鲁西北平原区耕地质量等别及产能核算研究

2019-06-11 09:08王泽闫弘文崔传宝张一萍
农村经济与科技 2019年1期
关键词:耕地质量

王泽 闫弘文 崔传宝 张一萍

[摘要]鲁西北平原区是全国重要的产粮基地,以济南市范围内鲁西北平原区为研究区,以耕地质量等别成果为基础,运用面积加权平均法、空间分析法、产能核算模型,定量刻画研究区内耕地质量等别空间格局,并核算耕地产能。结果表明,“十二五”期间,区域耕地数量减少,质量有所提升,新增耕地面积低于减少耕地面积,新增耕地等别高于减少耕地等别;从空间格局来看,研究区中部和西南部耕地质量较好,东部和北部耕地质量较差,通过质量建设,耕地质量等别较高的区域往西扩展;耕地单产越高,耕地利用等别、可实现利用强度越大,可实现利用潜力越小,中等地的可挖掘利用潜力较大。依据研究区耕地质量等别以及耕地产能,提出耕地利用的相关对策建议。

[关键词]耕地质量;空间分析法;产能核算;鲁西北平原区

[中图分类号]F301.2 [文献标识码]A

“十二五”期间,济南市开展了2011年度耕地质量等别成果补充完善、2013~2015年度耕地质量等别年度更新评价工作,其中2013年度的成果为2012年、2013年两年的成果。近年来,一些学者基于耕地质量等别成果,进行耕地质量变化态势、耕地等别空间分布特征、耕地质量等别差异程度、耕地质量等别年度更新方法等研究,这些研究有利于耕地质量等别成果的应用,为耕地资源管理提供科学支撑。耕地产能核算是对耕地质量成果的延续,《农用地产能核算技术规范》中将农用地产能分为农用地理论产能、可实现产能和实际产能3个层次。许多学者对耕地产能进行了研究,如:耕地产能核算方法研究、某研究区域内耕地产能核算及其影响因子分析、基于产能核算进行的分区研究等,但对各等别的耕地产能研究较少。在研究耕地质量等别的基础上,核算各利用等别耕地产能、可实现利用强度和潜力,从而进行产能挖潜。

综上,以济南市范围内的鲁西北平原区(济阳县、商河县、天桥区的大桥镇和桑梓店镇)为研究区,以2011年和2015年耕地质量等别成果为依据,通过分析研究区内耕地数量质量变化特征,定量刻画研究区耕地空间格局分布特征,进而根据耕地等别核算耕地产能,提出耕地利用相关对策建议。

1研究区概况与数据来源

1.1研究区概况

根据《山东省耕地质量等级成果补充完善技术细则》,济南市范围内的鲁西北平原区包括济阳县、商河县以及天桥区的大桥镇和桑梓店镇,共24个乡镇。研究区位于黄河北岸,水分充足,属温带季风气候区,夏季高温多雨,秋季天高气爽,适合种植多种农作物。研究区内基准作物为冬小麦,指定作物是冬小麦、夏玉米、甘薯、水稻、花生,标准耕作制度是冬小麦—夏玉米一年两熟制。研究区内农业利用历史悠久,耕地资源质量较好,根据国家级等别转换,自然等处于5—8等,利用等处于6—10等,经济等处于6—11等。至2015年,耕地总面积为156174.20hm2。

1.2 数据来源

研究数据主要包括2011年和2015年济阳县、商河县、天桥区耕地质量等别数据库;2013、2014、2015年度耕地质量更新数据库;2011~2015年济南统计年鉴以及抽样调查样点数据等。

2研究方法

2.1面积加权平均法

在耕地质量等别分析时,采用面积加权平均法,计算区域内耕地质量平均等别,公式如下:

A为某区域平均等别(平均自然等别、平均利用等别、平均经济等别);Ci为耕地等别(自然等别、利用等别、经济等别);imin为耕地等别最小值;imax为耕地等别最大值;Si为i等耕地的面积(hm2);S总为该区域耕地总面积(hm2)。

2.2空间分析方法

以济阳县、商河县、天桥区两镇的耕地质量成果为基础数据,运用ArcGIS软件中的空间叠加、统计和综合分析等相关功能,进行研究区内分乡镇、分等别以及新增减少耕地的质量分析,并得出耕地质量在研究区的空间格局分布情况。

2.3耕地产能核算模型

2.3.1 实际产能核算。实际产能是指目前已经实现的生产能力,即农作物已经达到的产量。根据耕地质量等别数据库,将研究区内指定作物的单产作为实际单产,并将其按照产量比换算为标准粮实际单产,再根据标准耕作制度核算研究区耕地实际产能。

2.3.2 可实现产能核算。回归分析法。可实现产能主要指正常年景下农作物能够获得的最高产量。选取在正常年景下指定作物能够获得的年最高产量的样点(934个),核算成标准粮产量,进行标准粮产量与利用等指数之间的相关性分析。可实现单产模型如下:

Yi=aXi+b

Yi表示第i个分等单元标准粮可实现单产;Xi表示第i个分等单元的利用等指数;a、b为回归系数值。

依据以上模型,将研究区内所有分等单元利用等指数带入模型,再将分等单元耕地可实现单产乘以相应的耕地面积,核算分等单元的耕地可实现产能,各分等单元可实现产能相加得到研究区耕地可实现产能。可实现利用强度是实际单产与可实现单产的比值,可实现利用潜力是可实现单产与实际单产的差值。

3结果与分析

3.1 研究区耕地质量等别情况

3.1.1 新增、减少耕地质量情况。“十二五”期间,研究区新增耕地面积为1405.64hm2,减少耕地面积为1685.17hm2。自然质量等中,新增耕地面积最大的是6等地,为1091.41hm2,平均自然等别为5.97等;减少耕地面积最大的是6等地,为1125.94hm2,平均自然等别为5.99等。利用等中,新增耕地多为7等和8等,为1274.38hm2,平均利用等别为7.67等;減少耕地多为8等和9等,为1253.03hm2,平均利用等别为8.14等。可见,新增耕地面积低于减少耕地面积,新增耕地等别高于减少耕地等别(见表1)。

从新增、减少耕地来源来看,新增耕地中,土地整治补充耕地面积最大,为574.43hm2;其他补充耕地次之,为515.30hm2;增减挂钩补充耕地、工矿废弃地复垦补充耕地面积分别为162.11hm2、148.46hm2。减少耕地中,主要来源是建设占用和农业结构调整,所占面积分别为990.72hm2、690.18hm2。

3.1.2 质量建设耕地质量情况。“十二五”期间,质量建设后耕地面积为31698.56hm2。自然质量等中,耕地面积最大的是6等地,为21448.13hm2,平均自然等别上升了0.17等。利用等中,耕地面积最大的是7等地,为15299.28hm2,平均利用等别上升了0.05等。可见,经过质量建设,耕地质量等别有所上升(见表2)。

质量建设耕地来源包括土地整理、高标准基本农田建设、农田水利建设、农业综合开发四种类型。其中,农田水利建设所占面积最大,为14509.52hm2;其次为土地整理,面积为7328.72hm2;高标准基本农田建设、农业综合开发所占面积较小,分别为5527.07hm2、4333.25hm2。

3.1.3耕地质量等别结构分析。2015年,研究区耕地面积为156174.20hm2。自然质量等中,6等地所占面积最大,为114615.40hm2,占比为73.39%,平均自然质量等为5.98等;利用等中,8等地所占面积最大,为65367.67hm2,占比为41.86%,平均利用等别为7.75等(见表3)。

“十二五”期间,研究区耕地面积先增加后减少,净减少279.53hm2。其中,2011~2013年,耕地面积净增加371.67hm2;2013~2014年,耕地面积净减少323.26hm2;2014~2015年,耕地面积净减少327.94hm2。从耕地质量等别来看,自然质量等中,5等地增加,6、7、8等地减少,平均自然质量等别由6.02等上升为5.98等;利用等中,6、7、8等地面積有所增加,9等和10等地减少,平均利用等别由7.77等上升为7.75等;总体来看,通过质量建设,质量等别较高的耕地面积增加,质量等别较低的耕地面积减少,耕地质量等别提升。

3.1.4 耕地质量等别空间格局分析。(1)新增、减少、质量建设耕地空间分布情况。“十二五”期间,研究区新增、减少、质量建设耕地的分布情况如图1所示。新增耕地中,曲堤镇、垛石镇、新市镇新增耕地面积较多,位于研究区的中南部,崔寨镇、仁风镇、龙桑寺镇次之,主要原因是2011—2013年在研究区内进行了大规模的土地整治项目,耕地面积增加。减少耕地中,太平镇、玉皇庙镇、济阳街道减少耕地面积较多,沙河乡、桑梓店镇、许商街道次之,主要原因是研究区经济迅速发展进行建设占用了耕地,耕地面积减少。质量建设耕地主要位于研究区的中部与西部,主要分布在垛石镇、新市镇、玉皇庙镇、白桥乡、曲堤镇等,主要原因是为粮食高产创建项目进行大规模农田水利建设、土地整理和高标准基本农田建设等。

(2)耕地质量等别空间分布情况。利用ArcGIS软件得到研究区2011年和2015年耕地质量等别分布图,以利用等为例,如图2、图3。总体上来看,“十二五”期间,研究区的耕地以高等地和中等地为主,耕地质量较好的位于中部和西南部,主要包括玉皇庙镇、白桥乡、垛石镇、曲堤镇等,东部和北部耕地质量相对较差,主要包括仁风镇、殷巷镇、韩庙乡等。从空间格局变化来看,通过质量建设,耕地质量等别较高的区域往西扩展,高等地面积增加,中等地面积减少。

3.2研究区耕地产能核算分析

3.2.1研究区耕地产能核算。通过核算,至2015年,研究区耕地实际单产为10937.28kg/hm2,可实现单产为13977.72kg/hm2,实际产能为170.81万t,可实现产能为218.30万t。从耕地产能来看,济阳县、商河县、天桥区两镇的实际产能分别为79.59万t、81.40万t、9.83万t,可实现产能分别为98.03万t、108.73万t、11.53万t。从可实现利用强度和潜力来看,天桥区两镇可实现利用强度为0.85,可实现利用潜力为1805.51kg/hm2;济阳县可实现利用强度为0.81,可实现利用潜力为2606.78kg/hm2;商河县可实现利用强度为0.75,可实现利用潜力为3597.83kg/hm2。可见,研究区内通过粮食高产创建活动,可实现利用强度较高,为0.78,并存在一定的利用潜力,为3040.44kg/hm2(见表4)。

3.2.2分等别耕地产能核算。以国家利用等进行各等别产能的核算,如表5所示。从耕地单产来看,6等地的实际单产最大,为13780.14kg/hm2,10等地实际单产最小,为7232.04kg/hm2,可见,耕地单产值越大,耕地利用等别越高。从耕地产能来看,不同利用等别产能大小与该等别对应的耕地面积有关,利用等中,8等地所占面积最多,所占耕地可实现产能最大,为90.64万t;其次为7等地,可实现产能为76.53万t;10等地可实现产能最小,为1.97万t。

对利用等6~10等地的可实现利用强度和潜力进行计算,得出耕地等别越高,可实现利用强度越大,可实现利用潜力越小。高等地的可实现利用强度在0.7以上,可实现利用潜力均在4000kg/hm2以下,说明研究区高等地得到有效利用。中等地的可实现利用强度在0.5~0.7之间,可实现利用潜力在4000kg/hm2~7000kg/hm2之间,中等地的可挖掘利用潜力较大,可在中等地进行质量建设,提高耕地等别,进而提高耕地产能。

3.2.3 耕地利用相关对策建议。基于耕地质量等别及耕地产能,提出研究区耕地利用的相关对策建议。(1)进行农业新旧动能转换。黄河北岸的桑梓店镇、大桥镇、崔寨镇、回河镇、太平镇、孙耿镇、济阳街道、济北街道作为济南市新旧动能转换先行区,平均自然等别较高,耕地利用需与国家导向相结合。提升此区域农业综合生产能力,创建粮食绿色高质高效工程,建设一批现代农业产业园和农业机械化工程,进行特色农产品优势区的创建。

(2)推进中等地质量建设。研究区中等地(利用等别)主要分布在北部、南部和东部,经过核算,中等地的可实现利用强度较低,可挖掘利用潜力较大,可在此区域进行耕地质量建设,提高耕地利用等别,使耕地利用潜力发挥最大效益,进而增加耕地产能。

(3)加强新增耕地质量管理。对于新增耕地不仅要注重数量,更要严格把控质量,实行建设用地增减挂钩,落实耕地占补平衡,建立耕地质量监测网,并设立耕地质量管理专项资金。

4结论与讨论

在耕地质量分等数据库的基础上,进行研究区耕地质量等别及产能核算研究,得出以下结论。

(1)从耕地质量更新情况来看,新增耕地面积为1405.64hm2,减少耕地面积为1685.17hm2,新增耕地面积低于减少耕地面积,新增耕地等别高于减少耕地等别。质量建设耕地面积为31698.56hm2,通过质量建設,耕地质量等别有所上升。从研究区耕地质量等别来看,自然质量等、利用等、经济等所占耕地面积最大的分别为6等、8等、9等。“十二五”期间,研究区耕地面积先增加后减少,净减少279.53hm2。耕地平均自然、利用、经济等别分别上升了0.04等、0.02等、0.04等,耕地质量等别有所提升:

(2)从新增、减少、质量建设耕地空间格局分布来看,曲堤镇、垛石镇、新市镇新增耕地面积较多,太平镇、玉皇庙镇、济阳街道减少耕地面积较多,质量建设耕地主要位于研究区的中部与西部,主要分布在垛石镇、新市镇、玉皇庙镇、白桥乡、曲堤镇等。从研究区耕地空间格局分布来看,耕地质量较好的位于中部和西南部,主要包括玉皇庙镇、白桥乡、垛石镇、曲堤镇等,东部和北部耕地质量相对较差,主要包括仁风镇、殷巷镇、韩庙乡等。通过质量建设,耕地质量等别较高的区域往西扩展,高等地面积增加,中等地面积减少。

(3)研究区耕地实际单产为10937.28kg/hm2,可实现单产为13977.72kg/hm2,实际产能为170.81万t,可实现产能为218.30万t,实现利用强度较大,为0.78,并存在一定的利用潜力,为3040.44kg/hm2。以国家利用等进行各等别产能核算,得出:①不同利用等别产能大小与该等别对应的耕地面积有关,8等地面积最大,可实现产能最大,10等地面积最小,可实现产能最小;②耕地单产越大,耕地利用等别、可实现利用强度越大,可实现利用潜力越小;③中等地的可挖掘利用潜力较大,通过进行质量建设,提高耕地等别,进而提高耕地产能。

(4)基于耕地质量等别及产能,提出研究区耕地利用的相关对策建议:①济南市新旧动能转换先行区进行农业新旧动能转换,创建粮食绿色高质高效工程和现代农业产业园等;②推进中等地质量建设,增加耕地产能;③通过实施耕地增减挂钩、耕地占补平衡、耕地质量监测网以及耕地质量管理专项资金等措施,加强新增耕地质量管理。

在众学者的思想与研究的基础上,进行研究区内耕地质量等别及产能核算研究,但还需要对以下情况进一步探讨。首先,评定耕地质量等别时指标区的参评因素,可结合第三次全国国土资源调查进一步探讨;其次,耕地产能可再进行多种方法核算,进一步探索适合的核算模型;最后,如何将研究区的耕地利用与社会经济的发展、国家导向相结合,并提出相关的政策建议有待进一步的研究。

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