山東省沂源縣耕地地力評價研究

宋誠亮等

摘要 以山東省沂源縣為研究區(qū)域，采用土壤圖和土地利用現(xiàn)狀圖疊加的方法確定評價單元，選取立地條件、物理性狀、化學(xué)性狀3個方面12個評價因子，運用層次分析法確定因子權(quán)重，結(jié)合模糊評判法確定耕地地力等級。結(jié)果表明：山東省沂源縣現(xiàn)有耕地共劃分為6個等級，一～六級地分別占耕地總面積的14.72%、15.52%、18.31%、24.25%、10.72%、16.48%。并結(jié)合實際情況對不同等級耕地進(jìn)行描述性分析，提出耕地地力提升的措施。

關(guān)鍵詞 沂源縣；耕地地力；評價

中圖分類號 S28 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 0517-6611（2014）13-04094-03

Abstract Taking Yiyuan County of Shandong Province as the study area， the evaluation units were determined by overlay of soil map and present land use map. Site conditions， physical behavior， chemical character were selected to determine the weight of each evaluation factor by using analytic hierarchy method. The grades of cultivated land fertility were confirmed by fuzzy evaluation method. The results showed that cultivated land could be divided into six grades and the area of the first to sixth grade accounted for 14.72%， 15.52%， 18.31%， 24.25%， 10.72% and 16.48% of the total area respectively. The main cultivated lands of different grades were analyzed according to their properties. Exploratory farmland productivity promotion measures were put forward.

Key words Yiyuan County； Cultivated land productivity； Evaluation

耕地地力指耕地的農(nóng)業(yè)綜合生產(chǎn)能力[1-2]，即指在特定氣候區(qū)域以及地形、地貌、成土母質(zhì)、土壤理化性狀、農(nóng)田基礎(chǔ)設(shè)施及培肥水平等眾多要素綜合構(gòu)成的耕地生產(chǎn)能力，是耕地內(nèi)在的、基本素質(zhì)的綜合反映。耕地地力狀況直接影響著農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展和糧食生產(chǎn)安全。耕地地力評價實質(zhì)是對耕地生產(chǎn)力高低的鑒定[3-4]，是以利用方式為目的，評估耕地生產(chǎn)潛力和土地適宜性的過程，主要揭示生物生產(chǎn)力的高低和潛在生產(chǎn)力。

筆者結(jié)合山東省沂源縣測土配方施肥項目，詳細(xì)調(diào)查影響耕地地力的內(nèi)部因素和外部因素，構(gòu)建了沂源縣耕地地力評價指標(biāo)體系，通過內(nèi)部因素對耕地地力進(jìn)行分等，在此基礎(chǔ)上利用外部因素進(jìn)行分級。結(jié)合分等定級結(jié)果對耕地利用中存在的問題和合理利用的方向做出闡述，評價結(jié)果對于摸清全縣耕地地力的現(xiàn)狀及問題，及時掌握耕地資源的數(shù)量、質(zhì)量及其變化對于合理規(guī)劃和利用耕地[5-7]，提供了重要依據(jù)。

1 數(shù)據(jù)來源與研究方法

1.1 研究區(qū)概況

沂源縣位于山東省中部，淄博市最南端，屬沂蒙山區(qū)，地理坐標(biāo)為117°53′56″～118°30′59″ E、35°55′25″～36°23′28″ N。全縣總面積1 635.66 km2，境內(nèi)地形地貌可概括為中山、低山、丘陵和盆地，全縣整個地勢西北高、東南低，沿沂河流向傾斜。屬暖溫帶季風(fēng)區(qū)域半濕潤大陸性氣候。據(jù)統(tǒng)計，沂源縣土壤分為棕壤、褐土、潮土3個土類，8個亞類，18個土屬，56個土種。

1.2 數(shù)據(jù)來源

1.2.1

野外調(diào)查資料。野外調(diào)查是耕地地力評價的基礎(chǔ)。根據(jù)樣點采集相應(yīng)資料，主要包括耕地所處的地形地貌條件、水文地質(zhì)條件、土地利用條件、有機(jī)質(zhì)、大量營養(yǎng)元素、重量營養(yǎng)元素、微量營養(yǎng)元素等。

1.2.2

測試資料。有機(jī)質(zhì)含量、土壤酸堿度，大量營養(yǎng)元素包括全氮、全磷、有效氮、有效磷等，中量營養(yǎng)元素包括有效鈣、有效鎂等，微量營養(yǎng)元素包括有效鋅、硼、鉬等。

1.2.3

圖件資料。包括1∶5萬比例尺地形圖、行政區(qū)劃圖、土地利用現(xiàn)狀圖、地貌圖、土壤圖等。

1.3 研究方法

1.3.1

確定評價單元。為確定此次沂源縣耕地地力評價土地評價單元，以ArcGIS軟件為平臺，將土壤圖與土地利用現(xiàn)狀圖疊加、劃分，同一個評價單元土壤類型、土地利用方式以及交通、水利、經(jīng)營管理方式等基本一致。制圖區(qū)界沂源縣最新的土地利用現(xiàn)狀圖為準(zhǔn)。為了更準(zhǔn)確地反映土地利用現(xiàn)狀，結(jié)合最新實地調(diào)查結(jié)果對耕地利用現(xiàn)狀進(jìn)行了修正。

1.3.2

參評因素的選取。根據(jù)沂源縣的區(qū)域特點，遵循主導(dǎo)因素原則、差異性原則、穩(wěn)定性原則、敏感性原則，采用系統(tǒng)聚類方法和特爾斐法相結(jié)合的方式[8-9]，選取參評因素。

利用SPSS統(tǒng)計軟件進(jìn)行土壤養(yǎng)分等化學(xué)性狀的系統(tǒng)聚類，結(jié)果見圖1。

根據(jù)各因素對耕地地力影響的穩(wěn)定性，以及營養(yǎng)元素的全面性，在聚類分析第一組中選取有效鋅、有效硼為參評因素，第二組中選取有效磷、速效鉀為參評因素，第三組選取有機(jī)質(zhì)為參評因素。結(jié)合專家組選擇結(jié)果，最后確定灌溉保證率、坡度、地形地貌、耕層質(zhì)地、剖面構(gòu)型、障礙層狀況、土層厚度、有機(jī)質(zhì)、大量元素（有效態(tài)鉀、有效態(tài)磷）、微量元素（有效鋅、有效硼）等12項因素作為此次評價的參評指標(biāo)。

1.3.3

參評因素權(quán)重的確定。在耕地地力評價中，需要根據(jù)各參評因素對耕地地力的貢獻(xiàn)確定權(quán)重，該研究采用層次分析法（AHP）來確定各參評因素的權(quán)重。

1.3.4

參評因素隸屬函數(shù)的建立。用特爾斐法根據(jù)一組分

布均勻的實測值評估出對應(yīng)的一組隸屬度，然后繪制兩組數(shù)值的散點圖，再根據(jù)散點圖進(jìn)行曲線模擬，尋求參評因素實際值與隸屬度關(guān)系方程，從而建立起隸屬函數(shù)。

1.3.5

耕地地力等級的確定。耕地地力綜合指數(shù)為每個評估指標(biāo)隸屬函數(shù)值與每個評估指標(biāo)權(quán)重乘積的總和。計算耕地地力綜合指數(shù)之后，利用累積曲線分級法進(jìn)行評價，根據(jù)曲線斜率的突變點（拐點）來確定等級的數(shù)目和劃分綜合指數(shù)的臨界點。

2 結(jié)果與分析

2.1 評價單元

通過土壤圖和土地利用現(xiàn)狀圖的疊置和檢索，將沂源縣耕地地力劃分為5 179個評價單元。

2.2 參評因素的權(quán)重

2.2.1

建立層次結(jié)構(gòu)。耕地地力為目標(biāo)層（G層），影響耕地地力的立地條件、物理性狀、化學(xué)性狀為準(zhǔn)則層（C層），再把影響準(zhǔn)則層中各元素的項目作為指標(biāo)層（A層），其結(jié)構(gòu)關(guān)系如圖2所示。

2.4 山東省沂源縣耕地地力評價

根據(jù)上文構(gòu)建的評價指標(biāo)體系及評價方法，按耕地地力評價結(jié)果劃分，山東省沂源縣耕地可劃分為6個等級，具體評價如下。

2.4.1

一級地。一級地綜合評價指數(shù)>0.81，農(nóng)地面積7 446.44 hm2，占全縣總農(nóng)地面積的14.72%。一級地主要分布于悅莊鎮(zhèn)、沂源縣經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)等。土壤類型以棕壤、褐土、淋溶褐土為主。土壤表層質(zhì)地為輕壤和中壤，土體構(gòu)型以輕壤均質(zhì)、中壤均質(zhì)為主，無明顯障礙層次。土壤理化性狀良好，可耕性強(qiáng)。農(nóng)田水利設(shè)施較為完善，灌排條件好，灌溉保證率達(dá)到75%以上。土壤養(yǎng)分含量較高。

一級地存在的問題主要有：土壤肥力與高產(chǎn)高效農(nóng)業(yè)的需求還有一定差距，有些養(yǎng)分含量相對較低；施肥、用藥種類與比例不合理，缺乏針對性，盲目性較大等。

一級地的利用方向：發(fā)展高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高效農(nóng)業(yè)，如大櫻桃、蘋果、葡萄等高效果樹栽培、綠色無公害蔬菜種植、小拱棚韭菜、蔬菜大棚等。

2.4.2

二級地。二級地綜合評價指數(shù)為0.71～0.81，農(nóng)地面積為7 852.81 hm2，占全縣農(nóng)地總面積15.52%。二級農(nóng)地主要分布在魯村鎮(zhèn)、東里鎮(zhèn)、大張莊鎮(zhèn)、西里鎮(zhèn)。土壤類型以褐土、棕壤、淋溶褐土為主，兼有少量潮土和潮棕壤。土壤表層質(zhì)地主要是砂土和輕壤，土體構(gòu)型以輕壤均質(zhì)、中層為主。土壤理化性狀良好，可耕性較強(qiáng)。農(nóng)田水利設(shè)施較為完善，灌排條件良好，灌溉保證率達(dá)到75%以上。土壤養(yǎng)分含量均比較理想。

二級地存在的主要問題：部分地區(qū)耕層中存在礫質(zhì)、夾砂等障礙性層次；農(nóng)地地形坡度較大，存在一定程度的侵蝕等。

二級地的利用方向：與農(nóng)田基礎(chǔ)建設(shè)相結(jié)合，興修水利，大力推廣節(jié)水灌溉技術(shù)，擴(kuò)大灌溉面積等。

2.4.3

三級地。三級地綜合評價指數(shù)為0.61～0.71，農(nóng)地面積9 266.1 hm2 ，占全縣農(nóng)地總面積的18.31%。三級地主要分布在西里鎮(zhèn)、魯村鎮(zhèn)、大張莊鎮(zhèn)、東里鎮(zhèn)、南麻鎮(zhèn)。土壤類型以褐土、棕壤、褐土性土、棕壤性土為主。土壤表層質(zhì)地主要是輕壤、砂壤、砂土，土體構(gòu)型以中層、輕壤均質(zhì)為主，部分地塊有障礙層。灌溉保證率達(dá)到或接近50%，有少部分無灌溉區(qū)。土壤養(yǎng)分相對比較理想。

三級地存在的主要問題：處于坡麓梯田、溝谷梯田，部分農(nóng)地灌溉條件受一定限制；農(nóng)地不平，地塊微有傾斜；部分地塊存在表層礫石土、粗砂土，底層硬石底、酥石棚等障礙等。

三級地的利用方向：平田整地，深翻改土，加深耕層厚度，改善土壤物理性狀；增施有機(jī)肥，推廣果樹、作物配方施肥，根據(jù)土壤養(yǎng)分豐缺情況合理使用中微肥等。

2.4.4

四級地。四級地綜合評價指數(shù)為0.53～0.61，農(nóng)地面積12 266.99 hm2，占全縣農(nóng)地總面積的24.25%，為沂源縣農(nóng)地面積最大的一個等級。四級地主要分布大張莊鎮(zhèn)、燕崖鎮(zhèn)、南魯山鎮(zhèn)、魯村鎮(zhèn)、南麻鎮(zhèn)。土壤類型以棕壤性土、褐土性土、棕壤、褐土為主。土壤表層質(zhì)地主要是砂土、砂壤和輕壤，土體構(gòu)型以中層、輕壤均質(zhì)為主，部分耕層中含有礫石、夾砂等明顯障礙性層次。部分地區(qū)灌溉保證率能達(dá)到75%。土壤養(yǎng)分含量中等 。

四級地存在的主要問題：該級地耕層中存在障礙性層次，礫石較多，阻礙作物的正常發(fā)育；地形坡度較大，水肥易流失；農(nóng)田水利設(shè)施不完善，灌溉條件較差；部分養(yǎng)分含量偏低，對作物生長不利等。

四級地的利用方向：推廣種植蘋果、桃、大櫻桃等果樹，桔梗、丹參、黃芩等中藥材，花生等無公害農(nóng)產(chǎn)品，大力推廣綠色食品和無公害農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)技術(shù)。

2.4.5

五級地。五級地綜合評價指數(shù)為0.43～0.53，農(nóng)地面積5 721.614 hm2 ，占全縣農(nóng)地總面積的10.72%。五級地主要分布在魯村鎮(zhèn)。土壤類型以棕壤性土、褐土性土為主，含有少量棕壤、褐土。土壤表層質(zhì)地以砂壤和砂土為主。土體構(gòu)型以薄層、中層為主。耕層中含有礫石、夾砂等明顯障礙性層次。少部分地區(qū)灌溉保證率能達(dá)到50%，有大量的無灌溉區(qū)。土壤養(yǎng)分含量偏低。

五級地存在的主要問題：耕層中存在障礙性層次，地形坡度較大，不宜大面積開發(fā)種植農(nóng)作物等。

五級地的利用方向： 整修梯田，營造水土保持林，提高綜合控制水土的能力；因土制宜調(diào)整農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)，發(fā)展耐旱耐土壤貧瘠作物；發(fā)展經(jīng)濟(jì)林，實行多種經(jīng)營，增加收入。

2.4.6

六級地。六級地，綜合評價指數(shù)<0.43，農(nóng)地面積8 340.74 hm2 ，占全縣農(nóng)地總面積的16.49%。六級地主要分布在悅莊鎮(zhèn)、南魯山鎮(zhèn)、魯村鎮(zhèn)、石橋鎮(zhèn)。土壤表層質(zhì)地以砂土和砂壤為主。土體構(gòu)型為薄層、極薄層。耕層中含有礫石等明顯障礙性層次。六級地全部屬于無灌溉區(qū)。土壤養(yǎng)分含量與五級地持平。

六級地存在的主要問題：土壤物理條件較差，大部分存在礫質(zhì)等障礙性層次，較大的地形坡度使得灌溉無法保證，大部分只能靠天吃飯，不宜種植大田作物等。

六級地的利用方向：調(diào)整種植業(yè)結(jié)構(gòu)，適當(dāng)發(fā)展核桃、板栗等經(jīng)濟(jì)林，實行多種經(jīng)營，同時起到改善土壤環(huán)境條件、防止水土流失、保護(hù)自然植被的作用。

3 沂源縣耕地利用對策及措施

一是增加經(jīng)濟(jì)投入，加大耕地保護(hù)力度。在一定范圍內(nèi)，獲得高產(chǎn)出要有相應(yīng)的高投入，因此，使耕地增產(chǎn)的一個重要途徑就是要對耕地增加投入力度。加強(qiáng)中低產(chǎn)田改造，提升耕地質(zhì)量，逐步消除限制耕地生產(chǎn)力的因素是研究區(qū)工作的重點。

二是合理施肥，用地與養(yǎng)地相結(jié)合。長期以來，為保證作物生長所需養(yǎng)分，在開發(fā)利用耕地的過程中對化肥的使用相對過多，而對有機(jī)肥的投入量相對較少，尤其是氮肥、磷肥等的使用在逐年增加，使得土壤養(yǎng)分和礦質(zhì)養(yǎng)分失衡，導(dǎo)致耕地肥力下降。因此，在今后的生產(chǎn)過程中注重有機(jī)肥的投入使用，保障耕地的基礎(chǔ)地力。

三是加強(qiáng)水利建設(shè)，改善灌溉條件，注重農(nóng)田基本設(shè)施建設(shè)。通過合理規(guī)劃，健全水利工程建設(shè)使灌溉系統(tǒng)更加完善，同時引進(jìn)先進(jìn)的灌溉技術(shù)，提高作業(yè)效率。

四是采用農(nóng)業(yè)措施改良土壤質(zhì)地、改善土體結(jié)構(gòu)。限制沂源縣耕地生產(chǎn)力的一個主要因素為土層薄，水土流失嚴(yán)重。因此，依靠科學(xué)的規(guī)劃與治理是克服自然限制性因素的重要途徑。因地制宜，調(diào)整土地利用結(jié)構(gòu)，建設(shè)高標(biāo)準(zhǔn)基本農(nóng)田不失為提高耕地生產(chǎn)力的有效辦法。

五是節(jié)約利用耕地資源，發(fā)展生態(tài)型可持續(xù)農(nóng)業(yè)，改善生態(tài)環(huán)境。通過蔬菜作物與糧食作物輪作等方法，增加復(fù)種指數(shù)，使耕地利用率逐步提高；同時充分利用自然條件培育特色農(nóng)業(yè)，加強(qiáng)生態(tài)環(huán)境建設(shè)。

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