漯河市耕地質(zhì)量等別劃分與評價

李志芳，沈新磊，王 銳

（1河南理工大學(xué)測繪與國土信息工程學(xué)院，河南焦作454000；2漯河市土壤肥料站，河南漯河462300）

0 引言

耕地是中國最為寶貴的資源，而耕地質(zhì)量等級評價是耕地質(zhì)量建設(shè)和管理的基礎(chǔ)。目前，中國現(xiàn)行耕地質(zhì)量評價主要有原國土資源部2012年發(fā)布的《農(nóng)用地質(zhì)量分等規(guī)程》(GB/T28407—2012)及《農(nóng)用地定級規(guī)程》(GB/T28405—2012)和原農(nóng)業(yè)部2012年發(fā)布的《耕地質(zhì)量等級》(GB/T33469—2016)二套體系。前者從自然因素、利用水平和經(jīng)濟投入等確定評價指標(biāo)；后者從農(nóng)業(yè)生產(chǎn)角度出發(fā)，對耕地地力、土壤健康狀況和田間基礎(chǔ)設(shè)施構(gòu)成的滿足農(nóng)產(chǎn)品持續(xù)產(chǎn)出和質(zhì)量安全的能力進行評價。2個評價體系雖有較大的差別，但各自的評價結(jié)果在實踐中仍具有可比性和指導(dǎo)性。

中國學(xué)者基于耕地質(zhì)量提升潛力[1-3]、土地整治效益分析[4-5]、基本農(nóng)田劃定[6-7]、耕地資源保護和可持續(xù)利用[8-10]等不同目的，以區(qū)域[11-15]、地塊[16]等多個層次構(gòu)建了耕地質(zhì)量評價體系，對耕地質(zhì)量進行了大量研究，其評價體系大多是以農(nóng)用地質(zhì)量分等定級為基礎(chǔ)。在國務(wù)院機構(gòu)改革后，現(xiàn)農(nóng)業(yè)農(nóng)村部負責(zé)耕地及永久基本農(nóng)田質(zhì)量保護工作。因此，推動全國耕地質(zhì)量評價技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一，將有利于摸清耕地質(zhì)量家底，掌握耕地質(zhì)量變化趨勢，科學(xué)評價耕地質(zhì)量保護成效，推動耕地資源可持續(xù)利用。

河南省是中國的產(chǎn)糧大省，漯河市位于河南省中部平原地區(qū)，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件較好，在河南農(nóng)業(yè)主產(chǎn)縣市中具有一定的典型性和代表性。本研究選取河南省漯河市為研究區(qū)域，以《耕地質(zhì)量等級》(GB/T33469—2016)評價體系為依據(jù)，綜合評估漯河市耕地質(zhì)量，分析不同等別耕地的數(shù)量及空間分布狀況，查明耕地生產(chǎn)限制因素，并提出針對性建議，以期為加強耕地質(zhì)量建設(shè)提供參考和依據(jù)。

1 數(shù)據(jù)與方法

1.1 研究區(qū)概況

漯河市位于河南省中部偏南，地理坐標(biāo)為東經(jīng)113°27′—114°16′，北緯 33°24′—33°59′，轄臨潁、舞陽兩縣，郾城、源匯、召陵三區(qū)。地處華北平原西南邊緣地帶，西部為伏牛山，東部為平原，總體地勢西高東低，有少量黃土崗分布。屬于溫暖過渡型季風(fēng)氣候，全市多年平均氣溫為14.6℃，無霜期為216～225天，日照時數(shù)為2187～2359 h，年均降水量為749.2～845.2 mm，集中在7—9月份。土壤質(zhì)地以壤質(zhì)為主，肥力水平相對較高，農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)條件較好。

1.2 數(shù)據(jù)來源

數(shù)據(jù)時間節(jié)點以2016—2017年，主要包括：（1）圖件資料，主要有土地利用現(xiàn)狀變更圖、地形圖、土壤普查圖及行政區(qū)矢量圖等；（2）數(shù)據(jù)資料，主要有土壤有機質(zhì)含量、土壤pH、土壤全氮、有效磷、速效鉀、土壤容重、耕層厚度、農(nóng)田林網(wǎng)化率、鹽漬化程度、污染物含量以及生物多樣性、灌溉排水能力等。

1.3 研究方法

基于全面性、代表性、區(qū)域差異性的原則選擇評價指標(biāo)，從土壤理化性質(zhì)、農(nóng)田基礎(chǔ)建設(shè)、立地條件3個角度分別選取17個指標(biāo)構(gòu)建耕地質(zhì)量綜合評價體系，其中13個基礎(chǔ)性指標(biāo)，4個區(qū)域性指標(biāo)，未考慮田面坡度和海拔高度。土壤理化性質(zhì)是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)，對耕地產(chǎn)出高低有著決定性作用，本文選取有機質(zhì)含量、土壤容重、耕層質(zhì)地、土壤養(yǎng)分狀況、酸堿度、鹽漬化程度6個能夠直接體現(xiàn)土壤自身條件的指標(biāo)，其中土壤養(yǎng)分狀況以土壤全氮、有效磷、速效鉀含量具體表示；農(nóng)田基礎(chǔ)建設(shè)是指人類采取一定措施，通過自身行為改善耕作環(huán)境、建設(shè)田間設(shè)施的能力，本文選取灌溉能力、排水能力、農(nóng)田林網(wǎng)化程度、生物多樣性4個指標(biāo)綜合反映人類行為對耕地質(zhì)量的提升作用；立地條件指對土壤質(zhì)量和耕地利用水平產(chǎn)生影響的外部自然環(huán)境因素，本文選取地形部位、有效土層厚度、質(zhì)地構(gòu)型、障礙因素、耕層厚度、地下水埋深、清潔程度7個指標(biāo)來綜合反映。

2 結(jié)果與分析

2.1 耕地質(zhì)量評價單元劃分

耕地質(zhì)量評價單元是指用于完成耕地質(zhì)量評價的獨立單位，是由耕地質(zhì)量評價要素構(gòu)成的具有專門特征的耕地單元，是耕地質(zhì)量等級劃分的重要基礎(chǔ)[17]。評價單元的劃分要遵循便于操作、邊界清晰、內(nèi)部性質(zhì)相對一致的原則，在此基礎(chǔ)上根據(jù)實際情況合理劃分評價單元。將漯河市村級行政區(qū)劃圖和耕地分布圖在軟件ArcGIS中疊加，然后進行細小多邊形合并和字段內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)化處理。最終劃分出590個耕地質(zhì)量評價單元（圖1），其行政隸屬關(guān)系明確，土壤類型相同，土地利用方式基本一致。

圖1 采樣點及評價單元分布圖

2.2 確定各指標(biāo)權(quán)重

耕地質(zhì)量受所選指標(biāo)的影響程度并不一致，確定各個因素的影響程度大小時，必須遵從全局性和整體性的原則，綜合衡量各指標(biāo)的影響程度，本文運用層次分析法確定各個指標(biāo)權(quán)重值。

（1）構(gòu)造判斷矩陣。采用一致矩陣法分別構(gòu)建準(zhǔn)則層和指標(biāo)層判斷矩陣，即不把所有因素放在一起比較，而是兩兩相互比較，采用相對尺度，以盡可能減少性質(zhì)不同的諸因素相互比較的困難，提高精確度。判斷矩陣是比較本層所有因素針對上一層某一個因素的相對重要性的比較，判斷矩陣元素用1～9標(biāo)度方法給出；

（2）計算指標(biāo)權(quán)重值。計算判斷矩陣的最大特征值λmax對應(yīng)的特征向量Wi，即為權(quán)重值，并用CR=CI/RI進行一致性檢驗，滿足CR＜0.1，則具有良好的一致性?；谟缮系较轮饘哟_定的原則，首先計算準(zhǔn)則層相對于目標(biāo)的權(quán)重值以及指標(biāo)層相對于準(zhǔn)則層的權(quán)重值，即層次單排序，再基于此結(jié)果計算指標(biāo)最終權(quán)重值，即層次總排序。

漯河市耕地質(zhì)量評價指標(biāo)權(quán)重值如表1所示。

表1 評價指標(biāo)權(quán)重值

2.3 指標(biāo)隸屬度計算

影響耕地質(zhì)量的指標(biāo)因子包括定性和定量2種，其中定性指標(biāo)為無量綱描述性指標(biāo)，定量指標(biāo)其數(shù)值存在無量綱和量綱不一致的情況。因此分別根據(jù)指標(biāo)的定量和定性屬性構(gòu)建數(shù)值型和概念型兩大類隸屬度函數(shù)：數(shù)值型指標(biāo)通過樣本數(shù)據(jù)擬合出相應(yīng)函數(shù)，概念型指標(biāo)通過特爾斐法直接得出相對于獨立值的隸屬度[17]。本文綜合評價漯河市耕地質(zhì)量，選取17個評價指標(biāo)，根據(jù)各個指標(biāo)屬性及對耕地質(zhì)量的影響不同，建立不同類型的隸屬函數(shù)，依據(jù)各樣點實測值或者調(diào)查情況，分別用各自隸屬函數(shù)計算求得各評價單元隸屬度。具體評價指標(biāo)的隸屬函數(shù)類型及表達式如表2所示。

表2 評價指標(biāo)隸屬函數(shù)

2.4 耕地質(zhì)量綜合指數(shù)計算

根據(jù)耕地質(zhì)量評價單元每個指標(biāo)因子的權(quán)重值及隸屬度，通過加法計算出每個評價單元的耕地質(zhì)量綜合指數(shù)。計算公式如(1)所示。

式中，IFI表示耕地質(zhì)量綜合指數(shù)；Fi代表第i個因子隸屬度；Ci代表第i個因子的組合權(quán)重。

2.5 耕地質(zhì)量等別劃分

依據(jù)《耕地質(zhì)量等級》(GB/T 33469-2016)標(biāo)準(zhǔn)，采用自然斷點法將耕地質(zhì)量綜合指數(shù)分為10個等別，各等別分別代表不同耕地質(zhì)量水平，1等質(zhì)量最好，10等質(zhì)量最差。圖2為耕地質(zhì)量等別空間分布情況。

圖2 耕地質(zhì)量等別分布圖

按照自然斷點法劃分等別，漯河市1～2等耕地面積為2.66×104hm2，占比的12.48%，主要分布于臨潁縣東北部、源匯區(qū)南部、召陵區(qū)西北部等地；3～5等耕地面積為8.36×104hm2，占比39.28%，主要分布于臨潁縣中部、郾城區(qū)中部及東部、源匯區(qū)中部及北部、舞陽縣南部、召陵區(qū)西北部等地；6～8等耕地面積為8.21×104hm2，占比38.58%，主要分布于臨潁縣西部、郾城區(qū)西部、舞陽縣西部、召陵區(qū)中部及東部等地；9～10等耕地面積為2.06×104hm2，占比9.67%，主要分布于舞陽縣西南部（表3）。

表3 耕地質(zhì)量等別分布情況表

從分等結(jié)果可以看出，漯河市耕地質(zhì)量等別大致呈東北向西南遞減，其中臨潁縣、郾城區(qū)、源匯區(qū)耕地質(zhì)量水平較高，舞陽縣和召陵區(qū)耕地質(zhì)量水平相對較差。漯河市耕地質(zhì)量絕大部分為中高水平，優(yōu)質(zhì)耕地不足，耕地質(zhì)量水平有待進一步提高。

2.6 耕地質(zhì)量分布特征及建設(shè)與保護對策

將漯河市耕地歸并為優(yōu)等地（1～2等）、高等地（3～5等）、中等地（6～8等）、低等地（9～10等），分別分析其優(yōu)勢條件和限制因素，并就限制因素提出針對性措施和建議。

（1）優(yōu)等地主要分布在源匯區(qū)、郾城區(qū)和臨潁縣中北部的平原、山麓河積平原區(qū)，地形平坦，農(nóng)田基礎(chǔ)設(shè)施較為完善，具備良好的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件。限制因素為土壤養(yǎng)分狀況，尤其是土壤中氮和磷的缺乏，影響耕地質(zhì)量，在生產(chǎn)活動中，農(nóng)戶應(yīng)繼續(xù)保持良好的耕作習(xí)慣，增施氮肥、磷肥，豐富土壤養(yǎng)分，培肥地力。同時要進一步完善田間基礎(chǔ)設(shè)施，更新排灌設(shè)施，拓寬田間道路，為下一步機械化耕作做好準(zhǔn)備；對農(nóng)田周邊環(huán)境積極進行改善，建設(shè)生態(tài)良好、環(huán)境健康的農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)，力爭將本區(qū)優(yōu)等地建成集中連片、設(shè)施配套、高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)、生態(tài)良好、抗災(zāi)能力強的高標(biāo)準(zhǔn)基本農(nóng)田。

（2）高等地主要分布在郾城區(qū)、源匯區(qū)、臨潁縣西部和南部，土壤養(yǎng)分和有機質(zhì)含量基本滿足作物生長需求。限制因素主要為農(nóng)田基礎(chǔ)設(shè)施條件，需要增強耕地管理水平，完善灌排系統(tǒng)，提高林網(wǎng)化程度，可適當(dāng)增加復(fù)種指數(shù)或?qū)嵭虚g作套種制度，充分挖掘耕地生產(chǎn)潛力，逐步達到優(yōu)等地水平。

（3）中等地主要分布在召陵區(qū)和舞陽縣，限制因素為土壤障礙因子，砂姜層、黏盤層的存在制約作物生長，可采用深耕、深松等措施消除土壤障礙層；也可通過工程技術(shù)手段增加有效土層厚度，改善和滿足作物根系生長需求，提高土壤保水保肥能力。

（4）低等地主要分布在舞陽縣、召陵區(qū)北部，限制因素為耕層質(zhì)地和質(zhì)地構(gòu)型，該區(qū)域土壤多為質(zhì)地黏重的砂姜土和黃褐土，結(jié)構(gòu)性差，干時堅硬易龜裂，濕時黏重泥濘，耕作困難，加之田間設(shè)施不完善，嚴(yán)重影響耕地產(chǎn)出。應(yīng)加強對土壤自身條件的改善，挖掘肥源，增加土壤有機質(zhì)，同時實施測土配方施肥，平衡土壤養(yǎng)分；因地制宜，種植生長期長、生命力頑強的作物，實施秸稈還田，逐步培肥地力，努力提高質(zhì)量較差耕地的產(chǎn)出能力。

3 結(jié)論

（1）漯河市耕地質(zhì)量等別大致呈東北向西南遞減，臨潁縣、郾城區(qū)、源匯區(qū)以及召陵區(qū)大部分地區(qū)的耕地質(zhì)量水平較高，舞陽縣西南部及召陵區(qū)北部耕地質(zhì)量相對較差。

（2）按照自然斷點法劃分，優(yōu)等地、高等地、中等地、低等地占比分別為12.48%、39.28%、38.58%、9.67%，漯河市耕地絕大部分為中高水平，優(yōu)質(zhì)耕地不足，耕地質(zhì)量水平有待進一步提高。

（3）漯河市耕地質(zhì)量水平有較大提升空間，根據(jù)各等地的質(zhì)量表現(xiàn)性狀，基于其主要限制因素采取針對性措施。優(yōu)等地主要限制因素為土壤養(yǎng)分狀況，可配方施肥，合理增施氮肥、磷肥，進一步完善田間基礎(chǔ)設(shè)施；高等地主要限制因素為農(nóng)田基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，需完善田間設(shè)施條件，并適當(dāng)增加復(fù)種指數(shù)或?qū)嵭虚g作套種制度，充分挖掘耕地生產(chǎn)潛力；中等地限制因素為土層障礙因子，建議采用深耕、深松等措施消除土壤障礙層，提升耕地質(zhì)量；低等地限制因素為耕層質(zhì)地和質(zhì)地構(gòu)型，應(yīng)加強對土壤自身條件的改善，增施有機肥，實施測土配方施肥，逐步培肥地力。

4 討論

影響耕地質(zhì)量的因素很多，通常根據(jù)影響程度的大小選取穩(wěn)定性強、能確切反映耕地質(zhì)量差異的因子來評價，本文依據(jù)漯河市土壤條件和耕地利用現(xiàn)狀，選取了17個具體指標(biāo)，分析漯河市不同等別耕地的數(shù)量及空間分布特征。對于不同自然條件和耕地利用狀況的區(qū)域進行耕地質(zhì)量評價，應(yīng)該在反映耕地質(zhì)量基本特征的基礎(chǔ)上選擇具有一定地域特殊性的指標(biāo)。

漯河市耕地質(zhì)量評價等別劃分采用自然斷點法，具有一定的相對性，僅適合于漯河市內(nèi)耕地質(zhì)量對比，與黃淮海區(qū)劃分標(biāo)準(zhǔn)存在較大偏差，需要相對統(tǒng)一的分級標(biāo)準(zhǔn)，便于相近自然氣候條件和耕地立地條件下的綜合對比。