淮北平原地區(qū)耕地質(zhì)量監(jiān)測評價

侯東方

摘要 運用Kriging插值法、對比分析法，將耕地地力調(diào)查數(shù)據(jù)和耕地質(zhì)量年度更新評價數(shù)據(jù)細(xì)化，確定正陽縣耕地質(zhì)量漸變類型，根據(jù)漸變類型和耕地質(zhì)量等別，選取監(jiān)測單元進(jìn)行耕地質(zhì)量監(jiān)測評價。結(jié)果表明：正陽縣耕地質(zhì)量漸變類型為肥力提升型和逐步干旱型，影響耕地質(zhì)量主導(dǎo)因素為土壤有機質(zhì)和灌溉保證率；全縣共布設(shè)耕地質(zhì)量監(jiān)測單元25個，其中固定監(jiān)測單元4個，隨機監(jiān)測單元21個；全縣肥力提升型耕地國家利用等指數(shù)有所增加，逐步干旱型耕地國家利用等指數(shù)有所下降，但等別均變化不大，全縣耕地質(zhì)量基本穩(wěn)定。

關(guān)鍵詞 耕地質(zhì)量；監(jiān)測評價；Kriging插值法；漸變類型；正陽縣

中圖分類號 S29文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A文章編號 0517-6611（2018）16-0216-04

Abstract Using Kriging interpolation method and comparative analysis method， the data of cultivated land fertility and the annual updated evaluation data of cultivated land quality were refined to determine the type of farmland quality gradient in Zhengyang County. Based on gradient type and cultivated land quality， the monitoring unit was selected to carry out farmland quality monitoring and evaluation.The results showed that the grades of cultivated land quality in Zhengyang County were improved by fertility and gradual drought. The main factors affecting the quality of cultivated land were soil organic matter and irrigation guarantee rate. There were 25 cultivated land quality monitoring units， including 4 fixed monitoring units and 21 random monitoring units；the national use index of fertilityenhanced arable land in the county has increased， and the index of gradual national use of arid arable land has declined. However， the average level of arable land in the county was basically stable.

Key words Cultivated land quality；Monitoring and evaluation；Kriging interpolation method；Gradient type；Zhengyang County

根據(jù)國土資源部發(fā)布的《2016年全國耕地質(zhì)量等別更新評價主要數(shù)據(jù)成果的公告》，全國耕地平均質(zhì)量等別為9.96等，其中優(yōu)等地、高等地、中等地、低等地面積比例分別為2.90%、26.59%、52.72%、17.79%[1]。由此可見，我國耕地質(zhì)量總體水平仍然不夠樂觀，中低產(chǎn)田比重達(dá)到70%以上，糧食綜合生產(chǎn)能力不強。鑒于此，國家提出了“藏糧于地、藏糧于技”的戰(zhàn)略，強調(diào)耕地數(shù)量、質(zhì)量、生態(tài)三位一體保護(hù)[2]。耕地質(zhì)量監(jiān)測是落實耕地“三位一體”保護(hù)的重要措施，它通過抽樣監(jiān)測漸變耕地，劃定耕地質(zhì)量漸變類型區(qū)，選取固定監(jiān)測單元和隨機單元，根據(jù)監(jiān)測單元主導(dǎo)因素的變化，評價耕地質(zhì)量漸變耕地的質(zhì)量等別與產(chǎn)能變化趨勢。因此，開展耕地質(zhì)量監(jiān)測評價能夠掌握影響一個地區(qū)耕地質(zhì)量變化的主導(dǎo)因素，為今后進(jìn)行土地整治，制定農(nóng)業(yè)政策，指導(dǎo)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供重要參考。

淮北平原地勢平坦，光熱條件較好，降水豐富，是我國主要的商品糧生產(chǎn)基地。正陽縣地處淮北平原西部，耕地面積廣闊，是全國花生種植第一大縣、全國優(yōu)質(zhì)小麥生產(chǎn)基地縣，是淮北平原地區(qū)的典型代表。所以，以正陽縣為研究對象，進(jìn)而揭示淮北平原地區(qū)耕地質(zhì)量變化規(guī)律，對于加強新時期耕地保護(hù)、保障糧食安全具有重要意義。

1 研究區(qū)概況

正陽縣位于河南省駐馬店市南部，淮河北岸，土地總面積1 898.63 km2。全縣地勢平坦開闊，平均海拔60 m左右；屬大陸型季風(fēng)性亞濕潤氣候，四季分明，夏熱冬冷，雨熱同季，光熱降水資源豐富；土壤共分為為4個土類，5個亞類，12個土屬，25個土種，土壤類型分為黃棕壤、砂姜黑土、潮土和水稻土4個類型，其中黃棕壤分布面積最廣；河流均屬淮河水系，縣北有汝河和文殊河，南有淮河。年過境水總量為2.35億m3，可利用量0.47億m3。除過境水外，該縣地下水資源豐富，埋深一般在1～3 m，總硬度在140～260，pH在6.8～7.2。

2 研究思路

以正陽縣2016年土地變更調(diào)查數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，將耕地地力調(diào)查、測土配方施肥等分等因素新數(shù)據(jù)與2015年耕地質(zhì)量年度更新數(shù)據(jù)庫進(jìn)行對比分析，選擇影響耕地質(zhì)量變化的主導(dǎo)因素，確定全縣耕地漸變類型區(qū)；在漸變類型區(qū)的基礎(chǔ)上，選取固定監(jiān)測樣點和隨機監(jiān)測樣點，然后對監(jiān)測樣點進(jìn)行調(diào)查評價，從而掌握耕地質(zhì)量漸變類型區(qū)等別和面積變化情況。

3 耕地質(zhì)量監(jiān)測評價

3.1 評價對象

根據(jù)正陽縣2016年土地變更調(diào)查數(shù)據(jù)庫，全縣耕地總面積142 046.67 hm2，在扣除發(fā)生占、毀、調(diào)、退和土地整治的耕地后，剩余耕地區(qū)域即為漸變區(qū)耕地。正陽縣2016年耕地質(zhì)量漸變類型區(qū)共68 626.60 hm2，占全縣耕地總面積的48.3%。其中8等地面積56 492.60 hm2，占全部類型區(qū)總面積的82%；9等地面積12 134.00 hm2，占全部類型區(qū)總面積的18%。

3.2 漸變區(qū)類型劃分

3.2.1 分等因素值細(xì)化。

根據(jù)《農(nóng)用地質(zhì)量分等規(guī)程》，正陽縣屬于淮北平原分等因素指標(biāo)區(qū)，分等因素有表層土壤質(zhì)地、有機質(zhì)含量、灌溉保證率、土壤酸堿度、地形坡度、障礙層距地表深度、剖面構(gòu)型、排水條件。為了更科學(xué)劃分漸變類型區(qū)和解決部分分等因素?zé)o法前后對比的問題，運用ArcGIS的Kriging插值法[3-4]對耕地地力調(diào)查數(shù)據(jù)中的土壤有機質(zhì)、pH、排水條件、灌溉保證率進(jìn)行細(xì)化[5]，同時運用插值法對2015年耕地質(zhì)量年度更新數(shù)據(jù)中分等因素——灌溉保證率、土壤有機質(zhì)、pH、排水條件等4種分等因素區(qū)間值細(xì)化為具體值。然后，對比各因素細(xì)化結(jié)果與原區(qū)間值，對經(jīng)過細(xì)化后差別較大的數(shù)據(jù)進(jìn)行修正，細(xì)化后結(jié)果超出原區(qū)間上限的取上限值，低于原區(qū)間下限的取下限值，保證細(xì)化后的因素值在原區(qū)間的范圍內(nèi)。

3.2.2 制定因素細(xì)化表。參照《農(nóng)用地質(zhì)量分等規(guī)程》中淮北平原地區(qū)因素分值表，結(jié)合正陽縣實際情況，制定適合正陽縣實際情況的“因素分值細(xì)化表”。因素細(xì)化表遵循與原分等因素區(qū)間對應(yīng)的原則，一般從指標(biāo)區(qū)因素賦值原則表規(guī)定的分值向上細(xì)化，最大分值不能超過上一級別分值，指標(biāo)區(qū)因素賦值原則表中的最低級別不再細(xì)化。

3.2.3 漸變區(qū)類型劃分。

按照“因素分值細(xì)化表”，分別為原分等因素細(xì)化后的屬性值、分等因素新數(shù)據(jù)細(xì)化值賦值，不需要細(xì)化的因素采用2015年耕地質(zhì)量年度更新數(shù)據(jù)庫中分值，計算原分等因素細(xì)化后的國家利用等指數(shù)。用分等因素新數(shù)據(jù)細(xì)化值依次替代原分等因素細(xì)化值，計算不同因素變化后的國家利用等指數(shù)。

通過對比分等因素新數(shù)據(jù)細(xì)化數(shù)據(jù)與原分等因素細(xì)化后的數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)近年來正陽縣排水條件因素變化不大，發(fā)生變化的因素主要有灌溉保證率和土壤有機質(zhì)含量。通過計算發(fā)現(xiàn)灌溉保證率變化后，正陽縣整體利用等指數(shù)下降了；土壤有機質(zhì)變化后，整體利用等指數(shù)有所上升，因此確定影響正陽縣耕地質(zhì)量等別變化的主導(dǎo)因素為灌溉保證率和土壤有機質(zhì)2種。

將同一主導(dǎo)因素相對集中區(qū)域劃為該因素的類型區(qū)；通過綜合考慮坡度、鄉(xiāng)鎮(zhèn)行政村界限、河流水庫阻隔等因素，對閑散、細(xì)小圖斑歸并，形成正陽縣類型區(qū)初步劃分結(jié)果。正陽縣漸變類型主要有兩種類型，一種是肥力提升型，主導(dǎo)因素為土壤有機質(zhì)，面積34 931.52 hm2；另一種是逐步干旱型，主導(dǎo)因素為灌溉保證率，面積33 695.08 hm2。

3.3 監(jiān)測單元調(diào)查與評價

3.3.1 監(jiān)測單元選取。

監(jiān)測樣點設(shè)置主要依據(jù)正陽縣耕地質(zhì)量變化類型區(qū)劃分結(jié)果以及耕地質(zhì)量等別的空間分布[6-8]，在耕地質(zhì)量漸變類型分布范圍內(nèi)的各等別都選取1個固定監(jiān)測單元（遠(yuǎn)離城市、道路），在固定監(jiān)測單元周邊21個隨機監(jiān)測單元，最終選擇25個監(jiān)測樣點開展耕地質(zhì)量監(jiān)測工作，涉及國家利用等8和9等。

3.3.2 監(jiān)測單元主導(dǎo)因素調(diào)查。

根據(jù)漸變類型劃分結(jié)果，正陽縣共有逐步干旱型和肥力提升型兩個漸變類型區(qū)，其中選取25個監(jiān)測單元采集土壤因素數(shù)據(jù)，選擇15個以有機質(zhì)為主導(dǎo)因素的監(jiān)測單元進(jìn)行土壤樣品采集與化驗工作，灌溉保證率為主導(dǎo)因素的區(qū)域選擇2個固定監(jiān)測單元進(jìn)行土壤樣品采集化驗。其他樣點的數(shù)據(jù)通過農(nóng)業(yè)部門的測土配方施肥樣點數(shù)據(jù)來插值推算。另外，利用監(jiān)測單元調(diào)查表，以實地問卷調(diào)查的方式獲取監(jiān)測單元的灌溉保證率數(shù)據(jù)。

3.3.3 監(jiān)測單元耕地質(zhì)量變化與評價。

25個監(jiān)測單元國家利用等別分布為8和9等，其中8等肥力提升型和8等逐步干旱型面積較大，占整個類型區(qū)面積的80%以上。通過更新監(jiān)測單元的主導(dǎo)因素，利用因素細(xì)化表重新計算監(jiān)測單元的國家利用等指數(shù)和等別。得出25個監(jiān)測單元國家利用等別中，年末與年初等別變化幅度不大。有機質(zhì)為主導(dǎo)因素的監(jiān)測單元中，由于土壤有機質(zhì)含量增加，國家利用等指數(shù)也有所增加，但等別變化幅度不大；灌溉保證率為主導(dǎo)因素的監(jiān)測單元中，灌溉保證率的下降導(dǎo)致等指數(shù)有所下降，但等別變化不大。

4 結(jié)論及建議

4.1 結(jié)論

（1）正陽縣耕地質(zhì)量漸變類型為肥力提升型和逐步干旱型，面積分別為34 931.52和33 695.08 hm2，影響耕地質(zhì)量漸變的主導(dǎo)因素是土壤有機質(zhì)和灌溉保證率。肥力提升型耕地主要分布在正陽縣東北部，涉及寒凍鎮(zhèn)、袁寨鄉(xiāng)、油坊店鄉(xiāng)、汝南埠鎮(zhèn)、雷寨鄉(xiāng)；逐步干旱型耕地主要分布在全縣中部地區(qū)，涉及慎水鄉(xiāng)、新阮店鄉(xiāng)、熊寨鎮(zhèn)、真陽鎮(zhèn)、呂河鄉(xiāng)、永興鄉(xiāng)、彭橋鄉(xiāng)、銅鐘鎮(zhèn)。

（2）正陽縣共布設(shè)耕地質(zhì)量監(jiān)測單元（固定監(jiān)測單元和隨機監(jiān)測單元）25個，其中固定監(jiān)測單元4個，分別為8等肥力提升型、8等逐步干旱型、9等肥力提升型、9等逐步干旱型；隨機監(jiān)測單元21個，其中8等肥力提升型8個，8等逐步干旱型7個，9等肥力提升型5個，9等逐步干旱型1個。

（3）通過耕地質(zhì)量監(jiān)測單元調(diào)查與評價，全縣肥力提升型耕地國家利用等指數(shù)有所增加，逐步干旱型耕地國家利用等指數(shù)有所下降，但等別均變化不大。

4.2 建議

4.2.1 耕地質(zhì)量監(jiān)測評價制度化。耕地質(zhì)量等別監(jiān)測評價通過對縣域內(nèi)漸變耕地進(jìn)行監(jiān)測，分析影響耕地質(zhì)量等別變化的主導(dǎo)因素，從而有針對性的提出耕地保護(hù)措施。由于耕地質(zhì)量變化相對緩慢，因此需要長期的連續(xù)監(jiān)測，因此有必要將耕地質(zhì)量等別監(jiān)測工作制度化，從而實現(xiàn)耕地的可持續(xù)利用。

4.2.2 用于指導(dǎo)土地整治實踐。耕地質(zhì)量監(jiān)測評價揭示了影響全縣耕地質(zhì)量的主導(dǎo)因素[9]，因此可用于指導(dǎo)編制土地整治規(guī)劃，明確土地整治重點區(qū)域和土地整治方向；同時，也可用于指導(dǎo)土地整治項目設(shè)計，根據(jù)某一區(qū)域耕地質(zhì)量限制性因素有針對性地通過工程措施加以改良，從而整體提高全縣耕地質(zhì)量。

4.2.3 耕地質(zhì)量動態(tài)監(jiān)測。為耕地質(zhì)量預(yù)警提供依據(jù)。耕地質(zhì)量動態(tài)監(jiān)測是為掌握實時實地的耕地質(zhì)量狀況，持續(xù)定期地通過科學(xué)而合理的空間取樣，調(diào)查影響耕地質(zhì)量的主要指標(biāo)或?qū)傩?，并結(jié)合其他數(shù)據(jù)的分析，對耕地質(zhì)量的變化做出評估。今后可以充分利用耕地質(zhì)量監(jiān)測評價成果，做好耕地質(zhì)量等級動態(tài)監(jiān)測監(jiān)管，為新時期耕地保護(hù)提供科學(xué)參考。

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