基于gis的土地整理耕地质量重估研究

基于gis的土地整理耕地质量重估研究

0土地整理潜力的评价耕地整理是指在以耕地（主要是耕地）为主的地区，通过实施土壤整理、灌溉和排水、道路和耕地保护和生态环境，增加有效耕地面积，提高耕地质量，改善农业生产条件和生态环境的活动。土地重估是土地评价的一种,即在土地开发整理项目竣工以后,借鉴耕地分等的技术思路,以耕地分等成果为基础,结合土地开发整理项目实施的实际情况开展的一项工作。土地整理通过土地平整、农田基本建设及地块合并等措施,使得整理后土地利用类型、土壤理化性状、道路通达性、排灌条件等重要因素发生变化,项目区内有效耕地面积、耕地质量也相应改变,进行科学地耕地质量评价可以为土地流转和土地整理绩效评价提供依据。国外土地整理非常重视地产价值评定,如德国土地整理中评定土地交易价值系数,并以此为依据进行土地交换和土地价值补偿。中国一部分学者也做过关于土地整理效益评价和土地整理后耕地质量评价等方面的研究。例如:早在2002年,朱德举等就提出,要对土地开发整理后的耕地进行地力检定,并加强开发整理区内耕地的质量管理;张献忠等在2004年以辽宁省庄河市土地复垦项目为例,采用多因素综合评价法和标准地块法对项目区的耕地进行了质量评价,并指出土地开发整理项目土地质量评价具有评价范围小、项目实施前后质量变化大等特点;2006年,金晓斌等在省级农用地分等研究成果基础上,采用农用地分等自然质量参评因素及权重,进行了土地整理项目的土地质量评价;2006年以后,关于土地整理项目土地质量评价的相关研究逐步增多[7,8,9,10,11,12,13],其中既有土地整理后的土地质量评价方法研究,也有更为精细的关于整理后项目区土壤质量的评价。由此可见,目前关于土地整理潜力及其质量评价的研究大多从项目所在地或项目区自身特点出发,其评价因素及评价标准各异,导致评价结果难以进行横向比较,不利于宏观尺度的分析统计。此外,对整理前后耕地质量变化的相关研究也相对不足。因此,笔者以山东省茌平县冯官屯镇为例进行实证研究,以期能够定量地评价农用地整理活动的实施效果,并对于下一步因地制宜地开展农用地整理项目、明确农用地整理工作的重点提供参考。1数据和方法1.1平县适应土地综合整治的实践项目为贯彻落实国务院提出的确保基本农田“总量不减少、用途不改变、质量不降低”的总要求和山东省人民政府《关于加强土地综合整治推进城乡统筹发展的意见》,结合《关于印发<山东省土地综合整治项目指南>的通知》(鲁国土资发110号)的有关要求,茌平县申请了2010年山东省土地综合整治示范项目。该项目位于茌平县东北部的冯官屯镇,共涉及46个行政村,包含农用地整理以及农村建设用地整治,属土地综合整治项目,项目区总规模4497.75hm2,其中农用地整理规模3433.33hm2(见表1)。本研究主要针对冯官屯镇土地整治综合项目中的农用地整理部分,评价对象为项目区内的耕地,主要评价农用地整理前后项目区内耕地质量的变化情况。通过农用地整理,对项目区内的废弃坑塘水面填埋、荒草地开发等,对田、水、路、林、村进行综合治理,耕地面积合计增加143.77hm2,土地利用结构得到改善,从而提高了土地资源的利用率和产出率。1.2平县土地利用现状本研究通过调查走访相关部门(国土、农业、水利等)获得有关数据资料。文本资料包括:项目可行性研究报告、规划设计报告、预算及图件资料、竣工报告及竣工图等;图形资料包括:茌平县土地整理前后的l:10000的土地利用现状图及数据库、茌平县农用地分等成果(2006)与耕地质量等级补充完善成果(2012年)、2012年茌平县卫片;其他资料包括:茌平县耕地地力评价成果、茌平县水系图等相关水利资料、茌平县统计年鉴(2008—2012年)、外业补充调查的土壤条件、地形条件、道路、灌排设施及作物投入产出等资料。1.3土地质量等级标准。我国土地整理后的土地重估过程主要分为3.本研究主要采用耕地分等方法对地整理后耕地质量进行重估,即以《农用地质量分等规程》(GB/T28407—2012)以及《山东省耕地质量等级成果补充完善技术细则》为依据,参考耕地质量等级补充完善成果等相关资料,充分利用有关部门的经验和成果,在广泛收集和重点调查项目区土地开发整理后农用地自然质量、利用状况、投入产出状况等方面资料的基础上,采用耕地分等所用的方法——“因素法”作为土地重估的方法。目前,全国耕地质量等级成果补充完善工作已经结束,它是基于自然、经济、社会等方面的因素对耕地质量进行评价和量化。本研究以山东省茌平县冯官屯镇土地整治综合项目为例,基于农用地分等成果,对农用地整理后项目区内耕地质量进行重估。研究过程大致如下:(1)根据相关规程标准,确定土地重估相关基本参数;(2)落实农用地整理项目基础设施的完成情况;(3)根据基础设施完成情况,确定整理后变化的分等因素并进行相应的调整;(4)利用耕地分等法对农用地整理后耕地质量进行重估;(5)分析整理前后耕地质量变化情况。1.4评价因素的确定根据《农用地质量分等规程》(GB/T28407—2012)和《山东省耕地质量等级成果补充完善技术细则》,茌平县属于鲁西北平原区,土壤质地、有机质含量、土壤剖面构型对土壤的水、肥、气、热影响重大;土壤盐渍化程度严重影响作物生长;灌溉和排水条件对土地生产力影响重大;灌溉水源和灌溉水质也对农用地影响较大,因此确定参评因素体系是:剖面构型、土壤质地、土壤有机质含量、盐渍化程度、灌溉水源、灌溉保证率、排水条件、灌溉水质。各评价因素对耕地质量的影响作用也不同,选择、确定评价因素,建立评价指标体系是评价的关键环节。项目区内耕地分等基本参数以及参与分等的因素权重、计分规则等见表2~3。1.5项目区内各等别面积的变化情况,确定表在外业调查的基础上,结合遥感解译,对比农用地整理工程的完成情况,利用Mapgis软件生成项目区内机井、排水沟、道路等的分布图,并在此基础上更新分等因素、重算等别,最终利用Excel统计整理前后项目区内各等别面积的变化情况。2结果与分析2.1项目区基础设施完成情况2.1.1土地平整整幅墙2.1.2农业节水项目2.1.4改善了农业生态环境项目区内通过田、水、路、林、村的统一规划和标准化建设,改善了农业生产条件和生态环境,实现“田成方、路通畅、沟相连、林成网、旱能灌、涝能排”,增强了农业综合生产能力,改善了村庄的人居环境。2.2因素的关系分析农用地整理工程,如水利工程、排灌工程等可以对部分耕地质量的限制性因素进行改进与完善。除此之外,加大灌排等基础设施的使用,也会降低或减弱原有限制性因素的作用(如盐渍化程度),对农业生产的产生良性影响,从而使得项目区内耕地整体效益得到提升。农用地整理工程类型与耕地质量因素的关系,见表4。根据相关研究,土壤有机质含量的CRT值为10~100年,剖面构型的CRT值为100~1000年,表层土壤质地的CRT值大于1000年,说明改造这几个因素需要长时间的大型土壤改良工程的投入,难度较大。因此,在评价项目区耕地质量变化时,土壤剖面构型、表层质地、盐渍化程度、有机质含量等沿用2012年茌平县耕地质量等级补充完善中的因素。而排水条件、灌溉保证率和灌溉水源是分等因素中相对最易改造的,通过农田基础设施建设和维护即可实现,时间成本也比较低。2010年以来,项目区内开展了一系列的基础设施建设工程,包括土地平整工程、农田水利工程以及田间道路工程等。开挖沟渠及合理增设机井,确保项目区内各种引黄沟渠成网络分布,可井黄并用,实现随时灌溉。除此之外项目区内开挖各种斗沟、支沟,形成布局合理、具有一定防洪、除涝能力和配套程度的排水体系。综上所述,项目区内耕地因素调整情况,见表5。2.3项目区内耕地质量评价在耕地分等的基础上,对相应因素做出调整之后,按照《农用地质量分等规程》以及《山东省耕地质量等级成果补充完善技术细则》的相关技术标准,首先利用地块法划分重估单元,具体做法是以2012年变更后的1:1万土地利用现状图和数据库为基础,提取耕地图斑作为重估单元;其次,根据分等因素权重及其计分规则,利用因素法计算出重估单元的自然质量分和自然质量等指数;根据实际调查的项目区内的指定作物产量,求得土地利用系数,计算利用等指数;通过外业调查项目区内的种子、农药、化肥等实际投入水平,求得产量-成本指数,从而计算土地经济系数以及土地经济等指数。按照山东省省等指数和国家等指数之间的换算公式,将省等转为国家等,按照标准划分自然等、利用等、经济等,使其全国范围内具有可比性。同理,利用耕地分等方法,计算整理前项目区内耕地质量。整理前后项目区内耕地质量评价结果,见表6。由表6可得:(1)自然等整理前6等地最多,占87.91%,而农用地整理后5等地占73.49%,没有7等地,自然等别数目减少,平均等别提高了0.8等,说明农用地整理对耕地自然质量的影响较为明显。(2)整理前项目区内利用等最高为7等,8等地和9等地占全部耕地的将近83.28%,平均等别为8.1等;整理后利用等最高为5等,8等地和9等地占比不到10%,7等地比重最大,平均等别为6.8等,比整理前提高了1.3等,说明经过农用地整理土地利用水平显著提高。(3)整理前项目区内经济等最高为7等,最低等别为11等,平均等别为9.2等;整理后经济等最高为7等,最低等为10等,等别跨度变小,经济等别更加集中,说明项目区内土地综合利用水平之间的差异变小,平均等别为8.3等,比整理前提高了0.9等。农用地整理后,项目区内灌排等基础设施条件改进,耕地质量显著提高,由此可得该整理项目实施效果明显。3实际国外农田整理项目的应用土地重估是土地整理项目完成的重要工作之一,其结果是评价土地整理绩效的重要依据。本研究以茌平县冯官屯镇土地综合整治项目为例,通过对项目区内基础设施完成情况进行分析,更新相关分等因素,利用因素法对项目区内的耕地质量进行重估,其结果为茌平县冯官屯镇土地综合整治项目实施效果评价提供参考。土地重估是对土地整理项目完成后的耕地生产能力改善程度的评价。通过对项目区整理项目实施前后的耕地质量等别进行对比分析,量化土地整理项目对耕地生产能力的影响程度,其结果可为实现耕地数量与质量的“占补平衡”提供详实的科学依据,促进耕地保护工作从单一的数量保护向数量、质量和生态三位一体保护的转变。截至目前,全国耕地质量等级成果补充完善工作已经基本完成,本研究利用耕地分等的方法及相关因素因子对农用地整理项目进行土地重估,拓宽了耕地质量分等成果的应用方向。由于茌平县冯官屯镇地处鲁西北平原区,通过本研究可得,灌溉保证率、排水条件以及灌溉水源对鲁西北平原地区耕地自然质量影响显著。因此,今后进行农用地整理的重点在于改善区域灌排条件,通过打机井、开挖沟渠等保证耕地灌排,这对于下一步平原地区开展农用地整理活动具有十分重要的借鉴意义。根据项目施工组提供数据,结合卫片对比及实地调查,项目区内共完成土地平整工程量1.321×105m3;填平废弃坑塘9.27hm2;翻耕荒草地0.14hm2;填平废弃沟渠总长度达35079.61m,项目区内土地平整工程完成良好。通过实地调研及项目施工组提供数据可得,项目区内共铺设PVC管道长度140002m;项目区原有机井130眼,新挖机井359眼,新建配套机井房489座(见图1);清淤排水支沟、斗沟总长度达97690m,新挖农沟、斗沟、支沟合计总长度达89595m(见图2);项目实施期间,新建桥梁247座,维修桥16座、管涵289座、闸1座,项目区内农田水利设施极大改善,灌排条件显著提高,基本能够实现旱能灌、涝