劉良，張祖陸，于成，張光鳳

（山東師范大學(xué)人口·資源與環(huán)境學(xué)院，山東濟(jì)南 250014）

0 引言

隨著優(yōu)質(zhì)、生態(tài)、安全農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的需要，特別是可持續(xù)農(nóng)業(yè)發(fā)展觀念的興起，耕地質(zhì)量逐漸成為人們關(guān)注的熱點［1］。目前對于耕地質(zhì)量，國內(nèi)外還沒有一個具體、明確的概念。我國《全國耕地地力調(diào)查與質(zhì)量評價技術(shù)規(guī)程》中認(rèn)為，耕地質(zhì)量是耕地滿足作物生長和清潔生產(chǎn)的程度，包括耕地地力和土壤環(huán)境質(zhì)量兩個方面［2］。國際上更多的是對土地質(zhì)量的討論，如聯(lián)合國糧農(nóng)組織、世界銀行、聯(lián)合國開發(fā)計劃署、聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署共同建立的土地質(zhì)量指標(biāo)體系，認(rèn)為土地質(zhì)量是一個范圍，是與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、林業(yè)生產(chǎn)、環(huán)境保護(hù)、管理等各種土地利用的需求相關(guān)的土地條件，是維持生態(tài)系統(tǒng)和動植物健康而不發(fā)生土壤退化及其他生態(tài)環(huán)境問題的能力［3］。耕地質(zhì)量評價的主要目的是監(jiān)測國家和區(qū)域尺度內(nèi)耕地數(shù)量和質(zhì)量的變化，以改進(jìn)耕地管理政策，保障耕地資源可持續(xù)管理與利用［4－5］。

該文綜合考慮了耕地土壤條件、耕地氣候條件、耕地地形條件、耕地管理條件等類指標(biāo)，構(gòu)建了濟(jì)寧市耕地質(zhì)量評價指標(biāo)體系。采用AHP法對影響耕地質(zhì)量指標(biāo)的權(quán)重進(jìn)行了確定，然后對濟(jì)寧市的耕地質(zhì)量進(jìn)行了模糊綜合評價研究，并對每個因子對耕地質(zhì)量的影響程度和優(yōu)化措施作出了全面的分析。

1 研究區(qū)概況與數(shù)據(jù)來源

濟(jì)寧位于山東省中南部，地處黃淮海平原與魯中南山地交接地帶［6］。東鄰臨沂地區(qū)，西與菏澤接壤，南面是棗莊市和江蘇省徐州市，北面與泰安市交界，西北隅隔黃河與聊城市相望。南北長167km，東西寬158km。濟(jì)寧市屬魯南泰沂低山丘陵與魯西南黃淮海平原交接地帶，全市低山丘陵面積約占23.8%，其余為周邊的山前平原及濱湖洼地，總土地面積11 187km2，其中耕地面積6 113.2km2，占總面積的54.6%，2011 年人均耕地面積約為0.072 hm2／人。近幾年隨著經(jīng)濟(jì)社會的快速發(fā)展和人類對耕地的不合理開發(fā)利用，濟(jì)寧市的耕地質(zhì)量近十多年來有明顯的下降，如何控制和提高耕地質(zhì)量已經(jīng)成為一個亟需解決的問題。文中數(shù)據(jù)來自濟(jì)寧市土地利用總體規(guī)劃（2006—2020年），濟(jì)寧統(tǒng)計年鑒（2005—2011 年），山東省環(huán)境狀況公報（2005—2010年）。

2 濟(jì)寧市耕地質(zhì)量評價研究

2.1 評價指標(biāo)體系的構(gòu)建

耕地質(zhì)量是耕地自然屬性和社會經(jīng)濟(jì)屬性的綜合效應(yīng)。因此只有綜合選取能反映耕地質(zhì)量的自然和社會指標(biāo)，合理確定各項指標(biāo)的權(quán)重，才能科學(xué)的評定耕地的質(zhì)量等級［7］。通過實地調(diào)研，并多次征求專家的意見，利用統(tǒng)計方法，綜合選取了13個因子，構(gòu)建了濟(jì)寧市耕地質(zhì)量定量評價指標(biāo)體系。

土壤是耕地的重要組成成分之一。土壤侵蝕容易造成區(qū)域內(nèi)土壤水土流失，引起耕作層變淺，表土沙化，土壤肥力減退。耕地的生產(chǎn)力主要取決于土壤的肥力水平，即土壤能夠供應(yīng)和協(xié)調(diào)植物生長發(fā)育所必需的水分、養(yǎng)分、空氣和熱量以及其他生長條件的能力，它直接影響作物的生命活動，決定作物的產(chǎn)量和質(zhì)量，形成耕地質(zhì)量的差異，它是耕地評價的最基本因素［8］。土壤厚度對土壤中的微生物群落和植物根系有很大的關(guān)系，從而對耕地質(zhì)量產(chǎn)生影響。土壤質(zhì)地與土壤通氣、保肥、保水狀況及耕作的難易有密切關(guān)系，土壤質(zhì)地狀況是擬定土壤利用、管理和改良措施的重要依據(jù)。

氣候條件也是影響耕地質(zhì)量的重要因素之一。其中積溫是研究溫度與生物有機(jī)體發(fā)育速度之間關(guān)系的一種指標(biāo)，從強(qiáng)度和作用時間兩個方面表示溫度對生物有機(jī)體生長發(fā)育的影響，濟(jì)寧市≥10℃活動積溫累計年平均為4 571.9℃。除了溫度以外，降水也對耕地質(zhì)量有明顯的影響，濟(jì)寧市年平均降水量為707mm。所以在氣候條件中選擇積溫與降水量作為評價指標(biāo)。

濟(jì)寧市境內(nèi)有低山丘陵、山前沖積扇平原、河流沖積平原、湖泊洼地等地貌類型。不同的地貌類型及其地貌部位對區(qū)內(nèi)水熱狀況的再分配與物質(zhì)的遷移起到重要作用，直接影響著土壤和土層的發(fā)育，同時影響到農(nóng)田基本建設(shè)、土地改良、機(jī)械化與土地利用的難易和效果［8］。所以選取地形坡度、坡向和海拔高度作為濟(jì)寧市耕地地貌條件的評價指標(biāo)。

隨著濟(jì)寧市的工業(yè)快速發(fā)展，工業(yè)廢水和超標(biāo)污染物的排放逐年加劇，造成土壤污染特別是耕地重金屬污染日趨嚴(yán)重。耕作水平在耕地自然條件的基礎(chǔ)上，對作物的生長有重要的影響。灌溉保證率和排澇能力兩因素直接影響耕地的水分條件。隨著人類農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程的加劇和對耕地質(zhì)量干預(yù)作用的加強(qiáng)，耕地的人為管理條件因素應(yīng)該作為一種重要的影響因素考慮進(jìn)來。這里選取灌溉保證率、耕作水平、排澇能力、土壤污染4個因素作為評價指標(biāo)。

2.2 評價指標(biāo)權(quán)重的確立

2.2.1 建立評價指標(biāo)集

將濟(jì)寧市耕地質(zhì)量評價指標(biāo)構(gòu)建起的指標(biāo)體系分為3個評價層，即評價目標(biāo)層、評價準(zhǔn)則層與評價因子層。設(shè)A＝｛A1，A2，…，Am｝是一個由A 層評價指標(biāo)構(gòu)成的指標(biāo)集，設(shè)Bi＝｛Bi1，Bi2，…，Bim｝（i＝1，2，…，m）是對應(yīng)于Ai（i＝1，2，…，m）的評價因子層構(gòu)成的指標(biāo)集［9］。

2.2.2 構(gòu)造判斷矩陣

判斷矩陣表示針對上一層次某元素Ai（i＝1，2，…，m），該層次與它有關(guān)元素Bi＝｛Bi1，Bi2，…，Bim｝（i＝1，2，…，m）之間的相對重要性的比較，一般取如下形式：

其中，Aij表示Ai對于Aj的相對重要性數(shù)值；Bij表示Bi對于Bj的相對重要性數(shù)值。一般取1，3，5，7，9等5個等級標(biāo)度，其意義如表1所示。

表1 判斷矩陣等級標(biāo)度及其意義

2.2.3 層次單排序

將判斷矩陣的每一列元素作歸一化處理，其元素的一般項為：

將按列歸一化處理后的判斷矩陣按行相加為：

式中：（AW）i表示AW 向量的第i 個向量。判斷矩陣的一致性檢驗，依據(jù)公式：

式中：CI 為判斷矩陣的一般一致性指標(biāo)；RI 為判斷矩陣的平均隨機(jī)一致性指標(biāo)；CR 為隨機(jī)一致性比率。其中，對于1～15階矩陣的RI值見表2。

表2 1～15階矩陣的RI值

當(dāng)CR＜0.10時，認(rèn)為層次單排序的結(jié)果具有滿意的一致性，否則就需要對該層次的各判斷矩陣進(jìn)行調(diào)整，使之具有滿意的一致性。

依據(jù)上述計算，得出濟(jì)寧市耕地質(zhì)量評價指標(biāo)的權(quán)重值（表3）。

表3 濟(jì)寧市耕地質(zhì)量評價指標(biāo)權(quán)重分配（層次單排序）

2.3 濟(jì)寧市耕地質(zhì)量綜合評價

2.3.1 確定因素集和評判集

多層次模糊綜合評判的因素集可描述為：

其中：

按照一定的方法對各因素進(jìn)行定等分級，將評價等級分為“好”、“較好”、“一般”、“差”、“較差”5個等級，記為：V＝｛V1，V2，…，V5｝。

2.3.2 評價要素權(quán)重及隸屬度的確定

采用AHP法的專家征詢法確定了評價要素各子集U＝｛u1，u2，…，un｝的權(quán)重（表3）。評判指標(biāo)的隸屬度由評判專家小組的每一個成員根據(jù)已確定的評價等級標(biāo)準(zhǔn)依次對各個指標(biāo)進(jìn)行評價，統(tǒng)計所得數(shù)據(jù)，用人數(shù)的百分比來表示評價的結(jié)果，從而得到評判指標(biāo)的評判矩陣。

評判矩陣為：

式中：rij表示因素ui的評價對等級vi的隸屬度，因而矩陣R 中第i 行Ri＝（ri1，ri2，…，rin）即為對第i個因素ui的單因素評判結(jié)果。

2.3.3 評判結(jié)果集的求解

模糊綜合評判是在評判集V 的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，因此評判結(jié)果集應(yīng)是V 上的一個模糊集，可記為F＝（f1，f2，…，fm），評判結(jié)果集可由公式（10）求得：

即

其中：fi＝∨（ui∧rij），（j＝1，2，…，m）。

2.3.4 評判結(jié)果與分析

通過統(tǒng)計各評價要素對于評價集的隸屬度，得到各子集中諸要素的評判矩陣：

通過模糊綜合評價計算得到濟(jì)寧市的耕地質(zhì)量綜合評價：

根據(jù)模糊綜合評判的最大隸屬原則，可判斷濟(jì)寧的耕地質(zhì)量為“一般”等級。

通過以上分析可以得出，濟(jì)寧市耕地質(zhì)量主要受土壤侵蝕，年降水量，地形的坡度、坡向，耕作水平等因素的影響，單排序影響權(quán)重分別為0.325，0.517，0.572，0.417。

（1）分析評判結(jié)果R1可得：土壤質(zhì)地、土壤厚度、土壤肥力、田間持水量評判結(jié)果較好，最大隸屬度均為v2，屬于“較好”等級。而土壤侵蝕因素最大隸屬度為v3，屬于“一般”等級。這說明人類活動長期對自然生態(tài)環(huán)境的破壞和不合理的開發(fā)利用，例如濟(jì)寧市的采煤塌陷、礦區(qū)煤矸石的大量堆積等引起的耕地沙化與水土流失，均會對耕地質(zhì)量產(chǎn)生一定的不良影響。

（2）分析評判結(jié)果R2可得：濟(jì)寧市耕地氣候條件指最大隸屬度均屬于v2，屬于“較好”等級。這說明濟(jì)寧市耕地氣候條件較好，這主要與濟(jì)寧市的地理位置與氣候條件有關(guān)，同時，大范圍的南四湖湖水面積對耕地質(zhì)量產(chǎn)生了積極的調(diào)節(jié)影響。

（3）分析評判結(jié)果可得R3：濟(jì)寧市的耕地地形條件最大隸屬度均為v1，屬于“好”這一等級，說明濟(jì)寧市有著較為優(yōu)越的耕地地形條件。全市地形以山前平原和濱湖平原為主［6］，平原面積占土地總面積的65.6%［10］。范圍包括京滬鐵路以西，梁山縣以東，南四湖以北、以西，另有東部河谷平原，主要集中在泗河兩岸，在山間成樹枝狀分布。海拔一般在50～100m以上。

（4）分析評判結(jié)果可得R4：灌溉保證率、耕作水平、土壤污染最大隸屬度均為v2，屬于“較好”等級，排澇能力最大隸屬度為v3，屬于“一般”等級。說明濟(jì)寧市耕地的人為管理條件例如土地灌溉、耕作水平和田間的排澇等方式較為合理，但隨著濟(jì)寧城市化的加速發(fā)展和作為煤礦生產(chǎn)基地的煤炭生產(chǎn)、煤化工與熱電、醫(yī)藥等工業(yè)的發(fā)展，大量工業(yè)廢水、廢棄物的排放對耕地造成了一定的污染；同時，長期耕地的開發(fā)利用，例如農(nóng)藥化肥的使用，造成濟(jì)寧市耕地的重金屬污染和土壤肥力失衡，土壤板結(jié)等現(xiàn)象嚴(yán)重，對耕地產(chǎn)生不良的影響，應(yīng)引起當(dāng)?shù)卣拖嚓P(guān)部門的重視。

3 結(jié)論與建議

3.1 結(jié)論

（1）該文選取了13個反映濟(jì)寧市耕地質(zhì)量的指標(biāo)，構(gòu)建了濟(jì)寧市耕地質(zhì)量綜合評價指標(biāo)體系。運用AHP法對每個指標(biāo)的權(quán)重進(jìn)行了確立，然后運用模糊綜合評判方法對濟(jì)寧市的耕地質(zhì)量進(jìn)行了綜合評價。

（2）經(jīng)評價分析得出濟(jì)寧市耕地土壤條件基本屬于“較好”等級，土壤侵蝕為“一般”；耕地氣候條件也屬于“較好”等級；耕地地形條件屬“好”的等級；在耕地管理條件中灌溉保證率、耕作水平、土壤污染最大隸屬度均為v2，屬于“較好”等級，排澇能力最大隸屬度為v3，屬于“一般”等級。由此，最終經(jīng)模糊綜合評價得出：濟(jì)寧市耕地的總體評價為“一般”等級。

（3）濟(jì)寧市耕地質(zhì)量的保護(hù)重點在土壤侵蝕、土壤污染以及排澇等方面，保護(hù)措施不僅要從自然條件方面入手，更重要的是科學(xué)地改善人為管理因素，這樣才能從根本上提高濟(jì)寧市耕地質(zhì)量水平。

3.2 建議

近幾年來，隨著工業(yè)建設(shè)、城市化建設(shè)的加快，濟(jì)寧市對優(yōu)良耕地的占用率逐年上升，造成耕地總量呈下降趨勢。加之不合理的開發(fā)利用所造成的水土流失、土壤污染等因素，耕地的質(zhì)量也受到明顯的影響。結(jié)合濟(jì)寧市耕地現(xiàn)狀，認(rèn)為濟(jì)寧市在以后的耕地管理開發(fā)利用中應(yīng)該采取以下措施。

（1）建立健全耕地保護(hù)的法律法規(guī)制度，制定耕地質(zhì)量保護(hù)政策。為了保護(hù)濟(jì)寧市的耕地質(zhì)量和耕地生態(tài)環(huán)境，提高耕地地力，應(yīng)該補(bǔ)充制定或細(xì)化、優(yōu)化一系列的耕地質(zhì)量保護(hù)制度、措施。例如建立耕地質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)制度、耕地質(zhì)量監(jiān)測制度、耕地質(zhì)量監(jiān)督管理制度、對被破壞耕地的補(bǔ)救制度、保護(hù)耕地質(zhì)量的資金投入制度、農(nóng)業(yè)勞動者的能力培養(yǎng)和技術(shù)創(chuàng)新支持制度、法律責(zé)任制度等［11］。在此基礎(chǔ)上還要建立健全社會監(jiān)督體系，將耕地質(zhì)量保護(hù)建立在廣泛的社會監(jiān)督之下。對占用耕地進(jìn)行嚴(yán)格審批，杜絕非農(nóng)建設(shè)對耕地質(zhì)量造成的不良影響。

（2）適度開發(fā)后備土地資源。隨著濟(jì)寧市城市化的加快和耕地數(shù)量的減少，耕地質(zhì)量承受著越來越大的壓力。因此在保護(hù)和改善生態(tài)環(huán)境的前提下，依據(jù)土地適應(yīng)性條件，本著“因地制宜、適度開發(fā)”的原則，有步驟推進(jìn)后備土地資源開發(fā)。濟(jì)寧市山地丘陵面積占全市23.8%，主要分布在泗水縣、鄒城市、曲阜市、嘉祥縣、微山縣、汶上縣境內(nèi)，因此后備土地資源開發(fā)主要以這些低山丘陵的未利用地為主。同時還應(yīng)強(qiáng)化煤礦塌陷地的復(fù)墾力度與管理制度。嚴(yán)格控制非農(nóng)建設(shè)占用耕地，實施非農(nóng)建設(shè)用地的耕地補(bǔ)償制度，以保證優(yōu)良耕地的數(shù)量。

（3）因地制宜，有序開展耕地整理。根據(jù)濟(jì)寧市耕地資源的區(qū)域差異，因地制宜地進(jìn)行耕地整理來提高耕地的質(zhì)量。耕地整理方式主要可以包括平墳、填溝、零星未利用土地開發(fā)，完善田間道路、林網(wǎng)配套、溝渠，改造中低產(chǎn)園、林地和水面，以及科學(xué)調(diào)整耕地利用等。濟(jì)寧市的耕地整理重點在東部低山丘陵區(qū)和南部沿湖稻麥輪作區(qū)。東部山區(qū)包括泗水縣全部及鄒城東部、南部和曲阜東部。通過零散小塊梯田集中、梯田田面平整，減少田坎、壩堰面積，配套水利排灌設(shè)施，增加耕地面積，提高土地利用率。南部濱湖稻麥輪作區(qū)，主要指南四湖兩岸小麥—水稻輪換種植區(qū)域的大部分鄉(xiāng)鎮(zhèn)，包括魚臺縣、任城區(qū)、微山縣的沿湖鄉(xiāng)鎮(zhèn)和嘉祥縣金屯鎮(zhèn)的一部分，該地區(qū)主要通過對農(nóng)田水利用地的調(diào)整治理來增加耕地面積［10］。

（4）對采煤塌陷地區(qū)進(jìn)行綜合治理。濟(jì)寧市的煤炭資源豐富，主要分布在市域中部平原的優(yōu)良耕地區(qū)。煤炭資源的開采造成的地面塌陷和煤矸石的大量堆積，造成耕地大量損失和耕地質(zhì)量受到嚴(yán)重的影響。這就需要一方面對采煤區(qū)域進(jìn)行科學(xué)的綜合整治，使用科學(xué)的開采方法，如煤矸石回填減少地面坍塌的面積，保護(hù)礦區(qū)內(nèi)的生態(tài)環(huán)境，以此來提高礦區(qū)內(nèi)的耕地質(zhì)量。同時強(qiáng)化對塌陷地復(fù)墾治理的管理制度強(qiáng)度和加大治理的力度。

（5）科學(xué)種田，加強(qiáng)田間管理與耕種技術(shù)，減少不利人為因素對耕地質(zhì)量的影響。不合理的施肥、施用用藥是目前嚴(yán)重影響耕地質(zhì)量的原因之一，造成土壤肥力失衡、微生物群落減少、土壤板結(jié)等現(xiàn)象。因此合理科學(xué)的人為管理因素對耕地質(zhì)量有著重要的意義。農(nóng)業(yè)主管部門可以通過各種渠道，加強(qiáng)宣傳，推廣科學(xué)技術(shù)手段，因地制宜，分類指導(dǎo)，及時調(diào)整指導(dǎo)大面積平衡施肥用藥技術(shù)，進(jìn)一步擴(kuò)大平衡施肥用藥技術(shù)［11］。另外提高耕地的生態(tài)環(huán)境保護(hù)。而且還要加大宣傳力度，加強(qiáng)人們的耕地保護(hù)意識，從根本上保障耕地的質(zhì)量水平。積極推行土地開發(fā)整理企業(yè)化運營模式，采取多種融資模式，促進(jìn)開發(fā)整理的良性循環(huán)［12］。

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