新時(shí)期耕地自然質(zhì)量空間分異特征分析

許彩彩，呂春娟，陳 卓，郭巖松,康 慶，薄江宏

（1.山西農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院，山西太谷030801；2.山西省土地整理中心，山西太原030024）

耕地質(zhì)量的優(yōu)劣對(duì)保障國(guó)家糧食安全和社會(huì)可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。在耕地質(zhì)量退化嚴(yán)重、后備資源不足且區(qū)域分布不均的情況下，了解耕地質(zhì)量現(xiàn)狀、加強(qiáng)耕地管理就顯得尤為重要。2018 年國(guó)務(wù)院辦公廳印發(fā)《跨省域補(bǔ)充耕地國(guó)家統(tǒng)籌管理辦法》指出，要堅(jiān)持耕地?cái)?shù)量、質(zhì)量、生態(tài)“三位一體”，確保補(bǔ)充耕地?cái)?shù)量不減少，質(zhì)量不降低；2019 年習(xí)近平總書(shū)記在《在黃河流域生態(tài)保護(hù)和高質(zhì)量發(fā)展座談會(huì)上的講話》中強(qiáng)調(diào)，沿黃地區(qū)要尊重規(guī)律，提升農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量，保障國(guó)家糧食安全，開(kāi)創(chuàng)生態(tài)保護(hù)和高質(zhì)量發(fā)展新局面。這都從國(guó)家層面體現(xiàn)了耕地保護(hù)的重要性，因此，響應(yīng)國(guó)家新時(shí)期號(hào)召，進(jìn)行耕地質(zhì)量評(píng)價(jià)成為當(dāng)前研究的重點(diǎn)。

耕地自然質(zhì)量是土壤、地形、種植制度和生物條件等因素綜合作用的結(jié)果[1-2]，是以分等指標(biāo)相對(duì)一致的區(qū)域?yàn)閱卧M(jìn)行計(jì)算[3]。當(dāng)前，已對(duì)分區(qū)耕地指標(biāo)體系的構(gòu)建進(jìn)行了一定探討。張鳳榮等[4]研究認(rèn)為，不同區(qū)域自然質(zhì)量差異大，有必要依據(jù)地貌分別針對(duì)平原耕地和山地區(qū)耕地構(gòu)建指標(biāo)體系。錢鳳魁等[5]以遼寧省為例，構(gòu)建了不同地貌區(qū)耕地自然質(zhì)量和耕地立地條件評(píng)價(jià)體系，借助耦合協(xié)調(diào)度模型量化二者之間的協(xié)同關(guān)系。袁秀杰[6]對(duì)不同尺度和不同地貌區(qū)耕地地力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的銜接進(jìn)行分析，實(shí)現(xiàn)了評(píng)價(jià)結(jié)果的統(tǒng)一可比性。于林松等[7]基于耕地土壤化學(xué)因素分布規(guī)律、地形地貌和土壤質(zhì)地等的差異進(jìn)行分區(qū)，在此基礎(chǔ)上利用內(nèi)梅羅污染指數(shù)法和地累積指數(shù)法等探究重金屬對(duì)耕地土壤生態(tài)的影響[7]。已有的分區(qū)評(píng)價(jià)研究可以為實(shí)現(xiàn)耕地質(zhì)量的精細(xì)化管理提供依據(jù)，但評(píng)價(jià)結(jié)果難以在地形復(fù)雜區(qū)域的耕地管理和保護(hù)中發(fā)揮作用。

山西省地處黃河流域中游，水土流失嚴(yán)重以及受復(fù)雜地形影響，現(xiàn)有的耕地質(zhì)量分區(qū)劃分過(guò)細(xì)，有334 個(gè)，指標(biāo)體系方面對(duì)反映耕地生態(tài)狀況考慮較少，不利于省級(jí)層面對(duì)耕地自然質(zhì)量的宏觀把控。

本研究以山西省為例，運(yùn)用聚類分析方法對(duì)反映熟制和地形的積溫、降雨、高程和坡度進(jìn)行宏觀分區(qū)，以自然資源約束和耕地生態(tài)保護(hù)為指導(dǎo)，再以微觀視角構(gòu)建符合山西實(shí)際的指標(biāo)體系，進(jìn)而探索耕地自然質(zhì)量空間分異特征，以期為省級(jí)部門(mén)政策制定和耕地分區(qū)保護(hù)工作提供理論依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 研究區(qū)概況

山西省地處黃土高原東部，地理坐標(biāo)34°34′N～40°44′N，110°14′E ～ 114°33′E；境內(nèi)地形復(fù)雜，海拔高差近2 900 m，平均坡度3.88°～18.18°，山地丘陵占全省面積的80.3%；西部為呂梁山脈，東部為太行山脈，耕地主要分布在中部的斷陷盆地，呈“兩山夾一川”的地貌格局；屬溫帶大陸性季風(fēng)氣候，雨熱同期，降水時(shí)空分布不均，山地多盆地少，受緯度和海拔影響，≥10 ℃積溫南高北低，盆地高，山地低；境內(nèi)黃土分布廣泛、土質(zhì)疏松，受強(qiáng)降雨影響，水土流失嚴(yán)重、生態(tài)環(huán)境脆弱。全省共轄11 個(gè)地級(jí)市，下轄119 個(gè)縣級(jí)行政單位。山西省2016 年耕地質(zhì)量等別更新成果顯示，省域內(nèi)耕地面積405.9 萬(wàn)hm2，占全省面積的27%[8]。

1.2 數(shù)據(jù)來(lái)源及處理

1.2.1 數(shù)據(jù)來(lái)源 本研究數(shù)據(jù)涉及圖件資料和影像數(shù)據(jù)，其中，圖件資料包括山西省1∶50 000 土地利用現(xiàn)狀圖，山西省行政區(qū)劃圖、土壤類型圖，山西省2016 年耕地質(zhì)量等別更新數(shù)據(jù)庫(kù)和山西省氣象數(shù)據(jù)；影像數(shù)據(jù)包括山西省30 m 分辨率的DEM數(shù)據(jù)；15 景2018 年6—10 月云量小于10%的山西省關(guān)鍵物候期的遙感影像。

1.2.2 數(shù)據(jù)預(yù)處理 對(duì)于圖件資料，在使用前檢查數(shù)據(jù)的可靠性和計(jì)量單位的規(guī)范性，進(jìn)行數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換，統(tǒng)一為ArcGIS 格式，確保各專題地圖投影坐標(biāo)系一致。利用ArcGIS 的空間分析模塊對(duì)積溫和降雨數(shù)據(jù)進(jìn)行插值，在重分類的基礎(chǔ)上將山西省積溫、降水、坡度等數(shù)據(jù)進(jìn)行矢量化處理。將土地利用現(xiàn)狀圖縮編至1∶500 000 并進(jìn)行接邊處理，得到全省共6 971 個(gè)耕地圖斑。

1.3 研究思路和方法

1.3.1 耕地自然質(zhì)量評(píng)價(jià)思路 同一區(qū)域受土壤和土壤環(huán)境等因素的影響，耕地質(zhì)量也不盡相同。縣級(jí)尺度研究由于氣候、耕作制度等的相似性，只需考慮土壤等自然因素對(duì)耕地質(zhì)量的影響，而在較大區(qū)域如省級(jí)尺度介于地形、氣候等的差異性，需要考慮其對(duì)耕地質(zhì)量的影響。氣候評(píng)價(jià)要素一般選用積溫、降水等指標(biāo)。山西省地貌復(fù)雜，緯度跨度較大，積溫和降雨等因素南北梯度大，全省采用統(tǒng)一的指標(biāo)體系進(jìn)行評(píng)價(jià)容易造成自然氣候差的區(qū)域耕地質(zhì)量普遍過(guò)低[9]，故本研究選取省域尺度上差異明顯的指標(biāo)進(jìn)行耕地自然質(zhì)量分區(qū)；其次從影響耕地生產(chǎn)的地形特征、土壤特征和生態(tài)特征3 個(gè)維度構(gòu)建指標(biāo)體系，以評(píng)價(jià)不同類型區(qū)耕地自然質(zhì)量；最后通過(guò)評(píng)價(jià)結(jié)果分析山西省耕地自然質(zhì)量空間分布格局。

1.3.2 耕地自然質(zhì)量評(píng)價(jià)方法

1.3.2.1 耕地自然質(zhì)量分區(qū) 分區(qū)是進(jìn)行耕地保護(hù)和管理的重要方法，科學(xué)的分區(qū)具有地域針對(duì)性，本研究是從積溫、降雨、地形地貌等省域尺度上差異較大的因素考慮。地形地貌會(huì)影響一個(gè)地區(qū)的水熱分配及土壤的形成與分布，是制約耕地?cái)?shù)量和質(zhì)量的重要因素，通常通過(guò)海拔和坡度等因素來(lái)表征。山西省地形起伏大，地形坡度在東西兩側(cè)的山區(qū)影響劇烈，＞15°的面積占全省面積的1/3，對(duì)土地使用過(guò)程中農(nóng)業(yè)機(jī)械化程度、水土保持等影響較大，同時(shí)容易造成耕地破碎化、土壤養(yǎng)分流失等問(wèn)題；≥10 ℃積溫作為農(nóng)業(yè)氣候區(qū)劃的熱量指標(biāo)，可以反映作物種類和熟制的差異[10]，對(duì)作物產(chǎn)量具有重要影響。受地形和緯度影響，山西省≥10 ℃積溫2 000～5 000 ℃不等，呈南高北低、盆地高山區(qū)低的趨勢(shì)。此外，山西省雨熱同期，與指定作物生長(zhǎng)需水階段相匹配。故本研究以山西省20 000 多個(gè)行政村為基本單元，賦予其積溫、降雨、坡度和高程屬性，為便于行政管理，在不打破村界的基礎(chǔ)上采用聚類分析方法劃分耕地質(zhì)量類型區(qū)，再根據(jù)耕地質(zhì)量分區(qū)原則和要求，結(jié)合地貌特征，進(jìn)行分區(qū)調(diào)整。

1.3.2.2 分區(qū)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系構(gòu)建 科學(xué)的評(píng)價(jià)指標(biāo)可以反映不同類型區(qū)耕地的特征及問(wèn)題，因而需要綜合考慮影響耕地質(zhì)量的相關(guān)因子。本研究根據(jù)耕地自然質(zhì)量的內(nèi)涵，以主導(dǎo)性、區(qū)域性和可持續(xù)性為原則[11-12]，梳理相關(guān)研究，考慮實(shí)際應(yīng)用情況和已有數(shù)據(jù)的完備性及可推廣性，邀請(qǐng)土壤、水利、區(qū)域地理等不同相關(guān)領(lǐng)域多位專家，從地形、土壤和生態(tài)維度選取對(duì)各個(gè)耕地自然質(zhì)量分區(qū)影響較大的因素作為評(píng)價(jià)指標(biāo)，并采用層次分析法和熵權(quán)法確定各評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重，各指標(biāo)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)如表1 所示。

表1 評(píng)價(jià)因素分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)

1.3.2.2.1 評(píng)價(jià)指標(biāo)選取 地形影響地表物質(zhì)交換，影響水熱狀況的再分配，本研究選擇坡度作為地形評(píng)價(jià)指標(biāo)，坡度越大，水土流失加劇，耕地破碎化嚴(yán)重，越不利于機(jī)械化耕作[13]。土壤肥力是耕地的本底條件，提供植物生長(zhǎng)需要的養(yǎng)分、水分等，主要包括有機(jī)質(zhì)含量、表層土壤質(zhì)地、有效土層厚度和灌溉保證率。有機(jī)質(zhì)含量可以提供植物生長(zhǎng)需要的礦物養(yǎng)分，山西省有機(jī)質(zhì)含量為1.5～30.0 g/kg，盆地區(qū)有機(jī)質(zhì)含量較山地區(qū)豐富；表層土壤質(zhì)地可以反映土粒大小及組合狀況，是決定土壤持水性能的關(guān)鍵，山西省土壤質(zhì)地以壤土為主，砂土和黏土分布較少；有效土層厚度是農(nóng)作物生長(zhǎng)的基礎(chǔ)，土層越淺，肥力差、蓄水性弱，越不利于作物生長(zhǎng)，山西省盆地區(qū)土層較厚，多大于55 cm，最高處達(dá)160 cm，土壤肥沃，植物生長(zhǎng)條件好；而山區(qū)土層一般較薄，最淺處有效土層厚度僅10 cm。水是關(guān)乎農(nóng)業(yè)能否穩(wěn)定發(fā)展的關(guān)鍵，故本研究選擇灌溉保證率衡量耕地區(qū)用水條件。生態(tài)特征可以反映耕地生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，主要體現(xiàn)在水分和養(yǎng)分的循環(huán)、生物多樣性和能量交換等方面，故選擇鹽漬化程度、土壤侵蝕強(qiáng)度和植被覆蓋度指標(biāo)作為評(píng)價(jià)指標(biāo)。

1.3.2.2.2 評(píng)價(jià)指標(biāo)量化 依據(jù)農(nóng)用地分等規(guī)程（GB/T 28407—2012）對(duì)定性指標(biāo)地形坡度、有效土層厚度、有機(jī)質(zhì)含量、表層土壤質(zhì)地、灌溉保證率和鹽漬化程度采用[0，100]閉合區(qū)間賦值。

已有研究表明，宏觀尺度上微生物具有不易量測(cè)性，而植被覆蓋度是表征區(qū)域生態(tài)環(huán)境的重要因素[11]，植被覆蓋度越高，物種就越豐富。

其中，NDVI 為植被覆蓋度指數(shù)，A 為近紅外波段，B 為紅色波段。

土壤侵蝕容易造成土壤養(yǎng)分流失、耕地質(zhì)量降低，山西省地處黃河中游，水土流失嚴(yán)重，其是下游泥沙的主要來(lái)源。本研究采用USLE 模型來(lái)衡量土壤侵蝕強(qiáng)度，根據(jù)土壤侵蝕強(qiáng)度分類分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)[15]，將山西省劃分為6 個(gè)等級(jí)，其中，西部呂梁山區(qū)土壤侵蝕最為嚴(yán)重[16]，盆地區(qū)地形平坦，土壤侵蝕程度最淺。

其中，降雨侵蝕力因子M 是通過(guò)結(jié)合氣象資料，借助馬至尊應(yīng)用于太行山區(qū)的公式獲得其空間分布特征[17]；地形因子L 和S 是采用適合黃土高原地區(qū)的由江忠善等[18]修正的公式計(jì)算得到；土壤可蝕性因子K、植被覆蓋因子C 和水土保持措施因子P 根據(jù)已有研究[19-21]進(jìn)行賦值。

1.3.2.2.3 評(píng)價(jià)模型構(gòu)建 本研究以山西省耕地圖斑為評(píng)價(jià)單元，采用指數(shù)和法，對(duì)每個(gè)耕地斑塊的綜合分值進(jìn)行計(jì)算[22]。

式中，W 為每個(gè)耕地斑塊的綜合質(zhì)量分值；Xi為每個(gè)耕地斑塊第i 項(xiàng)指標(biāo)的分值；wi為第i 項(xiàng)指標(biāo)的權(quán)重；n 為指標(biāo)數(shù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 耕地自然質(zhì)量分區(qū)分析

圖1 為山西省耕地自然質(zhì)量分區(qū)情況，經(jīng)多次聚類發(fā)現(xiàn)，將山西省耕地自然質(zhì)量劃分為13 個(gè)類型區(qū)較為合理，各類型區(qū)在地形、氣候等省級(jí)尺度上變化明顯，根據(jù)各類型區(qū)的地理位置及地貌形態(tài)進(jìn)行命名。中部自南向北依次為晉南盆地區(qū)、忻定太盆地區(qū)和晉北盆地區(qū)，降雨、海拔和≥10 ℃積溫自北向南逐漸升高，區(qū)域內(nèi)地形平坦，雨量充足；耕地較集中、連片分布，在全省近20%的土地上分布著全省40%的耕地，其是山西省主要的糧食產(chǎn)區(qū)。東部山地以太行山脈為主，自南向北依次劃分為中條山區(qū)、晉東南盆地丘陵區(qū)、環(huán)太原盆地丘陵區(qū)的東部、晉東丘陵高海拔區(qū)、晉東丘陵低海拔區(qū)、恒山五臺(tái)山區(qū)和晉北高原區(qū)東部（包括天鎮(zhèn)縣、廣靈縣和靈丘縣局部），降雨量在450 mm 以上，其中，五臺(tái)山區(qū)降雨量達(dá)600 mm；積溫自南向北逐漸降低；此外，晉東丘陵低海拔區(qū)地處陽(yáng)泉盆地，海拔較低，但區(qū)內(nèi)地形起伏大，坡度差異較為明顯；恒山五臺(tái)山區(qū)海拔＞1 600 m，坡度基本＞25°，地形起伏小；晉東南丘陵盆地區(qū)是面積最大的分區(qū)，海拔自中部長(zhǎng)治盆地向外圍逐漸增高，坡度起伏大，降雨量在500～550 mm；晉北高原區(qū)東部海拔較高，降雨量350～400 mm，坡度變異大。西部以呂梁山脈為主，與太行山相比較平緩，自西向東依次為沿黃溝臺(tái)區(qū)、沿黃溝壑區(qū)、管涔呂梁山區(qū)、環(huán)太原盆地丘陵區(qū)的西部和晉北高原區(qū)的西部，降水相對(duì)較少，海拔分布表現(xiàn)為沿黃溝臺(tái)區(qū)＜沿黃溝壑區(qū)＜管涔呂梁山區(qū)，這部分分區(qū)南北狹長(zhǎng)，坡度較東部山區(qū)平緩，地形起伏和積溫變化較小；環(huán)太原盆地丘陵區(qū)西部區(qū)內(nèi)海拔高差較大，且積溫較高；而晉北高原區(qū)西部坡度較小，積溫低。結(jié)合耕地的空間分布發(fā)現(xiàn)，東西兩側(cè)山地區(qū)由于區(qū)域因素積溫、海拔和坡度變化大，耕地分布細(xì)碎化較為嚴(yán)重。

2.2 分區(qū)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系構(gòu)建分析

受氣候、地形、土壤等多種自然因素的影響，不同地區(qū)耕地質(zhì)量差異較大，各評(píng)價(jià)指標(biāo)對(duì)耕地質(zhì)量的貢獻(xiàn)程度也有較大差別。土壤質(zhì)地和有機(jī)質(zhì)含量影響著土壤孔隙度、土壤結(jié)構(gòu)，進(jìn)而影響土壤耕性，其中，有機(jī)質(zhì)含量相對(duì)土壤質(zhì)地對(duì)耕地質(zhì)量的敏感度更強(qiáng)；植被覆蓋度對(duì)調(diào)節(jié)區(qū)域內(nèi)小氣候、減緩?fù)寥狼治g和防止養(yǎng)分流失具有重要意義，影響糧食生產(chǎn)。因此，將土壤質(zhì)地、有機(jī)質(zhì)含量和植被覆蓋度這3 個(gè)指標(biāo)作為各類型區(qū)的共性指標(biāo)。

本研究還根據(jù)各地實(shí)際情況，確定了各分區(qū)的特殊可選因素。坡度對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)適宜性具有決定性作用，對(duì)土壤侵蝕和灌溉等具有顯著影響；而灌溉除了能夠滿足作物生長(zhǎng)發(fā)育對(duì)水分的需求外，還可以影響作物的生長(zhǎng)環(huán)境，從而影響土壤肥力狀況和作物產(chǎn)量。忻定太盆地區(qū)、晉南盆地區(qū)和晉北盆地區(qū)地形平坦，坡度相對(duì)均一，對(duì)耕地產(chǎn)量差異水平影響較小，而灌溉條件在區(qū)域內(nèi)差異較大，灌溉充足的縣區(qū)耕地自然質(zhì)量?jī)?yōu)越，故而在此3 個(gè)盆地區(qū)考慮灌溉因素，對(duì)坡度因素不予考慮；同時(shí)，盆地區(qū)地形低洼，蒸發(fā)強(qiáng)烈，出現(xiàn)鹽漬化現(xiàn)象，影響土地生產(chǎn)力，故在這3 個(gè)盆地區(qū)都設(shè)置了鹽漬化程度這一指標(biāo)。此外，中條山區(qū)和沿黃溝臺(tái)區(qū)位于黃河沿岸，但由于地勢(shì)較大，水源利用比較困難，對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)具有限制作用，故而考慮灌溉因素。相關(guān)研究表明，黃土高原地區(qū)耕地質(zhì)量降低多是由水土流失導(dǎo)致的，山西省地處黃河中游，山地丘陵面積廣闊，溝壑縱橫，坡度分異大，其是黃河泥沙的主要來(lái)源。所以，在山區(qū)等海拔和坡度變化大的分區(qū)選取土壤侵蝕強(qiáng)度因子。有效土層厚度與耕地產(chǎn)能有較強(qiáng)的相關(guān)關(guān)系，忻定太盆地區(qū)和沿黃溝臺(tái)區(qū)有效土層變化較小，因而不采用這一指標(biāo)。各分區(qū)指標(biāo)體系構(gòu)建情況如表2 所示。

表2 分區(qū)指標(biāo)及權(quán)重匯總

2.3 耕地自然質(zhì)量空間分布

為便于橫向比較，跨區(qū)域耕地質(zhì)量評(píng)價(jià)宜采用等間距法[18]。本研究以5 分為等間距，將山西省耕地自然質(zhì)量劃分為10 個(gè)等級(jí)，結(jié)果如圖2 所示。

從耕地自然質(zhì)量類型區(qū)來(lái)看，晉南盆地區(qū)中部和西南部1～4 等地分布廣泛，而鹽湖區(qū)等由于受鹽漬化影響，耕地質(zhì)量等級(jí)較低；忻定太盆地區(qū)南部較北部耕地自然質(zhì)量好，這是因?yàn)槟喜科露群秃０屋^低，耕地質(zhì)量好的地方灌溉條件優(yōu)越，有機(jī)質(zhì)含量高；晉北盆地區(qū)以7 等地為主；晉東南盆地丘陵區(qū)自中部長(zhǎng)治盆地耕地質(zhì)量向外圍逐漸降低，主要是因?yàn)榕璧氐匦纹教?，土壤肥沃，有效土層厚，而盆地外圍坡度大，土壤受到?jīng)_刷，養(yǎng)分流失，影響耕地質(zhì)量；晉東丘陵高海拔區(qū)西北部耕地質(zhì)量較高，以3 等地為主，這是由于西北部海拔較低，坡度較小，有機(jī)質(zhì)含量豐富；中條山區(qū)西南部海拔較低，地形坡度較小，耕地自然質(zhì)量較好；晉東丘陵低海拔區(qū)耕地自然質(zhì)量與晉東南盆地丘陵區(qū)外圍基本一致；恒山五臺(tái)山區(qū)的五臺(tái)縣西部和盂縣西部耕地自然質(zhì)量較高，這是因?yàn)橥翆雍?，海拔和坡度較低；晉北高原區(qū)坡度起伏較大，有機(jī)質(zhì)含量低，有效土層薄，受采礦影響，耕地自然質(zhì)量低；沿黃溝臺(tái)區(qū)耕地自然質(zhì)量以7 等地為主，該區(qū)土壤侵蝕劇烈，灌溉條件差，坡度大，不利于耕作；沿黃溝壑區(qū)以7、8 等地為主，主要是因?yàn)槠露却?，有機(jī)質(zhì)含量低，土壤侵蝕嚴(yán)重；管涔呂梁山區(qū)9～10 等地面積較廣，有效土層較薄，坡度大，但植被覆蓋好，存在一定程度的土壤侵蝕；環(huán)太原盆地丘陵區(qū)以6～8 等地為主，坡度分異較大，有機(jī)質(zhì)含量較低。

從空間格局來(lái)看，耕地自然質(zhì)量呈正態(tài)分布趨勢(shì)（圖 3），1～6 等地占全省耕地面積的 77.07%，主要分布在晉南盆地區(qū)、忻定太盆地區(qū)和晉東南丘陵盆地區(qū)中部，這部分耕地地形平坦，土壤熟化程度相對(duì)較高，有效土層厚，有機(jī)質(zhì)含量豐富，灌溉條件滿足，是重要的生產(chǎn)糧基地，應(yīng)加強(qiáng)耕地保護(hù)，促進(jìn)配套設(shè)施建設(shè)，使耕地質(zhì)量穩(wěn)中有升。質(zhì)量較好的1 等地和質(zhì)量較差的9、10 等地分布面積較小，占耕地總面積的3.43%；而質(zhì)量居中的5～6 等地所占比例大，占耕地總面積的41.92%，這部分耕地自然條件一般，但整治潛力大，是農(nóng)業(yè)發(fā)展的優(yōu)先整治區(qū)；7～10 等地大多分布于呂梁山區(qū)和晉北高原區(qū)等多山地區(qū)，普遍表現(xiàn)為耕地破碎化嚴(yán)重，坡度大，容易發(fā)生水土流失，有機(jī)質(zhì)含量低，灌溉條件一般，難以滿足作物生長(zhǎng)，土地利用水平較低，對(duì)這部分耕地應(yīng)加強(qiáng)土地整治工作，提升耕地利用潛力。

3 結(jié)論與討論

分區(qū)是大區(qū)域尺度耕地質(zhì)量評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)，既需要考慮省域尺度上地形、氣候因素的影響，又需要考慮耕地自身?xiàng)l件。目前，按照國(guó)家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，農(nóng)用地分等成果已形成省、市、縣級(jí)的評(píng)價(jià)系統(tǒng)，低層級(jí)的評(píng)價(jià)主要服務(wù)于基本農(nóng)田的劃定以及土地整治項(xiàng)目耕地質(zhì)量分區(qū)和等別提升[23]等與生產(chǎn)實(shí)踐密切相關(guān)的工作；而高層次的評(píng)價(jià)是對(duì)低層次評(píng)價(jià)的宏觀把控與修正，服務(wù)于耕地質(zhì)量監(jiān)測(cè)和耕地流轉(zhuǎn)[24]等方面。山西省目前的分區(qū)過(guò)于細(xì)碎化，雖然方便實(shí)際生產(chǎn)實(shí)踐，但卻給省級(jí)部門(mén)在宏觀把控耕地質(zhì)量、制定政策時(shí)帶來(lái)諸多不便。本研究基于山西省地貌、氣候等省域尺度上控制性強(qiáng)、差異性明顯的海拔、坡度、積溫指標(biāo)進(jìn)行耕地自然質(zhì)量分區(qū)，將山西省優(yōu)化為13 個(gè)耕地質(zhì)量分區(qū)，使得各分區(qū)能顯著代表所處地區(qū)宏觀的耕地自然質(zhì)量水平，這與張孟容等[9]對(duì)山西省耕地地力分為5 個(gè)區(qū)結(jié)果略有不同，主要是因?yàn)楸狙芯恳源鍨閱卧M(jìn)行聚類，評(píng)價(jià)結(jié)果較為細(xì)化。

耕地質(zhì)量?jī)?nèi)涵是影響評(píng)價(jià)結(jié)果的重要因素，目前的耕地質(zhì)量評(píng)價(jià)大多考慮生產(chǎn)因素而忽視了生態(tài)安全及可持續(xù)性，黃土高原溝壑縱橫，水土流失嚴(yán)重，相關(guān)研究在進(jìn)行耕地質(zhì)量評(píng)價(jià)時(shí)忽略了這一因素，使得評(píng)價(jià)結(jié)果不夠準(zhǔn)確。本研究在考慮耕地自身生產(chǎn)條件的同時(shí)，結(jié)合土壤侵蝕強(qiáng)度等生態(tài)指標(biāo)構(gòu)建評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，可以有效響應(yīng)指標(biāo)對(duì)各分區(qū)的影響程度，體現(xiàn)分區(qū)耕地質(zhì)量的差異。本研究認(rèn)為，從評(píng)價(jià)結(jié)果來(lái)看，盆地區(qū)比山地區(qū)耕地質(zhì)量狀況好。付金霞等[21]對(duì)地貌復(fù)雜的陜西省澄城縣耕地質(zhì)量進(jìn)行評(píng)價(jià)，認(rèn)為盆地區(qū)地勢(shì)平坦，土層厚，灌溉條件好，耕地質(zhì)量較好；而山地丘陵區(qū)坡度大，水土流失嚴(yán)重，土層薄，肥力低，自然條件惡劣。這與本研究結(jié)果類似。此外，本研究選取的指標(biāo)內(nèi)涵不可避免地存在交叉情況，對(duì)評(píng)價(jià)結(jié)果的客觀性存在一定程度的影響，因此，在構(gòu)建評(píng)價(jià)體系時(shí)如何才能更客觀、科學(xué)地反映耕地質(zhì)量狀態(tài)還需要進(jìn)一步深入研究。

指數(shù)和法是耕地質(zhì)量評(píng)價(jià)中常見(jiàn)的方法，但耕地質(zhì)量并不等于各指標(biāo)的簡(jiǎn)單加權(quán)求和，某些限制因素對(duì)耕地質(zhì)量起關(guān)鍵性作用，而此時(shí)采用指數(shù)和法會(huì)使得評(píng)價(jià)結(jié)果出現(xiàn)偏差。構(gòu)建一套系統(tǒng)的涵蓋生態(tài)指標(biāo)的評(píng)價(jià)體系、改進(jìn)耕地質(zhì)量評(píng)價(jià)方法，是下一步研究的重點(diǎn)。

本研究耕地自然質(zhì)量評(píng)價(jià)結(jié)果表明，山西省耕地自然質(zhì)量總體較好，其中，1～6 等耕地占全省耕地面積的77.07%；5 等地和6 等地所占比例較大，占省域耕地面積的41.92%，耕地質(zhì)量等別基本符合正態(tài)分布的趨勢(shì)。從空間分布來(lái)看，耕地質(zhì)量空間分布不平衡，地域分布規(guī)律明顯，受地形地貌和積溫水平影響，盆地區(qū)耕地自然質(zhì)量較好，是重點(diǎn)農(nóng)業(yè)發(fā)展區(qū)；而山區(qū)地形起伏大，土層厚度薄，田塊破碎度較高，耕地自然質(zhì)量較差，可以采取一定的整治措施提升其自然質(zhì)量，以更好地滿足國(guó)家糧食安全的需要。