李河

摘要?采用文獻(xiàn)綜合法和總結(jié)歸納法對相關(guān)文獻(xiàn)進(jìn)行梳理，總結(jié)近年來耕地質(zhì)量評價和監(jiān)測取得的成果，尤其是監(jiān)測點布設(shè)和質(zhì)量評價方法方面的成果。耕地質(zhì)量評價的時間尺度、空間尺度和耕地質(zhì)量監(jiān)測的空間尺度研究不足;監(jiān)測和評價指標(biāo)體系還不完善;耕地質(zhì)量保護研究缺乏提升機制研究。未來研究應(yīng)以耕地質(zhì)量的全方位監(jiān)測、多功能評價和質(zhì)量保護提升機制等為重點;以耕地質(zhì)量管理與保護為目的，對耕地質(zhì)量評價與監(jiān)測研究的內(nèi)在聯(lián)系進(jìn)行綜合研究;加強GIS技術(shù)與RS技術(shù)在耕地質(zhì)量研究中的應(yīng)用，并促進(jìn)各學(xué)科與耕地質(zhì)量監(jiān)測評價研究的相互融合，以耕地質(zhì)量評價和監(jiān)測的研究成果為耕地質(zhì)量保護提供決策依據(jù)。

關(guān)鍵詞?耕地質(zhì)量;評價;監(jiān)測;中國

中圖分類號?F301文獻(xiàn)標(biāo)識碼?A文章編號?0517-6611（2018）35-0014-03

耕地質(zhì)量是耕地自然環(huán)境、經(jīng)濟狀況和利用程度的綜合體現(xiàn)，主要表現(xiàn)為耕地農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)與量的可持續(xù)產(chǎn)出能力。隨著城鎮(zhèn)化和工業(yè)化的發(fā)展，耕地占優(yōu)補劣、污染以及不合理利用現(xiàn)象日益突出，導(dǎo)致耕地質(zhì)量嚴(yán)重退化[1]，該問題在中國尤為嚴(yán)重。耕地質(zhì)量的低下和退化造成耕地產(chǎn)出能力的降低和食品質(zhì)量安全問題，已嚴(yán)重阻礙社會經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展，耕地質(zhì)量的保護迫在眉睫。在此背景下，中國實行了最為嚴(yán)格的耕地保護制度，并對耕地質(zhì)量的退化進(jìn)行積極的防治。耕地質(zhì)量的科學(xué)評價是實現(xiàn)耕地質(zhì)量保護的重要依據(jù)，耕地質(zhì)量監(jiān)測為耕地質(zhì)量管理提供連續(xù)可靠的數(shù)據(jù)，因此，通過對相關(guān)文獻(xiàn)的歸納分析，闡述耕地質(zhì)量評價監(jiān)測的研究動態(tài)，提出未來的研究方向和重點，以期促進(jìn)耕地質(zhì)量保護與管理工作。

1?耕地質(zhì)量的內(nèi)涵

耕地質(zhì)量研究應(yīng)當(dāng)建立在對耕地質(zhì)量概念充分認(rèn)識的基礎(chǔ)上，概念和內(nèi)涵的理解有助于研究者從耕地質(zhì)量新的角度和方向進(jìn)行探索，尤其對耕地質(zhì)量評價、監(jiān)測指標(biāo)體系的建立具有重要指導(dǎo)作用。耕地質(zhì)量的內(nèi)涵可分為耕地質(zhì)量的多效益內(nèi)涵和多屬性內(nèi)涵2個方面。

1.1?耕地質(zhì)量多效益內(nèi)涵

隨著研究的不斷深入，耕地質(zhì)量不再是經(jīng)濟效益的單一概念，而是耕地經(jīng)濟效益、生態(tài)效益和社會效益等多效益的綜合內(nèi)涵。①耕地的經(jīng)濟效益。耕地是人類賴以生存的基礎(chǔ)，是不可替代的重要資源[2]。在生產(chǎn)資料投入和人工管理下便能產(chǎn)生經(jīng)濟效益，經(jīng)濟效益的大小則取決于耕地質(zhì)量、糧食單產(chǎn)和總產(chǎn)[3]。②耕地的生態(tài)效益。耕地生態(tài)系統(tǒng)是地球生態(tài)系統(tǒng)中的重要部分，耕地的質(zhì)量和耕地生態(tài)具有重要聯(lián)系，耕地質(zhì)量的提升有助于耕地調(diào)節(jié)微氣候、涵養(yǎng)水源、處理廢物和保護生物多樣性等生態(tài)服務(wù)功能的發(fā)揮[4]。③耕地的社會效益。中國農(nóng)村勞動力數(shù)量龐大，耕地對農(nóng)村勞動力人口具有一定的社會保障功能，耕地的糧食綜合生產(chǎn)能力又保障了國家糧食安全，促進(jìn)了社會的穩(wěn)定和發(fā)展[5]。耕地質(zhì)量保護產(chǎn)生的生態(tài)效益和社會效益具有明顯的正外部性特征，但耕地質(zhì)量保護的主要主體——農(nóng)戶卻并未得到合理補償，在一定程度上造成農(nóng)戶耕地保護的積極性受挫，耕地退化日趨嚴(yán)重。

1.2?耕地質(zhì)量的多屬性內(nèi)涵

雖然不同學(xué)者從不同角度闡述了耕地質(zhì)量的不同屬性，但可歸結(jié)為4類：①自然屬性，主要由耕地的自然環(huán)境決定，是耕地的土壤肥力、氣候、坡度、坡向等諸多因素的綜合表現(xiàn)[6]。近年來，隨著耕地污染的不斷加劇，學(xué)者們也將重金屬污染、農(nóng)藥污染[7]等考慮到耕地質(zhì)量自然屬性范圍內(nèi)。②經(jīng)濟屬性，主要包括耕地的位置、耕地投入產(chǎn)出等因素，耕地質(zhì)量表現(xiàn)為耕地環(huán)境狀況的優(yōu)劣和產(chǎn)出能力的高低，可分為耕地本底質(zhì)量、健康質(zhì)量和經(jīng)濟質(zhì)量[8]，其耕地質(zhì)量應(yīng)當(dāng)以自然因素為基礎(chǔ)，并充分考慮區(qū)位條件、勞動投入和機械化程度等經(jīng)濟屬性[9]。③管理屬性，耕地質(zhì)量不僅包括耕地質(zhì)量的自然和經(jīng)濟屬性，還包括耕地質(zhì)量的管理屬性[10]，耕地質(zhì)量管理主要有耕地的利用方式、勞動力投入和農(nóng)業(yè)科技普及[11]等具體方面，其對耕地質(zhì)量同樣具有影響作用。④生態(tài)屬性，耕地質(zhì)量是耕地自然因素、社會經(jīng)濟因素和生態(tài)因素的綜合體[12]，耕地質(zhì)量保護需要兼顧周圍環(huán)境的生態(tài)多樣性、病蟲害及水資源等生態(tài)屬性。

2?耕地質(zhì)量的評價

耕地質(zhì)量評價是耕地質(zhì)量保護的重要內(nèi)容，需綜合考慮耕地的自然條件、經(jīng)濟條件和農(nóng)戶利用行為等因素，科學(xué)的評價是實現(xiàn)耕地質(zhì)量差異化保護和管理的基礎(chǔ)。

2.1?耕地質(zhì)量評價的時間與空間尺度

在時間尺度上，耕地質(zhì)量評價研究可分為時間截面評價和時間序列評價研究。從時間截面的質(zhì)量評價中雖然可以清楚地了解耕地質(zhì)量的狀態(tài)，但是卻不能掌握耕地質(zhì)量變化的趨勢，也不能找出影響耕地質(zhì)量變化的影響因素。基于土地整理和能值理論[13]的時間序列耕地質(zhì)量評價[14]研究耕地質(zhì)量的變化趨勢，但關(guān)于整體評價研究較少，發(fā)展不足。隨著耕地質(zhì)量理論發(fā)展，GIS、RS等技術(shù)的進(jìn)步和數(shù)據(jù)庫的積累，時間序列的耕地質(zhì)量評價研究成為未來研究的重點。

在空間尺度上，按行政單元劃分的耕地質(zhì)量評價主要分為國家、省、市、縣級研究尺度。不同的研究尺度為所對應(yīng)的空間提供了決策依據(jù)，整體空間尺度上的耕地質(zhì)量評價研究較多[15]，成為研究的主流趨勢。但省級及以上研究尺度的耕地質(zhì)量評價研究較少，其容易忽視地方質(zhì)量的差異性，研究結(jié)果也被研究者懷疑。缺乏大尺度的耕地質(zhì)量評價研究就無法掌握耕地質(zhì)量的總體水平和趨勢，因此要加強國家、省、市和縣級研究尺度的并進(jìn)。

2.2?耕地質(zhì)量評價的研究層面

從研究層面上分類，耕地質(zhì)量評價研究可分為宏觀評價和微觀評價。宏觀評價主要從宏觀上分析耕地質(zhì)量的狀況，微觀研究則從農(nóng)戶微觀角度研究農(nóng)戶的行為對耕地質(zhì)量的影響，并以此進(jìn)行微觀上的耕地質(zhì)量評價研究。

2.2.1?宏觀評價研究。

在研究方法上，宏觀評價的研究方法主要有專家經(jīng)驗法、模糊數(shù)學(xué)法、層次分析法、灰色關(guān)聯(lián)度、聚類分析模型和NORM等。BIO-NORM法則基于耕地單產(chǎn)的方法，結(jié)合耕地的實際產(chǎn)出情況，評價結(jié)果顯得較為科學(xué)合理[16]。目前，耕地質(zhì)量評價主要以量化分析為主，評價方法也逐漸由簡單向復(fù)雜的數(shù)學(xué)模型轉(zhuǎn)變，研究結(jié)果更加準(zhǔn)確客觀。但是現(xiàn)有的方法在大尺度研究中容易忽視耕地質(zhì)量的地方差異，研究結(jié)果脫離客觀實際。隨著GIS和RS技術(shù)的不斷發(fā)展，其在耕地質(zhì)量評價上得到廣泛的應(yīng)用。GIS、RS和數(shù)學(xué)模型的綜合運用[17]克服了傳統(tǒng)耕地質(zhì)量評價的局限性，為耕地質(zhì)量的評價提供了一種簡單、準(zhǔn)確的方法。

評價指標(biāo)體系上，根據(jù)不同的屬性評價則耕地質(zhì)量的評價指標(biāo)體系不同。對耕地質(zhì)量自然屬性的評價主要包括耕地中土壤重金屬污染程度評價[18]、土壤肥力的評價和土壤污染程度的質(zhì)量評價[19];對耕地質(zhì)量自然和經(jīng)濟屬性的綜合評價研究，則需要在自然屬性指標(biāo)的基礎(chǔ)上加入道路通達(dá)度、灌溉保證率[20]、灌溉水源和排水條件[21]等經(jīng)濟指標(biāo);馬立軍等[22]對耕地質(zhì)量的經(jīng)濟和生態(tài)安全進(jìn)行評價，在經(jīng)濟屬性指標(biāo)的基礎(chǔ)上加入單位面積化肥、農(nóng)藥使用量等生態(tài)安全指標(biāo)。在可持續(xù)發(fā)展的理念下，耕地質(zhì)量應(yīng)涉及自然、經(jīng)濟、社會和生態(tài)等諸多屬性的指標(biāo)，而這些指標(biāo)的綜合評價也成為耕地質(zhì)量評價的主流趨勢。

2.2.2?微觀評價研究。

微觀評價研究認(rèn)為現(xiàn)行的耕地質(zhì)量評價普遍缺乏“耕地—農(nóng)戶”這一核心關(guān)系[23]，因為耕地質(zhì)量不僅受到耕地自然屬性的影響，還受農(nóng)戶行為（如投入水平、管理方式、種植模式等）的制約[24]?？紫楸蟮萚25]基于農(nóng)戶的耕地利用行為理論和“壓力—狀態(tài)—效應(yīng)—響應(yīng)”模型構(gòu)建了耕地質(zhì)量評價指標(biāo)體系;李濤等[26]基于農(nóng)戶決策行為對耕地質(zhì)量評價的指標(biāo)體系和研究方法進(jìn)行探討和研究。基于農(nóng)戶行為的微觀調(diào)查和宏觀數(shù)據(jù)相結(jié)合的評價方法，不僅利用耕地自然、社會、經(jīng)濟屬性，還結(jié)合農(nóng)戶的利用行為，為耕地質(zhì)量評價提供一種新的思路，是未來耕地質(zhì)量評價的新研究方向，但是目前關(guān)于此類研究較少，對評價指標(biāo)和評價方法尚需進(jìn)一步研究和探討。

3?耕地質(zhì)量的監(jiān)測

耕地質(zhì)量監(jiān)測是掌握耕地質(zhì)量變化狀況的必要手段，能為耕地質(zhì)量保護工作提供連續(xù)的數(shù)據(jù)，加強對耕地質(zhì)量的實時管理，這對耕地質(zhì)量保護反饋機制的建立具有重要意義。耕地質(zhì)量的監(jiān)測研究主要包括耕地質(zhì)量監(jiān)測點布設(shè)和監(jiān)測指標(biāo)體系的建立。

3.1?耕地質(zhì)量監(jiān)測點的布設(shè)

耕地質(zhì)量監(jiān)測點的合理布設(shè)是耕地質(zhì)量科學(xué)監(jiān)測的基礎(chǔ)，從監(jiān)測的研究尺度上講，耕地質(zhì)量監(jiān)測研究主要分為國家級、省級和市縣級。郭力娜等[27]基于農(nóng)用地自然等別質(zhì)量探討冀、豫、鄂3省的耕地質(zhì)量監(jiān)測帶的布設(shè);孫亞彬等[28]基于潛力指數(shù)研究縣域耕地質(zhì)量監(jiān)測樣點布設(shè);劉毅等[29]以西部生態(tài)脆弱區(qū)為研究對象，探討耕地質(zhì)量基準(zhǔn)監(jiān)測縣和突變監(jiān)測縣的選取方法。目前，以市縣級研究為主，而關(guān)于國家和省級監(jiān)測的研究較少，未來研究應(yīng)當(dāng)加強省級和國家級尺度的研究，逐步建立國家、省級和市縣級的分級布控體系。

目前，監(jiān)測點的布設(shè)方法可大致分為3類。第一，網(wǎng)格布點法。其主要是應(yīng)用ArcGIS軟件在地圖上繪制覆蓋研究區(qū)域的方格網(wǎng)，并結(jié)合一定的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行網(wǎng)格布點?？紤]到空間樣點的相關(guān)性，大多數(shù)研究方法和地統(tǒng)計學(xué)相結(jié)合，如克里格法和Kriging插值法[30]，祝錦霞等[31]應(yīng)用半方差函數(shù)分析耕地質(zhì)量的變異情況，將變異函數(shù)的滯后距離作為網(wǎng)格布點的網(wǎng)格間距，以此為基礎(chǔ)進(jìn)行監(jiān)測點的布設(shè)。第二，空間抽樣法?？臻g抽樣基于地理學(xué)第一定律的理論成果，以地理空間分布的區(qū)域為抽樣對象。宋艷華等[32]依據(jù)耕地質(zhì)量及其影響因素進(jìn)行空間分層，在各控制區(qū)內(nèi)采用空間隨機法布設(shè)監(jiān)測樣點。楊建宇等[33]在分析影響耕地質(zhì)量監(jiān)測主要因素后，利用包含概率柵格的圖層進(jìn)行空間平衡法隨機抽樣。其他的抽樣方式還有系統(tǒng)分層抽樣、系統(tǒng)等距抽樣、等別分層抽樣、簡單隨機抽樣、鄉(xiāng)鎮(zhèn)分層抽樣和網(wǎng)格法抽樣等[34]。第三，定性與定量相結(jié)合。張玉臻等[35]運用地統(tǒng)計學(xué)方法確定監(jiān)測樣地數(shù)量，在此基礎(chǔ)上為各監(jiān)測區(qū)分配監(jiān)測數(shù)目，按一定的原則人為選擇監(jiān)測樣地。馬建輝[36]運用數(shù)學(xué)模型確定監(jiān)測點的初步位置，根據(jù)耕地質(zhì)量變化的影響因素和實際經(jīng)驗對監(jiān)測點的位置進(jìn)行調(diào)整。

監(jiān)測點布設(shè)方法的研究充分考慮了樣點空間的相關(guān)性，促進(jìn)地理學(xué)、統(tǒng)計學(xué)等學(xué)科融合和GIS技術(shù)的應(yīng)用，研究取得一定的成果，但是基于網(wǎng)格布點和空間抽樣的方法完全依賴于數(shù)學(xué)模型還需人工優(yōu)化。

3.2?耕地質(zhì)量的監(jiān)測指標(biāo)體系

借鑒美國國家資源清單計劃、加拿大土壤質(zhì)量監(jiān)測體系、歐盟土壤環(huán)境評價監(jiān)測項目等監(jiān)測體系[37]，學(xué)者們對耕地質(zhì)量監(jiān)測體系進(jìn)行初步探索。耕地監(jiān)測體系應(yīng)當(dāng)在耕地內(nèi)涵與耕地質(zhì)量屬性等理論分析的基礎(chǔ)上，充分利用耕地的自然因素、經(jīng)濟因素和生態(tài)因素等指標(biāo)反映耕地質(zhì)量狀況。

耕地質(zhì)量的同一屬性具有多個不同的指標(biāo)，相近的指標(biāo)又具有一定的相關(guān)性，因此指標(biāo)的選取要確保之間的獨立性。王佳寧等[38]運用相關(guān)性分析法來確定監(jiān)測指標(biāo)體系，以達(dá)到節(jié)約成本和提高監(jiān)測效率的目的;劉霈珈等[39]運用因素整合分析法整合農(nóng)用地分等與土地質(zhì)量地球化學(xué)評估的數(shù)據(jù)指標(biāo)建立監(jiān)測指標(biāo)體系。耕地質(zhì)量監(jiān)測體系的建立除了要滿足耕地質(zhì)量評價和耕地分等定級的需要，還要反映耕地的生態(tài)質(zhì)量狀況，關(guān)注人類環(huán)境安全與健康狀況。

不同屬性的指標(biāo)監(jiān)測周期不同，根據(jù)監(jiān)測指標(biāo)對耕地質(zhì)量影響的時間長短劃分具體指標(biāo)的監(jiān)測周期。自然因素中的指標(biāo)一般對耕地質(zhì)量影響緩慢，可將監(jiān)測周期放寬到每5年1次，對社會經(jīng)濟因素和環(huán)境因素的指標(biāo)則為每年1次[40]，另外對發(fā)生自然災(zāi)害、土地綜合整治、開發(fā)和建設(shè)的耕地應(yīng)當(dāng)進(jìn)行實時監(jiān)測。

4?結(jié)論與展望

耕地質(zhì)量的評價為監(jiān)測點布設(shè)的綜合屬性分區(qū)提供基礎(chǔ)，評價指標(biāo)體系也為監(jiān)測指標(biāo)體系的建立提供了參考依據(jù)，兩者研究相互促進(jìn)，同時致力于耕地質(zhì)量的保護工作。

在耕地質(zhì)量評價上，耕地質(zhì)量屬性逐漸多元化，評價方法也開始由簡單定性評價向更高級的數(shù)學(xué)模型轉(zhuǎn)變，基于微觀和宏觀相結(jié)合的研究方法，為耕地質(zhì)量的評價提供了新的思路。在時間尺度上，隨著未來GIS和RS等技術(shù)的發(fā)展，耕地質(zhì)量的時間序列評價是一個新的方向。

在耕地質(zhì)量監(jiān)測上，現(xiàn)有的研究大多集中于監(jiān)測點布設(shè)，布設(shè)方法逐步由人為布設(shè)向基于統(tǒng)計學(xué)和地理學(xué)的布設(shè)方法轉(zhuǎn)變，方法呈現(xiàn)多元化的發(fā)展。未來應(yīng)結(jié)合耕地質(zhì)量評價的指標(biāo)形成指標(biāo)體系和監(jiān)測周期等完整的監(jiān)測體系。耕地質(zhì)量監(jiān)測點布設(shè)涉及統(tǒng)計學(xué)、地球化學(xué)和地理學(xué)等多個學(xué)科，應(yīng)加強各學(xué)科的交叉研究，使監(jiān)測更加方便，結(jié)果更加準(zhǔn)確。最后耕地質(zhì)量的研究應(yīng)當(dāng)以質(zhì)量提升為目的，未來在耕地質(zhì)量評價和監(jiān)測的基礎(chǔ)上如何實現(xiàn)耕地質(zhì)量的保護和管理工作，將會是重要的研究領(lǐng)域。

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