省級指標耕地區域自然質量等空間分布特征研究-以云南省為例

周 靜，張述清，鄧 驥，廖順寬

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省級指標耕地區域自然質量等空間分布特征研究-以云南省為例

周 靜1，張述清2*，鄧 驥1，廖順寬2

（1. 昆明理工大學國土資源工程學院，云南 昆明 650093；2. 云南省國土規劃設計研究院，云南 昆明 650051）

通過掌握全省耕地的數量與質量、空間分布情況，摸清云南省耕地質量空間分布特征，為合理利用耕地資源與制定耕地保護政策提供依據。本文以云南省129個縣農用地分等省級數據為基礎，結合該省指標區耕地分布現狀，采用面積加權法計算云南省不同指標區耕地平均自然等，并采用統計分析方法分析了全省耕地自然質量等別、質量等級在空間上的分布特征。結果表明（1）云南省耕地自然質量等呈典型偏正態分布，耕地自然質量等范圍為6-13等。(2)云南省耕地自然質量等平均等為10.62等，主要以中、低等地為主，總體水平中等偏低。滇南中山寬谷區耕地平均自然質量等最高，為10.39等；滇西北高山峽谷區最低，為11.42等；五個不同指標區耕地自然質量等別平均等別發展趨勢與全省平均的基本一致，只有滇西北高山峽谷區等別相對較低。(3)云南省耕地以高、中等地為主，所占比例高達99.9%，其中滇中高原盆地區分布高等地、中等地比例最高。研究成果為準確的掌握土地數據、合理利用土地、制定差異化的耕地質量提升策略等提供科學依據。

耕地；自然質量等；空間分布；指標區；云南省

0 引言

國以民為本，民以食為天，土為糧之母。耕地是農業最基本的生產資料，為了穩固農業基礎，必須切實保護耕地，耕地得到有效保護，糧食生產就會出現重大轉機，對防止通貨膨脹、保障人民生活、保持社會穩定發揮了重要作用，耕地受自然條件和人類經濟活動的影響，其自然質量、利用水平呈現出一定的自然地理和經濟地理分布規律[1]。自然質量等客觀地反映了耕地土壤、地形、排水和灌溉等田間條件，以及指定作物的光溫(氣候)生產潛力[2]，是評價耕地質量與產能最為重要的指標。在耕地數量減少、質量退化日益加劇的背景下，合理利用有限耕地資源的首要問題就是明確耕地自然質量現狀，掌握其數量、質量空間分布。耕地自然質量等別、質量等級空間分布研究有助于國土資源管理部門了解區域耕地現狀，為合理調整耕地利用方式提供支撐[3]。

云南省屬山地高原地形，是一個以山地為主的高原山區省份。全省的山區、半山區占了全省面積的94%左右，分布在地形波狀起伏的山地高原之中，壩區面積僅占6%左右。為貫徹落實《中華人民共和國土地管理法》，科學量化耕地質量及其分布，云南省于2004年起對全省范圍內耕地進行了耕地質量評價，并在此基礎上完成農用地分等工作和構建數據庫，空間數據庫是空間數據集合，它可以供各種用戶共享且具有最小的冗余度和較高的數據與程序獨立性[4-6]。云南省農用地分等是采用統一的技術規范，以縣級行政區域為基礎，對全省的耕地質量評價實施的調查工作，其成果能夠全而反映耕地自然質量和利用情況，為國土資源管理提供準確的耕地質量信息[7-9]。

1 研究區概況與數據來源

1.1 研究區概況

云南省地處中國西南邊陲，位于我國三大地勢階梯中的第一地勢階梯與第二地勢階梯過渡帶上，屬高原山區省份，境內地形起伏不平，高原、河谷、山地和盆地相間分布，形成了多種多樣的地貌類型，全省面積39.4萬平方公里，其中，耕地面積占全省土地面積的15.97%，園地占2.12%，林地而積占57.69%,草地占2.05%。全省地勢西北高、西南和東南低，由西北向南傾斜，自北向南逐級下降，海拔高低相差達6600米。云南地處低緯度高原，全省境內光能豐富，地形地貌復雜，并受季風氣候制約，多樣復雜的地形地貌造就了云南省涵蓋了熱帶、亞熱帶和寒溫帶7個氣候帶，多種多樣的氣候也為云南土壤、植被和土地利用類型的復雜性和多樣性奠定了基礎。

1.2 數據來源

本文的數據來源于云南省耕地質量等別評價的匯總數據、土地利用現狀變更調查數據、再結合云南省國土資源遙感綜合調查項目的數據，對自然質量等分別在不同指標區的分布特征進行分析。

2 數據處理及分析方法

2.1 云南省指標區劃分

云南省分等指標區是以縣（市、區）為單位，依據云南省地形、地貌、水文條件、水資源、土地資源分布規律和特征，結合云南省農業種植區劃、土地資源利用情況及社會經濟發展狀況等，遵循自然條件、社會經濟條件相對一致，作物結構布局、品種類型和耕作制度相對一致，種植業生產力水平和土地利用狀況相對一致的原則進行劃分。全省在國家一級區和二級區的基礎上，再劃分為五個省級三級指標區，即南部邊緣低山寬谷盆地區、滇中高原盆地區、滇南中山寬谷區、滇東北山原區、滇西北高山峽谷區。分區示意圖如下。

2.2 研究方法

運用農用地分等成果，分析研究區內耕地數量、質量在空間分布等方面的特點。在分析過程中，采用面積加權平均法計算區域內的平均自然等別，即在統計出各等別總面積前提下，進行各等別面積加權計算出平均值，從而進行各指標區之間的比較，計算公式如下[7]：

式中：為某區域的平均自然等;為各區域耕地所擁有的的等別數；αj為該區域的第個等；r為該區域第個等的耕地面積所占該區域耕地面積的比例；f為該區域第個等的耕地面積；f為該區域的耕地面積。

本文以云南省耕地質量等別評價匯總成果為基礎數據，依據最新《農用地質量分等規程》采用ArcGIS軟件的空間分析功能，對農用地分等成果的基礎數據進行轉化分析，并采用統計分析、圖層數據疊加分析和綜合分析等相關分析功能，研究云南省耕地自然等別在空間上的分布特征。

2.3 耕地質量等級劃分

通過模型計算出云南省范圍內各評價單元的耕地自然質量等指數，采用等間距法，每200分一個等別間距對耕地自然質量等進行初步劃分。計算后得出全省耕地自然質量等別范圍為1-15等。為了分析不同等級耕地在5種指標區的分布狀況，根據全省耕地自然質量等別分布特征，按照一定的綜合分值間隔，劃分耕地自然質量等。即采用等間距法，按照1-4等、5-8等、9-12等、13-15等將全省耕地劃分為優等、高等、中等和低等4個檔次。

3 結果與分析

3.1 耕地自然質量等數量分析

根據云南省農用地分等結果全省耕地總面積6209759.24，如圖1所示，耕地自然質量等別范圍為6-13等，其中以10等和11等為主，面積分別為1390589.86公頃和3153245.08公頃，分別占22.39%和50.78%，其余的6-9等和12-13等面積共1665924.30公頃，合占26.83%。從優等、高等、中等和低等四個檔次來看，云南省沒有優等地，高等地有175485.28公頃，占2.83%；中等地6029183.28公頃，占97.09%；低等地5090.68公頃，占比不足0.1%。

圖1 云南省耕地自然質量等別構成

表1 各指標區內耕地自然質量等別面積構成

Tab.1 composition of cultivated land natural quality and equal area in each index area

3.2 五個指標區耕地分布特征

將云南省農用地分等的結果與5個指標區相疊加，統計出不同指標區耕地面積分布情況。滇東北山原區耕地面積969824.98公頃，占耕地總面積的比例為15.62%；滇南中山寬谷區耕地面積1974914.91公頃，占耕地總面積的比例為31.80%；滇西北高山峽谷區耕地面積270485.99公頃，占耕地總面積的比例為4.36%；滇中高原盆地區耕地面積2174362.44公頃，占耕地總面積的比例為35.01%；南部邊緣低山寬谷盆地區耕地面積820170.92公頃，占耕地總面積的比例為13.21%。由此可知，滇西北高山峽谷區耕地總面積最小，滇中高原盆地區耕地的總面積最大。耕地面積最少的滇西北高山峽谷區相較于耕地面積最多的滇中高原盆地區少了大約190萬公頃。

從圖2可以看出耕地面積在不同的指標區中有一定差異。為進一步研究耕地自然質量等別在不同指標區的分布特征，將不同自然質量等別在不同指標區分布面積及比例進行統計（表1）、不同耕地質量等級耕地在不同指標區分布面積及比例進行統計（表2）。

圖2 云南省五個指標區耕地面積分布比例

（1）滇東北山原區耕地自然質量等分布特征。

滇東北山原區耕地自然等分布范圍為6-13等，面積加權平均等11.02等。其中11等面積最大，為652219.51公頃占67.25%，13等面積最小，僅為0.1%。從耕地質量等級來看，高等地占1.26%，中等地占98.63%。

（2）滇南中山寬谷區耕地自然質量等分布特征。

滇南中山寬谷區耕地自然等分布范圍為7-12等，面積加權平均等10.39等。其中11等面積最大，900560.14公頃占45.6%，7等面積最小占0.27%。從耕地質量等級來看高等地占2.05%，中等地占97.95%。

（3）滇西北高山峽谷區耕地自然質量等分布特征。

滇西北高山峽谷區耕地自然等分布范圍9-13等，面積加權平均等11.42.其中12等面積最大143538.78公頃占53.07%，9等面積最小僅占0.78%。從耕地質量等級來看，中等地占98.53%，低等地占1.47%。

表2 各指標區內耕地質量等級面積構成

Tab.2 omposition of cultivated land quality grade area in each index area

（4）滇中高原盆地區耕地自然質量等分布特征。

滇中高原盆地區耕地自然等分布范圍6-13等，面積加權平均等10.58。其中11等面積最大為1178619.08，占54.21%，13等面積最小僅為0.01%。從耕地質量等級來看，高等地占1.99%，中等地占98%，低等地占0.01%。

（5）南部邊緣低山寬谷盆地區自然質量等分布特征。

南部邊緣低山寬谷盆地區耕地自然等分布范圍為6-12等，其中11等面積最大，為333649.51公頃，占40.68%。7等面積最小占0.02%。從耕地質量等級來看，高等地占9.68%，中等地占90.32%。

3.3 五個指標區耕地自然質量等別關系

對耕地自然等別、質量等級進行分析如表3所示。

（1）相同耕地質量等級范圍、不同指標區耕地的自然質量等別的分析。在高等地范圍內滇東北山原區、滇南中山寬谷區、滇中高原盆地區、南部邊緣低山寬谷盆地區耕地面積比例分別為6.99%、23.03%、24.74%、45.24%。滇西北高山峽谷區沒有高等地；。在中等地范圍內東北山原區、滇南中山寬谷區、滇西北高山峽谷區、滇中高原盆地區、南部邊緣低山寬谷盆地區耕地面積比例分別為15.87%、32.08%、4.42%、35.34%、12.29%；。在低等地范圍內東北山原區、滇西北高山峽谷區、滇中高原盆地區、耕地面積比例分別為19.53%、78.33%、2.14%。滇西北高山峽谷區分布最多，滇南中山寬谷區和南部邊緣低山寬谷盆地區沒有低等地。

（2）不同耕地質量等級范圍、相同指標區耕地自然質量等別的分析。滇東北山原區：高等地、中等地、低等地的面積比例依次為1.26%，98.63%，0.1%，中等地的面積所占比例較大。滇南中山寬谷區：高等地、中等地、低等地的面積比例依次為2.05%，97.95%，0.00%。中等地的面積所占比例較大。滇西北高山峽谷區：高等地、中等地、低等地的面積比例依次為0.00%，98.53%，1.47%，中等地的面積所占比例較大。滇中高原盆地區：高等地、中等地、低等地的面積比例依次為1.99%，98.00%，0.01%。南部邊緣低山寬谷盆地區：高等地、中等地、低等地的面積比例依次為9.68%，90.32%，0.00%。從平均自然質量等來看滇南中山寬谷區的平均自然質量等最高，為10.39等，其次是南部邊緣低山寬谷盆地區，為10.48等，再次是滇中高原盆地區和滇東北山原區，分別為10.58等和11.02等，滇西北高山峽谷區的平均自然質量等別最低，為11.42等。全省耕地平均自然質量等別為10.62等。

表3 對耕地自然等別、質量等級分析表

Tab.3 Analysis of natural and quality grade of cultivated land

（3）綜合分析。將上述分析相結合，從整體上反映云南省耕地自然質量總體分布情況。從平均自然質量等排序來看，滇南中山寬谷區(10.39等)>南部邊緣低山寬谷盆地區(10.48等)>滇中高原盆地區(10.58等)>滇東北山原區(11.02等)>滇西北高山峽谷區(11.42等)，各指標區主要分布為中等地，其次為高等地。滇西北高山峽谷區中、低等地占比最高，所以滇西北高山峽谷區耕地自然質量最差。

4 討論

滇中高原盆地區耕地面積占全省耕地比例最高，為35.02%，中、高等耕地占比最高,達35%，自然質量等分布范圍從6-13等均有涉及，該指標區高等地主要分布于楚雄州；滇西北高山峽谷區的耕地主要以坡耕地為主，該區平均自然等在五種指標區中最低為11.42等，低等地面積比例也最大，達78.33%。最低等主要出現在劍川和德欽兩縣，主要因為其部分鄉鎮位于半干旱山區，水資源貧乏。滇南中山寬谷區光熱水土條件好，海拔較低，自然條件較好，其耕地平均自然質量等最高，為10.39等；滇東北山原區是云南省的區域性貧困區，該區以山地為主，自然條件垂直差異大、土地資源質量較差，其主要以11等地居多；南部邊緣低山寬谷盆地區自然生態環境較好，高等地分布最多，高等地面積占全省高等地面積的45.24%。

5 結論

（1）結合以上圖表對全省耕地自然質量等進行的分析可知，云南省耕地自然質量等呈典型偏態型分布。

（2）全省耕地的平均自然等為10.62等，總體水平中等偏低。滇南中山寬谷區耕地平均自然等最高為10.39等；滇西北高山峽谷區最低為11.42等；高等地平均自然等最高，為7.69等；低等地最低，為13等。

（3）對全省耕地質量等級分析，云南省耕地以中、低等地為主，所占比例高達99.92%，其中滇西北高山峽谷區分布中、低等地比例較高，滇南中山寬谷區和滇中高原盆地區則主要分布中等地；高等地主要分布在南部邊緣低山寬谷盆地區，占該指標區耕地總面積9.7%。

滇中高原盆地區耕地面積占全省耕地比例最高，為35.02%，中、高等耕地占比最高，達35%，自然質量等分布范圍從6-13等均有涉及，該指標區高等地主要分布于楚雄州；滇西北高山峽谷區的耕地主要以坡耕地為主，該區平均自然等在五種指標區中最低為11.42等，低等地面積比例也最大，達78.33%。最低等主要出現在劍川和德欽兩縣，主要因為其部分鄉鎮位于半干旱山區，水資源貧乏。滇南中山寬谷區屬南亞熱帶季風氣候，雨水充足，地形多河谷盆地，其耕地平均自然質量等最高，為10.39等；滇東北山原區是云南省的區域性貧困區.該區以山地為主.自然條件垂直差異大、土地資源質量較差，其主要以11等地居多；南部邊緣低山寬谷盆地區自然生態環境較好，高等地分布最多，高等地面積占全省高等地面積的45.24%。

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Research on the Spatial Distribution Characteristics of Natural Mass in Provincial Index area-Taking Yunnan Province as an example

ZHOU Jing1, ZHANG Shu-qing2*, DENG Ji1, LIAO Shun-kuan2

(1. School of land and Resources Engineering Kunming University of Science and Technology, Kunming 650093, China; 2. Yunnan Institute of Land Resource Program and Design, Kunming 650051, China)

Through mastering the quantity and quality of cultivated land and spatial distribution of cultivated land in Yunnan Province, the spatial distribution characteristics of cultivated land quality in Yunnan Province are found out, which provides the basis for rational utilization of cultivated land resources and formulation of cultivated land protection policies.Based on the provincial data of farmland grading in 129 counties in Yunnan province, according to the distribution of cultivated land in the index area of the province,The average natural value of cultivated land in different index areas of Yunnan province is calculated by area weighting method.The spatial distribution characteristics of cultivated land natural quality and quality grade were analyzed by means of statistical analysis.the results indicated that: (1) The average natural quality grade of the arable land for the whole province follows the positive skewed distribution, The range of natural quality of cultivated land is 6-13. (2) the average natural quality grade, being grade 10.62, of the Arable land for the whole province is at the medium to lower level the highest average natural quality grade of 10.39occurs in the middle mountains Valley Region in South Yunnan，while the lowest of 11.42 is in the Mountainous gorge area in Northwest Yunnan,the development of the average quality of the arable land for the Five different Index area has little difference from the average natural quality grade of the whole province, Only the alpinegorge area in Northwest Yunnan is relatively low. (3) the cultivated land in Yunnan Province is mainly in the medium, or good-quality, accounting for 99.99% of the area, Among them, the Plateau Basin area in Central Yunnan has the medium, or good-quality highest proportion.The research results provide scientific basis for the accurate control of land data, rational use of land and the development of differentiated cultivated land quality promotion strategies.

Arable land; Natural quality grade; Spatial distribution; Index area; Yunnan province

F301.21

A

10.3969/j.issn.1003-6970.2018.09.028

周靜(1994-)，女，碩士研究生，主要研究方向為土地利用工程、土地評價與規劃研究。

張述清(1965-)，男，教授級高級工程師，主要從事國土資源規劃設計測繪與3S技術在國土領域的應用研究工作。

本文著錄格式：周靜，張述清，鄧驥，等. 省級指標耕地區域自然質量等空間分布特征研究-以云南省為例[J]. 軟件，2018，39（9）：139-143