第一章 绪论
1.1 引言
农用地适应性评价，是评定土地用于农作物种植的适宜性程度的过程，土地行业的一个基础性工作，它是土地使用的技术性阶段，在未来的土地前景中起到重要作用，备受关注也成为必然。我国目前处于社会主义初级阶段，人地矛盾也日益突出，解决用地问题成为目前国家的重要事项，为了解决这一矛盾，农用地的适宜性评价起到了至关重要的作用，它能够提高土地利用率，缓解人地矛盾，在土地资源利用上也起到了非常积极的作用。适宜性评价领域日益扩大，不断丰富研究体系，研究成果和应用技术都引人注目。
GIS本身是一个非常强大的地理数据处理平台，GIS的空间分析功能也是GIS的主要功能之一，有了GIS的加入，农用地适宜性评价得到快速的发展，在GIS的支持下，农用地适宜性评价得到了一个质的飞越，它给农用地适宜性评价提供了强大的动力，致使农用地适宜性评价的飞速崛起。农用地适宜性评价问题的中心是推理与空间分析，最终目的是辅助决策。GIS的农用地适宜性评价跟其它领域是一样的，都有几个不可缺少的要素，如数据、用户、评价方法等。农用地适宜性评价是土地项目的基础性阶段，对土地后期的工作影响深远，在这样的背景下，我们有了农用地适宜性评价，它的意义并不止于此，还可以应用到大部分领域，人们对农用地适应性评价的需求将会越来越多，特别是在我们用地紧张的国家，农用地适宜性评价的意义将更加的巨大。随着技术的越来越先进，方法越来越多，基于GIS的农用地适宜性评价可行。在这样的环境下农用地适宜性评价应社会需求而来。
1.2 国内外土地评价研究进展
1.2.1 国外土地评价研究进展
在两千多年前，国外土地评价体系就已经产生，从古希腊、埃及、印度等的古文籍中，都不难找到涉及耕地等级划分的内容记载。在近现代的二十世纪，土地评价有了快速的发展，其发展历程大致经历了以下几个重要的阶段:土地分类定级计算，土地潜力评价阶段，土地适宜性评价阶段，和土地评价综合化及可持续利用评价阶段。
在第一阶段中，土地评价体系主要以赋税为目的，罗马著作《论农业》中提出按农地的价值大小来排列进行土壤的分级。在1934年德国财政部提出的《农地评价条例》和美国1933年提出的《斯托利指数分级》是最为代表性的研究。
在第二阶段中，开始以合理利用土地为目的，但未指出特定作物的适宜性。这段历史可追溯到上世纪30年代。在美国中西部地区，基于土地利用不导致环境退化的原则，随后提出了土地利用潜力分类，到1961年，美国农业部颁布了界上第一个较为全面的土地评价系统——土地潜力分类系统。日本和前苏联也分别提出了标准化土壤评价和土地生成分类。
在第三阶段里，随着资源调查的深入和遥感技术手段不断发展，土地研究开始走向土地评价，从一般目的的土地评价过渡到特殊目的的专门评价。1976年FAO(联合国粮食及农业组织)正式颁布了《土地评价纲要》，随后荷兰也建立了土地适宜性及分类系统。
在第四阶段里，进入90年代以来，由于人口膨胀和土地资源的不合理利用，使生态环境恶化，对社会的健康发展造成影响。对此，于1993年FAO正式提出了《持续土地评价纲要》，确立关于持续利用的五大纲要，即土地生产性、土地生产的安全性和稳定性、水土资源保护性、经济可行性和社会可接受性。之后，“国际可持续土地利用管理及信息系统学术会”在荷兰召开，各国专家认为土地利用可持续衡量应当考虑自然资源、生态环境、社会经济，习俗等方面，标志着土地评价的重要方向为土地持续利用评价。
1.2.2 国内土地评价研究进展
在世界上，中国是进行土地评价最早的国家，在对土地的分析研究可谓源远流长。20世纪50年代，我国的土地评价多为定性分析，处于初步时期。到70年代后期，我国土地评价研究工作也开始蓬勃发展起来，中国科学院自然资源综合考察委员会参照FAO的《土地评价纲要》，结合我国实际拟订的《1:100万土地资源图分类系统》。
八十年代以来，我国土地评价进入成熟时期，原农牧渔业部利用潜力分类系统拟定的《中国第二次土壤普查暂行技术规程》，1995年中国农科院农业自然资源和农业区划所，以县级为单位对耕地进行了分区评价。1996年农业部颁布了行业标准《全国耕作类型区、耕地地力等级划分》，把全国划分为7个耕地类型区和10个耕地地力等级。到了2003年，我国已颁布实施了《农用地分等规程》、《农用地定级规程》和《农用地估价规程》三个行业标准，基本构建起了我国农用地的等、级、价技术体系框架。
回观近十年来的发展，中国土地评价在自然、经济、社会等众多因素中尤为重视，随着GIS技术在土地评价尤其是土地适宜性评价中得到了广泛应用，土地适宜性评价得到了蓬勃的发展。土地可持续利用评价已是土地评价的热门研究领域之一。
1.3 研究的目的与意义
土地适宜性评价的目的是以土地利用现状作为研究基础，为土地利用规划提供确切的科学依据，对土地作利用适宜程度分析，了解用地适宜等级、数量和分布情况。
本文对鄱阳地区的农用土地利用的研究，探索它的质量和空间分布以及各种土地适用性等，为土地利用规划中的用地布局与土地结构调整以及开发利用和整治等各项工作提供有效的科学理论依据。
同时，本文通过研究GIS技术，统计模型和评价方法有机结合，旨在理论、方法和技术上对土地适宜性评价进行创新研究和设计。
第二章 农用地适宜性评价的基本原理与研究方法
2.1 农用地适宜性评价的概念
土地适宜性评价，就是根据土地的自然和社会经济属性，评定土地对于某种用途是否适宜以及适宜的程度，它是作为土地科学地利用决策，编制土地利用规划的重要依据。根据评价的预定用途不同，可将其可分为土地的城市适宜性评价和土地的农业适宜性评价。因此，土地适宜性评价是土地利用的基础评价。
农用地适宜性评价，指评定土地用于农作物种植的适宜性程度的过程，根据“适地适产、适地适生、合理布局”的原则进行。将农用地对不同种类作物的适宜性大小，然后给予分类，并通过适宜性大小预测农用地的潜力是多大，能产生多大效益，且怎样才能使农用地利用最大化。农用地适宜性评价是对农用地的一个综合性的评定，在多方考虑的情况下得出一个符合实际令人满意的结果。
2.3 土地适宜性评价的原理
农用地的适宜性是对一定的农用地利用方式来说的。农用地利用是指为一定的目的因而对土地进行合理利用、改造和保护的整个过程。土地利用的方式也是各不相同的，不仅有地域差异，还有气候差异以及其他差异，但总的来说土地利用方式都有一个最合适的利用方式，农用地适宜性评价就是这么一个判定该块土地最适合的土地利用方式。作物在这块农用地上是否能够最健康的成长，这就需要我们在水文、气候及土质等方面进行评定，做出最好的土地利用方向[2]。
农用地适宜性评价，指某块土地针对特定利用方式适宜程度如何并做出等级划分。其实质是处理土地利用与土地质量(包括各种土地利用对土地质量的要求)两者之间的关系。它是用土地质量和利用方式之间的分配方式来作为评定适宜性的基本原理。[3]
2.3 土地适宜性评价的原则
1)针对性原则
土地适宜性评价只有对某种特定的利用方式或用途才有研究的意义，针对不同的土地利用方式或土地用途，它所对土地性质也会有不一样的要求。
2)持续性原则
为实行可持续发展的理念，持续高效利用土地势在必行，对农用地利用的适宜性需要保持长期和可持续的适宜性。所以，在对某种农用土地利用方式做出评价时，要求这种利用的进行不会削弱原有生态环境，进而不会导致生态系统的退化。
3)比较原则
土地利用需对土地的要求和质量进行比较，且对不同的土地利用方式比较。因此，土地适宜性评价需要分析土地质量和土地类型，还有不同的土地利用方式，进行多宜性评价，使得土地利用最优化，效益最大化。
4)因地制宜原则
土地适宜性评价的影响因素有研究区的各种自然因素(如气候、土壤、植被和水文等)和社会经济文化因素。对于不同的国家和地区的影响因素有着明显的差异。所以，不同地域需要不同的评价依据和不同的评定指标，由此才能得出合理化结果。
5)综合性原则
土地适宜性评价已经用于各行各业，在未来的发展中占重要作用，不同地块对土地的要求不一样，所以，综合考虑自然、经济、社会条件等情况下做一个适宜性评价，为土地利用规划更好地服务。
第三章 基于GIS的适宜性评价模型的构建准备
3.1 研究区概况
鄱阳湖位于江西省北部，长江中下游的南岸，地理坐标为东经115°49′～117°46′，北纬28°24′～29°46，长江中下游的南岸，是我国最大的淡水湖、国家重要湿地，土地面积19760 km2。其水系由赣江、抚河、信江、饶河、修水五大河流组成,流域控制面积16.22万km2。鄱阳湖区界定为沿湖11县区，涉及沿湖的南昌县、新建县(包括上新建与下新建)、进贤县、余干县、波阳县、都昌县、湖口县、九江市区、星子县、德安县、永修县等，是本课题研究的空间范围。湖区洲滩共3130km2，有沙滩、泥滩、草滩三种类型。全湖主要共有41个岛屿，面积大概103km2，主要汊港共约20处。湖区气候温和，雨量丰沛，属于亚热带温暖湿润气候，汛期暴雨频繁。
图4鄱阳湖区行政范围
3.2 数据来源
鄱阳湖区空间数据来源于第二次土地调查，时间是2009年，坐标系为西安80。土地类型为耕地、林地、草地、水域、建设用地和未利用地等6类。江西DEM数据格式为ESRI Grid，投影方式Krasovsky_1940_Albers, 分辨率为100m×100m。土壤数据来源于土壤普查成果。
3.3 评价系统的选择
评价系统有三级，分别是适宜类、适宜等、适宜型。如下[6]:
(1)农用地适宜类
是评价系统中的最基础单元。时间与空间尺度是本文研究的区域尺度，适宜性评价也是从中观层次进行评定，湖区土地利用类型有六类(同上)，其中主要是对除建设用地和水域以外的土地类型进行评价。因此将鄱阳湖区农用地分为4类:A宜水田类，B宜旱地类，C宜林地类，D宜草地类。
(2)农用地适宜等
土地适等是在适宜类的基础上来划分的。每一类又分为四等，即高度适宜、中度适宜和临界适宜和不适宜，分别用阿数字1, 2, 3、4表示。
(3) 农用地限制型
农用地限制型的划分是通过适宜等的强度来划分的。限制因素的选取也必须是长期比较稳定的。对于容易改变的因子，这里可不加考虑。
3.4 选取评价因子
本文采用liebig最小因子定律对鄱阳湖区农用地适宜性评价。Liebig是德国的化学家，他在1840年提出了最小因子定律，通俗的讲就是水桶原理，能装多少水要看桶周围的洞孔有多低，通过最低的洞孔来判断水桶能装多少水。Liebig的最小因子定律就是这么一种方法，通过多个因子的比较，由最小因子确定农用地的适应性 [1]。限制因素的确定是通过实际与实验相结合并做多方对比的情况下选出的，具有严谨的科学性。第一通过实际的考察与探究，找出显著地影响要素，第二对这些显著要素进行分析，得出它的作用，第三应用实验来验证要素与主体的定量相关性。所以该方法具有科学性、实用性和可行性性。
依据因地制宜原则，我们考虑了鄱阳湖区的现实情况，并咨询相关的专家，在专家的评定后，我们选取了4个限制因子(地形坡度、有机质、土壤母岩、地貌)。并分成几个限制级别(见表1)，以满足进行各类的分等。
表1鄱阳湖区农用地适宜性评价指标
|
限制因素 |
限制强度 |
各类土地适宜等级 |
|||||
|
代号 |
分级标准 |
宜水田 |
宜旱地 |
宜林地 |
宜草地 |
||
|
地形坡度 （P） |
P0 |
<10° |
1 |
1 |
1 |
1 |
|
|
P1 |
10°－15° |
2 |
2 |
1 |
1 |
||
|
P2 |
15°－25° |
3 |
3 |
2 |
2 |
||
|
P3 |
25°－30° |
4 |
4 |
2 |
3 |
||
|
P4 |
>30° |
4 |
4 |
3 |
4 |
||
|
土壤母质 （R） |
R0 |
堆积物、砂泥岩 |
1 |
1 |
1 |
1 |
|
|
R1 |
砂岩、灰岩 |
2 |
2 |
1 |
1 |
||
|
R2 |
砾岩 |
3 |
3 |
2 |
2 |
||
|
R3 |
坚硬碳酸岩 |
3 |
3 |
2 |
2 |
||
|
土壤有机质 （O） |
O0 |
>4% |
1 |
1 |
1 |
1 |
|
|
O1 |
3%-4% |
1 |
1 |
1 |
1 |
||
|
O2 |
2%-3% |
1 |
1 |
1 |
1 |
||
|
O3 |
1%-2% |
2 |
2 |
2 |
2 |
||
|
O4 |
0.6%-1% |
3 |
3 |
2 |
2 |
||
|
O5 |
<0.6% |
3 |
3 |
3 |
3 |
||
|
地貌 （T） |
T0 |
平原 |
1 |
1 |
1 |
1 |
|
|
T1 |
岗地 |
2 |
2 |
1 |
1 |
||
|
T2 |
低丘陵 |
2 |
2 |
1 |
1 |
||
|
T3 |
高丘陵 |
3 |
3 |
2 |
2 |
||
|
T 4 |
低山 |
4 |
4 |
2 |
2 |
||
|
T 5 |
中山 |
4 |
4 |
3 |
3 |
||
(注：1、2、3、4分别代表的是高度适宜、中度适宜、临界适宜、不适宜)
