基于因素法的永濟市耕地定級研究

程麗佳

（太原師范學院，山西 太原 030619）

0.引言

農用地級別是依據構成土地質量的自然因素和社會經濟因素，在行政區內進行的農用地質量綜合評定[1]。農用地定級成果是土地管理工作中一項重要的基礎性成果，為因地制宜、合理利用土地、調整農村產業結構提供依據，在修訂、完善土地利用總體規劃、耕地質量的占補平衡、基本農田劃定與調整、用地管制分區等多個領域發揮著指導性作用，使土地管理工作更為科學化、標準化和規范化[2-4]。

1.研究區概況

永濟地處山西省西南端，運城盆地西南角，位于晉、陜、豫“黃河金三角”區域中心，轄區總面積1221.06平方千米，市內地形以平原為主，其中，平原區面積799平方千米，灘地水面面積81平方千米，山丘區面積263平方千米。海拔在334米～1993.9米之間。永濟屬溫帶大陸性氣候，氣候溫和，四季分明，年平均氣溫14.1℃，年平均降水量530毫米，河是流經永濟的最大河流，黃河永濟段年平均流量為1014.4米/秒。永濟市是山西重要的農業生產基地，農業產業化水平較高。

2.定級技術方法與定級單元劃分

在參考原國土資源部頒布的《耕地質量分等規程》（GB/T 28407-2012）、《農用地定級規程》（GB/T 28405-2012）的基礎上，綜合考慮永濟市耕地自然特點、實際利用情況及區位、交通、社會經濟等其他與耕地種植相關的因素，選取主導因素，并結合已收集資料的情況，采用因素法進行耕地定級。根據永濟市的實際情況，本次永濟市定級地塊法，直接采用土地利用現狀圖中的圖班作為定級單元，將全區劃分為14695個定級單元。

3.定級因素及權重的確定

按照永濟市自然環境和農業耕作條件，該研究區的標準耕作制度為一年兩熟，基準作物為冬小麥、夏玉米。參照《農用地定級規程》（GB/T 28405-2012），依據分等原則，在與專家進行多次研討論證之后，最終確定9個定級因素，分別為：農貿市場、道路通達度2個區位因素，耕作距離、田間道路、田塊狀況3個社會經濟因素，灌溉條件、地形坡度、有機質含量、表層土壤質地4個土壤條件。共計9個影響因素。

耕地分等因素權重的確定采用層次分析法計算，通過專家打分，確定因子間的影響相對影像作用，并構建判斷矩陣，矩陣（如表1所示）：

表1 對象層的判斷矩陣

使用Matlab對矩陣進行層次分析法分析，導入上表判斷矩陣進行運算，得出一致性檢驗結果CI=0.0613<0.1，即通過一致性檢驗，判斷矩陣最大特征值為9.4905，得到各因子的權重（如表2所示）：

表2 永濟市各定級因素權重表

4.定級因素分值量化

定級因素分為點狀、線狀、面狀因素，點狀為同心圓擴散型因素，使用指數衰減法進行分值計算，線狀因素為平行擴散型因素，使用指數衰減法進行分值計算。點狀線狀因素在計算定級單元因素分值時，以定級單元所包含的因素等分線平均值代表定級單元分值，即圖斑所覆蓋的定級因素所建立的多級緩沖區的平均值為該因定級因素的圖斑分值。

指數衰減法公式（1）為：

fi為因素在某個相對距離上對土地的作用分值，Mi為某個因素個體第i級規模指數，di為實際距離，d為因素影響半徑，r為地塊相對距離。

4.1 點狀因素量化

4.1.1 農貿市場

農貿市場為鄉鎮所在地，為點狀要素，永濟下轄3個街道7個鎮，農貿市場共有10個，本鎮農貿市場只輻射影響本鎮范圍內耕地。結合當地實際情況，依據農貿市場的最大影響范圍來確定其影響半徑。經檢驗，鄉鎮農貿市場因素影響半徑d=14500米，對農貿市場建立多環緩沖區，每隔500米作Buffer分析，規模指數M取100。

4.1.2 耕作距離

永濟市下轄307個行政村，耕作距離為村莊至耕地圖斑距離，耕地圖斑只受本村影響。本文根據土地利用現狀庫確定各村莊所在地，并用點狀表示。將耕作距離分值圖疊置在定級工作底圖上，以定級單元所包含的因素等分區平均值代表單元分值，依據全市耕作距離的最大影響范圍來確定其影響半徑。經檢驗，得出因素影響半徑d=9500米，每隔500米作Buffer（緩沖區）分析，每個村的規模指數M=100。

4.2 線狀因素量化

4.2.1 道路通達度

本文主要選取了高速公路、國道、省道、縣道和鄉道作為本次定級交通便利條件的影響因子。由于道路的等級、長度、寬度對農產品的運輸影響不同，經與專家多次咨詢和協商，高速公路、國道、省道的規模指數確定為100（即M=100），縣道、鄉道的規模指數確定為80（即M=80），并且通過圖上量算，因素影響半徑分別為d=10000米和d=7000米。分別針對線狀的高速、國道和省道每隔500米作Buffer（緩沖區）分析，縣道和鄉道也是每隔500米作Buffer（緩沖區）分析，高速、國道和省道定權重0.6，縣道和鄉道定權重0.4，兩者進行加權計算。

4.2.2 田間道路

田間道路狀況是影響耕地種植方式、利用效益的重要因素，利用距離不同等級田間道路的遠近來反映田間道路狀況的影響度。永濟市田間道路狀況的評價主要依據土地利用變更庫中的地類圖斑圖層中的農村道路（DLBM：104），并把農村道路分為三級：4米以下，4-8米，8米以上，因素影響半徑分別為d=1000米、d=2000米、d=3000米，規模指數分別賦分為60分、80分和100分。4米以下田間道路權重為0.2，4-8米田間道路權重0.3，8米以上田間道路權重0.5，三者進行加權計算。

4.3 面狀因素量化

面狀因素為無擴散性因素，分值量化采用專家打分制進行，并編制定級因素分值計算（如表3所示）：

表3 農用地定級因素計分規則

田塊狀況：田塊狀況的量化采用斑塊形狀指數公式（2）進行測算：

這個指數是實現斑塊周長與等面積的圓周長之比，代表斑塊形狀與圓形相差的程度。該指數的最小值為1，其值越接近1，表示斑塊形狀與圓形越接近；其值越大，則斑塊形狀與圓形相差越大，形狀越不規則。

5.計算定級指數

因素法采用加權法計算耕地定級指數，將定級因子綜合成定級因素分值后再計算定級指數，計算方法采用加權求和法，計算公式（3）為：

式中：Hi為第i個定級單元的定級指數，i為定級單元編號，j為定級因素因子編號，Wj為第j個定級因素因子的權重，fij為第i個定級單元內第j個定級因素因子的分值。

永濟市定級指數最大為96.76，最小值為38.51。

6.級別的劃分

本文采用總分頻率曲線法進行定級級別的劃分，采用該法進行農用地定級，其關鍵是對組數n的選擇。永濟市的定級指數區間為［max{x}= 96.76，min{x}= 38.51］，分別對各種n值進行樣本劃分，由統計得到的單元數量計算出各樣本的頻率，并繪制出頻率曲線圖，n 分別取值 16，30，60，120，進行對比分析。

通過頻率曲線圖發現，n=120時，所得到的頻率曲線變得凌亂，已沒有明顯的級別界線，因此，n值必須小于120；n=16與n=30時，由于劃分得不夠精細，也不能合理地劃分出級別。故本文選擇n=60，并根據n=60時頻率曲線的突變點，確定耕地級別的劃分閾值，縣域范圍內確定土地級別間界線值的土地級別總數為6級，從1級到6級，耕地質量依次下降，1級地為最優級別，6級地為最劣級別，分級突變點（如圖1所示）：

圖1 n=60時定級指數頻率曲線與突變點圖

耕地級別劃分與定級指數劃分（如表4所示）:

表4 永濟市耕地級別劃分表

圖2 永濟市耕地級別分布圖

7.定級成果分析

在本次永濟市耕地定級成果中，大多數耕地集中于1級到3級地，其中3級地面積最大，達到17429.09公頃，占本次定級單元面積的28.46%。面積最小的為6級地為4301.42公頃，占全區定級單元面積的7.02%，農用地級別數量分布呈現出“兩頭小中間大”的正態分布規律。

表5 永濟市耕地定級級別面積統計表單位：公頃

從永濟市耕地級別圖和表5可以看出，永濟市耕地主要以2、3級為主，共30835.5公頃，占本次定級單元面積的50.34%，全區各鄉鎮分布都較為廣泛，以卿頭鎮、開張鎮、栲栳鎮分布較為廣泛。此外，耕地質量最好的1級地為9552.72公頃，主要分布在卿頭鎮、開張鎮、蒲州鎮及虞鄉鎮，少部分分布在城西、城東、城北街道附近。4級地在全區分布也較為廣泛，其中卿頭鎮、栲栳鎮分布面積較多。而對于耕地質量較差的5、6級地，11044.33公頃，占本次定級范圍的18.03%，多位于中條山附近，分布于永濟市西南與東南部。總體來講，定級成果符合實際。