关键词:
粮食安全
耕地质量
改进灰靶模型
空间分区
摘要:
粮安天下,地为根本。耕地是粮食生产的基本物质资源,是维系人类生存、保障国家粮食安全的根本所在。由于我国人多地少,可利用耕地资源相对匮乏,一方面城市化建设占用了城镇周边优质耕地资源,耕地数量下降;另一方面耕地高强度利用导致肥力退化、土壤污染、农田生态环境弱化等问题频发,耕地质量退化;直接威胁到耕地产能及粮食安全。现如今我国对耕地保护逐步深化认识,在耕地“数量、质量、生态”三位一体全方位保护的背景下,对耕地资源质量展开评价,摸清区域内耕地质量本底情况,有利于实施“藏粮于地、藏粮于技”战略,夯实粮食安全根基,促进农业生产可持续发展。
本文以子长市现有耕地资源作为研究对象,综合运用GIS空间分析等研究方法,首先在分析区域耕地资源时空变化特征基础上,构建县域尺度的黄土丘陵沟壑区耕地质量评价指标体系;其次采用改进的灰靶模型测算耕地质量靶心度并划分耕地质量等级;然后对耕地质量的利用类型、乡镇分布进行空间差异分析;接着引入障碍度模型对影响中等-低质量耕地障碍因子进行诊断,寻找制约耕地质量的主要因素并提出具体改良措施;最后借助空间自相关分析理论对耕地质量的空间聚集特征展开探究,以局部自相关分析结果为依据,划分耕地质量分区,针对不同类型区域提出针对性耕地质量保护与提升对策。本文主要研究成果如下:
(1)子长市2018-2022年耕地资源面积减少4126.11hm2,数量增加16478个;耕地利用动态度为-3.18%;空间聚集的核密度极值由19.51上升到39.34;耕地破碎化指数由0.27上升至0.39。总体来看,耕地资源呈现破碎化趋势。
(2)通过构建县域尺度的黄土丘陵沟壑区耕地质量评价体系,采用改进的灰靶模型测算后得到耕地质量靶心度介于0.397557-0.805295之间,平均耕地质量0.527873;耕地自然质量靶心度介于0.359459-0.728479;耕地社会靶心度介于0.426350-0.985032之间;耕地生态质量靶心度介于0.352037-1之间。针对耕地质量评价结果进行分级:一等地(高质量2380.92hm2)、二等地(较高质量4578.00hm2)、三等地(中等质量7813.19hm2)、四等地(较低质量8256.25hm2)、五等地(低质量耕地5233.69hm2),分别占比8.42%、16.20%、27.65%、29.21%、18.52%。结果显示:水浇地质量大于旱地,乡镇质量分布差异明显,耕地质量结构不均衡,75.38%耕地为中等-低质量耕地,范围涉及全域,子长市耕地质量总体较差。
(3)引入障碍度模型诊断中等-低质量耕地的因子障碍程度,进行障碍度排序并分级重度障碍、中度障碍、轻度障碍,得到重度障碍因子包括坡度、灌溉条件、土壤PH值、土壤有机质、土壤质地、土壤有效磷,是阻碍子长市中等-低质量耕地提升的关键因素,针对重度障碍因子的特征在土壤培育、引水灌溉、工程平整、种植技术等方面提出的具体改良措施。
(4)子长市耕地质量全局Moran's I值0.353,且p<0.05,说明子长市耕地质量在空间分布具有显著的正相关集聚性。基于局部的耕地质量空间集聚特征,划定了耕地重点保护区87.96km2、耕地质量提升区34.6km2、耕地综合整治区419.24km2、耕地适当调整区1833.70km2,针对不同类型区域特征提出相应对策建议,为子长市耕地质量保护与提升工作提供参考。