基于模糊物元法的耕地地力評(píng)價(jià)研究

陳爭光+王淑云+馮惠妍

[摘 要] 利用模糊物元分析方法對(duì)黑龍江八五○農(nóng)場(chǎng)2204塊耕地地力進(jìn)行了評(píng)價(jià)和分級(jí)，為該地區(qū)耕地資源的合理利用和科學(xué)管理提供數(shù)據(jù)支持。選取影響耕地生產(chǎn)力的養(yǎng)分含量、理化指標(biāo)等作為耕地地力評(píng)價(jià)的影響因子；依據(jù)各評(píng)價(jià)因子對(duì)農(nóng)作物生長過程的影響特點(diǎn)選擇其相應(yīng)的隸屬函數(shù)和函數(shù)轉(zhuǎn)折點(diǎn)；通過對(duì)關(guān)聯(lián)系數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化來確定各影響因子的權(quán)重；應(yīng)用模糊物元分析方法求出該地區(qū)的全部地塊的關(guān)聯(lián)度，在對(duì)關(guān)聯(lián)度的直方圖分析的基礎(chǔ)上將八五○農(nóng)場(chǎng)耕地分為6個(gè)等級(jí)，從1級(jí)到6級(jí)，各級(jí)耕地面積占總面積的百分比分別為1.04%、11.71%、47.73%、34.85%、4.76%和0%。地力評(píng)價(jià)分級(jí)結(jié)果表明：八五○農(nóng)場(chǎng)耕地質(zhì)量在中等偏上，評(píng)價(jià)結(jié)果與耕地實(shí)際生產(chǎn)能力基本相符，說明本文提出的方法的有效性和準(zhǔn)確性。

[關(guān)鍵詞] 模糊物元；耕地；理化指標(biāo)；微量元素；地力

中圖分類號(hào)：S155.4； 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：

[Abstract] Fuzzy matter-element analysis was adopted to evaluate and grade the arable soil in Heilongjiang Farm 850， which provides the data support for rational utilization and scientific management of land resource. The soil nutrient content， physicochemical indexes， which influence the land yield， were employed as the influencing factors of land quality evaluation. According to the influence of each factor on the process of the growth of farm crops， the corresponding membership function and its key points were selected for every influencing factor. The weight of each factor was determined by the standardizing of connection coefficient. The fuzzy matter-element analysis was applied to calculated the correlation degrees of 2204 pieces of arable soil， which were classified into 6 levels， from level 1 to level 6， the percentages of farmland in each level account for 1.04%、11.71%、47.73%、34.85%、4.76% and 0% respectively. The grading results show that quality in farm 850 is above medium level. The evaluated result is consistent with the actual farmland yield， which shows some accuracy and validity of the proposed method in the paper.

[Key words] Matter element analysis， Farmland， Physicochemical indexes， Trace elements， Land capability

我國是人口大國，土地資源相對(duì)有限，人均土地資源占有量遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于世界平均水平，并且呈現(xiàn)持續(xù)減少的趨勢(shì)[1]。而且，土地資源空間分布不均，嚴(yán)重影響農(nóng)業(yè)發(fā)展[2]。耕地是土地的精華，是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)最重要的資源，耕地地力的好壞直接影響到農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展和糧食安全，開展耕地地力評(píng)價(jià)，摸清耕地地力及其影響因子的變化和條件，是加強(qiáng)耕地質(zhì)量建設(shè)和合理利用土地的重要基礎(chǔ)。所謂地力，是指由耕地土壤的地形、地貌、成土母質(zhì)特征，農(nóng)田基礎(chǔ)設(shè)施及培肥水平，土壤理化性狀等綜合構(gòu)成的耕地生產(chǎn)能力[3]，是土地生產(chǎn)力的基礎(chǔ)。開展耕地地力的研究工作，一方面為我國土壤肥料信息系統(tǒng)和精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)體系的建立提供數(shù)據(jù)支持，實(shí)現(xiàn)全球土壤信息交流與共享；另一方面對(duì)于摸清我國的土壤資源的家底，合理利用和科學(xué)管理土地資源，促進(jìn)我國人口、資源、環(huán)境和社會(huì)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)、穩(wěn)定和協(xié)調(diào)發(fā)展具有十分重要的理論和實(shí)踐意義[4]。

在耕地評(píng)價(jià)方面，國外學(xué)者在使用基于經(jīng)驗(yàn)的AHP方法較多，Thapa等將AHP和GIS結(jié)合，選取農(nóng)田測(cè)量數(shù)據(jù)、土壤、水資源、道路、市場(chǎng)作為評(píng)價(jià)指標(biāo)，對(duì)地圖數(shù)據(jù)進(jìn)行線性組合，將評(píng)價(jià)地區(qū)的耕地分為5個(gè)等級(jí)，該方法為管理者提供低成本、快速的土地評(píng)估方法[5]。Cay， Tayfun等將AHP模型用于土地合并和重新分配過程的耕地評(píng)價(jià)，發(fā)現(xiàn)該方法比傳統(tǒng)的方法更能得到更多人的支持[6]。Mowo， Jeremias G等將基于小農(nóng)場(chǎng)主的經(jīng)驗(yàn)和基于土壤分析和模型計(jì)算的評(píng)價(jià)方法進(jìn)行對(duì)比分析，得出農(nóng)場(chǎng)主的大部分經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)與實(shí)驗(yàn)室分析基本一致[7]。目前，國外在耕地的評(píng)價(jià)方法中使用較多的是土壤結(jié)構(gòu)的視覺評(píng)判方法（VESS）[8， 9]，這種評(píng)價(jià)方法的優(yōu)點(diǎn)是速度快，但是受人為因素影響較大。國內(nèi)，王靜宇、王菲等分別以某個(gè)地區(qū)的數(shù)據(jù)為例，將物元分析方法與AHP方法進(jìn)行結(jié)合，對(duì)本地區(qū)的耕地進(jìn)行分級(jí)或?qū)ν恋氐慕】颠M(jìn)行評(píng)價(jià)[10， 11]。聶艷等人將3S技術(shù)和物元分析理論相結(jié)合，從GIS數(shù)據(jù)庫中獲取江漢平原部分地區(qū)的土壤數(shù)據(jù)，利用物元分析方法從養(yǎng)分狀況、土壤物理化學(xué)特性、灌排水狀況、區(qū)位條件等4類因素對(duì)該地區(qū)的耕地進(jìn)行分級(jí)處理，并將分級(jí)之后的結(jié)果和耕地的農(nóng)作物產(chǎn)量實(shí)施相關(guān)性分析以驗(yàn)證其方法的有效性[12]。影響耕地評(píng)價(jià)的因素較多，且沒有統(tǒng)一的方法和標(biāo)準(zhǔn)，各地在選擇評(píng)價(jià)方法時(shí)一般是根據(jù)本地區(qū)的耕地特點(diǎn)，選取適合本地區(qū)特點(diǎn)的耕地評(píng)價(jià)方法。本文以黑龍江農(nóng)墾總局下屬八五○農(nóng)場(chǎng)耕地為研究對(duì)象，選取耕地的理化指標(biāo)、本底養(yǎng)分為評(píng)價(jià)因子，利用物元分析理論，結(jié)合模糊評(píng)價(jià)方法對(duì)該地區(qū)的耕地進(jìn)行定級(jí)分類。