摘要:將pH、有機質(zhì)、有效磷、速效鉀理化因子及≥無霜期、地形部位、耕層厚度、質(zhì)地、抗旱能力等項目為評價指標(biāo),采用GIS技術(shù)和模糊評價、綜合指數(shù)法等分析方法,對全場621個地塊進行評價,得出的結(jié)論與實際情況基本一致。
關(guān)鍵詞:GIS;耕地;耕地地力評價
中圖分類號:S158 文獻標(biāo)識碼:A 文章編號:1674-0432(2012)-11-0091-1
1.1 基本情況
黑龍江省遜克農(nóng)場位于小興安嶺北坡,遜克縣境內(nèi),坐標(biāo):東經(jīng)127°34′~129°03′,北緯48°58′~49°35′。海拔200~400m,全場東西全長125km,南北長45km,場邊界線長200km,總面積1793km2。耕地土壤類型主要土壤分為暗棕壤、草甸白漿土、黑土、沼澤土和草甸土五個土壤類型。
1.2 評價數(shù)據(jù)的來源
1.2.1 野外調(diào)查資料 主要調(diào)查地形地貌、土壤母質(zhì)、水文、土層厚度、表層質(zhì)地、耕地利用現(xiàn)狀、灌排條件、作物長勢產(chǎn)量、管理措施水平等。
1.2.2 基礎(chǔ)及專題圖件資料(1)地塊圖(土地利用現(xiàn)狀圖):首先獲取了全場范圍內(nèi)的3°帶投影的高精度遙感影像數(shù)據(jù),為MapGIS圖像數(shù)據(jù)格式,將其轉(zhuǎn)換、更新。圖件的屬性表根據(jù)地塊檔案添加了地塊名稱、編碼、所屬管理區(qū)等內(nèi)容。(2)土壤圖:來自第二次土壤普查成果圖,原圖為紙質(zhì)圖件,經(jīng)掃描矢量化轉(zhuǎn)化為數(shù)字形式。(3)行政區(qū)劃圖:行政區(qū)劃圖在地塊圖的基礎(chǔ)上生成。(4)土壤采樣點位圖:在地塊圖上標(biāo)明土壤采樣點的準(zhǔn)確坐標(biāo)位置。
1.2.3 土壤化驗值 2006-2008年全部測試了pH、有機質(zhì)、堿解氮、有效磷、速效鉀項目。
1.3 耕地地力評價理論和方法
1.3.1 評價理論 采用模糊綜合評價法,計算耕地地力綜合指數(shù);采用累加法計算各評價單元綜合地力指數(shù)。耕地地力一般可用數(shù)學(xué)表達(dá)式表示,計算公式如下:
1.3.2 評價方法
1.3.2.1 確定評價單元 采用地塊法劃分評價單元。 農(nóng)場實行的是大機械化作業(yè)方式,地塊內(nèi)生產(chǎn)環(huán)境、管理、生產(chǎn)水平比較相近,便于指導(dǎo)實際生產(chǎn)。
1.3.2.2 確定評價指標(biāo) 項目組專家和技術(shù)人員通過研討確定了包括≥10oC積溫、無霜期、耕地坡度、地形部位、耕層厚度、質(zhì)地、pH、有機質(zhì)、有效磷、速效鉀及抗旱能力11個評價因子。
1.3.2.3 評價單元賦值 根據(jù)各評價因子的空間分布圖或?qū)傩詳?shù)據(jù)庫,將各評價因子數(shù)據(jù)賦值給評價單元。
pH、有機質(zhì)、有效磷、速效鉀等土壤理化性狀因子,采用克里格空間插值方法,形成柵格化的點位圖,坡度數(shù)據(jù)由高程數(shù)據(jù)計算得到柵格圖,將柵格圖與評價單元圖疊加后,所有柵格的平均值給評價單元賦值。
地形部位、耕層厚度、質(zhì)地及抗旱能力4個評價因子可以直接形成矢量圖,與評價單元圖疊加,再采用加權(quán)統(tǒng)計的方法為評價單元賦值。
1.3.2.4 單因素評價 數(shù)值型指標(biāo)采用特爾斐專家評估法和SPSS13.0軟件,擬合隸屬函數(shù);概念型采用專家經(jīng)驗法,直接打分給出隸屬度。
1.3.2.5 計算評價指標(biāo)權(quán)重 直接采用特爾斐法,確定各評價因子的權(quán)重(見表1)。
2 評價結(jié)果與分析
遜克農(nóng)場耕地總面積52.8萬畝,評價耕地621塊,綜合指數(shù)最大值為83.94,最小值為52.97,均值為70.86,標(biāo)準(zhǔn)差為6.30采用等間距法進行地力劃分,將地力分為6個等級。
結(jié)果表明:全場耕地地力綜合指數(shù)分布在0.581~0.788之間。
農(nóng)場一、二級地集中分布北部區(qū)域,主要分布在第四、五、六、七等管理區(qū);該區(qū)域土壤有機質(zhì)、速效K和有效P等主要養(yǎng)分含量高。根據(jù)全場近三年各地塊產(chǎn)量調(diào)查顯示,主要分布在48、46、49、51、53、15、16、26及23隊,利用上幾乎沒有限制因素,可以安全地種植作物,是高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)農(nóng)田。但少量地塊土壤酸性較強。應(yīng)做到用養(yǎng)結(jié)合,調(diào)整肥料投入比例;增施有機肥料,實行秸稈還田,保持土壤肥力。
農(nóng)場三、四級地分布較為分散,主要以南部為主。三、四級地分布在第一、三、七等管理區(qū);土壤以中壤為主,有少量低產(chǎn)田,土壤利用受到一定限制。如17、14隊塘地,34隊沙壤坡地,28隊林區(qū)小氣候,這些地影響較大,產(chǎn)量一般。
農(nóng)場五、六級地主要分布在第四、八、三管理區(qū);分布在黑龍江邊、西北河流階地和東南部丘陵地帶,對作物選擇性強,有較大限制。如沿黑龍江流域41、42、45、39隊,這部分地土壤耕層淺,沙化嚴(yán)重,不能種小麥,只能種抗旱能力強的深耕系作物。第八管理區(qū)由于積溫低只能種超早熟大豆品種或改種水飛薊。對有機質(zhì)含量較低地塊,應(yīng)增施有機肥料,實行秸稈還田,提高保水保肥能力。
從評價結(jié)果來看全場總體土壤養(yǎng)分水平較高,保水保肥性能好,種植作物安全,是高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)農(nóng)田。
3 小結(jié)與討論
從以上分析可以看出:采用地塊法劃分評價單元,既可以反映單元之間的空間差異性,又可以較直觀地將評價結(jié)果落到實地。使評價結(jié)果更具綜合性、客觀性。
利用模糊數(shù)學(xué)模型,結(jié)合特爾斐法,可在一定程度上減少評價者主觀因素影響,更能準(zhǔn)確地反映耕地的地力差異,提高耕地地力評價結(jié)果的精度。研究結(jié)果與農(nóng)場的具體實際相符,說明評價理論和方法具有科學(xué)性和可行性。根據(jù)對采樣點數(shù)據(jù)分析,對今后制定可行的施肥技術(shù)指導(dǎo)提供了可靠的數(shù)據(jù)支撐。
但此評價方法操作面積大,區(qū)域廣;結(jié)果屬于專家們的集體主觀判斷;也可能出現(xiàn)與評價與實際分級不符的情況,這也是此方法之缺陷。
作者簡介:王占平(1963-),男,漢族,安徽鳳陽人,本科學(xué)歷,黑龍江省遜克農(nóng)場土肥測試中心農(nóng)藝師,從事土肥工作。