土地资源调查与评价第三章土地适宜性评价课件.ppt
第三章 土地适宜性评价,土地适宜性评价概述 土地适宜性评价分类系统 土地适宜性评价技术 土宜评价,何谓土地适宜性评价？,土地适宜性 某种土地类型满足作物或土地利用方式的生态要求（气候、土壤、地貌、水文等）的程度。,土地适宜性评价,适宜用来干什么,适宜某种用途的等级,第一节 土地适宜性评价概述,一、土地适宜性评价定义 直观的解释 指根据土地的自然和社会经济属性，研究土地对预定用途的适宜与否、适宜程度及其限制状况。 根据评价的预定用途不同，可分为：土地农用适宜性评价和土地城市建设适宜性评价。,在现有的生产力经营水平和特定的土地利用方式条件下，以土地的自然要素和社会经济要素相结合作为鉴定指标，通过考察和综合分析土地各构成要素对植物生长、畜牧生产以及城市建设等用途的适应性和限制性，以此反映土地对各种用途的适宜与否、适宜程度高低、限制因素及其强度等，从而对土地的用途和质量进行分类定级。,基本原理：,二、土地适宜性评价的基本原理,三、土地适宜性评价的目的和任务,土地适宜性评价的目的是为土地利用总体规划和土地科学管理服务的，为土地利用现状分析、土地利用结构和布局调整、土地利用规划分区以及土地利用工程设计等提供科学的依据。,土地适宜性评价的主要任务:简言之，即通过土地适宜性评价，得出对已使用土地有哪些不适宜现在的用途、需改作其他用途以及指定用途的适宜性土地的极限值。,四、土地适宜性评价的基本原则,1、综合性与主导性原则2、科学性与实用性原则3、针对性与因地制宜原则4、当前利用与持续利用相结合5、社会、经济和生态效益相结合,五、土地适宜性评价的一般程序,土地适宜性评价的程序一般可以分为三个阶段： 工作准备和资料收集 适宜性评价 成果整理,第二节 土地适宜性分类系统,一、联合国粮农组织土地评价纲要分类系统 FAO 1976年推出土地评价纲要，其土地自然适宜性分类采用土地适宜性纲（order）、土地适宜性级（Class）、土地适宜性亚级（Subclass）、土地适宜性单元（Unit）四级分类制。,(一)适宜纲,表示土地对所考虑的利用方式评价为适宜(S)和不适宜(N) 。,适宜纲是指持久利用预期产生的效益大于投入，而对土地不会产生破坏； 不适宜纲是指土地对所考虑的用途不能持续利用 。,一、联合国粮农组织土地评价纲要分类系统,(二)土地适宜性级,反映土地对所考虑用途的适宜程度。纲内适宜性程度递减的顺序用连续阿拉伯数字表示。,一、联合国粮农组织土地评价纲要分类系统,S1：高度适宜，土地对某种用途的持续利用没有限制，或较小的限制，不致降低产量或收益,S2：中等适宜，土地对某种用途的持续利用有中等程度的限制性，这些限制性将减少产量和收益并增加所需投入，但从这种用途中仍能获得利益，有利可图，但明显低于S1类的土地,S3：勉强适宜，有严重的限制，会降低产量或增加投入，收支仅仅勉强平衡,适宜纲通常分为三类,不适宜纲通常分为两类,N1：暂时不适宜，土地有限制性，但终究可以克服，而在目前的技术和现行成本下不宜加以利用 。N2：永久不适宜，土地限制性相对严重，在一般条件下根本不可能利用。,(三)土地适宜亚级,反映土地限制性类别的差异。亚类用英文小写字母表示，附在适宜类符号之后。m： 土壤水分限制； o：土壤通气性限制n：土壤养分限制； e：土壤侵蚀限制,一、联合国粮农组织土地评价纲要分类系统,适宜纲中的高度适宜级和不适宜纲中的永久不适宜级不再续分亚级。,在实际工作中设置亚级有两个原则：亚级的数目愈少愈好，只要能区分开适宜类的不同质量的土地就可以； 对于任何亚级而言，在符号中应尽少用限制因素，一般只用一个字母就可以。,(四)土地适宜性单元,土地适宜性单元是适宜亚级的续分，单元与单元之间在程度上存在差别，这种差别影响土地生产特点和经营管理要求。 适宜单元用阿拉伯数字表示，置于适宜亚类之后 。,一、联合国粮农组织土地评价纲要分类系统,表示方法：连接号“”按阿拉伯数字列于 亚级符号后，如：S2m2,适宜性分级系统表示方法,注意： 在具体评价中，究竟划分到哪一等级，是全部评出纲、级、亚级和单元，还是只评出纲、级和亚级，取决于研究区范围大小和研究目的与深度。 在土地适宜性评价及其制图中还涉及到某些区域，他们与所考虑的评价目的关系不大，例如居民地等，对于这些区域，从土地适宜性评价的角度而言是无关地区，FAO评价图上用NR表示，即在这些区域内不进行评价。,以FAO为例的评价步骤,地理位置、气候条件、地形地势、目前土地状况、人口状况、经济发展水平、生活水平等。,（二）评价步骤,资料的可靠性和限制性。,评价土地的范围和边界、评价的类别、工作方式选择、工作时段划分、任务安排。,产品及产量，市场方向，资金集约度，劳力集约度，动力，土地状况，机械化和工具，技术知识和态度。,（二）评价步骤,FAO土地适宜性评价步骤（2）,2、确定土地利用的种类，明确土地利用要求 :预先确定和工作中确定两类方法 确定不同土地利用的需求：不同的环境条件、耕作条件和生态环境保护。,FAO土地适宜性评价步骤（2）,例如1：分析雨养农业对土地的需求可从以下几个方面入手：A.（热量、温度、水分、土壤排水能力、养分的有效性、发芽条件、灾害性天气、盐渍化程度、大田病虫害等）；B.（土壤耕作的难易程度、机械化潜力、土地备耕和清理状况、管理单位的规模及增长状况以及区位条件等）； C.（侵蚀危险、土地退化等）,例如2：分析用材林对土地的需求可从以下几个方面入手：A. 生（辐射、温度、湿度、土壤排水能力、养分状况、根系条件、土壤毒性、森林密度、森林成熟率、森林病虫害、洪水及滑坡等灾害）；B. 管（机械化操作、采伐操作、林区道路修建及养护、苗圃占地等）； C. 保（土壤侵蚀、溪流影响、植物动物保护需求）,FAO土地适宜性评价步骤（2）,（二）评价步骤,选择原则：对土地利用影响的大小；临界值出现的频率；资料获取的可行性,本步主要是综合评定编制评价表；用经验法、极限条件法、运算法综合评定,FAO土地适宜性评价步骤（3）,3、调查土地性状和土地质量 所谓土地特性是指可以用来量化的表征土地特质的自然属性，如坡度、降雨量、土壤有效水容量、植被生物量、土壤质地和土层厚度等。 所谓土地质量是指若干土地性状综合构成的复杂土地属性。换句话说，土地质量是“与利用有关，并有一组相互作用的简单土地性质组成的复杂土地属性（FAO，1976）” （1）与农作物有关的土地质量因子 （2）与畜牧生产有关的土地质量因子 （3）与林业生产有关的土地质量因子 （4）与土地经营管理有关的土地质量因子,土地质量的选择选择适当的土地性状因子,（二）评价步骤,FAO土地适宜性评价步骤（4）,4、土地利用与土地的比较 1）“供需”的匹配 2）土地利用对土地生态系统可能造成的影响； 3）社会经济分析 4）实地验证,（二）评价步骤,FAO土地适宜性评价步骤（5）,5、提交评价成果 （1）成果的表现形式:文字、图表、数据 （2）成果的载体形式：硬拷贝、电子文件等。,* 对纲要的评述,在一个土地单元内不能仅对一种利用方式作出评定,不同土地利用方式对土地有不同的要求,评价时使用土地质量，而不只是土地性质,二、中国土地农业适宜性分类系统 中国1：100万土地资源图的土地分类系统 采用“土地潜力区-土地适宜类-土地质量等-土地限制型-土地资源单位”五级分类系统。,零级单位土地潜力区,以气候因素中的水热条件为依据，反映区域间生产力的对比，同一区内应具有大体相同的土地生产能力，包括适宜的农作物、牧草、林木的种类和组成、熟制和产量及土地利用的主要方向和主要措施。共划分9个土地潜力区 。,9个潜力区,华南区，华北辽南区，四川盆地长江中下游区，西北干旱区，云贵高原区，黄土高原区，东北区，内蒙古半干旱区，青藏高原区,土地适宜类,是在土地潜力区的范围内，依据对土地农、林、牧业生产的适宜性划分。共分8个土地适宜类：宜农耕地类、宜林土地类、宜牧土地类、宜农林土地类 、宜农牧土地类、宜林牧土地类、宜农林牧土地类、不宜农林牧土地类。 土地适宜类与FAO不同，FAO在土地适宜性纲中分适宜S、不适宜N,土地质量等,在土地适宜类范围内，反映土地的适宜程度和生产潜力的高低，是土地资源评价的核心。各土地适宜类，均可按农林牧适宜程度与质量高低划分，每个适宜类都包括三个质量等。 如：宜农土地 宜林土地 一等地 一等地 二等地 二等地 三等地 三等地,1、宜农土地（1）I等地 对农业无限制或很少限制，质量好。（2）II等地 对农业利用有一定限制，质量中等。（3）III等地 对农业利用有较大的限制，质量差。 2、宜林土地（1）I等地 最适于林木的生长，无限制因素或很少限制因素。（2）II等地 一般适宜于林业生长，有少量限制因素。（3）III等地 对林木生长具有较明显的限制因素。 3、宜牧土地（1）I等地 最适宜于放牧或饲养牲畜，质量好。（2）II等地 一般适宜于放牧或饲养牲畜，质量中等。（3）III等地 勉强适宜于放牧或饲养牲畜，需大力改造。,土地限制型,在土地等的范围内，按其限制因素及其强度划分，在同一限制型内，具有相同的主要限制因素和相同的主要改造措施。在同一等内，型与型之间只反映限制因素不同，而没有质上的差别。 如：同一个土地等内，可划分出土壤侵蚀、地形坡度、土壤盐碱化、沼泽化等几个限制型，它们之间没有等级差别。土地型的划分对农业生产有很大意义，基本与FAO土地适宜性亚级同。,无限制（o），水文与排水限制（w），土壤盐碱化限制（s），有效土层厚度限制（l），土壤质地限制（m），岩石裸漏限制（b），地形坡度限制（p），土壤侵蚀限制（e），水分限制（r），温度限制（t）,土地限制型,土地资源单元最低一级分类单位,表明土地的自然类型或利用类型，是由一级具有较一致的植被、土壤及中等地形或经营管理与改造措施上较相同的土地构成。,例,中国1：100万土地资源图评价系统,中国1：100万土地资源图的土地分类系统特点：评价与制图结合评价体系与纲要的相似主宜评价带有一定的主观性，并降低了评价结果的应用价值,对两个评价系统简评共同点：依据相同土地的适宜性和限制性。 两个评价系统都是对适宜性类别、适宜性程度、限制性类别、限制性程度四个方面的反映。 在高等级的评价系统，表示适宜性类别； 在中等级的评价系统，表示适宜性程度； 在低等级的评价系统，则进一步反映限制性类别与限制性程度中量的差别。,不同：FAO纲中适宜纲S单宜 中国土地适宜类多宜适宜范围： FAO：适宜小区域范围（县级），有针对性的土地评价单元，单一用途，如：种植某种作物、果树等； 中国：适用于大区域范围评价（全国、省级），能较好的反映评价区的土地资源总的状况，多种用途。,三、建设用地适宜性分类系统,（一）建设用地适宜类,（二）建设用地适宜级,（三）建设用地限制型,一般分为：地下水埋深限制型，坡度限制型，地层构造限制型，工程地质限制型，断层限制型，水文限制型等等。,根据土地对建设用途的适宜程度分为适宜、基本适宜和不适宜三类。,是在建设用地适宜类下的续分，反映适宜类中土地质量的差异。,第三节 土地适宜性评价技术,评价方法的核心内容大多采用土地用途要求与土地质量的比配。,比配：将土地利用方式的土地利用要求和评价对象的土地质量进行分析比较，在此基础上进行土地利用方式与适宜性评价结果相互适应和调整的过程。,比配是在比较的基础上，检验土地利用方式是否恰当，并提出改进土地利用方式的依据和途径。包括2个过程：1）依据土地利用要求和土地质量的分析比较得出土地利用方式的适宜性等级；2）提出新的土地利用方式。,依 据,土地性状的分析比较,得出,提出,新的土地利用方式,土地利用要求,土地利用方式的适宜性等级,一、评价目的的确定和资料的收集,（一）确定评价目的,（二）基础资料的收集,1、地形、地貌和地质资料,2、气候资料,3、土壤资料,4、水文资料,5、交通资料,6、土地利用资料,7、社会经济资料,8、大气环境资料,二、评价因子及其选取方法,（一）选择评价因素的原则,1、主导性原则,2、差异性原则,3、稳定性原则,4、针对性原则,5、定量性原则,6、现实性原则,二、评价因子及其选取方法,（二）评价因素剖析,1、地形、地质,土地农业适宜性评价常用因子：地形、地质：地貌类型、海拔、坡度、坡向、坡位和 坡形等土地城市建设用地适宜性评价常用因子地形、地质：坡度、坡向、地貌类型、海拔、景观等。,二、评价因子及其选取方法,（二）评价因素剖析,2、气候资料,土地农业适宜性评价常用因子：气候资料：干燥度、年降水量、年雨日、年蒸发量、年均温、无霜期、太阳总辐射能，年日照时数、年日照百分率等等。,二、评价因子及其选取方法,（二）评价因素剖析,3、土壤资料,土地农业适宜性评价常用因子：土壤资料：有机质、pH、土壤矿质养分、阳离子代换量、含盐量、物理性黏粒、质地、重金属污染物、侵蚀模型、耕层厚度、有效土层厚度、腐殖质厚度、障碍层深度等。,二、评价因子及其选取方法,（二）评价因素剖析,土地农业适宜性评价常用因子：水文：水系分布、地下水埋深、水利灌溉设施和水污染状况等。土地城市建设用地适宜性评价常用因子：水文：地下水位、温泉分布及出露情况、洪涝灾害频度、洪水位、地表积水状况、江河水的流量、流速和水质等。,4、水文资料,二、评价因子及其选取方法,（二）评价因素剖析,5、大气环境,土地农业适宜性评价常用因子：大气环境：大气二氧化硫、氮氧化物、可吸入性悬浮颗粒物、年均降水、pH、总悬浮颗粒物等土地城市建设用地适宜性评价常用因子：大气环境：酸雨、空气污染物和噪音等。,二、评价因子及其选取方法,（二）评价因素剖析,6、社会经济资料,土地农业适宜性评价常用因子社会经济资料：区位、交通通达值、灌溉条件、排水状况、灌溉保证率等土地城市建设用地适宜性评价常用因子社会经济资料：区位、交通通达度或便捷度等。,（三）选择评价因子的方法,二、评价因子及其选取方法,1、经验法,优点：充分利用了人们积累的经验，具有一定的灵活，快速性。 缺点：在选择评价因子时易受人为主观成分的影响。,有经验的评价者根据收集到的土地质量和土地利用要求的数据，依据一定的原则，直接利用自己的经验确定土地的适宜性等级。,（三）选择评价因子的方法,二、评价因子及其选取方法,是以土地生产力指标为变量，以各评价因素为自变量，建立多元线性回归方程：,2、多元线性回归分析法,3、主成分或因子分析法,（三）选择评价因子的方法,二、评价因子及其选取方法,主成分分析法是采用降维的方法，来筛选和精简评价因素的，即以贡献率大小从原来关系复杂而又互为相关的众多参评因子中找出既能反映他们内在联系的，又起主导作用的少数几个综合因子来代替原来众多的评价因子。,3、主成分或因子分析法,（三）选择评价因子的方法,二、评价因子及其选取方法,因子分析法是是基于主成分为初始因子，通过对载荷阵作方差最大旋转，将原观测变量表示为新因子的线性组合，将多个变量综合为少数几个因子，但还可再现原始变量与因子之间的关系，也达到降维的目的。,三、评价因子空间属性数据库建立方法,（一）常用的空间插值法和多元统计分析模型,1、克立格插值,2、逆(反)距离加权插值法,3、全局多项式插值,4、局部多项式插值,5、样条函数插值,6、泰森多边形-四邻域比重区域插值,三、评价因子空间属性数据库建立方法,1、气候因子空间和属性数据库建立,（二）评价因子空间和属性数据库建立方法,2、地形因子空间和属性数据库建立,三、评价因子空间属性数据库建立方法,（二）评价因子空间和属性数据库建立方法,3、土壤因子空间和属性数据库建立,4、大气环境因子空间和属性数据库建立,5、社会经济因子空间和属性数据库建立,四、评价单元及其划分方法,评价单元是评价工作中最基本的评价单位，是由影响土地生产力诸因素所构成的最基本单元，同一评价单元具有一致或相似的土地基本属性，而不同评价单元具有各自不同的自然和社会经济特性。,1、以土壤类型（土属或土种）图的图斑为评价单元；2、以土地类型图的图斑为评价单元；3、以土地利用现状图的图斑为评价单元；4、以一定大小的栅格为评价单元；5、利用评价因子空间数据库，借助GIS进行两两叠加并经拓扑分析后形成的最小图斑为评价单元。,目前，确定土地评价单元有五种方法：,四、评价单元及其划分方法,五、评价因子指标确定,评价因子的理想值：是指当评价因子属性大于等于、小于等于或等于该数值或范围时，评价因子对规定土地用途及其质量的正向影响处于最理想状态，若土地的所有评价因子均处于理想值，那么该土地最适宜于规定的用途。,上限值和下限值：是指当评价因子属性大于（或小于）该数值或范围时，评价因子对规定的土地用途及其质量的负面影响达到最大，土地可能失去规定用途的利用价值或根本无法实现持续、高效的利用。,六、评价因子属性标准化方法,1、分级赋值法,2、模糊隶属函数法,七、评价因子权重确定方法,权重的确定方法有： 特尔斐法，层次分析法，回归分析法以及灰色关联度分析法等。,单项性土地适宜性评价,1.海南岛宜胶地评价,（1）了解宜胶地的标准：,年均温23，最低月均温15，月均温20超过8个月，割胶期超过7个月多年平均极端低温不低于3，极值0年降水1200mm，月降水50mm的月数不超过5个月,年均风速不超过3m/s土层超过80cm，不是松散的砂土或贫瘠的砾质土排水良好，季节积水不超过2个月海拔不超过350m，坡度不超过25,1.海南岛宜胶地评价,（1）了解宜胶地的标准：,（2）根据海南土地质量，进行适宜性评价 海南的西南沿海阶地及海拔超过350400m的陡坡地之外，其余各地均有宜胶地分布。,1.海南岛宜胶地评价,（3）根据风害、寒害和干害的限制程度，进行宜胶地划分。（内缘丘陵盆地、沿海低丘台地、中部山地）,1.海南岛宜胶地评价,（4）利用热量、辐射、土壤、宜割胶天数和平均产量作为评价因素，对宜胶地类型做出等级评定。,1.海南岛宜胶地评价,按热量、辐射、土壤、宜割胶天数作为评价因素。将上述因素分为4级，最高适宜或最低限制的计算分数为5分，其次为4、3、2分。根据因子得分分为三级。 1等胶地分布在乐东县、崖县、保亭县、陵水（南部四县）；2等胶地分布在中部丘陵山地；3等宜胶地分布在中北部、东北丘陵台地。,2.湖北宜昌柑橘土地适宜性评价,（1）调查适种柑橘土地的生态立地条件,年均绝对低温-2；越冬最低温度-11，持续时间不超过4小时；-7绝对低温出现频率小于10年土体厚度1.5m，其中土层厚度20cm水源条件好，利于供水排水土壤有机质含量0.8%，P、K、Fe、Zn元素没有严重缺失 ,（2）在全县选择适种土地，根据气温、土壤、水分等因素的不同划分土地类型。,2.湖北宜昌柑橘土地适宜性评价,2.湖北宜昌柑橘土地适宜性评价,（3）对主要限制因素（冻害、土厚、水分、土壤养分）进行分级。,冻害的分级标准（限制因素的分级标准）,（4）对限制因素进行综合分级,2.湖北宜昌柑橘土地适宜性评价,武汉市建设用地质量评价,（1）划分城市建设用地类型,主要依据地貌和地表组成物质的差异进行分类,3.武汉市建设用地质量评价,（1）划分城市建设用地类型,（2）构建层次分析图,综合影响因素,地质因素,地貌因素,水文因素,地基承载力,地下水埋深,地下水水质,地质构造与地震,土层结构及性质,工程地质病害,河流洪水位状况,河道状况,地下矿藏及建筑材耗,人工采掘与破碎,最高层,中间层,最低层,其他因素,地貌类型及部位,地面坡度,地表切割度,海拔高度,a1,a2,a3,a4,b1,b7,b11,b14,武汉市建设用地质量评价,（3）构建判断矩阵，计算因素权重,经一致性检验，W=(0.52,0.30,0.14,0.04)对应地质因素、地貌因素、水文因素、其他因素,（3）构建判断矩阵，计算因素权重,求第二层因素同组内的权重，得出14个因子的权重为：,（4）主要因子的选取和分级标准的确定,武汉市建设用地质量的分级标准,（5）土地质量等级的评定,土地质量综合指数 Q = piri (i=1,26),（5）土地质量等级的评定,建设用地土地质量综合指数和土地等级的对应关系,3.武汉市建设用地质量评价,评价方法：层次分析法（Analytical Hierarchy Process，简称AHP法）,把复杂问题看作一个大系统，通过对系统的多个因素分析，划分出各因素间相互联系的有序层次；请专家对每一层次的各因素给出相对重要性的定量表示；计算每一层次各因素相对重要性的权值，进行排序；根据结果进行规划决策和选择解决问题的措施,第四节 土宜评价,一、土宜概念 一个区域土地条件对某些作物不仅具有生理生态的高度适宜性，且对该类作物的产品经济特性具有特殊的适宜性。 土宜是土地自然适宜性的进一步认识，土地自然适宜性一般只考虑某些作物或土地利用方式，土宜必须以特定植物的某些经济性状为主体。,名、特、优经济作物形成发展需具备的条件植物本身的生理特性气候条件土壤条件社会经济和历史条件二、土宜实例深州蜜桃金丝小枣橡胶,三、土宜评价,土宜评价是在土宜调查的基础上，分析土宜及其特殊性要求，进一步探讨特殊的自然条件和土宜的关系的过程和方法。,1. 土宜调查,名、特、优经济植物的种类及其分布名特优经济植物的品质特色形成特产的一般和特殊的自然条件,主导因子的作用和因子间的相互作用必须受到重视评价标准除产量外，重要的是产品的品质,2. 土宜要求,三、土宜评价,一般性土宜要求特殊性土宜要求,3. 土宜要求与土地质量的比配,本章小结：,了解土地适宜性评价和土宜评价的方法和不同之处，掌握一般土地适宜性评价和土宜评价常用的方法。,思考题,土地适宜性评价的定义与内涵？简述FAO土地适宜性分类体系与中国土地农业适宜性分类系统的异同点。土宜的概念与内涵是什么？与一般土地适宜性评价有何不同？名、特、优经济作物形成发展需具备的条件是什么？选择土地适宜性评价因子因遵循哪些基本原则?因子分析法中因子筛选的原则是什么？权重确定的方法有哪些？划分评价单元的方法有哪些？它们各有哪些优缺点？如何科学划分评价单元？,
