王 丹,王海玫
(揚(yáng)州市職業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境工程學(xué)院,江蘇揚(yáng)州 225009)
耕地質(zhì)量建設(shè)與管理是落實(shí)最嚴(yán)格的耕地保護(hù)制度的重要內(nèi)容?!笆濉逼陂g,江蘇省以2000年為基期,在全國(guó)率先完成了農(nóng)用地分等工作。隨著江蘇省“十五”及“十一五”計(jì)劃的順利完成,全省土地利用狀況發(fā)生了明顯變化;同時(shí)部分地區(qū)行政區(qū)劃調(diào)整,使土地面積和分等單元數(shù)量發(fā)生了變化[1]。因此,原農(nóng)用地分等成果在現(xiàn)勢(shì)性及精度等方面已不能滿足目前土地管理工作的需要[2]。鑒于上述原因,自2012年起,江蘇省起按照新《農(nóng)用地質(zhì)量分等規(guī)程》(GB/T 28407-2012)開(kāi)展了耕地質(zhì)量等級(jí)成果進(jìn)一步補(bǔ)充完善工作。理論上目前關(guān)于農(nóng)用地分等的研究較多,如張鳳榮對(duì)農(nóng)用地分等中的關(guān)鍵計(jì)算方法的探討[3]、袁天風(fēng)對(duì)最大自然質(zhì)量等指數(shù)的可比性研究[4],靳慧芳對(duì)陜西省華縣耕地分等研究[5],劉潔等對(duì)吐魯番市農(nóng)用地區(qū)劃的典型研究[6]等。但這些研究多針對(duì)耕地分等中的具體技術(shù)環(huán)節(jié)或基于舊的技術(shù)規(guī)程,對(duì)縣域耕地分等的全過(guò)程及新舊農(nóng)用地分等結(jié)果對(duì)比鮮有涉及,該文以江蘇省中部揚(yáng)州市江都區(qū)為例,探討新規(guī)程背景下耕地質(zhì)量等別空間分布規(guī)律及新舊規(guī)程銜接對(duì)比問(wèn)題。
江都區(qū)位于江蘇省中部,介于北緯 32°17'51″~32°48'00″,東經(jīng) 119°27'03″~119°54'23″之間。在長(zhǎng)江下游北岸,南瀕長(zhǎng)江,西傍揚(yáng)州市廣陵區(qū)、邗江區(qū),東與姜堰市、泰州市海陵區(qū)、高港區(qū)接壤,北與高郵市、興化市毗連。江都區(qū)屬長(zhǎng)江中下游平原,境內(nèi)地勢(shì)平坦,全區(qū)地形中部高,南北低。河湖交織,通揚(yáng)運(yùn)河橫貫東西,京杭運(yùn)河縱貫?zāi)媳?。全區(qū)屬亞熱帶濕潤(rùn)氣候區(qū),季風(fēng)顯著、四季分明、冬夏冷熱懸殊較大、雨量充沛且雨熱同季,全年日平均日照時(shí)數(shù)1 849小時(shí),年平均氣溫16.5℃,平均無(wú)霜期251天左右,年平均降水量961~1 048mm。
全區(qū)土壤分為潮土、水稻土、沼澤土3個(gè)土類,灰潮土、滲育型水稻土、潴育型水稻土、脫潛型水稻土、潛育型水稻土、耕種沼澤土6個(gè)亞類,沙疆土、烏沙土、小粉土、黑沙土等14個(gè)土屬,小粉疆土、黃黏土、黃烏黏土、黑烘土等65個(gè)土種。
江都區(qū)土地總面積132 990.30hm2。其中,農(nóng)用地面積69 521.24hm2,占土地總面積的52.27%;建設(shè)用地62 641.74hm2,占土地總面積的47.10%;未利用地827.30hm2,占土地總面積的0.63%。農(nóng)用地中,耕地65 152.88hm2,占土地總面積的48.99%。耕地中,水田面積53 521.60hm2,占耕地面積的82.15%;旱地面積11 585.02hm2,占耕地面積17.78%;水澆地面積1 356.27hm2,占耕地面積0.07%。
圖1 耕地質(zhì)量等級(jí)成果補(bǔ)充完善流程
江都區(qū)耕地分等采用因素法進(jìn)行[7]。首先將全區(qū)耕地劃分為139 481個(gè)分等單元,在確定分等因素和和其權(quán)重的基礎(chǔ)上,采用多因素綜合評(píng)價(jià)方法確定各分等單元指定作物的自然質(zhì)量分,并根據(jù)光溫生產(chǎn)潛力計(jì)算耕地自然質(zhì)量等指數(shù),計(jì)算土地利用系數(shù)和土地經(jīng)濟(jì)系數(shù),確定耕地利用等指數(shù)和耕地經(jīng)濟(jì)等指數(shù)[8]。在此基礎(chǔ)上采用等間距法,分別劃分耕地自然質(zhì)量等別﹑利用等別和經(jīng)濟(jì)等別。根據(jù)《江蘇省農(nóng)用地資源分等研究》,江都區(qū)屬沿江平原區(qū)和里下河平原區(qū),標(biāo)準(zhǔn)耕作制度(主要指種植制度)確定為小麥—水稻,一年兩熟制,基準(zhǔn)作物為水稻,指定作物為小麥、水稻。
根據(jù)江蘇省國(guó)土資源廳組織有關(guān)專家咨詢論證的結(jié)果,按照特爾菲法確定了江都區(qū)耕地自然質(zhì)量參評(píng)因素及其權(quán)重,結(jié)果見(jiàn)表1。
調(diào)查江都區(qū)指定作物小麥、水稻的播種日期和收獲日期,進(jìn)行多次測(cè)算和論證,確定兩種作物的光溫生產(chǎn)潛力。由省項(xiàng)目組統(tǒng)一組織專家在各地調(diào)查數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上論證確定了兩種作物的最高單產(chǎn)、最高產(chǎn)量-成本指數(shù)。
根據(jù)《農(nóng)用地質(zhì)量分等》規(guī)定的技術(shù)方法,利用ArcGIS9.3軟件分別計(jì)算各分等單元的自然質(zhì)量等指數(shù)。自然質(zhì)量分按因素法計(jì)算,并在各分等因素分值計(jì)算的基礎(chǔ)上,加權(quán)求和得到。耕地自然質(zhì)量分(CLij)的計(jì)算公式為:
式中,WK為分等因素的權(quán)重,i為分等單元編號(hào),j為指定作物編號(hào),k為分等因素編號(hào),fijk為i分等單元j指定作物k分等因素的質(zhì)量分。
分指定作物分別計(jì)算樣點(diǎn)土地利用系數(shù)、經(jīng)濟(jì)系數(shù)。樣點(diǎn)土地利用系數(shù)計(jì)算公式為:
式中,KLj為樣點(diǎn)第j種指定作物土地利用系數(shù);Yj為第j種指定作物單產(chǎn);Yj,max為第j種指定作物區(qū)域最高單產(chǎn)。
樣點(diǎn)土地經(jīng)濟(jì)系數(shù)計(jì)算公式為:
式中,KCj為樣點(diǎn)第j種指定作物土地經(jīng)濟(jì)系數(shù);aj為第j種指定作物“產(chǎn)量-成本”指數(shù);Aj為第j種指定作物區(qū)域最高“產(chǎn)量-成本”指數(shù);Yj為第j種指定作物平均單產(chǎn);Cj為第j種指定作物平均成本。
根據(jù)上述計(jì)算所得各樣點(diǎn)指定作物土地利用系數(shù)、經(jīng)濟(jì)系數(shù),按大小排序繪制頻率直方圖,并通過(guò)頻率直方圖上頻數(shù)的明顯拐點(diǎn)和指定作物的實(shí)際單產(chǎn),以村為單位初步劃分指定作物土地利用系數(shù)等值區(qū)和經(jīng)濟(jì)系數(shù)等值區(qū),各等值區(qū)需滿足以下條件:(1)等值區(qū)之間實(shí)際單產(chǎn)水平、“產(chǎn)量-成本”指數(shù)有明顯差異;(2)等值區(qū)的邊界不打破村級(jí)行政單位的完整性。
根據(jù)修訂后的土地利用系數(shù)、經(jīng)濟(jì)系數(shù)等值區(qū),依據(jù)等值區(qū)內(nèi)各樣點(diǎn)指定作物利用系數(shù)、經(jīng)濟(jì)系數(shù),采用加權(quán)平均的方法計(jì)算等值區(qū)的指定作物利用系數(shù)、經(jīng)濟(jì)系數(shù),結(jié)果見(jiàn)圖2、圖3。
等值區(qū)土地利用系數(shù)、經(jīng)濟(jì)系數(shù)計(jì)算公式為:
式中,Kj為等值區(qū)第j種作物土地利用系數(shù) (經(jīng)濟(jì)系數(shù));Kij為第i個(gè)樣點(diǎn)第j種指定作物土地利用系數(shù) (經(jīng)濟(jì)系數(shù));m為等值區(qū)內(nèi)樣點(diǎn)數(shù)目;Wi為第i個(gè)樣點(diǎn)權(quán)重。
圖2 水稻土地利用系數(shù)等值區(qū)
圖3 水稻土地經(jīng)濟(jì)系數(shù)等值區(qū)
江都區(qū)分等單元自然等指數(shù)主要分布于2 400~3 200區(qū)間,共分為4個(gè)自然等,即二等、三等、四等和五等 (圖4)。二等耕地總面積為22 124.23hm2,占全區(qū)耕地總面積的33.96%,主要分布于 (1)鹽邵河以西,大運(yùn)河以東的低洼圩田平原,即邵伯鎮(zhèn)的北部和真武鎮(zhèn)的西部;(2)水網(wǎng)圩田平原區(qū),即武堅(jiān)鎮(zhèn)和小紀(jì)鎮(zhèn)東部,郭村鎮(zhèn)北部與興化、姜堰交界地區(qū);三等地面積為20 075.50hm2,占全區(qū)耕地總面積的30.81%,主要分布于沿江新三角洲平原區(qū),即仙女鎮(zhèn)和大橋鎮(zhèn)的南部沿江地區(qū);四等地面積為21 295.23hm2,占全區(qū)耕地總面積的32.68%,主要分布于微斜水網(wǎng)平原區(qū),即樊川鎮(zhèn)全部真武鎮(zhèn)東部,小紀(jì)鎮(zhèn)西部及丁溝鎮(zhèn)北部,這也是全區(qū)砂姜土面積最大的實(shí)心地帶,五等地面積為1 657.97hm2,占全區(qū)耕地總面積的2.54%,主要部分于高沙平原區(qū),即浦頭和吳橋鎮(zhèn)的全部,大橋鎮(zhèn)北部,仙女鎮(zhèn)中部,宜陵、丁溝和郭村鎮(zhèn)南部。
江都區(qū)分等單元利用等指數(shù)主要分布于2 000~2 900區(qū)間。根據(jù)江蘇省耕地質(zhì)量等別劃分標(biāo)準(zhǔn),對(duì)江都區(qū)各分等單元進(jìn)行利用等別初步劃分,將江都區(qū)劃分為5個(gè)利用等,即二等、三等、四等、五等和六等 (圖5)。二等耕地面積682.65hm2,占全區(qū)耕地總面積的1.05%,主要分布于大橋鎮(zhèn)的沿江新三角洲平原區(qū);三等耕地面積為11 743.00hm2,占全區(qū)耕地總面積的18.02%,主要分布于小紀(jì)鎮(zhèn)、郭村鎮(zhèn)、大橋鎮(zhèn);四等耕地面積為16 938.57hm2,占全區(qū)耕地總面積的26.00%,主要分布于小紀(jì)鎮(zhèn)、郭村鎮(zhèn)、吳橋鎮(zhèn)、浦頭鎮(zhèn)、仙女鎮(zhèn)、丁溝鎮(zhèn)等地;利用質(zhì)量等別較低五等、六等地主要分布在浦頭、吳橋兩鎮(zhèn)的高沙平原區(qū)和樊川、真武的砂姜土實(shí)心地帶。
圖4 江都區(qū)耕地自然質(zhì)量等分布
圖5 江都區(qū)耕地利用等分布
江都區(qū)分等單元經(jīng)濟(jì)等指數(shù)主要分布于1 700~2 500區(qū)間。將江都區(qū)劃分為5個(gè)經(jīng)濟(jì)等,即三等、四等、五等、六等和七等 (圖6)。三等耕地面積為3 158.49hm2,占全區(qū)耕地總面積的4.85%,主要分布于邵伯鎮(zhèn)北部的低洼圩田平原區(qū);四等地總面積13 184.6hm2,占全區(qū)耕地總面積的20.24%;五等地面積為 29 164.87hm2,占全區(qū)耕地總面積的44.76%;主要分布于樊川鎮(zhèn)、邵伯鎮(zhèn)、大橋鎮(zhèn)等地;六等地總面積17 204.91hm2,占全區(qū)耕地總面積的26.41%;其余為七等地,土地面積為2 440.06hm2,占全區(qū)耕地經(jīng)濟(jì)質(zhì)量三等地總面積3.74%。
圖6 江都區(qū)耕地經(jīng)濟(jì)等分布
江都區(qū)耕地質(zhì)量空間差異是自然和人文因素空間分異綜合作用的結(jié)果,自然因素主要包括成土母質(zhì)、微地貌類型、農(nóng)田基本設(shè)施;人文因素主要包括種植結(jié)構(gòu)、施肥管理和土地利用方式及經(jīng)濟(jì)區(qū)位條件。
研究區(qū)主要有5種土壤類型,分別為灰潮土、潛育型水稻土、滲育型水稻土、脫潛型水稻土和潴育型水稻土。耕地質(zhì)量由優(yōu)至差分別為潛育型水稻土、脫潛型水稻土、潴育型水稻土、滲育型水稻土和灰潮土,其中潛育型水稻土、脫潛型水稻土、潴育型水稻土3種類型土壤肥力質(zhì)量都高于江都區(qū)土壤整體水平,而滲育型水稻土、灰潮土肥力質(zhì)量都低于江都區(qū)土壤整體水平[9]。
潛育型水稻土、脫潛型水稻土、潴育型水稻土分布在江都區(qū)的西部、東北地區(qū),成土母質(zhì)為湖積亞黏土,其營(yíng)養(yǎng)組分含量豐富,滲育型水稻土分別由沖湖積亞砂土和近代長(zhǎng)江沖積物發(fā)育而成,分布在江都區(qū)的中南部,灰潮土成土母質(zhì)為古長(zhǎng)江沖積沙土,分布在江都區(qū)的南部地區(qū),表明成土母質(zhì)是制約土壤肥力質(zhì)量的內(nèi)在因素。從空間上看兩類成土母質(zhì)基本以邵伯—小紀(jì)—郭村一線為界線,與耕地質(zhì)量分等成果基本相符[10]。
微地貌通過(guò)影響生態(tài)小環(huán)境和成土過(guò)程,形成非地帶性土地資源,進(jìn)而影響耕地質(zhì)量。江都區(qū)共分為高沙平原、沿江新三角洲平原、沿運(yùn)平原、水網(wǎng)圩田平原、微斜水網(wǎng)平原、低洼圩田平原6個(gè)微地貌類型:(1)沿江圩田地區(qū) (主要指沿江新三角洲微地貌類型)位于仙女鎮(zhèn)南部,大橋、浦頭東南部,地面多呈壟狀和緩起伏狀,受“緊砂慢淤”沉降規(guī)律的支配,局部高起為粉砂土,低洼為淤泥土。其中淤泥土土壤肥力較高,耕地質(zhì)量?jī)?yōu),而粉砂土漏水漏肥,土壤肥力較低,耕地質(zhì)量差。(2)高沙土地區(qū) (主要指高沙平原微地貌類型)位于宜陵以西的通揚(yáng)運(yùn)河以南,宜陵以東的部分鄉(xiāng)鎮(zhèn),是全區(qū)分布面積最大的一個(gè)土區(qū)。受微地貌影響,這一土區(qū)過(guò)去水源不足,易受干旱,土壤質(zhì)地偏砂,肥力不高,歷史上種植旱谷作物。20世紀(jì)60年代后,引江水灌溉,沙土已逐步熟化,肥力有了一定的提高。故而高沙土地區(qū)耕地質(zhì)量與“旱改水”熟化時(shí)間長(zhǎng)短呈明顯的相關(guān)性,部分村鎮(zhèn)由于長(zhǎng)期水耕熟化,沙土已逐步發(fā)育成滲育型水稻土,肥力已有所提高??傊撏羺^(qū)在總體耕地質(zhì)量較低的背景下,部分區(qū)域質(zhì)量等級(jí)中等偏上。(3)沿運(yùn)地區(qū) (主要指沿運(yùn)平原微地貌類型)位于大運(yùn)河以東的仙女 (原雙溝地域)、丁伙、邵伯等鎮(zhèn)。地形北高南低。本區(qū)南部地勢(shì)較高,是運(yùn)西寧鎮(zhèn)揚(yáng)丘陵地帶的延伸,以黃剛、烏剛土為主;北部地勢(shì)較低,主要為黃河奪淮沉積的河沙土,自然肥力較高。(4)里下河地區(qū) (主要指水網(wǎng)圩田平原、低洼圩田平原兩種微地貌類型)位于東北部的武堅(jiān)、郭村等鎮(zhèn)。由于地勢(shì)低,土壤在歷史上終年浸水,為一熟漚田,20世紀(jì)60年代以來(lái),實(shí)行水旱輪作,在干濕交替影響下,一般由潛育型水稻土發(fā)育成脫潛型水稻土,自然肥力較高,耕地質(zhì)量?jī)?yōu)。(5)三陽(yáng)河兩岸地區(qū) (主要指微斜水網(wǎng)平原微地貌類型)位于樊川、丁溝、小紀(jì)等鎮(zhèn),為高沙土區(qū)向里下河地區(qū)的過(guò)渡地帶,這一區(qū)的主要特點(diǎn)是砂姜土廣泛分布,南部地勢(shì)高,土壤熟化程度低,砂姜土比例相對(duì)較高,北部地勢(shì)低,土壤熟化程度高,砂姜土比例相對(duì)較低[11]。
農(nóng)田設(shè)施是農(nóng)業(yè)正常生產(chǎn)的基本條件,特別是水利設(shè)施。經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的沿運(yùn)、沿江、沿路 (328國(guó)道及安大公路沿線)地區(qū)農(nóng)田配套程度高,耕地等別相對(duì)較高,次發(fā)達(dá)地區(qū)次之。
相關(guān)研究表明,旱地變成水田,土壤有機(jī)質(zhì)含量會(huì)提高。20世紀(jì)80年代,江都區(qū)南部土地主要以旱作為主,北部以“麥—稻”輪作制為主,但其后,尤其是90年代以后,隨著市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和農(nóng)村勞動(dòng)力的大量轉(zhuǎn)移,棉花和玉米種植面積逐年減少,水田面積逐漸增加,“麥 (油)—稻”兩熟制成為主要種植模式。中南部大橋、浦頭等鄉(xiāng)鎮(zhèn)由旱田改造為“麥 (油)—稻”兩熟區(qū),導(dǎo)致該地區(qū)土壤肥力有所提高,等級(jí)相應(yīng)上調(diào)。而西北角的昭關(guān)等地由原先的水產(chǎn)、水田為主轉(zhuǎn)變?yōu)椤胞?(油)—稻”兩熟為主,致使該地區(qū)土壤肥力下降,等級(jí)相應(yīng)下調(diào)[12]。
江都區(qū)耕地質(zhì)量等別與區(qū)位條件有較大的相關(guān)性。高等別耕地主要分布于交通便利、易于耕作的區(qū)域,表明區(qū)位條件的優(yōu)劣直接影響耕作便利條件和農(nóng)產(chǎn)品的運(yùn)輸、銷售,實(shí)現(xiàn)農(nóng)產(chǎn)品價(jià)值,決定生產(chǎn)成本與效益[13]。
該次耕地等級(jí)成果評(píng)定的9個(gè)自然質(zhì)量參評(píng)因素分別是:土壤pH值、表層土壤質(zhì)地、土壤有機(jī)質(zhì)含量、耕層厚度、土壤障礙層深度、土壤鹽漬化程度、灌溉保證率、排水條件及土壤侵蝕程度,與原農(nóng)用地分等保持一致。江都區(qū)耕地總量10年來(lái)有所減少,但部分區(qū)域土地等別有所上升,其原因在于近年來(lái)江都區(qū)高度重視農(nóng)田水利建設(shè),實(shí)施沿運(yùn)灌區(qū)續(xù)建配套與節(jié)水改造工程,完成14.9km干渠、40.5km支渠襯砌改造;完成改造中低產(chǎn)田1.3萬(wàn)hm2,新增節(jié)水灌溉面積1.2萬(wàn)hm2這些工程的推進(jìn)使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)保障能力有明顯提高,土地生產(chǎn)潛力得到了充分發(fā)揮,特別是邵伯北部和真武西部低洼圩田平原由于南水北調(diào)及其配套工程的建設(shè),等別有了一定的提高。
耕地的利用質(zhì)量等別與指定作物單產(chǎn)及指定作物區(qū)域最高單產(chǎn)密切相關(guān)。通過(guò)對(duì)比分析可以發(fā)現(xiàn):江都區(qū)原農(nóng)用地分等成果中耕地利用質(zhì)量分為三、四等,主要集中于四等,占44.25%,覆蓋全區(qū)大部分地區(qū),而新一輪評(píng)價(jià)成果中耕地利用質(zhì)量降為四至六等3個(gè)等別,主要集中于五等,占42.78%,雖然出現(xiàn)了少量六等地,但比重不大,只占12.15%。等別分布規(guī)律與自然質(zhì)量等別分布規(guī)律基本相似,自然條件優(yōu)越,越適合農(nóng)作物生長(zhǎng),作物單產(chǎn)也就越高??傮w上10年來(lái)江都區(qū)耕地利用質(zhì)量等別有所下降,整體下降了一個(gè)級(jí)別。主要有兩個(gè)原因:等別分布規(guī)律與自然質(zhì)量等別分布規(guī)律基本相似,自然條件優(yōu)越,越適合農(nóng)作物生長(zhǎng),作物單產(chǎn)也就越高。總體上10年來(lái)江都區(qū)耕地利用質(zhì)量等別有所下降,整體下降了一個(gè)級(jí)別。由于近10年建設(shè)占用對(duì)耕地土層及植被的影響,加上新一輪評(píng)價(jià)單元為耕地圖斑,揚(yáng)州地區(qū)指定作物最大單產(chǎn)有所調(diào)整,所以兩次的評(píng)價(jià)結(jié)果有所差異。
耕地的經(jīng)濟(jì)質(zhì)量等別與指定作物“產(chǎn)量—成本”指數(shù)及指定作物區(qū)域最高“產(chǎn)量—成本”密切相關(guān)。通過(guò)對(duì)比分析可以發(fā)現(xiàn)新一輪成果中江都區(qū)耕地經(jīng)濟(jì)質(zhì)量分為3~7等5個(gè)等別,主要集中在四、五、六等,分別占整個(gè)江都區(qū)耕地面積的20.24%、44.76%、26.41%,與原農(nóng)用地分等成果基本相當(dāng)。其差異主要原因一方面是由于長(zhǎng)期以來(lái)耕地利用的結(jié)果,其次是由于兩次評(píng)價(jià)所采用的揚(yáng)州地區(qū)最高“產(chǎn)量-成本”指數(shù)有所不同,最后是因?yàn)閮纱卧u(píng)價(jià)的最小單元不同。新一輪評(píng)價(jià)單元更細(xì)化,結(jié)果更準(zhǔn)確可信。
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中國(guó)農(nóng)業(yè)資源與區(qū)劃2014年4期