基于ArcGIS平台权重指数法的西北旱区农田氮含量分等研究

摘  要：GIS具有强大的空间数据和属性数据的处理能力。将GIS技术运用于农田养分元素分等，不但可以减少大量烦琐的计算工作，而且可以大大提高分等的速度和准确度。以GIS为基础，对西北旱区农田典型城市宝鸡市太白县的农用地分等结果为例，阐述农用地分等过程并且实际分析太白县农用地多集中在9等地和13等地的原因。

关键词：农用地分等；特尔菲法；自然质量分；分等单元

0 引言

农用地等别评价是指对特定区域的农业用地，采用多种因素对其特性进行综合评估并使其等级化的过程。农用地等别可以为农业政策制定、农业土地开发整理、土地管理工作中的耕地占补平衡及其农业税费改革等提供依据。本文以陕西省农用地分等的太白县为研究对象，结合ArcGIS软件探讨县域农用地分等方法和结果分析。

1 研究区概况

太白县位于宝鸡市东南部，因秦岭主峰太白山在其境内而得名。地理坐标界于东经107°03´—107°46´40"，北纬33°38´13"—34°09´55"之间。地处秦岭中高山地带，横跨长江、黄河两大水系。东与眉县、周至、佛坪接壤，南与洋县、留坝相连，西与凤县交界，北与陈仓区、岐山、渭滨区毗邻。东西全长66.7公里，南北宽53.4公里。总人口52521人，耕地面积105555.0亩，人均耕地2.0亩。

2 技术方法和路线

3 分等相关参数的确定

3.1指标区的划分

太白县所在区域国家一级指标区为黄土高原区，国家二级指标区为汾渭谷地区，陕西省三级指标区为关中渭河平原区。

3.2基准作物以及耕作制度

此次农用地分等成果完善工作太白县指定作物仍沿用上一轮农用地分等确定的指定作物，分别为：冬小麦、夏玉米[1]。标准耕作制度为“冬小麦—夏玉米”，复种类型为“一年二熟”。

3.3分等因素以及其权重的确定

陕西省各指标区指定作物耕地耕地分等因素权重体系采用特尔非法进行确定。太白县所在的关中渭河平原区指定作物耕地分等因素及其权重如表1。

3.4数据库的建立

以2010年土地利用现状图及土地利用变更数据库为基础，利用GIS专业软件ArcMap从土地利用变更调查数据库地类图斑层中提取耕地图斑层，添加行政界线和线状地物等基础要素图层，并且结合太白县2010年行政区划图，给要素图层添加属性（村名、乡镇名及县名），并添加点状用地；同样在2010年土地利用现状图中提取村、镇居民地；最后添加图名、图例、指北针、位置示意图等整饰要素后输出地图，作为本次耕地分等单元工作底图。将耕地分等单元工作底图选择1∶10000的比例尺，与土地利用现状调查的精度一致。

3.7分等单元的确定

太白县的耕地分等单元的划分采用地块法，地块法是以底图上明显的地物和权属界线将分等因素相对均一的地块划分成封闭的地块，即农用地分等评价单元。以2010年土地利用现状变更调查现状图上的耕地图斑作为本次耕地分等单元，共9452个分等单元。耕地分等单元总面积为耕地图斑的图斑地类面积与耕地零星地物面积之和，共28600.66公顷。

4 分等指数的计算

4.1农用地自然质量分的计算

太白县的指定作物为冬小麦和夏玉米，所选择的8个分等因素对其产量的影响基本是相同的。采用加权平均法，计算各分等单元指定作物的农用地自然质量分。

4.2太白县土地利用系数的计算

土地利用系数以行政村为单位进行计算。在行政村内按土地好、中、差设置3个样点，统计各样点指定作物的实际单产，先计算各样点指定作物的土地利用系数。太白县所在的关中渭河平原区指定作物最高单产为：冬小麦550公斤/亩，夏玉米650公斤/亩[2]。根据行政村内各样点指定作物土地利用系数的计算结果，用算术平均法再计算各行政村指定作物土地利用系数。

4.3太白县土地经济系数的计算

土地经济系数同样以行政村为单位进行计算。在行政村内按土地好、中、差设置3个样点，统计各样点指定作物的实际实际投入情况，即实际成本。首先计算各样点指定作物的“产量—成本”指数，再计算样点指定作物土地经济系数。太白县所在的关中渭河平原区指定作物最大“产量—成本”指数为：冬小麦0.84，夏玉米1.13。最后根据行政村内各样点指定作物土地经济系数的计算结果，用算术平均计算各行政村指定作物土地经济系数。

5 结论

根据上述结果可以看出太白县农用地分等面积共计28600.66公顷，按最后分等结果，农用地的等级从9等到14等，其中9等地所占比重较大，面积共计10348.08公顷，占全县耕地总面积的36.18%；10、11、12、14等地面积分别为6.36、878.41、3189.67和4543.02公顷，占全县耕地总面积的0.02%、3.08%、11.15%和15.88%；13等地9635.13公顷，占全县耕地总面积的33.69%。结合太白县耕地质量的空间分布，等别较高的耕地主要分布于地势平坦并且沿河的冲积平原地区。因为该区域的耕地，土壤保水保肥能力较强，土壤肥沃，水资源丰富，灌溉保证率高，所以水浇地分布较多；而且由于该地区附近往往有道路延伸，交通方便，沟渠配套设施齐全，农业生产投入较高，农民生产积极性高，所以耕地自然质量等、利用等和经济等等别都相对较高。而南部黄土坮塬及秦岭山地地区不仅受自然环境的影响，还受经济、区位等因素的制约，耕地质量普遍不高。等别低的耕地大多位于地形坡度较大、灌溉条件差的地方，由于水资源匮乏，不利于农作物的生长，且受地形控制，农业生产投入不足、利用率较低，生产能力未完全发挥。另外，有一些地方也出现放弃耕种撂荒耕地的现象，随着农民生产积极性的降低，对耕地及其基础设施的投入也随之减少，导致耕地质量较之前有所下降，甚至今后也将持续下降。最后经过实地校核，分等结果较为符合太白县的客观实际情况。

参考文献

[1] 陕西省耕地质量等级成果补充完善县级工作手册（2012年）.

[2] 陕西省各指标区指定作物最大产量及产量比系数表.

[3] 国土资源部.农用地分等规程[TD/T1004-2003].

[4] 李桂荣，张永福. GIS 支持下的农用地分等研究.安徽农学通报.2008，14 （02）

[5] 吴志伟，陈文波，余敦，赵丽红.基于GIS的农用地分等研究-以江西省分宜县为例.

[6] 张翠，孙在宏，王亚华，等.农用地分等及农用地分等信息系统的研究[J].南京师大学报，2001， 24（4）：120-124.

基金项目：陕西省土地工程建设集团内部科研项目DJNY-YB-2023-36、DJNY2024-22、DJNY2024-32、DJNY2024-35、DJNY2024-38。