县域耕地质量监测样点布设研究 ——以河北省昌黎县为例
郭 硕，魏明欢，简 卿，张贵军，张蓬涛
【摘 要】摘要：掌握区域耕地资源数量与质量是耕地资源管理工作的基础，监测样点布设是了解耕地质量的前提。为确保监测样点数量、位置科学合理，以昌黎县为例，基于国家自然质量等指数，利用空间分层抽样方法初步确定昌黎县耕地等别渐变区域应至少布设40个监测样点；基于国家自然质量等指数的半变异函数结构分析得到，昌黎县耕地质量的最大相关距离为5.48 km，在ArcGIS中以5 km×5 km布设网格得到，昌黎县预布设45个监测样点才能满足耕地质量监测的精度要求；考虑监测样点布设稳定性，基于耕地等别渐变类型与耕地国家等别的空间分布特征对监测样点预布设进行空间优化，最终确定监测点位置；对监测样点国家自然质量等指数进行Kriging插值，利用插值结果的预测误差统计量检验样点布设精度。本研究提出的样点布设方法可提高监测精度，并可保证监测样点的代表性和监测信息的完整性，从而使监测成果更为科学、准确。
【期刊名称】江苏农业科学 【年(卷),期】2018(046)012 【总页数】6
【关键词】耕地质量；精确变化；监测样点；监测精度；地统计学；半变异函数；河北省昌黎县；监测成本
郭 硕，魏明欢，简 卿，等. 县域耕地质量监测样点布设研究——以河北省昌黎县为例[J]. 江苏农业科学，2018，46(12)：227-232. 基金项目：河北省社会科学基金(编号：HB14GL040)。
耕地资源作为特殊公共资源产品，不仅是粮食生产的基础，而且对维护社会稳定有着重大意义，但随着工业化、城镇化的快速发展，耕地面积大量减少，同时环境污染、不合理的耕种等对耕地质量也提出了严峻考验[1-6]。为实时、动态掌握耕地资源质量及变化趋势情况，迫切需要探索更加精确的耕地质量监测样点布设方法。
目前国内外专家在耕地质量监测样点布设方面进行了广泛的研究。国外主要通过布设网格对监测样点进行布设[7-9]。加拿大、美国等依据监测精度决定网格数目设计覆盖全国的方格网，在每个网格内选取监测样点[10-11]。国内学者对耕地质量监测点布设也进行了大量研究。孙亚彬等在划分监测控制区的基础上，进行监测样点布设[12-13]；余述琼等进行了基于标准样地的耕地质量监测点选取[14-15]；王倩等采用地统计学的变异函数分析耕地自然质量变异情况，依据变异半径布设监测样点[16]。总体来说，如何确定耕地质量监测点个数及位置，使之能精确反映耕地质量变化情况及耕地等别渐变趋势，同时有效降低监测成本，尚须进一步研究。考虑到新增耕地、高标准基本农田建设等涉及质量建设与开发的耕地可以通过具体项目及相应的耕地质量等别评定信息进行全面调查评价，其监测与管理方法已得到解决，故选择河北省秦皇岛市昌黎县质量建设与开发耕地之外的所有耕地即“渐变耕地”作为研究对象，引入基于地统计学的空间分层抽样方法，确定在允许误差范围内的最少监测样点数；以国家自然质量等指数的变程为基础，选择合适网格大小进行监测样点的预布设；基于监测样点分布的稳定性原则、耕地等别渐变类型与耕地国家自然等、国家利用等的空间分布特征对监测样点预布设进行空间优化；利用插值结果的预测误差统计量检验样点布设精度；以期在保证监测样点代表性和监测信息完整性的同时
使监测成果更为科学、准确。
1 材料与方法
1.1 研究区概况
昌黎县隶属于河北省秦皇岛市，位于河北省东北部(图1)。县境地理位置位于118°45′～119°20′E，39°25′～39°47′N，东临渤海，北依燕山，西南挟滦河，辖5个街道、9个镇、5个乡、1区，总面积为1 212.4 km2。该区域属于我国东部季风区、暖温带、半湿润大陆性气候。地势由西北向东南倾斜。地貌有山地丘陵、山麓平原、滨海平原。山地丘陵主要分布在县城北部区域，山麓平原分布在滦河以北及京山铁路两侧的广阔区域，滨海平原分布在东部沿海一带。昌黎县所在河北省农用地控制指标区是滦河冲积扇冬小麦夏玉米套种1年2熟区。2014年昌黎县渐变耕地面积为45 707 hm2，渐变耕地的国家自然等等别分布在8～12等，国家利用等等别分布在 7～13等，国家经济等等别分布在7～13等。
1.2 数据来源及处理
1.2.1 数据来源 试验数据来源于昌黎县2011年度耕地分等成果、2014年度耕地质量等别更新数据库以及2014年度土地利用变更数据库。
1.2.2 数据处理 借助ArcGIS软件在2014年昌黎县现状耕地基础上扣除质量建设与开发的耕地图斑，将提取出的渐变耕地矢量图斑以2期(2011年、2014年)耕地质量等别信息为输入数据，分析每个耕地图斑在不同时期的分等因素属性值，以分等单元分等因素属性值变化最大者为基准，形成具有相同变化的耕地等别渐变类型区。昌黎县各耕地等别渐变类型及其主导因素如表1所示。 1.3 研究方法
县域耕地质量监测样点布设研究——以河北省昌黎县为例
