国土与自然资源研究
·８·
文章编号：１００３－７８５３（２０１３）０２－０００８－０４
基金项目：国土资源部典型地区农用地质量动态监测试点项目
（２００９－９，２－１－９）；“十二五”农村领域国家科技计划课题（２０１１ＢＡＤ０４Ｂ０１）
ＴＥＲＲＩＴＯＲＹ＆ＮＡＴＵＲＡＬＲＥＳＯＵＲＣＥＳＳＴＵＤＹ２０１３Ｎｏ．２
基于农用地质量动态监测的耕地自然质量变化分析
22
张川1，，廖晓虹3，王敬4，余建新1，（１．云南农业大学水利水电与建筑学院，云南昆明６５０２０１；２．云南省土地资源利用与保护工程实验室，云南昆明６５０２０１；３．云南农业大学农学与生物技术学院，云南昆明６５０２０１；
４．国土资源部土地整治中心，北京１０００３５）
摘要：耕地自然质量是耕地质量评价中最重要的参数之一。为
了及时地了解耕地自然质量的变化特征及成因，本文基于农用
采用综合指数法和统计分析法，对县域耕地地质量动态监测，
自然质量变化特征及成因进行分析。以自然质量等作为耕地自然质量变化的评价成果，研究结果表明：寻甸县耕地自然质量
其中，水田和旱地中小麦总体变化为先波动降低后趋向平缓，
的自然质量分值均高于水稻和玉米的自然质量分值；水田自然质量等总体变化呈先波动后趋向平缓；旱地自然质量等总体变化降低。本研究可为耕地质量等级更新和耕地质量变化监测提供参考。关键词：耕地保护；自然质量等；动态监测；变化特征
中图分类号：Ｆ３０１．２４
文献标识码：Ａ
AnalysisofNaturalQualityVariationof
CultivatedLandBasedonDynamicMonitoring
ZHANGChuan1,2etal
（1.CollegeofHydraulicandArchitecturalEngineering,Yunnan
AgriculturalUniversity,Kunming650201,China;2.EngineeringLaboratoryofLandUseandConservationof
YunnanProvince,Kunming650201,China）
Abstract:Thenaturalqualityisoneofthemostimportantparametersintheevaluationofqualityofcultivatedland.Inordertoknowthatnaturalqualitychangesinthecharacteristicsandcausesofthecultivatedland.Thepaperbasedondynamicmonitoringofthequalityoftheagriculturalland,usingthecompositeindexmethodandstatisticalanalysis,toanalyzethecharacteristicsandcausesofnaturalchangeinmassofcountyscale.Thenaturalqualitygradeasindexwhichthechangeofcultivatedlandnaturalqualityevaluation,resultsshowthatXundianCountycultivatednaturalqualityoverallchangeintrendafterthefirstrippleofgentle,wherepaddylandanddrylandwheat,naturalqualityscoreswerehigherthanriceandcorn'snaturalqualityscores.Thenaturalqualityofpaddylandwhichoverallchangewasthefirstvolatilitytendtogentle.Butdrylandoverallchangetendtoreduce.Thisstudycouldprovideareferenceforcultivatedlandqualitylevelupdateandchangemonitoring.
Keywords:cultivatedlandpreservation;naturalqualitygrade;
dynamicmonitoring;variationalfeature
耕地是土地资源的精华，耕地质量的优劣程度是保障食物安全最重要的战略资源之一［１］。农用地（耕地）分等将耕地质量划分为自然质量等、利用等和经济等３个层次。耕地自然质量等是在农业生产条件得到充分保证，光、热、水、土等环境因素均处于最优状态，技术因素所决定的农作物所能达到的最高产
国土资源部历时十年完成全国农用地分等工作，量。２００８年，
从《云南省农用地分等》结果看［２－４］，云南省耕地自然质量等共划分为２８个等别，等别范围为１￣２８等。全省耕地自然质量总体
稳产耕地的面积较小，其中，９０％以上的耕地自然偏低，高产、
质量分布在８￣１４等范围内，９￣１０等面积耕地所占面积最大，７等以下和１５等以上所占面积较小。
耕地质量演变一直是国内外研究的热点问题。当前，国内
［５］
区域尺度耕地质量针对耕地质量变化研究主要在指标选取、
［６－８］［９］
时空变化、质量变化的监测方法、影响因素［１０－１２］等方面。但以农用地（耕地）分等成果为基础，针对县域耕地质量变化进行定量综合分析的研究报道相对较少。这种研究对耕地质量动态变化进行监测，实现对耕地数量、质量的精准管护，为耕地质量
演变机理、开展土地整治和落实耕地占补平衡制度空间分布、
等具有重要的意义。
因此，本文以云南省寻甸县为例，对典型地区耕地自然质量进行定量化的综合评价，以《寻甸县农用地分等》成果为基础，分析县域耕地自然质量变化特征，进而揭示耕地自然质量的变化机制与规律，实现耕地保护由数量向数量、质量双重管护的转变，为区域耕地资源可持续利用与粮食安全战略实施提供科学依据。１研究区概况
寻甸县位于云南省东北部，地处东经１０２°４１′￣１０３°３３′，
农北纬２５°２０′￣２６°０１′之间。全县土地总面积３５９３平方公里，
作物的种类主要以水稻、玉米和小麦为主。境内山区、高寒山区占总面积的８７．５％，散布着各类大小不等的山间盆地（坝子），占全县耕地总面积的３０％左右。由于地形高差大，气候属低纬高原季风气候，冬春两季受平直西风环流控制，大陆季风气候明显，干旱少雨，多年平均气温在１４．５℃，年均降雨量约１１００ｍｍ；境内土壤类型较多，耕作层土壤的干、酸、瘦、薄、漏、冷、粘等因素制约农作物产量的提高。
２００８年《寻甸省农用地分等》是以耕地（水田、望天田、水浇地、旱地、菜地）为对象，选取水稻为基准作物，水稻、玉米和小麦为指定作物；全县主要是以一年两熟为主，因此水田的指定作物为水稻（大春）和小麦（小春），旱地的指定作物为玉米（大春）和小麦（小春）；光温（气候）潜力指数、产量比系数（见表１）；全县耕地自然质量的状况如下：各分等单元的自然质量分值（水稻为０．６５７￣０．８９３，玉米为０．４７３￣０．５４５，小麦为０．５０６￣０．９１５）；
２
各分等单元的自然质量等指数为９９１５￣３７５６０ｋｇ／ｈｍ；耕地的自然
等别范围为４￣１３等（缺少１０等）。质量等共有９个等别，
２研究方案２．１研究方法
２．１．１监测样点布设方法
依据《农用地质量动态监测技术规范》，监测控制区以县域为单位，根据综合自然地理区划或农业生态区划（气候与大中地貌综合区划），土地利用分区、国家粮食主产区等因素划定。
寻甸县依照自身情况，将大地貌、农业生产条件等相近的区域作为指标控制区，选取自然质量等差异不大的水田、旱地作为两个指标控制区；根据监测控制区内耕地质量特征，选择主导因素不同，空间上连续分布，具有一定几何形状、面积及等别类型相同的耕地划分为四个监测样区（自然质量等为１１等、１２等、１３等的水田，自然质量等为５等、８等的旱地），共设置２１个监测样点进行耕地质量的动态监测。
张川等基于农用地质量动态监测的耕地自然质量变化分析
２．１．２耕地自然质量等别划分
寻甸县农用地等别划分采用等间距法。通过对农用地自然质量等指数的比较和分析，把所有分等单元划分为不同的自然质量等。农用地自然质量等别根据分等单元的自然质量等指数值，采用等间距法进行农用地自然质量等别的初步划分，等别间距为３０００个等别分，自然质量等指数越大，自然质量等越高。本次农用地分等中，在用等间距法划分自然质量等时，为使等别取整，采取了小数位数只进不舍的方法，得到如下公式［１３］：自然质量等＝ｉｎｔ（ｊ＝１（１））＋１
其中：Ｒｉｊ为第ｉ个分等单元第ｊ种指定作物的自然质量等ｉｎｔ为使等别取整，采取了小数位数只进不舍的方法。指数；公式（１）中的第ｉ个分等单元第ｊ种指定作物的自然质量等指数Ｒｉｊ由下式计算：Ｒｉｊ＝αｔｊ×ＣＬｉｊ×βｊ（２）βｊ＝（３）
其中：Ｒｉｊ同上；αｔｊ为第ｊ种指定作物的光温（气候）生产潜力指数；ＣＬｉｊ为第ｉ个分等单元第ｊ种指定作物的农用地自然质量分；βｊ为第ｊ种指定作物的产量比系数。（３）式中的基准作物和指定作物的单产是指云南省农用地分等三级区内的最大单产。
公式（２）中的第ｉ个分等单元第ｊ种指定作物的农用地自然质量分ＣＬｉｊ由下式计算：
（４）
其中：ＣＬｉｊ同上；ωｋ为第ｋ个分等因素的权重；ｋ为分等因
ｍ为分等因素的数目；ｆｉｊｋ为第ｉ个分等单元第ｊ种指定素编号；
作物的第ｋ个分等因素的指标分值（取值为０￣１００）。寻甸县的分等因素及权重（见表２），其中，水田权重值最大为排水条件０．２２，最小为障碍层距地表深度０．０５；旱地权重值最大为有效土层厚度０．３０，最小为表层土壤质地０．０６。２．２数据来源及处理
本研究主要数据来源于２００８年《寻甸县农用地分等研究》和２０１０年《云南省典型地区农用地质量动态监测试点项目》的研究成果，部分资料取自《寻甸县土壤》、《寻甸县县志》、《寻甸县水利志》、《寻甸县土地利用总体规划基本农田保护区规划》、农业统计资料（２００６～２００９年）等资料。
在收集掌握大量历史与现状资料的基础上，采用Ｅｘｃｅｌ、ＳＰＳＳ等数据处理软件对资料进行分组、统计，分析研究耕地自然质量的变化特征。３结果与分析
３．１指定作物自然质量分变化分析
计算得到２００８－２０１０年寻甸县各监测样点不同经公式（４）
指定作物自然质量分，其变化情况见表３、图１和图２。由其变化指标值及特征可知：在２１个监测样点中，耕地的类型基本不变，仅有２个监测样点的耕地类型从水田变成旱地。其中，水田中的水稻、小麦自然质量分的总体变化特征为波动降低且趋向平缓，ＣＬｉｊ＝
ｋ＝１
·９·
ΣＲ
ｎ
ｉｊ
Σω
ｍ
ｋ
×ｆｉｊｋ
而小麦的自然质量分值均高于水稻的自然质量分值，监测样点
中仅有分等单元编号为５３０１２９１００３００１、５３０１２９０４０４００３指定作物的自然质量分变化幅度降低了０．２９８以上，且变化率达３４％以上；旱地中的玉米、小麦自然质量分的变化特征总体波动降低，小麦的自然质量分值均高于玉米的自然质量分值，监测样点中仅有分等单元编号为５３０１２９１２０５０１１的指定作物的自然质量分的降低幅度最大，且变化率达１１％以上。
这是由于自２００２年以来，寻甸县大力开展土地整理、中低产田改造等工程项目，但受投入资金、交通、地形等因素的限制，大部分实施项目都集中在平坝区的水田，其有效土层较厚、土壤有机质含量高、灌排系统较完善等；而偏远山区、半山区的旱地土地整治项目较少，其地形坡度大、土壤流失严重、灌排系统缺乏；同时，２００９年、２０１０年寻甸县连续发生特大干旱，降水量打破了１９５９年以来同期的最少纪录。因此，平坝区水田作物
半山区旱地作物的自然的自然质量分变化总体平缓，而山区、
质量分的变化总体降低。
３．２耕地自然质量等指数变化分析
经公式（２）、（３）计算得到２００８￣２０１０年寻甸县各监测样点耕地自然质量等指数，其变化情况见表４、图３和图４。由其变化指标值及特征可知：水田自然质量等指数的变化特征总体趋向平缓，监测样点中仅有分等单元编号为５３０１２９１００３００１、５３０１２９０４０４００３的耕地自然质量等指数变化幅度分别降低了２０７９０ｋｇ／ｈｍ２和１２３３０ｋｇ／ｈｍ２，且变化率达５９．４３％和３４．３５％；旱地自然质量等指数的变化波动较大，分等单元编号为５３０１２９１２０５０１１、５３０１２９０８０８００６、５３０１２９０７０５０１６的耕地自然质量等指数的降低幅度较大，变化幅度分别减少了９４０５ｋｇ／ｈｍ２，８２５０ｋｇ／ｈｍ２和７７２５ｋｇ／ｈｍ２，其变化率分别达６６．１４％、５８．７％和５２．９８％。
这是由于在指定作物产量比系数和光温（气候）潜力指数不变的条件下，水田中指定作物的自然质量分值总体变化呈波动下降且趋向平缓，对水田自然质量等指数影响较小，其变化特征总体平缓；而旱地中指定作物的自然质量分值总体变化是波动降低，对旱地自然质量等指数影响较大，其变化特征总体降低。
３．３耕地自然质量等别变化分析
经公式（１）计算得到２００８￣２０１０年寻甸县各监测样点耕地自然质量等别，其变化情况见表５、图４和图５。由其变化指标值及特征可知：水田自然质量等别的变化特征总体平缓，监测样点中仅有分等单元编号为５３０１２９１００３００１、５３０１２９０４０４００３的耕地自然质量等别变化幅度分别降低了７等和４等，且变化率达５８．３３％和３３．３３％；旱地自然质量等别的变化波动较大，分等单元编号为５３０１２９１２０５０１１、５３０１２９０８０８００６、５３０１２９０７０５０１６的耕地自然质量等别的降低幅度较大，变化幅度均减少了３等，其变化率均为６０％。
表１寻甸省农用地分等基本参数
参数光温潜力指数气候潜力指数
产量比系数
（ｋｇ／ｈｍ２）（ｋｇ／ｈｍ２）２１９４５１５１０５２８１２５
６２１０２５８９０
１．００１．３００．８０
水稻小麦玉米
表２寻甸县农用地分等评价指标及权重
评价指标耕地类型水田旱地
有效土层厚度／０．３０
表层土土壤有土壤障碍层距灌溉保地表岩石
剖面构型排水条件地形坡度
壤质地机质ｐＨ值地表深度证率出露度０．１６０．０６
０．１８／
０．１００．０８
０．１１０．０８
０．０５／
０．２２／
／０．２５
０．１８０．１２
／０．１１
·１０·
张川等基于农用地质量动态监测的耕地自然质量变化分析
图１水田指定作物自然质量分的变化特征
表４耕地自然质量等指数的指标变化值
耕地自然质量等
指数
序
乡镇号
村委会分等单元编号
耕地类型变
变化幅化变化率度
（％）
（ｋｇ／ｈｍ２）水田→水田＋２８６５
水田→水田－４５水田→水田＋１９３５水田→水田＋１６２０水田→水田－５２８０水田→水田＋５５５水田→水田－４３５０水田→水田－１９３５水田→旱地－２０７９０水田→旱地－１２３３０旱地→旱地＋６０旱地→旱地－９４０５旱地→旱地－３６０旱地→旱地－４９５旱地→旱地－５１０旱地→旱地－８２５０旱地→旱地－８２５旱地→旱地＋３４５旱地→旱地－５１０旱地→旱地＋９０旱地→旱地－７７２５
＋９．０５－０．１３＋５．７５＋５．２２－１４．６４＋１．６７－１１．８２－５．８４－５９．４３－３４．３５＋０．４１－６６．１４－２．５９－＋３．５２－３．６３－５８．７－５．８７＋２．３１－３．６３＋０．６２－５２．９８
图２旱地指定作物自然质量分的变化特征
图３
水田自然质量等指数的变化特征
１２３４５６７８９１０１１１２１３１４１５１６１７１８１９２０２１羊街镇甸龙金所乡金所仁德镇和平塘子镇麦场（上）金源乡金源凤合镇务嘎鸡街乡鸡街柯渡镇丹桂功山镇功山甸沙乡甸沙羊街镇纳郎金所乡竹沟塘子镇麦场（下）河口乡海嘎七星乡必寨先锋乡普鲁六哨乡板桥凤合镇大箐联合乡北河倘甸镇碑庄柯渡镇松林５３０１２９１３０２００３５３０１２９１２０４００２５３０１２９１４０８００１５３０１２９１５０４００３５３０１２９０９０５００１５３０１２９０３０３００１５３０１２９０６０４００１５３０１２９０７０２００１５３０１２９１００３００１５３０１２９０４０４００３５３０１２９１３０８００７５３０１２９１２０５０１１５３０１２９１５０４００５５３０１２９１１０２００３５３０１２９１６０５０１０５３０１２９０８０８００６５３０１２９０５０６００１５３０１２９０３１３００４５３０１２９０１０６０１７５３０１２９０２０８００５５３０１２９０７０５０１６
注：“＋”表示耕地自然质量等指数的提高，“－”表示耕地自然质量等指数的降低。
表３指定作物自然质量分的指标变化值
序
号１２３４５６７８９１０１１１２１３１４１５１６１７１８１９２０２１
乡镇羊街镇金所乡仁德镇塘子镇金源乡凤合镇鸡街乡柯渡镇功山镇甸沙乡羊街镇金所乡塘子镇河口乡七星乡先锋乡六哨乡凤合镇联合乡倘甸镇柯渡镇
村委会甸龙金所和平麦场（上）金源务嘎鸡街丹桂功山甸沙纳郎竹沟麦场（下）海嘎必寨普鲁板桥大箐北河碑庄松林
分等单元编号５３０１２９１３０２００３５３０１２９１２０４００２５３０１２９１４０８００１５３０１２９１５０４００３５３０１２９０９０５００１５３０１２９０３０３００１５３０１２９０６０４００１５３０１２９０７０２００１５３０１２９１００３００１５３０１２９０４０４００３５３０１２９１３０８００７５３０１２９１２０５０１１５３０１２９１５０４００５５３０１２９１１０２００３５３０１２９１６０５０１０５３０１２９０８０８００６５３０１２９０５０６００１５３０１２９０３１３００４５３０１２９０１０６０１７５３０１２９０２０８００５５３０１２９０７０５０１６
耕地类型变化水田→水田水田→水田水田→水田水田→水田水田→水田水田→水田水田→水田水田→水田水田→旱地水田→旱地旱地→旱地旱地→旱地旱地→旱地旱地→旱地旱地→旱地旱地→旱地旱地→旱地旱地→旱地旱地→旱地旱地→旱地旱地→旱地
水稻（玉米）自然质量分
水稻（玉米）自然质量分
小麦自然质量分小麦自然质量分
变化幅度＋０．０５２－０．０１８＋０．００４＋０．０２２－０．１４４－０．００４－０．１２２－０．０７２－０．３４７－０．３０９＋０．００１－０．０６－０．０１２－０．０１７－０．０１８－０．０３５－０．０２９＋０．０１４－０．０１８＋０．００１－０．０１７
变化率（％）＋６．９２－２．１９＋０．５＋３．０３－１６．８－０．５１－１３．９４－９．１５－４１．７６－３６．２３＋０．２－１２．３７－２．５４－３．５５－３．７６－７．３１－＋６．０５＋２．７４－３．７６＋０．２－３．４２
变化幅度＋０．０８８＋０．０１８＋０．０９４＋０．０５８－０．１０８＋０．０３２－０．０８６－０．０１８－０．３３６－０．２９８＋０．００１－０．０６－０．０１２－０．０１７－０．０１８－０．０３５－０．０２９＋０．００６－０．０１８＋０．０２－０．０１７
变化率（％）＋１１．３８＋２．１４＋１１．４５＋７．５６－１２．２９＋３．９６－９．５９－２．２２－３９．３９－３４．０６＋０．１９－１１．５８－２．３７－３．３２－３．５２－６．８４－５．６６＋１．１２－３．５２＋１．８９－３．２１
注：“＋”表示指定作物自然质量分的增加，“－”表示指定作物自然质量分的减少。
张川等基于农用地质量动态监测的耕地自然质量变化分析
图４旱地自然质量等指数的变化特征
·１１·
表５耕地自然质量等别的指标变化值
序号１２３４５６７８９１０１１１２１３１４１５１６１７１８１９２０２１
乡镇
村委会
分等单元编号５３０１２９１３０２００３５３０１２９１２０４００２５３０１２９１４０８００１５３０１２９１５０４００３５３０１２９０９０５００１５３０１２９０３０３００１５３０１２９０６０４００１５３０１２９０７０２００１５３０１２９１００３００１５３０１２９０４０４００３５３０１２９１３０８００７５３０１２９１２０５０１１５３０１２９１５０４００５５３０１２９１１０２００３５３０１２９１６０５０１０５３０１２９０８０８００６５３０１２９０５０６００１５３０１２９０３１３００４５３０１２９０１０６０１７５３０１２９０２０８００５５３０１２９０７０５０１６
耕地类型变耕地自然质量等别
化变化幅度变化率（％）水田→水田水田→水田水田→水田水田→水田水田→水田水田→水田水田→水田水田→水田水田→旱地水田→旱地旱地→旱地旱地→旱地旱地→旱地旱地→旱地旱地→旱地旱地→旱地旱地→旱地旱地→旱地旱地→旱地旱地→旱地旱地→旱地
＋１０００－２０－２－１－７－４０－３０００－３００００－３
＋９．０９０００－１５．３８０－１５．３８－８．３３－５８．３３－３３．３３０－６０．０００００－６０．００００００－６０．００
羊街镇甸龙金所乡金所仁德镇和平塘子镇麦场（上）金源乡金源凤合镇务嘎鸡街乡鸡街柯渡镇丹桂功山镇功山甸沙乡甸沙羊街镇纳郎金所乡竹沟塘子镇麦场（下）河口乡海嘎七星乡必寨先锋乡普鲁六哨乡板桥凤合镇大箐联合乡北河倘甸镇碑庄柯渡镇松林
自然质量等是根据分等单元的自然质量等指数值，采用等间距法进行其等别的划分，自然质量等指数越大，自然质量等越高，因此，耕地自然质量等别变化的原因与耕地自然质量等指数变化的原因一致，在此不重复论述。４结论与讨论
４．１本文基于农用地分等成果和构建耕地自然质量监测体系前提下，运用综合指数法和统计分析法对县域耕地自然质量变化进行分析，实现耕地质量的精准管护，为耕地质量等级更新和耕地质量变化监测等提供参考。４．２２００８￣２０１０年，寻甸县无论是水田或旱地，小麦的自然质量分值均高于水稻和玉米的自然质量分值；另外，耕地自然质量总体变化为波动降低且趋向平缓，其中，水田自然质量总体变化呈波动平缓；旱地自然质量变化波动较大，其总体变化降低。
本文受资料获取的限制，其耕地自然质量变化分析限于２００８年和２０１０年，时间尺度较为偏小且耕地质量监测的样点布设数量较少；同时，在计算过程没有考虑到
热因子、积温、降雨量和化肥施用量等自然属性对耕光、
地自然质量变化的影响。因此，在县域耕地自然质量变化分析中如何设置监测样点数量、选取监测点、计算光温（气候）潜力指数等方面还有待于进一步研究。
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［１３］国土资源部．农用地分等规程［Ｍ］．北京：中国标准出版社，２００３．
作者简介：张川（１９８２￣），男，云南大理人，助教，主要从事土地土地评价等方面的教学及科研工作。利用工程、
（２０１２－０９－２４收稿刘晓佳编辑）
注：“＋”表示耕地自然质量等别的提高，“－”表示耕地自然质量等别的降低。
图５水田自然质量等别的变化特征
图６
旱地自然质量等别的变化特征
国土与自然资源研究
·８·
文章编号：１００３－７８５３（２０１３）０２－０００８－０４
基金项目：国土资源部典型地区农用地质量动态监测试点项目
（２００９－９，２－１－９）；“十二五”农村领域国家科技计划课题（２０１１ＢＡＤ０４Ｂ０１）
ＴＥＲＲＩＴＯＲＹ＆ＮＡＴＵＲＡＬＲＥＳＯＵＲＣＥＳＳＴＵＤＹ２０１３Ｎｏ．２
基于农用地质量动态监测的耕地自然质量变化分析
22
张川1，，廖晓虹3，王敬4，余建新1，（１．云南农业大学水利水电与建筑学院，云南昆明６５０２０１；２．云南省土地资源利用与保护工程实验室，云南昆明６５０２０１；３．云南农业大学农学与生物技术学院，云南昆明６５０２０１；
４．国土资源部土地整治中心，北京１０００３５）
摘要：耕地自然质量是耕地质量评价中最重要的参数之一。为
了及时地了解耕地自然质量的变化特征及成因，本文基于农用
采用综合指数法和统计分析法，对县域耕地地质量动态监测，
自然质量变化特征及成因进行分析。以自然质量等作为耕地自然质量变化的评价成果，研究结果表明：寻甸县耕地自然质量
其中，水田和旱地中小麦总体变化为先波动降低后趋向平缓，
的自然质量分值均高于水稻和玉米的自然质量分值；水田自然质量等总体变化呈先波动后趋向平缓；旱地自然质量等总体变化降低。本研究可为耕地质量等级更新和耕地质量变化监测提供参考。关键词：耕地保护；自然质量等；动态监测；变化特征
中图分类号：Ｆ３０１．２４
文献标识码：Ａ
AnalysisofNaturalQualityVariationof
CultivatedLandBasedonDynamicMonitoring
ZHANGChuan1,2etal
（1.CollegeofHydraulicandArchitecturalEngineering,Yunnan
AgriculturalUniversity,Kunming650201,China;2.EngineeringLaboratoryofLandUseandConservationof
YunnanProvince,Kunming650201,China）
Abstract:Thenaturalqualityisoneofthemostimportantparametersintheevaluationofqualityofcultivatedland.Inordertoknowthatnaturalqualitychangesinthecharacteristicsandcausesofthecultivatedland.Thepaperbasedondynamicmonitoringofthequalityoftheagriculturalland,usingthecompositeindexmethodandstatisticalanalysis,toanalyzethecharacteristicsandcausesofnaturalchangeinmassofcountyscale.Thenaturalqualitygradeasindexwhichthechangeofcultivatedlandnaturalqualityevaluation,resultsshowthatXundianCountycultivatednaturalqualityoverallchangeintrendafterthefirstrippleofgentle,wherepaddylandanddrylandwheat,naturalqualityscoreswerehigherthanriceandcorn'snaturalqualityscores.Thenaturalqualityofpaddylandwhichoverallchangewasthefirstvolatilitytendtogentle.Butdrylandoverallchangetendtoreduce.Thisstudycouldprovideareferenceforcultivatedlandqualitylevelupdateandchangemonitoring.
Keywords:cultivatedlandpreservation;naturalqualitygrade;
dynamicmonitoring;variationalfeature
耕地是土地资源的精华，耕地质量的优劣程度是保障食物安全最重要的战略资源之一［１］。农用地（耕地）分等将耕地质量划分为自然质量等、利用等和经济等３个层次。耕地自然质量等是在农业生产条件得到充分保证，光、热、水、土等环境因素均处于最优状态，技术因素所决定的农作物所能达到的最高产
国土资源部历时十年完成全国农用地分等工作，量。２００８年，
从《云南省农用地分等》结果看［２－４］，云南省耕地自然质量等共划分为２８个等别，等别范围为１￣２８等。全省耕地自然质量总体
稳产耕地的面积较小，其中，９０％以上的耕地自然偏低，高产、
质量分布在８￣１４等范围内，９￣１０等面积耕地所占面积最大，７等以下和１５等以上所占面积较小。
耕地质量演变一直是国内外研究的热点问题。当前，国内
［５］
区域尺度耕地质量针对耕地质量变化研究主要在指标选取、
［６－８］［９］
时空变化、质量变化的监测方法、影响因素［１０－１２］等方面。但以农用地（耕地）分等成果为基础，针对县域耕地质量变化进行定量综合分析的研究报道相对较少。这种研究对耕地质量动态变化进行监测，实现对耕地数量、质量的精准管护，为耕地质量
演变机理、开展土地整治和落实耕地占补平衡制度空间分布、
等具有重要的意义。
因此，本文以云南省寻甸县为例，对典型地区耕地自然质量进行定量化的综合评价，以《寻甸县农用地分等》成果为基础，分析县域耕地自然质量变化特征，进而揭示耕地自然质量的变化机制与规律，实现耕地保护由数量向数量、质量双重管护的转变，为区域耕地资源可持续利用与粮食安全战略实施提供科学依据。１研究区概况
寻甸县位于云南省东北部，地处东经１０２°４１′￣１０３°３３′，
农北纬２５°２０′￣２６°０１′之间。全县土地总面积３５９３平方公里，
作物的种类主要以水稻、玉米和小麦为主。境内山区、高寒山区占总面积的８７．５％，散布着各类大小不等的山间盆地（坝子），占全县耕地总面积的３０％左右。由于地形高差大，气候属低纬高原季风气候，冬春两季受平直西风环流控制，大陆季风气候明显，干旱少雨，多年平均气温在１４．５℃，年均降雨量约１１００ｍｍ；境内土壤类型较多，耕作层土壤的干、酸、瘦、薄、漏、冷、粘等因素制约农作物产量的提高。
２００８年《寻甸省农用地分等》是以耕地（水田、望天田、水浇地、旱地、菜地）为对象，选取水稻为基准作物，水稻、玉米和小麦为指定作物；全县主要是以一年两熟为主，因此水田的指定作物为水稻（大春）和小麦（小春），旱地的指定作物为玉米（大春）和小麦（小春）；光温（气候）潜力指数、产量比系数（见表１）；全县耕地自然质量的状况如下：各分等单元的自然质量分值（水稻为０．６５７￣０．８９３，玉米为０．４７３￣０．５４５，小麦为０．５０６￣０．９１５）；
２
各分等单元的自然质量等指数为９９１５￣３７５６０ｋｇ／ｈｍ；耕地的自然
等别范围为４￣１３等（缺少１０等）。质量等共有９个等别，
２研究方案２．１研究方法
２．１．１监测样点布设方法
依据《农用地质量动态监测技术规范》，监测控制区以县域为单位，根据综合自然地理区划或农业生态区划（气候与大中地貌综合区划），土地利用分区、国家粮食主产区等因素划定。
寻甸县依照自身情况，将大地貌、农业生产条件等相近的区域作为指标控制区，选取自然质量等差异不大的水田、旱地作为两个指标控制区；根据监测控制区内耕地质量特征，选择主导因素不同，空间上连续分布，具有一定几何形状、面积及等别类型相同的耕地划分为四个监测样区（自然质量等为１１等、１２等、１３等的水田，自然质量等为５等、８等的旱地），共设置２１个监测样点进行耕地质量的动态监测。
张川等基于农用地质量动态监测的耕地自然质量变化分析
２．１．２耕地自然质量等别划分
寻甸县农用地等别划分采用等间距法。通过对农用地自然质量等指数的比较和分析，把所有分等单元划分为不同的自然质量等。农用地自然质量等别根据分等单元的自然质量等指数值，采用等间距法进行农用地自然质量等别的初步划分，等别间距为３０００个等别分，自然质量等指数越大，自然质量等越高。本次农用地分等中，在用等间距法划分自然质量等时，为使等别取整，采取了小数位数只进不舍的方法，得到如下公式［１３］：自然质量等＝ｉｎｔ（ｊ＝１（１））＋１
其中：Ｒｉｊ为第ｉ个分等单元第ｊ种指定作物的自然质量等ｉｎｔ为使等别取整，采取了小数位数只进不舍的方法。指数；公式（１）中的第ｉ个分等单元第ｊ种指定作物的自然质量等指数Ｒｉｊ由下式计算：Ｒｉｊ＝αｔｊ×ＣＬｉｊ×βｊ（２）βｊ＝（３）
其中：Ｒｉｊ同上；αｔｊ为第ｊ种指定作物的光温（气候）生产潜力指数；ＣＬｉｊ为第ｉ个分等单元第ｊ种指定作物的农用地自然质量分；βｊ为第ｊ种指定作物的产量比系数。（３）式中的基准作物和指定作物的单产是指云南省农用地分等三级区内的最大单产。
公式（２）中的第ｉ个分等单元第ｊ种指定作物的农用地自然质量分ＣＬｉｊ由下式计算：
（４）
其中：ＣＬｉｊ同上；ωｋ为第ｋ个分等因素的权重；ｋ为分等因
ｍ为分等因素的数目；ｆｉｊｋ为第ｉ个分等单元第ｊ种指定素编号；
作物的第ｋ个分等因素的指标分值（取值为０￣１００）。寻甸县的分等因素及权重（见表２），其中，水田权重值最大为排水条件０．２２，最小为障碍层距地表深度０．０５；旱地权重值最大为有效土层厚度０．３０，最小为表层土壤质地０．０６。２．２数据来源及处理
本研究主要数据来源于２００８年《寻甸县农用地分等研究》和２０１０年《云南省典型地区农用地质量动态监测试点项目》的研究成果，部分资料取自《寻甸县土壤》、《寻甸县县志》、《寻甸县水利志》、《寻甸县土地利用总体规划基本农田保护区规划》、农业统计资料（２００６～２００９年）等资料。
在收集掌握大量历史与现状资料的基础上，采用Ｅｘｃｅｌ、ＳＰＳＳ等数据处理软件对资料进行分组、统计，分析研究耕地自然质量的变化特征。３结果与分析
３．１指定作物自然质量分变化分析
计算得到２００８－２０１０年寻甸县各监测样点不同经公式（４）
指定作物自然质量分，其变化情况见表３、图１和图２。由其变化指标值及特征可知：在２１个监测样点中，耕地的类型基本不变，仅有２个监测样点的耕地类型从水田变成旱地。其中，水田中的水稻、小麦自然质量分的总体变化特征为波动降低且趋向平缓，ＣＬｉｊ＝
ｋ＝１
·９·
ΣＲ
ｎ
ｉｊ
Σω
ｍ
ｋ
×ｆｉｊｋ
而小麦的自然质量分值均高于水稻的自然质量分值，监测样点
中仅有分等单元编号为５３０１２９１００３００１、５３０１２９０４０４００３指定作物的自然质量分变化幅度降低了０．２９８以上，且变化率达３４％以上；旱地中的玉米、小麦自然质量分的变化特征总体波动降低，小麦的自然质量分值均高于玉米的自然质量分值，监测样点中仅有分等单元编号为５３０１２９１２０５０１１的指定作物的自然质量分的降低幅度最大，且变化率达１１％以上。
这是由于自２００２年以来，寻甸县大力开展土地整理、中低产田改造等工程项目，但受投入资金、交通、地形等因素的限制，大部分实施项目都集中在平坝区的水田，其有效土层较厚、土壤有机质含量高、灌排系统较完善等；而偏远山区、半山区的旱地土地整治项目较少，其地形坡度大、土壤流失严重、灌排系统缺乏；同时，２００９年、２０１０年寻甸县连续发生特大干旱，降水量打破了１９５９年以来同期的最少纪录。因此，平坝区水田作物
半山区旱地作物的自然的自然质量分变化总体平缓，而山区、
质量分的变化总体降低。
３．２耕地自然质量等指数变化分析
经公式（２）、（３）计算得到２００８￣２０１０年寻甸县各监测样点耕地自然质量等指数，其变化情况见表４、图３和图４。由其变化指标值及特征可知：水田自然质量等指数的变化特征总体趋向平缓，监测样点中仅有分等单元编号为５３０１２９１００３００１、５３０１２９０４０４００３的耕地自然质量等指数变化幅度分别降低了２０７９０ｋｇ／ｈｍ２和１２３３０ｋｇ／ｈｍ２，且变化率达５９．４３％和３４．３５％；旱地自然质量等指数的变化波动较大，分等单元编号为５３０１２９１２０５０１１、５３０１２９０８０８００６、５３０１２９０７０５０１６的耕地自然质量等指数的降低幅度较大，变化幅度分别减少了９４０５ｋｇ／ｈｍ２，８２５０ｋｇ／ｈｍ２和７７２５ｋｇ／ｈｍ２，其变化率分别达６６．１４％、５８．７％和５２．９８％。
这是由于在指定作物产量比系数和光温（气候）潜力指数不变的条件下，水田中指定作物的自然质量分值总体变化呈波动下降且趋向平缓，对水田自然质量等指数影响较小，其变化特征总体平缓；而旱地中指定作物的自然质量分值总体变化是波动降低，对旱地自然质量等指数影响较大，其变化特征总体降低。
３．３耕地自然质量等别变化分析
经公式（１）计算得到２００８￣２０１０年寻甸县各监测样点耕地自然质量等别，其变化情况见表５、图４和图５。由其变化指标值及特征可知：水田自然质量等别的变化特征总体平缓，监测样点中仅有分等单元编号为５３０１２９１００３００１、５３０１２９０４０４００３的耕地自然质量等别变化幅度分别降低了７等和４等，且变化率达５８．３３％和３３．３３％；旱地自然质量等别的变化波动较大，分等单元编号为５３０１２９１２０５０１１、５３０１２９０８０８００６、５３０１２９０７０５０１６的耕地自然质量等别的降低幅度较大，变化幅度均减少了３等，其变化率均为６０％。
表１寻甸省农用地分等基本参数
参数光温潜力指数气候潜力指数
产量比系数
（ｋｇ／ｈｍ２）（ｋｇ／ｈｍ２）２１９４５１５１０５２８１２５
６２１０２５８９０
１．００１．３００．８０
水稻小麦玉米
表２寻甸县农用地分等评价指标及权重
评价指标耕地类型水田旱地
有效土层厚度／０．３０
表层土土壤有土壤障碍层距灌溉保地表岩石
剖面构型排水条件地形坡度
壤质地机质ｐＨ值地表深度证率出露度０．１６０．０６
０．１８／
０．１００．０８
０．１１０．０８
０．０５／
０．２２／
／０．２５
０．１８０．１２
／０．１１
·１０·
张川等基于农用地质量动态监测的耕地自然质量变化分析
图１水田指定作物自然质量分的变化特征
表４耕地自然质量等指数的指标变化值
耕地自然质量等
指数
序
乡镇号
村委会分等单元编号
耕地类型变
变化幅化变化率度
（％）
（ｋｇ／ｈｍ２）水田→水田＋２８６５
水田→水田－４５水田→水田＋１９３５水田→水田＋１６２０水田→水田－５２８０水田→水田＋５５５水田→水田－４３５０水田→水田－１９３５水田→旱地－２０７９０水田→旱地－１２３３０旱地→旱地＋６０旱地→旱地－９４０５旱地→旱地－３６０旱地→旱地－４９５旱地→旱地－５１０旱地→旱地－８２５０旱地→旱地－８２５旱地→旱地＋３４５旱地→旱地－５１０旱地→旱地＋９０旱地→旱地－７７２５
＋９．０５－０．１３＋５．７５＋５．２２－１４．６４＋１．６７－１１．８２－５．８４－５９．４３－３４．３５＋０．４１－６６．１４－２．５９－＋３．５２－３．６３－５８．７－５．８７＋２．３１－３．６３＋０．６２－５２．９８
图２旱地指定作物自然质量分的变化特征
图３
水田自然质量等指数的变化特征
１２３４５６７８９１０１１１２１３１４１５１６１７１８１９２０２１羊街镇甸龙金所乡金所仁德镇和平塘子镇麦场（上）金源乡金源凤合镇务嘎鸡街乡鸡街柯渡镇丹桂功山镇功山甸沙乡甸沙羊街镇纳郎金所乡竹沟塘子镇麦场（下）河口乡海嘎七星乡必寨先锋乡普鲁六哨乡板桥凤合镇大箐联合乡北河倘甸镇碑庄柯渡镇松林５３０１２９１３０２００３５３０１２９１２０４００２５３０１２９１４０８００１５３０１２９１５０４００３５３０１２９０９０５００１５３０１２９０３０３００１５３０１２９０６０４００１５３０１２９０７０２００１５３０１２９１００３００１５３０１２９０４０４００３５３０１２９１３０８００７５３０１２９１２０５０１１５３０１２９１５０４００５５３０１２９１１０２００３５３０１２９１６０５０１０５３０１２９０８０８００６５３０１２９０５０６００１５３０１２９０３１３００４５３０１２９０１０６０１７５３０１２９０２０８００５５３０１２９０７０５０１６
注：“＋”表示耕地自然质量等指数的提高，“－”表示耕地自然质量等指数的降低。
表３指定作物自然质量分的指标变化值
序
号１２３４５６７８９１０１１１２１３１４１５１６１７１８１９２０２１
乡镇羊街镇金所乡仁德镇塘子镇金源乡凤合镇鸡街乡柯渡镇功山镇甸沙乡羊街镇金所乡塘子镇河口乡七星乡先锋乡六哨乡凤合镇联合乡倘甸镇柯渡镇
村委会甸龙金所和平麦场（上）金源务嘎鸡街丹桂功山甸沙纳郎竹沟麦场（下）海嘎必寨普鲁板桥大箐北河碑庄松林
分等单元编号５３０１２９１３０２００３５３０１２９１２０４００２５３０１２９１４０８００１５３０１２９１５０４００３５３０１２９０９０５００１５３０１２９０３０３００１５３０１２９０６０４００１５３０１２９０７０２００１５３０１２９１００３００１５３０１２９０４０４００３５３０１２９１３０８００７５３０１２９１２０５０１１５３０１２９１５０４００５５３０１２９１１０２００３５３０１２９１６０５０１０５３０１２９０８０８００６５３０１２９０５０６００１５３０１２９０３１３００４５３０１２９０１０６０１７５３０１２９０２０８００５５３０１２９０７０５０１６
耕地类型变化水田→水田水田→水田水田→水田水田→水田水田→水田水田→水田水田→水田水田→水田水田→旱地水田→旱地旱地→旱地旱地→旱地旱地→旱地旱地→旱地旱地→旱地旱地→旱地旱地→旱地旱地→旱地旱地→旱地旱地→旱地旱地→旱地
水稻（玉米）自然质量分
水稻（玉米）自然质量分
小麦自然质量分小麦自然质量分
变化幅度＋０．０５２－０．０１８＋０．００４＋０．０２２－０．１４４－０．００４－０．１２２－０．０７２－０．３４７－０．３０９＋０．００１－０．０６－０．０１２－０．０１７－０．０１８－０．０３５－０．０２９＋０．０１４－０．０１８＋０．００１－０．０１７
变化率（％）＋６．９２－２．１９＋０．５＋３．０３－１６．８－０．５１－１３．９４－９．１５－４１．７６－３６．２３＋０．２－１２．３７－２．５４－３．５５－３．７６－７．３１－＋６．０５＋２．７４－３．７６＋０．２－３．４２
变化幅度＋０．０８８＋０．０１８＋０．０９４＋０．０５８－０．１０８＋０．０３２－０．０８６－０．０１８－０．３３６－０．２９８＋０．００１－０．０６－０．０１２－０．０１７－０．０１８－０．０３５－０．０２９＋０．００６－０．０１８＋０．０２－０．０１７
变化率（％）＋１１．３８＋２．１４＋１１．４５＋７．５６－１２．２９＋３．９６－９．５９－２．２２－３９．３９－３４．０６＋０．１９－１１．５８－２．３７－３．３２－３．５２－６．８４－５．６６＋１．１２－３．５２＋１．８９－３．２１
注：“＋”表示指定作物自然质量分的增加，“－”表示指定作物自然质量分的减少。
张川等基于农用地质量动态监测的耕地自然质量变化分析
图４旱地自然质量等指数的变化特征
·１１·
表５耕地自然质量等别的指标变化值
序号１２３４５６７８９１０１１１２１３１４１５１６１７１８１９２０２１
乡镇
村委会
分等单元编号５３０１２９１３０２００３５３０１２９１２０４００２５３０１２９１４０８００１５３０１２９１５０４００３５３０１２９０９０５００１５３０１２９０３０３００１５３０１２９０６０４００１５３０１２９０７０２００１５３０１２９１００３００１５３０１２９０４０４００３５３０１２９１３０８００７５３０１２９１２０５０１１５３０１２９１５０４００５５３０１２９１１０２００３５３０１２９１６０５０１０５３０１２９０８０８００６５３０１２９０５０６００１５３０１２９０３１３００４５３０１２９０１０６０１７５３０１２９０２０８００５５３０１２９０７０５０１６
耕地类型变耕地自然质量等别
化变化幅度变化率（％）水田→水田水田→水田水田→水田水田→水田水田→水田水田→水田水田→水田水田→水田水田→旱地水田→旱地旱地→旱地旱地→旱地旱地→旱地旱地→旱地旱地→旱地旱地→旱地旱地→旱地旱地→旱地旱地→旱地旱地→旱地旱地→旱地
＋１０００－２０－２－１－７－４０－３０００－３００００－３
＋９．０９０００－１５．３８０－１５．３８－８．３３－５８．３３－３３．３３０－６０．０００００－６０．００００００－６０．００
羊街镇甸龙金所乡金所仁德镇和平塘子镇麦场（上）金源乡金源凤合镇务嘎鸡街乡鸡街柯渡镇丹桂功山镇功山甸沙乡甸沙羊街镇纳郎金所乡竹沟塘子镇麦场（下）河口乡海嘎七星乡必寨先锋乡普鲁六哨乡板桥凤合镇大箐联合乡北河倘甸镇碑庄柯渡镇松林
自然质量等是根据分等单元的自然质量等指数值，采用等间距法进行其等别的划分，自然质量等指数越大，自然质量等越高，因此，耕地自然质量等别变化的原因与耕地自然质量等指数变化的原因一致，在此不重复论述。４结论与讨论
４．１本文基于农用地分等成果和构建耕地自然质量监测体系前提下，运用综合指数法和统计分析法对县域耕地自然质量变化进行分析，实现耕地质量的精准管护，为耕地质量等级更新和耕地质量变化监测等提供参考。４．２２００８￣２０１０年，寻甸县无论是水田或旱地，小麦的自然质量分值均高于水稻和玉米的自然质量分值；另外，耕地自然质量总体变化为波动降低且趋向平缓，其中，水田自然质量总体变化呈波动平缓；旱地自然质量变化波动较大，其总体变化降低。
本文受资料获取的限制，其耕地自然质量变化分析限于２００８年和２０１０年，时间尺度较为偏小且耕地质量监测的样点布设数量较少；同时，在计算过程没有考虑到
热因子、积温、降雨量和化肥施用量等自然属性对耕光、
地自然质量变化的影响。因此，在县域耕地自然质量变化分析中如何设置监测样点数量、选取监测点、计算光温（气候）潜力指数等方面还有待于进一步研究。
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［１３］国土资源部．农用地分等规程［Ｍ］．北京：中国标准出版社，２００３．
作者简介：张川（１９８２￣），男，云南大理人，助教，主要从事土地土地评价等方面的教学及科研工作。利用工程、
（２０１２－０９－２４收稿刘晓佳编辑）
注：“＋”表示耕地自然质量等别的提高，“－”表示耕地自然质量等别的降低。
图５水田自然质量等别的变化特征
图６
旱地自然质量等别的变化特征