孔輝

[摘 要] 耕作能力和耕地適宜性是直接衡量土地整治工程實施效益的重要參考指標，因此，對于項目區(qū)耕地的適宜性進行定性定量分析至關重要。本文利用層次分析法和德爾菲打分法對項目區(qū)適宜性建立評價因子體系，并結(jié)合GIS技術，對治溝造地土地整治項目實施后的耕地質(zhì)量進行適宜性評價。

[關鍵詞] 耕地;土地整治;德爾菲法;適宜性

[中圖分類號] F301;P208 [文獻標識碼] A [文章編號] 1674-7909（2020）14-117-2

耕地對保障國家糧食安全、農(nóng)業(yè)效益和農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展等具有重要作用。耕地面積的不斷減少是近年來我國所面臨的一個重大制約性問題，也是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中遇到的一個重大挑戰(zhàn)。隨著我國社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，城鎮(zhèn)化、工業(yè)化進程加快，耕地不斷受到侵占的同時，因自然災害和不合理利用土地導致的地力下降、土壤環(huán)境污染等耕地質(zhì)量問題日益凸顯，糧食安全與耕地保護面臨巨大壓力?？茖W、準確、全面地評價耕地質(zhì)量，表征其空間差異、演變規(guī)律和影響因素，是有效管理耕地資源的核心[1]?；趯Ω刭|(zhì)量與產(chǎn)能的認識，筆者從耕地質(zhì)量控制的多個因素因子出發(fā)，構建耕地質(zhì)量與產(chǎn)能評價體系，并以土地整治區(qū)為例，選用土壤數(shù)據(jù)、DEM數(shù)據(jù)、溫度數(shù)據(jù)和水體數(shù)據(jù)，提取了影響當?shù)馗剡m宜性的7個評價因子，根據(jù)層次分析法建立指標評價體系，最后得到該研究區(qū)的耕地適宜性評價結(jié)果[2]。

1 項目區(qū)概況及數(shù)據(jù)源

項目區(qū)洛家溝片位于陜西省甘泉縣下寺灣鎮(zhèn)，涉及賀家村、洛家溝村2個行政村，地處東經(jīng)109°04′48″～109°07′19″、北緯36°24′43″～36°26′43″。項目區(qū)為黃土丘陵溝壑區(qū)，屬于暖溫帶半濕潤大陸性季風氣候，年日照時間2 478.7 h，年輻射量為127.5 kcal/cm2，年平均氣溫8.6 ℃，>10 ℃積溫3 828.4 ℃，無霜期157 d，多年平均降水量550.9 mm，降水年際變化大，區(qū)內(nèi)分配不均勻。境內(nèi)土壤以黃綿土為主，有機質(zhì)含量在0.5%～1.0%，土壤養(yǎng)分缺乏，肥力低，pH值為8.0～8.6，耕地總面積101.2 hm2，人均耕地面積為0.1 hm2。項目區(qū)主要產(chǎn)業(yè)為種植業(yè)，種植結(jié)構單一，以種植玉米為主。

本研究應用DEM數(shù)據(jù)為地理空間數(shù)據(jù)云（http：//www.gscloud.cn/）30 m分辨率的GDEM-DEM數(shù)據(jù)，土壤數(shù)據(jù)為HSWD-中國土壤數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)，氣候數(shù)據(jù)為中國氣象數(shù)據(jù)網(wǎng)（http：//data.cma.cn/）的陜西省站點數(shù)據(jù)及國家基礎地理信息中心的部分行政邊界和水系網(wǎng)的矢量數(shù)據(jù)。

2 土地適宜性評價體系及方法

依據(jù)《農(nóng)用地質(zhì)量分等規(guī)程》（GB/T 28407—2012）、自然資源部行業(yè)標準《耕地后備資源調(diào)查與評價技術規(guī)程》以及土地屬性對耕地利用的適宜程度，采取綜合分析和主導因子相結(jié)合的方法進行評價[3]。

2.1 技術路線

①收集并預處理參與GIS量化計算的土壤數(shù)據(jù)、數(shù)字高程模型數(shù)據(jù)、水系矢量數(shù)據(jù)及氣象站點年溫度差值數(shù)據(jù)，利用行政區(qū)范圍線進行Mask掩膜提取;②利用德爾菲專家打分法對研究區(qū)當?shù)氐脑u價因素進行打分及權重分配，選擇適合的耕地適宜性評價因子并建立評價指標，獲得并提取每個評價因子的信息;③結(jié)合德爾菲專家打分法與多因子層次分析法（AHP）確定因子體系，并計算單一因子權重和綜合加權和值;④通過ArcGIS軟件的空間分析計算，格網(wǎng)化研究區(qū)，結(jié)合專家打分和層次分析法對各單元分值及綜合分值進行分析并劃分等級，分析計算得到每個格網(wǎng)評估單元的適宜性量化結(jié)果[4]。

2.2 評價因子體系確定

從土壤、供水條件、氣溫、地質(zhì)地形條件等幾個關鍵因素出發(fā)，打分、篩選、確定耕地適宜性評價因子，基于備選因子進行德爾菲專家打分，計算權重得到適合的因子體系。本研究根據(jù)打分情況確定土壤pH值、有機質(zhì)含量、高程值、年平均溫度、坡度、坡向和供水條件7個因素（因篇幅不做打分過程闡述）。

2.2.1 土壤pH值。與有機質(zhì)類似，pH值是土壤理化性質(zhì)最重要的指標之一，決定了土壤酸堿度，直接影響作物生長，甚至直接嚴重破壞耕地的耕作能力，對作物產(chǎn)量有極大的影響。作為評價因子，本文以土壤pH值6.5～7.5為打分區(qū)間，低于6.5偏酸性、高于7.5偏堿性均屬于不適宜，介于范圍之間的耕地為高度適宜地區(qū)。

2.2.2 土壤有機質(zhì)。有機質(zhì)這一土壤重要指標是表示土壤肥力的一個重要標準，其含量對于耕地質(zhì)量及作物生長生物量有直接關系。本研究以8～10的打分區(qū)間為準，其中土壤有機質(zhì)值大于10為高度適宜地區(qū)，小于8為不適宜地區(qū)。

2.2.3 高程值。高程值是種植區(qū)的海拔參數(shù)，該因子宏觀上決定了地形、氣候、氣壓、溫度等其他因子，會隨著海拔的升高帶來很多附加限制因素，會使耕地破碎且不易耕種。因此，本研究以150～200 m高程值為打分區(qū)間，區(qū)間之外屬于不適宜區(qū)，區(qū)間內(nèi)屬于高度適宜區(qū)。

2.2.4 年均溫度。氣溫中的最高溫、最低溫、均溫均影響耕地產(chǎn)量、耕作制度和作物種類。本文以氣象站點數(shù)據(jù)差值獲得年平均溫度作為評價因子，其中溫度值在4～7 ℃的打分區(qū)間，7 ℃以上為高度適宜區(qū)，4 ℃以下為不適宜地區(qū)。

2.2.5 坡度。坡度衡量地面的陡峭程度，影響整個區(qū)域的水土流失情況、地表起伏程度。本研究以2°～23°為打分區(qū)域，小于2°的區(qū)域為是高適宜區(qū)域，超過23°被認為是不適宜區(qū)域。

2.2.6 坡向。坡向直接對應的是太陽光照時長，影響作物的光合作用，因此坡向因子也是評價耕地適宜性的重要因素之一。本研究以平面和南坡視為非常適宜區(qū)域，北坡及東北西北坡的區(qū)域被指定為不適宜區(qū)域。

2.2.7 供水條件。供水條件及措施是限制耕地的一個重要因素，周圍的水系、供水設施相距耕地的距離直接影響耕地的適宜性，同時其距離對耕地灌溉的便利度及設施建設成本有很大影響。本研究的評價打分以距離6～30 km為區(qū)間，小于6 km為高度適宜區(qū)，距離大于30 km為不適宜地區(qū)。

3 評價結(jié)果與分析

已經(jīng)選取的適宜性評價指標包括土壤pH值、有機質(zhì)、高程值、年平均溫度、坡度、坡向和供水條件等。根據(jù)項目區(qū)實際情況，結(jié)合德爾菲專家打分法與多因子層次分析法確定因子體系和權重，并結(jié)合ArcGIS軟件做空間量化處理，每個評價因素都以百分制打分，每位專家互不干擾打分3次，以平均分為最終結(jié)果。綜合每位的平均打分和全部的統(tǒng)計情況選出因子，其中最合適的打100分，最差情況打0分，臨界指標條取5分。各評價因子權重見表1。并結(jié)合如下公式計算各個因子的質(zhì)量分：

式（1）中，C表示耕地質(zhì)量分（為無量綱數(shù)）;Wi1表示第1個評價因素的權重，F(xiàn)i1表示第1個評價因素的指標分值，取值為0～100分;Win表示第n個評價因素的權重，F(xiàn)in表示第n個評價因素的指標分值，取值為0～100分。計算結(jié)果如表1所示。

4 結(jié)論

項目區(qū)洛家溝片區(qū)土地整治后根據(jù)不同因子的確定，通過GIS方法量化了耕地適宜性，結(jié)合德爾菲專家打分法與多因子層次分析法確定了土壤pH值、有機質(zhì)、高程值、年平均溫度、坡度、坡向和供水條件7個因子，并根據(jù)打分權重加權計算求和得到綜合分值結(jié)果，其中小于65分的為不適宜區(qū)，大于95分的為高度適宜區(qū)，85～95分為中度適宜區(qū)，75～85分為低度適宜區(qū)，數(shù)據(jù)統(tǒng)計結(jié)果如表2所示。

其中，高度適宜地區(qū)為0.08 km2，占比7.8%，主要分布在洛家溝片區(qū)東北部及洛家溝村與賀家村交界處;中度適宜地區(qū)為0.30 km2，占比29.5%，主要分布在洛家溝村東部及賀家村東北地區(qū)與西北地區(qū);勉強適宜地區(qū)為0.39 km2，占比38.6%，主要分布在洛家溝片區(qū)東南、西部及中部地區(qū);不適宜地區(qū)為0.24 km2，占比24.1%，主要分布在洛家溝村西北地區(qū)及賀家村南部。由GIS計算得出的數(shù)據(jù)和分布情況可知，該地區(qū)土地整治后適宜性集中在中度和低度的耕地較多，約占68.1%，高度適宜性為7.8%，整體上耕地質(zhì)量適宜農(nóng)作物耕作。

參考文獻

[1]史同廣，鄭國強，王智勇，等.中國土地適宜性評價研究進展[J].地理科學進展，2007（2）：108-117.

[2]邱炳文，池天河，王欽敏，等.GIS在土地適宜性評價中的應用與展望[J].地理與地理信息科學，2004（5）：23-26，47.

[3]王虹力.基于GIS的縣級土地適宜性評價系統(tǒng)研究：以吉林省九臺市為例[D].長春：吉林農(nóng)業(yè)大學，2008.

[4]陳寧麗，張合兵，司朝霞.基于GIS的耕地整治適宜性評價：以平頂山市為例[J].河南農(nóng)業(yè)科學，2015（7）：78-82.