基于可改良限制因子的耕地质量等别提升潜力研究

宋 戈，刘燕妮，张文琦，王思琢

基于可改良限制因子的耕地质量等别提升潜力研究

宋 戈，刘燕妮，张文琦，王思琢

（东北大学土地管理研究所，沈阳 110169）

分析不同尺度耕地质量等别提升理论潜力和实际潜力空间分布特征，为加强耕地保护和提升耕地质量提供依据。该文以辽宁省大石桥市为研究区，基于大石桥市农用地分等结果，筛选土地整治工程可改良限制因子，构建指数提升潜力模型测算研究区耕地质量自然等、利用等和经济等指数的理论潜力与实际潜力。运用面积加权法和局部空间自相关法，揭示研究区乡镇、村级和地块不同尺度的耕地质量等别提升潜力的空间分布特征。结果表明：1）各乡镇耕地质量等别提升潜力空间差异明显，呈现东高西低，依次递减；2）各行政村耕地质量等别提升潜力东部属于正相关类型（高-高型）且集中连片，中部正相关类型（低-低型）面积较小且零星分布，西部为随机分布；3）东中部地块耕地质量等别提升潜力较大，东部坡耕地宜实施土地平整工程，中部耕地宜实施灌溉与排水工程。研究结果可为区域规划土地整治重点工程和划定耕地保护分区提供理论与技术支持。

土地整治；等别；潜力；耕地质量；限制因子；多尺度

0 引 言

耕地质量是反映耕地生产能力的重要指标，是实现国家粮食安全和维护社会稳定重要保障[1-4]。2017年中共中央、国务院出台的《关于加强耕地保护和改进占补平衡的意见》指出实施耕地质量保护与提升，稳步提高粮食综合生产能力，可为谷物基本自给、口粮绝对安全提供资源保障。2019年农业农村部、国家发展改革委等多部门联合印发《国家质量兴农战略规划（2018－2022年）》指出为实施乡村振兴战略，需深化农业供给侧结构性改革，推进农业由增产导向转为提质导向，提高农业综合效益和竞争力。在耕地后备资源有限、耕地质量总体偏低的形势下，不断提升耕地质量是实现“藏粮于地、藏粮于技”战略的基本保障和具体途径，是农业绿色可持续发展的必然要求。深入研究和探讨耕地质量等别提升潜力，明确耕地质量等别提升的重点建设区域，是实施耕地质量提升工程的基础，对于推动落实耕地占补平衡和促进耕地保护具有重要意义。

近年来，提升耕地质量是中国土地整治研究的关键内容之一[5-6]。当前关于耕地质量等别提升潜力的研究多直接以农用地分等成果中的等别[7-8]或产能[9-11]为依据，利用区域内耕地等别的最大值[12]为整治目标进行潜力测算，也有研究以理论产能和现状产能之差[13]表示耕地质量可提升潜力，此类研究值得借鉴和参考。然而，基于农用地分等成果测算耕地质量潜力，体现的是耕地质量与最优质量之间的差别，忽略了耕地整治工程措施可改良的耕地质量限制因素与分等因素的非衔接性，测算结果将高估耕地整治措施对潜力提升的能力。在可改良限制因子确定方面，当前研究通常采用修正耕地质量限制因子评价体系的方法[14-15]，重新评价土地整治实施前后的耕地质量[16-17]，研究结果可量化土地整治对耕地质量限制因子可改造程度[18]，但这类研究方法工作量较为繁杂且评价结果不具有全国可比性。在研究尺度方面，通常以区域土地整治项目为依托[19-20]，分析项目区影响耕地质量提升的限制因子[21-22]，研究结果可以有针对性地提出相应的土地整治方案[23-25]，遗憾的是目前缺少在不同尺度下对耕地质量提升潜力的系统研究。鉴于此，突破以往土地整治可改良因子与农用地分等因子不衔接的障碍，探索可通过土地整治工程提升的实际潜力，在乡镇、村以及地块不同空间尺度下，揭示耕地质量可提升实际潜力的空间分布特征具有理论意义和实践参考价值。

本文以辽宁省大石桥市为例，运用指数提升潜力模型，结合土地整治可改良的农用地分等因素，基于研究区耕地与坡耕地立地条件不同，分别选取耕地和坡耕地质量可改良限制因子，以耕地质量自然等、利用等和经济等指数理论值为目标，测算提升理论潜力；以其实际最高值为目标，测算提升实际潜力。以潜力为空间变量，从乡镇、村级、地块尺度分析大石桥市耕地质量等别提升潜力的空间特征，为确定土地整治重点和实行差异化耕地保护提供依据。

1 研究区概况与研究方法

1.1 研究区概况

辽宁省大石桥市位于辽河平原最南端，属辽东山地丘陵区，地跨122°07′～122°59′E，40°18′～40°56′N，境内西部是辽河冲积平原，中部为平原和丘陵的缓冲地带，东部以山地为主。全市土地总面积1 598 km2，共辖水源镇、南楼街道、黄土岭镇等17个镇级行政单元，258个村级行政单元。2017年，大石桥市总人口69.5万人。研究区主要种植作物类型为水稻和玉米，熟制为一年一熟。大石桥市耕地总面积占全市土地总面积的42.5%，其中坡耕地占耕地总面积的30.6%。大石桥市土壤类型以草甸土和水稻土为主，适宜农用物生长，耕地类型以旱地和水田为主，国家级耕地质量各等别集中在9～12等，耕地质量等别有待提升。

1.2 数据来源与处理

1.2.1 数据来源

本文研究基础数据包括：大石桥市农用地分等成果及省级汇总成果（图件、数据库、测算表格等）、大石桥市土地利用变更数据图和行政区划图以及相关统计资料。其中，大石桥市灌溉保证率、有效土层厚度、地形坡度等分等因素由农用地分等成果获得；大石桥市土地利用系数、土地经济系数、作物产量比系数、光温生产力潜力指数、气候生产潜力指数等从农用地分等数据库中提取。数据来源于辽宁省大石桥市2012年农用地分等数据库及补充完善成果。

1.2.2 可改良限制因子识别与获取

根据《农用地分等规程》（GB/T28407-2012），确定辽东山地丘陵地区耕地的评价因素为表层土壤质地、土壤有机质含量、土壤pH值、灌溉保证率、盐渍化程度、障碍层距地表深度、排水条件、灌溉水源和剖面构型9种限制因子。辽东山地丘陵地区坡耕地的评价因素主要为有效土层厚度、表层土壤质地、土壤有机质、土壤pH值、地形坡度、灌溉保证率和地表岩石露头度7种限制因子。根据《土地整治项目验收规程（TD/T1013-2013）》，土地整治项目质量验收内容为有效土层厚度、盐渍化程度、灌溉保证率、排水条件、土壤pH值、土壤有机质含量和表层土壤质地7种因子。当前土地整治对耕地质量产生影响的工程为土地平整工程、灌溉与排水工程及其他工程中的土壤改良工程，除验收内容外还可以有效地改良耕地质量地形地貌条件内地表岩石露头度、地形坡度因子[26]。基于此，本文耕地质量可改造限制因子是指在一定的经济条件下，经过土地整治工程的实施，其自然属性能在较短时间内发生正向改良的农用地分等因子。

综合考虑限制因子经过土地整治后自然属性能否发生正向突变、土源情况及客土的经济可行性、土壤性质的特征响应时间和改良耗时长短等前提条件，最终识别出可改良因子为盐渍化程度、灌溉保证率、地表岩石露头度、排水条件、有效土层厚度、灌溉水源和地形坡度因子[27]。因此，本文选取耕地的可改良限制因子为灌溉保证率、灌溉水源、排水条件和盐渍化程度，坡耕地的可改良限制因子为有效土层厚度、地形坡度、灌溉保证率和地表岩石露头度。

1.2.3 作物生产潜力及因子参数获取

依据《全国各省作物生产潜力指数速查表》，大石桥市水稻的光温生产潜力指数为1 965，玉米的光温生产潜力指数为2 862，玉米的气候生产潜力指数为2 177。大石桥市属于辽东山地丘陵区二级区，以玉米为基准作物，其指定作物产量比系数为水稻1.25，玉米1.00。有灌溉设施的耕地采用光温生产潜力，缺乏灌排保障设施的耕地采用气候生产潜力。依据《农用地质量分等推荐因素及其分级、分值和权重》，汇总出大石桥市农用地分等补充成果中指定作物的可改造限制因子指标值、权重、级别和自然质量分（表1）。

表1 大石桥市耕地和坡耕地可改良因子参数

1.3 研究方法

1.3.1 自然等指数提升潜力模型

自然等指数提升潜力模型是在农用地自然质量等指数计算公式的基础上，通过将评价单元耕地质量等别指标因素的满分值或实际最高分值分别与其实际分值进行比较，两者之差为提升潜力指数，从而分别得到各指标因素的理论潜力与实际潜力[28]。当满分值与实际最高分值一致时，该因素的自然等指数提升理论潜力和实际潜力在数值上保持一致。本文结合土地整治可改良的灌溉保证率、灌溉水源、排水条件、盐渍化程度、有效土层厚度、地形坡度和地表岩石露头度7种农用地分等因素，通过加权计算以耕地或坡耕地为评价单元的土地整治潜力水平。自然等指数提升潜力模型的计算公式为

式中P为第个分等单元内第个分等因素的自然等指数提升潜力，R为第个分等单元内第个分等因素在该分等单元自然等指数的目标贡献值；r为第个分等单元内第个分等因素在该分等单元自然等指数的实际贡献值；w为第种指定作物的第个分等因素的权重；F为第个分等单元内第种指定作物的第个分等因素的目标质量分值；f为第个分等单元内第种指定作物第个分等因素的实际质量分值；为第种作物的光温（气候）生产潜力指数；为第种作物的产量比系数；为分等因素编号。

1.3.2 利用等指数提升潜力模型

在自然等指数提升潜力计算的基础上结合土地利用系数，得到利用等指数提升潜力模型。其计算方法与《农用地质量分等规程》中计算利用等指数原理相同，计算公式如下

式中P为第个分等单元内第个分等因素的利用等指数提升潜力；k为分等单元所在等值区的第种指定作物的土地利用系数。

1.3.3 经济等指数提升潜力模型

在利用等指数提升潜力计算的基础上结合土地经济系数，得到经济等指数提升潜力模型。其计算方法与《农用地质量分等规程》中计算经济等指数原理相同，计算公式如下

式中P为第个分等单元内第个分等因素的经济等指数提升潜力；k为分等单元所在等值区的第种指定作物的土地经济系数。

1.3.4 耕地质量等别提升潜力指数面积加权法

耕地质量等别提升潜力和面积属性是耕地重要的空间属性。为探究县域不同研究尺度对耕地质量等别提升潜力的影响，本文采用自然等指数、利用等指数和经济等指数提升潜力分别与研究区（镇、村）耕地面积进行加权平均，以研究大石桥市耕地自然质量、利用质量和经济质量提升潜力的总体状况及空间分异规律。耕地质量等别提升潜力指数计算公式如下[29]

式中P为第个行政区（镇、村）的省级平均耕地质量（自然等、利用等、经济等）指数提升潜力；P为第个行政区（镇、村）中第个耕地图斑的（自然等、利用等、经济等）指数提升潜力；S为第个行政区（镇、村）中第个耕地图斑的面积，hm2。

1.3.5 局部空间自相关

本文的研究单元以行政村为主体，因此采用面邻接关系。试验后采用Rook邻接原则确定空间权重，若边相邻，则w=1；否则w=0。局部空间自相关可以测度耕地地块单元空间分布的关联特性。本文以大石桥市村级耕地质量等别提升潜力为变量，进行局部空间自相关分析，结果采用耕地质量提升潜力LISA（local indicators of spatial association）集聚图分析集聚或离散的空间位置。耕地质量等别提升潜力按HH（高－高）型、LL（低－低）型、HL（高－低）型、LH（低－高）型、非显著型划分为5种类型[30]。LISA统计量的Local Moran’s I指数范围为[-1，1]，计算公式为

一般通过标准化统计量Z值进行显著性检验，确定对某一区域编号的区域确定是否存在空间相关性。Z值的计算公式为

式中Z为标准化统计量的阈值；()为理论期望；()为理论方差。

2 结果与分析

2.1 乡镇耕地质量等别提升潜力空间分布特征

大石桥市耕地等别采用等间距法进行划分，耕地省级自然等、利用等和经济等分别以150、100和100为等别间距。大石桥市耕地省级自然等、利用等、经济等理论潜力指数平均值分别为200.55、109.43、62.61，实际潜力指数平均值分别为171.93、87.84、51.87。其中黄土岭镇、建一镇、青花街道、南楼街道内耕地经过土地整治可改造因子的理论潜力指数和实际潜力指数数值相同，说明该区域内部分耕地的可改良因子在实际中最高级别等于理论目标级别。各乡镇耕地平均土地利用系数范围为0.41～0.77，平均土地经济系数范围为0.48～0.77（表2）。

表2 大石桥市乡镇耕地质量等别提升潜力值

耕地质量自然等指数提升理论潜力和实际潜力空间分布为从东向西依次递减。东部建一镇、黄土岭镇和周家镇提升潜力值相对较大，中部虎庄镇、官屯镇、汤池镇等部分乡镇次之，西部所有乡镇以及中部所有街道相对较少。大石桥市西部地势平坦，土质肥沃，田块集中连片；东部地形起伏较大，地块分割破碎。因此，大石桥市西部乡镇内耕地宜优先进行重点保护，东部乡镇内坡耕地宜优先建设土地整治工程提升耕地自然质量。

大石桥市各乡镇平均耕地利用系数在空间上呈现东低西高的特征，耕地质量利用等指数提升理论潜力和实际潜力的空间分布上呈现从东向西依次递减的趋势。由于耕地基础设施以平原建设为主，故耕地利用水平西部高于东部。因此，大石桥市运用技术和管理措施，发挥土地整治效益，着重提高东部土地利用水平，并实行用养结合、防治水土流失方面措施，逐步提高中部土地利用水平。

大石桥市各乡镇平均耕地经济系数在空间上呈现中部高，东西低的特征，耕地质量经济等指数提升理论潜力和实际潜力在空间分布上呈现东高，中、西部低的趋势。结合区域经济发展，大石桥市中部地区为城镇人口密集区，社会经济发展相对迅速，交通发达，农业基础设施相对完善。高山和人口较少的平原区域社会经济发展相对滞后，地形复杂，农业基础设施不足。因此，大石桥市应提高东西部农业基础设施建设资金投入。

2.2 村级耕地质量等别提升潜力空间分布特征

在ARCGIS10.3软件中分别绘制耕地质量自然等、利用等和经济等指数经土地整治后提升理论潜力和实际潜力局部空间聚集图。在95%的置信度下，分别统计村级行政区提升理论潜力和实际潜力聚集类型和数量占比。结果显示，各类型分布图占比80%以上的行政村未通过显著型检验，在空间上均呈随机分布；其次为HH型（表3）。

表3 大石桥市耕地质量指数提升潜力空间自相关类型与行政村个数统计

注：H-H型为高-高型；H-L型为高-低型；L-H型为低-高型；L-L型为低-低型。下同。

Note: H-H type is High-High type; H-L type is High-Low type; L-H type is Low-High type; L-L type is Low-Low type. The same below.

2.2.1 村级耕地质量等别提升理论潜力局部空间自相关结果

耕地质量自然等指数提升理论潜力为HH、HL和非显著型。HH型主要集中在东部区域，具体为建一镇内所有行政村、黄土岭镇除虎头山村以外其他行政村、周家镇内东金寺村、汤家村、腰屯村、冯家堡村、张家村和宫屯镇内石硼峪村。HL型位于中部钢都街道内和平村。结合大石桥市实际地形地貌，东部以山地为主，耕地类型主要为旱地，自然条件较差，与局部空间集聚图基本符合（图1a）。

耕地质量利用等指数提升理论潜力为HH、HL、LL和非显著型。HH型集中分布在东部区域，主要为建一镇、黄土岭镇除土坡村和虎头山村以外行政村以及周家镇三道岭村、汤家村、东金寺村等部分行政村。HL型为南楼街道鞭杆村和钢都街道内和平村。LL型集中分布在中部区域，主要为金桥街道李屯村、东窑村、岳州村等、钢都街道钢都村和南楼街道后百村、徐家村、长官村等。结合大石桥市实际社会效益，中部城镇化水平较高，交通可达性、地势平缓等优势促使耕地利用水平高，故LL型集中分布在中部区域。东部土地利用系数均处于中等水平，故总体呈现HH型，与局部空间集聚图基本符合（图1b）。

耕地质量经济等指数提升理论潜力为HH、HL、LL和非显著型。HH型集中分布在东部区域，主要为虎庄镇虎庄村、建一镇内除板长峪村的行政村、黄土岭镇除四道沟村、下仙峪村、汤而沟村、虎头山村以外的行政村以及周家镇青石岭村、汤家村、车家村等部分行政村。HL型为钢都街道钢都村和南楼街道和平村。LL型集中分布在中部区域，主要为金桥街道金屯村、李屯村、黄大村和南楼街道的陈家村、张官村、高庄村等部分行政村。结合大石桥市经济投入情况，中部行政村地形起伏相对较低，人口分布密集，道路交通网可达性强，经济投入产出率较高。东部行政村地势起伏较大，道路交通网相对稀疏，西部行政村地势平缓，但人口较为稀疏，东西部耕地的投入产出率相对较低，与局部空间集聚图基本符合（图1c）。

图1 大石桥市耕地质量省级等指数提升理论潜力局部空间聚集分布

2.2.2 村级耕地质量等别提升实际潜力局部空间自相关结果

耕地质量自然等指数提升实际潜力为HH、非显著型。HH型主要集中在东部地区，主要为建一镇内各行政村、黄土岭镇除土坡村和虎头山村以外的行政村以及周家镇东部的部分村庄汤家村、冯家堡村、腰屯村、东金寺村、张家村。位于大石桥市中部偏东的官屯镇石硼峪村和大岭村也为HH型。以大石桥市耕地质量自然等指数提升实际潜力为整治目标，东部区域HH型行政村耕地自然条件水平较低且聚集分布，应进行土地整治项目，如配置专业化大型深松破土装备、铺设暗管排灌水道、修建和完善农田水利设施等（图2a）。

耕地质量利用等指数提升实际潜力为HH、HL、LL和非显著型。HH型主要分布在东部地区建一镇内各行政村、黄土岭镇除土坡村和虎头山村以外的行政村以及周家镇内临近镇界的部分村庄如青石岭村、汤家村、猞猁村等。中部行政村HH型为官屯镇内石硼峪村。HL型行政村分布在中部地区钢都街道内和平村。LL型行政村分布在北部旗口镇二道村。耕地利用等指数提升实际潜力高值集聚的地区，应作为提升土地利用水平的重点区域（图2b）。

耕地质量经济等指数提升实际潜力为HH、HL、LL和非显著型。HH型集中分布在东部地区，建一镇内除板长峪村以外的行政村、黄土岭镇内除汤而沟村、下仙峪村、虎头山村以外的行政村以及周家镇内除戴家村、冯家堡村、于家村、大金寺村、东金寺村以外的行政村。中部地区虎庄镇内虎庄社区以及官屯镇石硼峪村也为HH型。HL型分布在钢都街道内和平村。LL型分布在旗口镇的二道村。耕地经济等指数提升实际潜力高值聚集区域宜增加耕作投入成本，调整农业结构。同时旗口镇内二道村为LL型低值聚集，应作为耕地重点保护区域（图2c）。

图2 大石桥市耕地质量省级等指数提升实际潜力局部空间集聚分布

2.3 地块耕地质量等别提升潜力空间分布特征

2.3.1 坡耕地地块可改良因子提升预评价

大石桥市坡耕地有效土层厚度实际有1、2、3、4和5级，其中第1级的地块面积占比为37.0%，分布较为分散。坡耕地地形坡度实际有1、2、3、4和5级，其中第1级的地块面积占比为26.9%，集中在中部区域，其余等级地块主要集中在东部区域。坡耕地灌溉保证率实际有1、2和3级，其中第2和3级的地块面积占比超过半数，主要集中在中部和东部区域。坡耕地地表岩石露头度实际有1和2级，其中第2级的地块面积占比小，为3.2%，零碎地分布在东部。提升有效土层厚度和地形坡度因子等级的自然等提升潜力大于提升灌溉保证率因子等级的自然等提升潜力。因此，大石桥市坡耕地应以有效土层厚度和地形坡度改造为主，灌溉保证率次之（表4）。

表4 大石桥市坡耕地可改良限制因子分级方法、面积占比、提升方案与自然等提升潜力

土地平整工程主要包括耕作田块修筑工程和耕作地力保持工程。对于坡度较小地区，耕作田块修筑工程可以按照农业机械化生产的需求，将田块的大小、形状、规格和平整度进行调整；对于坡度较大地区，耕作田块修筑工程可以进行梯田化建设，将丘陵区水平梯田率达到一定规模。对于耕作层较薄的田块，耕作地力保持工程可以选择就地深耕松土、下层松动爆破或客土等措施增加作物生长可使用的土层厚度。因此，选用土地平整工程作为大石桥市东部坡耕地的土地整治项目。

2.3.2 耕地地块可改良因素提升预评价

大石桥市耕地灌溉保证率实际有1、2和3级，其中第2、3级的地块面积占比为10.2%，主要分布在中部地区。耕地盐渍化程度实际有1、2、3和4级，其中第1级的地块面积占比为25.4%，且分布较为零散。耕地排水条件实际有2和3级，其中第3级的地块面积占比为17.4%，主要分布在中部区域。由于实际排水条件缺乏第1级，因此以水稻为标准作物的地块将排水条件因子第2级提升至第1级的理论潜力为61.406，第3级提升至第1级的理论潜力为184.219，第3级提升至第2级的实际潜力为122.813；以玉米为标准作物的地块，将排水条件因子第2级提升至第1级的理论潜力为54.425，第3级提升至第1级的理论潜力为163.275，第3级提升至第2级的实际潜力为108.85。耕地灌溉水源均为第1级。因此，大石桥市耕地应以盐渍化程度和排水条件改造为主，灌溉保证率次之（表5）。

灌溉与排水工程包括水源工程、输水工程、喷灌工程、排水工程、渠系建筑物工程和泵站。其中排水工程包括排水沟工程、暗管（沟）排水工程等，排除多余的地面水和过多的土壤水分，控制地下水位，与渠系建筑物配套使用，可以提高灌溉保证率、排水条件，控制土壤的盐渍化条件。因此，选用灌溉与排水工程作为大石桥市中部耕地的土地整治项目。

表5 大石桥市耕地可改良限制因子分级方法、面积占比、提升方案与自然等提升潜力

3 结论与讨论

本研究从土地整治工程改造耕地限制因子角度出发，构建耕地质量可提升理论潜力和实际潜力的测算模型，从乡镇、村级、地块尺度分析耕地质量自然等、利用等和经济等指数可提升理论潜力和实际潜力的空间格局和分布特征，得到以下结论：

1）本研究潜力测算是在农用地分等成果基础上，结合土地整治工程对耕地质量限制因子的影响，识别出土地整治可改造的农用地分等因子，依据可改良因子现实级别提升幅度，可以预估耕地质量提升理论和实际潜力。

2）以大石桥市为例开展模型的实证研究，大石桥市耕地质量自然等、利用等、经济等提升理论和实际潜力在空间上均呈现东高西低，依次递减的特征。东部坡耕地主要限制因子为有效土层厚度和地形坡度，中部耕地主要限制因子为盐渍化程度和排水条件。

3）本研究构建的耕地质量等别提升理论和实际潜力模型，既可以体现耕地质量提升的可能性，又可以体现耕地质量提升的实际性，为土地整治规划提供技术参考，具有一定的理论和实际指导意义。

本研究筛选耕地可改良因子是依据实施土地整治主要工程后自然属性在短时间内发生正向变化，未考虑改良耗时久且难度大的土壤有机质、土壤pH值和特征响应时间长的表层土壤质地、剖面构型、障碍层距地表深度对耕地质量提升潜力测算的影响，需结合实际情况进一步增强耕地质量提升目标的可实现性。

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Potential of cultivated land quality grade improving promoted by improvable limiting factors

Song Ge, Liu Yanni, Zhang Wenqi, Wang Sizhuo

(,110169,)

It is important to calculate the theoretical and realistic potential of cultivated land quality and protect cultivated land. Land consolidation is an effective way to promote quality of cultivated land by improving limiting factors. To definite the role of land consolidation in arable land quality grade, choosing some agricultural land grading factors which land consolidation can improve in time and positively is principle. Setting the theoretical top and realistic top score of different crop classification factors as targets respectively, calculating theoretical and realistic potential of cultivated land by the potential index model of the agriculture land natural quality grade is basic. Making realistic potential of cultivated land as the aim of land consolidation project would be more scientific and objective. The utilized grades could be calculated based on the natural grade by ability coefficient of land use. The economic grades could be calculated based on the utilized grades by land economic coefficient. According to the distribution of theoretical and realistic potential of natural, utilized and economic grades from townships, villages and plots, land projection project can be planned, designed and arranged in advance. The first step is to determine the improvable limiting indexes of agricultural land classification. Dashiqiao county of Liaoning province was taken as the study area based on the complement of arable grade in 2012. The study area has arable land and slope arable land which have respective improvable limiting indexes. Arable land has thickness of soil layer, terrain slop, irrigation guarantee ratio and degree of surface rock outcrop. While slope arable land has irrigation guarantee ratio, degree of salinity, drainage conditions and irrigation water source. Afterwards, we calculated the improvable theoretical and realistic degree of each selected indexes by land consolidation project based on plot respectively. Then utilized and economic grades would be calculated later. Finally with the area weighing method to summarize the results into villages and townships, we analyzed the character of theoretical and realistic potential of arable land on different scales. In villages scale we used local spatial auto-correlation method specially. The results showed that 1) Under the township scale, the theoretical and realistic potential of cultivated land quality improvement was obvious, showing high in the east and low in the west, decreasing in turn; 2) At the village level, the potential of cultivated land quality in eastern was High-High type and concentrated, in the middle was Low-Low type and distributed separately with small area, and in the west was random distribution; 3) Under the plot scale, potential of arable land quality had great promotion in eastern and middle of research area. Thickness of soil layer and terrain slope of eastern slope farmland should be improved by implementing land leveling project. Degree of salinity and drainage condition of middle farmland could be promoted by irrigation and drainage works. In conclusion, theoretical and realistic potential of arable land of research area have significant distinctions on different scales obviously, which provides the basis and technological support for developing a key cultivated land consolidation project and demarcating the boundaries of protection of cultivated land.

land consolidation; grading;potential; quality of cultivated land; limiting factors; multi-scale

2019-01-28

2019-03-31

国家自然科学基金资助项目（41571165，41071346）；辽宁省自然资源科技创新项目（19LNZRZY28）

宋 戈，教授，博士生导师，主要研究方向为土地资源利用与管理。Email：songgelaoshi@163.com

10.11975/j.issn.1002-6819.2019.14.033

F301.21

A

1002-6819(2019)-14-0261-09

宋 戈，刘燕妮，张文琦，王思琢. 基于可改良限制因子的耕地质量等别提升潜力研究[J]. 农业工程学报，2019，35(14)：261－269. doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2019.14.033 http://www.tcsae.org

Song Ge, Liu Yanni, Zhang Wenqi, Wang Sizhuo. Potential of cultivated land quality grade improving promoted by improvable limiting factors[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2019, 35(14): 261－269. (in Chinese with English abstract) doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2019.14.033 http://www.tcsae.org