詹雪潔, 丁琪洵, 周文強(qiáng), 汪甜甜, 郭匿春, 馬友華
(安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院農(nóng)田生態(tài)保育與污染防控安徽省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,安徽合肥230036)
國家糧食安全關(guān)系國計(jì)民生,進(jìn)一步落實(shí)耕地占補(bǔ)平衡政策,有助于強(qiáng)化底線意識(shí)守護(hù)好耕地資源[1]。早在1997年4月,國家就要求各地須嚴(yán)格落實(shí)耕地總量平衡[2-3],第一次明確,非農(nóng)建設(shè)需要占用耕地的,須開墾不少于占用面積且符合標(biāo)準(zhǔn)的耕地[4-7]。1998 年8月修訂的《中華人民共和國土地管理法》,確立了以“占補(bǔ)平衡”為核心的土地用途管制制度[8]。2004年10月國務(wù)院提出補(bǔ)充耕地?cái)?shù)量與質(zhì)量按照等級(jí)折算[8],目的是占補(bǔ)數(shù)量、質(zhì)量同步平衡[9]。2015年12月,提出了耕地保護(hù)的概念,包括數(shù)量、質(zhì)量和生態(tài)三方面[10-12]。2020年1月,提出了耕地占用補(bǔ)償制度,引入了國家耕地保護(hù)的概念[13]。在非農(nóng)業(yè)建設(shè)中,經(jīng)批準(zhǔn)占用耕地的,應(yīng)當(dāng)本著“量力而行”的原則,對(duì)開墾的新耕地進(jìn)行數(shù)量、質(zhì)量兩手抓[14-16]。補(bǔ)充耕地質(zhì)量的重要性逐步得到重視,耕地占補(bǔ)平衡政策的落實(shí),有效遏制了耕地流失[17-18],在維系國家糧食安全的前提下,為產(chǎn)糧大區(qū)的現(xiàn)代化發(fā)展提供了政策及技術(shù)保障[19-23]。
于磊等[24]通過土地開發(fā)耕地質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)體系,評(píng)定地塊尺度下新增耕地的耕地質(zhì)量等別,進(jìn)而探索適宜的評(píng)價(jià)方法與指標(biāo)體系。鄖文聚等[25]認(rèn)為按等折算可為占補(bǔ)平衡考核提供科學(xué)有效的方法。王帥等[26]采用多因素法確定補(bǔ)充的耕地質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo),對(duì)陜北土地開發(fā)項(xiàng)目實(shí)施耕地等別評(píng)價(jià),且對(duì)新增耕地的管護(hù)方式提出建議。何滿魚等[27]通過對(duì)新增耕地自然質(zhì)量等指數(shù)、利用等指數(shù)和經(jīng)濟(jì)等指數(shù)的剖析, 進(jìn)行耕地質(zhì)量等別更新評(píng)價(jià)。李陳等[28]以農(nóng)用地分等定級(jí)數(shù)據(jù)和第二次全國土地調(diào)查數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),探討了質(zhì)量改進(jìn)期占補(bǔ)平衡的潛在價(jià)值評(píng)估體系。胡秋鳳等[29]以屏南縣官洋村為研究地點(diǎn),將農(nóng)用地分等數(shù)據(jù)應(yīng)用于補(bǔ)充耕地質(zhì)量評(píng)價(jià)中。陳正等[30]提出新發(fā)展理念下耕地占補(bǔ)平衡監(jiān)管體系工作開展方法。江淮丘陵地區(qū)位于淮河與長江之間,地形主要由河谷平原和起伏的丘陵組成,土地承載力較高,農(nóng)業(yè)資源開發(fā)潛力大,但耕地質(zhì)量也面臨著干旱頻發(fā)、水土流失嚴(yán)重、耕層較淺、土壤結(jié)構(gòu)多塊狀、土壤有機(jī)質(zhì)含量低等問題[31]。目前,對(duì)耕地占補(bǔ)平衡的研究主要集中在耕地占補(bǔ)平衡的發(fā)展歷史、意義及存在的問題、耕地總量的平衡以及耕地占補(bǔ)平衡的重要性等方面,涉及補(bǔ)充耕地質(zhì)量等級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系分析的研究相對(duì)較少。對(duì)江淮丘陵地區(qū)耕地質(zhì)量的研究多集中于土壤質(zhì)量[31]、水土保持[32]、土壤養(yǎng)分[33]、容重[34]、抗旱能力[35]、灌溉能力[36]等方面,而缺乏對(duì)于補(bǔ)充耕地質(zhì)量評(píng)價(jià)系統(tǒng)的研究。并且區(qū)域性的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)基本條件符合性評(píng)定的標(biāo)準(zhǔn)未具體確定,《耕地質(zhì)量等級(jí)評(píng)價(jià)》(GB 33469-2016)發(fā)布后,補(bǔ)充耕地的質(zhì)量等級(jí)評(píng)價(jià)的技術(shù)方法與路線缺乏系統(tǒng)的研究。
本研究以安徽省江淮丘陵地區(qū)的長豐縣與全椒縣為研究區(qū)域,探討該區(qū)域生產(chǎn)基本條件符合性,應(yīng)用最新的耕地治理等級(jí)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)評(píng)價(jià)研究區(qū)內(nèi)不同土地利用類型新增(補(bǔ)充)耕地質(zhì)量,研究其土壤養(yǎng)分特征及其與周邊現(xiàn)有耕地差異,分析該區(qū)域補(bǔ)充耕地存在的突出問題并提出相應(yīng)對(duì)策,以期為補(bǔ)充耕地質(zhì)量評(píng)定和提升提供參考。
研究區(qū)位于江淮丘陵北部的長豐縣與江淮丘陵東南部的全椒縣。長豐縣位于東經(jīng)116°52′~117°26′、北緯31°55′~32°37′,地勢由東南部向西北部降低,海拔50 m左右。江淮流域貫穿縣城中南部,分為長江流域和淮河流域。高塘湖濱位于東北部,瓦埠湖濱位于西部,地勢平坦,屬淮河灘平原。全椒縣位 于北緯31°51′~32°15′和東經(jīng)117°49′~118°25′。該縣北部為低山丘陵,中部為丘陵,西南部和東南部為山谷平原,地勢由西北向東南逐漸降低。全縣水田與旱田土壤質(zhì)地屬于黏壤土、重壤土和黏土。雖然保水、保肥性能較好,但土壤通透性差,難耕、難耙。絕大多數(shù)土壤呈中性,土層厚、耕層淺。農(nóng)作物種類豐富,主要有油菜、小麥、水稻、棉花和玉米。研究選取的項(xiàng)目區(qū)來自長豐縣與全椒縣2019年補(bǔ)充耕地,共18個(gè)項(xiàng)目區(qū),補(bǔ)充耕地面積74.53 hm2。
1.2.1 資料收集和技術(shù)準(zhǔn)備 在補(bǔ)充耕地項(xiàng)目實(shí)施前,收集現(xiàn)有土地利用現(xiàn)狀圖與照片、土壤質(zhì)量調(diào)查資料、建設(shè)項(xiàng)目相關(guān)規(guī)劃圖、批準(zhǔn)文件和耕地質(zhì)量等級(jí)評(píng)價(jià)結(jié)果。評(píng)價(jià)單元根據(jù)以下幾個(gè)方面進(jìn)行劃分:補(bǔ)充耕地建設(shè)項(xiàng)目類型、地形位置、農(nóng)田基礎(chǔ)設(shè)施、土壤類型等。
1.2.2 野外實(shí)地踏勘(調(diào)查與采樣) 結(jié)合長豐與全椒縣具體情況,將長豐縣的10個(gè)項(xiàng)目區(qū)地塊編號(hào)為1~10,全椒縣的8個(gè)項(xiàng)目區(qū)地塊編號(hào)為11~18。對(duì)18個(gè)項(xiàng)目區(qū)進(jìn)行布點(diǎn)、調(diào)查、采樣。按照農(nóng)業(yè)農(nóng)村部《耕地質(zhì)量調(diào)查監(jiān)測與評(píng)價(jià)辦法》(GB/T33469-2016)和《補(bǔ)充耕地質(zhì)量評(píng)定技術(shù)規(guī)范》(NY/T2626-2014)等相關(guān)評(píng)價(jià)要求,對(duì)研究區(qū)每個(gè)補(bǔ)充耕地地塊進(jìn)行布點(diǎn),利用Arcgis與奧維地圖進(jìn)行點(diǎn)位布設(shè);調(diào)查則采取現(xiàn)場踏勘、農(nóng)戶訪問、專家咨詢的形式;采樣采用五點(diǎn)取樣法,并保證每個(gè)補(bǔ)充耕地地塊至少收集一份土壤樣品,以此確保采樣密度(圖1)。
圖1 長豐縣與全椒縣補(bǔ)充耕地調(diào)查點(diǎn)位分布圖Fig.1 Distribution of supplementary land survey sites in Changfeng County and Quanjiao County
補(bǔ)充耕地質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)包括2個(gè)方面,一方面是先對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)基礎(chǔ)條件的符合度進(jìn)行評(píng)價(jià),另一方面是對(duì)土壤和耕地的質(zhì)量等級(jí)進(jìn)行評(píng)價(jià)。若發(fā)現(xiàn)土壤中存在污染源或潛在的污染源,還應(yīng)按農(nóng)業(yè)農(nóng)村部推薦標(biāo)準(zhǔn)NY/T1634增加對(duì)耕地生態(tài)環(huán)境質(zhì)量的評(píng)價(jià)。根據(jù)《耕地質(zhì)量等級(jí)》(GB/T33469-2016)和《補(bǔ)充耕地評(píng)定技術(shù)規(guī)范》(NY/T2626-2014)評(píng)定本次補(bǔ)充耕地的質(zhì)量等級(jí)。
1.3.1 農(nóng)業(yè)生產(chǎn)基本條件的符合性評(píng)價(jià) 根據(jù)《補(bǔ)充耕地質(zhì)量評(píng)定技術(shù)規(guī)范》(NY/T2626-2014)要求,土層厚度、土壤有機(jī)質(zhì)高低、地形坡度、地表碎屑物含量和類型是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)基本條件整體評(píng)價(jià)的必要指標(biāo)。此外,還根據(jù)各地實(shí)際情況增加評(píng)價(jià)指標(biāo),確定各指標(biāo)的極限值作為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。各項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)均符合評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定,表示合格,否則為不合格。基于江淮丘陵區(qū)域特點(diǎn),并參考浙江省補(bǔ)充耕地建設(shè)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件符合性評(píng)價(jià)指標(biāo)與要求(《關(guān)于規(guī)范和加強(qiáng)補(bǔ)充耕地質(zhì)量評(píng)定工作的通知》),經(jīng)安徽省相關(guān)農(nóng)業(yè)、農(nóng)村部門等有關(guān)專家審定后確定生產(chǎn)條件符合性評(píng)價(jià)具體指標(biāo)及其極限值。
1.3.2 耕地質(zhì)量等級(jí)評(píng)價(jià)
1.3.2.1 確定耕地質(zhì)量評(píng)價(jià)因子 根據(jù)《耕地質(zhì)量等級(jí)》(GB/T33469-2016),研究區(qū)隸屬于長江中下游區(qū)域的二級(jí)區(qū),即長江下游平原丘陵農(nóng)畜水產(chǎn)區(qū)。從現(xiàn)場調(diào)查與樣本檢測結(jié)果中,選取獨(dú)立性和穩(wěn)定性強(qiáng)的15個(gè)主要指標(biāo)作為評(píng)價(jià)因子。評(píng)價(jià)因素包括剖面性狀、耕層理化性狀、土壤管理、立地條件、土壤健康和養(yǎng)分狀況(圖2)。
1.3.2.2 評(píng)價(jià)單元賦值 依據(jù)現(xiàn)場踏勘與檢測樣品結(jié)果,將確定的評(píng)定因子數(shù)據(jù)賦值給評(píng)價(jià)單元。
1.3.2.3 確定評(píng)定因子權(quán)重和隸屬度 確定各評(píng)價(jià)因素的組合權(quán)重,運(yùn)用德爾菲法和層次分析法相結(jié)合的方法[29],按照《質(zhì)量評(píng)價(jià)技術(shù)規(guī)程》規(guī)定的方法進(jìn)行操作。對(duì)于定性數(shù)據(jù),通過德爾菲法直接得出相應(yīng)的隸屬度;對(duì)于定量數(shù)據(jù),通過德爾菲法和隸屬函數(shù)法確定各評(píng)價(jià)因子的隸屬函數(shù),并將評(píng)價(jià)因子的值代入隸屬函數(shù),計(jì)算出相應(yīng)的隸屬度。
圖2 補(bǔ)充耕地質(zhì)量等級(jí)影響因素層次結(jié)構(gòu)Fig.2 Hierarchical structure of factors affecting the quality grade of supplementary cultivated land
1.3.2.4 計(jì)算耕地質(zhì)量等級(jí)綜合指數(shù) 采用累加法計(jì)算每個(gè)評(píng)價(jià)單元的耕地質(zhì)量綜合指數(shù),公式為:IFI=∑(Fi×Ci),公式中IFI表示耕地質(zhì)量綜合指數(shù),F(xiàn)i為第i個(gè)因素的評(píng)語(分值),Ci為第i個(gè)因素的組合權(quán)重。
1.3.2.5 劃分耕地質(zhì)量等級(jí) 根據(jù)耕地質(zhì)量等級(jí)綜合指數(shù)值,結(jié)合當(dāng)?shù)馗刭|(zhì)量分級(jí)標(biāo)準(zhǔn),確定補(bǔ)充耕地質(zhì)量等級(jí)。
1.3.2.6 形成評(píng)定結(jié)論 首先評(píng)價(jià)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的基本條件是否符合,不符合的評(píng)價(jià)結(jié)果為不合格;符合要求的,進(jìn)一步結(jié)合補(bǔ)充耕地質(zhì)量等級(jí)評(píng)價(jià)結(jié)果形成評(píng)價(jià)結(jié)論。若有進(jìn)行環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)的,評(píng)價(jià)結(jié)果也納入評(píng)價(jià)結(jié)論。
研究區(qū)占補(bǔ)平衡項(xiàng)目的補(bǔ)充耕地多來自坑塘、其他草地、溝渠、河流、設(shè)施農(nóng)用地等類型,多數(shù)補(bǔ)充耕地的土壤層由不同土地利用區(qū)運(yùn)來的混合土體堆積而成,不僅土壤肥力低,而且養(yǎng)分含量也不均衡,尚未形成剖面構(gòu)型。該區(qū)的主要作物種類為水稻、小麥與油菜等。安徽省補(bǔ)充耕地農(nóng)業(yè)生產(chǎn)基本條件符合性評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定如下:①滿足土體厚度大于等于50 cm;②50 cm土體內(nèi)地表碎屑物含量(地表礫石度)小于等于20%;③土壤有機(jī)質(zhì)含量大于等于6 g/kg;④地形坡度小于25°。經(jīng)田間調(diào)查和土壤檢測,項(xiàng)目區(qū)土體厚度67~130 cm,土體內(nèi)地表碎屑物含量1.0%~3.6%,有機(jī)質(zhì)含量8.0~32.8 g/kg,地形坡度0°~3°。結(jié)果表明研究區(qū)江淮丘陵地區(qū)補(bǔ)充耕地滿足農(nóng)業(yè)生產(chǎn)基本條件。
評(píng)價(jià)補(bǔ)充耕地和周邊耕地質(zhì)量等級(jí),對(duì)比兩者耕地質(zhì)量等級(jí)及面積與占比,將各地塊耕地質(zhì)量等級(jí)面積加權(quán)平均得到耕地綜合質(zhì)量等級(jí)(圖3、表1)。從表1與圖3中可見,補(bǔ)充耕地的質(zhì)量等級(jí)分布處于2~7等,周邊耕地的質(zhì)量等級(jí)處于2~6等,前者的綜合質(zhì)量等級(jí)為4.60,比周邊耕地低了0.56等,補(bǔ)充耕地質(zhì)量等級(jí)整體低于周邊耕地。補(bǔ)充耕地質(zhì)量等級(jí)主要集中在4~6等,面積占88.34%,周邊耕地有44.54%集中在3~4等。
圖3 補(bǔ)充耕地與周邊耕地質(zhì)量等級(jí)分布對(duì)比Fig.3 Comparison of quality grade distribution between supplementary cultivated land and surrounding cultivated land
表1 補(bǔ)充耕地與周邊耕地質(zhì)量等級(jí)對(duì)比
研究區(qū)域位于江淮丘陵地區(qū),根據(jù)《耕地質(zhì)量等級(jí)》(GB/T33469-2016)選用灌溉能力、排水能力、有機(jī)質(zhì)含量、有效磷含量、速效鉀含量5個(gè)指標(biāo)為主要性狀進(jìn)行對(duì)比分析,并按安徽省耕地質(zhì)量主要性狀分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)以上指標(biāo)進(jìn)行分級(jí)。
2.3.1 土壤灌溉能力 從表2可見,補(bǔ)充耕地的灌溉能力級(jí)別主要是滿足,占58.00%,其次為充分滿足級(jí)別,占42.00%,無基本滿足和不滿足級(jí)別;周邊耕地的灌溉能力級(jí)別主要為滿足,占66.99%,基本滿足級(jí)別占33.01%,無充分滿足和不滿足級(jí)別??傮w上,補(bǔ)充耕地土壤灌溉能力高于周邊耕地。
表2 補(bǔ)充耕地與周邊耕地灌溉能力對(duì)比表
2.3.2 土壤排水能力 從表3可見,補(bǔ)充耕地的排水能力充分滿足級(jí)別占21.56%,滿足級(jí)別占76.44%;周邊耕地的排水能力有78.49%為滿足級(jí)別,基本滿足級(jí)別占21.51%。整體上補(bǔ)充耕地土壤排水能力較好,且高于周邊耕地。
表3 補(bǔ)充耕地與周邊耕地排水能力對(duì)比
2.3.3 土壤有機(jī)質(zhì)含量 研究區(qū)補(bǔ)充耕地的土壤有機(jī)質(zhì)含量最小值為8.0 g/kg,最大值為32.8 g/kg,平均含量15.7 g/kg,有機(jī)質(zhì)含量(表4)較高的補(bǔ)充耕地占13.79%,較低含量的補(bǔ)充耕地占29.03%,中等含量的補(bǔ)充耕地占49.33%。少部分有機(jī)質(zhì)含量為低級(jí)別。周邊耕地土壤有機(jī)質(zhì)含量最小值為15.4 g/kg,最大值為25.6 g/kg,平均含量為22.2 g/kg,較高含量的周邊成熟耕地僅占0.04%,中等級(jí)別的有機(jī)質(zhì)含量占99.96%。表明,補(bǔ)充耕地的有機(jī)質(zhì)含量低于周邊耕地,且兩極分化明顯。
表4 補(bǔ)充耕地與周邊耕地土壤有機(jī)質(zhì)含量分級(jí)對(duì)比
2.3.4 土壤有效磷含量 研究區(qū)補(bǔ)充耕地土壤有效磷平均含量為11.97 mg/kg,最小值為2.00 mg/kg,最大值為29.16 mg/kg。土壤有效磷含量較低水平的補(bǔ)充耕地占49.88%,低級(jí)別含量的補(bǔ)充耕地占1.59%,中級(jí)別含量的補(bǔ)充耕地占39.85%;周邊(成熟)耕地土壤有效磷平均含量為24.83mg/kg,最小值為7.07 mg/kg,最大值為50.66 mg/kg,較高級(jí)別占41.07%,其次是中級(jí)別含量占28.24%,高級(jí)別含量的周邊耕地占21.72%,較低級(jí)別的耕地占比最少(表5)。表明,補(bǔ)充耕地土壤有效磷含量比周邊耕地低。
表5 補(bǔ)充耕地與周邊耕地土壤有效磷含量分級(jí)對(duì)比
2.3.5 土壤速效鉀含量 補(bǔ)充耕地的土壤速效鉀含量平均值為113mg/kg,最小值為41mg/kg,最大值為220mg/kg,高級(jí)別含量的補(bǔ)充耕地占8.80%,較高級(jí)別土壤速效鉀含量的補(bǔ)充耕地占49.34%,中級(jí)別土壤速效鉀含量的補(bǔ)充耕地占24.91%,較低級(jí)別土壤速效鉀含量的補(bǔ)充耕地占13.80%;周邊耕地的土壤速效鉀最大值為246 mg/kg,平均含量為162 mg/kg,最小值為98 mg/kg,較高級(jí)別土壤速效鉀含量的周邊耕地占88.26%,中級(jí)別土壤速效鉀含量的周邊耕地占7.80%,較低級(jí)別土壤速效鉀含量的周邊耕地占3.52%(表6)。數(shù)據(jù)整體上顯示,補(bǔ)充耕地的速效鉀含量高于周邊耕地含量,但補(bǔ)充耕地的速效鉀含量差異明顯,極值差過大,不穩(wěn)定。
表6 補(bǔ)充耕地與周邊耕地土壤速效鉀含量分級(jí)對(duì)比
綜上所述,土地整治項(xiàng)目實(shí)施農(nóng)田水利工程建設(shè),改建了灌排條件,完善了灌溉排水系統(tǒng)。98%以上的補(bǔ)充耕地土壤灌溉與排水能力高于周邊(成熟)耕地。補(bǔ)充耕地土壤有機(jī)質(zhì)、有效磷含量和速效鉀含量狀況還未得到改善,87%以上的補(bǔ)充耕地土壤有機(jī)質(zhì)含量、有效磷含量、速效鉀含量低于周邊耕地。
本研究中江淮丘陵地區(qū)補(bǔ)充耕地質(zhì)量評(píng)價(jià)中農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件基本符合性采用國家標(biāo)準(zhǔn)方法《耕地質(zhì)量等級(jí)》(GB/T33469-2016),研究發(fā)現(xiàn)補(bǔ)充耕地灌排條件高于周邊耕地,但養(yǎng)分含量低于周邊耕地,綜合評(píng)價(jià)補(bǔ)充耕地等級(jí)低于周邊耕地,原因在于補(bǔ)充耕地的建設(shè)集中于灌溉、排水能力,對(duì)土壤養(yǎng)分提升度不夠。毛偉等[2]對(duì)長江中下游地區(qū)補(bǔ)充耕地和成熟耕地地力的評(píng)價(jià)方法是在現(xiàn)有的全國縣域耕地質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)基礎(chǔ)上,增加剖面構(gòu)型等4個(gè)指標(biāo),優(yōu)化統(tǒng)一評(píng)價(jià)體系,與本研究采用的方法不同。本研究能夠進(jìn)一步比較出補(bǔ)充耕地與周邊耕地指標(biāo)的差異性,為補(bǔ)充耕地質(zhì)量提升明確了方向。于磊等[24]研究發(fā)現(xiàn)東北平原區(qū)新增耕地自然等別與周邊地區(qū)差異較小,可能原因在于自然質(zhì)量等別評(píng)價(jià)全部利用的是土地自然質(zhì)量因素。本研究發(fā)現(xiàn)江淮丘陵區(qū)補(bǔ)充耕地雖然滿足農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件基本符合性的4個(gè)指標(biāo)范圍,但其補(bǔ)充耕地質(zhì)量遠(yuǎn)低于周邊耕地,且在養(yǎng)分含量方面差異尤為明顯??梢姡黾友a(bǔ)充耕地土壤養(yǎng)分含量、提升其耕地肥力水平是江淮丘陵地區(qū)補(bǔ)充耕地質(zhì)量提升的主要內(nèi)容。