(biāo)個(gè)數(shù)，Pij為第i個(gè)地區(qū)的第j個(gè)指標(biāo)的經(jīng)正向處理后的標(biāo)準(zhǔn)化值，eij為j 指標(biāo)的差異性系數(shù)，dj為j指標(biāo)的差異性系數(shù)，Wj為第j項(xiàng)指標(biāo)的權(quán)重，T為綜合評(píng)價(jià)值。

2.4 數(shù)據(jù)來源與處理

以研究區(qū)1982、2009年Landsat TM遙感影像為數(shù)據(jù)源，通過圖像鑲嵌和增強(qiáng)處理等對(duì)遙感影像進(jìn)行預(yù)處理，在ArcGIS平臺(tái)上以配準(zhǔn)后的地圖為底圖，運(yùn)用EDITOR中的create new feature工具在新建的矢量圖層上跟蹤研究區(qū)行政邊界，獲得研究區(qū)的面狀矢量圖，裁剪得到符合標(biāo)準(zhǔn)的研究區(qū)影像。利用GIS技術(shù)提取耕地的土地利用信息，得到1982、2009年耕地利用數(shù)據(jù)。珠海市的土壤肥力、立地條件的數(shù)據(jù)來源：1982年數(shù)據(jù)是收集全國(guó)第二次土壤普查成果《珠海市土壤》《斗門縣土壤普查報(bào)告書》等普查成果圖件獲得；2009年數(shù)據(jù)是替代數(shù)據(jù)，采用2009年中山大學(xué)在1982年土壤普查的成果土壤圖上標(biāo)記的54個(gè)采樣點(diǎn)基礎(chǔ)上重新實(shí)地采樣土壤樣品進(jìn)行檢測(cè)分析獲得，并考慮到30多年來隨著圍海造地范圍的不斷擴(kuò)大，土地利用方式和耕作方式發(fā)生較大變化，對(duì)土壤性狀影響較大，故新增6個(gè)具有代表性的采樣點(diǎn)。運(yùn)用ArcGIS軟件進(jìn)行空間插值和矢量化處理并形成專業(yè)的圖件，生成珠海市土地利用數(shù)據(jù)庫。

DEM數(shù)據(jù)為覆蓋研究區(qū)全區(qū)90 m空間分辨率數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)格式為GRID，依據(jù)DEM，采用ArcGIS中Spatial Analyst模塊下的表面分析分別提取高程和坡度信息。利用空間插值法對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)、速效磷、速效鉀含量等進(jìn)行圖層處理。利用緩沖區(qū)技術(shù)建立珠海市河流、城鎮(zhèn)、交通道路緩沖區(qū)得到灌溉保證率、距離城鎮(zhèn)距離以及道路通達(dá)度圖層。運(yùn)用相等間距重分類技術(shù)對(duì)各個(gè)指標(biāo)進(jìn)行重分類，采用GIS疊加處理法對(duì)所有圖層進(jìn)行疊加分析，利用加權(quán)平均法計(jì)算出每個(gè)地塊的綜合評(píng)價(jià)值。

社會(huì)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)主要來源于廣東省社會(huì)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)庫、珠海市政府網(wǎng)、珠海市統(tǒng)計(jì)信息網(wǎng)、珠海市國(guó)土資源局等網(wǎng)站，同時(shí)通過《珠海市統(tǒng)計(jì)年鑒》收集珠海市土地利用以及社會(huì)經(jīng)濟(jì)等數(shù)據(jù)。利用ArcGIS中的resample模塊將以上數(shù)據(jù)統(tǒng)一進(jìn)行柵格化，并確保每個(gè)圖層?xùn)鸥褚灰粚?duì)應(yīng)。各數(shù)據(jù)運(yùn)用熵值法處理后的權(quán)重見表2。依據(jù)耕地質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)值，用相等間距法［33］將珠海市耕地質(zhì)量劃分為5個(gè)等級(jí)［33，35］，各級(jí)的分值情況見表3。

表2 珠海市耕地質(zhì)量變化評(píng)價(jià)指標(biāo)體系指標(biāo)權(quán)重

表3 珠海市耕地質(zhì)量評(píng)價(jià)等級(jí)劃分

3 珠海市耕地質(zhì)量時(shí)空演變分析

3.1 珠海市耕地質(zhì)量等級(jí)分析

1982年和2009年珠海市耕地質(zhì)量等級(jí)如圖1所示。從圖1可以看出，珠海市東部海島地區(qū)無耕地分布，中部香洲區(qū)耕地沿交通線呈軸向減少（城市沿著105國(guó)道等交通線發(fā)展不斷侵占耕地），西部斗門區(qū)和金灣區(qū)域鎮(zhèn)發(fā)展不斷向四周擴(kuò)散，耕地出現(xiàn)圈層式減少，全市耕地由東向西逐步減少［33］。1982年珠海市一級(jí)耕地面積高達(dá)41 066.33 hm2、占1982年耕地總面積的65.96%，二級(jí)耕地面積占30.43%，三級(jí)耕地和四級(jí)耕地均較少、不足2%，五級(jí)耕地不足0.1%，其中一級(jí)耕地和二級(jí)耕地面積超過95%；2009年珠海市一級(jí)耕地面積僅有3 025.24 hm2、占耕地總面積的8.25%，二級(jí)耕地面積高達(dá)29 646.52 hm2、占80.85%，三級(jí)耕地面積占10.89%，四級(jí)耕地面積接近0，沒有五級(jí)耕地。珠海市1982、2009年耕地等級(jí)面積見表4。

圖1 1982、2009年珠海市耕地質(zhì)量等級(jí)

表4 1982、2009年珠海市不同耕地等級(jí)面積及比例

從上述分析可知，1982—2009年，珠海市耕地質(zhì)量發(fā)生了顯著下降，由1982年的以一級(jí)、二級(jí)耕地為主下降到2009年的以二級(jí)、三級(jí)耕地為主。一級(jí)耕地的比例顯著減少，由1982年的近66%下降到2009年的不足10%；二級(jí)耕地顯著增加，由1982年的30%增加到2009年的80%；三級(jí)耕地增加近10%。1982、2009年珠海市的耕地質(zhì)量主要由一級(jí)轉(zhuǎn)變?yōu)槎?jí)和三級(jí)。珠海市的耕地質(zhì)量等級(jí)分布呈現(xiàn)了由西內(nèi)陸到東沿海等級(jí)降低的規(guī)律，主要是由于沿海耕地的礦化度和鹽漬化程度較高，種植作物相對(duì)單一，土壤養(yǎng)分含量較低，造成沿海地區(qū)的耕地質(zhì)量等級(jí)一直低于內(nèi)陸地區(qū)［12］。

3.2 珠海市耕地質(zhì)量空間分析

由表5可知，1982年珠海市一級(jí)耕地主要分布在斗門區(qū)和金灣區(qū)，香洲區(qū)沒有一級(jí)耕地。一級(jí)耕地各鎮(zhèn)分布從大到小依次是平沙＞乾務(wù)＞白蕉＞蓮洲＞斗門＞井岸＞紅旗＞三灶＞南水。二級(jí)耕地面積最多的是斗門區(qū)（7 815.69 hm2），最少的是香洲區(qū)（3 433.18 hm2）。香洲區(qū)的南屏二級(jí)耕地面積多達(dá)2 125.89 hm2，占香洲區(qū)二級(jí)耕地的61.92%，唐家灣沒有二級(jí)耕地；斗門區(qū)二級(jí)耕地近70%分布在白蕉，其次是井岸、乾務(wù)、蓮洲和斗門；金灣區(qū)近50%的二級(jí)耕地分布在三灶，南水的二級(jí)耕地最少、僅有26.61 hm2。三級(jí)耕地分布最多的是香洲區(qū)、高達(dá)45.58%，其次是金灣區(qū)，斗門區(qū)最少、僅有13.05%。香洲區(qū)50%的三級(jí)耕地分布在主城區(qū)，其次是南屏，唐家灣和橫琴有少量；斗門區(qū)86.87%的三級(jí)耕地分布在蓮洲，乾務(wù)、斗門和白蕉僅有少量的三級(jí)耕地；金灣區(qū)77.61%的三級(jí)耕地分布在南水，其次是三灶，紅旗和平沙僅有少量。四級(jí)和五級(jí)耕地主要分布在香洲區(qū)，除金灣區(qū)有少量四級(jí)耕地外，其余耕地全部分布在香洲區(qū)，全部五級(jí)耕地分布在香洲區(qū)。

表5 1982年珠海市各個(gè)等級(jí)耕地面積（hm2） 分布情況

由表6可知，2009年珠海市一級(jí)耕地全部分布在斗門區(qū)和金灣區(qū)，63.24%的一級(jí)耕地分布在斗門區(qū)，36.76%的一級(jí)耕地分布在金灣區(qū)。斗門區(qū)超過50%的一級(jí)耕地分布在斗門縣，其次是乾務(wù)、井岸、白蕉和蓮洲；金灣區(qū)近50%的一級(jí)耕地分布在紅旗，其次是平沙、南水和三灶。二級(jí)耕地主要分布在斗門區(qū)和金灣區(qū)，分別為17 221.89、11 048.02 hm2。香洲區(qū)二級(jí)耕地面積橫琴最大，接近70%；斗門區(qū)二級(jí)耕地面積最大的是白蕉，其次是蓮洲、乾務(wù)、斗門和井岸；金灣區(qū)二級(jí)耕地中平沙的面積超過64%，其次是紅旗和三灶，南水的二級(jí)耕地面積最少。三級(jí)耕地主要分布在斗門區(qū)、占三級(jí)耕地總面積的73.87%，香洲僅有很少的三級(jí)耕地。香洲區(qū)的三級(jí)耕地主要分布在南屏和橫琴，斗門區(qū)的三級(jí)耕地主要分布在乾務(wù)，金灣區(qū)的三級(jí)耕地主要分布在平沙。四級(jí)耕地僅在斗門區(qū)的乾務(wù)有不足1.2 hm2，珠海全市沒有五級(jí)耕地。

3.3 珠海市耕地質(zhì)量時(shí)間分析

從1982年和2009年珠海市耕地質(zhì)量等級(jí)比較結(jié)果（圖1）可以看出，珠海市耕地面積出現(xiàn)了大幅度減少，1982年以一級(jí)耕地為主，2009年以二級(jí)耕地為主。受自然要素、人口要素、經(jīng)濟(jì)要素等多種因素的影響，1982—2009年，等級(jí)耕地面積下降比率最大的是斗門區(qū)，下降率為93.51%，大部分耕地被轉(zhuǎn)化成其他類型土地：香洲區(qū)主城區(qū)的耕地全部轉(zhuǎn)化為其他類型土地，南屏的二級(jí)耕地顯著減少，2009年橫琴的二級(jí)耕地較1982年大幅增加，有較多其他用地轉(zhuǎn)化成耕地。由表4還可知，2009年一級(jí)地只占8.25%，可見，加強(qiáng)一級(jí)耕地的保護(hù)尤為重要。珠海市80%以上耕地屬于中產(chǎn)田，這些二級(jí)耕地還有很大潛力，只要加大投入，不斷進(jìn)行坡耕地的水土流失治理和培肥，大力發(fā)展水利設(shè)施，改善排灌條件，可把1/3左右的中產(chǎn)田建設(shè)成為高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)田，產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益將得到較大提高，相當(dāng)于在現(xiàn)有基礎(chǔ)上增加了耕地面積，提高了耕地潛力［36-37］。

表6 2009年珠海市各個(gè)等級(jí)耕地面積（hm2） 分布情況

4 結(jié)論與討論

4.1 結(jié)論

隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展以及城市化水平的日益提高，珠海市土地利用結(jié)構(gòu)發(fā)生巨大變化，對(duì)耕地質(zhì)量等級(jí)造成極大影響，本研究從耕層狀況、立地條件、基礎(chǔ)設(shè)施和經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出4個(gè)角度綜合12個(gè)選取指標(biāo)，用熵值法確定指標(biāo)權(quán)重，并運(yùn)用ArcGIS軟件進(jìn)行空間插值與分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：（1）1982—2009年，珠海市土地利用結(jié)構(gòu)發(fā)生重大變化，耕地質(zhì)量等級(jí)大幅下降，1982年珠海市以一級(jí)耕地為主，2009年以二級(jí)耕地為主。乾務(wù)、白蕉和平沙有大量的一級(jí)耕地轉(zhuǎn)化為二級(jí)耕地。（2）優(yōu)質(zhì)耕地主要分布在斗門區(qū)，其次是金灣區(qū)，香洲區(qū)很少。一級(jí)耕地和二級(jí)耕地為優(yōu)質(zhì)耕地，1982年斗門區(qū)的優(yōu)質(zhì)耕地占耕地總面積的59.89%，2009年下降至52.19%，斗門區(qū)的耕地對(duì)珠海市耕地的總體情況具有舉足輕重作用。金灣區(qū)1982年和2009年優(yōu)質(zhì)耕地分別為30.98%和33.17%。香洲區(qū)僅有很少量的優(yōu)質(zhì)耕地。（3）耕地總面積大幅度減少，由1982年的62 261 hm2減少到2009年的36 664 hm2，減少近41%，耕地出現(xiàn)圈層式減少［26］，全市耕地由東向西逐步減少。

4.2 討論

（1）珠海市1982—2009年耕地質(zhì)量等級(jí)大幅下降，符合珠三角地區(qū)現(xiàn)狀事實(shí)，指標(biāo)選擇符合珠三角區(qū)域性耕地特點(diǎn)，方法可行。（2）土地利用數(shù)據(jù)主要來源于遙感影像、采樣檢測(cè)以及統(tǒng)計(jì)年鑒，影像解譯的精度對(duì)研究結(jié)果會(huì)產(chǎn)生一定影響，樣品檢測(cè)過程中會(huì)出現(xiàn)誤差。此外，受時(shí)間、資金和條件限制，很難取得與遙感數(shù)據(jù)同時(shí)期耕地土壤調(diào)查試驗(yàn)數(shù)據(jù)，建議今后國(guó)家加強(qiáng)這方面投入和研究。（3）影響耕地質(zhì)量的因素復(fù)雜多樣，不同指標(biāo)以及不同方法對(duì)評(píng)價(jià)結(jié)果會(huì)有一定影響，今后做不同區(qū)域耕地質(zhì)量評(píng)價(jià)時(shí)可以因地適宜采用相關(guān)指標(biāo)和閾值范圍，如本研究采用相等間距對(duì)等級(jí)進(jìn)行劃分，結(jié)果顯示四級(jí)耕地和五級(jí)耕地很少。（4）以GIS為工具，分析珠海市1982—2009年長(zhǎng)時(shí)間序列耕地質(zhì)量時(shí)空變化，有益于進(jìn)一步揭示該區(qū)域耕地變化趨勢(shì)，能豐富珠海市耕地研究的相關(guān)成果，具有一定的參考價(jià)值。

［1］陳朝，呂昌河. 基于綜合指數(shù)的湖北省耕地質(zhì)量變化分析［J］. 自然資源學(xué)報(bào)，2010，25 （12）：2018-2019.

［2］匡麗花，趙小敏，葉英聰，等. 上高縣土地整治項(xiàng)目區(qū)域耕地質(zhì)量等級(jí)變化研究［J］. 廣東農(nóng)業(yè)科學(xué)，2014（24）：173-178.

［3］Andrews S S，Mitchell J P ，Mancinelli R，et al . On-farm as-sessment of soil quality in California’s Central Valley［J］. Agronomy Journal，2002，94：12-23.

［4］Dharma R. Soil quality assessment of Robinia psedudoacia plantations with various ages in the Grain-for-Green Program in hilly area of North China［J］. Chinese Journal of Applied Ecology，2014，25（25）：351-358 .

［5］Smith J L，Halvorson J J，Papendick R I. Using multiple-variableindicator kriging for evaluating soil quality［J］. Soil Science Society of America Journal，1993，57：743-749 .

［6］Karlen D L，Stott D E . A framework for evaluating physical andchemical indicators of soil quality［C］// Doran J W，Coleman D C，Bezdicek D F，et al. Defining Soil Quality for a Sustainable Environment［M］. Special Publication，Soil Science Society of America，1994，35：53-72 .

［7］Arshad M A，Martin S. Identifying critical limits for soil quality indicators in agroecosystems［J］. Agriculture，Ecosystems and Environment，2002，88（2）：1873-2305.

［8］Hailu A，Chambers，Robert G. Soil quality indicators response to land use and soil management systems in Northern Ethiopia's Catchment［J］. Land Degradation & Development，2016，27（2）：438–448.

［9］Schloter M，Dilly O，Munch J C. Indicators for evaluating soil quality［J］. Agriculture，Ecosystems and Environment，2003，98（1）：255-262.

［10］付國(guó)珍，擺萬奇. 耕地質(zhì)量評(píng)價(jià)研究進(jìn)展及發(fā)展趨勢(shì)［J］. 資源科學(xué)，2015，37（2）：226-236.

［11］張蚌蚌，孔祥斌，鄖文聚，等. 我國(guó)耕地質(zhì)量與監(jiān)控研究綜述［J］. 中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2015，20（2）：216-222.

［12］唐秀美，潘瑜春，秦元偉，等. 濱海集約農(nóng)區(qū)耕地質(zhì)量演變趨勢(shì)研究—— 以山東省廣饒縣為例［J］. 自然資源學(xué)報(bào)，2013，28（2）：277-285.

［13］侯淑濤，邸延順，程光大，等. 黑龍江明水縣耕地質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)［J］. 水土保持研究，2015，22 （4）：232-240.

［14］王大偉，劉新平，潘文匯. 基于MATLAB聚類法的耕地質(zhì)量的差異分析［J］. 新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)，2014，52（1）：191-195.

［15］熊昌盛，韋仕川，欒喬林，等. 基于Moran’s I分析方法的耕地質(zhì)量空間差異研究—— 以廣東省廣寧縣為例［J］. 資源科學(xué)，2014，36（10）：2066-2074.

［16］黃一，路婕，郭雯，等. 中牟縣耕地質(zhì)量評(píng)價(jià)方法研究［J］. 河南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2015，49 （2）：262-269.

［17］汪璐. 江西省耕地質(zhì)量評(píng)價(jià)及時(shí)空變化研究［D］. 南昌：江西農(nóng)業(yè)大學(xué)，2014.

［18］吳茗華，胡月明，黎誠(chéng). 基于耕地質(zhì)量等級(jí)監(jiān)測(cè)的縣級(jí)農(nóng)用地分等更新研究—— 以化州市為例［J］. 廣東農(nóng)業(yè)科學(xué)，2012，39（7）：213-217.

［19］彭磊，胡月明，吳茗華，等. 基于農(nóng)用地分等成果的耕地質(zhì)量監(jiān)測(cè)分區(qū)研究［J］. 廣東農(nóng)業(yè)科學(xué)，2013，40（10）：211-214.

［20］馬建輝，吳克寧，趙華甫，等. 我國(guó)耕地質(zhì)量監(jiān)測(cè)指標(biāo)體系的構(gòu)建［J］. 廣東農(nóng)業(yè)科學(xué)，2012，39（21）：74-78.

［21］李林蔚. 縣域耕地質(zhì)量評(píng)價(jià)、更新及其時(shí)空格局變化分析研究［D］. 武漢：華中農(nóng)業(yè)大學(xué)，2015.

［22］程鋒，王洪波，鄖文聚. 中國(guó)耕地質(zhì)量等級(jí)調(diào)查與評(píng)定［J］. 中國(guó)土地科學(xué)，2014（2）：75-82.

［23］中華人民共和國(guó)國(guó)土資源部［EB/OL］. http：//www. mlr. gov. cn/tdzt/tdgl/decdc/.

［24］萬紅友，周生路，趙其國(guó). 蘇南經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展區(qū)土壤重金屬含量的空間變化研究［J］. 地理科學(xué)，2005，25（3）：329-334.

［25］趙其高. 中國(guó)東部紅壤地區(qū)土壤退化的時(shí)空變化、機(jī)理及調(diào)控［M］. 北京：科學(xué)出版社，2002.

［25］劉艷艷. 珠江三角洲地區(qū)耕地流失與經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的耦合分析—— 以珠海市為例［A］. 中國(guó)自然資源學(xué)會(huì)土地資源研究專業(yè)委員會(huì)、中國(guó)地理學(xué)會(huì)農(nóng)業(yè)地理與鄉(xiāng)村發(fā)展專業(yè)委員會(huì). 中國(guó)山區(qū)土地資源開發(fā)利用與人地協(xié)調(diào)發(fā)展研究［C］. 中國(guó)自然資源學(xué)會(huì)土地資源研究專業(yè)委員會(huì)、中國(guó)地理學(xué)會(huì)農(nóng)業(yè)地理與鄉(xiāng)村發(fā)展專業(yè)委員會(huì)，2010：9.

［26］吳大放. 近35年珠海市耕地時(shí)空演變及機(jī)理研究［D］. 廣州：中山大學(xué)，2010.

［27］蔣薇，王克勤，郭玲梅，等. 不同地類紅壤坡面土壤有機(jī)質(zhì)及氮素分布研究［J］. 廣東農(nóng)業(yè)科學(xué)，2014，41（15）：61-65.

［28］張瑞，陳先剛，和學(xué)智，等. 不同林齡退耕還林地森林土壤有機(jī)質(zhì)和全氮變化［J］. 廣東農(nóng)業(yè)科學(xué)，2015，42（4）：46-50.

［29］孫永健，周蓉蓉，王長(zhǎng)松，等. 稻麥兩熟農(nóng)田土壤速效鉀時(shí)空變異及原因分析—— 以江蘇省儀征市為例［J］. 中國(guó)生態(tài)農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2008，16 （3）：543-549.

［30］珠海市信息統(tǒng)計(jì)網(wǎng)［EB/OL］. http：//www. statszh. gov. cn/.

［31］曹雋雋. 江漢平原耕地質(zhì)量與糧食生產(chǎn)能力時(shí)空耦合研究［D］. 武漢：華中師范大學(xué)，2013.

［32］汪璐. 江西省耕地質(zhì)量評(píng)價(jià)及時(shí)空變化研究［D］. 南昌：江西農(nóng)業(yè)大學(xué)，2014.

［33］張依. 基于LESA體系的耕地質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)及其應(yīng)用研究［D］. 武漢：華中農(nóng)業(yè)大學(xué)，2015.

［34］吳大放，李久楓，趙逸靖，等. 基于熵值法的廣州大學(xué)城商業(yè)區(qū)發(fā)展比較研究［J］. 現(xiàn)代物業(yè)，2014，13（9）：97-99.

［35］秦元偉，趙庚星，董超，等. 鄉(xiāng)鎮(zhèn)級(jí)耕地質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)及其時(shí)空演變分析［J］. 自然資源學(xué)報(bào)，2010，25（3）：454-463.

［36］農(nóng)肖肖，何政偉，吳柏清. ARCGIS空間分析建模在耕地質(zhì)量評(píng)價(jià)中的應(yīng)用［J］. 水土保持研究，2009，16（1）：234-236.

［34］吳大放，姚漪穎，劉艷艷，等. 耕地生態(tài)安全動(dòng)態(tài)變化研究—— 以廣州市番禹區(qū)為例［J］. 生態(tài)科學(xué)，2016，35（5）：160-168.

（責(zé)任編輯 白雪娜）

Spatio-temporal evolution of cultivated land quality in Zhuhai during 1982-2009

HE Yin-jie，WU Da-fang，LIU Yan-yan，LIANG Da-wei，CHEN Zhen-lin
（Institute of Land Resources and Urban-Rural Planning，School of Geographical Sciences，Gugangzhou University，Guangzhou 510006，China）

This paper selected 12 indicators to establish the evaluation index system from four aspects of soil fertility，soil conditions，infrastructure and economic output，determined the index weight by entropy evaluation method，did the spatial interpolation and statistics using ArcGIS software，and analyzed the spatio-temporal evolution of cultivated land quality of Zhuhai from 1982 to 2009. The results showed that the cultivated land of Zhuhai concentrated in the first class in 1982 and the second class in 2009，the area of the first class of cultivated land changing to the second class of cultivated land was 18 005.37 hm2from 1982 to 2009，which accounted for 60.73% of the total area of the second class of cultivated land in 2009，and in Baijiao，Qianwu and Pingsha town，there were a lot of first class of cultivated land changing to the second class of cultivated land. In 1982，the proportions of the first class and the second class of cultivated land were 65.96% and 30.43%. But in 2009，the proportions were 8.25% and 80.85%，the quality of cultivated land changed drastically. From 1982 to 2009，the structure of land use in Zhuhai changed greatly，the total area reduced substantially and the level of cultivated land quality dropped quickly. The quality cultivated land was mainly located in Doumen district，and less in Jinwan district and the least in Xiangzhou district.

cultivated land quality；entropy method；GIS；spatiotemporal evolution；Zhuhai

F301.21

A

1004-874X（2017）02-0086-09

2016-12-02

國(guó)家自然科學(xué)基金 （41101078）；廣東省教育廳特色創(chuàng)新項(xiàng)目(2014KTSCX090)；廣州市哲學(xué)社會(huì)科學(xué)“十二五”規(guī)劃項(xiàng)目（15Q28）；廣東省大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練項(xiàng)目（201511078019，201611078085，CX2015025）

何尹杰（1992-），男，在讀碩士生，E-mail：Terrence17@163.com

通迅作者：吳大放（1981-），男，博士，副教授，E-mail：wudaf2004@163.com

何尹杰，吳大放，劉艷艷，等.珠海市1982—2009年耕地質(zhì)量時(shí)空演變分析［J］.廣東農(nóng)業(yè)科學(xué)，2017，44（2）：86-94.