靖邊縣耕地質(zhì)量分析

靖邊縣耕地質(zhì)量分析

隨著世界人口和經(jīng)濟的快速發(fā)展，全球資源產(chǎn)生了大量的人類活動。食品安全和農(nóng)業(yè)安全已成為學(xué)術(shù)界的研究重點。耕地作為土地資源的重要組成部分,其可持續(xù)利用成為影響區(qū)域可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵問題。20世紀(jì)90年代至今,土地整治工作已經(jīng)有了長足發(fā)展,不僅保證了中國糧食安全,而且在快速城市化的發(fā)展下,維持了耕地總量動態(tài)平衡。自1998年國土資源部執(zhí)行“占一補一”的政策以來,耕地后備資源開發(fā)成為補充被建設(shè)占用耕地的重要途徑。土地整理是實現(xiàn)占補平衡的重要手段,可以增加有效耕地面積,改善耕地質(zhì)量,提高耕地生產(chǎn)力,增加糧食產(chǎn)量。學(xué)者們對土地整治進行了大量的學(xué)術(shù)研究。土地整治潛力的大小,一方面取決于整治土地的自然條件,例如光照、溫度、水分、土壤等自然因素,提高自然條件即土地自然質(zhì)量等別的提高,另一方面取決于投入到土地當(dāng)中的生產(chǎn)要素及社會經(jīng)濟要素,提高經(jīng)濟要素投入即經(jīng)濟等別的提高,這兩者最終的目的都是提高耕地的產(chǎn)量。本文試圖結(jié)合土地整治區(qū)自然條件,如年平均氣溫、積溫、年均降水量、無霜期、土壤有機質(zhì)含量等條件,劃定農(nóng)用地整治潛力分區(qū),劃分出重點整治區(qū)和一般整治區(qū),因地制宜地進行土地整治活動。1研究領(lǐng)域的總結(jié)和研究方法1.1地貌類型區(qū)劃分靖邊縣位于陜西省北部,榆林市西南部,毛烏素沙漠南緣,屬典型的半干旱區(qū)。地理坐標(biāo)界于東經(jīng)108°17′—109°20′,北緯36°58′—38°03′,地處鄂爾多斯地臺南緣與黃土高原北部過渡地帶,白于山橫亙于南,毛烏素沙漠綿延于北,靖邊平原呈東西走向居中。全縣地勢西南高東北低,相對高差700m,可分為3大地貌類型區(qū),即北部風(fēng)沙灘地區(qū)、中部粱峁?jié)镜貐^(qū)和南部丘陵溝壑地區(qū)。該區(qū)土地總面積為497851.3hm2,耕地面積108536.96hm2,耕地主要分布在中部梁峁?jié)镜貐^(qū)的西部,包括東坑鎮(zhèn)、寧條梁鎮(zhèn)、王渠則鎮(zhèn)、中山澗鎮(zhèn)和席麻灣鄉(xiāng),占全縣耕地總面積的39.10%。1.2dm數(shù)據(jù)及條件本文數(shù)據(jù)主要有遙感數(shù)據(jù)和基礎(chǔ)數(shù)據(jù)兩大類。遙感有2009年SPOT2.5m全色、10m多光譜數(shù)據(jù)以及TM多光譜數(shù)據(jù)?；A(chǔ)數(shù)據(jù)包括靖邊縣30m分辨率的DEM圖以及靖邊縣各鄉(xiāng)鎮(zhèn)土地自然條件數(shù)據(jù)。通過對遙感圖像進行正射校正、圖像融合、圖像增強處理和圖像鑲嵌與裁剪以及配合大量的野外調(diào)查建立解譯標(biāo)志,完成解譯,得到2009年土地利用現(xiàn)狀圖。1.3學(xué)習(xí)方法耕地整理是指通過對耕地及其間的道路、溝渠、田坎和設(shè)施農(nóng)用地等進行綜合整治,從而提高耕地質(zhì)量,增加有效耕地面積。1.3.1農(nóng)業(yè)集約利用水平耕地標(biāo)準(zhǔn)系數(shù)為單位耕地面積中凈耕地(除去田坎、渠道等農(nóng)業(yè)服務(wù)設(shè)施用地后的耕地面積)面積的比例。耕地標(biāo)準(zhǔn)系數(shù)是耕地集約利用水平的一個重要表征,也是農(nóng)業(yè)水平高低的重要反映。耕地標(biāo)準(zhǔn)系數(shù)的計算公式為:式中:α——待整理區(qū)耕地標(biāo)準(zhǔn)系數(shù);S輔——待整理區(qū)輔助生產(chǎn)設(shè)施用地(包括農(nóng)村道路、溝渠、設(shè)施農(nóng)用地、田坎和零星地類);ΔS——待整理區(qū)總面積(根據(jù)實際情況為農(nóng)用地總面積減去林地面積)。下同。1.3.2非耕地系數(shù)及凈增耕地系數(shù)根據(jù)研究區(qū)待整理耕地面積、生產(chǎn)設(shè)施和其他零星用地占地比例、耕地標(biāo)準(zhǔn)系數(shù)α,計算各鄉(xiāng)鎮(zhèn)非耕地系數(shù)Fi及凈增耕地系數(shù)β。公式如下:式中:S輔i——研究區(qū)待整理耕地區(qū)域內(nèi)的輔助性生產(chǎn)設(shè)施用地,零星未利地等面積(包括農(nóng)村道路、坑塘水面、溝渠、設(shè)施農(nóng)用地、田坎和零星地類);ΔS待——研究區(qū)待整理耕地總面積。1.3.3通過計算凈用地的增加，可以計算凈用地的增加系數(shù)城市s的增加耕地數(shù)量2待整理耕地面積和計算通過ArcGIS9.3對30m分辨率的靖邊縣DEM圖進行地形因子的提取,得到研究區(qū)坡度等級圖(圖1),將研究區(qū)土地利用現(xiàn)狀圖與坡度圖疊加、量算,得到各鄉(xiāng)鎮(zhèn)不同等級坡度的耕地面積(表1)。靖邊縣的耕地面積為108536.96hm2,小于2°的耕地總面積35400.07hm2,2°~6°的耕地面積為24877.12hm2,6°~15°的耕地總面積為23696.41hm2,15°~25°耕地總面積為16236.27hm2,>25°的耕地總面積為8327.09hm2。根據(jù)國家山區(qū)水土保持標(biāo)準(zhǔn),耕地坡度>25°為暫不適宜開發(fā)的臨界值,根據(jù)這一標(biāo)準(zhǔn),將待整理耕地面積設(shè)定為25°以下耕地總面積。農(nóng)村道路、坑塘水面、溝渠、設(shè)施農(nóng)用地、田坎和零星地類等數(shù)據(jù)來源于靖邊縣第2次土地調(diào)查數(shù)據(jù)。2.1土地自然條件分值的標(biāo)準(zhǔn)化提高耕地生產(chǎn)力可以通過改善耕地自然條件,提升耕地的生產(chǎn)潛力水平,即提高自然質(zhì)量等別來實現(xiàn),根據(jù)靖邊縣農(nóng)用地分等定級資料顯示,全縣土層厚度均大于150cm,土壤養(yǎng)分狀況良好,觀測樣點無土壤鹽漬化,但是3696個觀測樣點中,有淺層地下水或者地表水灌溉的只有7.63%。選取靖邊縣各鄉(xiāng)鎮(zhèn)年平均氣溫、年均降水量、無霜期、有機質(zhì)含量等指標(biāo),對其標(biāo)準(zhǔn)化,取算數(shù)平均值作為自然條件分值(表2)。為了使不同量綱的數(shù)據(jù)具有可比性,需要對所有指標(biāo)數(shù)據(jù)進行標(biāo)準(zhǔn)化處理,公式如下。取自然條件分值標(biāo)準(zhǔn)化值與增加耕地面積及增加耕地系數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化值的幾何平均數(shù),作為土地整治潛力分級的分區(qū)標(biāo)準(zhǔn)。式中:Zi——數(shù)據(jù)系列中第i個數(shù)值的標(biāo)準(zhǔn)化值;Pi——數(shù)據(jù)系列中第i個數(shù)值;Pmin———數(shù)據(jù)系列中的最小值;Pmax——數(shù)據(jù)系列中的最大值。2.2鄉(xiāng)鎮(zhèn)鄉(xiāng)鎮(zhèn)通過對靖邊縣進行土地整治分區(qū),可以更好地反映土地整治規(guī)模、整治類型和整治途徑的地域分異。分區(qū)以鄉(xiāng)鎮(zhèn)為單元,綜合考慮各鄉(xiāng)鎮(zhèn)的自然生態(tài)條件(如年平均氣溫、積溫、年均降水量、無霜期、土壤有機質(zhì)含量)、增加耕地系數(shù)以及增加耕地面積。根據(jù)層次聚類分析方法,將全縣分為3個區(qū),1級區(qū)為增減耕地系數(shù)較大、增加耕地面積以及自然條件最優(yōu)的鄉(xiāng)鎮(zhèn),2級區(qū)為次優(yōu)的鄉(xiāng)鎮(zhèn),3級區(qū)為綜合因素一般的鄉(xiāng)鎮(zhèn)(表3)。2.3布局分區(qū)分析根據(jù)榆林市1956—2005年降水資料分析,其多年平均降水量為397.7mm,靖邊縣沙化土地整治可采取植被種植這一措施,然而生態(tài)修復(fù)措施在土地整治工作中成效的顯現(xiàn)需要相當(dāng)一段時間。在土地整理工作中,一般情況下自然條件難以改變,比如光照、溫度條件,有些自然條件可以得到改良,比如土壤條件中的有機質(zhì)、表土質(zhì)地、土體構(gòu)型因素,但是操作難度較大,成本過高。然而土地的灌溉條件、鹽漬化程度及現(xiàn)代農(nóng)業(yè)技術(shù)的推廣與管理水平的提高,都是極有可能做到的。通過對靖邊縣進行土地整治潛力分區(qū),按照增加耕地系數(shù)、增加耕地面積、自然條件分值,將靖邊縣土地整治潛力分為3個區(qū)(圖2)。從可持續(xù)發(fā)展的角度,應(yīng)避開自然條件差以及生態(tài)保護區(qū),適量開發(fā)耕地后備資源。通過分區(qū),得到1級區(qū)和2級區(qū)為土地整治重點區(qū)域,該區(qū)域自然條件適宜,耕地后備資源量大,在生態(tài)安全得到保障的前提下,可開發(fā)的耕地后備資源主要分布在南部梁峁丘陵溝壑區(qū)和中東部的梁峁溝谷區(qū),是靖邊縣的主要產(chǎn)糧區(qū),號稱“白菜心”地區(qū)。年降水量300~350mm的地區(qū)被認為是可以依賴自然降水進行最低限度植被種植活動的地區(qū),1級區(qū)和2級區(qū)土地整治潛力最大,總潛力為3245.76hm2,大部分分布在南部丘陵溝壑區(qū)和中部梁峁溝谷區(qū),南部海拔1000~1500m,地貌由梁峁、坡、灣塔、川臺、溝條等組成。溝、川、臺地主要分布在高橋、磚窯灣、西河口3個鄉(xiāng)鎮(zhèn)境內(nèi),溝臺、灣塔、坡地遍布全區(qū),森林覆蓋率達40%以上,氣溫、濕度高,適宜糧食生產(chǎn),又宜放牧,水土流失較輕。中部包括杏子河水系,長40km多,寬60~600m,和延河上游真武洞一帶,延河水系在該區(qū)內(nèi)長40km多,寬30~600m,海拔在997~1500m,地貌由梁峁坡、灣塔、川、臺、溝條等組成,是主要的糧食生產(chǎn)基地,耕地比重大,土地較為肥沃,適種性廣而宜于農(nóng)耕,土地利用率最高。該區(qū)域土地整治以改善農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件,提高耕地產(chǎn)出率為主要目標(biāo)。北部和中西部著3級區(qū),北部以梁峁為主,地勢較高,境內(nèi)有高峁山、白豬山、稿山,梁峁起伏連綿。溝谷深切,溝底窄深,有的呈懸陡壁,只有海拔較低的山前平原地帶和山間河谷地帶,分布著一些未被利用的灘涂和荒草地,但是分布零散、交通不便,開發(fā)后即有被撂荒的可能?？紤]到此區(qū)域土壤質(zhì)地不良,以綿沙土為主,耕地比例少,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)水平不高,是土地較為貧瘠的地區(qū),且山區(qū)承擔(dān)著涵養(yǎng)水源的生態(tài)服務(wù)功能,開發(fā)山區(qū)的未利用地并不適宜。中西部包括毛烏素沙地的部分。這些區(qū)域土地整治潛力不大,不僅受限于后備的可增加耕地面積,也受自然條件的限制。應(yīng)該加大人工水渠的修建,增加生產(chǎn)要素投入,提高現(xiàn)有耕地的糧食產(chǎn)量。3土地整治潛力分析(1)位于研究區(qū)南部的周河鎮(zhèn)、大路溝鄉(xiāng)、五里灣鄉(xiāng),以及中東部的青陽岔鎮(zhèn)耕地增加潛力較多,而位于北部和中西部耕地增加的潛力較少。(2)靖邊縣待整理耕地面積為100209.9hm2,占總耕地面積的92.33%。1級區(qū)和2級區(qū)為重點整治區(qū),可增加耕地面積為3245.76hm2。3級區(qū)大多分布在北部的風(fēng)沙灘地區(qū)和無定河流域,土地整治工作一方面受制于自然條件和可整治面積,另一方面需要滿足生態(tài)服務(wù)功能而受到限制。(3)受自然條件和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)的制約,全縣耕地質(zhì)量普遍較差,耕地質(zhì)量中等偏低,且受地貌與水系格局的控制。通過綜合土地整治,改善耕地質(zhì)量,提高耕地產(chǎn)能。應(yīng)加大人工水渠的灌溉率,可以改善灌溉排水條件,降低鹽漬化影響,提高耕地利用的集約化程度。(4)半干旱區(qū)的土地整治應(yīng)該注重農(nóng)村居民點整理工作連續(xù)性,并加大人工水渠的修建。礦區(qū)土地整治應(yīng)重視植被種植,這項措