区域农用地适宜性评价研究进展_王飞

收稿日期：２００５－０９－１９；修回日期：２００５－０９－２３作者简介：王飞（１９７６－），男，硕士研究生，研究方向：土壤资源评价及可持续利用。

１引言农用土地适宜性评价是土地资源评价的一种类型。

其基本原理是在现有生产力经营水平和农业耕作利用方式条件下，以土地自然要素与社会经济要素相结合作为评价因子，采用科学方法和综合分析土地各构成要素对作物生长的适应性与限制性，以此反映土地对作物的适宜程度、质量高低及其限制强度，从而对农用地进行分类定级。

早在１９６１年Ｆ．Ｒ．吉本斯就明确指出：“对土地不能简单地按从‘最好’至‘最差’的尺度上进行分等，而不考虑到它的利用方式”［１］。

ＦＡＯ经过多次讨论和大量实践后，于１９７６年颁布了《土地评价纲要》，该纲要主要是作为各类土地适宜性评价的纲式指南。

这一系统的发布，大大促进了国际土地资源评价的研究。

近１０多年来，农用地适宜性评价主要围绕评价因子体系建立、评价模型及评价方法的研究展开。

２农用土地适宜性评价指标体系２．１指标体系建立的原则指标体系的建立是一个复杂的系统工程，综合来看，应按以下原则进行：①系统性原则。

指标体系应能全面反映被评价对象的综合情况，从中抓住主要因素，既能反映直接效果，又能反映间接效果，以保证综合评价的全面性和可信度。

②可测性原则。

指标要具有含义明确、数据资料收集方便、计算简单、易于掌握等特点。

③定量指标和定性指标相结合使用原则。

即可使评价具有客观性，便于数学模型处理，又可弥补单纯评价的不足及数据本身存在的缺陷。

④绝对量指标和相对量指标结合的原则。

绝对量指标反映总量及规模水平，相对量指标反映在某些方面的强度（或密度）。

⑤可比性原则。

为了保证指标体系的通过性，指标的选取要尽量采用地区含义相同的指标，保持不同阶段的计算和量纲的一致性，以便进行同时空单元的比较［２］。

此外，所选评价因子的稳定性（如土壤的全氮含量指标稳定性大区域农用地适宜性评价研究进展王飞１，邢世和２（１福建省农业科学院土壤肥料研究所，福建福州３５００１３；２福建农林大学资源与环境学院，福建福州３５０００２）摘要：区域农业适宜性评价综合考虑了自然、经济、社会因素，以及定性与定量相结合的方法。

专家知识、数学模型与ＧＩＳ的集成技术在土地适宜性评价中得到了广泛应用。

基于适宜性评价的农业种植区划逐步受到关注。

关键词：农用地；适宜性评价；ＧＩＳ；进展中图分类号：Ｓ１２６文献标识码：Ｂ文章编码：１６７２－６２５１（２００６）０１－００３２－０３ＰｒｏｇｒｅｓｓｉｎｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｏｎｒｅｇｉｏｎａｌａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌｌａｎｄｓｕｉｔａｂｉｌｉｔｙｅｖａｌｕａｔｉｏｎＷＡＮＧＦｅｉ１，ＸＩＮＧＳｈｉ－ｈｅ２（１ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＳｏｉｌａｎｄＦｅｒｔｉｌｉｚｅｒｓＲｅｓｅａｒｃｈ，ＦｕｊｉａｎＡｃａｄｅｍｙｏｆＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅｓ，Ｆｕｚｈｏｕ３５００１３，Ｃｈｉｎａ；２ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＲｅｓｏｕｒｃｅｓａｎｄＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ，ＦｕｊｉａｎＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅａｎｄＦｏｒｅｓｔｒｙＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｆｕｚｈｏｕ，３５０００２，ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｏｎａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌｌａｎｄｓｕｉｔａｂｉｌｉｔｙ，ｍｕｃｈａｔｔｅｎｔｉｏｎｈａｓｂｅｅｎｐａｉｄｔｏｔｈｅｉｎｔｅｇｒａｔｅｄｃｏｎｓｉｄｅｒａｔｉｏｎｓｏｆｓｏ－ｃｉａｌａｎｄｅｃｏｎｏｍｉｃｆａｃｔｏｒｓａｓｗｅｌｌａｓｎａｔｕｒａｌｅｌｅｍｅｎｔｓ，ａｎｄｔｏｔｈｏｓｅｍｅｔｈｏｄｓｗｈｉｃｈｍａｋｅａｃｌｏｓｅｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎｏｆｑｕａｌｉｔａｔｉｖｅａｐｐｒｏａｃｈｗｉｔｈｑｕａｎｔｉｔａｔｉｖｅｏｎｅ．Ｔｈｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｖｅｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｉｎｃｌｕｄｉｎｇｅｘｐｅｒｔｉｓｅ，ｍａｔｈｅｍａｔｉｃｍｏｄｅｌａｎｄＧｅｏｇｒａｐｈｉｃａｌＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＳｙｓｔｅｍ（ＧＩＳ）ｈａｓｂｅｅｎｐｏｐｕｌａｒｌｙｕｓｅｄｉｎｔｈｅｌａｎｄｓｕｉｔａｂｉｌｉｔｙｅｖａｌｕａｔｉｏｎ．Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌｐｌａｎｔｉｎｇｐｌａｎｎｉｎｇｈａｓｂｅｅｎｇｒａｄｕａｌｌｙｃｏｎ－ｃｅｒｎｅｄｂａｓｅｄｏｎｓｕｉｔａｂｉｌｉｔｙｅｖａｌｕａｔｉｏｎ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌｌａｎｄ；Ｓｕｉｔａｂｉｌｉｔｙｅｖａｌｕａｔｉｏｎ；ＧＩＳ；Ｐｒｏｇｒｅｓｓ于速效氮养分指标）及针对性也是需要遵循的原则。

２．２指标体系构建方法在因子体系构建方面，主要以影响生产力的自然条件（如气候、地形、地貌、土壤）及社会经济条件（如区位、交通通达度）等作为参评因子，并采用数学手段优化评价因子体系。

邢世和（１９９８年）在福建浦城县土地适宜性评价研究中，采用经验法，选择海拔、坡度、≥１０℃积温、耕层或土层厚度、有机质、质地、ｐＨ、地下水位、灌溉条件和区位等１０个因素作为评价因子［３］。

曾开泉（１９９６年）在罗源县土地适宜性评价研究中，采用多元回归分析法，分别以１４５个、６５个和４２个标准样区建立了宜耕水田、宜耕旱地和宜园地的多元回归方程来确定因子［４］。

赵文武（２０００年）等对山东省土地评价中，采用主成分分析法，以作物产量为因变量，以８个参选因子为自变量，得出因子的回归系数，最终剔除降水量因子［５］。

此外，逐步回归法、通径分析法、灰色关联度法等也应用于适宜性评价参评因子的选择。

３农用地适宜性评价量化模型在评价模型与评价方法方面，经典的评价模型加权指数和法还在应用。

如邢世和等（２００３年）在福建省农用地资源评价中，采用加权指数和频数分布规律确定各用地适宜类。

评价表明全省宜耕类资源以一般和勉强适宜为主［６］。

田淑敏等（２００２年）对河北曲周县的土地质量评价中，采用指数和法，将各个评价因子的指数图叠加得最终评价成果图，再用等距离法进行分级就得到最终的评价分级图［７］。

针对加权指数和法易受主观因素影响的缺点，秦明周（２０００年）等采用了修正的内梅罗（Ｎｅｍｅｒｏ）评价模型，突出土壤属性因子中最差因子对土壤质量的影响［８］。

通过建立隶属函数的模糊综合评判法目前也应用较为广泛。

在建立隶属函数时，各评价因子的阈值确定是关键环节，其直接决定了评价结果的准确性。

目前隶属函数常采用专家经验判定与推理确定。

此外，二元排序法也是一种实用、有效的确定模糊隶属函数的方法［６］。

主成分分析通过降维方法，将错综复杂的变量归结为几个综合变量，从而避免信息交叉与重叠，使分析结果更加清晰和有说服力。

如夏建国（２０００年）等应用主成分分析进行了农用耕地质量分等定级，表明第Ⅰ￣Ⅴ主成分综合携带了全部信息的９４．２６％，各点类聚性强，其评价结果与其它评价方法一致［９］。

聚类分析是研究“物以类聚”的数学方法，常用于土壤等级的划分。

如邢世和等（２００３年）借助动态聚类模型对福建省闽侯县耕地质量进行分等定级，表明该区域耕地资源总体质量较差，以中低产耕地为主［６］。

灰关联评价模型则通过计算样本与各个指标值最优的“理想样本”的相似程度即灰关联综合评价值来对土壤质量进行分级，由于没有用到各因素的评价标准，使评价结果更为客观［１０］。

变权模型的中心思想是“惩罚”那些特别差的指标，“惩罚”方法是将“差”的因素的权重调整，从而降低综合评价值。

胡月明等（２００１年）的评价表明变权模型比常权模型更能反映土壤质量的实际情况［１１］。

评价因子权重的确定传统上采用专家经验法，受主观因素影响较大，而层次分析法（ＡＨＰ）在适宜性评价中的运用，使评价因子权重的确定较为客观与准确。

该模型将复杂问题的各个因素通过划分相互联系的有序层次使之条理化，从而较客观地确定出每一层次相对重要性的权重值。

此外，投影寻踪回归技术（ＰＰＲ）、ＢＰ神经网络模型、遗传算法、退火算法及组合预测等一些新算法也开始在农用地适宜性评价中得到应用。

４ＧＩＳ在农用地适宜性评价中得到应用农用地适宜性评价涉及土地的自然、经济、区位及开发管理等诸多因素，传统的土地评价过程、图件绘制及面积量算和统计分析等费时费力，且准确性差，这为具有强大空间分析能力、空间－属性数据一体化处理的ＧＩＳ留下了越来越大的应用空间。

如评价单元的划分，传统的评价是以土地类型、土地利用类型等为划分单元，因而要求较高的专业技术水平，评价结果受人为因素影响大，而ＧＩＳ技术的引入与运用，把研究区域分成一定数量的网格，将每个网格作为一个基本的评价单元，逐网格地进行评价，从而相对降低了人为的主观性影响，其最终评价成果也可实现在二维空间上的表达。

地理信息系统技术开始在作物、果树种植适宜性评价中得到应用。

如ＬａｕｒｕＡ．ｓｅｆｆｉｎｏ等（１９９９年）利用ＧＩＳ的作业流式空间决策支持系统（ｗｏｒｋｆｏｌｗ－ｂａｓｅｄＳｐａｔｉａｌＤｅｃｉｓｉｏｎＳｕｐｐｏｒｔＳｙｓｔｅｍ）对巴西圣保罗州的甘蔗种植进行了适宜性评价［１２］。

唐嘉平等（２００２年）利用ＡｒｃＶｉｅｗ为平台的种植适宜性评价系统完成了澜沧江下游热带特色经济作物的评价［１３］。

另外，应用ＧＩＳ进行土地适宜性评价所涉及的技术问题也有很多研究，如基于ＧＩＳ的定位观测数据空间内插技术，包括趋势面、多元回归、反距离权重、克里格插值法等。

具体选用哪种插值方法，应根据不同的源数据特点及分析要求而定［１４］。

地理信息系统与各种数学模型的集成是目前土地适宜性评价的发展趋势之一。

５基于农用地适宜性评价的种植区划基于农用地适宜性评价的种植区划已逐步得到重视。

种植区划是依据农业资源优势，以充分发挥土地适宜性用途为基础进行作物区划布局，它从整体及长远利益出发，因地制宜地确定作物生产布局结构与发展方向，从而优化配置土地，提高综合效益，达到资源优势转化为经济优势的效果。

基于ＧＩＳ的农用地适宜性评价能够发挥模型的运算分析能力和ＧＩＳ的地图表现及空间分析功能，其评价结果为后续的种植规划和布局提供了决策支持。

如张红旗等（２００２年）对赣中红壤区土地的优化配置是在适宜性评价基础上，并参照现有的土地利用现状，以区内整体经济效益为最大目标，利用线性规划模型优化而成的［１５］。

宋如华等（１９９７年）在土地适宜性评价基础上，应用多目标规划法以及专家辅助决策法进行了土地利用规划和空间布局决策，将规划的结果落实到了地块上［１６］。

此外，张光宇（１９９８年）利用可拓展学的理论和方法构建土地适宜性评价的物元模型，不仅可评价各土地单元针对不同用途的适宜性，而且可确定各土地单元的最佳用途，从而为土地资源优化配置提供依据［１７］。

６存在问题与展望６．１土地适宜性评价因子体系与完善目前土地评价中在因子选择上多采用静态性和单一性因子，缺乏动态性和复合型因子，多采用内部的生态适宜性因子，如气候、土壤、地形，缺乏外部的土壤环境、水环境、空气环境质量评价因子及经济与社会因子，评价结果难以全面指导区域的发展。