專利名稱：一種耕地糧食生產(chǎn)能力核算方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于耕地資源評(píng)價(jià)與利用領(lǐng)域，是一種以等別為基礎(chǔ)核算耕地糧食生產(chǎn)現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)能力、可實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)能力和理論生產(chǎn)能力的一種耕地糧食生產(chǎn)能力核算方法。

背景技術(shù)：
從經(jīng)濟(jì)學(xué)角度來(lái)說(shuō)，無(wú)論馬斯洛的“需求層次論”還是馬克思的經(jīng)濟(jì)理論都指出，一個(gè)社會(huì)只有滿足了人們的生存需求之后，才能開展其他的活動(dòng)。所謂生存需求，首要的當(dāng)然是“吃飯問題”。在我國(guó)和世界的大多數(shù)國(guó)家，糧食是人們的主食，人們的飲食習(xí)慣是不易改變的。在我們可預(yù)知的未來(lái)，無(wú)論社會(huì)如何發(fā)展，科技如何進(jìn)步，吃飯問題，仍然是人類最基本的生活問題。中國(guó)是一個(gè)有13億人口的國(guó)家，再加上耕地資源極度匾乏的國(guó)情，糧食安全問題無(wú)論過去、現(xiàn)在還是將來(lái)都是關(guān)系國(guó)計(jì)民生的戰(zhàn)略物資，對(duì)于我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、社會(huì)穩(wěn)定、政治穩(wěn)定都具有舉足輕重的戰(zhàn)略意義。因此，(農(nóng)用地)糧食綜合生產(chǎn)能力研究是中國(guó)糧食安全的必然選擇。
(1)國(guó)外 國(guó)外沒有農(nóng)業(yè)綜合生產(chǎn)能力的提法，許多文獻(xiàn)只有關(guān)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力或土地生產(chǎn)潛力方面的研究。
聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織1988年在《提高非洲農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力》中，對(duì)非洲的作物和畜牧部門生產(chǎn)進(jìn)行了研究。該研究一方面分析了妨礙作物生產(chǎn)力提高的因素，如復(fù)雜多樣的農(nóng)作制度、外部投入物使用不足、作物和畜牧生產(chǎn)結(jié)合得不夠、僅能維持生計(jì)的傾向、依靠家庭勞動(dòng)力的小型農(nóng)場(chǎng)占優(yōu)勢(shì)、女農(nóng)民和農(nóng)場(chǎng)工人得不到足夠的支持等；另一方面分析了制約畜牧部門發(fā)展的主要因素，如土地占有制及有關(guān)的管理問題、牧場(chǎng)和飼料資源、牲畜衛(wèi)生、遺傳和繁育、畜禽管理、畜產(chǎn)品銷售與加工、研究與推廣等。在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步闡述了現(xiàn)代技術(shù)對(duì)發(fā)展作物與畜牧生產(chǎn)潛力的影響，同時(shí)介紹了研究技術(shù)的需要及農(nóng)業(yè)技術(shù)的應(yīng)用。
此外，國(guó)外學(xué)者主要從農(nóng)業(yè)投入或要素投入的角度探討提高農(nóng)業(yè)綜合生產(chǎn)力水平。從農(nóng)業(yè)投入方面來(lái)說(shuō)，John Pender等(2004)認(rèn)為需要加強(qiáng)對(duì)農(nóng)業(yè)資源貧乏地區(qū)(如干早地區(qū)、山區(qū)等)的高產(chǎn)糧食品種培育、交通和水利設(shè)施建設(shè)等方面的投入。特別是對(duì)探索如何對(duì)發(fā)展中國(guó)家的傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)進(jìn)行有效投入，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化，促使農(nóng)業(yè)增長(zhǎng)，以滿足工業(yè)化對(duì)農(nóng)業(yè)剩余和勞動(dòng)力需求等問題。還有的學(xué)者從農(nóng)作物高產(chǎn)高效耕作栽培、利用光能的角度探討提高作物產(chǎn)量，提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力。20世紀(jì)80年代以來(lái)，作物高產(chǎn)研究受到許多國(guó)家的重視，如最早由美國(guó)鉀、磷研究所倡導(dǎo)并開展的“作物最高產(chǎn)量研究(MYR)”已由美國(guó)擴(kuò)展到其他10多個(gè)國(guó)家，并取得豐碩成果。
作物生產(chǎn)潛力研究也取得了很大進(jìn)展。德國(guó)化學(xué)家李比希1840年發(fā)表的“有機(jī)分子在農(nóng)業(yè)和生理學(xué)中的應(yīng)用”是土地生產(chǎn)潛力研究的開端，現(xiàn)今為止已有160多年的歷史。20世紀(jì)20年代初，一些學(xué)者(Finn 1967，Danison 1967，Jorgenson 1980)利用量子效率理論研究光合作用過程，認(rèn)為作物生產(chǎn)潛力的大小最終取決于光照的多少及光能利用效率的高低。60年代到80年代，生產(chǎn)力數(shù)值模型得到迅速發(fā)展，如Jones，Kiniry(1987)利用CERES模型，Van Kenlen，Wolf(1986)利用WOFOST模型分別對(duì)作物產(chǎn)量潛力進(jìn)行預(yù)測(cè)。
(2)國(guó)內(nèi) 我國(guó)早期對(duì)于生產(chǎn)能力的研究集中在土地生產(chǎn)潛力方面。20世紀(jì)60年代，竺可楨(1964)最早研究了我國(guó)的氣候資源與糧食產(chǎn)量的關(guān)系。這時(shí)的研究是運(yùn)用土地生產(chǎn)力的概念進(jìn)行相關(guān)研究，在理論上未對(duì)其進(jìn)行系統(tǒng)的研究。之后黃秉維提出光合生產(chǎn)潛力的定義，在此基礎(chǔ)上，許多學(xué)者提出了溫度、水分等訂正函數(shù)，建立起光溫生產(chǎn)力、氣候生產(chǎn)力和氣候-土壤生產(chǎn)力模型，生產(chǎn)潛力研究逐步形成一個(gè)較系統(tǒng)的科學(xué)領(lǐng)域。
20世紀(jì)80年代以來(lái)，我國(guó)關(guān)于農(nóng)業(yè)綜合生產(chǎn)能力的研究倍受關(guān)注，許多專家和學(xué)者對(duì)農(nóng)業(yè)綜合生產(chǎn)能力的概念、指標(biāo)和評(píng)估方法進(jìn)行了探討，孫振玉(1994)、李炳坤(1996)等把農(nóng)業(yè)綜合生產(chǎn)能力定義為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)諸要素綜合投人形成的、可以相對(duì)穩(wěn)定地達(dá)到一定水平的農(nóng)業(yè)綜合產(chǎn)出能力。馮勇等(1994)在《農(nóng)業(yè)綜合生產(chǎn)能力》中則是從農(nóng)業(yè)的投人產(chǎn)出關(guān)系出發(fā)來(lái)界定農(nóng)業(yè)綜合生產(chǎn)能力，認(rèn)為農(nóng)業(yè)綜合生產(chǎn)能力在理論上存在兩個(gè)層次，一層僅與物質(zhì)投人有關(guān)，另一層則與物質(zhì)投人如何轉(zhuǎn)化為產(chǎn)出有關(guān)，并把之定義為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)諸要素綜合投人形成的潛在生產(chǎn)力和形成現(xiàn)實(shí)產(chǎn)出能力的轉(zhuǎn)化能力共同構(gòu)成的，可提供某一特定水平的農(nóng)業(yè)綜合產(chǎn)出能力。萬(wàn)寶瑞等(1993)在《中國(guó)農(nóng)業(yè)綜合生產(chǎn)能力研究》中系統(tǒng)和全面地對(duì)農(nóng)業(yè)綜合生產(chǎn)能力概念進(jìn)行了闡述，該研究認(rèn)為農(nóng)業(yè)綜合生產(chǎn)能力是在一定地區(qū)、一定時(shí)期和一定社會(huì)經(jīng)濟(jì)技術(shù)水平條件下，由農(nóng)業(yè)生產(chǎn)諸要素綜合投入所形成，可以相對(duì)穩(wěn)定地達(dá)到一定水平的農(nóng)業(yè)綜合產(chǎn)出能力。盧良恕、梅方權(quán)等(1995)在中國(guó)農(nóng)業(yè)持續(xù)發(fā)展和綜合生產(chǎn)能力研究中也沿用了此概念。陳麗能等(2000)認(rèn)為農(nóng)業(yè)綜合生產(chǎn)能力是一個(gè)互相交叉、互相依存的綜合性概念，是自然生產(chǎn)力系統(tǒng)和社會(huì)生產(chǎn)力系統(tǒng)綜合作用的結(jié)果。杜青林(2004)認(rèn)為“農(nóng)業(yè)綜合生產(chǎn)能力，是在一定條件下穩(wěn)定實(shí)現(xiàn)的農(nóng)業(yè)綜合產(chǎn)出水平和農(nóng)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力，是社會(huì)生產(chǎn)力的重要組成部分，是衡量一個(gè)國(guó)家、一個(gè)地區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)總體水平和農(nóng)村經(jīng)濟(jì)實(shí)力的主要標(biāo)志。”梁榮(2005)在文章《農(nóng)業(yè)綜合生產(chǎn)能力初探》中，把農(nóng)業(yè)綜合生產(chǎn)能力的概念解析為農(nóng)業(yè)綜合生產(chǎn)能力是指一個(gè)國(guó)家或地區(qū)在一定時(shí)間內(nèi)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)各種要素相對(duì)穩(wěn)定的綜合產(chǎn)出的農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和生態(tài)效益三大效益的合力。農(nóng)業(yè)綜合生產(chǎn)能力在政府文件中也曾多次被提及，各方面對(duì)農(nóng)業(yè)都高度重視，試圖通過系統(tǒng)地研究農(nóng)業(yè)綜合生產(chǎn)能力，增強(qiáng)農(nóng)業(yè)發(fā)展的后勁，提高農(nóng)業(yè)產(chǎn)出水平、產(chǎn)品質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)效益。
關(guān)于農(nóng)業(yè)綜合生產(chǎn)能力的研究多采用綜合評(píng)估與分析測(cè)算相結(jié)合的方法，多數(shù)學(xué)者用綜合指數(shù)或產(chǎn)量來(lái)表現(xiàn)農(nóng)業(yè)綜合生產(chǎn)能力。目前，我國(guó)糧食綜合生產(chǎn)能力的評(píng)估方法可以概括為三大類 (1)基于植物生長(zhǎng)機(jī)理的評(píng)估方法 該方法是以綠色植物光合作用理論為依據(jù)，光合作用是糧食綜合生產(chǎn)能力形成的基礎(chǔ)。影響糧食綜合生產(chǎn)能力的因素既取決于植物本身由遺傳特征決定的光能利用率，又受到不同投入及其組合的影響，如光能、溫度、降雨、灌溉水源，以及作為植物生長(zhǎng)載體的耕地?cái)?shù)量、質(zhì)量等制約。據(jù)此，按作物生長(zhǎng)期內(nèi)輻射和溫度資源與具有不同遺傳特征的作物的不同光合能力確定作物凈生物量和經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量，然后根據(jù)農(nóng)業(yè)資源諸要素綜合投入過程中可能抑制生長(zhǎng)和減少產(chǎn)量的影響及其強(qiáng)度進(jìn)行訂正，構(gòu)建綜合生產(chǎn)能力計(jì)算模型評(píng)估農(nóng)業(yè)資源綜合生產(chǎn)能力。
(2)基于影響因素分析的評(píng)估方法 該評(píng)估方法的基本思路是以糧食產(chǎn)量作為糧食綜合生產(chǎn)能力的表征變量，運(yùn)用定性和定量分析相結(jié)合的方法，對(duì)糧食綜合生產(chǎn)能力進(jìn)行影響因素的分析。在此基礎(chǔ)上，選取影響因素中的主因子構(gòu)建糧食總產(chǎn)量的預(yù)測(cè)模型進(jìn)行估算。
(3)基于糧食產(chǎn)量的評(píng)估預(yù)測(cè)方法 1)產(chǎn)量評(píng)估法 在一些研究文獻(xiàn)中，特別是對(duì)糧食綜合生產(chǎn)能力的研究，許多學(xué)者喜歡用糧食或農(nóng)產(chǎn)品的實(shí)際產(chǎn)量作為糧食綜合生產(chǎn)能力或農(nóng)業(yè)綜合生產(chǎn)能力的衡量標(biāo)準(zhǔn)。如《我國(guó)糧食綜合生產(chǎn)能力現(xiàn)狀評(píng)價(jià)與政策取向》中石建倉(cāng)等(2004)對(duì)我國(guó)糧食生產(chǎn)能力以當(dāng)年實(shí)際產(chǎn)量來(lái)描述；周慧秋(2005)認(rèn)為，糧食綜合生產(chǎn)能力是通過年度的實(shí)際糧食總產(chǎn)量或單位產(chǎn)出表現(xiàn)出來(lái)，目前我國(guó)糧食綜合生產(chǎn)能力已達(dá)到5億噸。萬(wàn)寶瑞等(1993)對(duì)我國(guó)農(nóng)業(yè)綜合生產(chǎn)能力現(xiàn)狀分析中，將種植業(yè)綜合生產(chǎn)能力以標(biāo)準(zhǔn)折糧單位表示，畜牧業(yè)綜合生產(chǎn)能力以標(biāo)準(zhǔn)折肉單位表示，漁業(yè)生產(chǎn)能力以標(biāo)準(zhǔn)折魚單位表示。
2)產(chǎn)量預(yù)測(cè)法 基于糧食產(chǎn)量趨勢(shì)預(yù)測(cè)的評(píng)估方法是一種比較簡(jiǎn)單的預(yù)測(cè)方法。該方法同樣是以糧食產(chǎn)量作為糧食綜合生產(chǎn)能力的表征變量，運(yùn)用回歸分析方法對(duì)糧食產(chǎn)量時(shí)間序列數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，得到糧食總產(chǎn)量的趨勢(shì)曲線及回歸方程，從而預(yù)測(cè)未來(lái)糧食產(chǎn)量。
中國(guó)糧食總產(chǎn)量的趨勢(shì)曲線是各種主客觀因素綜合作用的宏觀表現(xiàn)，是正常生產(chǎn)條件下的統(tǒng)計(jì)規(guī)律。但是，由于未來(lái)生產(chǎn)條件變化的不確定性很大，該方法不能進(jìn)行遠(yuǎn)期的預(yù)測(cè)，而且即使是近期預(yù)測(cè)結(jié)果也是在現(xiàn)有生產(chǎn)條件限制下的預(yù)測(cè)結(jié)果，一旦生產(chǎn)條件發(fā)生變化，產(chǎn)量將不符合這一預(yù)測(cè)結(jié)果。要確保國(guó)家糧食安全必須采取綜合性的措施，停留在一種戰(zhàn)略上必有失偏頗。適應(yīng)我國(guó)農(nóng)業(yè)和糧食發(fā)展新階段，保障糧食安全的重點(diǎn)應(yīng)由產(chǎn)量安全逐步向能力安全。這種糧食安全戰(zhàn)略著眼于提高和保護(hù)糧食綜合生產(chǎn)能力，但這種生產(chǎn)能力并不是立即轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實(shí)的糧食產(chǎn)量，而是隨著糧食需求量的增長(zhǎng)能及時(shí)適度的增加糧食產(chǎn)量，轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實(shí)的糧食供給能力。
綜上所述，近年來(lái)我國(guó)對(duì)耕地生產(chǎn)能力的研究取得了卓有成效的成果，但目前對(duì)于耕地生產(chǎn)能力核算的方法技術(shù)仍然存在幾方面的問題①對(duì)耕地綜合生產(chǎn)能力內(nèi)涵的理解存在或是過于籠統(tǒng)或是不夠全面等不足；②指標(biāo)權(quán)重憑經(jīng)驗(yàn)確定，并未形成耕地產(chǎn)能核算的完整方法體系，并且對(duì)不同區(qū)域產(chǎn)能的空間變化格局和空間分異的研究也很少；③不同層次耕地生產(chǎn)能力核算方法尚不明確；④不能對(duì)遠(yuǎn)期耕地生產(chǎn)能力進(jìn)行預(yù)測(cè)，近期耕地生產(chǎn)能力預(yù)測(cè)方法過于簡(jiǎn)單粗略，預(yù)測(cè)結(jié)果受諸多因素影響，誤差較大?？傊壳斑€沒有一套完整的、計(jì)算和預(yù)測(cè)結(jié)果科學(xué)準(zhǔn)確的能夠多層次反應(yīng)耕地綜合生產(chǎn)能力和增產(chǎn)潛力的方法技術(shù)體系。
本發(fā)明提出了耕地糧食生產(chǎn)能力核算方法，將耕地糧食生產(chǎn)能力分為三個(gè)層次(實(shí)際、可實(shí)現(xiàn)、理論)分別進(jìn)行核算，即以近年標(biāo)準(zhǔn)糧平均產(chǎn)量計(jì)算實(shí)際生產(chǎn)能力、利用等指數(shù)與標(biāo)準(zhǔn)糧單產(chǎn)建立嫁接模型，通過模型預(yù)測(cè)區(qū)域可實(shí)現(xiàn)和理論生產(chǎn)能力，用以表征區(qū)域耕地現(xiàn)狀、近期和遠(yuǎn)期綜合生產(chǎn)能力下可以達(dá)到的糧食產(chǎn)量，并基于此通過不同層次耕地生產(chǎn)能力單產(chǎn)的比值與差值計(jì)算耕地(近期、遠(yuǎn)期)的利用強(qiáng)度和增產(chǎn)潛力，科學(xué)準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)耕地生產(chǎn)能力的提升空間，為確定土地開發(fā)整理重點(diǎn)區(qū)和示范區(qū)提供重要依據(jù)，同時(shí)為土地開發(fā)整理前后的效益評(píng)價(jià)提供科學(xué)的基礎(chǔ)。因此，本發(fā)明可為區(qū)域耕地資源保護(hù)、耕地資源管理提供科學(xué)的理論依據(jù)和借鑒；為指明未來(lái)農(nóng)業(yè)開發(fā)資金、技術(shù)投放的重點(diǎn)優(yōu)先發(fā)展區(qū)域以及耕地整理與重點(diǎn)產(chǎn)能保護(hù)區(qū)域提供技術(shù)支持；以耕地綜合產(chǎn)能核算成果為基礎(chǔ)，進(jìn)一步改善糧食生產(chǎn)條件，鞏固糧食生產(chǎn)的基礎(chǔ)，協(xié)調(diào)區(qū)域糧食安全與工業(yè)化、城鎮(zhèn)化發(fā)展和生態(tài)平衡之間的關(guān)系，將保證實(shí)現(xiàn)土地的可持續(xù)利用，并最終實(shí)現(xiàn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。


發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明在耕地質(zhì)量評(píng)價(jià)研究基礎(chǔ)上，分析耕地生產(chǎn)能力形成機(jī)制，將耕地產(chǎn)能劃分為實(shí)際生產(chǎn)能力、可實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)能力與理論生產(chǎn)能力，建立不同層次的核算模型并對(duì)不同層面的生產(chǎn)能力進(jìn)行比較分析，通過耕地生產(chǎn)能力研究，分析耕地綜合生產(chǎn)能力的空間分異特征、影響因素和發(fā)展趨勢(shì)。
1)實(shí)際生產(chǎn)能力核算 實(shí)際生產(chǎn)能力是指目前已經(jīng)普遍實(shí)現(xiàn)的耕地農(nóng)作物產(chǎn)量，是由一般農(nóng)民管理水平下獲得的生產(chǎn)能力，耕地實(shí)際生產(chǎn)能力用近年耕地農(nóng)作物平均產(chǎn)量表示。
①數(shù)據(jù)獲取與樣點(diǎn)檢驗(yàn) 在整理分析耕地質(zhì)量分等調(diào)查數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，按耕地各等別面積比例選擇有代表性的適量的調(diào)查樣點(diǎn)進(jìn)行野外補(bǔ)充調(diào)查，獲得近幾年作物產(chǎn)量平均數(shù)據(jù)。檢驗(yàn)區(qū)域耕地實(shí)際生產(chǎn)能力調(diào)查樣本分布與耕地分等有效單元分布狀況變化趨勢(shì)，避免出現(xiàn)比例失調(diào)等異常情況。
②實(shí)際生產(chǎn)能力核算方法 耕地實(shí)際生產(chǎn)能力用近幾年耕地農(nóng)作物平均產(chǎn)量表示，以年標(biāo)準(zhǔn)糧產(chǎn)量表征耕地實(shí)際生產(chǎn)能力，在作物產(chǎn)量與標(biāo)準(zhǔn)糧轉(zhuǎn)化時(shí)，按照耕地質(zhì)量分等中的折算系數(shù)進(jìn)行計(jì)算。對(duì)于種植小麥、玉米和水稻等指定作物的樣本點(diǎn)，直接將各作物實(shí)際產(chǎn)量按照折算系數(shù)折算為標(biāo)準(zhǔn)糧；對(duì)于種植棉花，花生等其他非指定作物的樣本點(diǎn)，首先調(diào)查樣本點(diǎn)或臨近地塊近幾年種植小麥、玉米時(shí)的平均產(chǎn)量，然后再按照折算系數(shù)折算成標(biāo)準(zhǔn)糧產(chǎn)量進(jìn)行計(jì)算。實(shí)際生產(chǎn)能力標(biāo)準(zhǔn)糧總產(chǎn)的計(jì)算公式如下 其中T為某鄉(xiāng)、縣、省一級(jí)區(qū)、省實(shí)際生產(chǎn)能力標(biāo)準(zhǔn)糧總產(chǎn)； n為鄉(xiāng)、縣、一級(jí)區(qū)、省樣本數(shù)； Ti1、Ti2、Ti3分別為第i個(gè)調(diào)查樣本點(diǎn)小麥、玉米、水稻的單產(chǎn)； Si1、Si2、Si3分別為第i個(gè)調(diào)查樣本點(diǎn)小麥、玉米、水稻播種面積。
實(shí)際生產(chǎn)能力單產(chǎn)為
其中P為某鄉(xiāng)、縣、省一級(jí)區(qū)、省實(shí)際生產(chǎn)能力單產(chǎn)；S耕為某鄉(xiāng)、縣、省一級(jí)區(qū)、省耕地面積，數(shù)據(jù)來(lái)源于耕地分等的耕地面積。
2)可實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)能力核算 可實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)能力是指采用當(dāng)前較優(yōu)利用管理技術(shù)，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件得到基本保證，光、熱、水、土等環(huán)境因素均處于正常狀態(tài)、技術(shù)條件可以滿足，由政策、投入等因素決定的正常年景下農(nóng)作物能夠達(dá)到的最高產(chǎn)量，用種田能手實(shí)現(xiàn)的農(nóng)作物最高產(chǎn)量表示。
①抽樣單元點(diǎn)選取方法與檢驗(yàn) 調(diào)查樣本數(shù)據(jù)采用分層抽樣法抽樣，即將總體中的各單元先按性質(zhì)分類，然后在分類中采用單純隨機(jī)抽樣法或機(jī)械抽樣法抽取所要調(diào)查單元點(diǎn)。這種方法實(shí)質(zhì)上是把科學(xué)分組和抽樣原理相結(jié)合，以增加調(diào)查對(duì)象的代表性，具體來(lái)講就是分區(qū)域、分等別隨機(jī)抽取推廣試驗(yàn)田、標(biāo)準(zhǔn)樣地樣本單元點(diǎn)。由于隨機(jī)抽取的樣本仍存在少量異常數(shù)據(jù)，為了進(jìn)一步提高抽取樣本的精度和代表性，充分反映各區(qū)域、各利用等別耕地特征，在分層隨機(jī)抽取樣本中再次結(jié)合人工檢查分析方法進(jìn)行非典型點(diǎn)的剔除。作為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的分析樣本應(yīng)該具有代表性，能夠真實(shí)反映利用等指數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)糧產(chǎn)量之間的關(guān)系。為防止出現(xiàn)樣本空間集聚、比例失調(diào)等異?，F(xiàn)象，以3點(diǎn)措施進(jìn)行控制耕地大面積分布的非典型的細(xì)碎與相似的圖斑不予選??；各區(qū)域樣本的數(shù)量百分比與相應(yīng)區(qū)域的耕地有效分等單元數(shù)量基本一致；樣本應(yīng)分布在盡可能多的地貌類型上；對(duì)于有平地、山地、丘陵等地貌類型比較豐富地區(qū)，在選取樣本的時(shí)候盡量做到每個(gè)縣(市)均有一定數(shù)量樣本分布。
對(duì)隨機(jī)或機(jī)械抽樣法選取的調(diào)查單元點(diǎn)通過非典型樣點(diǎn)的剔除，并進(jìn)行檢驗(yàn)，選取樣本的利用等指數(shù)和可實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)糧單產(chǎn)之間應(yīng)具有極顯著線性相關(guān)關(guān)系，建立一級(jí)區(qū)利用等指數(shù)和可實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)糧單產(chǎn)之間的相關(guān)模型。分區(qū)對(duì)利用等指數(shù)和可實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)糧單產(chǎn)之間進(jìn)行相關(guān)關(guān)系檢驗(yàn)，確定可以建立相關(guān)性回歸模型。
②可實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)能力核算方法 耕地利用等指數(shù)與可實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)糧單產(chǎn)具有理論上的正相關(guān)關(guān)系，因此通過抽樣單元點(diǎn)的進(jìn)一步分析可以建立利用等指數(shù)與標(biāo)準(zhǔn)糧單產(chǎn)之間的相關(guān)關(guān)系嫁接模型，建立樣本單元指定作物可實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)糧單產(chǎn)與相應(yīng)利用等指數(shù)的函數(shù)關(guān)系 yi′＝cYi+d 式中yi′------第i個(gè)單元可實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)糧單產(chǎn)(千克/公頃)； Yi------第i個(gè)單元利用等指數(shù)； c、d------回歸系數(shù)值。
3)理論生產(chǎn)能力核算 理論生產(chǎn)能力是指在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件得到充分保證，使光熱水土等環(huán)境因素達(dá)到最佳利用狀態(tài)下的耕地生產(chǎn)能力。用技術(shù)專家實(shí)現(xiàn)的作物最高產(chǎn)量表示。其主要體現(xiàn)了氣候條件、耕地質(zhì)量(尤其是土壤質(zhì)量)對(duì)耕地生產(chǎn)能力的影響。當(dāng)自然條件相同或相近時(shí)，比較高產(chǎn)與低產(chǎn)地塊的基礎(chǔ)設(shè)施、育種技術(shù)、投入水平和田間管理水平的差異可以找出導(dǎo)致耕地生產(chǎn)能力差異的因素，為耕地實(shí)際生產(chǎn)能力的提高找出突破口。
①抽樣單元點(diǎn)選取方法與檢驗(yàn) 與耕地可實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)能力樣本選取標(biāo)準(zhǔn)相同，收集具有代表性和適量性的近年農(nóng)作物區(qū)域品種試驗(yàn)數(shù)據(jù)(糧食豐產(chǎn)工程)、主要作物審定品種的試驗(yàn)產(chǎn)量數(shù)據(jù)，對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的試驗(yàn)條件、試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析，選取優(yōu)勢(shì)品種、代表性區(qū)域、優(yōu)質(zhì)田塊的試驗(yàn)點(diǎn)作為樣本，部分缺少試驗(yàn)數(shù)據(jù)和試驗(yàn)結(jié)果不可靠的區(qū)域采用專家診斷法獲得樣本數(shù)據(jù)。
對(duì)樣本進(jìn)行檢驗(yàn)，每個(gè)樣本包括自然等指數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)糧產(chǎn)量?jī)蓚€(gè)數(shù)據(jù)單元。各自然等內(nèi)樣本之間標(biāo)準(zhǔn)糧標(biāo)準(zhǔn)差較小，且在各等別間隨著自然等別的升高平均標(biāo)準(zhǔn)糧單產(chǎn)逐漸降低，說(shuō)明所選樣本具有較高的代表性，能代表該自然等別的生產(chǎn)能力。
②理論生產(chǎn)能力核算方法 耕地自然等指數(shù)與耕地理論標(biāo)準(zhǔn)糧單產(chǎn)具有理論上的正相關(guān)關(guān)系，因此通過對(duì)調(diào)查樣本點(diǎn)的進(jìn)一步分析可以建立自然等指數(shù)與標(biāo)準(zhǔn)糧單產(chǎn)之間的相關(guān)關(guān)系嫁接模型。樣本單元指定作物標(biāo)準(zhǔn)糧理論單產(chǎn)與相應(yīng)的自然等指數(shù)的嫁接函數(shù)關(guān)系模型如下 yi″＝aRi+b 式中yi″------第i個(gè)樣本理論標(biāo)準(zhǔn)糧單產(chǎn)(千克/公頃)； Ri------第i個(gè)樣本自然質(zhì)量等指數(shù)； a，b------回歸系數(shù)值。
4)耕地利用強(qiáng)度和增產(chǎn)潛力計(jì)算方法 耕地利用強(qiáng)度和增產(chǎn)潛力分別從相對(duì)水平和絕對(duì)水平兩個(gè)角度反映耕地生產(chǎn)能力可提升的空間，大區(qū)域耕地利用強(qiáng)度和增產(chǎn)潛力可以縣(市)域?yàn)橛?jì)算的最小單元。
①區(qū)域耕地可實(shí)現(xiàn)利用強(qiáng)度 可實(shí)現(xiàn)利用強(qiáng)度是指實(shí)際單產(chǎn)與可實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)能力單產(chǎn)之比，其計(jì)算公式如下 SAi＝Y(jié)Oi/YPi 式中SAi------i區(qū)域的耕地可實(shí)現(xiàn)利用強(qiáng)度； YOi------i區(qū)域的實(shí)際單產(chǎn)； YPi------i區(qū)域的可實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)能力單產(chǎn)。
②區(qū)域耕地理論利用強(qiáng)度 理論利用強(qiáng)度是指可實(shí)現(xiàn)單產(chǎn)與理論生產(chǎn)能力單產(chǎn)之比，其計(jì)算公式為 STi＝Y(jié)Pi/YFi 式中STi------i區(qū)域的耕地理論利用強(qiáng)度； YPi------i區(qū)域的可實(shí)現(xiàn)單產(chǎn)； YFi------i區(qū)域的理論生產(chǎn)能力單產(chǎn)。
③區(qū)域耕地可實(shí)現(xiàn)潛力 可實(shí)現(xiàn)增產(chǎn)潛力是指可實(shí)現(xiàn)單產(chǎn)與實(shí)際單產(chǎn)之差，其計(jì)算公式如下 LAi＝Y(jié)Pi-YOi 式中LAi---i區(qū)域的耕地可實(shí)現(xiàn)潛力； YOi、YPi含義同上； ④區(qū)域耕地理論潛力 理論增產(chǎn)潛力是指理論單產(chǎn)與可實(shí)現(xiàn)單產(chǎn)之差，其計(jì)算公式如下 LTi＝Y(jié)Fi-YPi 式中LTi---i區(qū)域的耕地理論潛力； YFi、YPi含義同上。
實(shí)施例 利用本發(fā)明原理按照上述方法完成了《X省農(nóng)用地綜合生產(chǎn)能力核算》項(xiàng)目。對(duì)X省各一級(jí)指標(biāo)區(qū)進(jìn)行選點(diǎn)、建模并進(jìn)行三個(gè)層次的生產(chǎn)能力核算。
(1)X省實(shí)際生產(chǎn)能力核算 ①選點(diǎn)及檢驗(yàn) 本研究在整理分析耕地質(zhì)量分等調(diào)查數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，在X省一級(jí)指標(biāo)控制區(qū)中，按耕地各等別面積比例選擇有代表性的適量的調(diào)查樣點(diǎn)進(jìn)行野外補(bǔ)充調(diào)查，獲得近5年作物產(chǎn)量平均數(shù)據(jù)。兩者樣本總數(shù)均為C平原區(qū)最多，A平原區(qū)、E盆地區(qū)和D平原區(qū)布點(diǎn)較少，其他各區(qū)處于中間。即X省各一級(jí)指標(biāo)控制區(qū)耕地實(shí)際生產(chǎn)能力調(diào)查樣本分布與耕地分等有效單元分布狀況變化趨勢(shì)基本一致未出現(xiàn)比例失調(diào)等異常情況。
表1 x省各一級(jí)指標(biāo)控制區(qū)實(shí)際生產(chǎn)能力調(diào)查樣本總數(shù)及結(jié)構(gòu)比例表
②核算結(jié)果及分布 按照本發(fā)明對(duì)X省8大省一級(jí)指標(biāo)控制區(qū)進(jìn)行實(shí)際生產(chǎn)能力核算結(jié)果如下表 表2 X省耕地實(shí)際生產(chǎn)能力匯總表 單位109kg

實(shí)際生產(chǎn)能力空間分布見圖X省耕地實(shí)際生產(chǎn)能力單產(chǎn)呈現(xiàn)出東高西低，東南高西北低的總體空間分布規(guī)律如

圖1、圖2。
(2)X省可實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)能力核算 ①選點(diǎn)及檢驗(yàn) C平原區(qū)樣本最多，為729個(gè)，占樣本總數(shù)的36.01％；D平原區(qū)、F盆地區(qū)分布較少，分別為82個(gè)和114個(gè)，分別占樣本總數(shù)的4.06％和5.62％；其他各區(qū)樣本所占比例在7.05％-19.56％之間。通過檢驗(yàn)，X省各一級(jí)區(qū)可實(shí)現(xiàn)樣本單元點(diǎn)分布狀況與X省各一級(jí)區(qū)耕地有效分等單元分布狀況比例基本一致，說(shuō)明抽樣樣本單元點(diǎn)空間比例較合理未出現(xiàn)比例失調(diào)等異?，F(xiàn)象。
表3 X省各一級(jí)指標(biāo)控制區(qū)可實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)能力調(diào)查樣本總數(shù)及結(jié)構(gòu)比例表
②核算結(jié)果及分布 建立利用等指數(shù)與標(biāo)準(zhǔn)糧的相關(guān)性回歸模型，X省可實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)能力核算結(jié)果空間分布如圖3、圖4 耕地可實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)能力與實(shí)際生產(chǎn)能力分布規(guī)律基本一致，即呈現(xiàn)出東高西低，東南高西北低的空間分布規(guī)律。其中全省可實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)能力單產(chǎn)大于1.00×104kg/hm2的區(qū)域集中分布在X省東南部平原區(qū)；西部和北部的高原區(qū)、山間盆地區(qū)及丘陵區(qū)的大部分耕地可實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)能力單產(chǎn)低于5.0×103kg/hm2。
(3)X省理論生產(chǎn)能力核算 ①樣點(diǎn)選取及檢驗(yàn) 由下表可知，B平原區(qū)樣本最多，達(dá)84個(gè)，占全省樣本總數(shù)的16.37％；H高原區(qū)、E盆地區(qū)兩區(qū)樣本較少，分別為37和51個(gè)，分別占樣本總數(shù)的7.21％和9.94％；其他各區(qū)樣本數(shù)所占比例在10.72％-16.37％之間。
建立耕地自然等指數(shù)與理論標(biāo)準(zhǔn)糧單產(chǎn)之間關(guān)系模型的基本方法也是對(duì)所選取的樣本進(jìn)行回歸分析，擬合二者之間的函數(shù)關(guān)系。進(jìn)行回歸分析之前需要首先對(duì)樣本進(jìn)行統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)以保證樣本的準(zhǔn)確性和代表性。檢驗(yàn)救過顯示X省8個(gè)一級(jí)區(qū)各自然等內(nèi)樣本之間標(biāo)準(zhǔn)糧標(biāo)準(zhǔn)差較小，且在各等別間隨著自然等別的升高平均標(biāo)準(zhǔn)糧單產(chǎn)逐漸降低，說(shuō)明所選樣本具有較高的代表性，能代表該自然等別的生產(chǎn)能力。
表4 X省各一級(jí)指標(biāo)控制區(qū)理論生產(chǎn)能力調(diào)查樣本總數(shù)及結(jié)構(gòu)比例表
②核算結(jié)果及分布 建立自然等指數(shù)與標(biāo)準(zhǔn)糧的相關(guān)性模型 從空間分布來(lái)看如圖5、圖6，X省耕地理論生產(chǎn)能力同樣呈現(xiàn)出東高西低，東南高西北低的空間分布規(guī)律。
(4)X省耕地利用強(qiáng)度和增產(chǎn)潛力計(jì)算及分布 通過上述方法計(jì)算X省耕地的可實(shí)現(xiàn)利用強(qiáng)度與可實(shí)現(xiàn)增產(chǎn)潛力。
權(quán)利要求
1、一種耕地糧食生產(chǎn)能力核算方法，是在耕地質(zhì)量評(píng)價(jià)基礎(chǔ)上，建立耕地等指數(shù)與標(biāo)準(zhǔn)糧產(chǎn)量間的定量核算模型，分別核算耕地實(shí)際生產(chǎn)能力、可實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)能力、理論生產(chǎn)能力。耕地實(shí)際生產(chǎn)能力是通過實(shí)際調(diào)查樣本建立模型進(jìn)行核算；耕地可實(shí)現(xiàn)產(chǎn)能是通過建立耕地利用等指數(shù)與可實(shí)現(xiàn)抽樣樣點(diǎn)構(gòu)建模型核算；依據(jù)耕地自然質(zhì)量等指數(shù)與理論抽樣樣點(diǎn)構(gòu)建模型核算耕地的理論產(chǎn)能。通過不同層面生產(chǎn)能力的比較，可計(jì)算耕地利用強(qiáng)度和增產(chǎn)潛力。
2、根據(jù)權(quán)利要求1中所述的耕地實(shí)際生產(chǎn)能力核算方法，其特征在于首先調(diào)查樣本點(diǎn)或臨近地塊近幾年種植小麥、玉米時(shí)的平均產(chǎn)量，然后再按照折算系數(shù)折算成標(biāo)準(zhǔn)糧產(chǎn)量進(jìn)行計(jì)算。實(shí)際生產(chǎn)能力標(biāo)準(zhǔn)糧總產(chǎn)的計(jì)算公式如下
其中T為某鄉(xiāng)、縣、省一級(jí)區(qū)、省實(shí)際生產(chǎn)能力標(biāo)準(zhǔn)糧總產(chǎn)；
n為鄉(xiāng)、縣、一級(jí)區(qū)、省樣本數(shù)；
Ti1、Ti2、Ti3分別為第i個(gè)調(diào)查樣本點(diǎn)小麥、玉米、水稻的單產(chǎn)；
Si1、Si2、Si3分別為第i個(gè)調(diào)查樣本點(diǎn)小麥、玉米、水稻播種面積。
實(shí)際生產(chǎn)能力單產(chǎn)為
其中P為某鄉(xiāng)、縣、省一級(jí)區(qū)、省實(shí)際生產(chǎn)能力單產(chǎn)；
S耕為某鄉(xiāng)、縣、省一級(jí)區(qū)、省耕地面積，數(shù)據(jù)來(lái)源于耕地分等的耕地面積。
3、根據(jù)權(quán)利要求1中所述的可實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)能力核算方法，其特征在于通過抽樣單元點(diǎn)的進(jìn)一步分析建立利用等指數(shù)與標(biāo)準(zhǔn)糧單產(chǎn)之間的相關(guān)關(guān)系嫁接模型，建立樣本單元指定作物可實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)糧單產(chǎn)與相應(yīng)利用等指數(shù)的函數(shù)關(guān)系
yi'＝cYi+d
式中yi'------第i個(gè)單元可實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)糧單產(chǎn)(千克/公頃)；
Yi------第i個(gè)單元利用等指數(shù)；
c、d------回歸系數(shù)值。
4、根據(jù)權(quán)利要求1中所述的理論生產(chǎn)能力核算方法，其特征在于收集具有代表性和適量性的近年農(nóng)作物區(qū)域品種試驗(yàn)數(shù)據(jù)、主要作物審定品種的試驗(yàn)產(chǎn)量數(shù)據(jù)，建立自然等指數(shù)與標(biāo)準(zhǔn)糧單產(chǎn)之間的相關(guān)關(guān)系嫁接模型。樣本單元指定作物標(biāo)準(zhǔn)糧理論單產(chǎn)與相應(yīng)的自然等指數(shù)的嫁接函數(shù)關(guān)系模型如下
yi″aRi+b
式中yi″------第i個(gè)樣本理論標(biāo)準(zhǔn)糧單產(chǎn)(千克/公頃)；
Ri------第i個(gè)樣本自然質(zhì)量等指數(shù)；
a，b------回歸系數(shù)值。
5、根據(jù)權(quán)利要求1中所述的耕地利用強(qiáng)度計(jì)算方法，其特征在于可實(shí)現(xiàn)利用強(qiáng)度指實(shí)際單產(chǎn)與可實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)能力單產(chǎn)之比，其計(jì)算公式如下
SAi＝Y(jié)Oi/YPi
式中SAi------i區(qū)域的耕地可實(shí)現(xiàn)利用強(qiáng)度；
YOi------i區(qū)域的實(shí)際單產(chǎn)；
YPi------i區(qū)域的可實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)能力單產(chǎn)。
耕地理論利用強(qiáng)度指可實(shí)現(xiàn)單產(chǎn)與理論生產(chǎn)能力單產(chǎn)之比，其計(jì)算公式為
STi＝Y(jié)Pi/YFi
式中STi------i區(qū)域的耕地理論利用強(qiáng)度；
YPi------i區(qū)域的可實(shí)現(xiàn)單產(chǎn)；
YFi------i區(qū)域的理論生產(chǎn)能力單產(chǎn)。
6、根據(jù)權(quán)利要求1中所述的耕地利用潛力計(jì)算方法，其特征在于耕地可實(shí)現(xiàn)潛力指可實(shí)現(xiàn)單產(chǎn)與實(shí)際單產(chǎn)之差，其計(jì)算公式如下
LAi＝Y(jié)Pi-YOi
式中LAi---i區(qū)域的耕地可實(shí)現(xiàn)潛力；
YOi、YPi含義同上；
耕地理論潛力指理論單產(chǎn)與可實(shí)現(xiàn)單產(chǎn)之差，其計(jì)算公式如下
LTi＝Y(jié)Fi-YPi
式中LTi---i區(qū)域的耕地理論潛力；
YFi、YPi含義同上。
全文摘要
本發(fā)明屬于耕地資源評(píng)價(jià)與利用領(lǐng)域，是一種以等別為基礎(chǔ)的多層次耕地生產(chǎn)能力核算方法。是在耕地質(zhì)量評(píng)價(jià)基礎(chǔ)上，建立耕地等指數(shù)與標(biāo)準(zhǔn)糧產(chǎn)量間的定量核算模型，分別核算耕地實(shí)際生產(chǎn)能力、可實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)能力、理論生產(chǎn)能力。耕地實(shí)際生產(chǎn)能力是通過實(shí)際調(diào)查樣本建立模型進(jìn)行核算；耕地可實(shí)現(xiàn)產(chǎn)能是通過建立耕地利用等指數(shù)與可實(shí)現(xiàn)抽樣樣點(diǎn)構(gòu)建模型核算；依據(jù)耕地自然質(zhì)量等指數(shù)與理論抽樣樣點(diǎn)構(gòu)建模型核算耕地的理論產(chǎn)能。通過不同層面生產(chǎn)能力的比較，可計(jì)算耕地利用強(qiáng)度和增產(chǎn)潛力。可為耕地質(zhì)量管理、耕地保護(hù)、耕地利用效益評(píng)價(jià)、耕地流轉(zhuǎn)等提供科學(xué)依據(jù)，對(duì)促進(jìn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展，確保糧食安全具有重要意義。
文檔編號(hào)G06Q50/02GK101546419SQ20091013174
公開日2009年9月30日 申請(qǐng)日期2009年4月1日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月1日
發(fā)明者門明新, 李新旺, 利 張, 陳亞恒, 王樹濤, 張俊梅 申請(qǐng)人:河北農(nóng)業(yè)大學(xué)