（土地资源管理专业论文）基于GIS的县域耕地分等研究.pdf

摘要 耕地是土地的精华，是人类生产最基本的生产资料。全面掌握耕地数量和科学量化 耕地质量，有利于政府实现土地资源管理由数量为主向数量、质量、生态相协调管理和 科学利用转变，有助于推动农业、农村发展和农民增收，对建立资源节约型社会具有重 要作用。特别是对征地制度改革、耕地占不平衡、粮食综合能力核算、土地利用规划的 修编等都具有重要理论和现实意义。因而科学合理地对耕地质量进行等别划分，加强耕 地资源管理，促进耕地资源保护，确保耕地资源的可持续利用是当前亟待解决的问题。 本文对比分析了国内外耕地分等的历史和现状，对耕地分等的目的意义、理论基础 及技术方法作了系统的阐述。以国土资源部颁布的农用地分等规程为依据，借鉴已 有的农用地分等经验，结合县域耕地分等特点，采用资料分析与实际调查、定性分析与 定量分析、数学模型与g i s 等技术相结合的方法，以西安市临潼区为例进行县域耕地分 等研究。 通过对i 临潼区耕地现状的科学分析，在自然环境条件和社会经济条件等多个因素 中，筛选主导评价因子，建立耕地分等的评价体系，利用因素法对临潼区耕地进行了等 别划分。借助g i s 技术实现临潼区耕地分等数据采集、录入、编辑、分析和计算的计算 机化，并建立了临潼区耕地分等数据库，便于临潼区耕地分等基本土地利用现状信息和 图件的存储、管理、查询、分析、变更维护和面积量算、图件输出。由于g i s 具有辅 助处理大量图件及属性资料等强大的空间数据分析功能，减少了工作强度、提高了工作 效率。通过研究，最终将临潼区耕地共划分为7 个等别。经过理论和实际验证，证明本 研究具有一定的可靠性和合理性，对临潼区政府相关部门在农业发展政策制定、耕地资 源开发、利用、治理、保护以及耕地可持续利用发展等工作具有重要的理论和现实意义。 关键字：耕地，分等，地理信息系统 a b s t r a c t c u l t i v a t e dl a n di st h ee s s e n c eo fl a n d ，a n di st h em o s tb a s i cp r o d u c e rg o o d sf o rt h eh u m a n p r o d u c e s f u l l yt og r a s pt h ea m o u n to fc u l t i v a t e dl a n da n ds c i e n t i f i cq u a n t i f yt h eq u a l i t yo f c u l t i v a t e dl a n d ，w h i c hw i l lb ec o n d u c i v et oa c h i e v et ot r a n s i to fg o v e r n m e n tt h el a n d r e s o u r c e sm a n a g e m e n tf r o mq u a n t i t y - b a s e dt ot h eq u a n t i t y ，q u a l i t y ，e c o l o g i c a lm a n a g e m e n t a n dt h ec o o r d i n a t i o no fs c i e n t i f i cu s e i tw i l l h e l p t op r o m o t ea g r i c u l t u r e ，c o u n t r y d e v e l o p m e n ta n di n c r e a s ef a r m e r s i n c o m e ，a n da l s op l a y s a l li m p o r t a n tr o l et ot h e e s t a b l i s h m e n to far e s o u r c e s a v i n gs o c i e t y i t p a r t i c u l a r l yh a si m p o r t a n t t h e o r e t i c a la n d p r a c t i c a ls i g n i f i c a n c et ot h er e f o r mo ft h el a n dr e q u i s i t i o ns y s t e m ，t h eb a l a n c eo fo c c u p i e da n d e x p i a t e sf o rl a n d ，t h ea c c o u n to fg r a i ni n t e g r a t e da b i l i t ya n dl a n d u s ep l a n n i n g t h u sw eg i v e as c i e n t i f i ca n dr a t i o n a lg r a d i n gd i v i s i o nt ot h eq u a l i t yo fc u l t i v a t e dl a n d ；i tc a ns t r e n g t h e nt h e m a n a g e m e n to fc u l t i v a t e dl a n dr e s o u r c e s ，p r o m o t et h ep r o t e c t i o no fc u l t i v a t e dl a n dr e s o u r c e s a n di n s u r ec o n t i n u a lu t i l i t yo fc u l t i v a t e dl a n dr e s o u r c e s t h i sp a p e ra n a l y z e sa n dc o n t r a s t st h eh i s t o r ya n dc u r r e n ts i t u a t i o no fa g r i c u l t u r a ll a n d c l a s s i f i c a t i o ni nt h ed o m e s t i ca n df o r e i g n ，a n dg i v e st h es y s t e m a t i ce x p a t i a t et op u r p o s e s ， t h e o r e t i c a lf o u n d a t i o na n dt e c h n i c a lm e t h o d s a c c o r d i n gt o “r e g u l a t i o n sf o rc l a s s i f i c a t i o n a g r i c u l t u r a ll a n d ”，t h em i n i s t r yo fl a n da n dr e s o u r c e si s s u e d ，t h i sp a p e ru s e s l a n d c l a s s i f i c a t i o ne x p e r i e n c ef o rr e f e r e n c e ，c o m b i n i n gc o u n t yc u l t i v a t e dl a n dc l a s s i f i c a t i o n c h a r a c t e r i s t i c s ，u s e sm a n ym e t h o d ss u c ha st h ed a t aa n a l y s i sa n di n v e s t i g a t i o n ，q u a l i t a t i v e a n a l y s i sa n dq u a n t i t a t i v ea n a l y s i s ，m a t h e m a t i c sm o d e lc o m b i n e dw i t hg i st e c h n o l o g y t h i s p a p e rm a k e sl i n t o n gd i s t r i c to fx i a na sa ne x a m p l et os t u d yc u l t i v a t e dl a n dc l a s s i f i c a t i o n t h r o u g hs c i e n t i f i c a l l ya n a l y z i n gc u l t i v a t e dl a n ds i t u a t i o no fl i n t o n gd i s t r i c t ，t of i l t e r d o m i n a n te v a l u a t eg e n ef o rm e a s u r i n go f fg r a d ea n de s t a b l i s ht h ee v a l u a t es y s t e mf o rl a n d c l a s s i f y u s i n gg i st e c h n o l o g yw ec a t lc a l t yo u tt h ed a t ac o l l e c t i o n ，r e c o r d i n g ，e d i t i n g ， a n a l y s i sa n dc o m p u t e r i z e dc a l c u l a t i o no fl i n t o n gd i s t r i c tc u l t i v a t e dl a n dc l a s s i f i c a t i o n ，a n d e s t a b l i s hc l a s s i f i c a t i o nd a t a b a s eo ft h el i n t o n gd i s t r i c to fc u l t i v a t e dl a n d ，i tw i l lc o n v e n i e n t f o rl a n d - u s ei n f o r m a t i o no fl i n t o n gd i s t r i c tb a s i ca r a b l el a n da n ds t o r a g e ，m a n a g e m e n t ，q u e r y , a n a l y s i s ，c h a n g e si nt h em a i n t e n a n c eo fm a p s ，a l s oh e l pt oa r e am e a s u r e m e n ta n dt h em a p o u t p u t g i sh a sa n a l y t i cf u n c t i o nt os p a c ed a t aa n dc a nd e a lw i t hag r e a td e a l c h a r t sa n d d r a w i n g s i tc a nr e d u c ew o r ki n t e n s i t y ，a n de n h a n c ew o r ke f f i c i e n c y t h i sp a p e ri si nv i r t u eo f h g i st ob u i l dc l a s s i f y i n gd a t a - b a s eo fc u l t i v a t e dl a n d h a v i n gr e s e a r c h e dt h eg i sa p p l i c a t i o n i nc u l t i v a t e dl a n dc l a s s i f y ，w ed i v i d ec u l t i v a t e dl a n do f l i n t o n gi n t o7c l a s s e sa n dv a l i d a t e db y t h e o r ya n dp r a c t i c e m yr e s e a r c hh a sr e l i a b i l i t ya n dr a t i o n a l i t yi nac e r t a i ne x t e n t ，i th a s i m p o r t a n tt h e o r e t i c a la n dp r a c t i c a ls i g n i f i c a n c e f o rr e l e v a n tg o v e r n m e n td e p a r t m e n t so f l i n t o n gd i s t r i c ti na g r i c u l t u r a ld e v e l o p m e n ta n df r a m i n ga g r i c u l t u r ed e v e l o p i n gp o l i c y , t o e x p l o i t ，u s e ，p r o t e c ti n f i e l ds o u r c e s ，a n dc o n t i n u a lu t i l i z eo f c u l t i v a t e dl a n d k e yw o r d s ： c u l t i v a t e dl a n d ，c l a s s i f i c a t i o n ，g i s ( g e o g r a p h i ci n f o r m a t i o ns y s t e m ) 1 1 1 论文独创性声明 本人声明：本人所呈交的学位论文是在导师的指导下，独立进行研究工 作所取得的成果。除论文中已经注明引用的内容外，对论文的研究做出重 要贡献的个人和集体，均己在文中以明确方式标明。本论文中不包含任何 未加明确注明的其他个人或集体已经公开发表的成果。 本声明的法律责任由本人承担。 论文作者签名南为趋 砌7 年月罗日 论文知识产权权属声明 本人在导师指导下所完成的论文及相关的职务作品，知识产权归属学 校。学校享有以任何方式发表、复制、公开阅览、借阅以及申请专利等权 利。本人离校后发表或使用学位论文或与该论文直接相关的学术论文或成 果时，署名单位仍然为长安大学。 ( 保密的论文在解密后应遵守此规定) 论文作者签名：主j 毛耄蔓 导师签名： 学名小 咖7 年占目百e t 砷 年厂月e e l 长安大学硕士学位论文 第一章绪论 1 1研究背景 耕地是土地的精华，是农业生产最基本的生产资料。中国人口1 3 亿，耕地数量1 8 2 7 亿亩，世界人口6 5 6 亿，耕地数量2 0 1 2 亿亩。中国是一个人口大国，占世界人口的2 2 ， 而人均耕地资源仅占世界人均水平的4 0 ，不到美国的1 6 ，俄罗斯的1 8 ，加拿大的 1 1 5 ，甚至不到印度的1 2 1 1 。随着工业化、城市化进程的加快，农业结构调整、生态退 耕等工作的不断深入耕地进一步减少。 按照国土资源部土地利用变更调查结果，我国1 9 9 8 年至2 0 0 5 年耕地数量如表1 1 所示。 表1 11 9 9 8 年至2 0 0 5 年全国耕地数量【2 】 年份( 年)耕地数量( 亿亩) 1 9 9 81 9 4 5 1 9 9 91 9 3 8 2 0 0 01 9 2 4 2 0 0 l1 9 1 4 2 0 0 2 1 8 8 9 2 0 0 31 8 5 1 2 0 0 41 8 3 7 2 0 0 51 8 3 1 截至到2 0 0 6 年1 0 月3 1 日全国耕地面积为1 8 2 7 亿亩，全国人均耕地面积仅为1 3 9 亩。从1 9 9 8 年至2 0 0 5 年全国耕地面积变化情况如图1 1 所示。 1 9 9 8 1 9 9 9 2 0 0 02 0 0 12 0 0 22 0 0 3 2 0 0 4 2 0 0 5 年份 图1 1 全国耕地面积变化情况 随着耕地数量逐年减少，耕地供求矛盾日趋尖锐。国情决定了耕地在我国国民经济 第一章绪论 和社会发展中具有举足轻重的地位。因此，进一步加强耕地资源的管理和保护，建立有 效的耕地资源管理体系，是当前亟待解决的问题。对耕地进行分等，摸清耕地资源的数 量和质量状况，完成国土资源大调查己成为当前土地管理部门急需开展的一项工作。 1 2 研究意义 耕地分等是在特定的目的下，依据土地的自然属性和经济属性及其在社会经济活动 中的地位和作用，综合评定耕地土地质量的优劣并划分等级，为科学合理利用与保护耕 地提供依据【3 】。耕地分等是衡量耕地质量好坏的必要手段，也是土地管理的一项基础工 作。进行耕地分等研究主要目的是为了依法、科学、合理、统一管理耕地资源，为培育 完善土地市场和深化农村使用制度改革服务。具体现实意义在于： ( 1 ) 有利于科学量化耕地数量、质量和分布，为实施耕地占补平衡制度和基本农 田保护制度提供依据。中华人民共和国土地管理法规定实现耕地占补平衡不仅要求 数量上平衡，更要求新开垦耕地的质量，从数量上和质量上不低于被占用耕地。通过耕 地等别的评定可以科学地量化被占用耕地的质量，从数量上和质量上为耕地占补平衡的 实现提供科学依据，从而加强耕地保，保障粮食安全。同时通过耕地分等可形成耕地质 量的等别体系，统一掌握耕地的质量分布格局，为基本农田保护区的划定提供科学的技 术基础。在土地整理中，通过耕地分等定级，统一掌握和界定农田生产区、中低产区的 布局，为开展土地整理的规划制定、土地整理项目实施、中低产田改造、农业综合开发 提供理论依据。 ( 2 ) 有利于理顺土地价格体系、培育完善土地市场，促进土地资产合理配置，开 展土地整理、土地征用补偿和农村集体土地使用权流转等工作提供依据。土地既是资源， 又是资产。在市场经济条件下，相对稀缺的资源会形成相对较高的价格，耕地分等定级 会促使土地从低效率经营者向高效率经营者流动。同时也有利于农业向节约、集约用地 方向发展，为合理征用城镇建设用地提供指导，建立统一的城乡土地市场，促进农村集 体土地使用权的合理流转；同时也为建立和完善统一的土地价格体系提供必要的基础。 ( 3 ) 有利于耕地资源的维护与合理持续利用。耕地质量分等成果使得农业生产管 理部门、农业科技推广部门以及农业生产者能够有针对性地进行生产管理、技术推广和 采用更为适用的生产技术，开展中低产田改良以培肥地力，同时也有利于各级政府能够 有效地建立耕地等级档案和进行动态监测，合理制定有关政策，促进耕地资源的合理利 用和保护。 ( 4 ) 有利于贯彻落实中华人民共和国土地管理法和“十分珍惜、合理利用土 2 长安大学硕上学位论文 地和切实保护耕地”的基本国策，对耕地进行科学、合理、统一、严格管理，提高耕地 管理水平【4 羽。 1 3 耕地分等研究综述 1 3 1 国外研究进展 国外耕地评价产生有两千年的历史。在古希腊、埃及、印度、罗马古国的文献资料 中，都有关于耕地等级划分的记载。古罗马著名学者和农学家瓦罗的著作论农业中 提出按“农地的价值大小来排列”进行土壤的分级。但是，科学的土地评价研究仅有半 个世纪的历史。根据其特点，大致分为三个时期。 ( 1 ) 早期土地评价 早期的耕地分等定级在国外的研究，最初是为获取土地赋税依据而开展【7 】，如以合 理征收地税为目的的耕地评价的资料最早见于1 5 世纪莫斯科公国的税册中，随后奥地 矛1 j ( 1 7 1 7 ) 、法兰西( 1 8 0 8 ) 、普鲁z t = ( 1 8 6 1 ) 等国也相继开展了以赋税为目的的耕地评价；俄 罗斯1 8 8 6 年出版的尼日格勒州土地鉴定材料、德国财政部1 9 3 4 年提出的农地评j 价条例根据土地性状对产量的影响划分耕地等裂引。美国1 9 3 7 年提出的斯托利指数分 级。而以合理利用土地为目的的土地评价研究是随着资源调查与土地合理利用规划而产 生和发展起来的。1 9 6 1 年，美国农业部土壤保持局正式颁布了土地潜力分类系统 ( k l i n g e b i e la n dm o n t e g o m e r y , 1 9 6 1 ) 【9 1 。这是世界上第一个较为全面的土地评价系统。 它以农业生产为目的，主要从土壤的特征出发来进行土地潜力评价，分为潜力级、潜力 亚级和潜力单位三级。继美国之后，加拿大土地清查中的土地潜力分类系统( 1 9 6 3 ) 。英 国土壤调查局的土地利用潜力分类系统( b i b b ya n dm a x m e y1 9 6 9 ) 相继推出【1 0 】。加拿 大的土地潜力分类系统的主要成就是土地潜力图的数值化，为加拿大土地数据库提供了 大量的数据资料，并对土地进行适宜性评价，有助于土地利用规划。英国的土地利用分 类系统的特点则是各土地质量级的定义比美国土地潜力分类系统更精确，规定了限制性 因素值。这一时期的土地评价研究考虑的是广泛的标准化的土地利用和土地自然属性的 变化，而未涉及社会经济条件和技术的变化，并且没有针对特定的土地利用类型进行适 宜性分析与评价。 ( 2 ) 中期土地评价 这一时期从7 0 年代初到8 0 年代末，随着更广泛的资源调查和遥感等技术手段在资 源调查中的应用，土地评价研究从一般目的的土地评价过渡到有针对性的专门评价，土 地评价研究进一步深化。1 9 7 6 年，联合国粮农组织( f o o da n da g r i c u l t u r eo r g a n i z a t i o n 简称 第一章绪论 f a o ) 颁布了土地评价纲要 1 1 】。该纲要从土地的适宜性角度出发，分为纲、类、亚 类和单元四级。该系统弥补了土地潜力分类系统的不足，反映了土地的适宜性程度及土 地的限制性因素和改良管理措施。在此之后，联合国粮农组织又组织了农业生态区计划 的研究，从气候和土壤的生产潜力分析入手进行土地适宜性评价，并在非洲东南亚和西 亚实施应用( f a o ，1 9 7 8 - - 1 9 8 0 ) 1 2 1 。这一时期的土地评价明确提出了土地评价为土地 利用规划服务的目的。评价结果不仅揭示了土地的生产潜力，更重要的是针对某种土地 利用方式来进行，并进行了经济分析和效益比较，反映了土地的最佳利用方式，适宜性 程度及改良利用的可能性。 ( 3 ) 近期土地评价 8 0 年代以后，随着计算机在资源与评价中的广泛应用，土地评价的理论与方法不断 改进和完善，向着综合化、精确化的方向发展【1 3 】。联合国粮农组织在土地评价纲要的基 础上，针对灌溉农业、雨养农业、林业、畜牧业等不同的土地利用类型，详细分析了各 种土地利用对土地的要求和土地的质量特性，建立了系统的、全面的土地评价体系 ( f a o ，1 9 8 31 9 8 41 9 8 5 ) 1 1 4 - - 1 6 1 ，在世界各地实施。加拿大的斯密特等人发展了毕克提 出的综合土地评价的概念。他们通过分析自然、经济和社会条件，建立综合的土地评价 模型，包括数据处理、建模、求解、评价预测和制图，并应用于安大略省的农业土地评 价。这一方法的优点是能进行土地利用和产量预测。近年来，景观生态学研究的迅速发 展，使土地生态评价成为土地评价研究的新方向之一。加拿大圭尔夫大学教授莫斯以加 拿大生态土地分类单位生态区作为土地评价单元，通过分析土地系统内部的各种地理过 程及过程响应，建立数学模型，将气候、土壤的生产潜力相结合进行土地评价，应用于 加拿大的安大略省。 随着人口、资源、环境与发展问题的提出，土地人口承载力研究已被世界各国科学 家所重视。f a o 利用现代计算机技术，研制了“农业生态区( a e z ) 法，设计出不同农 业投入水平下可养活人口的估算方法，并在1 1 7 个发展中国家评价了2 0 0 0 年的土地人 口承载力【17 1 。 近十年来，国内外的土地评价研究呈现出了一些新的趋势。一是研究由综合化向专 业化的方向发展，研究区域从大范围到中小范围发展。传统综合的大农业用地评价渐趋 于单项甚至单作物的土地评价。二是评价因子中自然和经济特征综合考虑。土地资源的 概念和土地评价的对象逐步趋向于综合体，已经由过去传统的土壤肥力、耕地自然质量 为主扩展到自然经济综合体。耕地分等就是从自然、经济两个方面进行土地质量评价。 长安大学硕r 上学位论文 三是研究方法由定性向定量化方向发展。上世纪七十年代以后，国际国内耕地分级评价 方法除了采用定性化等级体系，也在探索定量化的参数体系。近年来随着回归分析法， 模糊分析法等新方法的应用，定量化的研究方法已取代了定性分析法。评价方法愈加向 着合理化、规范化和精确化的方向发展。四是研究手段广泛采用了新技术。计算机和遥 感技术给耕地分等定级研究的进一步深入提供了现代化的工具。地理信息系统( g i s ) 技术把地理位置和相关属性有机结合起来，根据实际需要准确真实、图文并茂地输出给 用户，借助其独特的空间分析功能和可视化表达，进行各种辅助决策。土地资源评价与 管理是g i s 应用最早和较为成熟的领域之一。五是研究目的为“可持续发展 服务。随 着全球人口、资源、环境与发展问题的矛盾日益尖锐，1 9 9 2 年联合国提出的“可持续发 展 战略，在世界范围内掀起了“可持续发展”的研究高潮。世界各国的土地科学工作 者也开始致力于农用地“可持续性利用”的研究。耕地分等定级评价将技术、政策、社 会经济与环境结合在一起，为达到保持或提高地力，降低生产风险，保护自然资源潜力 和防止耕地退化的目的【4 1 。从而使耕地能够被人类永续利用。 1 3 2 国内研究进展 我国是世界上研究土地分类、进行土地评价最早的国家【1 8 】，土地评价历史沿革悠久， 早至夏商时代以赋税需要的评价，近至目前为全面掌握耕地数量和科学量化耕地质量， 确保粮食安全的耕地分等研究。 ( 1 ) 古代研究进展 早在夏商时代，由于赋税需要，对地力和农垦已经提出了要求，开始对农用地进行 评价。公元前7 世纪，齐国管仲曾废除公田制，按土地肥瘦类别决定田赋轻重。在2 5 0 0 年前古籍周礼地官司徒中就有关于土地质量高低的记载。禹贡一书将“九 州土地分类后，再按肥力高低将土地划分为上、中、下三等九级。管子地员篇 是世界上最早的农用地分类和评级的著作，就土地分等作过比较详细的论述，篇中将土 地分为三等十八类，每类又分为五种，共九十种【1 9 】。 ( 2 ) 近现代研究进展 1 8 5 3 年太平天国颁布的天朝田亩制度规定按全年单位面积产量评定田地等级， 把田地分为三等九级，被称为最早最简单的土地经济评价。1 9 1 4 年北洋政府拟订国 有荒地承垦条例，条例中将“承垦地之价分为五等 ，同年拟订的边荒地条例中将 边荒地分为五等，并确定了各等地的地价1 2 0 】。 ( 3 ) 当代研究进展 第一章绪论 由于科学技术的历史局限，以前的研究都没有形成完整的评价体系。真正进入科学 的大规模的耕地评价研究和实施还是在新中国成立以后【4 】。主要进展及成果如下： 1 9 5 1 年为确定农业税税率，财政部组织的查田定产对全国耕地评定等级。本次的耕 地评定等级对等级的划分和地区间平衡的方法没有科学的界定，这次的土地评价也属于 简单的经济评价【2 1 1 。 1 9 7 8 年开始的全国第二次土壤普查，依据土壤的主要养分水平对土壤肥力状况进行 评价定级，把全国土地分为8 个级别，主要反映土壤的肥力状况但不能反映各地生产力 水平的差异。 1 9 8 3 年后，中国科学院综合考察委员会参照联合国粮农组织( f a o ) 的土地评价 纲要主持编制全国1 ：1 0 0 万土地资源图，对全国土地进行生产力评级，分为潜力区( 水 热条件) 、适宜类( 适宜性) 、适宜等( 适宜程度) 、限制型( 限制因素) 、资源单位( 制 图单位) 5 个方面，但未考虑因投入产出和经营利用状况的差异造成的影响【2 2 】。 19 8 6 年，原农牧渔业部土地管理局和中国农业工程研究设计院等单位在国内外土地 评价理论和在各地试点经验的基础上，研究制定了县级土地评价技术规程( 试行草 案) ，主要以水、热、土等自然条件为评价因素，划分农用地自然生产潜力的级别。 “七五 期间，中国农科院区划所和农业部土肥总站按土壤肥力，土壤理化性状， 土壤障碍因素与农用地生产水平等条件综合比较，把全国农用地划分为5 个等级。由于 是建立在资源详查的基础上，不能作为土地质量管理的依据【2 3 】。 1 9 8 9 年8 月，原国家土地管理局制定了农用地分等定级规程( 征求意见稿) 并 在土地管理部门的组织下，在全国选择了6 个试点县进行了农用地分等定级工作。但从 试点成果上看，多侧重于定级，没有建立起全国可比的参照体系【2 引。 1 9 9 5 年，中国农科院农业自然资源和农业区划所，以县级为单位对耕地进行了分区 评价，并给出了每个县级单位的耕地质量指数。 1 9 9 6 年，农业部颁布了行业标准全国耕作类型区、耕地地力等级划分，被称为 模拟作物产量法农用地评价体系，根据地力要素与作物生长发育的关系，模拟在分等定 级单元的特定地力要素条件下各参评作物产量在理论上所能达到的水平，并通过参评作 物与标准作物理论产量的当量系数将其转换为标准作物产量之和的相对指数来划分土 地产出能力，把全国划分为7 个耕地类型区、1 0 个耕地地力等级。总体上看，该评价体 系侧重于分类。在土地等级划分上仍然是以粮食产量为标准，没有将自然条件和人为投 入体现出来【2 5 1 。 6 长安大学硕士学位论文 1 9 9 8 年，国土资源部在总结1 9 8 9 年试点经验的基础上，又提出了农用土地分等 定级规程( 讨论稿) ，并在北京召开了研讨会。会议认为，此规程以土地生产潜力 理论为基础，开展农用地质量评价的技术思路是正确的，并对一些概念的界定和技术程 序要求具体规范，进行修改。其后，部分县市根据国土资源管理工作的需要，开展了农 地分等定级和估价工作，提供了区域性的可参考的农地分等定级与估价成果。 2 0 0 1 年以后，在全国范围内开展了农用地分等定级与估价工作，2 0 0 3 年8 月1 日国土资源部正式下发实施农用地分等规程、农用地定级规程和农用地估价 规程，它采用了世界粮农组织( f a o ) 的“农业生态区( a e z ) ”方法与原理，基本思 路是在耕作制度的控制下，从作物光温气候潜力出发，经作物产量比系数折算成全国可 比的标准粮，再测算土地自然质量分、土地利用系数、土地经济系数，按照积分法综合 成全国可比的分等数量指标。从此标志着我国土地评价已经完全向潜力评价、适宜性评 价和经济评价综合的方向发展【2 6 1 。 农用地分等规程是以土地管理法、土地管理法实施条例及基本农田保 护条例为依据，总结我国1 9 8 5 年以来的农用地分等定级成果和试点工作经验，充分 吸收相关学科的研究成果和国外先进技术的基础上编写而成。该规程建立了能够在 全国范围内可比、与土地详查、土壤普查成果相衔接的农用地评价体系；综合运用土地 自然评价、土地利用评价和土地经济评价的理论与方法，建立了包括光温生产潜力、标 准耕作制度、产量比系数、指定作物最大产量、最大“产量一成本 指数等国家级参数i 体系；在农用地分等定级过程中，采用因素法、样地法及其他新技术，使成果具有较高 的科技含量；分等定级成果具有多层次、多样性的特点，满足了成果应用的多目标需要【3 1 。 1 3 3 陕西省研究进展 陕西省对耕地质量评价的较早文字记载见于管子地员篇，该篇将关中耕地分 五个类型；到后来明清时期兴平县土地清查将全县土地按质量划分为六等以及清朝乾隆 年间将宝鸡县耕地按质量划分为五等；建国以来耕地评价始于财政部组织的“查田定 产 ，全省部分市县进行了耕地评价调查，如商南县、宝鸡县、陇县、大荔县和长安县 等市县开展了“查田定产 工作；2 0 世纪8 0 年代全国第二次土壤普查对全省部分市县 耕地进行了评价调查，如武功县、眉县等县的耕地评价；最近的耕地评价是在1 9 9 3 - - 1 9 9 6 年期间全省大部分地区完成的耕地平等定级研究工作【l9 1 。以上研究工作为陕西省耕地评 价研究做了大量贡献，同时为本研究工作提供了大量参考资料，但其在评价方法上多以 专家经验结合人工评价制图法进行，方法手段较为落后。有关g i s 支持下的耕地质量评 7 第一章绪论 价，特别是农用地分等定级研究至今尚没有较完善的可推广的实践经验和技术体系。 1 3 4g i s 技术在耕地评价中的研究 国外g i s 应用于土地管理始于7 0 年代末8 0 年代初，随着3 s 技术和地图、自动制 图技术等高新技术的发展与应用，在数据更新、土地动态评价、评价精度方面取得很大 进展，并能快速完成多维、多元信息复合分析。在耕地评价与管理中，逐渐建立了一系 列土壤管理信息系统，如f a o 世界土壤图( s m w , 1 9 7 1 1 9 8 1 ) 和世界土壤资源数据库 ( s d b ，1 9 8 9 1 9 9 1 ) ，s o t e r 土壤与地体数字化数据库( s o i la n dt e r r a i nd i g i t a ld a t a b a s e ) ， 国际土壤参比中。l = , ( i s r i c ) 世界土壤排放清单的项目( w i s e ) 建立的全球土壤数据库、加 拿大国家土壤信息系统( c a n g i s ) 、澳大利亚s i r o 土地利用规划信息系统、英国的土地 资源信息系统、美国土壤信息系统( n a s i s ) 等【2 7 1 。近年来发展的空间决策支持系统通过 g i s 技术与专业模型和数学方法的集成，更有利于土地资源的合理管理与使用。 耕地评价理论和方法不断发展的同时，我国在耕地评价和管理方面也不断在采用高 新技术来作为其技术手段。g i s 技术的应用就是非常重要的一个方面。g i s 的应用在我 国起步较晚，它是在计算机地图制图、计算机技术、计量和遥感技术的基础上发展起来 的。我国耕地资源评价在8 0 年代以前基本上是参照美国“土地潜力分类系统”和联合 国“土地评价纲要，结合各地实际情况而进行的，基本上属定性研究。8 0 年代以后， 数理统计方法开始应用于耕地评价，使耕地资源研究的定量化水平取得了提高。1 9 8 4 年，国家测绘局开始组建国家基础地理信息系统。之后，随着g i s 应用的越来越广泛， 耕地评价方法的不断发展和创新，8 0 年代后期，出现了利用g i s 对耕地资源进行多宜 性评价、生产潜力评价及耕地分等定级等方面的研究。在耕地评价方法上对层次分析法、 模糊数学方法、神经网络模型等进行了探索研究。利用g i s 技术和适当的评价方法，不 但提高了结果的精确度、有利于评价结果的推广应用，同时也减少了耕地评价工作中所 需的人力、物力、财力，提高了工作的效犁2 7 1 。 1 4 研究内容与方法 针对以前耕地分等研究中存在的人工计算、制图、方法手段落后、工作效率低下、 评价方法偏重主观判定和定性分析等问题，本文以农用地分等规程为准则，借鉴已 有的农用地分等经验，采用资料分析与实际调查、定性分析与定量分、依托g i s 技术， 充分发挥g i s 高智能、高精度、高效率等特点，研究m a p g i s 在县域耕地分等中的应用， 以西安市临潼区为例进行县域耕地分等研究。 8 长安人学硕十学位论文 本文采用资料分析与实际调查、定性分析与定量分、m a p g i s 和a r c v i e w 等g i s 软 件技术结合p h o t o s h o p 、o f f i c e 等软件，从临潼区耕地分等的基础资料的收集、分等因素 的选取及指标体系的建立、基础空间数据的采集、分等单元的划分、空间数据库和属性 数据库的建立及链接、分等过程中的指数计算与统计、分等结果检验与分析以及最终研 究结果图的输出等方面研究了m a p g i s 技术在县域耕地分等中的应用和m a p g i s 技术支 持下的县域耕地分等。 9 第二章耕地分等的理论幕础 第二章耕地分等的理论基础 土地评价、利用和管理等的理论研究较多，以下针对与耕地分等密切相关的地租理 论、区位理论、土壤肥力理论、可持续发展理论、土地报酬变动规律理论和地理信息系 统理论等基础理论作一系统阐述。 2 1地租理论 现代西方经济学和土地经济学将地租定义为：“土地生产利用中自然产生的或应该 产生的经济报酬 ，视地租为“一种经济剩余 ，即“总产值或总收入减去总要素成本或 总成本的剩余 。马克思主义地租理论认为，地租是真接生产者所创造的剩余生产物被 土地所有者无偿占有的部分，是土地所有权在经济上的实现形式。马克思把地租区分为 级差地租和绝对地租，级差地租是指租用较优土地所获得的归土地所有者的超额利润， 它与土地等级相联系，在等量投入的情况下，土地等级不同，土地收益便不同，地租额 也不同【2 8 】。地租理论与耕地分等有着密切的联系，是指导耕地分等的理论基础。 首先，耕地的肥力制约着耕地的现实与潜在生产力，在其他条件相同的条件下，耕 地越肥沃，其产量和产值越高，收益也越大，相应地耕地的等别也越高。不同耕地肥力 造成的耕地收益产生的差额正是地租理论中的级差地租i 。 其次，耕地的位置状况不同，其产生的收益不同。耕地位置状况是指位置距离市场 远近，交通便利程度，人口密度，企业集聚状况等社会经济条件。由于农产品的交换价 值是由从生产到送上市场这一整个过程中所必需的各种形式的劳动总量所决定的，其他 条件相同时，距离市场近的耕地，运输费用低，可以获得超过平均利润的超额利润，即 产生级差地租，可获得较高的收益，耕地等别相对较高。 再次，地租理论是检验耕地评价结果正确与否的重要手段。一般而言评价结果能否 正确反映出土地质量的本底差别，既取决于对地租理论的正确把握，又受到评价方法的 制约。因此，耕地评价结果可通过级差收益测算的结果来进行验证。同时地租理论是耕 地评价的一种手段。地租量大小是衡量耕地质量优劣的综合指标，在土地市场发育成熟 的地方，可直接利用地租量的大小来判断耕地好坏。耕地分等亦是科学确定地租量的重 要手段。事实上，地租理论的建立，正是从分析影响地租的因素入手的。由此可见，科 学量化地租的过程也是耕地质量评价的过程【2 1 1 。因此，地租理论是指导耕地分等理论 基础。 1 0 长安人学硕士学位论文 2 2区位理论 区位理论是通过地球表面的几何要素( 点、线、面) 及其组合实体( 网络、地带、 地域类型、区域、土地) ，从空间或地域方面研究自然和社会现象，是关于人类活动， 特别是经济活动的空间分布及其空间中的相互关系的学说。土地区位论主要研究：一定 的经济为什么在特定的土地区域内进行? 一定的经营设施为什么会建于特定的土地区 域之内? 一定的土地收益为什么于特定区块或地段相联系等? 古典区位理论以德国农业基金学家杜能在1 8 2 6 年出版的农业和国民经济中的孤 立国为标志，提出了著名的同心圆土地利用模式。1 9 世纪中叶以后，工业区位论迅 速发展，龙哈德( w l a u n h a l d t ) 提出了由原料、燃料和市场构成的“区位三角形 原 理。2 0 世纪初，韦伯( a w e b e r ) 提出了关于工业区位由运费、劳力和集聚决定的“工 业区位三指向”理论。近代区位理论以克里斯塔勒( w c h r i s t a l l e r ) 在2 0 世纪3 0 年代 提出的中心地理论为标志。此后，廖什( a l o s c h ) 1 9 3 0 年提出了市场网络理论，在后 来的区域规划、城镇体系规划和土地利用规划中得到了普遍应用【3 2 】。 区位包括自然地理区位、经济地理区位和交通地理区位。自然地理区位包含地球上 某一事物与其周围陆地、山川、河流、海洋等自然环境的空间位置关系，以及该位置上 的地质、地貌、植被、气候等自然条件的组合特征。经济地理区位是指地球上某一事物 在人类社会经济活动过程中创造的人地关系。交通地理区位主要指某地段与交通线路和 设施的关系。不仅城镇建设用地具有区为条件，耕地也同样具有区位条件。在耕地分等 中由区位理论可知，耕地的质量好坏受耕地自然地理区位、经济地理区位和交通区位等 影响。耕地的自然地理区位决定等耕的地自然生产条件，自然生产条件越好耕地质量越 高，经济地理区位和交通地理区位则不仅影响耕地的功能配置和利用布局，更主要的是 影响其实际使用价值和利用收益水平，产生土地利用的级差收益。如在农作物种植的选 择上一般经济和交通条件较好的区位，大多选择种植经济作物，耕地利用水平较高，收 益较大；相反则多种植粮食作物，利用水平较低，收益较小。因此，耕地分等必须考虑 区位对耕地的影响。 2 3 土壤肥力理论 土壤是指地球陆地表面具有一定肥力且能生长植物的疏松表层。土壤的本质特征和 特殊功能在于土壤具有肥力。关于土壤肥力的概念，有一个逐步认识和发展的过程。一 第二章耕地分等的理论基础 般西方土壤学家，传统地把土壤供应养料的能力看作是土壤肥力。如前苏联土壤学家威 廉士对土壤肥力的定义是：“土壤在植物生活的全过程中，同时又不断地供给植物以最 大量的有效养分及水分的能力 。我国土壤学界一般认为，土壤肥力是指土壤在植物生 长发展过程中能同时地、不断地供应和协调水分、养分、空气和热量的能力，并把水分、 养分、空气和热量称为四大肥力要素【3 3 , 3 4 】。由此可见，四大肥力要素之间互相制约、互 相作用的综合结果就构成了土壤肥力。 耕地分等主要是以耕地土壤肥力为基础充分考虑光温、气候条件，选择对耕地质量 起稳定影响的土壤条件，如有效土层厚度、表层土壤质地、土壤盐渍化、土壤有机质含 量等建立因素因子评价体系，利用多因素综合评价法划分耕地的等别。因此土壤肥力理 论是进行耕地分等的主要基础理论。 2 4 可持续发展理论 持续发展最早是由世界环境与发展委员会在著名的布朗特兰报告我们共同的 未来中提出的，持续发展被定义为：持续发展是既满足当代人的需要，又不对后代人 满足其需要的能力构成危害的发展。耕地资源作为土地资源的重要组成部分，其可持续 利用问题又是土地资源可持续利用的关键。耕地的