基于產能與健康綜合評價的北京大興區耕地整治分區

溫良友，張青璞，孔祥斌，張蚌蚌，鄖文聚，孫曉兵，劉風建

基于產能與健康綜合評價的北京大興區耕地整治分區

溫良友1,2，張青璞1,2，孔祥斌1,2※，張蚌蚌3，鄖文聚2,4，孫曉兵1,2，劉風建5

（1. 中國農業大學土地科學與技術學院，北京 100193；2. 自然資源部農用地質量與監控重點實驗室，北京 100193；3. 西北農林科技大學經濟管理學院，楊凌 712100；4. 自然資源部國土整治中心，北京 100035；5. 滄州市土地整理中心，滄州 061000）

耕地整治是增加耕地數量、提升耕地質量的重要措施，是國家實現“藏糧于地、藏糧于技”的重要途徑。目前，耕地整治主要關注耕地質量與耕地產能提升，而對耕地健康關注不足。該文利用逐級修正法對耕地產能進行評價，用K-means聚類方法將影響大興區耕地產能的限制因素進行聚類；利用最小限制因子法進行耕地健康診斷；將限制因素與健康診斷結果進行綜合分析，劃分耕地整治類型區。結果表明：大興區耕地產能提升的影響因素類型組合共有15種；大興區輕度亞健康、中度亞健康和重度亞健康的耕地面積分別為17 924.31、6 629.28和16 260.97 hm2。從整治類型區劃分看，產能提升型重點整治區耕地面積共13 582.40 hm2，占耕地總面積的33.28%；產能提升型一般整治區面積為10 971.20 hm2，占耕地總面積的26.88%；生態涵養型休耕整治區面積為16 260.98 hm2，占耕地總面積的39.84%；根據不同的整治類型，提出了差異化的耕地整治策略。基于限制因素和健康診斷的耕地整治分區研究，為當前國土空間綜合整治和耕地資源整體保護、系統修復、綜合治理提供科學借鑒。

土地利用；整治；等別；限制因素；耕地健康診斷；大興區

0 引 言

土地資源是人類生存與發展的基礎資源[1]，耕地資源作為土地資源中的精華部分，對國家糧食安全和食物安全至關重要，是國家土地資源管理工作的重點對象[2]。隨著城市化和工業化的發展，導致耕地數量減少，特別是優質耕地資源被侵占，耕地受重金屬污染等問題，造成耕地資源利用的不可持續[3-5]。土地整治是增加耕地數量、提升耕地質量、提高耕地產能和保持耕地健康的重要手段[6-8]，也是實現農業可持續發展、國家“藏糧于地、藏糧于技”、建設生態文明的重要途徑[9-10]。但是，當前土地整治工作注重耕地質量與耕地產能提升，而對耕地健康關注不足，導致土地整治在促進耕地健康發展方面的成效不顯著，從而降低了耕地的生態系統服務功能[11-12]。耕地健康，是指健康的耕作土壤、可持續的耕地利用以及穩定的耕地資源利用生態系統，具有綜合性和系統性特征[13]，是維系國家糧食安全的關鍵[14]。耕地健康不僅包含耕地本體健康，即耕地土壤肥力以及耕地自凈能力；也包含耕地生態健康，即在利用過程中不使耕地被污染、被損傷以及不對耕地系統造成危害[13-14]。隨著土地整治目標向國土空間整體保護、系統修復與綜合整治方向的發展[15]，在滿足傳統土地整治目標，增強土地生態整治的基礎上[16]，如何通過土地整治實現耕地健康發展，已成為當前學者研究的熱點[12]。

目前，國內外學者對土地整治的研究主要集中在土地整治理論[17-18]、土地整治目標[19-20]以及土地整治分區[21-22]等方面。在土地整治理論方面，張紹良等提出土地整治是一個系統工程，在整治低效或廢棄土地的同時，兼顧山水林田湖草等的綜合治理，并認為恢復力理論是新時代土地整治的核心理論之一[23]。在土地整治目標方面，國外關注如何通過土地整治實現景觀多樣性和生物多樣性等生態目標[12,24-25]；對國內而言，土地整治的主要目標是通過提升耕地質量，以提升耕地產能[26-29]，此外，對土地整治的生態目標也有所關注[30-32]。在土地整治分區方面，Qu等根據土地整理的難易程度和生態環境特點，將土地整治劃分為優先整治區、重點整治區、一般整治區和適度整治區四個類型[33]；Yan等按糧食主產區、生態脆弱區和城市化快速發展區劃分土地整治區域[34]；周建等從耕地規模效應、生態安全和限制因素耦合方面將耕地整理劃分為重點整治型、謹慎整治型、選擇整治型和不宜整治型四類，并提出不同的整治策略[35]，張貴軍等基于農用地分等因素，構建了耕地資源安全評價指標體系，并根據評價指標特點劃分為工程整治區和肥力提升區[36]。當前土地整治理念正在與時俱進，但是土地整治主要以耕地產能提升或單一的耕地生態目標，尚未涉及耕地健康整治，也未將耕地產能與耕地健康綜合考慮，未能根據耕地產能與耕地健康評價結果以及影響因素劃分不同類型的整治區。因此，在保障國家糧食安全以及在國家提出山水林田湖草綜合整治背景下，土地整治應以耕地產能提升與耕地健康保護為目標，通過劃分不同的整治類型區，提出差異化的耕地整治策略，以滿足時代發展的要求。

該文利用逐級修正法，對耕地產能進行評價，分析影響耕地產能的限制因素，同時對耕地健康狀況進行診斷；基于耕地產能提升的限制因素和耕地健康診斷綜合分析，劃分面向產能提升和耕地健康雙重目標的耕地整治類型分區，實現對耕地的有效整治，為當前國土空間綜合整治和耕地資源整體保護、系統修復、綜合治理提供科學借鑒。

1 研究區域概況

大興區位于北京市南郊，是北京市的南大門，東臨北京行政副中心通州區，南臨河北省固安縣、霸州市等。地處39°26′-39°50′N，116°12′-116°43′E之間，位于北京灣小平原上。地勢自西北向東南傾斜，海拔15～45 m，坡度0.8‰～1.0‰。屬暖溫帶半濕潤季風氣候，年平均氣溫11.5 ℃，年平均降雨量568.9 mm。土壤發育在現代河流（主要是永定河）的沖積洪積母質上，在地下水位較低的地區，土壤經歷黏化過程，發育為褐土；在靠近永定河河堤的地區，由于成土時間較短，仍有少量風沙土和固定沙丘分布。全區轄16個鄉鎮，是首都重要的農副食品生產供應基地、高新技術產業基地。根據2014年耕地等別更新成果，大興區耕地總面積為40 814.57 hm2，農用地省級自然等別在10～14等之間，自然等別相對較低；省級利用等在15～21等，其中較優的20、21等地面積共6 154.21 hm2，占耕地總面積的25.05%。同時，大興區位于大都市邊緣區，快速城鎮化過程中導致土壤重金屬污染，農田灌溉導致地下水快速下降的生態問題。

圖1 大興區位置圖

2 數據來源與處理

2.1 數據來源

行政區劃矢量數據來自大興區2014年土地利用現狀變更調查數據。有效土層厚度、土體構型、耕層質地數據來自北京市第二次土壤普查數據（1∶50 000）。田面坡度、灌溉保證率、排水條件等數據來自大興區2014年耕地等別更新數據。田間道路數據利用大興區2014年土地利用變更數據通過ARCGIS計算獲得。田塊破碎度和田塊形狀指數利用耕地等別更新中耕地圖斑計算得出。農田防洪標準、農藝管理、災害防治水平、農機化水平根據2017年大興區實地農戶和農業部門調研獲得。有機質含量、土壤重金屬、土壤pH值等來自2017年105個土壤實際采樣點數據，利用ArcGIS中反距離權重插值方法獲得。灌溉水環境通過2018年大興區18個樣點采樣數據以及北京市地調局2016年地下水化驗樣點數據，最后通過插值獲得。地下水位數據來源于2014年《大興區水資源規劃》。

2.2 數據處理

以耕地地類圖斑作為耕地整治評價單元。耕地產能評價首先通過層次分析法確定各指標權重，然后選用逐級修正法對耕地產能進行評價，按等間距的方法進行耕地產能指數的劃分，從而得到耕地產能情況，利用雷達圖和K-mean聚類分析的方法，確定耕地產能提升的限制因素。耕地健康診斷則首先通過計算內梅羅指數得出土壤污染情況，利用指數和法確定耕地彈性狀況，通過最小限制因子法確定耕地健康狀況。最后將影響耕地產能的限制因素與耕地健康狀況進行綜合分析，從而劃分不同的耕地整治類型區。

3 耕地產能提升限制因素與健康診斷分析

3.1 耕地產能評價體系構建與方法

3.1.1 指標體系、評價規則與權重確定

耕地產能是耕地生產能力的體現，是作物通過光合作用，與作物生長環境相適應，受養分、水資源、病蟲害等限制的產量[37-38]。因此，對耕地產能評價，既要考慮氣候條件，也要考慮影響產能的土壤因素、技術因素和田塊狀況等。根據大興區的地形地貌條件、經濟技術發展狀況和利用狀況，通過構建耕地產能評價指標體系，對大興區耕地產能情況進行評價。大興區耕地產能評價指標體系分為氣候條件、土壤特性、田塊狀況和技術水平4個方面。其中，氣候條件利用農用地分等中的光溫（氣候）生產潛力指數、作物產量比系數共同表征，用耕層質地、有效土層厚度、土體構型和有機質含量4個指標表征土壤狀況，用田面坡度、田塊形狀破碎度、田塊形狀指數和田間道路通達度表征田塊的整體狀況，用灌溉保證率、排水條件、農藝管理、災害防治水平、農機化水平表征技術水平對產能的影響，具體指標體系見表1。

表1 耕地產能評價指標體系

各指標的分級及賦分規則分別依據《農用地質量分等規程》、《農用地質量定級規程》、《耕地質量等級》、《耕地地力調查與質量評價技術規范》及相關研究成果確定。采用層次分析法確定各指標權重。各維度指標分級、賦分規則及權重分別見表2。

表2 大興區耕地產能評價指標、賦分及權重

3.1.2 評價方法選擇

大興區耕地產能評價方法，主要采用逐級修正法。用光溫（氣候）生產潛力指數和作物產量比系數反映氣候條件，作為耕地產能評價的基礎，再用耕地土壤特性系數、田塊狀況系數和技術水平系數進行逐級修正，計算耕地產能指數。具體算法如下：

1）光溫（氣候）生產潛力指數和作物產量比系數計算

按照《農用地質量分等規程》中的查找所在縣的光溫（氣候）生產潛力指數和作物產量比系數。

2）土壤特性系數、田塊狀況系數、技術水平系數計算

式中1表示土壤特性系數；2表示田塊狀況系數；3表示技術水平系數；w表示第個要素下第個指標權重；f表示第個要素下第個指標分值。

3）耕地產能指數計算

式中表示耕地產能指數；表示光溫（氣候）生產潛力指數；表示產量比系數。

3.2 耕地健康診斷體系與方法

3.2.1 指標體系、評價規則與權重確定

耕地健康是指健康的耕作土壤、可持續的耕地利用以及穩定的耕地資源利用生態系統[15-16]，具有在生態系統和土地利用范圍內能夠發揮作用以維持生物生產能力、維持環境質量、促進植物和動物健康的能力[39-40]。該文主要從耕地彈性和耕地環境狀況兩個方面去衡量耕地健康程度（表3）；耕地彈性不僅包括耕地肥力狀況，也包含耕地的抵抗力和恢復性，具有相對穩定的性質；耕地環境狀況主要是指由于不當的耕地利用導致耕地污染或者耕地生態問題。選取土壤質地、土壤有機質含量、土壤容重、陽離子交換量、pH值表征耕地彈性狀況；選取灌溉水環境質量、土壤重金屬和地下水位狀況等指標表征耕地環境狀況。具體指標、賦分標準和權重見表3、表4、表5。

表3 耕地健康診斷指標體系

表4 耕地環境狀況評價規則

表5 耕地彈性狀況評價規則

3.2.2 評價方法選擇

耕地健康診斷采用最小限制因子法，即在同一地塊中通過比較耕地彈性狀況和耕地環境狀況兩者的優劣程度，將該地塊限制程度最大的分值作為該地塊耕地健康診斷的結果。

1）耕地環境狀況計算

土壤重金屬和灌溉水環境評價采用土壤單項污染指數法和內梅羅指數法。單項污染指數法主要評價土壤中某種重金屬元素的污染程度。內梅羅（Nemerow）污染指數法是反映各個重金屬元素對土壤的不同作用，突出高濃度重金屬對環境質量的影響[41]。

耕地環境狀況采用最小限制因子法，即在同一地塊中通過比較土壤重金屬、灌溉水環境和地下水超采的優劣程度，將相對較差的分值作為耕地環境狀況的結果。

2）耕地彈性狀況計算

該文利用指數和法，計算耕地彈性狀況。計算公式為：

式中表示耕地彈性狀況w表示第個維度下第個指標權重；f表示第個維度下第個指標分值。

3.2.3 耕地健康診斷結果分級

首先將耕地環境狀況按照最小限制因子法劃分為優、良、中、低、差5級，再將耕地彈性狀況按照等間距20分的方式將其劃分為高彈性、較高彈性、中等彈性、較低彈性和低彈性5級，參考《土地質量地球化學評價規范》中土壤質量地球化學綜合等級劃分方法，將耕地環境狀況和耕地彈性狀況2個圖層進行疊加，獲得耕地健康診斷等級。具體劃分見表6。

表6 耕地健康診斷結果分級

3.3 耕地產能限制因素分析

3.3.1 耕地產能情況

大興區耕地產能指數范圍為1 005～2 655之間，采用400分的等間距劃分為5個區間，對研究區的耕地產能指數結果進行統計分析。從空間分布看（圖2），大興區耕地產能指數總體表現為從東北到西南遞減。從耕地產能指數各區間面積占比情況看，耕地產能指數為[2 200,2 600）面積最大，占耕地總面積的52.78%；其次是耕地產能指數為[1 800,2 200）和[1 400,1 800），分別占耕地總面積的39.46%和7.20%；耕地產能指數為[2 600,3 000]和[1 000,1 400）的面積相對較小，分別占耕地總面積的0.24%和0.32%。

3.3.2 耕地產能提升限制因素組合類型分析

限制因素反映對農作物生長最適環境的滿足程度，是影響耕地產能高低的主要原因[42]。通過對影響耕地產能狀況的土壤特性系數、田塊狀況系數和技術水平系數進行對比分析，探究耕地產能不同指數區間的主要影響因素。由圖3的雷達圖可知，耕地產能指數的主要影響因素是田塊狀況系數和土壤特性系數，而技術水平系數相對比較均一，對區域產能指數的影響相對較小。因此，影響耕地產能提升的主要因素是土壤特性和田塊狀況。

圖2 耕地產能指數空間分布圖

圖3 耕地產能各系數比較

根據大興區耕地產能指標賦分情況以及相關研究成果[22,42]，將指標分值低于60分作為影響產能提升的限制因素，大興區耕地產能的主要限制因素有6個，分別是耕層質地、有效土層厚度、土體構型、有機質含量、田塊形狀破碎度、田塊形狀指數。將6個指標利用SPSS進行K-means聚類，每個指標中限制因素屬性分值小于或等于60的統一賦值為0，將因素屬性分值大于60的統一賦值為1，進行聚類處理，大興區共存在15種限制因素類型組合（表7）。將其限制因素組合，進行空間化，分析其空間分布狀況（圖4）。

表7 耕地產能提升限制因素聚類結果

注：構型-土體構型，破碎-田塊破碎度，形狀-田塊形狀指數，有機質-土壤有機質含量。

Note:Profile-soil profile pattern, fragmentation-arable land fragmentation, shape-arable land shape, organic matter-soil organic matter.

圖4 耕地產能提升限制因素分布圖

3.4 耕地健康診斷

大興區耕地健康診斷結果為輕度亞健康、中度亞健康和重度亞健康3種類型（表8），輕度亞健康和重度亞健康的面積分別為17 924.31 hm2和16 260.97 hm2，中度亞健康耕地面積為6 629.28 hm2；由圖5知，從空間上看，輕度亞健康耕地主要分布在大興區的東部地區，以瀛海鎮、青云店鎮、采育鎮、長子營鎮為主；中度亞健康耕地主要分布在大興區的西部地區，以龐各莊鎮和榆垡鎮為主；而重度亞健康耕地主要分布在大興區的南部，以禮賢鎮、安定鎮和魏善莊鎮為主。

表8 耕地健康診斷結果

圖5 耕地健康診斷空間分布圖

4 產能提升與健康診斷綜合分析的耕地整治分區

4.1 耕地整治類型標準判定

耕地整治是一個系統性工程，整治過程對原有系統會產生擾動和影響[40,43]。根據耕地整治對產能提升和耕地健康恢復的難易程度，將其劃分為不同的整治類型區。一般來講，耕地健康如土壤重金屬、地下水下降等因素發生變化以及要提高耕地彈性，相對較難，需要花費大量時間和費用進行修復；而對于耕地產能的限制因素則需要進行系統分析，田塊性狀、田塊破碎度等因素，相對較易整治，土壤質地、剖面構型等是土壤形成過程中產生的，改造起來相對較難，需要花費大量的財力和時間才能進行改造。因此該文基于前人對耕地整治分區的研究[22,35-36]，結合國家當前生態修復和生態保護的要求[12,15,23]，對耕地健康和耕地產能的限制因素，劃分耕地整治類型區。耕地整理首先需要考慮的是耕地健康狀況；其次需要考慮耕地本身的限制因素以及限制因素本身的性質。因此，該文確定耕地整治類型分區的原則如下：

1）優先考慮耕地健康狀況的優劣程度對耕地整治難易程度的影響。對于前文分析的耕地健康狀況，耕地健康程度越差，受技術、成本和時間的制約，耕地整治改造的難度也相應越大。

2）考慮耕地限制因素性質對耕地整理類型分區的影響。根據耕地限制因素狀況，以及限制因素改造難易程度，將相對較易整治的限制因素劃分為相同類型區。從土壤性質的特性響應時間分析，土體構型的改造一般需要102～103a，而土壤有機質的改變需要10～102a，可見要改造這兩個限制因素，需要一定時間的土壤改良，難度相對較大。而田塊破碎度和田塊形狀指數相對而言較易改造，時間和成本相對較低。

根據上述確定的耕地整治類型分區原則以及對大興區耕地產能和健康診斷的結果，確定和劃分了大興區耕地整治類型標準，具體見表9。

表9 大興區耕地整治類型區標準

4.2 耕地整治類型分區結果

產能提升型重點整治區指耕地健康診斷為輕度亞健康，耕地產能提升的主要限制因素是田塊形狀指數和田塊破碎度（限制因素為破碎，形狀-破碎，形狀）或者無限制因素，并且受地下水一般超采的影響；這類耕地面積共13 582.40 hm2，占耕地總面積的33.28%，主要分布在大興區的青云店鎮、長子營鎮、瀛海地區、黃村地區、采育鎮等東部和東北部鄉鎮以及榆垡鎮和禮賢鎮的部分區域。這類整治區，具體措施可包括：1）適當降低耕地利用強度，減少地下水使用，提高農業用水利用效率，同時配套一定滴灌噴灌工程，節約用水，以保證地下水位不再下降，恢復地下水位；2）對于田塊細碎化和不規則化，進行田間平整工程，平整土地，合理布置田間路網，以達到整治后耕地利用效率的提升。通過整治，使該類型的耕地成為高標準基本農田。

產能提升型一般整治區面積為10 971.20 hm2，占耕地總面積的26.88%。該類型的耕地主要集中在龐各莊鎮、榆垡鎮、采育鎮南部以及北臧村鎮等地區。該類型區主要有3種情況：土壤受到輕微污染以及地下水一般超采的影響，耕地診斷狀況為中度亞健康，無其他限制因素；土壤受到輕微污染以及地下水一般超采的影響，耕地診斷狀況為中度亞健康，其他限制因素為耕地田塊狀況相對不規則、較破碎（限制因素為破碎，形狀-破碎，形狀）；耕地健康為輕度亞健康或者中度亞健康，且含有機質和土地構型限制因素。該類型區的整治措施可包括：1）對輕微污染耕地進行修復，并查找與阻斷污染源，防止污染加重；2）提高農業用水利用效率，配套一定滴灌噴灌工程，同時加大對田間路網的整治，平整田塊，實現田塊規整化和適度規模；3）增施有機肥，培肥土壤，改善土壤結構，提高土壤肥力。

生態涵養型休耕整治區面積為16 260.98 hm2，面積最大，占耕地總面積的39.84%。該類型的耕地主要集中在安定鎮、禮賢鎮、魏善莊鎮以及榆垡鎮和龐各莊鎮的部分地區。該類型區主要以重度亞健康的耕地為主，且不含或含任意限制因素。該類型區耕地整治措施可包括：1）嚴格控制地下水的使用，限制地下水的開采，提高農業水資源利用效率，大規模采用滴灌噴灌措施，進行輪作休耕，節約用水，恢復地下水位；2）對土壤進行改良，減少土壤污染，阻斷污染源；3）大型土壤改良工程與綜合整治工程相結合，改善土壤結構，深耕翻土，增施有機肥，同時平整土地，構建合理的田水路林渠體系。該類型區主要以恢復生態條件為主，因此需要時間較長。

圖6 耕地整治類型區

5 討 論

土地整治在國外經歷長時期的發展，在實踐中具備較為科學的認知、理念和方法。國外發達國家土地整治通過農田基礎設施建設和權屬調整提高耕地生產能力[44]，且在土地整治過程十分注重對生態環境改善和保護[12]。對于國內而言，當前耕地整治的目標，主要集中在耕地數量的增加和生產能力提升兩個方面，而對耕地健康關注不足，導致耕地整治對環境和生態產生負面影響，甚至出現新的問題。因此，該文結合新時代國家建設生態文明的要求，在傳統耕地整治注重產能提升的基礎上，重點考慮了耕地健康的診斷因素，并在綜合考慮兩者的基礎上，提出了耕地整治分區策略，具有一定的實踐探索意義。

1）耕地整治應加強對耕地的生態修復，重視耕地生態對糧食產量的持續影響，在整治過程中，不僅要考慮影響產能提升的限制因素，還應重點考慮耕地健康因素，將耕地整治作為一個系統工程，通過耕地整治，達到產能提升和生態修復的雙重目標，實現耕地資源健康和持續利用，以滿足不斷增長的糧食需求。

2）耕地整治應形成系統的理論與方法，應將景觀生態學理論加入到耕地整治實踐中，根據不同地區出現的不同問題，應按照難易程度、時間成本、經費支出、整治效果等多方面，進行綜合考量，將耕地整治劃分不同類型區，進行分門別類，因題施策，達到生態化耕地整治的效果。

3）本研究是從地塊尺度對耕地產能和健康狀況進行評價，并進行整治分區。對于中國而言，導致耕地不健康的因素很多，各地應在具體分析耕地不健康因素的基礎上，找出不健康的原因，通過采用工程措施、生物措施和生態保護措施等綜合工程改造耕地不健康因素，實現耕地健康，落實國家耕地數量、質量和生態“三位一體”保護和“藏糧于地、藏糧于技”的戰略需求。

6 結 論

該文利用逐級修正法對大興區耕地產能進行評價，利用內梅羅指數和最小限制因子法對耕地健康進行了評價，并對評價結果進行分析，得出影響耕地產能提升的限制因素以及耕地健康的程度。通過綜合考慮兩者的評價結果，劃分不同的耕地整治類型區，以實現耕地產能提升和耕地健康的雙重目標。主要結論如下：

1）通過逐級修正法對大興區耕地產能進行評價，利用K-means聚類方法進行限制因素分析，大興區共存在15種限制因素類型組合，主要以“構型”、“破碎”、“有機質”、“構型-破碎”4種類型面積為主，且土體構型、有機質含量和田塊破碎度的限制較為普遍。

2）利用最小限制因子法，對耕地健康狀況進行評價，分析耕地健康程度。大興區主要以輕度亞健康、重度亞健康和重度亞健康三種類型，輕度亞健康和重度亞健康的面積分別為17 924.31 hm2和16 260.97 hm2，中度亞健康耕地面積為6 629.28 hm2；從空間上看，輕度亞健康耕地主要分布在大興區的東部地區，中度亞健康耕地主要分布在大興區的西部地區，而重度亞健康耕地主要分布在大興區的南部。

3）綜合考慮耕地產能提升的限制因素和耕地健康診斷因素劃分耕地整治類型區，將耕地整治劃分為三種類型：產能提升型重點整治區、產能提升型一般整治區、生態涵養型休耕整治區。產能提升型重點整治區耕地面積共13 582.40 hm2，占耕地總面積的33.28%，以青云店鎮、長子營鎮、瀛海地區、黃村地區、采育鎮等東部和東北部鄉鎮以及榆垡鎮和禮賢鎮的部分區域為主；產能提升型一般整治區面積為10 971.20 hm2，占耕地總面積的26.88%，集中在龐各莊鎮、榆垡鎮、采育鎮南部以及北臧村鎮等地區；生態涵養型休耕整治區面積為16 260.98 hm2，面積最大，占耕地總面積的39.84%，在安定鎮、禮賢鎮、魏善莊鎮以及榆垡鎮和龐各莊鎮的部分地區分布較多。

4）從各整治類型分區結果看，大興區近期耕地整治潛力應以難度最小的產能提升型重點整治區為主；而產能提升型一般整治區可以作為中期整治目標；而對于地下水過度超采、耕地輕微污染等耕地健康條件較差區域，可以實施休耕措施，恢復該區域的生態條件，以促進耕地資源可持續利用

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Arable land consolidation zoning based on comprehensive evaluation of capacity and health

Wen Liangyou1,2, Zhang Qingpu1,2, Kong Xiangbin1,2※, Zhang Bangbang3, Yun Wenju2,4, Sun Xiaobing1,2, Liu Fengjian5

(1.,,100193,; 2.,,,100193,; 3.,,712100,; 4.,,100035,; 5.,061000,)

Rehabilitation of arable land is an important measure to increase the quantity of arable land and improve the quality of arable land. It is an important way for the country to realize the "food crop production strategy based on farmland management and technological application". At present, the improvement of arable land mainly focuses on the improvement of arable land quality and productivity, but insufficient attention to the health of arable land. In this paper, we used the stepwise correction method to evaluate the arable land productivity, analyzed the limiting factors affecting the arable land productivity, used K-means clustering method to cluster the limiting factors in Daxing District; and used the Nemero index method and the minimum limiting factor method for arable land health diagnosis, analysis of the health of arable land; comprehensive analysis of limiting factors and health diagnosis results, and division of land remediation areas. The results showed that there were 15 types of restriction factors in Daxing District, mainly in the four types of “soil profile pattern”, “arable land fragmentation”, “soil organic matter” and “soil profile pattern-arable land fragmentation”, The limitation of soil profile pattern ，arable land fragmentation and soil organic matter was relatively common; the area of arable land with mild sub-health, moderate sub-health and severe sub-health in Daxing District was 17 924.31, 6 629.28 and 16 260.97 hm2, respectively. From a spatial perspective, the light sub-health cultivated land was mainly distributed in the eastern part of Daxing District, moderately healthy arable land was mainly distributed in the western part of Daxing District, while severe sub-health arable land was mainly distributed in the southern part of Daxing District. The area of cultivated land in the capacity-rehabilitation key remediation area was 13 582.40 hm2, accounting for 33.28% of the total area of cultivated land, mainly in the eastern and northeastern townships such as Qingyundian Town, Changziying Town, Bohai Area, Huangcun District, and Caiyu Town, as well as some areas of Qizhen and Lixian Towns. The area of capacity improvement general rectification area was 10 971.20 hm2, accounting for 26.88% of the total area of arable land, and was concentrated in areas such as Pang Gezhuang Town, Yuzhen Town, South of Caiyu Town and Beijiao Village Town. The ecological conservation type fallow treatment area was 16 260.98 hm2, the largest, accounting for 39.84% of the total area of arable land, and was settled in the towns including some areas of Lixian Town, Wei shanzhuang Town and Yufa Town and more in Panggezhuang town. According to different types of remediation, different measures for consolidation of arable land were proposed. The research on arable land consolidation based on limiting factors and health diagnosis provided some reference for the current comprehensive improvement of land space and overall protection, systematic restoration and comprehensive management of arable land resources.

land use; consolidation; grade; limiting factors; health diagnosis of arable land; Daxing district

溫良友，張青璞，孔祥斌，張蚌蚌，鄖文聚，孫曉兵，劉風建. 基于產能與健康綜合評價的北京大興區耕地整治分區[J]. 農業工程學報，2019，35(22)：79－89. doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2019.22.009 http://www.tcsae.org

Wen Liangyou, Zhang Qingpu, Kong Xiangbin, Zhang Bangbang, Yun Wenju, Sun Xiaobing, Liu Fengjian. Arable land consolidation zoning based on comprehensive evaluation of capacity and health[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2019, 35(22): 79－89. (in Chinese with English abstract) doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2019.22.009 http://www.tcsae.org

2019-06-17

2019-09-16

國家自然科學基金面上項目（41771561）；教育部人文社科基金（17YJA630040）；全國耕地健康產能試點與技術體系完善（20170502）；國家自然科學基金青年項目（41801210）；中央高校基本科研業務費專項資金項目（2019TC096）

溫良友，博士生，研究方向為耕地資源利用與評價。Email：wenly@cau.edu.cn

孔祥斌，教授，博士，主要從事土地資源評價、利用與保護研究。Email：kxb@cau.edu.cn

10.11975/j.issn.1002-6819.2019.22.009

F323.21

A

1002-6819(2019)-22-0079-11