Cultivated Land Resource Quality Classification and Grade Conversion Method ——Take Beihai in Guangxi as an Example
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摘要:
目的 本研究根据第三次全国国土调查“耕地资源质量分类工作方案”，以广西北海市工作成果为例，开展了耕地资源质量分类及等别转换方法的探讨，旨在通过转换成等别为耕地占补平衡与进出平衡等实践应用提供参考。 方法 通过外业实地核查更新基础数据及解译第二次土壤普查相关资料，采用适合当地调整后的评价参数体系更新耕地质量等别成果，按照技术要求开展北海市耕地资源质量分类研究，统计得到类别成果。选取了三套等别转换方法，在北海市银海区开展实证研究，对转换方法的合理性进行探讨。 结果 赋分加和法转换结果合理，能够更好体现耕地资源质量差异及分布状况，但不可进行全国对比。排列组合划分法产生的等别结果分布不合理，成果易受低等级指标影响；级别分加和法转换结果较为合理，便于实现耕地质量的全国可比但转换结果等别跨度较低，差异性不强。 结论 级别分加和法转换法可以满足耕地质量的全国可比，还需探讨其他可以比转换的方法。 Abstract:Objective Based on the “Work Plan for Cultivated Land Resource Quality Classification” drawn up by the Third National Land Survey, this research discussed the quality classification and grade conversion methods of cultivated land resources in Beihai, Guangxi Province. The results would provide a reference for practical applications such as balance between occupation and compensation as well as entry and exit about cultivated land through conversion into grades. Method The basic data through field inspection and interpret the relevant results of the second soil census were update, and the evaluation parameter system was adjusted for the local area updated the results of the quality of cultivated land. The classification of farmland resources quality in Beihai was evaluted and the classification results by statistics were obtained according to technical requirement. The Yinhai district of Beihai was selected to conduct empirical research and discuss the rationality as well as the advantages and disadvantages of the conversion methods based on three sets of grade conversion methods. Result The conversion result of the assigned points method was reasonable and better reflected the quality difference and distribution of cultivated land resources, but it was not comparable across the country. The distribution of the graded results produced by the permutation and combination method was unreasonable, and the results were easily affected by low-level indicators. The conversion result of the grade-addition method was more reasonable, which was convenient to achieve national comparability of the cultivated land quality, but the conversion results had a low grade span, and the difference was not strong. Conclusion The conversion method of grade points and sum method can meet the national comparability of cultivated land quality, and other comparable conversion methods need to be explored. -
图 3 北海市有效土层厚度（cm）分布图
Figure 3. Distribution map of effective soil thickness (cm) in Beihai
图 7 北海市耕地资源质量分类面积百分比堆积图
Figure 7. Schematic diagram of naming expression of classification results
图 9 银海区耕地质量等别转换结果
Figure 9. Grade conversion results of cultivated land quality in Yinhai District
图 10 银海区耕地质量等别转换结果
Figure 10. Grade conversion of cultivated land quality in Yinhai District
表 1 评价指标数据来源
Table 1. Evaluation index data source
评价指标
Evaluation index数据来源
Data source表层土壤质地 外业核查结果 剖面构型 外业核查结果 有效土层厚度 土壤图解译结合专家经验判断 土壤有机质含量 耕地质量等级评价单元数据 土壤pH值 耕地质量等级评价单元数据 土壤含盐量 耕地质量等别更新评价数据 生物多样性 县级采样点检测结果 土壤重金属污染 县级统一赋值 自然区 国家下发文件 熟制 国家下发文件 坡度 “三调”调查成果 灌溉保证率 耕地质量等别更新评价数据 地下水埋深 耕地质量等别更新评价数据 排水条件 耕地质量等别更新评价数据 耕地二级地类 “三调”调查成果 
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表 2 表层土壤质地划分标准对照表
Table 2. Comparison for classification standards of surface soil texture
级别代码
Level code土壤质地
Soil texture卡庆斯基制
Kachinsky system美国农业部制
United States Department of Agriculture国际制
International systemR 壤土 砂壤、轻壤和中壤 壤土、粉黏壤、黏壤、砂黏壤、粉壤、粉土 壤土、粉壤、黏壤、砂黏壤、粉黏壤 N 黏土 黏土、重壤 黏土、粉黏土、砂黏土 黏土、粉黏土、壤黏土、砂黏土 S 砂土 紧砂土、松砂土 砂壤、壤砂土、砂土 砂土及壤砂土、砂壤
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表 3 有效土层厚度解译结果
Table 3. Interpretation result of effective soil thickness
土类
Soil土属
Soil genus土种
Soil type有效土层厚度 (cm)
Effective soil thickness依据
Reason水稻土 淹育性水稻土
（浅海沉积母质）黄砂土田 150 海积母质土层一般深厚 黄砂泥田 150 淹育性水稻土（砂页岩母质） 砂土田 100 底土层（46 ~ 100 cm以下）过于紧实，根难以深生 淹育性水稻土（玄武岩母质） 红壤土田 150 土体深厚，无障碍层，心土层已到100 cm推断有效土层大于100cm 红砂土田 150 红铁子底田 150 底土层出现铁锰结核层，但不阻碍水稻扎根 潴育性水稻土（海积母质） 潴育黄砂泥田 150 海积母质土层一般深厚 潴育黄砂土田 150 潜育性水稻土（潜底田） 浅潜底田 100 潜育层但不影响水稻扎根，潜育层：11 ~ 100 中潜底田 100 潜育层26 ~ 80 cm 深潜底田 100 均无剖面构型表述，与上述两个土种性质相似 潜育性水稻土（冷浸田） 浅浸田 150 虽有潜育层，但不影响水稻扎根 深浸田 150 潜育性水稻土（冷底田） 冷底田 150 无明显障碍层次 沼泽性水稻土（深湿田） 深湿田 150 无明显障碍层次 沼泽性水稻土(炭质黑泥田) 黑泥散田 150 土体深厚，无明显障碍层次 黑泥粘田 150 黑泥砂田 150 沼泽性水稻土(埋藏黑泥田) 浅埋黑泥田 150 出现黑泥层，影响水稻发育不影响水稻扎根 深埋黑泥田 150 侧渗性水稻土（白胶泥田） 白胶泥田 100 底土层（26 ~ 100 cm）出现漂白层，影响水稻根系深生 白散砂田 100 底土层（35 ~ 100 cm）出现漂白层，影响水稻根系深生 盐渍性水稻土(咸酸田） 咸田 150 无明显障碍层次，海积母质土层一般深厚 咸酸田 150 淡田 150 淡酸田 150 砖红壤 砂页岩砖红壤 中层砂页岩砖红壤 70 70 cm以下为块状岩石 耕型砂页岩砖红壤 红砂土 150 剖面类似海积红砂土 海积砖红壤 海积砖红壤 150 无明显障碍层次，海积母质土层一般深厚 海积黄色砖红壤 150 耕型海积砖红壤 海积红砂泥土 150 无明显障碍层次，海积母质土层一般深厚 海积红砂土 150 海积黄色红砂土 100 部分地区底土层（77 ~ 100 cm）较深处出现铁盘 海积黄色红砂泥土 150 无明显障碍层次，海积母质土层一般深厚 玄武岩砖红壤 玄武岩砖红壤 150 土体深厚，无明显障碍层次 耕型玄武岩砖红壤 红壤土 150 土体深厚，无明显障碍层次 红砂土 150 铁子底土 18 耕层（18 ~ 100 cm）下出现根系难以扎深的铁盘层 潮土 滨海砂土 耕型海砂土 150 平原水成土土体深厚 > 150 cm 沼泽土 黑泥砂土 150 无明显障碍层次 黑泥散土 150 无明显障碍层次
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表 4 耕地质量等别评价指标及权重
Table 4. Cultivated land quality grade evaluation index and weight
指标
Index表层质地
Texture of surface soil有机质含量
Organic matterpH值
pH value含盐量
Salinity剖面构型
Profile pattern灌溉保证率
Probability of irrigation地下水埋深
Depth to groundwater土壤排水
Soil drainage权重（旱地） 0.15 0.22 0.11 0.14 0.13 0.15 0 0.1 权重（水田） 0.16 0.17 0.13 0.14 0.14 0.1 0.16 0
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表 5 北海市评价参数体系
Table 5. Evaluation parameter system for Beihai
自然区
Natural region耕作制度
Farming system指定作物
Crop光温生产潜力指数
Light and temperature production potential index产量比系数
Coefficient of yield ratio粤桂闽丘陵平原区 一年三熟 早稻 海城区 1694 1.000 银海区 1985 铁山港区 1186 晚稻 海城区 1734 0.985 银海区 1742 铁山港区 1099 马铃薯 海城区 1580 0.21 银海区 1929 铁山港区 1104 注：由于未给定马铃薯的光温生产潜力指数及产量比系数，参考相邻县相关参数值确定.
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表 6 更新后等别面积分布表（hm2）
Table 6. Comparison of area before and after update（hm2）
行政区
Administrative region乡镇
Township6 7 8 9 10 总计
Total海城区 高德街道办事处 62.60 1.51 0.00 1340.12 0.00 1404.23 驿马街道办事处 13.03 0.00 0.00 58.20 0.00 71.23 海城城区 0.00 44.12 0.00 0.00 2.53 46.65 涠洲镇 0.00 101.13 0.00 431.61 0.00 532.74 银海区 福成镇 1212.42 1404.05 357.04 13559.85 34.88 16568.24 银滩镇 114.14 10.36 0.00 1074.41 31.27 1230.18 平阳镇 199.32 76.24 0.00 3663.51 1.90 3940.97 铁山港区 南康镇 1052.51 1614.94 153.13 5744.26 815.00 9379.84 营盘镇 102.25 48.92 252.34 3334.38 1007.40 4745.29 兴港镇 356.97 222.96 623.59 3216.46 0.00 4419.98 总计 3113.24 3524.23 1386.10 32422.80 1892.98 42339.35
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表 7 分类结果示意表
Table 7. Classification results
分类指标
Classification
index自然区
Natural
area坡度
Slope有效土层厚度
Effective soil
thickness表层土壤质地
Surface soil
texture土壤有机质含量
Soil organic
matter content土壤pH值
Soil pH生物多样性
Biodiversity土壤重金属
Soil heavy
metals熟制
Cropping
system耕地二级地类
Cultivated
land示例 粤桂闽丘陵平原区 2 ~ 6° ≥ 100cm 壤土 10 ~ 20 g kg-1 < 5.5 一般 绿色 一年三熟 旱地 语义 粤桂闽丘陵平原区 缓坡 深厚土层 壤质 肥力中等 酸性 丰度一般 无污染 三季作物 旱地 代码 33 2 1 1 2 3 a 2 1 1 3
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表 8 耕地资源质量分类指标内涵及影响辨析
Table 8. Connotation and Influence of cultivated land resource quality classification index
指标层
Index level分类指标
Classification indicator指标内涵及影响
Index connotation and influence自然地理格局 自然区 揭示中国自然界的地域分异规律，体现自然环境各要素（如温度、水分、地貌）的生态地理关系。自然综合体需要从区域角度观察研究，认识和研究某种自然资源状况，必须优先考虑自然地理格局差异性。将耕地资源放在自然地理格局中考虑，可以揭示我国耕地资源的地域分异规律从而掌握耕地资源宏观地域分布规律。 作物熟制 熟制 根据积温条件确定的同一地块上一年内能种植作物的种类数，分为一年三熟、一年两熟、一年一熟。熟制能够反映热量等气候条件，是影响耕地资源质量的关键因素。 地形条件 地形坡度 指耕地所属地表单元陡缓程度，用坡度来反映。能够体现耕地资源的相对稳定性，关系到土地资源是否容易发生水土流失等灾害现象，坡度大于25°的地形条件不适宜划为耕地。 耕地利用现状 耕地二级地类 指耕地的利用现状类型，用耕地地类表示，分为水田、水浇地、旱地。代表了耕地资源的水分状况，及水分条件对耕地资源的影响。 土壤条件 有效土层厚度 指植物根系实际能够扎生的土层厚度，即土壤层和疏松母质层之和。对土壤结构的发生发育有显著影响，同时对作物立地条件及作物生长有显著影响。 表层土壤质地 指土壤中不同大小直径的矿物颗粒的组合状况，分为壤土、黏土、砂土、砾土。对土壤水肥气热、结持性、耕性、阳离子交换量、容重、空隙状况、吸湿水含量和土粒密度等均有重要影响。 土壤有机质含量 指单位体积土壤中所含有的有机物质的数量（g kg-1）。对土壤养分及作物生长状况有所影响。 土壤pH值 指土壤的酸性和碱性程度。对植物营养元素有效性有所影响。 生态环境条件 生物多样性 指土壤中多种多样活的有机体种类、数量及其在土壤中的分布信息，具体指代土壤中真菌、细菌和放线菌等丰富的微生物类群数量及分布。是农业生产所需要的物质基础，在自然生态系统保护方面具有重要意义。开展生物多样性调查有助于摸清耕地生物多样性基本情况。 土壤重金属污染状况 指由于人类活动将金属带入到土壤中，致使土壤中重金属含量明显高于原生含量，并造成生态环境质量恶化的现象。土壤一旦遭受重金属污染就很难恢复，因而应特别关注土壤重金属污染状况，避免产生较大生物毒性，并通过食物链对人体健康带来威胁。
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表 9 分类成果转换赋分规则表
Table 9. Conversion scoring rules for classification results
六大要素及分值
Six elements and score指标及分值
Indicator and score指标分级及赋分规则
Index grading and scoring rules得分
Score1级
Level 12级
Level 23级
Level 34级
Level 15级
Level 5地理位置及气候条件
（30分）自然区 粤桂闽丘陵平原区 20 （20分） （20分） 熟制 一年三熟 一年两熟 一年一熟 10 (10分) (10分) （6分） （3分） 地形条件
（10分）地形坡度 ≤ 2° 2° ~ 6° 6° ~ 15° 15° ~ 25° > 25° 10 （10分） （10分） （8分） （5分） （2分） （0分） 耕作条件
（15分）耕地地类 水田 水浇地 旱地 15 （15分） （15分） （10分） （5分） 土壤条件
（30分）有效土层厚度(cm) ≥ 100 60 ~ 100 < 60 10 （10分） （10分） （6分） （3分） 表层土壤质地 壤土 黏土 砂土 10 （10分） （10分） （6分） （3分） 有机质含量(g kg-1)（5分） ≥ 20 10 ~ 20 < 10 5 （5分） （3分） (1分) pH值 6.5 ~ 7.5 5.5 ~ 6.5 7.5 ~ 8.5 < 5.5或 ≥ 8.5 5 （5分） （5分） （4分） （2分） （1分） 生态条件
（15分）生物多样性 丰富 一般 不丰富 10 （10分） （10分） （5分） （0分） 土壤重金属污染 绿色 黄色 红色 5 (5分) （5分） （3分） （0分） 合计 100 − − − − − 100
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表 10 转换指标分级标准
Table 10. Conversion index grading standard
分类指标
Classification index指标值及对应级别
Index value and corresponding level坡度 ≤2° 2° ~ 25° < 25° 1 2 3 有效土层厚度 ≥ 100 cm 60 ~ 100 cm > 60 cm 1 2 3 表层土壤质地 壤土 黏土 砂土 1 2 3 土壤有机质含量 ≥ 20 g kg−1 10 ~ 20 g kg−1 > 10 g kg−1 1 2 3 土壤pH值 6.5 ~ 7.5 5.5 ~ 6.5 7.5 ~ 8.5
> 5.5或≥ 8.51 2 3 生物多样性 丰富 一般 不丰富 1 2 3 土壤重金属污染状况 绿色 黄色 红色 1 2 3 熟制 一年三熟 一年两熟 一年一熟 1 2 3 耕地二级地类 水田 水浇地 旱地 1 2 3
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表 11 银海区等别转换结果面积及分布对比情况（hm2）
Table 11. Comparison for area and distribution of grade conversion in Yinhai District（hm2）
乡镇
Township1 2 3 4 5 总计
Total福成镇 26.55 2958.88 12893.35 258.45 0.00 16137.23 银滩镇 0.00 15.25 199.25 381.28 12.60 608.38 平阳镇 26.21 249.08 1148.56 1544.95 50.70 3019.50 侨港镇 0.00 0.00 0.00 0.12 0.00 0.12 总计 52.76 3223.21 14241.16 2184.80 63.30 19765.23 更新后的原等别成果 乡镇
Township4 5 6 7 8 总计
Total福成镇 1873.12 13771.68 479.40 13.03 0.00 16137.23 银滩镇 0.53 95.76 274.43 235.94 1.72 608.38 平阳镇 105.28 829.45 1007.75 1064.35 12.67 3019.50 侨港镇 0.00 0.00 0.00 0.12 0.00 0.12 总计 1978.93 14696.89 1761.58 1313.44 14.39 19765.23
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表 12 等别转换后银海区耕地质量面积统计表（hm2）
Table 12. Distribution and area of cultivated land quality after grade conversion in Yinhai District（hm2）
乡镇
Township优
Excellent良
Good中
Middle差
Poor总计
Total福成镇 27.87 143.08 15964.42 1.86 16137.23 银滩镇 0.00 1.75 605.85 0.79 608.38 平阳镇 38.62 142.57 2838.31 0.00 3019.50 侨港镇 0.00 0.00 0.12 0.00 0.12 总计 66.49 287.39 19408.69 2.66 19765.23
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表 13 等别转换后银海区耕地质量面积统计表（hm2）
Table 13. Area of cultivated land quality after grade conversion（hm2）
乡镇
Township优
Excellent良
Good中
Middle差
Poor总计
Total福成镇 4666.28 11467.61 1.48 1.86 16137.23 银滩镇 1.03 599.02 7.54 0.79 608.38 平阳镇 413.59 2580.01 25.91 0.00 3019.50 侨港镇 0.00 0.12 0.00 0.00 0.12 总计 5080.90 14646.75 34.93 2.66 19765.23
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表 14 2016年银海区各乡镇耕地地类面积分布情况（hm2）
Table 14. Area distribution of cultivated land type in each township of Yinhai District in 2016（hm2）
乡镇
Township水田
Paddy field水浇地
Irrigated land旱地
Dry land总计
Total福成镇 2938.09 45.35 13584.81 16568.24 银滩镇 123.84 1.24 1105.11 1230.18 平阳镇 273.76 2.61 3664.61 3940.97 总计 3335.69 49.20 18354.52 21739.40
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表 15 2016年银海区各乡镇耕地减少情况
Table 15. Reduction of cultivated land in each township in Yinhai District in 2016
乡镇
Township面积（hm2）
Area占比
Percentage福成镇 4.71 22.05% 银滩镇 7.68 35.91% 平阳镇 8.99 42.04% 合计 21.38 100.00% 注：北海市2016年无新增耕地
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