北方山丘區縣域農用地整理數量質量潛力測算方法研究

王洪丹,王金滿,2*,李新鳳

1.中國地質大學（北京）土地科學技術學院,北京100083

2.國土資源部土地整治重點實驗室,北京100035

北方山丘區縣域農用地整理數量質量潛力測算方法研究

王洪丹1,王金滿1,2*,李新鳳1

1.中國地質大學（北京）土地科學技術學院,北京100083

2.國土資源部土地整治重點實驗室,北京100035

農用地整理是實現耕地總量動態平衡、提高耕地質量、改善生態環境的重要措施，農用地整理潛力測算是當前縣級土地整治規劃編制的基礎。本文以北京市懷柔區為例，在本區2010年土地變更調查的基礎上，先根據坡度劃分耕地類型區，再以行政村為單元通過標準田塊設計方法測算了農用地整理數量潛力，并劃分耕地補充潛力等級。同時在農用地分等成果基礎上，采用目標等別法，通過分別計算原有耕地提高產能和新增耕地產能，測算了農用地整理后產生的質量潛力。研究發現，采用標準田塊法和目標等別法計算農用地整理潛力具有可行性。通過農用地整理數量與質量潛力的測算，得出通過道路、溝渠、田坎的綜合整理可新增耕地面積48.51 hm2，耕地質量可提升1.18個等級，產生的質量潛力為1.76×104t。本研究可為編制懷柔區土地整治規劃提供技術支撐。

農用地整理;數量潛力;質量潛力;產能;標準糧產量

土地是人類賴以生存與發展的重要物質和資源基礎，耕地作為土地中的精華，是構成糧食綜合生產能力的最基本要素之一，是實現糧食安全的基礎和保證[1]。在城市化進程加快的今天，耕地資源日益短缺，嚴格保護耕地成為重中之重。耕地保護不僅要求耕地數量穩定，而且更加注重耕地質量的穩定，以期達到綜合生產能力的穩定[2]。在新一輪土地整治規劃編制過程中，耕地保護作為首要任務，農用地整理潛力成為規劃編制的基礎。農用地整理潛力，是指通過綜合整理耕地及分布其間的道路、林網、溝渠、墳地、零星建設用地和未利用地等，在提高耕地質量、增加有效耕地面積、提高耕地產出率和發揮農業種植規模效益等方面具有一定的潛力。農用地整理潛力包括數量潛力和質量潛力兩個方面。一些學者在農用地整理數量和質量潛力測算方面進行了相關研究，倪九派等[3]運用AHP和熵權法進行了土地整理潛力評價研究，劉現偉等[4]采用多因素加權法進行土地整理潛力評價，王婉晶等[5]構建了三指標法綜合分析模型進行低山丘陵盆地區農用地整理潛力分級研究，陳亞恒等[6]采用耕地因素組合法計算了研究區耕地整理潛力，劉文智等[7]、王秋香等[8]均采用農用地產能核算成果分析研究耕地質量潛力，張瑞娟等[9]采用修正法對耕地質量潛力進行了測算研究。相關研究方法多樣，存在不同程度的主觀性。同時，在北方山丘區坡度變化大、地塊破碎，農用地整理數量質量潛力測算不能采用統一的標準測算。為此，本文以北京市懷柔區為例，在劃分耕地類型區的基礎上，采用標準田塊法進行農用地整理數量潛力測算，同時，利用農用地分等成果，采用目標等別法，全面分析評價農用地整理數量潛力和質量潛力。以便使操作更加簡便，結果更加準確，更加符合實際，為科學編制縣級土地整治規劃提供了技術支撐。

1 研究區概況

懷柔區位于北京市東北部，是北京市遠郊區縣之一，位于北緯40°14'～41°04'，東經116°17'～116°53'，距市區50 km。氣候屬暖溫帶大陸性季風型半濕潤氣候，冬季寒冷干燥；夏季溫暖濕潤；地形以山區為主，占全區面積的89%，地貌輪廓由南向北表現為“山前平原-軍都山地-山間盆地-山地”相間分布的模式；土壤有棕壤、褐土、潮土、水稻土四大土類，pH值在5.9～8.0之間；作為北京市重要的供水源地，區內河流水庫眾多，地下水資源豐富，水質優良。

2010年懷柔區耕地面積為1.02×104hm2，耕地以水澆地、旱地和菜地為主，水澆地占耕地總面積的47.79%，旱地占耕地總面積的47.67%，菜地占耕地面積的4.54%。懷柔區農用地自然質量構成的特點為從南到北呈遞減的趨勢。高等別的農用地大多分布在南部的平原區，而等別較低的農用地主要分布在北部山區。懷柔區各鄉鎮耕地面積匯總表見表1。

表1 懷柔區各鄉鎮耕地面積匯總表單位:hm2Table 1 The farmland area of each of town in HuairouUnit:hm2

2 研究方法

2.1 農用地整理數量潛力測算

2.1.1 測算方法農用地整理數量潛力是指對現實中分布在耕地地塊中能夠適合于耕地用途的未利用地和工礦廢棄地等零星地類及耕地中分布的農村道路、溝渠和田坎通過土地整理規劃設計，降低其比例系數，所能增加的有效耕地面積[10]。概括來說其潛力主要來源是通過道路、溝渠、田坎的綜合整理所增加的耕地面積。農用地整理數量潛力測算采用標準田塊法，公式如下：

式中：ΔS為耕地類型區凈增耕地總面積，hm2；Ad為各耕地類型區的道路-溝渠-田坎系數；Ab為設定的與典型區同坡度類型區集約利用水平較高的耕地的道路-溝渠-田坎系數；S為耕地類型區的待整理耕地面積，hm2。

2.1.2 測算流程本研究農用地整理數量潛力測算以研究區2010年土地變更調查圖為基圖，根據坡度劃分耕地類型區，在劃分耕地類型區的基礎上，進行不同類型區的標準田塊設計，計算典型地塊內道路、溝渠、田坎面積之和占典型區內耕地面積的比例。取各標準田塊道路-溝渠-田坎系數的平均值作為相應耕地類型區的道路-溝渠-田坎系數。通過計算與設定的標準道路-溝渠-田坎系數（即與典型區同坡度類型區集約利用水平較高的耕地中道路、溝渠、田坎面積占耕地面積的比例）的差值，確定各類型區道路-溝渠-田坎降低系數。道路-溝渠-田坎降低系數與待整理耕地面積相乘，即為道路-溝渠-田坎整理增加耕地面積。具體見圖1。

2.2 農用地整理質量潛力測算

2.1.1 測算方法農用地整理質量潛力是指在一定時期內、一定的生產力水平下，對某一區域內某種用途的耕地，通過采取一系列工程技術措施，在社會經濟條件的影響下，可以實現提高耕地自然質量,提高耕地綜合生產能力、改善生態環境和降低生產成本等效益的程度或大小[11]。質量潛力最終體現在耕地產出率上，體現在耕地綜合生產能力上[12]。

農用地整理質量潛力測算就是對土地整理前后質量提升幅度的測算，主要通過提高耕地質量等別來實現。本研究在農用地分等成果基礎上，采用目標等別法，通過分別計算原有耕地提高產能和新增耕地產能，測算農用地整理后產生的質量潛力。

（1）新增耕地產能計算

新增耕地部分的產能是假設新增耕地均能達到該行政區的平均利用等，按式（2）計算：

式中：W新為新增耕地產能，kg；Qi為新增耕地面積，hm2；K為該行政區平均利用等對應的標準糧產量，kg/hm2。

（2）原有耕地質量提升產能計算

原有耕地部分，假定各鄉鎮的平均利用等別通過整理可達到該鄉鎮的最高利用等，按式(3)計算：

式中：W提為耕地質量提升產能，kg；A為待整理耕地規模，hm2；T為耕地利用等別提高的程度，為該鄉鎮平均利用等減去該鄉鎮的最高利用等；C為一個利用等的標準糧產量，kg/hm2。

（3）農用地整理質量潛力測算

農用地整理質量潛力以提高的產能來表示，主要就包括原有耕地等級提高帶來的潛力和新增耕地產生的潛力兩部分。其計算公式為：

式中：W為通過農用地整理產生的質量潛力，t。

2.1.2 測算流程質量潛力測算的主要流程如下：

（1）本文采用目標等別法，在農用地分等成果基礎上，以行政村為單元，取行政村各分等單元等別的平均值作為各行政村耕地的等別，同時取各鄉鎮分等單元等別的平均值作為該鄉鎮的耕地等別。

（2）選取鄉鎮分等單元耕地的最高等別，作為該鄉鎮耕地質量等別提高的目標，計算各行政村可提高的耕地質量等別和行政區農用地整理后的耕地平均利用等。

（3）根據農用地分等成果中所建立的耕地等別與標準糧產量的對應關系，得出農用地整理后平均利用等對應的標準糧產量以及各鄉鎮耕地等別對應的標準糧產量，測算農用地通過整理產生的質量潛力。具體測算流程見圖2。

3 研究區農用地整理數量質量潛力測算

3.1 研究區農用地整理數量潛力研究

3.1.1 劃分耕地類型區以懷柔區2010年土地變更調查圖為基圖，以整理范圍內耕地為分析對象，以行政村為單元，懷柔區全部耕地按坡度進行分級。根據耕地區域的坡度分級狀況，將各行政村耕地劃分為3個類型區。其中，耕地坡度在6度以下（含6度）屬于平耕地類型區；坡度在6～15度屬于緩坡耕地類型區，15度以上的耕地屬于坡耕地類型區。

表2 懷柔區農用地整理耕地類型區坡度分級表Table 2 The classification of slope of farmland zone of agricultural land consolidation in Huairou

3.1.2 農用地整理補充耕地潛力測算懷柔區農用地整理補充耕地主要是通過道路、溝渠、田坎的綜合整理所增加的耕地面積。根據隨機選取的原則，選取懷柔區30個行政村進行典型樣區調查，每個村按類型區選擇典型地塊進行調查，典型地塊的選取面積不小于該村同耕地類型區面積的2%～5%。調查任務是測量并統計典型地塊內道路、溝渠及田坎的面積。分類型區計算典型地塊道路、溝渠、田坎面積之和占典型地塊耕地面積的比例。同時，根據農用地整理田塊設計要求及懷柔區以往實施的土地整理項目田塊設計方案，進行不同耕地類型區集約利用水平較高的耕地標準田塊設計（圖3～5），并計算耕地的道路-溝渠-田坎系數。由于平耕地的生產路與緩坡耕地、坡耕地的生產路相比較寬，且一側有農溝，所以在平耕地生產路兩側設計林帶，而緩坡耕地與坡耕地的生產路單側設計林帶。經計算，平耕地類型區、緩坡耕地類型區和坡耕地類型區的道路-溝渠-田塊系數分別為8.5%、10.5%和14.0%。

圖3 平耕地類型區度標準田塊設計圖Fig.3.Standard design of the flat farmland zone

圖4 緩坡耕地類型區標準田塊設計圖Fig.4.Standard design of the slope farmland zone

圖5 坡耕地類型區標準田塊設計圖Fig.5.Standard design of the hilly farmland zone

經典型地塊調查，統計計算得到各耕地類型區典型地塊道路-溝渠-田坎系數，取各典型地塊該系數的平均值，作為相應耕地類型區道路-溝渠-田坎系數。然后，與設定的與典型區同坡度類型區集約利用水平較高的耕地的道路-溝渠-田坎系數對比，計算兩者差值，即為各耕地類型區道路-溝渠-田坎降低系數。計算結果具體見表3。

表3 耕地類型區道路、溝渠、田坎系數Table 3 Road-ditch-bank coefficient of farmland zone

根據各耕地類型區待整理耕地面積，以及相應的道路-溝渠-田坎降低系數，計算通過道路、溝渠、田坎整理增加耕地的面積。

經計算，懷柔區各行政村通過道路、溝渠、田坎整理可增加耕地面積共48.51 hm2。

3.1.3 農用地整理補充耕地潛力分級增加耕地面積和增加耕地系數可以作為土地開發整理潛力分級的依據[13]。因此，本研究以行政村可補充耕地面積、新增耕地系數的平均值為標準，將懷柔區農用地整理補充耕地潛力分為四級，其中：雙指標不低于各自平均值為Ⅰ級區；可補充耕地面積不低于平均值，新增耕地系數低于平均值為Ⅱ級區；可補充耕地面積低于平均值，新增耕地系數不低于平均值為Ⅲ級區；雙指標低于各自的平均值為Ⅳ級區。根據農用地整理補充耕地面積潛力分級區，采用ArcGIS 9.3進行空間分析處理，得到懷柔區農用地整理補充耕地面積潛力分布圖，具體見圖6。從圖中可以看出，農用地整理數量潛力Ⅰ級潛力區主要分布在懷柔北部山區的西溝村、銀河溝、西府營等村及平原地區耕地面積分布廣泛的耿辛莊、桃山村、宰相莊、安各莊、鄭重莊等村，這與本區的耕地分布格局相一致。

3.2 研究區農用地整理質量潛力研究

3.2.1 等別提高潛力測算土地利用等別可以有效的反映耕地的生產能力，而耕地質量也可以用其生產能力來度量[14]。依據懷柔區農用地分等成果，以行政村為單元，取行政村各分等單元等別的平均值作為各行政村耕地的等別，然后取各鄉鎮分等單元的平均值作為各鄉鎮耕地的等別。同時選取各鄉鎮分等單元的最高等別，作為行政村耕地質量等別提高的目標，通過計算該區耕地平均利用等別與最高等別的差值，確定農用地整理各鄉鎮可提高的耕地質量等別。各鄉鎮分等單元的耕地等別和最高等別，具體見表4。

經計算，懷柔區農用地整理后平均利用等別為6.5個等，耕地質量平均可提高1.18個等。各鄉鎮等別提高程度見表4。

表4 懷柔區各鄉鎮耕地等別匯總表Table 4 The farmland grade of each town in Huairou

3.2.2 農用地整理耕地產能提升幅度計算（1）整理后平均利用等對應的標準糧產量計算

依據農用地整理潛力評價，通過土地利用系數修正得到耕地的利用等別可以反映出各地區平均現實投入與技術條件下耕地的生產力水平，同時也可以使農用地質量在全國范圍內具有可比性[15]。根據全國農用地分等成果，將全國范圍內的農用地利用等別分為1～15等，1等農用地質量最好，15等農用地質量最差?！掇r用地質量分等規程》（GB/T28407-2012）確定的標準糧產量體現了耕地的生產能力，其大小可反映不同利用等別耕地質量的優劣。15等地對應的標準糧產量是0～1500 kg/hm2，依次每增加一等，對應的標準糧產量增加1500 kg。經計算，懷柔區農用地整理后平均利用等為6.5個等，則對應的標準糧產量為1.43×104kg/hm2。

（2）新增耕地產能計算

懷柔區新增耕地均能達到該區的平均利用等6.5個等，則新增耕地產能為69.13 t。

（3）耕地質量提升產能計算

假定懷柔區各鄉鎮的平均利用等別通過整理可達到該鄉鎮的最高利用等。由全國農用地分等成果可知，一個利用等的標準糧產量為1500 kg/hm2。經計算，各鄉鎮耕地質量提升產能見表7。

表7 懷柔區各鄉鎮耕地質量提升產能匯總表單位：tTable 6 The improved productivity of farmland quality of each town in HuairouUnit:t

所以，懷柔區原有耕地部分提升產能共1.75×104t。

（4）農用地整理質量潛力測算

農用地整理質量潛力以提高的產能來表示，主要就包括原有耕地等級提高帶來的潛力和新增耕地產生的潛力兩部分。經計算，懷柔區溝通過農用地整理產生的質量潛力為1.76×104t。

3.2.3 等別提高潛力分級通過分析，懷柔區農用地整理耕地質量平均可提高1.18個等。以行政村為單元，以耕地質量提高等別為依據，將懷柔區農用地整理補充耕地潛力分為4級，其中：提高耕地等別＞1.5等為Ⅰ級區；提高耕地等別為1～1.5等（包含1.5）為Ⅱ級區；提高耕地等別＜1的（包含1）為Ⅲ級區；提高耕地等別為0的為Ⅳ級區。根據農用地整理等別提高潛力分級區，采用ArcGIS 9.3進行空間分析處理，得到懷柔區農用地整理等別提高潛力分級圖，具體見圖7。從圖中可以看出，質量潛力Ⅰ級潛力區主要分布在橋梓鎮23個行政村及北部山區大榆樹、二號溝門、柏查子、碾子灣、崎峰茶、魚水洞、西帽山、下坊、北干溝、老溝門、東岔等行政村，中部淺山地區六渡河、葦店等行政村耕地質量等別提高也存在很大潛力。

4 結論

本文在劃分耕地類型區的基礎上，利用標準田塊設計法和目標等別法，全面分析評價了懷柔區農用地整理數量潛力和質量潛力，主要得到以下結論：

（1）通過標準田塊設計法得出懷柔區農用地整理數量潛力為48.51 hm2，數量潛力Ⅰ級潛力區主要分布在懷柔北部山區的西溝村、銀河溝、西府營等村及平原地區耕地面積分布廣泛的耿辛莊、桃山村、宰相莊、安各莊、鄭重莊等村，這與本區的耕地分布格局相一致。此方法其計算數據量小，簡單易操作。但本研究采用的是各耕地類型區的平均道路-溝渠-田坎系數，未對低于標準設計田塊道路-溝渠-田坎系數的情況進行分析，還需進行進一步的研究。

（2）基于農用地分等成果，采用目標等別法，測算出耕地質量等別可提升1.18個等，農用地整理后質量潛力為1.76×104t，質量潛力Ⅰ級潛力區主要分布在橋梓鎮23個行政村及北部山區大榆樹、二號溝門、柏查子、碾子灣、崎峰茶、魚水洞、西帽山、下坊、北干溝、老溝門、東岔等行政村，中部淺山地區六渡河、葦店等行政村耕地質量等別提高也存在很大潛力。此方法利用等別提高來計算其提升產能，使農用地整理質量潛力測算效率大大提高。

（3）通過農用地整理數量潛力和質量潛力測算，劃分潛力分區，可為合理安排農用地整理項目提供依據，為農用地整理提供了明確的方向，可使本區農用地整理更具針對性，為編制縣級土地整理規劃服務。

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Study on Quantitative and Qualitative Potential of Farmland Consolidation within County Region in the Northern Hilly Regions

WANG Hong-dan1,WANG Jin-man1,2*,LI Xin-feng1
1.School of Land Science and Technology,China University of Geosciences,Beijing 100083,China
2.Key Laboratory of Land Consolidation and Rehabilitation,Ministry of Land and Resources,Beijing 100035,China

Land consolidation is the important measure of realizing the farmland total dynamic balance,improving the farmland quality and the eco-environment.At present,the study of farmland consolidation potential is the basis of land management planning at the county level.This paper took Huairou District Beijing as an example to divide the farmland type area by the slope based on land change survey in 2010 at first and then to take administrative village as a unit,measuring quantity potential through standard plots design and dividing the farmland supplementary potential area.At the same time, based on the classification of farmland,using goal grade method to calculate original farmland improving productivity and added farmland productivity,measuring the quality potential after farmland consolidation.Through calculating quantitative and qualitative potential of farmland consolidation,it is concluded that farmland consolidation can add farmland area 48.51 ha,promote 1.18 grades of farmland quality and produce quality potential 1.76×104t.This research can provide technical support for land management planning in Huairou District.

Farmland consolidation;quantity potential;quality potential;production capacity;standard food output

F301.24

A

1000-2324(2015)03-0373-06

2014-10-28

2014-11-25

國土資源部公益性行業科研專項(201411007-4)

王洪丹(1989-),女,碩士,主要從事土地整治與生態恢復研究.E-mail:wanghd1176@163.com

*通訊作者:Author for correspondence.E-mail:wangjinman2002@163.com