摘 要：在GIS的支持下，采用土壤圖和土地利用現(xiàn)狀圖疊置的方法劃分評(píng)價(jià)單元，系統(tǒng)聚類與Delphi法相結(jié)合篩選參評(píng)因素，層次分析法（AHP）確定其權(quán)重，模糊評(píng)判法確定耕地地力等級(jí)等方法，進(jìn)行淄川區(qū)耕地地力評(píng)價(jià)。結(jié)果表明，淄川區(qū)現(xiàn)有耕地28 114.13 hm2，共劃分為六級(jí)，一至六級(jí)分別占耕地總面積的10.29%、12.76%、27.29%、24.51%、9.89%、15.26%，針對(duì)不同等級(jí)耕地的屬性特征進(jìn)行了描述性分析，指出了淄川區(qū)耕地利用中存在的主要問題，并提出了一些合理利用和改良的建議。

關(guān)鍵詞：GIS；耕地地力；層次分析；模糊評(píng)價(jià)

中圖分類號(hào)：S158 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)號(hào)：A 文章編號(hào)：1001-4942（2013）11-0087-04

耕地是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要基礎(chǔ)，對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展、人們物質(zhì)水平的提高、乃至整個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展都有著十分重要的作用?，F(xiàn)在距第二次土壤普查已近30年，農(nóng)村經(jīng)營(yíng)體制、耕作制度、作物品種、種植結(jié)構(gòu)、產(chǎn)量水平、肥料和農(nóng)藥的使用均發(fā)生了巨大的變化，有必要對(duì)耕地地力進(jìn)行全面調(diào)查，利用現(xiàn)代先進(jìn)的耕地地力評(píng)價(jià)理論和方法（如 GIS 技術(shù)和模糊數(shù)學(xué)、層次分析等），對(duì)我國(guó)耕地進(jìn)行重新的評(píng)價(jià)和認(rèn)識(shí)， 建立起適合本地實(shí)際的耕地地力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。為此， 2007年根據(jù)農(nóng)業(yè)部的統(tǒng)一部署， 淄博市淄川區(qū)開展了耕地地力調(diào)查與質(zhì)量評(píng)價(jià)。

淄川區(qū)地處北緯36°22′40″～36°45′24″，東經(jīng)117°41′45″～118°14′30″，位于泰沂山系北緣，淄博市楔狀盆地的中部。南與沂源縣、博山區(qū)為鄰，東與臨朐縣、青州市、臨淄區(qū)連接，北接張店區(qū)，西與周村區(qū)、章丘市接壤。南北長(zhǎng)48 km，東西寬42 km，總面積999.065 km2。淄川區(qū)屬暖溫帶季風(fēng)區(qū)半干旱大陸性氣候。春季干旱多風(fēng)，夏季炎熱多雨，秋季涼爽多旱，冬季漫長(zhǎng)干冷，四季分明，光熱資源比較豐富，降雨量年際變化顯著，年內(nèi)分布不均，干濕交替明顯。栽培作物以糧食作物為主，主要有小麥、玉米，其次是地瓜、高粱、谷子、大豆等。

1 數(shù)據(jù)來源與研究方法

1.1 數(shù)據(jù)來源

1.1.1 野外調(diào)查資料 按野外調(diào)查點(diǎn)獲取，主要包括地形地貌、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(zhǎng)勢(shì)產(chǎn)量、管理措施水平等。

1.1.2 室內(nèi)化驗(yàn)分析資料 包括有機(jī)質(zhì)、全氮、堿解氮、有效磷、速效鉀等大量養(yǎng)分含量；交換性鈣、鎂等中量養(yǎng)分含量；有效鋅、硼、鉬等微量養(yǎng)分含量。

1.1.3 基礎(chǔ)及專題圖件資料 包括1∶5萬的地形圖、行政區(qū)劃圖、土地利用現(xiàn)狀圖、道路交通圖、居民點(diǎn)分布圖、地貌圖、土壤圖、水系分布圖等。圖件資料采用地理信息系統(tǒng)軟件ArcGIS9.2進(jìn)行數(shù)字化、圖形編輯、圖幅誤差校正、拓?fù)洳殄e(cuò)等處理。

1.2 研究方法

1.2.1 確定評(píng)價(jià)單元 采用土壤圖、土地利用現(xiàn)狀圖的疊置劃分法，相同土壤單元及土地利用現(xiàn)狀類型的地塊組成一個(gè)評(píng)價(jià)單元，即“土地利用現(xiàn)狀類型-土壤類型”的格式。同一評(píng)價(jià)單元內(nèi)的土壤類型相同，利用方式相同，交通、水利、經(jīng)營(yíng)管理方式等基本一致。

1.2.2 參評(píng)因素的選取 參評(píng)因素是指參與評(píng)定耕地地力等級(jí)的耕地的諸屬性。影響耕地地力的因素很多，根據(jù)淄川區(qū)的區(qū)域特點(diǎn)遵循主導(dǎo)因素原則、差異性原則、穩(wěn)定性原則、敏感性原則，采用定量和定性方法結(jié)合，最后確定灌溉保證率、坡度、地形地貌、耕層質(zhì)地、剖面構(gòu)型、障礙層狀況、土層厚度、有機(jī)質(zhì)、速效鉀、有效磷、有效鋅、水溶態(tài)硼作為耕地地力評(píng)價(jià)的參評(píng)指標(biāo)。

1.2.3 參評(píng)因素權(quán)重的確定 在耕地地力評(píng)價(jià)中，需要根據(jù)各參評(píng)因素對(duì)耕地地力的貢獻(xiàn)確定權(quán)重。確定權(quán)重的方法很多，本評(píng)價(jià)中采用層次分析法（AHP）來確定各參評(píng)因素的權(quán)重。

1.2.4 參評(píng)因素隸屬函數(shù)的建立 用Delphi法根據(jù)一組分布均勻的實(shí)測(cè)值評(píng)估出對(duì)應(yīng)的一組隸屬度，然后在計(jì)算機(jī)中繪制這兩組數(shù)值的散點(diǎn)圖，再根據(jù)散點(diǎn)圖進(jìn)行曲線模擬，尋求參評(píng)因素實(shí)際值與隸屬度關(guān)系方程從而建立起隸屬函數(shù)。

1.2.5 耕地地力等級(jí)的確定 用指數(shù)和法來確定耕地的綜合指數(shù)，公式為：

計(jì)算耕地地力綜合指數(shù)之后，在耕地資源管理系統(tǒng)中選擇累積曲線分級(jí)法進(jìn)行評(píng)價(jià)，根據(jù)曲線斜率的突變點(diǎn)（拐點(diǎn)）來確定等級(jí)的數(shù)目和劃分綜合指數(shù)的臨界點(diǎn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 評(píng)價(jià)單元

通過土壤圖、土地利用現(xiàn)狀圖的疊置和檢索，將淄川區(qū)耕地地力劃分為2 986個(gè)評(píng)價(jià)單元。

2.2 參評(píng)因素的權(quán)重

采用層次分析法（AHP）最后計(jì)算得到各參評(píng)因素的權(quán)重，如表1所示。

表1 各參評(píng)因素的權(quán)重

2.3 參評(píng)因素的隸屬函數(shù)

通過模擬共得到直線型、戒上型兩種類型的隸屬函數(shù)，其中有機(jī)質(zhì)、有效磷、速效鉀等屬于戒上型隸屬函數(shù)，地貌類型、質(zhì)地等描述性的因素屬于直線型隸屬函數(shù)，各參評(píng)因素類型及其隸屬函數(shù)如表2所示。

表2 各參評(píng)因素類型及其隸屬函數(shù)

2.4 淄川區(qū)的耕地地力分析

2.4.1 一級(jí)地 IFI>0.81，耕地面積2 891.02 hm2，占全區(qū)耕地總面積的10.29%。土壤類型以褐土、潮褐土為主，土壤表層質(zhì)地為輕壤和中壤。農(nóng)田水利設(shè)施較為完善，灌排條件好，土壤養(yǎng)分豐富，是淄川區(qū)的高產(chǎn)耕地。但是與其他產(chǎn)糧大縣相比，產(chǎn)量水平仍較低，主要因?yàn)樵摰貐^(qū)經(jīng)濟(jì)較發(fā)達(dá)，農(nóng)戶不以農(nóng)業(yè)為主，農(nóng)業(yè)人力、物力投入比例明顯低于二、三產(chǎn)業(yè)投入；土壤肥力與高產(chǎn)高效農(nóng)業(yè)的需求還有很大差距，農(nóng)戶施肥種類單一，缺乏針對(duì)性，長(zhǎng)期以施用磷酸二銨和尿素為主，造成土壤鉀素缺乏，成為作物高產(chǎn)的限制因素。

2.4.2 二級(jí)地 IFI為0.69～0.81，耕地面積為3 586.70 hm2，占全區(qū)耕地總面積的12.76%。土壤類型以褐土、潮褐土、褐土性土為主，兼有少量淋溶褐土，土壤表層質(zhì)地為輕壤和中壤。農(nóng)田水利設(shè)施缺乏，灌排條件一般，土壤養(yǎng)分含量均比較豐富，處于中等偏上水平。存在的主要問題是：部分地區(qū)耕層中存在夾砂等障礙性層次；灌溉水平一般，大量的無灌溉區(qū)，有季節(jié)性干旱，有潛在侵蝕威脅。

2.4.3 三級(jí)地 IFI為0.61～0.69，耕地面積7 672.35 hm2，占全區(qū)耕地總面積的27.29%，是全區(qū)耕地面積中所占比例最大的一個(gè)等級(jí)。土壤類型以褐土、潮褐土為主，兼有少量淋溶褐土、褐土性土，土壤表層質(zhì)地為輕壤和中壤。極少數(shù)地區(qū)的灌溉保證率達(dá)到50%左右，大量的無灌溉區(qū)，土壤養(yǎng)分含量比較理想，多處于中等或豐富水平。該級(jí)地是平原向山區(qū)過渡的等級(jí)類型，各種屬性介于二者之間，坡度較大，耕地大平小不平，地塊微有傾斜，有水土流失現(xiàn)象，受干旱威脅，地下水源缺乏，灌溉水平極差，耕地養(yǎng)分存在不平衡現(xiàn)象，其中速效鉀含量水平較低，有待提高。

2.4.4 四級(jí)地 IFI為0.53～0.61，耕地面積6 892.17 hm2，占全區(qū)耕地總面積的24.51%。土壤類型以褐土、褐土性土為主，兼有少量淋溶褐土，土壤表層質(zhì)地主要是輕壤和中壤，少量砂壤。灌溉水平極低，基本無灌溉區(qū)，土壤養(yǎng)分含量略低，養(yǎng)分比例失調(diào)，對(duì)作物生長(zhǎng)不利。該級(jí)地土層淺薄，土壤質(zhì)地、結(jié)構(gòu)性差，存在明顯的障礙性層次，礫石較多，漏肥漏水，坡度大，有水土流失現(xiàn)象，阻礙作物的正常發(fā)育。

2.4.5 五級(jí)地 IFI為0.47～0.53，耕地面積2 781.27 hm2 ，占全區(qū)耕地總面積的9.89%。土壤類型以褐土性土為主，含有少量褐土，土壤表層質(zhì)地以中壤為主，少量輕壤和砂壤。該級(jí)地的土層厚度很薄，耕層中存在明顯的障礙性層次，礫石較多，阻礙作物的正常生長(zhǎng)發(fā)育；坡度大，水土流失嚴(yán)重，灌溉水平極低，土體干旱，漏肥漏水，不抗旱耐澇，養(yǎng)分含量偏低，對(duì)作物生長(zhǎng)不利。

2.4.6 六級(jí)地 IFI<0.47，耕地面積4 290.64 hm2 ，占全區(qū)耕地總面積的15.26%。土壤類型主要為褐土性土，兼有少量褐土，土壤表層質(zhì)地以中壤為主，少量砂壤和砂土。該級(jí)地的土層厚度極薄，耕層中存在明顯的障礙性層次，礫石較多，阻礙作物的正常生長(zhǎng)發(fā)育；坡度很大，水土流失嚴(yán)重，不利于土壤的保水保肥；養(yǎng)分含量偏低，對(duì)作物生長(zhǎng)不利；整個(gè)地區(qū)沒有人工灌溉，灌溉水平極低。

3 利用對(duì)策

一是農(nóng)業(yè)部門應(yīng)結(jié)合科技入戶、測(cè)土配方施肥等工程，加大宣傳力度，加強(qiáng)指導(dǎo)，促進(jìn)農(nóng)戶轉(zhuǎn)變觀念，提高認(rèn)識(shí)，加大農(nóng)業(yè)投入，提升農(nóng)業(yè)綜合生產(chǎn)能力。

二是大力推廣測(cè)土配方施肥技術(shù)，增施有機(jī)肥料，實(shí)行秸稈直接還田或過腹還田，提倡施用含鉀元素的多元復(fù)合肥，增加土壤中鉀的含量，維持土壤中磷、氮元素的含量，適量補(bǔ)施微肥，實(shí)施平衡施肥，不斷培肥地力，提高耕地質(zhì)量。

三是采取深耕等措施，破除犁底層，加深活土層，改良土壤質(zhì)地和構(gòu)型，增強(qiáng)土壤保水保肥能力，改善土壤物理性狀。

四是通過農(nóng)業(yè)綜合開發(fā)等項(xiàng)目加大對(duì)農(nóng)田水利設(shè)施的投入，加強(qiáng)農(nóng)田水利設(shè)施建設(shè)，改善灌溉條件，提高灌溉保證率。

五是調(diào)整種植業(yè)結(jié)構(gòu)，五、六級(jí)地主要分布在山丘地區(qū)的傾斜地和山坡上，耕層中存在夾砂等障礙性層次，地形坡度較大，不宜大面積開發(fā)整理成耕地，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況退耕還林，發(fā)展林果業(yè)，種植桃、山楂、柿子等果品。

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