中部糧食主產區土地適宜性評價模型的構建

刁海亭

摘 要：近些年來，我國經濟飛速發展，取得的成就舉世矚目，但一些矛盾也隨之而來。經濟飛速發展，人口規模日益龐大，經濟增長與環境保護之間、人口增長與土地有限之間的矛盾越發尖銳。開展土地適宜性評價，不僅是提高土地利用率、合理利用土地的重要手段，也是合理調整農業結構、科學制定土地利用規劃的重要依據。該文以土地適宜性評價的方法為依據，分析了中部糧食主產區的實際情況，設計出了適合中部糧食主產區的土地適宜性評價模型，為中部糧食主產區的土地利用和合理規劃提供科學依據。

關鍵詞：土地適宜性評價;中部糧食主產區;評價模型

中圖分類號 F30 文獻標識碼 A 文章編號 1007-7731（2022）08-0142-03

Land Suitability Assessment Model Building in the Central Major Grain-producing Areas

DIAO Haiting

（College of Information Science and Academic， Shandong Agricultural University， Taian 271018， China）

Abstract： Since the reform and opening up to now， the economic development of our country have made remarkable achievements， however some contradiction come out in company with the achievements. With the development of economy and the improvement of people's living standard， the population scale in an increasingly large， population and land， environmental protection and economic growth is very sharp contradiction between.Scientific land suitability assessment， development and rational utilization of land is the important basis of research， development and utilization of land and coordination of land， land resource protection， the basic method for sustainable development.Taking the land suitability assessment based on the basic principle， and combined with model in the actual situation of major grain-producing areas， designed for central major grain-producing areas of land suitability assessment model for the land management and planning， and provides scientific basis.

Key words： Land suitability assessment; The central major grain-producing areas; Evaluation model

1 引言

中國一直以來都是農業和人口大國，隨著經濟和社會的發展，日益龐大的人口規模與有限的耕地資源產生矛盾并不斷銳化。這一矛盾促使我們尋求更有效的方式以提高土地利用效率。開展土地適宜性評價是提高土地利用率的一個重要途徑。利用現有的技術及結合前人的經驗，對我國的土地進行適宜性評價，可以為人們規劃土地、整合土地資源、提高土地利用效率提供科學依據和理論指導。根據第7次全國人口普查數據，我國中部6?。òê幽?、山西、江西、安徽、湖北、湖南），人口總數約3.65億，占全國的25.9%;土地總面積102.7萬km2，占全國的10.7%;耕地面積3083.35萬hm2，占全國的23.5%，中部的糧食播種面積占到全國的29.23%，而中部6省對我國的農業GDP的貢獻率更是高達25.9%?；诖?，本研究將土地適宜性評價運用到中部糧食主產區，以期為提高該地區耕地利用效率和糧食產量提供科學依據[1]。

2 研究區概況

2.1 自然條件狀況 中部地區地處中國內陸腹地，地理坐標為北緯34°34′～30°08′，東經108°47′～119°38′之間，連接南北東西、輻射八方。中部6省地形以山地、丘陵、平原為主，另外山西還有盆地、高原，地形起伏較大，大致成西高東低的走向。境內最高點為華中第一峰湖北神農頂，海拔3105m，而東部安徽境內最低海拔不足10m。中部區域內，太行山系、大別山系、秦嶺山系等大小山脈貫穿全境，其中山西和湖北、湖南兩省山區和丘陵的面積占總面積的67%以上。另外，中部因擁有中國四大水系資源及溫潤的氣候，常年的雨水沖刷，形成了鄱陽湖平原、洞庭湖平原、淮海平原等，非常有利于糧食的耕種。

2.2 社會經濟狀況 中部6省人口眾多，經濟基礎雄厚。糧食播種面積廣，是中國重要的商品糧基地;資源豐富，是中國重要的原材料和能源工業基地;交通便利，是中國重要的交通要地。中部地區已經形成以煤炭、冶金、電力、化工、機械、紡織等為主的多門類工業體系。據統計，2020年末中部6省的GDP為222246億元，比2019年同比增長11.4%。6省中河南最高，為54997.07億元，居全國第5位;安徽增長最高，比2019年增長3.9%，居全國第4位。總體而言，隨著國家中部崛起策略的施行，中部的經濟發展呈現一番欣欣向榮的景象。

3 土地適宜性評價方法

土地的適宜性評價就是要評定土地的適宜性情況，確定等級。土地適宜性評價方法眾多，國內外許多學者進行了大量的探索研究。綜合各類因素，筆者認為可以將土地適宜性評價方法分為傳統的經驗判斷法、經典的數學評價方法以及與現代交叉學科相結合的方法3種。

3.1 經驗判斷法 經驗判斷法比較古老，也較早應用在土地的適宜性評價過程中，當前仍占有重要地位。它是由土地評價者根據多年的耕種經驗以及作物的生長狀況來主觀評定土地適宜性程度的一種方法。

3.2 數學方法 如今，在土地適宜性評價中數學方法比較常用，主要是利用數理統計方法或其他數學模型來參與土地分等定級、評價工作，包括：土地評價因素因子選擇、因素因子權重確定、評價單元劃分、等級評定等。數學方法的本質是建立土地因素與土地質量狀況之間的數學關系，進而對土地進行分等定級與評價。通常采用定性分析與定量研究相結合來進行。在土地適宜性評價中，下列幾種數學方法應用相對較多：加權指數和法、回歸分析法、灰色關聯分析法、模糊綜合評價法、層次分析法等。

3.3 學科交叉結合評價方法 學科交叉結合的評價方法是指在土地評價中綜合運用多種學科如邏輯學、社會學、生理學、神經學等的知識，互相結合，進行土地適宜性評價工作。學科交叉結合的評價方法主要有主成分分析法、模糊神經網絡法、聚類分析、物元分析法等[2-5]。

4 模型設計

4.1 資料收集 評價對象為中部糧食主產區內的土地，屬于農用地適宜性評價的范疇。前期工作即為大量收集中部糧食主產區的各類地理信息。主要的數據資料有：（1）地圖：地圖是最重要的數據源，包括地形圖等普通地圖和各種專題地圖，如土地利用圖，行政區劃圖等。（2）統計數據和圖表：包括來自各種自然、社會、經濟和環境等方面的數據，還包括各種文字報告、法律法規文件等。（3）綜合性數據資料：包括各種計算機文件數據等。

4.2 數據整理 整理的內容主要從以下2個方面入手：一是整理出中部糧食主產區的土地概況，特別是農用地的利用現狀及各方面的地理特征;二是整理出土地適宜性評價相關知識，從概念到分類再到方法，最后整理出土地適宜性評價中常用的模型。

4.3 模型構建 綜合已有的資料及相關專家的建議，設計出適合中部糧食主產區土地適宜性評價的模型。在模型設計中要考慮以下幾個方面：（1）中部糧食主產區土地適宜性評價主要是對農用地的適宜性評價，且評價的范圍廣而大，在評價對象上應該選擇有代表性的且有所取舍。（2）評價區域內評價單元的選擇，既可以是以行政單位為基礎，也可以是以基本地形為基礎，但由于評價區域內地形復雜，所以最終選擇以不同土地類型作為劃分土地評價單元的依據。這種方法較為直觀，適合范圍較大的土地進行適宜性評價。（3）評價因子的選取，主要依賴于長期作用于土地的主導因素。結合實際，擬選取海拔、坡度、水資源狀況、年日照量、交通狀況、土地利用現狀等。

綜合以上因素，擬采用復合模型對中部糧食主產區進行土地適宜性評價，即以人工神經網絡模型為主，以GIS為輔的復合模型結構。具體描述如下：先利用GIS技術，對已有的土地信息如土地利用現狀、地質、地貌、地形、交通現狀中提取適合的評價因素因子，選出合適的評價因子后，再將評價因素因子導入BP神經網絡模型，建立訓練網絡，并對各個因素因子賦值，進行網絡模擬預測、成圖，最后把得到的預測圖與現有的土地利用現狀圖進行比較，得到土地適宜性的評價結果。具體模型見圖1。

5 小結與討論

GIS技術與BP神經網絡模型相結合的綜合評價模型把GIS技術和評價方法有機地結合在一起，不僅利用了GIS比較強大的數據編輯處理功能，而且兼得了BP網絡神經模型減少主觀誤差的優勢，使土地評價模模型優化，評價結果更加精確。隨著科學技術的發展及土地適宜性評價研究的深入，許多研究者趨向于用多種技術和方法相結合的方式，構建土地適宜性評價模型。大量實踐證明：這種綜合性的模型更有利于開展土地適宜性評價。但是綜合模型也存在著自身的缺陷，在構建的過程中要使技術和方法實現無縫結合，并且要考慮到模型間的融合問題，所以其構建過程更為復雜且繁瑣。

參考文獻

[1]高明秀，李西燦，陳紅艷，等.中部糧食主產區增量經濟型土地整理關鍵技術評價——概念界定與研究框架[J].中國農學通報，2011，27（04）：261-267.

[2]王華春.基于GIS和BP神經網絡的土地適應性評價[J].山東工業技術，2015（01）：228-229.

[3]張發明，丁峰，王坪.中國糧食主產區農業高質量發展水平評價與時空演變[J].浙江農業學報，2021，33（1）：150-160.

[4]谷洪波，吳闖.我國中部六省農業高質量發展評價研究[J].云南農業大學學報（社會科學），2019，13（6）：74-82.

[5]董莉莉，吳克寧，魏洪斌，等.我國中部糧食主產區耕地質量等別限制因素及提升對策[J].江蘇農業科學，2016，44（12）：419-424.

（責編：張宏民）