水稻田耕地質(zhì)量等別評(píng)定研究
——以土默特左旗白廟子鎮(zhèn)小丹巴村為例

閆菲，張?jiān)ｘP (內(nèi)蒙古師范大學(xué)地理科學(xué)學(xué)院，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010000)

水稻田耕地質(zhì)量等別評(píng)定研究
——以土默特左旗白廟子鎮(zhèn)小丹巴村為例

閆菲，張?jiān)ｘP
(內(nèi)蒙古師范大學(xué)地理科學(xué)學(xué)院，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010000)

為建立呼和浩特市水稻田耕地質(zhì)量等別評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)，以土默特左旗白廟子鎮(zhèn)小丹巴村的水稻田為評(píng)價(jià)對(duì)象，應(yīng)用特爾菲法和層次分析法建立水稻田耕地質(zhì)量等別評(píng)定體系及模型，在實(shí)地調(diào)查法、文獻(xiàn)分析法的基礎(chǔ)上完善相關(guān)系數(shù)，對(duì)土默特左旗白廟子鎮(zhèn)小丹巴村的水稻田耕地質(zhì)量進(jìn)行評(píng)定。結(jié)果表明，小丹巴村水稻田國(guó)家級(jí)自然質(zhì)量等別為12等、國(guó)家級(jí)利用等別為10等、國(guó)家級(jí)經(jīng)濟(jì)等別為12等。通過實(shí)地調(diào)查以及與相鄰地塊比較，認(rèn)為評(píng)定結(jié)果與實(shí)際情況相符，說明針對(duì)水稻田耕地質(zhì)量等別評(píng)定所建立的評(píng)價(jià)體系是切實(shí)可行的。

水稻田；耕地質(zhì)量；等別評(píng)定

近年來，由于受水土資源和大環(huán)境氣候改變的影響，我國(guó)乃至全球性的糧食安全問題都變得日益嚴(yán)峻[1]。作為土壤精華的耕地，其數(shù)量或質(zhì)量都不容樂觀[2～4]。因此，為解決糧食安全問題，有效合理地利用耕地、提高耕地的質(zhì)量有著重要意義，清晰客觀地了解耕地質(zhì)量等別顯得至關(guān)重要。其中，水稻田質(zhì)量等別是耕地質(zhì)量等別中的重要組成部分，因而水稻田耕地質(zhì)量等別評(píng)定與解決糧食安全問題有密切關(guān)系。

目前，我國(guó)耕地質(zhì)量等別評(píng)價(jià)方面的理論體系正趨成熟，在制定相關(guān)技術(shù)規(guī)程時(shí)，通過綜合考慮土地自然、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)條件，在全國(guó)范圍內(nèi)構(gòu)建了標(biāo)準(zhǔn)化的農(nóng)用地分等技術(shù)路線，給出了總體性評(píng)價(jià)方法與思路。針對(duì)水稻田的質(zhì)量研究主要圍繞如何提高水稻田質(zhì)量和產(chǎn)量展開。國(guó)外對(duì)耕地質(zhì)量的評(píng)價(jià)主要從土壤質(zhì)量評(píng)價(jià)入手，其中美國(guó)是世界上最重視土壤保護(hù)并在土壤保護(hù)中投入資金最多的國(guó)家[5]，以此來提高農(nóng)田地力和質(zhì)量。此外，美國(guó)農(nóng)業(yè)部于1961年提出土地潛力分類系統(tǒng)，將耕地生產(chǎn)潛力作為耕地質(zhì)量的重要內(nèi)容[6]。俄羅斯也在相關(guān)法律中規(guī)定土地所有人、管理者、使用者以及承租者都應(yīng)該提高土壤的肥力。日本與韓國(guó)等以水稻作為主食的國(guó)家，對(duì)于水稻的研究多針對(duì)水稻田所包含的多樣性技能展開，并且注重經(jīng)濟(jì)價(jià)值評(píng)估。

內(nèi)蒙古自治區(qū)呼和浩特市氣候?qū)儆跍貛Т箨懶约撅L(fēng)氣候。因地理環(huán)境條件的限制，2014年以前呼和浩特市沒有種植水稻的耕地，所以一直缺乏對(duì)水稻田耕地質(zhì)量等別評(píng)定的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。2014年，土默特左旗白廟子鎮(zhèn)小丹巴村進(jìn)行土地整治，在土地整治項(xiàng)目區(qū)內(nèi)首次將鹽堿地開墾為水稻田。因此，需要在呼和浩特市建立水稻田耕地質(zhì)量等別評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)。為此，筆者以小丹巴村水稻田為例，對(duì)水稻田耕地質(zhì)量等別評(píng)定進(jìn)行研究，以為呼和浩特地區(qū)水稻田耕地質(zhì)量等別評(píng)定工作提供參考。

1 項(xiàng)目區(qū)概況

1.1 自然地理概況

土默特左旗位于大青山南麓的土默川平原，地理位置為北緯40°26′～40°56′、東經(jīng)110°47′～110°48′，轄區(qū)總面積2779.83km2。土默特左旗地勢(shì)為東高西低、北高南低，地貌類型基本可分為山地和平原兩部分。為溫帶大陸性氣候，冬季長(zhǎng)而寒冷，夏季短而炎熱，寒暑變化劇烈，降雨量少，蒸發(fā)量大，氣候干燥，無霜期短，年平均氣溫7.2℃。

圖1 土默特左旗沙爾營(yíng)區(qū)域服務(wù)中心小丹巴村委會(huì)耕地儲(chǔ)備庫(kù)項(xiàng)目區(qū)位圖

1.2 基礎(chǔ)設(shè)施狀況

項(xiàng)目區(qū)位于土默特左旗白廟子鎮(zhèn)小丹巴村東南(圖1)，面積共 38.68hm2。針對(duì)項(xiàng)目區(qū)動(dòng)用大型機(jī)械設(shè)備進(jìn)行取土平整、打壟埂。此外，修建水灌設(shè)備。項(xiàng)目區(qū)使用化糞池(豬糞、牛糞等)內(nèi)的家禽糞肥灌溉土地，且每公傾施用82.5m3的肥料，這在一定程度上提高了土壤養(yǎng)分。項(xiàng)目區(qū)交通條件比較便利，其西側(cè)為水泥路與居民點(diǎn)相連接。采取打井取地下水的灌溉方式，新建機(jī)井9眼，建井房9座，布設(shè)輸水管道7250m，能滿足排灌要求。

2 評(píng)定單元的確定及指標(biāo)的選取

以項(xiàng)目區(qū)為分等單元，根據(jù)項(xiàng)目區(qū)實(shí)際情況，應(yīng)用特爾菲法對(duì)評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行確定[7]。指標(biāo)的確定以人為因素小、指標(biāo)貢獻(xiàn)大、敏感度高、代表性強(qiáng)等為原則，設(shè)置了地形條件、土壤理化性質(zhì)、土壤養(yǎng)分條件、土壤剖面性狀、灌排條件5個(gè)因素共20個(gè)因子[8]。邀約內(nèi)蒙古自治區(qū)內(nèi)長(zhǎng)期從事土地資源管理、農(nóng)業(yè)等方面的專家共15位，經(jīng)過2輪專家咨詢后，構(gòu)建小丹巴村水稻田耕地質(zhì)量等別評(píng)定的評(píng)價(jià)體系。

3 評(píng)定因素權(quán)重的確定

表1 小丹巴村水稻田耕地質(zhì)量等別評(píng)定的評(píng)價(jià)體系及因子權(quán)重表

運(yùn)用AHP決策分析法確定各評(píng)定因素的權(quán)重。比較各指標(biāo)之間的相對(duì)重要性并賦值，通過建立層次模型結(jié)構(gòu)和相關(guān)判斷矩陣得到各指標(biāo)的權(quán)重，然后將各準(zhǔn)則層與評(píng)價(jià)指標(biāo)層對(duì)應(yīng)的權(quán)重進(jìn)行乘積，所得結(jié)果即指標(biāo)層的組合權(quán)重值(表1)。

4 耕地自然質(zhì)量等別、利用等別和經(jīng)濟(jì)等別的確定

4.1 耕地自然質(zhì)量等別的確定

4.1.1 計(jì)算耕地自然質(zhì)量分

采用加權(quán)平均法計(jì)算耕地自然質(zhì)量分，計(jì)算公式如下：

CLi=∑(wk·fik)/100 (i=1，2,…，p；k=1，2,…，m)

(1)

式中,CLi為耕地自然質(zhì)量分；Wk為第k個(gè)分等因素的權(quán)重；i為分等單元編號(hào)；k為分等因素編號(hào)；p為分等單元數(shù)目；m為分等因素的數(shù)目；fik為第i個(gè)分等單元內(nèi)第k個(gè)分等因素的指標(biāo)分值。

根據(jù)項(xiàng)目區(qū)評(píng)價(jià)指標(biāo)及其分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，確定各項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)的等級(jí)，按照項(xiàng)目區(qū)的評(píng)價(jià)指標(biāo)級(jí)別分值表，得出評(píng)價(jià)指標(biāo)等級(jí)及其分值(表2)。

表2 小丹巴村水稻田耕地自然質(zhì)量等級(jí)評(píng)定參評(píng)因素分值

磷和鉀是水稻不可缺少的元素，參考文獻(xiàn)[9]，根據(jù)土壤中有效磷和速效鉀的含量劃分為6個(gè)級(jí)別并給予相應(yīng)的分值(表3、表4 )。

表3 小丹巴村水稻田有效磷指標(biāo)分級(jí)及分值表含量/(mg·kg-1)級(jí)別分值>40110020～4028010～203605～104403～5520<3610表4 小丹巴村水稻田速效鉀指標(biāo)分級(jí)及分值表含量/(mg·kg-1)級(jí)別分值>2001100150～200280100～15036050～10044030～50520<30610

根據(jù)式(1)，計(jì)算出土默特左旗小丹巴村水稻田耕地自然質(zhì)量分為0.793。

4.1.2 耕地自然質(zhì)量等別分析

1)計(jì)算產(chǎn)量比系數(shù) 指標(biāo)區(qū)指定作物產(chǎn)量比系數(shù)(β)為指標(biāo)區(qū)基準(zhǔn)作物最大實(shí)際單產(chǎn)/指標(biāo)區(qū)指定作物最大實(shí)際單產(chǎn)。內(nèi)蒙古自治區(qū)基準(zhǔn)作物為春小麥，其最大產(chǎn)量為15200kg/hm2。由于指定作物為水稻，但在內(nèi)蒙古自治區(qū)內(nèi)沒有水稻作為指定作物的最大產(chǎn)量值，因而在確定水稻最大產(chǎn)量值時(shí)，參考寧夏回族自治區(qū)平羅縣水稻最大產(chǎn)量值，具體原因如下：土默特左旗地理位置為東經(jīng)110°47′～110°48′、北緯40°26′～40°56′，地處內(nèi)蒙古高原，地貌類型分為山地和平原兩部分，海拔在1000～1100m之間。屬于溫帶大陸性氣候，冬季長(zhǎng)而寒冷，夏季短而炎熱，寒暑變化劇烈，降雨量少，蒸發(fā)量大，氣候干燥，無霜期短。寧夏回族自治區(qū)平羅縣位于銀川平原北部，東經(jīng)105°57′42″～106°58′2″，北緯38°36′18″～39°51′13″，地貌類型可分為賀蘭山區(qū)、山前洪積扇區(qū)、西大灘碟形洼地、沖積平原區(qū)、靈鹽臺(tái)地和河灘區(qū)6大地貌單元，其中平原位于平羅縣中部，是寧夏平原的重要組成部分，海拔在1050～1150m之間。屬于大陸性氣候，春季干旱多風(fēng)，升溫快；夏季炎熱，雨量集中；秋季短暫，降溫快；冬季干冷，雨雪稀少。日照充足，溫差大，蒸發(fā)強(qiáng)烈。因此，平羅縣與土默特左旗自然地理綜合條件相似，并且在全國(guó)標(biāo)準(zhǔn)耕作制度分區(qū)中，平羅縣屬于一級(jí)區(qū)的內(nèi)蒙古高原及長(zhǎng)城沿線區(qū)和二級(jí)區(qū)的銀川平原，而土默特左旗所處的一級(jí)區(qū)和二級(jí)區(qū)與平羅縣相同，故以平羅縣指定作物水稻的最大實(shí)際單產(chǎn)作為小丹巴村水稻田的最大實(shí)際單產(chǎn)，取值為12000kg/hm2(此值也作為自治區(qū)指定作物最大實(shí)際單產(chǎn))。通過計(jì)算，得出產(chǎn)量比系數(shù)β為0.79。

2)計(jì)算光溫生產(chǎn)潛力指數(shù) 光溫生產(chǎn)潛力指數(shù)(α)計(jì)算公式[10]如下：

(2)

式中，Qi為生長(zhǎng)季內(nèi)各月總輻射，MJ/m2；D為收獲指數(shù)；h為單位干物質(zhì)發(fā)熱量，kJ/g；E為光能利用率，%；H為植物質(zhì)中含灰質(zhì)率，%；f(Ti)為各月溫度影響函數(shù)；K為換算系數(shù)。

由于指定作物為水稻，D取0.43，h取17.794kJ/g，H取0.05。雜交水稻之父袁隆平院士認(rèn)為“目前，我國(guó)水稻單產(chǎn)一般在700～800kg/667m2水平時(shí)，光能利用率不到 1.5%”。考慮到土默特左旗的水稻產(chǎn)量，E取1.2%。

通過計(jì)算，得到土默特左旗小丹巴村指定作物水稻對(duì)應(yīng)的光溫生產(chǎn)潛力指數(shù)α為1425。

3)計(jì)算自治區(qū)級(jí)耕地自然質(zhì)量等別指數(shù) 自治區(qū)級(jí)耕地自然質(zhì)量等別指數(shù)(Ri)公式如下：

Ri=α·CLi·β

(3)

通過計(jì)算，得到土默特左旗小丹巴村水稻田自治區(qū)級(jí)耕地自然質(zhì)量等別指數(shù)Ri為892.72。

以計(jì)算機(jī)為輔助工具，根據(jù)耕地自然質(zhì)量等指數(shù)，采用等間距劃分等別區(qū)間，將水稻田自治區(qū)級(jí)質(zhì)量等別與國(guó)家級(jí)水稻田質(zhì)量等別進(jìn)行平衡轉(zhuǎn)換，建立自治區(qū)級(jí)等別與國(guó)家級(jí)等別的對(duì)應(yīng)關(guān)系[11]，確定最終土默特左旗小丹巴村項(xiàng)目區(qū)水稻田國(guó)家級(jí)自然質(zhì)量等別為12等。

4.2 耕地利用等別的確定

2014年，內(nèi)蒙古禾牧源農(nóng)牧業(yè)科技發(fā)展有限公司在項(xiàng)目區(qū)小丹巴村試種一百畝(6.7hm2)稻田獲得成功。2015年，在育苗、插秧、以及田間管理到最后的收割完成后，一百畝(6.7hm2)水稻田耕地共收獲水稻45000kg，因而指定作物水稻的實(shí)際單產(chǎn)為6750kg/hm2。

4.2.1 計(jì)算耕地利用系數(shù)

耕地利用系數(shù)(KL)計(jì)算公式如下：

KL=Y/Ymax

(4)

式中，Y為調(diào)查獲得的樣點(diǎn)指定作物實(shí)際單產(chǎn)，kg/hm2；Ymax為項(xiàng)目區(qū)指定作物最大實(shí)際單產(chǎn)，kg/hm2。

通過計(jì)算，得到項(xiàng)目區(qū)耕地利用系數(shù)為0.56。

4.2.2 耕地自治區(qū)級(jí)利用等別指數(shù)

耕地自治區(qū)級(jí)利用等別指數(shù)(Zi)計(jì)算公式如下：

Zi=Ri·KL

(5)

通過計(jì)算，得到項(xiàng)目區(qū)耕地自治區(qū)級(jí)利用等別指數(shù)為499.92。以計(jì)算機(jī)為輔助工具，根據(jù)水稻田自然質(zhì)量等指數(shù)，采用等間距劃分等別區(qū)間，將水稻田自治區(qū)級(jí)質(zhì)量等別與國(guó)家級(jí)水稻田質(zhì)量等別進(jìn)行平衡轉(zhuǎn)換，建立自治區(qū)級(jí)等別與國(guó)家級(jí)等別的對(duì)應(yīng)關(guān)系[11]，最終確定土默特左旗小丹巴村項(xiàng)目區(qū)水稻田國(guó)家級(jí)利用等別為10等。

4.3 耕地經(jīng)濟(jì)等別的確定

4.3.1 計(jì)算指定作物“產(chǎn)量—成本”指數(shù)

指定作物水稻的“產(chǎn)量—成本”指數(shù)(a)計(jì)算公式如下：

a=Y/W

(6)

式中，W為實(shí)際調(diào)查獲得的樣點(diǎn)指定作物實(shí)際成本，元/hm2。

指定作物水稻的實(shí)際單產(chǎn)為6750kg/hm2，指定作物水稻的實(shí)際成本如下：育苗階段，購(gòu)買水稻種子、農(nóng)家肥及其他材料、在棚內(nèi)40天育苗期的管理人員的管理費(fèi)(平均每天2人)共30000元；插秧前期，水稻田平整、打壟埂、修建水罐設(shè)備，動(dòng)用裝載車8d，拖拉機(jī)翻耕3d，小型平地機(jī)16d，購(gòu)買牛糞豬糞550m3，一百畝(6.7m2)共計(jì)費(fèi)用28000元；插秧階段，動(dòng)用小型汽車運(yùn)秧苗1輛共7d，插秧工人13人共7d，一百畝(6.7m2)共計(jì)費(fèi)用13950元；水稻生長(zhǎng)中期，田間管理用工40人，共計(jì)費(fèi)用5200元；水稻成型期，田間管理用工32人，使用小型汽車2d，一百畝(6.7m2)共計(jì)費(fèi)用4500元；水稻收割階段，動(dòng)用收割機(jī)一臺(tái)用時(shí)2d，人工50人，脫粒階段用工39人，電費(fèi)660元，共計(jì)費(fèi)用12060元。綜上所述，指定作物水稻的實(shí)際成本為14056.5元/hm2。經(jīng)計(jì)算，得到指定作物水稻“產(chǎn)量—成本”指數(shù)a為0.48。

4.3.2 計(jì)算耕地經(jīng)濟(jì)系數(shù)

耕地經(jīng)濟(jì)系數(shù)(Bc)計(jì)算公式如下：

Bc=a/A

(7)

式中，A為指定作物最大“產(chǎn)量—成本”指數(shù)，kg/元。

指定作物最大“產(chǎn)量—成本”指數(shù)為指定作物最大實(shí)際單產(chǎn)/指定作物最小實(shí)際成本。由于內(nèi)蒙古自治區(qū)指定作物水稻的最大實(shí)際單產(chǎn)為12000kg/hm2，而指定作物水稻的最小實(shí)際成本為10500元/hm2[12]，因而指定作物水稻的最大“產(chǎn)量—成本”指數(shù)為1.14。經(jīng)計(jì)算，得出耕地經(jīng)濟(jì)系數(shù)Bc為0.42。

4.3.3 計(jì)算耕地經(jīng)濟(jì)系數(shù)

耕地自治區(qū)級(jí)經(jīng)濟(jì)等別指數(shù)(Gi)計(jì)算公式如下：

Gi=Zi·Bc

(8)

通過計(jì)算，得到項(xiàng)目區(qū)耕地自治區(qū)級(jí)利用等別指數(shù)Gi為209.97。

以計(jì)算機(jī)為輔助工具，根據(jù)耕地自治區(qū)級(jí)利用等別指數(shù)，采用等間距劃分等別區(qū)間，將水稻田自治區(qū)級(jí)質(zhì)量等別與國(guó)家級(jí)水稻田質(zhì)量等別進(jìn)行平衡轉(zhuǎn)換，建立自治區(qū)級(jí)等別與國(guó)家級(jí)等別的對(duì)應(yīng)關(guān)系[11]，最終確定土默特左旗小丹巴村項(xiàng)目區(qū)水稻田國(guó)家級(jí)經(jīng)濟(jì)等別為12等。

5 結(jié)語(yǔ)

為制定呼和浩特市建立水稻田耕地質(zhì)量等別評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)，以土默特左旗白廟子鎮(zhèn)小丹巴村為例，對(duì)水稻田耕地質(zhì)量等別評(píng)定進(jìn)行研究，結(jié)果表明，小丹巴村水稻田耕地國(guó)家級(jí)自然質(zhì)量等別為12等，國(guó)家級(jí)利用等別為10等，國(guó)家級(jí)經(jīng)濟(jì)等別為12等。通過實(shí)地調(diào)查，認(rèn)為小丹巴村水稻田耕地自然質(zhì)量等別比周邊村鎮(zhèn)耕地自然質(zhì)量等別略低，耕地利用等別比周邊地塊周邊村鎮(zhèn)耕地利用等別略高，這是項(xiàng)目區(qū)大量使用農(nóng)家肥，并且針對(duì)堿性土的化學(xué)特質(zhì)使用電廠脫硫石膏和煤場(chǎng)粉煤灰進(jìn)行鹽堿地改良的結(jié)果。

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[編輯] 李啟棟

2016-10-21

閆菲(1992-)，女，碩士生,研究方向?yàn)橥恋亟?jīng)濟(jì)與不動(dòng)產(chǎn)經(jīng)營(yíng)。通信作者:張?jiān)ｘP,zhangyufeng@imnu.edu.cn。

F323.211

A

1673-1409(2017)06-0072-05

[引著格式]閆菲，張?jiān)ｘP.水稻田耕地質(zhì)量等別評(píng)定研究——以土默特左旗白廟子鎮(zhèn)小丹巴村為例[J].長(zhǎng)江大學(xué)學(xué)報(bào)(自科版)，2017，14(6)：72～76.