劉 聞，曹明明，邱海軍，曾 彬

（西北大學 城市與環(huán)境學院，陜西 西安710127）

隨著全球人口和經(jīng)濟的持續(xù)快速增長與發(fā)展，土地資源承載了太多的人類活動，糧食安全和農(nóng)用地資源安全成為學術界關注的問題。耕地作為土地資源的重要組成部分，其可持續(xù)利用成為影響區(qū)域可持續(xù)發(fā)展的關鍵問題［1－2］。20世紀90年代至今，土地整治工作已經(jīng)有了長足發(fā)展，不僅保證了中國糧食安全，而且在快速城市化的發(fā)展下，維持了耕地總量動態(tài)平衡［2］。

自1998年國土資源部執(zhí)行“占一補一”的政策以來，耕地后備資源開發(fā)成為補充被建設占用耕地的重要途徑［3］。土地整理是實現(xiàn)占補平衡的重要手段，可以增加有效耕地面積，改善耕地質量，提高耕地生產(chǎn)力，增加糧食產(chǎn)量。

學者們對土地整治進行了大量的學術研究。土地整治潛力的大小，一方面取決于整治土地的自然條件，例如光照、溫度、水分、土壤等自然因素，提高自然條件即土地自然質量等別的提高，另一方面取決于投入到土地當中的生產(chǎn)要素及社會經(jīng)濟要素，提高經(jīng)濟要素投入即經(jīng)濟等別的提高［4］，這兩者最終的目的都是提高耕地的產(chǎn)量。

本文試圖結合土地整治區(qū)自然條件，如年平均氣溫、積溫、年均降水量、無霜期、土壤有機質含量等條件，劃定農(nóng)用地整治潛力分區(qū)，劃分出重點整治區(qū)和一般整治區(qū)，因地制宜地進行土地整治活動。

1 研究區(qū)概述與研究方法

1．1 研究區(qū)概述

靖邊縣位于陜西省北部，榆林市西南部，毛烏素沙漠南緣，屬典型的半干旱區(qū)。地理坐標界于東經(jīng)108°17′—109°20′，北緯36°58′—38°03′，地處鄂爾多斯地臺南緣與黃土高原北部過渡地帶，白于山橫亙于南，毛烏素沙漠綿延于北，靖邊平原呈東西走向居中。全縣地勢西南高東北低，相對高差700m，可分為3大地貌類型區(qū)，即北部風沙灘地區(qū)、中部粱峁?jié)镜貐^(qū)和南部丘陵溝壑地區(qū)。該區(qū)土地總面積為497 851．3hm2，耕地面積108 536．96hm2，耕地主要分布在中部梁峁?jié)镜貐^(qū)的西部，包括東坑鎮(zhèn)、寧條梁鎮(zhèn)、王渠則鎮(zhèn)、中山澗鎮(zhèn)和席麻灣鄉(xiāng)，占全縣耕地總面積的39．10%。

1．2 資料來源

本文數(shù)據(jù)主要有遙感數(shù)據(jù)和基礎數(shù)據(jù)兩大類。遙感有2009年SPOT 2．5m全色、10m多光譜數(shù)據(jù)以及TM多光譜數(shù)據(jù)?；A數(shù)據(jù)包括靖邊縣30m分辨率的DEM圖以及靖邊縣各鄉(xiāng)鎮(zhèn)土地自然條件數(shù)據(jù)。通過對遙感圖像進行正射校正、圖像融合、圖像增強處理和圖像鑲嵌與裁剪以及配合大量的野外調查建立解譯標志，完成解譯，得到2009年土地利用現(xiàn)狀圖。

1．3 研究方法

耕地整理是指通過對耕地及其間的道路、溝渠、田坎和設施農(nóng)用地等進行綜合整治，從而提高耕地質量，增加有效耕地面積。

1．3．1 確定耕地標準系數(shù) 耕地標準系數(shù)為單位耕地面積中凈耕地（除去田坎、渠道等農(nóng)業(yè)服務設施用地后的耕地面積）面積的比例。耕地標準系數(shù)是耕地集約利用水平的一個重要表征，也是農(nóng)業(yè)水平高低的重要反映。耕地標準系數(shù)的計算公式［5］為：

式中：α——待整理區(qū)耕地標準系數(shù)；S輔——待整理區(qū)輔助生產(chǎn)設施用地（包括農(nóng)村道路、溝渠、設施農(nóng)用地、田坎和零星地類）；ΔS——待整理區(qū)總面積（根據(jù)實際情況為農(nóng)用地總面積減去林地面積）。下同。

1．3．2 計算增加耕地系數(shù) 根據(jù)研究區(qū)待整理耕地面積、生產(chǎn)設施和其他零星用地占地比例、耕地標準系數(shù)α，計算各鄉(xiāng)鎮(zhèn)非耕地系數(shù)Fi及凈增耕地系數(shù)β。公式如下：

式中：S輔i——研究區(qū)待整理耕地區(qū)域內(nèi)的輔助性生產(chǎn)設施用地，零星未利地等面積（包括農(nóng)村道路、坑塘水面、溝渠、設施農(nóng)用地、田坎和零星地類）；ΔS待——研究區(qū)待整理耕地總面積。

1．3．3 計算凈增耕地數(shù)量 計算凈增耕地系數(shù)β＞0的鄉(xiāng)鎮(zhèn)新增耕地數(shù)量ΔS總的公式如下：

2 結果與分析

通過ArcGIS 9．3對30m分辨率的靖邊縣DEM圖進行地形因子的提取，得到研究區(qū)坡度等級圖（圖1），將研究區(qū)土地利用現(xiàn)狀圖與坡度圖疊加、量算，得到各鄉(xiāng)鎮(zhèn)不同等級坡度的耕地面積（表1）。靖邊縣的耕地面積為108 536．96hm2，小于2°的耕地總面積35 400．07hm2，2°～6°的耕地面積為24 877．12hm2，6°～15°的耕地總面積為23 696．41hm2，15°～25°耕地總面積為16 236．27hm2，＞25°的耕地總面積為8 327．09hm2。根據(jù)國家山區(qū)水土保持標準，耕地坡度＞25°為暫不適宜開發(fā)的臨界值，根據(jù)這一標準，將待整理耕地面積設定為25°以下耕地總面積。農(nóng)村道路、坑塘水面、溝渠、設施農(nóng)用地、田坎和零星地類等數(shù)據(jù)來源于靖邊縣第2次土地調查數(shù)據(jù)。

圖1 靖邊縣農(nóng)用地坡度等級分布

表1 靖邊縣各鄉(xiāng)鎮(zhèn)不同坡度面積耕地統(tǒng)計hm2

2．1 分區(qū)指標的確定及標準化

提高耕地生產(chǎn)力可以通過改善耕地自然條件，提升耕地的生產(chǎn)潛力水平，即提高自然質量等別來實現(xiàn)，根據(jù)靖邊縣農(nóng)用地分等定級資料顯示，全縣土層厚度均大于150cm，土壤養(yǎng)分狀況良好，觀測樣點無土壤鹽漬化，但是3 696個觀測樣點中，有淺層地下水或者地表水灌溉的只有7．63%。選取靖邊縣各鄉(xiāng)鎮(zhèn)年平均氣溫、年均降水量、無霜期、有機質含量等指標，對其標準化，取算數(shù)平均值作為自然條件分值（表2）。

表2 靖邊縣各鄉(xiāng)鎮(zhèn)土地自然條件標準化值計算

為了使不同量綱的數(shù)據(jù)具有可比性，需要對所有指標數(shù)據(jù)進行標準化處理，公式如下。取自然條件分值標準化值與增加耕地面積及增加耕地系數(shù)的標準化值的幾何平均數(shù)，作為土地整治潛力分級的分區(qū)標準。

式中：Zi——數(shù)據(jù)系列中第i個數(shù)值的標準化值；Pi——數(shù)據(jù)系列中第i個數(shù)值；Pmin——數(shù)據(jù)系列中的最小值；Pmax——數(shù)據(jù)系列中的最大值。

2．2 土地整治分區(qū)

通過對靖邊縣進行土地整治分區(qū)，可以更好地反映土地整治規(guī)模、整治類型和整治途徑的地域分異。分區(qū)以鄉(xiāng)鎮(zhèn)為單元，綜合考慮各鄉(xiāng)鎮(zhèn)的自然生態(tài)條件（如年平均氣溫、積溫、年均降水量、無霜期、土壤有機質含量）、增加耕地系數(shù)以及增加耕地面積。根據(jù)層次聚類分析方法，將全縣分為3個區(qū)，1級區(qū)為增減耕地系數(shù)較大、增加耕地面積以及自然條件最優(yōu)的鄉(xiāng)鎮(zhèn)，2級區(qū)為次優(yōu)的鄉(xiāng)鎮(zhèn)，3級區(qū)為綜合因素一般的鄉(xiāng)鎮(zhèn)（表3）。

表3 靖邊縣土地整治分區(qū)hm2

2．3 土地整治分區(qū)整治對策

根據(jù)榆林市1956—2005年降水資料分析，其多年平均降水量為397．7mm，靖邊縣沙化土地整治可采取植被種植這一措施，然而生態(tài)修復措施在土地整治工作中成效的顯現(xiàn)需要相當一段時間。在土地整理工作中，一般情況下自然條件難以改變，比如光照、溫度條件，有些自然條件可以得到改良，比如土壤條件中的有機質、表土質地、土體構型因素，但是操作難度較大，成本過高。然而土地的灌溉條件、鹽漬化程度及現(xiàn)代農(nóng)業(yè)技術的推廣與管理水平的提高，都是極有可能做到的。

通過對靖邊縣進行土地整治潛力分區(qū)，按照增加耕地系數(shù)、增加耕地面積、自然條件分值，將靖邊縣土地整治潛力分為3個區(qū)（圖2）。從可持續(xù)發(fā)展的角度，應避開自然條件差以及生態(tài)保護區(qū)，適量開發(fā)耕地后備資源。通過分區(qū)，得到1級區(qū)和2級區(qū)為土地整治重點區(qū)域，該區(qū)域自然條件適宜，耕地后備資源量大，在生態(tài)安全得到保障的前提下，可開發(fā)的耕地后備資源主要分布在南部梁峁丘陵溝壑區(qū)和中東部的梁峁溝谷區(qū)，是靖邊縣的主要產(chǎn)糧區(qū)，號稱“白菜心”地區(qū)。年降水量300～350mm的地區(qū)被認為是可以依賴自然降水進行最低限度植被種植活動的地區(qū)［6］，1級區(qū)和2級區(qū)土地整治潛力最大，總潛力為3 245．76hm2，大部分分布在南部丘陵溝壑區(qū)和中部梁峁溝谷區(qū)，南部海拔1 000～1 500m，地貌由梁峁、坡、灣塔、川臺、溝條等組成。溝、川、臺地主要分布在高橋、磚窯灣、西河口3個鄉(xiāng)鎮(zhèn)境內(nèi)，溝臺、灣塔、坡地遍布全區(qū)，森林覆蓋率達40%以上，氣溫、濕度高，適宜糧食生產(chǎn)，又宜放牧，水土流失較輕。中部包括杏子河水系，長40km多，寬60～600m，和延河上游真武洞一帶，延河水系在該區(qū)內(nèi)長40km多，寬30～600m，海拔在997～1 500m，地貌由梁峁坡、灣塔、川、臺、溝條等組成，是主要的糧食生產(chǎn)基地，耕地比重大，土地較為肥沃，適種性廣而宜于農(nóng)耕，土地利用率最高。該區(qū)域土地整治以改善農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件，提高耕地產(chǎn)出率為主要目標。

圖2 靖邊縣土地整治分區(qū)

北部和中西部著3級區(qū)，北部以梁峁為主，地勢較高，境內(nèi)有高峁山、白豬山、稿山，梁峁起伏連綿。溝谷深切，溝底窄深，有的呈懸陡壁，只有海拔較低的山前平原地帶和山間河谷地帶，分布著一些未被利用的灘涂和荒草地，但是分布零散、交通不便，開發(fā)后即有被撂荒的可能。考慮到此區(qū)域土壤質地不良，以綿沙土為主，耕地比例少，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)水平不高，是土地較為貧瘠的地區(qū)，且山區(qū)承擔著涵養(yǎng)水源的生態(tài)服務功能，開發(fā)山區(qū)的未利用地并不適宜。中西部包括毛烏素沙地的部分。這些區(qū)域土地整治潛力不大，不僅受限于后備的可增加耕地面積，也受自然條件的限制。應該加大人工水渠的修建，增加生產(chǎn)要素投入，提高現(xiàn)有耕地的糧食產(chǎn)量。

3 結 論

（1）位于研究區(qū)南部的周河鎮(zhèn)、大路溝鄉(xiāng)、五里灣鄉(xiāng)，以及中東部的青陽岔鎮(zhèn)耕地增加潛力較多，而位于北部和中西部耕地增加的潛力較少。

（2）靖邊縣待整理耕地面積為100 209．9hm2，占總耕地面積的92．33%。1級區(qū)和2級區(qū)為重點整治區(qū)，可增加耕地面積為3 245．76hm2。3級區(qū)大多分布在北部的風沙灘地區(qū)和無定河流域，土地整治工作一方面受制于自然條件和可整治面積，另一方面需要滿足生態(tài)服務功能而受到限制。

（3）受自然條件和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術的制約，全縣耕地質量普遍較差，耕地質量中等偏低，且受地貌與水系格局的控制。通過綜合土地整治，改善耕地質量，提高耕地產(chǎn)能。應加大人工水渠的灌溉率，可以改善灌溉排水條件，降低鹽漬化影響，提高耕地利用的集約化程度。

（4）半干旱區(qū)的土地整治應該注重農(nóng)村居民點整理工作連續(xù)性，并加大人工水渠的修建。礦區(qū)土地整治應重視植被種植，這項措施具有效益滯后性，但是不可或缺。

本文旨在通過典型縣土地整治潛力的分區(qū)研究，嘗試在農(nóng)用地整治活動中進行分區(qū)，以更好地指導不同環(huán)境下的土地整治活動。但是仍存在一些未能解決的問題，比如本文僅自然適宜性與生態(tài)適宜性考慮了土地整治的后備耕地資源，并未從經(jīng)濟適宜性考慮。另一方面，靖邊縣北部及中東部的土地整治潛力沒有計算理論上種植植被可改善的土地面積，未能定量給出植樹造林對土地整治工作的貢獻。這些有待于在今后予以研究。

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［3］ 關小克，張鳳榮，李樂，等．北京市耕地后備資源開發(fā)適宜性評價［J］．農(nóng)業(yè)工程學報，2010，26（12）：304－310．

［4］ 陳亞恒，劉會玲，張俊梅，等．農(nóng)用地分等成果在耕地整理潛力計算中的應用［J］．農(nóng)業(yè)工程學報，2008，24（1）：177－180．

［5］ 趙玉領，蘇強，吳克寧，等．河南嵩縣土地整理的數(shù)量質量潛力［J］．農(nóng)業(yè)工程學報，2008，24（9）：73－78．

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