基于GIS的耕地质量评价与保护规划方法探讨

基于GIS的耕地质量评价与保护规划方法探讨

印春香

东海县自然资源和规划局

  摘要：耕地质量评价与保护规划对于保障国家粮食安全和实现可持续发展具有重要意义。地理信息系统（GIS）作为一种强大的空间分析工具，已广泛应用于耕地质量评价与保护规划中。本文旨在探讨基于GIS的耕地质量评价与保护规划方法，通过具体案例，展示GIS技术在耕地质量评价、保护区划定和可持续利用方面的价值。本文首先介绍了GIS的基本概念和技术特点，然后分析了GIS在耕地质量评价与保护规划中的应用方法和优势，最后提出了基于GIS的耕地质量评价与保护规划的建议和展望。

  关键词：地理信息系统（GIS）；耕地质量评价；保护规划

  引言

  耕地质量是农业生产和粮食安全的基础。随着城市化进程的加速和土地利用方式的改变，耕地质量下降、生态功能减弱等问题日益突出。因此，开展耕地质量评价与保护规划研究具有重要的现实意义和深远的发展意义。GIS作为一种强大的空间信息技术，能够为耕地质量评价与保护规划提供有力的技术支撑。

  1.GIS技术概述

  GIS（地理信息系统）作为一门融合了地理学、计算机科学、信息科学的综合性技术，不仅集成了高性能的计算机硬件系统、专业的GIS软件平台，还汇聚了海量的地理空间数据资源。它不仅能够高效地处理和管理这些数据，还具备强大的空间分析、建模以及数据可视化能力，为用户提供了一套全面的空间信息解决方案。在耕地质量评价与保护规划领域，GIS的应用价值尤为显著，GIS以其强大的数据管理、空间分析、可视化和决策支持能力，成为耕地质量评价与保护规划不可或缺的工具，对促进农业可持续发展、保障国家粮食安全具有重大意义。

  2.耕地质量评价方法

  2.1 数据准备与处理

  在本阶段，数据的全面性与准确性是基础。首先，广泛收集多源数据，这涵盖了从宏观到微观的多个维度：地形地貌数据用于理解耕地的物理基础结构；土壤条件数据，包括土壤类型、有机质含量、pH值等，直接关系到耕地的生产力；气候因素，如年降水量、温度范围，影响作物生长周期和产量；植被覆盖情况，反映生态平衡与地表保护状态；土地利用现状数据，揭示耕地的当前使用模式及其变化。随后，运用GIS软件的专业工具进行数据整合，包括将不同来源和格式的数据转换为统一格式，确保所有数据能够在同一坐标系下进行对比和分析，执行空间叠加操作以发现数据间的相互作用和影响，从而为后续分析打下坚实的基础。

  2.2 评价指标体系的构建

  构建一个科学合理的评价指标体系是评价耕地质量的关键步骤。这一过程需深入分析研究区域的具体情况，如当地的自然条件、社会经济背景及耕作传统。评价指标体系需全面覆盖耕地质量的各个方面，通常包括但不限于土壤肥力指标（如养分含量）、土层厚度（影响根系发育和水分保持）、坡度（关联到水土流失风险）、耕作条件（如机械化程度、灌溉设施）、水资源状况（可用性和稳定性）。每一项指标的选择都需经过细致考量，确保既能反映耕地质量的实质，又便于量化和获取数据。

  2.3 评价模型的建立

  利用GIS强大的空间分析能力，结合多学科的评价方法，构建综合性的耕地质量评价模型。层次分析法（AHP）常用于确定各项指标的相对重要性，通过专家打分或调研数据建立判断矩阵，计算各指标的权重。模糊综合评价法则适用于处理评价过程中存在的不确定性，通过建立隶属函数，量化模糊评价集，最终得出耕地质量的综合评价值。GIS软件平台能够有效集成这些复杂的分析过程，实现从指标量化、权重确定到综合评价的自动化处理，提高评价的效率和准确性。

  2.4 耕地质量等级划分

  评价模型运行后，根据计算出的综合评价值，将耕地划分为不同的质量等级，如设定“优质”、“良好”、“中等”、“较差”等标准，明确各级耕地的具体界限。这一划分不仅为政策制定提供了直接依据，也便于资源的合理配置。尤为重要的是，结合高分辨率遥感影像和GIS的空间数据库功能，可以生成耕地质量等级分布图。这种可视化手段使管理者和研究人员能够直观识别出耕地质量的空间差异，快速定位问题区域，为制定针对性的保护措施、优化土地管理和促进农业可持续发展提供直观的决策支持。

  3.耕地保护规划方法

  3.1 耕地保护目标确定

  在全面完成对耕地质量的系统性评估之后，针对我国粮食安全的战略需求以及各地区经济与社会发展现状，应科学地设定一套既兼顾长远愿景又注重当前紧迫性的耕地保护目标与实施重点。这要求我们从宏观与微观两个层面出发，综合考量国家全局利益与地方实际条件，确保耕地保护策略的精准性与可行性。

  长期目标应着眼于构建稳固的粮食安全保障网，确保国家粮食自给自足能力的持续增强。这意味着，必须确保一定规模的基本农田得到严格保护，无论是在数量上还是质量上，这些农田都是国家粮食生产的基石，对于应对未来可能面临的食品供应挑战至关重要。同时，长期目标还应致力于构建一个动态平衡的耕地保护与利用体系，通过科技创新和现代农业技术的推广应用，持续提升耕地的综合生产能力，确保耕地资源的永续利用。短期重点则需聚焦于即时性问题与紧迫挑战，如遏制耕地退化、防止优质耕地非农化等。对于那些自然条件得天独厚、生产力水平较高的优质耕地，应列为保护的重中之重，通过立法与政策手段，严格限制其用途变更，确保这些“粮仓”不受侵害。此外，针对位于生态敏感区域内的耕地，尤其是那些承担水源涵养、生物多样性保护等生态服务功能的耕地，需要实施特殊的保护措施，如生态补偿机制，以保障这些耕地的生态功能不被破坏，维护生态系统的整体健康与稳定。

  3.2 耕地保护区域划定

  以耕地质量等级分布图为关键指引，并紧密配合同步的土地利用整体规划，科学且精准地界定耕地保护的“红线”区域，这是确保耕地资源得以长期可持续利用的基石。在这个过程中，至关重要的是要明确标识出评估中辨识出的高质量耕地以及那些扮演着特殊生态角色的耕地，如作为生态屏障、水源涵养地或生物多样性热点区域，这些珍贵耕地将被纳入最为严格的保护范畴，划归为“禁止建设区”或“限制建设区”，以此构筑一道坚固的防线，有效阻止非农业性建设活动对这些宝贵资源的侵扰和占用。此外，为了加固保护体系，还需在核心保护区边缘精心设置缓冲区域，这作为第一道防线，旨在通过预先采取一系列预防性保护措施，比如植被恢复、环境监测和限制特定活动，来减轻外界干扰对核心耕地的潜在不利影响，从而维护整个保护区域的完整性和稳定性。这一系列举措共同构成了一个多层次、全方位的耕地保护体系，旨在实现耕地资源的最优管理和长期保护。

  3.3 耕地保护措施制定

  针对耕地质量的多样性，采取差异化策略，为每类耕地量身定制专属的保护与提升方案。对于品质卓越的耕地，策略聚焦于其生产力的持续强化，具体措施包括强化农田水利设施的建设和维护，确保排灌系统的高效运行；推广运用智能化、节水型的灌溉技术，以及精确农业管理手段，以科技赋能现代农业；实施依据土壤测试结果定制的施肥计划，精准补给作物所需营养，同时，构建全面的耕地质量监测网络，周期性评估耕地的健康状态，确保其长期处于优良水平。

  至于中等及条件相对较差的耕地，则需侧重于土地的改良与质量提升。通过土地整理项目，改善土地的耕作条件，如平整土地、改善排水系统等；实施专项土壤改良工程，如施用有机物料、矿物改良剂等，以提高土壤肥力；依据土壤特性和环境条件，科学调整作物种植结构，选择适应性强、经济效益高的作物品种，并采用适宜的栽培技术，旨在激活耕地自身的恢复力与提升其生产潜力，逐步改善耕地质量，实现资源的高效利用与可持续发展。

  3.4 耕地保护政策制定

  基于上述目标和措施，构建一套完善的耕地保护政策框架和法律法规体系。政策层面，既要强化政府的主导作用，通过财政补贴、税收优惠等激励措施鼓励农民和企业参与耕地保护；又要发挥市场的调节功能，探索耕地保护补偿机制，实现耕地资源的有效配置和合理流转。同时，加强法制建设，修订和完善相关法律法规，明确耕地保护的责任主体和法律责任，建立健全耕地保护的长效监管机制，加大对非法占用、破坏耕地行为的查处力度，确保耕地保护政策得到有效执行，为国家粮食安全和生态文明建设提供坚实的法律保障。

  结语

  基于GIS的耕地质量评价与保护规划方法在提高评价准确性、优化保护区划定和促进可持续利用方面具有重要价值。随着GIS技术的不断发展和完善，其在耕地质量评价与保护规划领域的应用将更加广泛和深入。未来，建议加强GIS技术与其他先进技术的融合，如大数据、人工智能等，以提高耕地质量评价与保护规划的准确性和效率。

  参考文献 

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[3] 陈晨，张莉莉. 基于GIS的耕地保护规划方法探讨[J]. 环境与可持续发展，2019，42（4）：87-90.