基于“雙評價”的農業耕作條件適宜性評價研究
——以武漢市為例

黎 昕

（湖北國土資源職業學院，湖北 武漢 430090）

農業是國民經濟基礎產業，是人類生活不可或缺的食物和生活資料的主要來源，支撐著國民經濟的建設與發展[1]。農業土地資源是開展各類農業生產活動的重要基礎，是支撐農業生產的重要條件[2]。《資源環境承載能力和國土空間開發適宜性評價技術指南（試行）》（以下簡稱“雙評價”）是打開國土空間開發保護格局、完善區域主體功能定位，劃定生態保護紅線、永久基本農田、城鎮開發邊界，確定用地用海等規劃指標的參考依據，為農業生產功能指向的土地資源評價提供了依據。農業耕作條件指土地資源用于農業生產的適宜開發利用程度，需滿足一定的坡度、土壤質地等條件，評價時需扣除河流、湖泊及水庫水面區域[3]。基于此，本研究以武漢市為例，基于農業耕作條件評價技術要求，使用ArcGIS 軟件分析處理數據，理清武漢市各區域農業土地資源等級，為武漢市農業資源的開發利用提供依據。

1 區域概況

武漢市地處江漢平原東部，地勢總體較平坦，氣候溫暖濕潤，適宜于農業耕作，農業產值高，農產品豐富。

2 數據分析與處理

2.1 數據來源

“雙評價”規范遵循簡便實用的原則，在保證科學性的基礎上，精選最有代表性的指標。農業生產功能指向的土地資源評價使用農業耕作條件作為評價指標，強化目標導向、問題導向和操作導向。評價所需數據為坡度、土壤粉砂含量數據與水系分布數據。其中，坡度數據可使用表面分析下的坡度工具對DEM 高程數據進行分析得到，土壤粉砂含量數據可從土壤質地數據中提取。DEM 高程、土壤質地與水系數據分別來自地理空間數據云、資源環境科學與數據中心、全國地理信息資源目錄服務系統。

2.2 數據預處理

隨著計算機技術和地理信息技術的飛速發展，GIS 在各個領域的應用日益成熟[4]，在“雙評價”相關項目中應用廣泛。本研究使用ArcGIS 軟件進行數據分析與處理。

圖像鑲嵌是將多個統一坐標系下具有重疊區域的不同圖像文件進行拼接，生成一幅包含全部區域的圖像[5]。從資源網站獲取數據后，因為下載獲取的各類數據范圍均只包含武漢市局部，所以需經過前期的鑲嵌操作獲取包含武漢市全區域的數據，再使用武漢市邊界數據進行裁剪操作，方可獲取武漢市內部數據。

“雙評價”規范指出，對市縣層面進行評價時，一般優先使用矢量數據，柵格數據像元大小一般應為30 m，可使用ArcGIS 數據管理工具下的重采樣工具進行設置。

2.3 坡度數據獲取與處理

坡度指地表斜坡的陡緩程度，坡度值越小，地勢越平坦；坡度值越大，地勢越陡峭。目前，在耕坡地進行農業生產會導致耕作層土壤營養物質流失，從而大大降低土地生產力[6]。坡度指標對農業耕作生產有較大影響，坡度越大，越易造成水土流失，增加耕作成本。坡度小于6°的平地與平坡地較適合進行農業耕作，坡度大于25°的陡地一般不適合進行農業耕作。

使用ArcGIS 表面分析工具對武漢市DEM 高程數據進行坡度分析，坡度單位設置為度（°），其他參數默認，即可獲取武漢市坡度數據。然后需根據規范要求與坡度大小，使用ArcGIS 空間分析工具下的重分類工具對坡度數據進行重新分類，分類方法通常使用自然間斷點分級法，中斷值分別輸入2、6、15、25、90，各級別分別賦值5、4、3、2、1。將坡度數據分為0°～2°、2°～6°、6°～15°、15°～25°、25°～90°五大類別。

結合“雙評價”規范，可根據坡度分級數據將武漢市農業耕作條件初步劃分為5 個級別，具體見表1，但還需使用土壤質地與水體分布數據進行后續修正。

2.4 土壤粉砂含量數據分級

土壤質地是土壤穩定的物理和自然屬性之一，與土壤的通氣透水性和保水保肥性緊密相關[7]。其中，土壤粉砂含量對土壤的保肥能力、水分含量、水土保持等方面有重要影響，是農業耕作條件的重要評價指標。“雙評價”規范指出，區域土壤粉砂含量大于等于80%時，農業土地資源等級直接取最低等，粉砂含量大于等于60%且小于80%時，將坡度分級結果降一級作為農業土地資源等級。故需先從土壤質地原始數據中提取武漢市粉砂含量數據，并使用重分類工具進行分類處理，分類中斷值分別輸入60、80、100，分為0%～60%、60%～80%、80%～100%三個類別，分別賦值1、2、3，然后輸出土壤粉砂含量分級成果。

2.5 數據類型轉換與疊加

若要根據粉砂含量對農業土地資源等級進行降級處理，需使用ArcGIS 軟件分析工具（矢量）對坡度與粉砂含量數據進行矢量疊加分析。但經重分類處理獲取的坡度與粉砂含量數據均為柵格數據，無法直接疊加。柵格數據和矢量數據是ArcGIS 數據存儲的兩種重要形式，ArcGIS 內置的多種編輯器可以較好地完成地圖生產全過程，為地圖分析和數據處理提供新的解決方案[8]。進行疊加分析前需先使用轉換工具將武漢市坡度與粉砂含量的柵格數據轉為矢量數據。轉換時需注意取消勾選簡化面選項以保留原始數據的形狀，否則各區域范圍會發生變化，生成錯誤的結果。

數據類型轉換完畢后，即可使用ArcGIS 疊加分析工具對已轉為矢量的坡度與粉砂含量分級數據進行標識分析，將粉砂含量的分級字段標識到坡度分級數據中。打開標識后的坡度分級屬性表可知，gridcode 為坡度分級字段，gridcode_1 為粉砂含量分級字段。然后按屬性選擇工具，在表達式窗口中輸入＂gridcode_1＂=2，在坡度分級數據的屬性表中選中粉砂含量大于等于60%且小于80%的數據，將農業土地資源分級結果降低一級；再在窗口中輸入＂gridcode_1＂=3，選中粉砂含量大于等于80%的數據，將農業土地資源分級結果降為最低級；粉砂含量小于60%的數據則保留原有農業土地資源分級結果。

2.6 水體剔除

河流、湖泊、水庫等水體區域顯然不適合進行農業耕作，結合“雙評價”規范，評價武漢市農業耕作條件時需扣除河流、湖泊及水庫水面區域。首先將經過粉砂含量修正后的農業土地資源分級數據與武漢市水系數據進行疊加分析，將水系數據的相關字段標識到農業土地資源分級數據的屬性表中；然后選中包含水系相關字段的數據（即有水體的區域），在屬性選擇工具的表達式窗口中輸入＂gridcode＂=1，將農業土地資源分級結果降為最低級，即不適宜農業耕作，其余數據保持不變。

3 專題圖制作

獲取農業土地資源分級評價結果后，需結合“雙評價”規范要求，使用ArcGIS 符號系統相關工具為各等級數據賦予指定顏色。農業相關數據的RGB 色值見表2。RGB 色值設定完畢后，需創建mxd 工程文件保存符號信息，然后切換到布局視圖界面，設置圖件比例尺、圖例等常規地圖要素，即可制作武漢市農業土地資源分級圖，見圖1。

表2 “雙評價”農業數據常用RGB色值

4 結果分析

使用融合工具融合相同類別，計算各級別農業土地資源面積可知，高等級區域面積占比9.6%；較高等級區域面積占比39.4%，占比最大；中等等級區域面積占比28.8%；較低等級區域面積占比3.8%；低等級區域面積占比18.4%，主要為水體與低山區域。

黨的十九大報告強調“堅持人與自然和諧共生”[9]，“雙評價”規范時刻遵循生態優先、因地制宜的原則。“雙評價”劃定的三區是指生態保護極重要區、農業生產適宜區和城鎮建設適宜區[10]，評價農業耕作條件，劃分農業生產適宜區時，不能與生態保護區域沖突。若某區域已被劃分為生態保護極重要區或重要區，則應從農業土地資源分級圖中剔除。對市級區域開展評價工作時，可根據當地地域特色，因地制宜適當補充評價功能、要素與指標，優化評價方法，以獲取最能體現區域實際情況的農業土地資源分級成果。

5 結論

本研究使用武漢市DEM 高程、土壤質地、水系等數據作為數據源，通過數據預處理、坡度分析、土壤質地分級、數據類型轉換與疊加分析、水體剔除、專題圖制作等步驟，快速理清了武漢市農業土地資源分級情況，可為該地區農業耕作條件的評價與農業資源開發利用提供參考。同時，評價時還需與生態、城鎮等數據進行綜合分析，確保生態優先，農業耕作其次，城鎮建設發展居后。還可結合武漢市地域特色適當增加氣溫、降雨量等其他指標綜合分析，但應簡便實用，保證其科學性。

分析武漢市農業土地資源分級圖可知，武漢市剔除水體區域后的坡度小于6°的較高與高等級農業土地資源區域（除水體外的平坡地與緩坡地）合計占比達49%，總體較適宜于農業耕作；較低與低等級區域合計占比22.2%，主要為水體與低山區域。在進行國土空間開發利用時，應在生態優先的前提下，對農業土地資源等級較高的區域進行合理開發，保障農作物的生產規模與農產品的穩定供應。