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篇1
決策樹是一樹狀結構,它從根結點開始,對數據樣本進行測試,根據不同的結果將數據樣本劃分成不同的數據樣本子集,每個數據樣本子集構成一子節點。在決策樹的生成過程中包含了下列思想:在構造樹的每層時,選擇一個具有最高信息增益的屬性,使得依據該屬性的值,將對象集被剖分成幾個不相交的子集。每個子集表示為樹的一個子節點,以該屬性的相應值標識到這些子節點的弧。
耕地質量評價是對區域耕地資源質量的綜合評定,其評價過程不僅復雜,而且具有很強的技術性。針對不同耕地區域,各個評價屬性權重確定大多摻入了人為因素,從而影響了評價結果的準確性。基于決策樹的耕地質量評價,將克服傳統的耕地評價方法中人為因素過多的缺點,提高耕地評價的效率和準確性;另外將決策樹模型用在耕地評價中也具有鮮明的生產實踐意義。
一、本地區的決策樹耕地質量的控制
1.目標數據集的創建
目標數據集的創建工作主要包括:耕地評價單元的劃分、確定評價因素和建立評價數據庫,目標數據集是從評價數據庫中導出的耕地屬性數據。
評價單元的劃分是依據陸河縣2004年土地利用現狀分幅圖(1:10000)的土地利用現狀圖,在MAPGIS系統環境下從土地利用現狀圖中分離提取出縣耕地圖斑,作為工作底圖,將選定的參評因素圖與工作底圖進行疊加,得出的最小圖斑即為評價單元,最終確定30281個圖斑為陸河縣耕地評價單元。
在采集數據后,需要對圖形數據和屬性數據輸入建庫,形成圖形數據庫和屬性數據庫,并對其分別管理,其中圖形數據庫采用層次型管理方法;屬性數據和統計數據則采用關系模型管理。利用地理信息系統的空間疊加功能,將評價工作底圖分別與各評價因素圖進行疊置分析,提取各評價單元因素屬性值,構架耕地評價單元空間數據庫。
2.基于決策樹模型耕地質量評價模型的建立
(1)評價樣本集的構成
本次決策樹學習樣本的選擇是運用試驗的方式從聚類方法得到的500、1000、2000、4000、6000和8000個樣本空間中進行選擇,當滿足一定的預測精度時,此時最小的樣本空間就是最合適的模型學習樣本;測試樣本采用全部的評價單元,來驗證模型的準確性。
(2)決策樹屬性選擇
在決策樹建立過程的每個選擇點上,在C5.0算法中,采用增益率最大的屬性是用來進一步細分樹結構而選取的屬性。下面介紹計算耕地評價屬性以A為代表的增益率的公式如2.1:
(2.1)
對于一組I實例,計算Gain(A)公式如2.2:
(2.2)
其中:Info(I)為包含在當前被檢查實例集合中的信息,Info(I,A)為根據屬性A的可能結果劃分I中的實例之后的信息。
對于n個可能的類,計算Info(I)的公式如2.3:
(2.3)
在I被劃分為k個輸出結果后,Info(I,A)計算公式如2.4:
(2.4)
最后,SplitInfo(A)標準化增益的計算如2.5,從而消除具有許多輸出結果的屬性選擇偏差。
(2.5)
(3)決策樹模型的建立
本次決策樹模型建立的目的明確,是對耕地的質量進行等級評價即質量等級的劃分,確定質量等級是決策樹模型的主屬性,作為模型的輸出屬性。它是一個獨立的數據變量,屬于離散型數據,分為一級、二級、三級、四級。地形,田面坡度,地下水位,有效土層厚度,土壤表層質地,剖面構型,表層有機質含量,pH值,灌溉保證率,排水條件10個評價指標為模型的輸入屬性,并且在數據輸入過程中已將10個評價指標進行了離散化處理。
本次決策樹算法采用C5.0算法,訓練開始時,為所有實例指定相同的權重,在建立最后一個模型后,那些被模型正確分類的實例的權重減少了,被錯誤分類的實例的權重增加了。一旦建立好所有模型,每個模型被賦予一個權重,其值基于模型對訓練數據的性能。所以執行較好的模型在分類過程中有較多的權力。對未正確的分類的樣本被更頻繁的取樣,使決策樹模型在分類訓練數據的能力上彼此補充。
為了提高決策樹模型的學習精度,本次研究引入決策誤差代價,在進行質量等級的判讀時,設置當判別發生錯誤的時候,所花費的代價不同。當質量等級為一級,誤判為二級、三級和四級其代價權重為0.3,0.6,1;當質量等級為二級,誤判為一級、三級和四級其代價權重為0.3,0.3,0.6。根據等級距離的不同賦予不同的代價權重。
運用Clementine8.1數據挖掘軟件,采用C5.0算法生成耕地質量評價的決策樹,將學習樣本迭代20次學習,完成決策樹模型的建立,運用決策樹工作流模型,可以快速建立6個決策樹模型(根據不同學習樣本)。當選用500個學習樣本建立評價模型,測試樣本為30281個全部的評價單元,其測試的準確率為82.09%,模型準確率較低,得到的預測結果誤差較大,不能正確的反映實際陸河縣的耕地質量分布情況,用500學習樣本建立模型試驗失敗。分析可能原因是500個聚類中各個聚類的數據之間距離過大,導致500個樣本不能有效的代表耕地質量數據分布。
現分別采用1000、2000、4000、6000和8000個學習樣本來訓練評價模型,選擇1000個學習樣本時的預測準確率為86.01%;選擇2000個學習樣本時的預測準確率為90.66%;;選擇4000個學習樣本的預測準確率為94.92%;6000個樣本的預測準確率為95.31%;8000個樣本的模型準確率為95.65%。
(4)決策樹評價模型分析
為了檢驗決策樹模型對陸河縣的耕地評價的有效性,使用測試樣本檢驗決策樹模型,得到模型測試的準確率是94.92%,已經滿足了實際工作的需要,可知決策樹模型能有效地對陸河縣的耕地進行質量評價。
二、改善本地區的耕地質量措施
根據決策樹模型進行陸河縣耕地質量評價的結果,從決策樹評價規則集中,可知影響陸河縣耕地開發潛力的限制因素如pH值、有機質含量和田面坡度等,因而可以對評價區內質量等級較低的耕地進行改良,具體措施如下:
1.增加灌溉系統,提高農田灌溉保證率
通過開挖、建設灌溉水渠等措施,增加灌溉水田、水澆地的面積,減少旱地、望天田的比例。
2.積極進行土壤改良
通過增施磷肥和使用石灰,解決普遍存在的農田缺磷、土壤偏酸及養分含量不平衡的問題。對其中的低產耕地注意增施有機質肥,冬種專用或兼用綠肥,改良土壤性狀,培肥土壤。
3.加強水土保持
陸河縣域內年降水量大,且季節分配不均,降水集中在夏季,這對農田侵蝕較大。因此,在坡耕地改造為梯田的條件下,應重視水土保持工程的建設,例如:栽種護坡灌木籬笆,增設導流渠等措施。
參考文獻:
篇2
Key words: land; Demand-supply; System; Quality.
中圖分類號:F301文獻標識碼:A
一、占補平衡的根本目的是控制占用,保護耕地
實行耕地占補平衡制度是保護耕地的一個重要手段。我國是一個人口多、耕地少的國家,今后相當長的時期內,人口增加、耕地減少的基本趨勢難以改變,在耕地后備資源有限的情況下,控制占用耕地仍應是我國保護耕地資源最有效的方法。因此,現階段,占補平衡的根本目的仍然是控制占用耕地。原因主要有以下幾個方面:一是耕地后備資源數量有限,開發利用的潛力不大;二是耕地后備資源開發難度大,開發效益低;三是建設用地利用粗放,可再利用的潛力較大。
根據以上分析,在耕地占補平衡的實際工作中,從控制占用耕地的角度出發,一方面要嚴格執行《決定》的配套文件《建設項目用地預審管理辦法》和《關于加強農村宅基地管理的意見》,把好建設項目用地預審關和農村宅基地審批關,合理、集約供地,控制建設用地總量。另一方面,要積極推進建設用地整理,尤其是農村居民點整理,擴大建設用地供應渠道。同時,應進一步顯化和提高占用耕地的成本,從政策上鼓勵建設優先占用其他類別的土地。
二、防止“以質抵量,占多補少”
《決定》第三條規定:“嚴格執行占用耕地補償制度。各類非農業建設經批準占用耕地的,建設單位必須補充數量、質量相當的耕地,補充耕地的數量、質量實行按等級折 算?!睂τ凇皵盗俊①|量相當,實行按等級折算”,有兩種不同的觀點。觀點一是,補充耕地數量不減少、質量不降低,質量降低的用面積折抵;觀點二是,補充耕地數量可減少,減少的耕地可通過提高耕地質量來折抵,即“以質抵量”。筆者認為,在現階段,從嚴格保護耕地的角度出發,我們不應提倡“以質抵量”,耕地占補應明確要求補充耕地的數量不減少、質量不降低。主要理由有以下幾點:
其一,耕地面積是農業生產的基礎,是保證國家糧食安全的前提根據《21世紀初我國耕地資源前景分析及保護對策》研究報告,我國耕地資源總量大,但人均耕地僅為世界人均耕地的45%;我國耕地資源利用程度高,2000年我國土地墾殖率已達13.5%,復種指數達15%,處于世界較高水平,進一步提高耕地資源利用程度的空間十分有限。21世紀初,我國將進入人口高峰期,人口和經濟社會發展對耕地資源和糧食生產提出了更高的要求,耕地面積保有量是這一特定時期國家和平穩定發展的必然要求。
其二,耕地占與補的相關制度不能全面落實,占補平衡機制尚不完善耕地占補平衡過程中補充耕地的質量很難得到保證,占優補劣是實際工作中普遍存在的現象。為達到數量上的“占一補一”,有些地方違反規定,在坡度較大的坡地或土壤貧瘠、不適宜耕作的地方開發耕地。大部分建設項目未按規定將耕地開墾費列入工程總投資,建設單位應承擔的補充耕地責任和義務實際沒有得到很好履行。一些地方違反規定,擅自減免、緩交和挪用耕地開墾費。有些省收取了耕地開墾費,但一直滯留在省里,沒有安排土地開發整理項目,影響了市、縣補充耕地的積極性。另外,耕地占補平衡市場運行機制,尤其是限制占用耕地的機制目前還沒有完全形成。一些地方黨政領導不能正確處理好發展經濟與保護耕地的關系,只重視任期內地方發展經濟的目標,往往不考慮用地是否合理、耕地是否得到保護,是否符合國家長遠利益;對地方領導在土地利用和占用耕地中的行為缺乏有效的獎懲制度和制約手段,破壞耕地的責任難以追究。同時,土地利用上的收益分配不盡合理,造成多占地、多得益的現狀;在土地利用上,地方政府、有關部門和用地單位從各自利益出發的心態和行為占了上風,還沒有形成對新增用地的自我約束機制。
其三,耕地質量評價體系尚不完善,缺乏可操作性強的耕地占補平衡質量評價標準國內有關耕地質量評價的資料很多,但有關耕地質量管理的實踐卻很少。耕地占補平衡的驗收,尤其是質量平衡驗收,缺乏可操作性強的、切合實際的考核標準和辦法。現行《土地管理法》對此只有一些原則性規定,但耕地占補平衡驗收的具體程序、內容和方法,特別是土地部門與農業部門在驗收工作中的職責、驗收鑒定書的內容等,目前尚無規范性的文件。
基于以上原因,建議各地在貫徹落實《決定》有關規定時,制訂詳細的耕地占補平衡實施細則,明確規定:“補充耕地數量不減少、質量不降低,質量降低的實行按等級折算,用面積折抵?!蓖瑫r,在耕地占補平衡實際工作中,應嚴格管理,完善機制,抓緊研究制訂切實可行的耕地占補平衡質量評價標準,從制度上、技術上防止“以質抵量,占多補少”。
篇3
土地等級的評定是法律賦予國土資源管理部門的一項重要職責。第一輪農用地分等工作全面摸清了我國耕地等別及分布現狀 [1][2]。第二輪耕地質量等別補充完善工作形成了最新耕地質量等別成果,保證了耕地分等成果的現勢性及準確度 [3] [4][5]。為全面掌握年度內耕地現狀變化及質量建設引起的耕地質量等別變化情況,2014年全國開展了耕地質量等別年度更新評價工作。當前有關農用地分等的理論研究也比較多,如藩潤秋、劉B等對農用地分等方法的研究[6],廖麗君、魏巍等農用地分等數據庫與二調數據整合方法研究[7],拜玉賢對縣域農用地分等成果應用的研究[8],袁天風對最大自然質量等指數的可比性研究[9]等。本文以高陵縣為研究區域,對縣域耕地分等過程及新舊農用地分等結果進行對比分析。
1 研究區域概況
高陵縣位于西安市轄域北部,涇河、渭河兩岸。地勢自西北微向東南傾斜,北部平川,偏南部為塬、灘,屬暖溫帶半干旱季風氣候區。全縣土地面積28502.69公頃,其中耕地為17339.57公頃,占土地總面積的60.06%。
2 研究方法
2.1 方法概述
高陵縣耕地質量等別年度更新評價采用因素法進行。首先基于2013年土地變更調查數據,獲取耕地圖斑,作為總分等單元;然后,運用疊加法提取新增、耕地和質量建設耕地,形成年度更新評價圖層;依據相關資料成果,獲取該圖層中各圖斑等別信息,建立耕地質量等別年度更新評價數據包;補充完善各分等單元因素屬性值,建立耕地質量分等基礎數據庫;采用因素法確定耕地指定作物的自然質量分,并依據光溫(氣候)生產潛力指數計算各分等單元的自然質量等指數,進一步確定耕地利用(經濟)等指數。最后采用等間距法,劃分耕地各等別。
2.2 評價參數及指標體系的建立
2.2.1確定分等基本參數
高陵縣位于陜西省三級指標區關中渭河平原區,其標準耕作制度為一年兩熟,基準作物為冬小麥、指定作物為冬小麥和夏玉米。關中渭河平原區指定作物的光溫(氣候)生產潛力、最高產量、產量比系數及最大“產量-成本”指數等分等參數由專家學者在各地調查數據的基礎上論證確定的。
2.2.2 分等因素及權重的確定
本文依據《農用地質量分等規程》的分等因素選取方法,參考耕地質量等別補充完善工作所確定的耕地分等因素指標體系,確定了高陵縣的分等因素和權重。
2.3計算耕地自然質量分
各分等單元的自然屬性因素分值,分指定作物,采用加權求和法,計算各分等單元指定作物的耕地自然質量分。計算公式為:
其中:CL為分等單元自然質量分;wk為分等因素權重;fk為分等因素指標分值;m為分等因素指標數量。
2.4計算土地利用系數、經濟系數
指定作物土地利用(經濟)系數計算方法為在各行政村內按土地好、中、差選取3個樣點,按標準公式計算各樣點指定作物的土地利用(經濟)系數。最后采用算術平均法,取其均值作為各行政村指定作物的土地利用(經濟)系數。
樣點土地利用系數計算公式:
公式中:K為土地利用系數;Y為指定作物單產;Ymax為指定作物最高單產。
樣點土地經濟系數計算公式:
公式中:K為土地經濟系數; a為指定作物“產量-成本”指數; A為指定作物“產量為成本”指數的最大值。
2.5 等指數計算及等別劃分
在此基礎上,按照《農用地分等規程》計算方法,分別計算耕地自然質量等指數、土地利用(經濟)等指數,最后采用等間距法劃分耕地等別,得到等別信息。
3分等結果
3.1自然質量等
自然等為六到十一等。質量最好的六等地為2756.49公頃,占耕地總面積的15.90%,主要分布于渭河一、二級階地的榆楚鄉、崇皇鄉,該區域光熱充足,地勢平坦,土層深厚,土壤肥沃;質量中等的七等地為14524.72公頃,占耕地總面積的83.77%,主要分布于渭河一、二級階地的鹿苑鎮、耿鎮、通遠鎮、張卜鄉、灣子鄉以及涇渭鎮的北部,該地區光熱條件優越,耕作條件較好;質量較差的八和十一等地為58.36公頃,僅占耕地總面積的0.34%,主要分布在涇渭鎮、崇皇鄉,該區土壤養分含量較低,水利是該區農業生產的限制因素。
3.2利用等
利用等為五到十一等。質量最好的五等地為1059.63公頃,僅占耕地總面積的6.11%,主要分布在涇渭鎮、崇皇鄉及張卜鄉的北部;質量較好的為六、七等地為14401.25 公頃,占耕地總面積的 83.05 %,全縣均有分布,自然條件較好,灌溉保證率高;質量較差的八到十一等地為1878.69 公頃,占耕地總面積的 10.83 %,主要分布在耿鎮、涇渭鎮中南部及涇渭河兩岸的沙地上,該地區自然條件較差,耕作相對困難。
3.3 經濟等
經濟等為七到十一等。質量最好的七等地為5227.09公頃,占耕地總面積的30.15%,主要分布在張卜鄉、涇渭鎮以及崇皇鄉的北部,全部為水澆地;質量較好的八等地為9687.20公頃,占耕地總面積的55.87%,全縣均有分布,農田基礎設施完善,土地利用程度較高;質量較差的九至十一等地,面積為2425.28公頃,占耕地總面積的13.99%,主要分布涇渭河兩岸的旱灘地上,生產成本偏高,產量較低。
耕地等別的空間分布來看,高等別耕地主要分布于一級階地,中高等別耕地二級階地均有分布,低等別耕地僅分布于河漫灘。
4 分等成果變化對比分析
4.1 耕地質量變化綜合分析
本文通過將耕地質量等別更新評價的自然質量等、利用等、經濟等與2010年耕地質量等別做比較,綜合分析高陵縣耕地質量變化趨勢。
4.1.1自然質量等別對比
較上一輪分等成果,本輪自然質量等的范圍有所變化,六至八等外,新增十一等地。質量較好的六、七等地面積有所減少,質量較差的八至十一等比重略有增加。首先本輪減少耕地中,六等地面積為1460.63公頃,占全部減少耕地面積的23.91%,雖通過質量建設,部分七等地提高為六等地,但增加面積少于減少面積,導致六等地在數量上有所減少;其次,質量建設耕地中,原有部分七等地通過土地整理和農業綜合開發項目,提高了灌溉保證率,改善了項目區內農業生產條件,自然質量等也從七等升至六等,導致七等地面積有所減少;第三,本輪八至十一等地中的新增耕地,均為旱地,自然條件差,無灌溉水源,導致等別較低,面積略有增加。
4.1.2利用等別對比
較上一輪分等成果,本輪利用等的范圍有所變化,五至八等地外,新增十和十一等。等別最高的五等地面積有少量增加,質量中等的六、七等地面積有所下降,質量較差的八到十一等地面積亦有所上升。首先通過質量建設,少部分耕地提高了自然質量,相應的利用等別發生變化,本輪成果中,該部分耕地國家利用等從六等地上升至五等地,導致五等地面積出現變化,但增加面積不大;其次,本輪的減少耕地中,六、七等減少耕地,總面積為847.85 公頃,占總減少耕地面積的84.41%,導致該等面積有所下降;第三,出現的新增耕地,自然等較低,加上利用粗放,產量低下,導致利用等等別較低,且八到十一等地面積略有上升。
4.1.3經濟等別對比
較上一輪分等成果,本輪經濟等的范圍有所變化,七至九等外,出現了十和十一等地。高等地所占比例小幅下降,中等和低等耕地比重有所增加。首先經濟等較高的耕地主要分布在張卜鄉、涇渭鎮及崇皇鄉北部,該區域經濟發展較快,區位條件優越、建設占用耕地較多,導致高等別耕地面積有所下降;其次,較差的十、十一等地屬于近三年新增的旱地,導致等別較低的耕地面積有所增加。
4.2新增耕地變化分析
新增耕地是指通過土地整治、城鄉建設用地增減掛鉤、農業結構調整等措施新增加的種植農作物的土地。高陵縣近三年新增耕地主要來源于土地整治、城鄉建設用地增減掛鉤項目及農業結構調整。經分析,新增耕地為396.54公頃,全縣均有分布,質量有所差異,見表1。
4.3減少耕地變化分析
減少耕地是指因建設占用、災害損毀、生態退耕、農業結構調整等活動減少的耕地。該縣近三年減少耕地主要是由于建設占用和農業結構調整。經分析該縣減少耕地為1004.40公頃,分布在全縣八個鄉鎮,質量有所差異,見表2。
4.4 質量建設耕地分析
質量建設耕地是指通過土地整理復墾、高標準基本農田建設、農田水利建設、農業綜合開發等耕地質量建設項目引起耕地質量等別變化的耕地。高陵縣質量建設耕地主要來源于近三年的農業綜合開發和土地整理項目。經分析,該縣質量建設耕地為 3015 .14公頃,僅分布在張卜鄉和灣子鄉,質量有所差異,見表3。
參考文獻
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篇4
耕地是珍貴而有限的自然資源,耕地質量關系到國家糧食安全、農產品質量安全及生態安全,是保障社會經濟可持續發展、滿足人民日益增長的物質需要的必要基礎。我國耕地面積剛性減少,人口快速增加和糧食供需矛盾日益突出,提高我國耕地質量是國家糧食安全的戰略決策。然而,我國的農田基礎肥力較發達國家低約20個百分點;農田高度集約化種植,高強度高投入的利用方式特別是養分非均衡化的集約化模式,不僅僅導致了農田肥力退化,也引起一些生態環境問題;導致我國糧食生產出現的較大波動以及高產作物品種潛力不能很好地發揮。因此,掌握不同區域、不同利用方式下耕地質量的變化特征與規律,進行耕地質量的長期監測、評價與預警,對于提高我國耕地質量、指導耕地質量管理、確保國家糧食安全和農業可持續發展具有十分重要的意義。
在我國,由于不合理利用引起的耕地次生潛育化、次生鹽漬化、沙化、養分貧乏化、水土流失以及環境污染等退化現象已非常嚴重。對于退化了的耕地質量性狀進行改造任務艱巨,需要復雜的技術、大量的投入以及長期的勞動。復墾后的耕地在短期內生產力等質量性狀也無法與優質耕地相比擬。但是,目前人們開展的耕地質量動態監測一般都是在耕地質量退化發生之后,此時耕地生產性能以及耕地利用效益已受到一定危害。而進行耕地質量監測,就可以對耕地質量進行動態監測,對變化態勢進行預警,根據預警采取防范對策,這樣只要較少的投入就可以使耕地質量維持在一個較高的水平。因此,耕地質量監測是針對性開展耕地質量建設、提高耕地質量建設目標和效益的重要基礎。
耕地質量監測與評價,是一項基礎性、長期性的工作。為全面掌握我國耕地質量狀況和地力動態變化規律,上世紀80年代以來,全國各級農業部門分層次建立了一批耕地質量長期定位監測點。據不完全統計,全國長期堅持的省級監測點約3000個,地級監測點 2000個、縣級監測點9000個,這些長期定位監測對于摸清我國耕地質量底數和變化趨勢具有重要作用。但這些監測點數量太少、監測項目側重與土壤肥力和生產力,對土壤環境因素關注不夠。因此,農業部近期將規范耕地質量監測與評價,了《耕地質量調查監測與評價辦法》(以下簡稱《辦法》)。這次的耕地質量監測與評價工作,將在這些工作的基礎上,進一步擴大監測點和監測內容,開展我國耕地質量變化聯網監測與預警,推進我國耕地質量變化的長期監測網絡建設,促進監測數據的規范采集與大量數據的深度分析,充分利用土壤肥料長期定位試驗和測土配方施肥的“3414”試驗,開展耕地肥力演變規律、驅動因素及其與生產力耦合關系的研究,有針對性地對我國中低產田提出土壤培肥改良、科學施肥對策措施與建議,為實現我國糧食持續增產和耕地質量改善提供基礎資料和理論依據。
《辦法》以部門規章的形式填補了當前國家層面缺乏耕地質量管理保護專門立法的空白,具有系統性、全局性、專門性和可操作性的特點?!掇k法》為各級農業部門健全耕地質量調查監測體系、開展耕地質量調查監測與評價、耕地質量信息提供了重要依據,對在新形勢下提高我國耕地質量管理與保護水平具有里程碑意義。
《辦法》將促進耕地質量調查監測與評價數據的管理,保障數據的完整性、真實性和準確性,促進耕地質量研究,提出耕地質量保護與提升的對策與措施,切實推動我國耕地質量管理與保護取得新成效,推動“藏糧于地、藏糧于技”戰略的實施!
篇5
然而目前耕地質量的研究區域仍然集中在大中尺度[11],對小尺度的研究雖然已經有一些嘗試[12],但研究過程中對影響耕地質量的因素分析深度仍顯不足。因此,本文以新都區新民鎮為研究對象,進一步完善鄉鎮尺度耕地質量綜合評價的方法體系,旨在找出耕地質量的長時間演規律與在此過程中導致耕地質量劇烈變化的主導因素。
1.研究區概況
新民鎮地處成都平原腹心地帶新都區的西北部,位于北緯30°54′,東經104°05′,平均海拔523 m,大氣年均降水800-1000 mm。鎮內地勢平坦,土地肥沃,清白江自西向東縱貫全鎮11.74 km。全鎮幅員36 km2,轄7個村,4個社區。總人口3.9萬人,其中農業人口36306人,流動人口11360人。新民鎮從2010至今進行了大規模的農用地整理項目。
2.數據來源與處理
(1)耕地質量數據,主要來源于四川省農用地分等定級與耕地質量等級補充完善成果;
(2)耕地數量與空間分布數據,主要來源于新都區2010、2013年土地利用現狀圖;
3.研究方法
3.1耕地自然質量評價
耕地自然質量的優劣是耕地質量高低的基礎性條件,而耕地的自然質量主要通過自然質量分來表示和反映。在農用地分等成果的基礎上,運用農用地分等中測算耕地自然質量分的方法,得到耕地自然質量分。
自然質量分具體公式如下:
Ck=∑mk=1wk?fk(1)
式中:Ck為第k個分等因素的自然質量分;Wk是第k個分等因素的權重;k是分等因素編號;m是分等因素的數目;fk是二級指標第k個分等因素的指標分值,取值為(0~100)。
3.2耕地地塊規整度評價
田塊規整度通過采用景觀生態學中的分維數FRAC來表達(式(2)),分維數描述了田塊幾何形狀的復雜性,是對田塊邊緣復雜性的量化表達,該指數理論范圍在1.0~2.0之間,指數越小表示田塊形狀越規則,反之則田塊形狀越復雜[13]。
FRAC=2ln(0.25*P)ln(a)(2)
式中,P為地塊周長(m);a是地塊面積(m2),FRAC的值域為[1,2]。
3.3耕地地塊集中連片度評價
耕地如果集中連片,則有利于規模經營,而耕地的連片程度本文用田塊的聚集度Q(式(3))[7]來表示:
Q=20 a≤0.16hm2 20+40*a-0.160.38-0.16 0.16hm2
式中,Q為耕集中連片分值;a為地塊面積;根據研究區耕作條件的實際情況,地塊面積小于0.16 hm2,耕作條件嚴重受限,極大的影響耕作效率;0.38 hm2為研究區域內地塊的平均面積;1.1 hm2則可以完全滿足機械化與規?;a的要求。
3.4耕地質量綜合評價
選取自然因素和利用條件作為測算耕地質量的一級指標,一級指標下設二級指標,其中自然因素有:有效土層厚度、剖面構型、土壤有機質含量、土壤PH值、表層土壤質地、排水條件、地形坡度、灌溉保證率;利用條件有:田塊規整度和田塊聚集度。建立耕地質量綜合評價指標體系及量化標準表(表1),并以特爾斐法確定其權重。
將參與評價的各因素標準化后與一級指標權重加權組合得到各評價單元的綜合評價分值,分值越高,耕地質量越好,反之則越低。采用綜合指數法[12],得到耕地質量綜合指數,計算公式如下:
S=∑nk=1Ck.Pk(4)
式中,S為耕地質量綜合指數;n為參與評價的分等因素數目,Ck為第k個評價因素的自然質量分;Pk為第k個評價因素的一級權重。
得出耕地質量綜合評價指數后對耕地質量進行分等
I=高等別S≥85中等別80
式中,I為耕地質量綜合評價等別,S為耕地質量綜合指數。
4.研究結果和分析
4.1新民鎮耕地質量評價結果
新民鎮2002年耕地質量主要以高等別和中等別為主,兩者之和占耕地總面積的93.06%,低等別的比重占6.94%;而到2010年新民鎮耕地面積減少了101.52 hm2。耕地質量主要以高等別的耕地質量下降為主。到2013年新民鎮耕地總面積較2010年增加了19.45 hm2,中等別耕地所占比例比2010年下降了30.47%,高等別和中等別耕地之和所占比例達到了93.14%,低等別耕地下降到2002年的水平,耕地質量水平較前兩期明顯提高。
4.2耕地質量時空演變分析
4.2.1耕地質量時間演變分析
從2002年到2013年,低等別耕地面積比例相對穩定,中等別和高等別的變化主要發生在2010年之后,到2013年中等別耕地下降到研究時段內的最低值,而高等別的耕地則上升到研究時段內的最高值。
圖1 2002-2013年新民鎮耕地質量等別面積變化
4.2.2耕地質量空間演變分析
本文采用八象限法將新民鎮耕地范圍分為八個象限[15],2002年到2010年,耕地質量總體下降,主要是以高等別轉為中等別為主,變化面積較大的主要集中在第一、四、五象限;在等別提高方面,主要是第五、七、八象限內有低等別轉為高等別和中等別轉為高等別;2010年到2013年耕地等別以提高為主,主要是中等別提高為高等別,等別的下降表現為破碎的小斑點;2002年到2013年之間,耕地質量等別總體保持不變,局部有所提高,主要是第五、六、八象限內中等別提高為高等別。
4.3耕地質量時空演變影響因素分析
4.3.1河流距離影響分析
由于河流的灌溉作用,加上鎮域內地形起伏不大,河流對耕地質量的影響直接表現為從河流到緩沖距離600 m范圍內,集中了大部分的耕地面積,并且隨著距離的增加,各等別耕地面積呈直線下降。所以通過整治,有充足的水源保證后,高等別耕地面積就可以大幅增加,相應的中等別耕地面積就會減少,這也從側面證實了水源對耕地質量的重要性。
4.3.2道路距離影響分析
由于當地地形起伏不大,農村道路的完善狀況主要能體現農業機械的可進入性進而影響農業生產的效率。通過對當地道路的緩沖分析可以得出在距離道路150 m范圍內,耕地等別面積別變化顯著,明顯的反映出耕地質量等別對道路距離的敏感性,2002年到2013年高等別耕地主要表現出先下降再上升,中等別耕地則呈現相反的態勢,在250 m范圍外高、中、低等別的耕地面積都很少。
4.3.3農村居民點距離影響分析
由居民點到耕地的遠近主要反應耕作的便捷程度,耕地等別的變化,主要是在距離居民點100 m處達到最大值,通過實際調查發現,當地低等別耕地主要受居民點交叉分布的影響,因為耕地的戶主分布和耕地分布并不一致,在這種交叉分布的影響下,距離戶主最近的耕地不一定是戶主的,所以實際耕作距離是在離居民點100 m處,同時交叉分布會產生比較小的耕地斑塊,這就會降低耕作意愿。
4.3.4中心城鎮距離影響分析
中心城鎮的人口密度最大,農藥化肥的經營點也主要在鎮上分布,雖然2002年到2013年中心城鎮的影響范圍越來越大,高、中、低等別的耕地整體向距離鎮更近的范圍靠近,耕地質量得到提高特別是高等別耕地面積的增加,但是中心城鎮在擴張的過程中出現了分散擴展的情況,產生了比較小的耕地斑塊,導致局部出現低等別耕地分布在距離中心城鎮較近的地帶。
5.結論
通過對比研究發現,2002―2013年,新民鎮的耕地總面積下降后增加,耕地總體質量呈現下降再提高的趨勢,并伴隨著第五、六、七和八象限以提高為主,而第一和四象限以下降為主,其余象限以平穩為主的質量演化的時空演變規律。耕地等別距離河流、道路、建制鎮越近,并且在農村居民點適當范圍內耕地質量越好。評價結果有助于掌握研究區耕地質量狀況,并且可以為基本農田的劃定提供依據,在耕地等別變化劇烈的地區不適宜作為基本農田,以提高其穩定性,從而發揮基本農田所應發揮的作用。
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篇6
目前,保護耕地形勢仍很嚴峻,不容忽視。建立和劃定基本農田保護區,為節約用地,集約經營土地,嚴保耕地起到關鍵性作用。
榆樹市從1987年開始,相繼完成了《土地利用現狀調查(下稱土地詳查)》《土地質量評價研究》《農地土壤普查》《土地初始登記、統計》等4項土地科技成果,分別獲省部級科研成果獎和通過國家級技術鑒定。
應用這些科研成果,對建立和劃定基本農田保護區,調整其有關項目布局都具有重要的應用價值。
1 建立和劃定基本農田保護區的涵義
基本農田保護區,是指從國民經濟發展的戰略高度出發,考慮滿足人口高峰年全社會對糧食及主要農產品需求所必須進行的特殊保護的耕地及優質的農田地。就國土資源管理而言,將被保護的農用耕地通過技術手段和法規形式在數量上,質量上加以保護,建立和劃定保護范圍,亦為基本農田保護區。從土地規劃角度講,也稱土地用途功能區。基本農田保護區一經上級政府批準后,一般不得在區內搞非農建設,不準挖沙取土,不準從事非農活動。
2 應用的基本依據
2.1 土地詳查成果
榆樹市進行的土地利用現狀調查是根據原國家農業部土地管理局批準進行的。是首次獲得的一整套的土地科技原始資料,編繪完成了萬分之一的市、鄉(鎮)、村土地利用現狀圖;獲得了數以萬計的統計數字資料;編撰了《榆樹市土地利用現狀調查報告》。
2.2 土壤普查成果
此項試點項目是原國家農業部,省農業廳聯合下達的土地科技項目。獲得了榆樹市地塊分布圖;土地利用圖和土壤分布圖及相關數據資料。編寫了《榆樹市土壤普查技術報告》。
2.3 土地質量評價研究成果
這是原國家土地管理局確定的全國試點項目。在全市范圍內進行耕地土地質量評估。獲得了鄉、村萬分之一的土地質量評價圖,土地質量評價報告,土地質量的相關數據資料。撰寫了《榆樹市土地質量評價研究報告》。
2.4 土地登記統計資料成果
這是榆樹市較為詳實可靠具有法律效力的原始土地數據資料。也是土地初始和變更登記,統計的具備土地權屬管理效力的重要資料。體現反映出全市土地數量、質量和功能分區數字。只有通過這些資料可以查清查實土地資源的家底,研究和分析土地利用現狀,預測土地變化趨勢,實現土地資源動態監測,保持詳查的現勢性。土地登記統計可集中反映出土地位置、數量、質量、權屬和用途等基本狀況。具有廣泛翔實可靠的應用價值。
3 應用項目和內容
3.1 數字資料
數字的應用是建立和劃定基本農田保護區的主體與核心。所采用的起始年耕地數量就是土地詳查監測后獲得的耕地面積。其他各類面積是在未來規劃年預測平衡時應參考的數字因素;地塊(圖斑)、面積及土地等級狀況是劃定基本農田保護區、片、塊的主要依據。
3.2 圖像資料
圖像的應用是劃定保護片、塊依據的主要內容。利用萬分之一土地現狀分幅圖和土地質量評價圖為工作地圖,清繪出鄉、村農田保護區規劃圖,并著色。
3.3 文字資料
主要是《土地利用現狀調查報告》和《土地質量評價研究》,及說明文本。這是農田保護區劃定工作的主要素材。這些素材實際上對劃定農田保護區和菜田保護區及限制非農業占地均作了詳細說明。
4 應用的幾點體會
(1)實踐證明,土地詳查是土地宏觀決策與微觀管理的主要基礎性工作。它是對各類土地數量進行全面系統的調查研究,在查清土地資源數量、類別、分布等實際情況的基礎上,依據自然條件,社會經濟,人口發展,土地需求等因素,充分考慮確定保護區劃定的數量、面積和保護比例。為今后調整保護區規劃奠定技術基礎。在應用資料的同時應注意它的現勢性,實用性和可操作性。
篇7
耕地是人類賴以生存的基本資源和條件,耕地安全關乎糧食安全乃至社會安定。近年來,由于人口、資源與環境矛盾越來越突出,嚴重威脅到整個社會乃至全人類的生存和發展。因此,合理利用土地,保持耕地安全以獲取生態、社會和經濟的最佳的效益[1],從而不斷滿足人類生存與發展的需要。促進經濟社會可持續發展,保持農業可持續發展首先要保證耕地的安全。
土地評價主要是針對一定用途的土地,對其質量的高低進行鑒定的過程[2]。在耕地質量評價實際工作中,由于很難用一個指標來說明復雜的問題,我們常常建立指標體系來綜合評價。特爾菲法是主觀預測模型中應用最廣泛的,其重點在于對大量非技術性的難以定量分析的要素估算概率。通過問卷形式對相關的專家組進行征詢,多次的重復,使先前分散的評估概率結果逐漸趨于集中。層次分析法(AHP)是確定多因子評價權重的另一實用方法。運用該方法可以計算出既定因子的相對重要性進而確定權重,并可給出誤差分析,是定性和定量分析的較好的結合。綜合指數法是指在確定一套合理的指標體系的基礎上,對各項指標加權平均,計算出經濟效益綜合值,用以綜合評價效益的一種方法。即將一組相同或不同指數值通過統計學處理,使不同計量單位、性質的指標值標準化,最后轉化成一個綜合指數,以準確地評價工作的綜合水平。綜合指數值越大,質量越好。
1 研究區概況及數據來源
羅田縣地處東經115°06′~115°46′,北緯30°35′~31°16′之間,屬中緯度地區。地勢北高南低,形成自北向南的山脈走向,東北部崇山峻嶺,群山環抱,多是海拔1000m以上的高山。海拔1729m的大別山主峰天堂寨位于東北部邊界,海拔1404m的薄刀峰林場亦在北山區;中部地勢漸趨開闊,是海拔200~500m之間的低山丘陵區;南部為200m以下的波狀起伏的淺丘陵區,其間有著面積不等的山間坪地和因河流沖積而成的平畈地,構成了羅田縣地貌多樣、自然資源豐富的地理特點。
根據2011年土地利用變更調查數據,2011年末羅田縣耕地占農用地的總面積的19.60%;建設用地占土地總面積的6.06%。2011年羅田縣實現縣域生產總值72.9億元,財政收入6.36億元,一般預算收入2.82億元,分別是2006年的2.7倍、2.9倍和3.2倍。城鎮居民人均可支配收入14610元,農民人均純收入4650元,年均增長17.2%和11.8%。全縣三次產業協調發展,比重由2006年末的29∶31―40調整為23∶44∶33。大興農田水利建設,改造中低產田3.92萬畝,新增耕地1.43萬畝。
該文的數據來源于《羅田縣統計年鑒2009》、《羅田縣統計年鑒2012》、2009年《羅田縣土地變更調查數據》、2009年《羅田縣第二次土地利用變更調查》、2010年《羅田縣測土配方調查數據》。
2 耕地安全評價評價模型的建立
2.1 指標體系建立及權重確定
土地利用系統是一個非常復雜的復合系統,國內外很多學者都開展了關于土地健康評價指標體系的研究[3]。為了追求區域在經濟效益、社會效益和生態環境效益統一前提下的最優化發展,借鑒國內外有關土地利用評價、可持續發展和土地生態系統健康評價等指標體系[4],本研究從耕地質量因素、耕地數量因素、耕地生態因素三方面選取了土壤質地、有機質、土壤養分等13個對耕地安全影響較大的因素,并結合羅田縣自身的特點,利用特爾菲法完成指標的篩選,建立羅田縣耕地安全評價指標體系。并采用層次分析法(AHP),確定各指標權重,具體指標及其權重見表1。
2.2 評價結果分析
2.2.1 標準化處理
在耕地安全評價中,各參評指標的量綱各不相同,即使是同一量綱,由于取值范圍相差很大,其實際數量也差異很大,因此不具有直接可比性,在做綜合評價時不可能直接放在一起。為了消除因量綱不同而造成的影響,首先對要進行無量綱化處理,本文采用極值法。公式如下所示。
正指標:
逆指標:
3.2.2 評價結果處理
由于影響耕地質量的因素有很多,鑒于綜合指數法[5]的優點,建立如下評價模型。經計算各鄉鎮的耕地安全綜合指數,結果見表3。然后借助SPSS進行聚類分析,最終將羅田縣的耕地劃分為安全、臨界安全和不安全3類。
Y=
式中:Y―綜合評價值;Wi―準則層權重;n―指標層數的指標個數;Xk―指標層標準化值;Rk―指標層權重。
由上述結果分析可知,羅田縣各鄉鎮的耕地綜合指數總體差別不大。這與該地區所處地理位置和其自身的自然條件是密不可分的。結合聚類分析的結果表明鳳山鎮、大河岸鎮、三里畈鎮、白廟河鄉、河鋪鎮、九資河鎮處于安全或者臨界安全狀態。正因為上述地區耕地質量相對較高,地勢相對較為平坦,人口聚居,密度較大,經濟活動較多。而白蓮河鄉、駱駝坳鎮等地因其山地較多,耕地較少,土壤質量相對較差,生態脆弱,處于不安全狀態。
3 結語
耕地作為土地中最適合作物生長的精華,是人類生產活動重要的物質基礎[6]。不同區域的耕地安全的主要影響因素不同,因此要采取相應對策以確保耕地安全。丘陵山地區保持耕地安全的措施重點是要相對的提高耕地的自然質量,保持生態安全,保持耕地質量。對于山間盆地區相對平坦區要創造條件,在生態允許的范圍內加以人工干預,興修農業發展基礎設施,合理有效的利用。
應對羅田土地利用過程中的問題,以盡量避免因人們不合理利用而導致對耕地的損害,加強農田水利設施的建設,保護生態敏感區,因地制宜加布局產業,節約集約利用土地,防治水土流失,減少土地利用過程中的不當措施,最大程度地避免和降低耕地質量惡化風險,從而更有效地利用耕地,實現羅田縣耕地的可持續利用。
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篇8
文章編號:16721683(2013)05004305
近些年來,為提高各類土地利用質量,滿足土地規劃的戰略需求,從工業、農用、建設、旅游等不同功用角度出發,我國學者開展了一系列土地評價工作[12],比如,針對建設用地的土地適宜性評價[3]、根據開發區用地模式需求而開展的土地集約利用評價[4]、為區域土地狀況及農產品綠色基地建設提供依據的土地質量評價等等[5]?,F有這些評價工作大多為適應土地的社會經濟發展需求,側重于考慮土地的應用功能,而對土地作為生態環境要素方面的考慮比較少。我國地域遼闊,雖然土地資源總[HJ1.99mm]量豐富,但地形地貌、氣候條件的復雜多樣及人類活動等因素疊加,造成土地荒漠化、水土流失等生態環境問題十分嚴峻。因而在地理區位特殊,生態環境的脆弱地區,針對土地的生態環境功能,開展土地生態環境質量評價具有重要意義。本文以瀘定縣為例,在分析當地實際環境條件基礎上選取適宜的土地生態環境評價指標,利用GIS與RS進行數據獲取、空間分析,探索基于滿足生態環境功能的土地環境質量評價體系及方法。
1研究區概況
研究區范圍包括整個瀘定縣。瀘定縣位于四川省甘孜藏族自治州東部,東經101°49′-102°27′,北緯29°28′-30°6′之間,土地總面積2 16871 km2。由于地處青藏高原向四川盆地的過渡地帶,境內山高坡陡,河谷幽深,為典型的高山峽谷地貌。區內地勢高差相對較大,一般在2 000~3 000 m,最高可達6 500 m。大渡河由北向南將全縣分割為東西兩部分,沿河兩岸支溝發育??h內地貌類型按成因可以分為階地、河谷扇形地、臺地和山地。階地由河流下切形成;河谷扇形地多形成于山溪與大渡河交匯處,因其土質肥沃多為縣內的重要耕地;臺地是由冰川、溪流剝蝕切割形成;山地多為中山、高山和極高山,多分布于貢嘎山東坡和部分北坡的磨西、新興鄉等大雪山脊一帶。
縣域屬于亞熱帶季風氣候和大陸性季風高原型氣候,土壤類型多為山地黃褐土、黃棕壤、山地棕壤、山地暗棕壤等,也包括部分高山草甸土類型。因地形地貌、生物氣候和成土母質的影響,瀘定縣土壤區域特征十分明顯,具有較顯著垂直和水平分帶特征。全縣土地利用類型包括耕地、園地、林地、草地、工礦倉儲用地、住宅用地、交通用地、水域及水利設施用地、其它用地。由于工礦倉儲用地、住宅用地、交通用地總和只占總面積的056%,故本文合并稱為建設用地,本次評價對象包括除水域以外的所有類型土地。瀘定縣特殊的地質地貌、氣候條件及人為不利因素決定了其生態環境脆弱和土地質量較低,除了土地的不合理利用以外,該縣還存在森林資源過度采伐引起的土地枯竭,草場不平衡放牧引起的板結退化等生態環境惡化現象。瀘定縣位置及其區域衛星影像見圖1。
2評價方法
土地評價的方法很多,目前常用的評價方法有模糊評價法[6]、主成分分析[7]、物元分析法[8]等。本文充分運用GIS技術和RS技術建立空間和屬性分布數據庫,選擇基于GIS的圖層疊置法[9]進行疊加分析。
2.1評價指標體系的建立
土地質量評價指標一般依據土地利用類型來選取:未利用地采用生態質量指標體系,農用地采用生態質量指標體系和生產質量指標體系,建設用地采用生態質量指標體系、生產質量指標體系和承載質量指標體系[10]。本文參考以上原則,將影響土地生態質量的地形要素納入到評價體系,主要考慮坡度、坡向、高程等地形指標,以突出土地生態環境質量評價的目的。由于瀘定縣建筑用地總面積只占土地總面積的很少一部分(見研究區背景分析),故按照未利用地和農用地類型來選取指標。生態質量和生產質量指標體系選取氣候條件、土壤質量、植被覆蓋率水平和土地利用狀況作為評價指標。最終,確定了瀘定縣土地生態環境質量評價指標體系,見圖2。評價指標體系分為3個層次:目標層為土地生態環境質量評價體系;要素層包含氣候、土壤、植被、地形、土地利用等5個要素;指標層包含年降雨量、年均氣溫、≥10 ℃積溫、土壤濕度、土壤有機質、土壤質地、植被指數、坡度、坡向、高程、土地利用類型等11個指標。
2.2數據采集與數據標準化
對瀘定縣土地生態環境質量評價體系中11個評價指標的數據處理,主要通過GIS、RS分析或直接插值法獲取各類專題圖,具體的技術方法包括:調用ARCGIS軟件的空間分析模塊在數字化地形圖數據源基礎上生成坡度圖和坡向圖;使用遙感圖像處理軟件Erdas 87對TM遙感影像數據進行解譯生成土壤濕度圖、植被覆蓋圖;選取SPOT遙感影像解譯獲取土地利用現狀圖;利用獲取的氣候數據、土壤有機質數據插值得到對應的專題圖;土壤質地為非數值型指標,通過矢量化獲取專題圖。
(3)土地生態環境質量為優和較優的土地主要分布在大渡河沿岸及其支溝地區以及中山地勢平坦開闊的臺地地區,這些地區氣候溫和濕潤,水熱條件較好,地勢平坦,植被覆蓋率高;質量為良的土地主要分布在新興鄉的中部及東北部、田壩鄉西部、烹壩鄉西南部,該區域屬于高山地形,地勢平坦開闊,林地草地為主要土地利用類型,但其氣候屬亞高山亞寒帶、高山寒帶氣候,降雨量少,土壤為亞高山草甸土和高山亞高甸土為主,砂石含量多,是主要的牧區地帶;質量為中等的土地主要分布在大渡河谷低中山的嵐安鄉、烹壩鄉、瀘橋鎮、田壩鄉、冷磧鄉、杵泥鄉等鄉鎮,這些地區位于氣候溫熱,地勢較緩的河谷地區,是主要的人口聚集地,有一定的環境污染,建設用地占用耕地的情況較為突出,因此此區域土地生態環境質量不太理想;質量為差的土地分布在磨西鎮和新興鄉西部地區,田壩鄉、烹壩鄉部分地區,此區域位于高海拔地區,生態環境脆弱,地質災害頻發,水土流失嚴重,氣候屬高地涼溫帶及高山永凍帶,主要的土地利用類型為其它土地中的裸地和水域及水利設施用地中的冰川及永久積雪。
4結語
瀘定縣地處高山峽谷地帶,區內土地生態環境脆弱。本文加入地理要素形成評價因子體系,結合GIS、RS及AHP技術進行數據提取、分析和運算,對瀘定縣土地生態環境質量進行了系統研究,評價結果顯示地形指標對土地生態環境質量具有重要影響??傮w來看,影響研究區土地生態環境質量的主要因素為坡度、降水量、高程、植被指數和土壤質地等。通過對瀘定縣土地生態環境質量評價等級與土地利用類型及實際生態環境因素的對比分析,評價結果與現實條件吻合較好。
土地生態環境質量評價是正確認識土地資源狀況的基礎,同時對生態環境保護具有重要指導意義。當前關于土地質量評價的研究尚比較單一,相關理論和技術方法體系還很缺乏。服務于多種土地功能應用,同時兼顧土地所在地域特點及自然地理條件等屬性,是土地質量評價值得深入和探索的方向。
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1“山海協作工程”給低丘緩坡帶來的困境
浙江省的“山海協作工程”是2002年以來的重大決策.“山”主要是指以浙西南山區為主的欠發達地區和舟山市,“?!眲t指沿海經濟發達地區.也就是發揮市場機制的作用,把“山”這邊的資源、勞動力、生態等優勢與“海”那邊的資金、技術、人才等優勢有機結合,合作發展,既促進欠發達地區加快發展,又促使發達地區轉型升級,實現互動發展.“山海協作工程”的內容之一即由麗水、衢州等欠發達的地區為杭州、寧波等市完成新增耕地指標,雙方各取所需.欠發達縣市獲得不菲的有償調劑收入,發達地區則獲得大量的建設用地指標,唯一受損的是耕地質量.發達地區向山區等欠發達地區購買指標,山區通過毀林造地等方式獲得經濟利益的鏈條已屢見不鮮.數年來,通過向山區購買土地,浙江沿海地區已成功置換了大量優質的耕地.而新獲得的耕地,質量堪憂,往往要經數年甚至近十年的勞作,才能達到原先耕地的質量.浙江不少地區的低丘緩坡資源被用作補充耕地,當地政府雖知道新開發的土地地力很差,甚至影響生態環境,但會得到一筆不小的財政收入,也就顧不得那么多了.“占補平衡”的本意是“用一畝地,造一畝地”,保證耕地數量不減少,質量不下降,但是現在這樣“占補平衡”的方式對耕地正構成嚴重的威脅.
2低丘緩坡中存在的社會公平問題
其一,絕大多數低丘緩坡屬于林地,目前大部分林地是農戶承包的,有些政府為政績不顧群眾的意愿,強行征用農戶承包的林地進行工業用地建設,這種不顧民眾利益的不公平現象已是司空見慣.低丘緩坡的開發利用能增加當地政府的財政收入,促進經濟發展,政府自然樂意為之.但是低丘緩坡開況復雜、點多面廣、政策性強、矛盾突出,群眾尤其是村民大多不愿意已融入他們生活的山地被開發商大興土木,有些山地對于村民來說還有著特殊的意義或信仰,村民是會不惜一切地保護它們的.在政府和村民不能達成一致的情況下,低丘緩坡的強行開發就會引起一系列官民矛盾.
其二,根據抵作補充耕地的權利,把經土地開發復墾整理后的耕地抵作建設用地補充耕地,權利人可以因此獲得耕地開墾費.低丘緩坡作為補充耕地,權利人可以獲得額外的耕地開墾費.但不少人鉆了《土地管理法》的空子,某人只要把一塊耕地抵作他人的補充耕地,只需先墊付開發費用,后由他人支付,如此一來便可獲得額外的耕地開墾費,也就是某人無須投資經營即可長期收益此耕地.抵作補充耕地的權利,在我國物權法部分中尚未設定,但從實施情況來看,它可為權利人帶來豐厚的金錢回報.該權利是歸土地所有者、使用者,還是政府部門,目前比較含糊.此外,同樣是新開墾的耕地,有沒有實施占補平衡政策,結果是相差很多的,也意味著有沒有耕地開墾費的相應補助,這就造成了事實上的不公平,在耕地開墾問題上,一方獲利,一方沒有獲利.
3工業建設給低丘緩坡帶來的生態問題
工業項目上山上坡給低丘緩坡地區帶來了一定的生態問題.有些低丘緩坡地區比較貧窮,屬于“富饒的貧窮”,這些地區資源豐富,但因地處偏僻,交通不便,信息不足,無法發展經濟.要脫貧致富,趕上平原地區的經濟發展水平,就必須發展鄉鎮工業.工業用地建設要“五通一平”,“五通”指通電、通路、通水、通訊、排污,“一平”為場地平整.在低丘緩坡區開發工業用地相對于平地有很大的困難,地形復雜易發生地質災害的低丘緩坡開發較之于平地開發,技術上更加困難,從而導致投入增加.在開發時,對低丘緩坡的邊坡治理、護坡修建、綠化隔離、防洪泄洪處理、地質災害防治等都極為必要,而且投入較大.但是由于資金不足,有些環保措施都沒有做到位,使得開發后的低丘緩坡成為生態脆弱區.
原因分析
其一,任何新事物的發展都會遭遇困難.浙江人多地少,耕地平地更少,人地矛盾已激化,建設用地計劃指標嚴重透支,低丘緩坡作為重要的后備資源,其開發利用在近幾年如火如荼地展開,“向山要地”、城鎮建設“上坡上山”的實踐正在探索中.尤其是《土地管理法》中新出現的“占補平衡”制度,使低丘緩坡成為占補平衡中的“新寵”.“占補平衡”制度的實施對于保護耕地和實現經濟社會可持續發展有著重要的意義,但由于該制度建立時間不長,新制度的實施總會帶來一些社會關系,并產生一些新的權利義務關系.其具體實施中還存在一些不夠完善之處,特別是沒有建立耕地質量評價體系,不能科學地揭示耕地內在質量,使一些耕地的“占補平衡”僅僅體現在數量上.另外,低丘緩坡作為補充耕地帶來了一系列的利益關系,由低丘緩坡地轉為耕地帶來的利益多少及利益如何分配,法律沒有明確的規定,這也造成了管理上的混亂.其二,低丘緩坡區一般由巖性軟弱的地層組成,無論是南方的紅色砂、頁巖地層,還是北方質地松軟的黃土,均容易被侵蝕而成溝谷,地面受暴雨流水沖蝕后容易成為水土流失區.因此低丘緩坡開發為工業建設用地技術難度高、工程量大、資金投入多.很多地方正是由于資金籌集困難導致了地方生態問題的連鎖產生.
對策
當前在土地供給嚴重不足的情況下,低丘緩坡土地的開發利用對于工業建設有著極大的作用,把土地資源優勢轉化為經濟優勢,在一定程度上阻止了工業發展占用基本耕地的趨勢,促進了經濟發展,形成官民雙贏的局面,但是畢竟引起了不少法律和生態層面的問題,認真有效地解決處理好這些問題才能使低丘緩坡開發利用之路一直走下去.
1建立耕地質量評價體系
針對低丘緩坡開發為補充耕地但質量低劣的情況,應建立耕地質量評價體系.質量評價體系應綜合考慮影響耕地質量諸多因素,如區位、海拔、氣候、經濟等,以及改良潛力大小等情況,做到科學評價占用的耕地與補充耕地質量是否相當.能夠量化耕地質量,與原先的耕地相差多少,為補交開墾費數額提供依據.通過耕地質量評價體系,建立起不同區域、不同類型耕地的質量可比性,培養質量與數量相統一的思想,以此來實現《土地管理法》相關法規,確保耕地質量不變劣,生產能力不降低.
2耕地開墾費應由政府嚴格按統一標準收取和支出
政府嚴格按統一標準收取耕地開墾費,這樣既可保證社會公平,又易為土地使用者接受.標準的制定不僅要依據占用耕地的質量狀況,而且還要依據該行政區域內耕地后備資源開發的難易程度.在耕地開墾費的支出上,應從整個行政區域角度考慮科學利用這部分資金,綜合考慮項目實施的外部條件和當地需要等因素制定開墾計劃,分步驟地實施開發復墾規劃.將耕地占補平衡與實施土地開發復墾規劃結合起來,從整個社會的利益出發合理利用耕地開墾費,達到資源效益最大化的目的,減少因選擇后備資源的不同造成補充耕地開發費用懸殊問題,也避免盲目開發造成投資浪費和后備資源的浪費.
3政策支持
篇10
1、土地整理項目耕地質量管理的必要性
我國人口多,人均耕地少,耕地后備資源不足,土地利用面臨的突出問題是:一方面人口不斷增加,為確保糧食安全,現有耕地數量不能再減少;另一方面,為保證城市化過程中建設用地需要,要占用部分耕地,而宜耕后備土地資源的開發又受到數量少、質量差、開墾難度大和生態環境問題等的限制,潛力非常有限。在我國的城市化過程中,非農建設用地的大量增加和耕地急需保護的矛盾愈來愈突出。在耕地占補平衡當中,通過土地開發整理可以補充大量耕地,對實現國家的糧食安全和耕地的動態平衡起著十分重要的作用。在土地整理項目實施的初級階段,補充耕地數量和新增耕地率成為項目申報、衡量項目成效的主要指標之一。因此,各個地方在開展土地整理項目時只注重增加耕地面積,而忽略了提升耕地質量,補充的耕地質量水平往往偏低,所以,把耕地數量的增加作為土地整理的主要目的是不合理的。土地開發整理項目竣工驗收的難點就在于整理后的耕地質量評價工作的開展方面。
2、土地整理項目耕地質量管理過程中存在的問題分析
2.1、過度重視耕地數量的補充,而忽略了耕地質量的提高
現在,在我國進行土地整理的具體過程中,存在很多的地區對于土地整理的目標依舊主要是增加耕地的數量,并沒有在改善生態以及提高耕地的質量等方面進行,在實際的整改工作中之后,土地的質量問題一直是非常重要的問題。現在我國能夠進行開發適合做耕地的土地已經比較少,很多時候,為了確保耕地的占用和補充能夠平衡,便開發那些不適合做耕地的荒地,雖然面積能夠保證,但是質量卻很難達到作物生長的需要,所以在進行土地整理的時候不能夠僅僅只看耕地的數量,更應該重視土地的質量,質量的提高在一定程度上也可以彌補數量的不足。
2.2、在土地整理的時候沒有將生態效益以及景觀效益結合起來
目前,土地整理項目大多注重田間道路和農田水利工程的建設,對項目區的生態環境保護考慮很少。在進行具體的土地整理工作中,沒有很好的進行生態規劃和景觀保護,也沒有提出相關的要求,所以進行具體土地整理工作的時候,往往會忽略這些方面的問題?,F在進行農村土地整理的時候,設計道路及溝渠的時候追求高品位的設計,雖然規劃出來的形態,在一定程度上能夠美化農村的形象和環境,生產效率也有了一定的提高,但是這也直接導致了地方特色不斷的缺失,景觀的多樣性也在不斷地減少,各個地方都大同不易。
3、優化土地整理項目耕地質量管理的建議
3.1、制定統一的土地開發整理項目質量標準體系
3.1.1、建立評價指標體系
綜合考慮項目可行性研究、項目規劃設計、項目工程質量、土壤性狀、生態環境、經濟發展和社會進步等7個土地開發整理項目質量基本要素,構成土地開發整理項目質量評價指標體系。
3.1.2、將指標分級與標準化
為了能夠定量評價土地開發整理項目質量,需對上述指標體系的各指標進行量化和標準化。作為初級階段的研究,本研究中根據各指標的含義及其對質量的內在客觀要求,進行分級,并且對各級賦予相應的指標值,即指標標準化。
3.1.3、要確定因素權重
因素權重的確定有多種方法,常用的如層次分析法、模糊數學分析法、專家會議法、專家咨詢法等,可視研究對象的特點、內容、資料基礎等采用不同的方法,其方法喜憂參半。
3.2、建章立制、充分發揮監理單位的監督作用
3.2.1、建立監理單位誠信檔案考核制度
根據土地開發整理工程項目實施階段和竣工階段的詳細規定,制定相應的監理單位誠信考核制度。對監理單位的備案條件、備案提交的資料、監理單位項目的質量、服務態度、服務方法、服務水平等方面進行細致的考核,將考核結果納入該單位的誠信檔案,以便評定監理的執業資格水平,規定其可以承擔的業務等級。
3.2.2、制定土地開發整理項目監理單位制度
土地開發整理項目工程監理工作進行多年之后,應更強調行業隊伍的素質,使其真正為行業的健康發展服務。要在實際工作中重點核查專業監理工程師以及總監理工程師的執業注冊信息是否屬實,監理工程師資質一般要求是具有國家認可的水利、交通等三級以上資質;其次要強化對相關監理執業人員的管理。
3.2.3、建立土地開發整理項目監理單位資質管理制度
在項目監理和建設過程中,可以效仿水利、園林、電力等行業的資質管理制度,并結合土地開發整理工程項目自身的特點和實際,制定本行業的資質管理制度?;蛘呖梢院推渌块T開展合作,相互認證成為一體,共同提高。工程監理單位資質要求:水利三級以上資質企業;市政二級以上資質企業。
3.2.4、要加強監理人員培訓
工程監理是一項技術性、服務性工作,對監理人員的知識結構、監理人員的思想素質、道德修養都有著較高的要求。建立監理人員持證上崗與注冊制度是維護監理秩序、保證監理人員質量和監理工程質量的有效措施。
3.3、培養高素質的土地開發整理專業技術隊伍
不管是前期的質量計劃,中期的質量保證、質量控制,還是后期的質量改進,都需要專業人才去做。而土地開發整理又具有綜合性強、工期長、技術性強等特點,要求從業者必須具備較高的綜合業務素質。一支高素質的土地開發整理專業隊伍是保證高質量、高效益土地開發整理工作的必要條件。一方面堅持引進來。特聘大學專家教授、技術精湛的前線工人來授課,通過業務培訓提高從業人員的整體素質。同時抽調各有關行業的專業技術人員,組成工程指揮組和質量檢驗組,負責項目工程的招標、施工隊伍的資質考核、施工指導及施工質量監督。二是堅持走出去。積極走訪先進國家地區,學習他們先進的技術和經驗,進一步的學習深造,提高土地開發整理管理的科學性和先進性。總之,沒有高素質的土地開發整理專業隊伍,就不可能管理出高質量的土地開發整理項目,最終也不可能收到土地開發整理的預期效果。
3.4、建立規范化的管理制度
土地開發整理要走向正規,必須以管理的規范化為基礎。首先,政府要加強對土地開發整理項目的立項尤其是對可行性研究報告的審批管理,把增加耕地數量、提高耕地質量與保護和改善生態環境作為土地開發整理的目標和立項依據,同時加強對項目生態環境影響分析評價,爭取做到項目立項的科學性和合理性。其次,要根據各地自然、社會、經濟條件的差異,因地制宜制定土地開發整理的技術標準。第三,要根據各級土地開發整理專項規劃,堅持在全面規劃的基礎上,按照先易后難的原則,有計劃有步驟地開展土地開發整理。
總而言之,土地是人類賴以生存與發展的重要資源和物質基礎,耕地更是人類生存的重要資源。耕地保護對農業大國中國至關重要,因此對耕地質量進行評價與分析就顯得尤為重要。土地整理主要是在一定區域內,按照土地利用總體規劃所確定的目標,采取行政、經濟、法律和工程技術等手段,對土地利用狀況進行綜合整治、調整改造,以提高土地利用率,改善生態環境的過程。合理的開展土地整理工作,改善限制耕地質量的影響因子,以最有效的方式提高耕地質量的研究越來越被人們重視。通過耕地整理,可以增加耕地數量、提升土地生產能力、降低農業生產成本、改善農村生態環境、調整土地產權關系。也就是說在實際的工作中,對土地整理項目耕地質量管理相關問題以及其相應改善措施的分析探討是非常有必要的。
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篇11
【Keywords】3S; ecological environment quality evaluation; Dengyang city
【中圖分類號】X826 【文獻標志碼】A 【文章編號】1673-1069(2017)03-0146-03
1 概述
我國的環境評價始于20世紀70年代,最初Τ鞘謝肪澄廴鞠腫醋齙韃椴⒔行評價,80年代開始對工程建設項目的影響做評價。80年代末以來,主要對城市環境質量做綜合評價,并開始對縣級區域的生態環境質量做綜合評價。隨著RS和GIS技術的迅速發展和廣泛應用,對空間數據進行獲取、處理、分析技術方法的不斷改進,使得RS和GIS在調查、監測、評價等方面受到了廣泛的關注。使得生態環境質量評價由單一因子的調查與監測,逐步發展到多種數據綜合評價,且用數值分析方法描述生態環境狀況[1-3]。
目前國內外已經有許多關于生態環境脆弱性方法的研究,例如人工神經網絡方法[4]、模糊判定分析方法[5]、綜合評價方法[6]、景觀生態學方法[7]、ES方法[8]、層次分析方法[9]、P-S-R模型方法[10]、ESA方法[11]、灰色評判法[12]等,但是目前并未形成一種大家一致認可的評價方法,而且上述方法基本均局限于定性的、定量的、靜態評價方法,并且專家的意見占較大比重,研究結果的客觀性不夠好且實際應用價值不夠高[13]。主成分分析的方法是一種定性與定量相結合的生態環境脆弱性動態評價的方法,在此之前,也有人應用主成分分析的方法進行了生態環境脆弱性的評價,并取得了大量的成果[14-16]。
德陽市位于四川省中部是川西高原和四川盆地的過渡地帶。近年來隨著德陽市工業化、城鎮化進程的加快,圍繞資源環境的競爭更加激烈,使其生態環境發生了巨大的變化。因此,為推進德陽市生態文明建設,積極探索綠色發展、循環發展之路,對德陽市的生態環境質量做出有效的評價,具有重要的意義。
2 生態環境評價
2.1 研究區概況
德陽市位于四川盆地東北部,東經103°45′-105°15′,北緯30°31′-31°42′之間。西鄰阿壩,東接遂寧,南靠成都,北臨綿陽。全市面積5818km2,現轄綿竹市、什邡市、廣漢市、旌陽區、羅江縣和中江縣。德陽市境狹長,南北長約162km,東西寬約65km,整體地勢西北高東南低。1983年8月經國務院批準成為省轄地級市,是四川省重點建設的九大城市之一,也是成都周邊旅游圈的重要組成部分。
2.2 生態環境評價指標
2.2.1 指標選取原則
建立科學、完善、可行的生態環境質量評價指標體系是進行危險性評價的關鍵,合理有效的指標選擇是生態環境質量評價的必要過程。
生態環境質量評價指標體系的構建應遵循以下原則。①科學性,生態環境質量評價指標體系的構建要遵循科學規律,所選取的評價指標應能客觀真實地反映生態環境的特征、揭示生態環境的內在特征和外部觸發原因。同時要考慮指標數據獲取的難易程度、數據精度如何、是否可定量化。②全面性,生態環境質量是在環境因素和人為因素的多重作用下的狀態,評價指標體系的建立應該綜合考慮。同時評價指標體系必須要全面分析生態環境要素及其相互關系。③動態性,不同的地區地質環境和生態環境有一定的差異,對不同地區的生態環境質量評價,在選取評價指標時,需結合研究區的情況作調整。
2.2.2 指標選取
針對德陽市的環境狀況,在參考了已有研究并多次聽取專家意見基礎上。本文選取土地覆蓋、植被覆蓋度和海拔高程三個評價因子。①土地覆蓋:結合相關資料,確定研究區的土地覆蓋類型:耕地、有林地、居民地、草地和水域;②植被覆蓋度:根據歸一化植被指數(NDVI)提取德陽市植被覆蓋度;③海拔高程(DEM)。德陽市低海拔處高程310m,高海拔處高程4950m,海拔高度差異較大。
2.2.3 數據源
遙感影像數據:本文采用2015年Landsat影像,空間分辨率為30m,影像來自地理空間數據云,成像質量良好。德陽市區域跨軌道號129/038和129/039兩幅影像,采用WGS-84坐標系,UTM投影,影像均已完成了輻射校正和幾何糾正。
數字高程模型數據:采用空間分辨率為30m的DEM數據,數據源于地理空間數據云。
2.3 生態環境評價模型
根據前人的研究,為保證評價結果的實際應用價值,本文選取了一種定性與定量相結合的生態環境質量評價方法,即空間主成分分析的方法。空間主成分分析的步驟如下:①原始數據標準化;②建立每個變量的協方差矩陣R;③計算矩陣R的特征值以及每個特征值的特征向量;④通過對特征向量的線性組合進行分類提取主成分;⑤根據主成分分析結果,利用數學模型計算式(1)研究區生態環境質量;⑥利用自然斷點法,將計算結果分為4個等級,分別為優、良、中、差。
式中,Fi是第i個主成分,Wi是它的相應的貢獻。結合每個主成分及其對應權值,進行代數計算得到綜合評價指標,來表示區域生態環境脆弱情況。EVI的值越大,表示其生態環境越脆弱。
2.4 評價結果
根據德陽市生態環境質量評價結果,得出以下結論:德陽市生態環境質量為良的區域占35.32%,質量為中等的區域占31.39%,質量為優等的區域占20.02%,質量為差等的區域占13.27%。與德陽市2015年土地利用類型相比,得到林地和草地的生態環境質量較好,耕地次之,人類工程用地和汶川地震后造成的地質災害區域生態環境質量最差。生態環境質量優和差等主要分布在德陽市的西北部,該區域植被覆蓋度較高,森林系統的生物多樣性、抵抗力穩定性等因素使得該區域的生態環境質量整體上好于其他地區。草地的生態環境質量多為中等,草地生態系統由于物種單一,抵抗力穩定性較差,但恢復力穩定性很強。耕地受人類影響較大,但作為一個生態系統,有一定的自我修復能力。除地質災害區域外,德陽市生態環境質量為差等的區域還廣泛分布于人類工程活動集中的地區,該地區由于工程活動造成了地下水下沉、破壞了該區域的生物多樣性、降低了該區的恢復力,使得該區域生態環境質量惡化。
3 討論
正確認識生態環境現狀是維護生態環境的重要條件,通過對特定地區生態環境質量進行評價,可以了解生態環境質量的整體情況,追尋生態環境質量退化的原因,是提高生態環境質量的方法與途徑。德陽市自1999年10月實施退耕還林工程,截至目前,研究區完成退耕還林17.75萬畝(1畝≈666.67m2),其中生態林16.3萬畝,經濟林1.45萬畝。退耕還林工程建設成就顯著,取得了生態、經濟和社會建設的綜合效益。
為進一步提升德陽市生態環境|量,可采取以下措施:
①對研究區西部山區生態環境質量較差的地區治理的可行方法主要是在一些地勢比較平緩或不適合農作物生長的區域建立多功能混合生態林、農業經濟林以及規范化牧場等混合生態系統;②加強環境質量監管力度,引進新技術,鼓勵引導企業轉型升級,改善全市環境質量;③提升全民環保意識,積極保護生態環境。
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指標體系構建和信息提取
指標體系構建生態環境評價指標體系具有多層次結構,目前,國內對生態環境質量評價還沒有統一的規范,不同學者因研究區域和地理背景不同,所采用的指標體系有所差異[8-10]。在實際研究中,評價指標可以根據研究的側重點、可操作性進行篩選。本文研究的是震后生態環境變化,考慮到林地損毀、山體、水源涵養功能下降以及地質災害等特點,最終構建了能夠反應生態環境質量現狀和變化情況的目標層、影響要素層和指標層3層次指標體系結構(如表1所示)。采用AHP方法確定各指標權重,并通過了層次總排序一致性檢驗(一致性比率CR=0.008<0.10)。
指標信息提取1)土地利用變化土地利用分類采用全國二級分類系統,分為耕地、林地、草地、水域、建設用地、未利用地等6個大類。通過主成分分析后進行假彩色合成,除去波段相關性,使不同地物區分更加明顯,借助實地調查輔助選取樣本,利用ENVI平臺對圖像進行監督分類,提取兩期影像的土地利用情況,基于此,通過NDVI差值計算、主成分變換和圖像融合得到研究區土地利用變化情況。地震及其引發的地質災害和災后重建等使得大面積林地、耕地向未利用地和建設用地轉換;地震后河道阻塞形成堰塞湖,造成耕地的淹沒和水域面積的增加。2)植被覆蓋度植被是構成生態環境系統的基本成分,直接反應一個地區生態環境狀況。植被覆蓋度與植被指數呈近似線性相關,可以通過NDVI植被指數的提取來獲得相應的植被覆蓋度[11]。根據計算可知:由于地震的影響,次生災害發育較多,在研究區東南部北川老縣城周邊以及沿省道105線的地質災害區域,植被明顯減少,植被覆蓋度明顯降低。3)土壤濕度土壤濕度指數是反映土壤中水分含量和作物水分狀況的一個指標,土壤濕度也是各類生態系統中的重要因素之一。土壤濕度變化較大的地方主要集中在唐家山堰塞湖周邊、次生災害治理區、災后重建的新地區等。4)地質災害采用常規遙感分類和人機協同的方式半自動提取地質災害信息,然后進行緩沖區分析,按照地質災害的影響范圍,把影響范圍劃分為50m、100m、150m和200m4個緩沖區域。根據分析可知:地質災害主要分布在北川東南部的老縣城及沿河流域的高山峽谷地帶,災害以泥石流、滑坡、崩塌為主。5)高程和坡度高程和坡度信息主要根據研究區DEM在ArcGIS中提取,根據提取信息可知:研究區高程在540m-4500m之間,海拔相對較高;大部分地區坡度較大,30°以上區域約占65%。
生態環境變化與評價
根據生態環境受損程度、服務功能、自我修復能力和生態系統結構完整性,將生態環境質量等級按表3進行劃分。采用AHP方法和綜合指數評價法,基于指標體系中生態環境因子信息的提取,利用ArcGIS柵格計算功能,對各因子指標值進行加權運算并按評價值及等級標準劃分,得到如圖1所示的生態環境質量評價等級圖。
5•12地震前,北川地質災害相對較少,生態環境狀況總體良好,小部分在西部邊緣的高山冰雪覆蓋區域以及東部河灘地區生態環境相對較差;地震后,北川生態環境遭到一定程度的破壞,特別是東南部老縣城及附近地區地質災害頻繁,沿河流高山峽谷區域生態環境受到較大破壞,生態服務功能降低,自我修復困難,生態環境問題突出。新縣城異地重建區域由于土地利用變化、植被覆蓋度降低和土壤濕度變化亦導致生態環境質量有所下降。經分析主要是地震發生后,沿河谷兩側發育了大量的滑坡、崩塌和次生地質災害等,破壞地表植被覆蓋,同時滑坡等造成山體變形、移動,再加上快速重建中諸如新縣城異地重建等人類活動,地區環境遭到破壞,造成該地區生態環境質量的下降。
篇13
DOI:10.14088/ki.issn0439-8114.2017.09.009
Study on Productivity Grade and Nutrient Change of Arable Land in Hubei Province in the Past 30 Years
REN Wen-hai1, LIANG Hua-dong1, GONG Xi-min1, HU Qun-zhong1, CAO Yuan-yuan1, HE Xian2
(1.Soil and Fertilizer Station in Hubei Province, Wuhan 430070, China;
2. Foreign Exchange Centre of Science and Technology in Hubei Province, Wuhan 430000, China)
Abstract: The change of the arable land fertility of 26 counties (city, area) in Hubei province nearly thirty years was studied. The results showed that the arable land area decreased by 17.43%. The area of different types of cultivated land and terrain types on arable land were significantly reduced. The arable land area with high quality reduced, and inferior arable land area increased, on the whole, arable land quality presented a serious decline trend. Nitrogen and phosphorus content in soil increased significantly, pH and potassium content decreased, and soil organic matter became uniform. Based on the quality present situation of arable land, it is suggested that governments at all levels should give highly importance to arable land quality construction and increase the financial input, popularize the new technology and new measures to strength the evaluation and monitoring of arable land quality.
Key words: arable land; productivity; nutrient; Hubei province
耕地地力等是耕地產出能力的最直接反映,與農作物產量直接對應[1,2]。改革開放三十多年來,中國農業高速發展,農村經營管理體制、耕作制度、作物品種、種植結構、產量水平、有機肥和化肥使用總量與品種結構、農藥使用等均在不斷發展變化,與此相應地耕地地力等級也在發展變化[3-6]。本研究比較了湖北省耕地地力評價資料與第二次土壤普查資料耕地面積和地力等級變化及耕地土壤主要養分變化,分析了湖北省耕地地力等級和養分變化趨勢,提出耕地質量建設建議,努力推動“藏糧于地”戰略落地生根。
1 材料與方法
1.1 材料
湖北省自2007年開始,在農業部的統一部署下,全面開展縣域耕地地力評價工作,至2013年完成所有縣(市、區、農場)耕地地力評價工作。選取第二次土壤普查與本次耕地地力評價中可對比數據齊全的縣(市、區),進行數據整理、統計分析。共選取了湖北省全省平原地區新洲區、應城市、松滋市、嘉魚縣、天門市、仙桃市、枝江市、武穴市等共8個縣(市、區),丘陵地區團風縣、廣水市、襄陽市襄陽區、老河口市、鐘祥市、當陽市、赤壁市、宜都市等共8個縣(市、區),山區谷城縣、恩施市、麻城市、丹江口市、夷陵區、通山縣、長陽縣、建始縣、房縣、羅田縣等共10個縣(市、區),共計26個縣(市、區)的數據資料(表1)。按照全省農村統計年鑒,這26個縣(市、區)占全省78個農業縣(市、區)的33.33%,耕地總面積占全省耕地總面積(3 289 330 hm2)的33.38%。26個縣(市、區)較均勻地分布在全省各個區域。
1.2 研究方法
將26個縣(市、區)耕地地力調查和評價資料中耕地地力等級數據、土壤養分數據與第二次土壤普查資料中相關數據進行對比,研究近三十年全省耕地地力等級和土壤養分變化情況,比較研究此次耕地地力調查和質量評價資料與第二次土壤普查耕地面積、地力等級、土壤養分變化。
2 結果與分析
2.1 耕地面積變化
本次耕地地力調查與第二次土壤普查相比,研究區域內耕地總面積由1 329 976 hm2減少到1 098 136 hm2,減少了231 840 hm2,減少比例17.43%(表2)。改革開放以來經濟高速發展的同時,湖北省耕地面積也大幅度減少。
兩次調查相比,研究區域內不同水旱利用類型耕地面積均有明顯減少,其中旱地減少了25.73%,比水田的8.41%減少幅度大很多。旱地減少幅度較大除經濟發展因素外,國家推行大面積土地整理項目和水利建設項目增加了水田,以及退耕還林政策也是重要原因[7]。
2.2 不同地形的耕地面積變化
本次耕地地力調查與第二次土壤普查相比,研究區域內不同地形的耕地面積均有較大幅度減少,其中山區減少了22.35%,平原減少了17.00%,丘陵減少了13.10%(表3)。平原地區減少幅度較大主要是經濟發展因素;丘陵減少幅度較少的主要原因可能是國家推行耕地“占補平衡”制度,開發補充了大量耕地;山區減少幅度較大除經濟發展因素外,國家推行的大面積退耕還林政策也是重要原因。
2.3 耕地地力等級變化
調查結果(表4)顯示,湖北省耕地以一、二、三等地為主,所占耕地總面積的比例均在20%以上,其中一、二等地所占比例之和超過60%,說明湖北省耕地總體質量較好。與第二次土壤普查相比,研究區域內一等地面積減少了28.14%,二等地面積減少了15.65%,三等地面積減少了15.42%,四等地面積減少了14.05%;而五等地面積增加了1.05%,六等地面積大幅度增加了225.96%,增加了兩倍多。說明近三十年的經濟建設中占用了大量優質耕地,而開發的新增耕地多為劣質耕地。說明湖北省耕地總體質量呈嚴重下降趨勢。
2.4 土壤養分與pH變化
2.4.1 土壤全氮含量變化 由于有的縣(市、區)分析全氮作為氮養分指標,有的縣(市、區)只分析堿解氮作為氮養分指標,也有兩項都分析的,所以在26個縣(市、區)資料中僅歸納了5個平原縣(市、區)、6個丘陵縣(市、區)、8個山區縣共19個縣(市、區)的土壤全氮數據。本次調查顯示,耕地土壤全氮平均含量為1.329 g/kg,第二次土壤普查耕地土壤全氮平均含量為1.245 g/kg,兩者相比前者比后者提高了0.084 g/kg,提高6.75%。耕地土壤全氮平均含量為1.50 g/kg以上的面積減少,土壤全氮平均含量為1.00~1.50 g/kg的面積增加,平均含量在1.00 g/kg以下的耕地面積大幅度減少(表5),即土壤全氮過高和過低的耕地面積大幅減少,全氮適宜耕地面積明顯增加,耕地全氮養分趨于合理,測土配方施肥的大面積推廣起到重要的作用。
2.4.2 土壤堿解氮含量變化 在26個縣(市、區)資料中歸納了4個平原縣(市、區)、3個丘陵縣(市、區)、6個山區縣(市、區)共13個縣(市、區)的堿解氮數據。統計結果表明,研究區內土壤堿解氮含量平均為111 mg/kg,比第二次土壤普查的84 mg/kg提高了27 mg/kg,提高32.14%。研究區域內土壤堿解氮含量多數集中在適宜的90~120 mg/kg,占46.32%,含量豐富(120~150 mg/kg)的土壤面積占26.09%,潛在缺乏(60~90 mg/kg)的土壤面積占18.40%。缺乏(30~60 mg/kg)和嚴重缺乏(90 mg/kg的3個級別耕地面積均呈現大幅度增加趨勢,而堿解氮
2.4.3 土壤有效磷含量變化 統計結果表明,研究區內土壤有效磷含量平均為15.48 mg/kg,比第二次土壤普查的8.33 mg/kg提高了7.15 mg/kg,提高85.88%。研究區域內土壤有效磷含量多數集中在適宜的10~20 mg/kg,占52.81%,含量豐富(20~40 mg/kg)的土壤面積占17.15%,潛在缺乏(5~10 mg/kg)的土壤面積占24.75%,缺乏(3~5 mg/kg)和嚴重缺乏(
2.4.4 土壤速效鉀含量變化 統計結果表明,研究區內土壤速效鉀含量平均為111.36 mg/kg,比第二次土壤普查的117.57 mg/kg降低了6.21 mg/kg,降低5.28%。研究區域內土壤速效鉀含量多數集中在適宜的100~150 mg/kg,占50.62%,含量豐富(150~200 mg/kg)的土壤面積占11.31%,潛在缺乏(50~100 mg/kg)的土壤面積占32.52%,缺乏(30~50 mg/kg)和嚴重缺乏(200 mg/kg和
2.4.5 土壤有機質含量變化 統計結果表明,研究區內土壤有機質含量平均為21.46 g/kg,與第二次土壤普查的21.66 g/kg無明顯差異。土壤有機質含量多數集中在適宜的20~30 g/kg,占47.55%;潛在缺乏(10~20 g/kg)的土壤面積占35.30%;而極豐富、極缺乏和缺乏面積都很少。從增減情況看,耕地土壤有機質含量為20~30 g/kg的面積增加了22.34%;其他等級均呈現面積減少的趨勢,其中>40 g/kg、6~10 g/kg和
2.4.6 土壤pH變化 統計結果表明,研究區內土壤pH平均為6.44,比第二次土壤普查的6.81降低了0.37,降低5.43%。土壤pH各等級均有分布,其中偏酸(pH 5.5~6.5)的土壤面積較大,占40.64%;其他過酸(pH7.5)的土壤面積所占比例相差不大,分別占17.95%、21.05%和20.36。從增減情況看,耕地土壤pH偏酸特別是過酸的面積增加,分別增加14.56%和33.22;而適宜特別是過堿面積減少,分別減少34.71和49.00%(表10)。一個很明顯的“兩增兩減”規律,即pH越低面積增加幅度越大,pH越高面積減少幅度越大。這說明全省耕地pH有嚴重下降的趨勢,耕地土壤酸化已經成為一個普遍的、不容忽視的問題。這與過多施用化肥,特別是低含量的酸性化肥有關。
3 小結與討論
研究結果表明,一是耕地總面積減少較多,減少了17.43%。湖北省經濟建設和城鎮化的高速發展,占用了大量的耕地,這是一個已經引起各級政府高度重視的問題。二是優質耕地大面積減少,而劣質耕地大面積增加,耕地整體質量呈嚴重下降趨勢。這是一個還沒有引起各級政府足夠重視的問題。三是養分豐缺狀況出現明顯偏移。土壤全氮、堿解氮有所提升,土壤有效磷含量大幅提升,土壤速效鉀含量下降,土壤偏酸化。
分析耕地質量下降的主要原因有5個方面,一是耕地質量保護存在重視不夠,法規不全,力度不強,投入不多的“四不”現象。二是耕地質量力度不強,投入不多。只重視數量建設,而忽視質量建設。重視耕地水利、溝渠、林網建設,忽視耕地土壤培肥。三是“占優補劣”、“越整越差”,優質耕地減少。修路、建廠、蓋房等建設占用的多是交通方便、地面平整、田塊集中、供排水完善的優質耕地,而新開墾整理的耕地多為交通不便、山丘湖灘、田塊分散、易旱易澇等劣質耕地。四是肥料使用存在“三重三輕”(重產出,輕投入;重無機肥,輕有機肥;重氮、磷肥,輕鉀、微肥)的現象[8]。五是耕地質量障礙多、隱患多。坡耕地面積大分布廣,洪旱災害頻繁,生態環境惡化,土地墾殖過度,水土流失加劇[2,9]。
4 提高耕地質量的對策和建議
4.1 高度重視耕地質量建設
從長遠上看,耕地面積的減少是不可逆轉的,耕地面積受到退耕還林、生態保護的限制,而耕地質量建設卻有很高的挖掘潛力。按照全國耕地質量等級劃分標準,八等地的作物產量只相當于三等地產量的1/3。如果把全國耕地質量整體提高一個等級,可以從根本上解決中國耕地矛盾。各級政府要像重視耕地數量一樣重視耕地質量,提高全社會對耕地|量的認識。
4.2 加大耕地質量建設投入
耕地的質量建設具有巨大的生態效益、社會效益和長遠效益,政府大力投入是完全可行的。建議進一步加強耕地建設的投入力度,可以借鑒廣東省,每年從土地出讓金中專門提取部門資金進行耕地質量建設。
4.3 推廣普及耕地質量新技術與新措施
通過政府投入,各級農業部門大力推廣普及耕地質量新技術、新措施,建立或完善耕地質量建設一系列管理和補貼機制以及技術措施。一是借鑒上海、北京、江蘇等地的經驗,進一步建立商品有機肥料補貼制度、完善綠肥種植補貼和秸稈還田補貼制度;二是推廣和普及測土配方施肥技術服務體系,推廣使用高濃度、高效益的新型肥料,大力推廣緩控釋肥料;三是健全常年耕地地力評價機制、耕地質量監測預報機制。設立覆蓋全省的耕地質量監測網絡體系,開展經常性的耕地地力評價,運用評價成果開展領導干部自然資源資產離任審計,為相關部門決策提供依據。
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