广西北部湾沿海地区耕地“三位一体”动态监测研究*

2018-03-27罗华艳

中国农业资源与区划 2018年2期

罗华艳

(钦州学院资源与环境学院,广西钦州 535000)

0 引言

随着社会经济的不断推进，人多地少，土地资源禀赋不足的矛盾日益突出。耕地作为生产粮食的载体，同时也是保障粮食生产能力持续增长的资源。科学有效地监测耕地质量，掌握耕地质量动态，确保国家粮食安全，为我国耕地数量、质量的宏观管理提供技术支撑。面对“速度变化、动力转换、结构优化”的新常态及其带来的经济运行新特征和新规律，从2010年开始围绕“结构调整”的改革成为广西经济发展的主旋律。2017年中央下发《国务院关于加强耕地保护和改进占补平衡的意见》提出“落实藏粮于地、藏粮于技战略”，就该学术与实践领域开展起新一轮的耕地数量、质量和生态“三位一体”动态监测研究[1]。

认识新常态、适应新常态，是目前和今后很长时间里我国经济发展的大方向。新常态下耕地资源的开发利用、保护等研究已很多，高星等[2]充分利用新常态带来的机遇转变耕地后备资源，提高利用效益和生态价值。中评[3]提出新常态要求我们把粮食安全放在首位，耕地保护要数量、质量并重。何春等[4]通过STIRPAT模型分析耕地面积变化原因发现人口增长、经济不合理及城镇化是导致耕地面积减少的主要原因。虽然耕地利用及变化的文献较多，但鲜有针对耕地动态监测方面的研究，基于此，文章以广西北部湾沿海地区为研究对象，开展耕地“三位一体”动态监测研究，试图掌握研究区域耕地数量、质量及生态，提高耕地利用水平。

1 研究区域概况

广西壮族自治区地处祖国南疆，南临北部湾，西南与越南毗邻，降水丰沛，干湿分明，日照适中。土地总面积23.76万km2，山地、丘陵和石山面积占自治区总面积的69.8%，平原和台地占26.9%。人均耕地是全国人均耕地的86%，山多地少、人多地少、优质耕地与后备资源不足。北部湾沿海地区位于东经107°56′～109°47′、北纬21°24′～22°01′，由防城港市、钦州市和北海市组成[5]。其属于南亚热带气候，年均气温23.8℃，年均降雨量2 000mm。2016年末总人口654.86万人，陆地占地面积2.07万km2，其中，耕地面积43.16万hm2，粮食总产量172.47万t，人均粮食总产量263.3kg，不足全国平均水平的60%。

2 国内外耕地动态监测研究

2.1 国外耕地动态监测体系

国外耕地动态监测体系主要包括欧盟土壤环境评价监测体系、美国资源清单监测体系、加拿大耕地质量监测网络体系和日本土壤污染监测体系。其中，欧盟土壤环境评价监测体系是先在28个试点推行前期监测，采用网格方法设定监测样点，划分二级监测样点，最终在欧盟成员国之间建立其综合的、系统的基于地理关系的监测网络。美国资源清单(National Resources Inventory)，简称NRI。NRI的监测样点采用二级网络布控，采用核心样点和轮流监测样点的方式在全国形成一级区30万、二级区80万样点的监测网络。加拿大制定7条监测区选择的标准，主要涵盖土壤地带、农业生态区、土壤质地、农业生产系统， 1992年在全国23个地方建立监测区，通过栅格状取样和横交式取样方式完成样本监测区划分。日本通过土壤污染法律和防治规程在全国污染区划分10m2(10×10m)动态监测网格[6-12]。

表1 国外耕地动态监测体系

国家法律体系管控体系监测体系农地分类体系耕地监测方法监测网络体系生态监测体系英国《新城镇法》《村庄土地法》成立中央土地局，采用土地开发许可制度农业土地分类系统制定土壤监测程序和相关规定网格化两级监测体系，一级监测网每300km2的面积内设1个监测点“环境变化研究网络”(ECN)日本《农业基本法》《农业振兴法》《土地改良法》《增进农用地利用法》《农业促进法》管控农业地域的土地用途，防止非农化用途的改变和耕地被任意侵占农地划分为城市化调整区域外的农地和城市化调整区域内的农地两大类，其中城市化调整区域外的农地又被分为3类Konosu中央农业试验站，综合监测计划按耕地质量、重金属污染环境、辐射监测重点区布设环境监测点，构建检测体系农田土壤重金属污染监测、农田土壤放射性污染物质监测德国《土地保护法》《土地复垦法》《土地整理法》《联邦土壤保护法》城市土地规划与城市各项功能用地分区管控以土地覆盖情况和农地适合经营的项目为基本，基于交叉守则协议完成土地分类利用地理信息系统及遥感信息技术获得土壤生物物理数据，并配合土地水资源管理计划在全国范围内设定800个土壤质量永久监测点，长期监测土壤环境构建污染场地数据库和土壤风险预警机制美国《土壤保护法》《土壤和水资源保护法》《农地保护法》，先后实施了对农地保留农业用途的退税、减税等优惠的“威尔逊法案”耕地储备计划和土壤保持计划管控；设定并促进发展权交易以及规划控制全国农地划分为4大类：基本农地、特种农地、州重要农地和地方重要农地Sanborn试验田，国家资源清单计划采用网格法建立了覆盖全美50个州，84 4万个调查点的耕地侵蚀监测网络，适时掌握全国耕地资源变化“长期生态学研究网络”(LTER)加拿大《农地委员会法》《农地保护和农业活动法》《土地利用规划和发展法》《省农业土地委员会法案》为保持耕地利用和维护家庭农场，成立省级土地委员会，创建并管理农业土地储备(ALR)项目通过加拿大土地清查机构(CLI)绘制土地农业能力分布图制定了7条指导监测点选择的标准代表加拿大主要的农业生态区域的主要景观在全国建立了23个基准点(BenchmarkSites)构成基准监测网络；构建农场史数据库通过经济补偿、税费、公共基础设施建设等方面激励农户投入到农村环境以及农地环境保护之中，实现经济补偿与农民增产增收挂钩

2.2 国内耕地动态监测体系

目前，我国的耕地监测体系由农业部门构建覆盖粮食主产区和主要农产品功能区的耕地质量监测网络和国土部门农用地分等定级为主的耕地等别动态监测体系构成。主要包括：《农用地质量分等规程》(GB/T 28407-2012)、《耕地质量保护与提升行动方案》、《耕地质量调查监测与评价办法》(农业部)； 2014年3月国土资源部部署的全国耕地质量等别调查评价与监测工作，在全国31个省(区、市)开始推进实施耕地数量、质量、生态“三位一体”保护调查评价与监测为工作目标的理论和实践探索[13-15]。

2.3 广西耕地质量动态监测现状与问题

广西的土地利用监测体系以广西第二次土地利用数据库为基础，搭建土地管理空间数据平台，实现常态化土地利用变化监测，形成“以图管地”的土地利用监管体系。广西于2015年首次开展了耕地质量年度监测工作，以扶绥县耕地质量年度监测评价为试点，以分等参数指标和分等因素指标为基本方法，形成监测指标确定—渐变类型及主导因素选取—渐变类型分布范围划定—监测单元布设及评价等4个部分内容的耕地质量监测体系。

存在的主要问题和不足主要有：监测点筛选缺乏系统性和动态性，容易造成遗漏；渐变类型划分标准过粗，类型区和数据交错地带精准度不够；基础资料(地形地貌划分、自然概况、土壤理化性质、生物特征等)收集难度大，影响监测的精准划分；广西北部沿海区20 m等深线以内浅海面积64.88 万hm2，滩涂面积10.05 万hm2，其特殊的地理地形位置容易因海水倒灌形成盐渍化耕地渐变类型[16-17]。

3 广西北部湾沿海地区耕地动态监测体系构建

3.1 耕地“三位一体”动态监测思路

耕地“三位一体”动态监测是一个复杂而综合的系统工程，其体系应该具有全面性和系统性，其构建的思路是否合理科学，将直接影响整个耕地“三位一体”动态监测工作的成败。考虑到2010年以前的耕地动态监测以耕地数量监测为主，以历年土地利用变更数据为基础，实现耕地天上(卫星遥感)与地上(动态巡查)动态监管； 2010～2015年以来，以实现耕地质量和生态环境同步监测的目标和探索实践逐渐升温。对照国内外耕地动态监测体系，寻求符合广西北部湾沿海地区耕地特点指标，构建广西北部湾沿海地区耕地动态监测体系，主要体现耕地质量和生态目标上，该体系由两级体系构成，一级体系包括：遥感和地面动态监测、土壤质地和耕地潜力监测、耕地生态环境和耕地污染情况监测；二级体系包括：耕地面积、耕地结构、土壤质地与理化性质、耕地肥力与承载力、耕作技术、植被覆盖情况、耕地景观以及耕地污染状况监测。

图1 广西北部湾沿海地区耕地“三位一体”动态监测体系

3.2 耕地“三位一体”动态监测路径实现

3.2.1 监测区域划分

广西北部湾沿海区拥有山多地少、沿海浅滩较多等特殊的地形地貌特征，细化监测区如表2，其中平原区按耕地类型划分为水田和旱地两大类。

3.2.2 监测指标体系构建

在原农用地分等技术规范基础上细化并完善指标，加入自然生态环境评价因素得到两级监测指标体系。一级指标9项包括：耕地总面积变动情况、土壤质地、土壤理化性质、土壤肥力、自然灾害状况、大气环境状况、土壤污染状况、耕地景观、土壤生态环境；二级指标共22项，如表3。

表2 广西北部湾沿海地区耕地监测分区

监测区划分丘陵平原浅滩沿海区防城镇、华石镇、福成镇、平阳镇、水东街道办事处、文峰街道办事处、南珠街道办事处、沙埠镇、黄屋屯镇、尖山镇、久隆镇、东场镇、那丽镇、那彭镇、那思镇、营盘镇、南康镇、兴港镇、沙田镇、西场镇、山口镇、闸口镇、沙岗镇、党江镇企沙镇、光坡镇、公车镇、江平镇、涠洲镇、银滩镇、康熙岭镇、大番坡镇、龙门港镇、犀牛脚镇、北部内陆区小江镇、泉水镇、石埇镇、安石镇、张黄镇、大成镇、白石水镇、北通镇、三合镇、龙门镇、福旺镇、寨圩镇、乐民镇、六硍镇、平睦镇、官垌镇南部内陆区青塘镇、板城镇、新棠镇、贵台镇、长滩镇、新圩镇、丰塘镇、平山镇、石塘镇、佛子镇、平南镇、烟墩镇、旧州镇、太平镇、沙坪镇、武利镇、文利镇、白沙镇、常乐镇、公馆镇、廉州镇、曲樟乡、石康镇、石湾镇、乌家镇、星岛湖乡大菉镇、那梭镇、那良镇、峒中镇、茅岭乡、扶隆乡、滩营乡、江山乡、石湾镇、常乐镇、曲樟乡、大垌镇、平吉镇、小董镇、那蒙镇、大直镇、大寺镇、灵城镇、檀圩镇、陆屋镇、三隆镇、那隆镇

表3 耕地监测指标体系

3.2.3 监测点选取

耕地“三位一体”监测点是在空间上具有布控性、面积上具有代表性、控制指标上具有层次性的单元作为固定监测点和浮动监测点，方便对其数量、质量和生态主导因素进行长期监测和定量评价。根据广西北部湾沿海区耕地分布范围，同时借鉴美国和德国经验，对影响耕地“三位一体”动态监测的数量面积(耕地动态变化情况、地类变化情况)、耕地质量(土壤质地与理化性质、土地肥力)和生态目标(自然灾害状况、大气环境状况、土壤污染状况、耕地景观、土壤生态环境)因子进行目标筛选后，筛选出监测点87个，其中长期监测点70个，主要分布于北部内陆平原和丘陵地带，浮动监测点17个，主要分布于北部沿海地带，如图2。

图2 广西北部海湾区耕地监测点分布图

3.3 耕地“三位一体”动态监测分区

依据耕地质量监测二级指标体系，采用综合评价的方法将监测点结果划分为4个等级(I、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ，耕地质量等级依次降低)，根据各等级比重划出耕地质量等级分区，如图3。广西北部湾沿海区耕地质量呈现由北向南，由西向东降低的趋势；近海10 km深度范围内耕地质量与内陆区存在两个等级的差异；山前冲积平原优质耕地逐渐被沿海区Ⅲ级耕地侵蚀的特点。

根据耕地生态监测评价结果筛选出主导因素，划分水土流失严重区、土壤退化区、化肥超标区、盐渍化区、重金属污染区、有机物污染区。其中，西南内陆区主要呈现由矿产活动和自然条件综合形成的局部重金属亚污染；北部内陆山区丘陵地带的主导因素是水土流失灾害，沿海区则面临盐渍化和土壤有机物污染双重压力，而内陆平原由化肥超量使用形成的土壤退化成为该地区主要生态制约因素。水土流失严重区和土壤退化区耕地保护措施主要通过植树造林、种草护坡、覆盖地表、免耕、少耕、间作套种等耕作技术减少雨滴对地面的直接打击，提高地表的渗水能力从而达到保护耕地的目的。化肥超标区耕地保护措施主要减少化肥用量，推广测土配方施肥，因地制宜恢复绿肥和推进有机肥资源化利用。盐渍化区耕地保护措施主要采用水利改良(灌溉、排水、放淤、种稻、防渗等)降低地下水位，配套排灌工程，有条件施用土壤改良剂，增施有机肥料；重金属污染区和有机物污染区耕地保护措施主要是加大重金属、有机物排放企业和农业农村面源等耕地污染源头治理，部分区域实施有条件耕地轮作休耕。

图3 耕地“三位一体”动态监测分区

3.4 耕地“三位一体”动态监测保障措施

3.4.1 技术保障

广西“一张图”土地监管体系已经构建，搭载卫星、遥感的3S技术已经成熟，并朝着5S(遥感技术、地理信息系统、全球定位系统、数字摄影测量系统、专家系统)方向发展，另有SAR影像技术等创新监测技术，科学技术的突破与创新使得耕地“三位一体”动态监测成为可能[18-19]。

3.4.2 能力保障

尽管相关耕地“三位一体”的理论框架和技术规范已经成熟，但数据资料的收集与精准详实成为左右监测完善程度的难点和复杂点。其一，耕地动态监测网点建设成本大，长期维护成本更大，资金匹配能力成为获取精准数据的制约点。建议实行“1·3”动态监测制度，即以1年为时间跨度补充完善渐变区监测数据，每3年实现全区域耕地监测数据合并，分析和挖掘数据意义，指导耕地质量和农业生产方式改善，实现耕地生态环境评价和风险预警。其二，样点数据采集和后期精确评价方面对监测人员具有一定的技术和经验考量，在渐变区划分，归类与取舍过程中往往需要一定的工作经验作为保障。建议建立技术培训长效机制和技术负责制，提炼和挖掘数据意义，为耕地保护和农业生产提供更好的支撑。

3.4.3 实施保障

耕地动态监测是一个复杂而长期的过程，需要土地、农业、环保、水利、通讯等多部门交叉合作，其认知程度与协调程度成为能否实现耕地动态监测高效、高质量完成的关键因素。另一方面，各部门之间的数据资料与技术共享，标准与区划统一也是耕地动态监测实施的重要保障。

4 结论和建议

4.1 结论

该文以广西北部湾沿海区耕地“三位一体”动态监测为研究对象，分析国内外耕地动态监测体系与广西耕地质量动态监测现状，从耕地数量、质量和生态角度构建广西北部湾沿海区耕地“三位一体”动态监测体系。通过对广西北部湾沿海区耕地数量、质量和生态的动态监测，以及技术、能力和实施保障的实证分析得出结论：(1)目前，广西北部湾沿海区耕地动态监测体系主要不足有：监测点筛选缺乏系统性和动态性；渐变类型划分标准过粗；基础资料收集精准不够；缺乏对海水倒灌形成的盐渍化耕地渐变类型监测。(2)广西北部湾沿海区耕地质量呈现由北向南，由西向东降低的趋势，山前冲积平原优质耕地逐渐被沿海区Ⅲ级耕地侵蚀的特点。西南内陆区和沿海区耕地生态主导因素分别是局部重金属压污染和局部土壤有机物污染；北部内陆山区和内陆平原区主要制约因素则分别是水土流失和化肥超量引起的土壤退化。

4.2 建议

为保障沿海地区耕地“三位一体”动态监测体系顺利实施，主要提出建议：细化监测区到乡镇，加入浅滩作为分区因素；借鉴美国和德国经验选取长期监测点70个，浮动监测点17个；完善耕地生态监测指标体系，划分两级指标共22项。实行“1·3”动态监测制度、耕地监测预算制度和部门数据共享制度，统一数据标准，构建数据资源库，提高耕地监测效率和质量；建立技术培训长效机制和技术负责制，提炼和挖掘数据意义，为耕地保护和农业生产提供更好的支撑。

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