喀斯特地貌不同類型區(qū)耕地自然質(zhì)量評價
——以石漠化綜合治理工程小流域?yàn)槔?/h1>
2019-09-17 02:36:34楊世凡孫泉忠蕭超文
中國水土保持 2019年9期
楊世凡，孫泉忠，蕭超文
(貴州省水土保持技術(shù)咨詢研究中心，貴州 貴陽 550002)
土地是最基本的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資料，是人類賴以生存的物質(zhì)基礎(chǔ)[1]。我國是一個農(nóng)業(yè)大國，土地資源數(shù)量有限，總體質(zhì)量不高。貴州大部分地區(qū)都屬于喀斯特石漠化敏感區(qū)，土層薄、成土慢，可利用土地資源較少[2]。而土壤污染、水土流失和不合理的土地利用方式等，導(dǎo)致耕地質(zhì)量下降，石漠化面積擴(kuò)大，耕地面積減少。相對于耕地面積減少而言，耕地質(zhì)量的下降是隱性的，不易被察覺，但其影響絕不亞于耕地數(shù)量減少。耕地質(zhì)量的下降對糧食安全、生態(tài)環(huán)境和社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展構(gòu)成嚴(yán)重威脅[3]。
1 研究區(qū)概況
貴州省石漠化綜合治理工程涉及貴州5種地貌類型區(qū)的27條小流域，本次選取具有代表性的5條典型小流域作為研究對象，分別為巖溶斷陷盆地類型的盤縣嘯天龍小流域、巖溶高原區(qū)類型的龍里平寨河小流域、巖溶峽谷類型的晴隆孟寨小流域、峰叢洼地類型的望謨桑郎小流域、巖溶槽谷類型的鳳岡沙溪溝小流域。
1.1 盤縣嘯天龍小流域
嘯天龍小流域地處盤縣紅果鎮(zhèn)與平關(guān)鎮(zhèn)、火鋪鎮(zhèn)交界處，地貌類型屬中山溝谷區(qū)，山高溝長。流域內(nèi)土壤主要是黃壤和石灰土，部分地段出露黃棕壤和草甸土；植被多為云南松、華山松林及石灰?guī)r灌叢。流域多年平均氣溫13.9 ℃，平均無霜期292 d，年均降水量1 410 mm。小流域土地總面積1 291.52 hm2，其中：林地1 214.88 hm2，占土地總面積的94.07%；耕地7.63 hm2，占0.59%；建設(shè)用地25.66 hm2，占1.99%；水域8.05 hm2，占0.62%；未利用地35.30 hm2，占2.73%。
1.2 龍里平寨河小流域
平寨河小流域位于龍里縣谷龍、洗馬兩個鄉(xiāng)鎮(zhèn)交界處，涉及谷龍鄉(xiāng)的關(guān)莊、平寨、葫蘆田、龍灘、谷新、大谷龍和洗馬鎮(zhèn)的黃星、牛場共8個村。巖溶分區(qū)為巖溶高原，平均氣溫14 ℃，年積溫4 790.5～5 499.3 ℃，年降水量1 060～1 250 mm。土壤以黃壤為主，局部地區(qū)有石灰土零星分布。流域內(nèi)植被一般在海拔1 400 m以下的石灰?guī)r地區(qū)為闊葉林，碎屑巖區(qū)為針葉林(以馬尾松為主)，局部地區(qū)為櫟類，互層巖地區(qū)為針闊混交林、闊葉林、闊葉灌叢等。小流域土地總面積3 497.84 hm2，其中：林地2 268.88 hm2，占總面積的64.87%；耕地1 025.44 hm2，占29.32%；建設(shè)用地197.31 hm2，占5.64%；水域0.98 hm2，占0.03%；未利用地5.23 hm2，占0.15%。
1.3 晴隆孟寨小流域
孟寨小流域地處晴隆縣東部的光照鎮(zhèn)與蓮城鎮(zhèn)交界處，主要涉及光照鎮(zhèn)、蓮城鎮(zhèn)和馬場鄉(xiāng)的9個行政村56個村民組，全為巖溶發(fā)育區(qū)。小流域?qū)僦猩胶庸鹊孛差愋蛥^(qū)，海拔650～1 600 m，相對高差950 m。土壤以石灰土為主，分布在整個流域內(nèi)。森林植被以闊葉林為主，原生植被基本被破壞，現(xiàn)為次生林，可供開發(fā)的植物種類有野生楊梅、花椒、百花刺、刺梨等。流域內(nèi)氣候溫和濕潤，常年平均氣溫14.0～15.9 ℃，無霜期280 d左右，年平均日照時數(shù)1 453 h，年均降水量1 400 mm。小流域土地總面積4 457.90 hm2，其中：林地2 417.26 hm2，占土地總面積的54.22%；耕地1 699.10 hm2，占38.11%；草地156.20 hm2，占3.5%；建設(shè)用地185.34 hm2，占4.2%。
1.4 望謨桑郎小流域
桑郎小流域位于望謨縣東部，主要涉及桑郎鎮(zhèn)4個村的全部或部分區(qū)域。地貌多為低山、低中山，為典型的巖溶地貌。土壤主要為碳酸鹽類巖石的溶蝕殘余物，土層厚度達(dá)到中等，成土過程長，多酸性土，水土流失嚴(yán)重，土壤類型主要為黃壤，部分地區(qū)有石灰土、水稻土和紫色土。植被主要是針葉林、闊葉林、灌木林，優(yōu)勢樹種主要有杉木、桉樹、楓香、青岡等。屬亞熱帶季風(fēng)性濕潤氣候，年氣溫19.8 ℃，年均降水量1 200 mm。小流域土地總面積3 486.03 hm2，其中：林地2 430.99 hm2，占土地總面積的69.74%；耕地1 007.77 hm2，占28.90%；建設(shè)用地42.83 hm2，占1.23%；水域4.44 hm2，占0.13%。
1.5 鳳岡沙溪溝小流域
沙溪溝小流域位于鳳岡縣花坪鎮(zhèn)，花坪鎮(zhèn)位于鳳岡縣中部，與德江縣梅子鄉(xiāng)、思南縣亭子壩鄉(xiāng)接壤，是遵義地區(qū)的東大門。小流域?qū)僦猩角鹪孛?，涉及茶花社區(qū)、魚跳村、石盆村、金雞村的全部或部分區(qū)域。屬中亞熱帶季風(fēng)性濕潤氣候，年均氣溫15.2 ℃，年均降水量1 200～1 250 mm，溫和干旱；區(qū)內(nèi)林草植被覆蓋率相對較高。小流域土地總面積2 972.79 hm2，其中：林地1 619.56 hm2，占土地總面積的55.48%；耕地1 248.03 hm2，占41.98%；建設(shè)用地105.20 hm2，占3.54%。
2 數(shù)據(jù)與方法
本次研究評價的數(shù)據(jù)來源于貴州省石漠化綜合治理工程項(xiàng)目。研究以《中國耕地質(zhì)量等級調(diào)查與評定(貴州卷)》為依據(jù)，通過調(diào)查計算農(nóng)用地的自然質(zhì)量等指數(shù)來評價農(nóng)用地質(zhì)量的高低。具體方法是以不同地區(qū)的光、溫、水、土資源所決定的土地自然生產(chǎn)力為基礎(chǔ)，綜合評定農(nóng)用地的自然質(zhì)量等，劃分農(nóng)用地自然質(zhì)量等級。
2.1 農(nóng)用地自然質(zhì)量分等因素的確定
不同的自然氣候區(qū)，不同的土地利用方式，影響農(nóng)作物生產(chǎn)潛力的因素不同。在同一個分等單元，因作物種類不同，產(chǎn)量影響因素也有區(qū)別。據(jù)此，對農(nóng)用地自然質(zhì)量分等因素的確定，需根據(jù)地貌類型、氣候、土壤、耕作制度等，將云貴高原一級區(qū)又劃分出川鄂湘黔淺山區(qū)、貴州高原區(qū)、滇黔高原山區(qū)三個指標(biāo)區(qū)。本研究僅以種植玉米的旱地為研究對象，確定地面坡度、有效土層厚度、表層土壤質(zhì)地、土壤有機(jī)質(zhì)含量、土壤pH值、海拔、土壤剖面構(gòu)型、地表巖石露頭度8項(xiàng)指標(biāo)作為分等因素，其中：地面坡度、有效土層厚度、表層土壤質(zhì)地、海拔、土壤剖面構(gòu)型、地表巖石露頭度6個指標(biāo)值通過野外調(diào)查獲?。煌寥烙袡C(jī)質(zhì)含量、土壤pH值通過土樣檢測得出。農(nóng)用地分等因素權(quán)重和分值的確定參考《中國耕地質(zhì)量等級調(diào)查與評定(貴州卷)》。
2.2 農(nóng)用地自然質(zhì)量分的計算
本次指定農(nóng)作物用地自然質(zhì)量分的計算采用加權(quán)平均法，計算公式為
(1)
式中：CLij為第i個分等單元第j種指定作物的農(nóng)用地自然質(zhì)量分，無量綱；i為分等單元編號；j為指定作物編號；k為分等因素編號；m為分等因素的數(shù)目；fijk為第i個分等單元內(nèi)第j種指定作物第k個分等因素的指標(biāo)分值；ωk為第k個分等因素的權(quán)重。
2.3 農(nóng)用地自然質(zhì)量等級的確定
農(nóng)用地自然質(zhì)量等指數(shù)，是按照標(biāo)準(zhǔn)耕作制度所確定的各指定農(nóng)作物，在農(nóng)用地相應(yīng)的自然質(zhì)量等指數(shù)條件下，所能獲得的按產(chǎn)量比系數(shù)折算的基準(zhǔn)農(nóng)作物產(chǎn)量之和。
2.3.1 指定作物自然質(zhì)量等指數(shù)的計算
第j種指定作物的自然質(zhì)量等指數(shù)的計算公式為
Rij=αtj·CLij·βj
(2)
式中：Rij為第i個分等單元第j種指定作物的自然質(zhì)量等指數(shù)；αtj為第j種指定作物的光溫(氣候)生產(chǎn)潛力指數(shù)；CLij為第i個分等單元內(nèi)第j種指定作物的農(nóng)用地自然質(zhì)量分；βj為第j種指定作物的產(chǎn)量比系數(shù)。
作物的實(shí)際產(chǎn)量受到許多因素的影響，如氣候條件、土壤條件、作物因素、農(nóng)業(yè)技術(shù)條件與田間管理水平等。參照《中國耕地質(zhì)量等級調(diào)查與評定(貴州卷)》，各區(qū)域的光溫(氣候)生產(chǎn)潛力指數(shù)見表1。
表1 指定作物的光溫(氣候)生產(chǎn)潛力指數(shù)
指定作物的產(chǎn)量比系數(shù)是指在相同的光、溫、水、土資源條件下，人類種植不同作物，其產(chǎn)量之間的當(dāng)量關(guān)系。參照《中國耕地質(zhì)量等級調(diào)查與評定(貴州卷)》，各區(qū)域指定作物的產(chǎn)量比系數(shù)見表2。
表2 指定作物的產(chǎn)量比系數(shù)
2.3.2 農(nóng)用地自然質(zhì)量等指數(shù)的計算
農(nóng)用地自然質(zhì)量等指數(shù)的計算公式為
Ri=∑Rij
(3)
式中：Ri為第i個分等單元的農(nóng)用地自然質(zhì)量等指數(shù)；Rij為第i個分等單元第j種指定作物的自然質(zhì)量等指數(shù)。
3 結(jié)果與分析
2015年，5條石漠化監(jiān)測小流域耕地(旱地)總面積為3 767.02 hm2，其中：耕地等級為4等的面積為20.01 hm2，占總耕地(旱地)面積的0.53%，面積較2013和2014年有所減少；5等的面積為1 854.47 hm2，占總耕地(旱地)面積的49.23%，面積較2013和2014年減少了412.62 hm2；6等的面積為568.59 hm2，占總耕地(旱地)面積的15.09%，面積比2013和2014年增加了約1倍；7等的面積為1 215.71 hm2，占總耕地(旱地)面積的32.27%，面積比2013年增加了51.58 hm2，比2014年增加了116.76 hm2，3年呈先減后增趨勢；8等的面積為108.25 hm2，占總耕地(旱地)面積的2.87%，面積比2013年增加了79.02 hm2，比2014年增加了18.82 hm2，3年呈逐漸增加趨勢，且2014年增幅較大；9等的面積2013和2014年保持相對穩(wěn)定，2015年降為0。從2013、2014和2015年3年耕地質(zhì)量等級變化的總體情況來看，變化趨勢為低等級和高等級向中間等級轉(zhuǎn)化，集中體現(xiàn)在6、7、8等比例有所增加，4、5、9等比例有所降低。5條小流域耕地自然質(zhì)量等級面積統(tǒng)計詳見表3。
表3 耕地自然質(zhì)量等級面積統(tǒng)計
從各個等級的地域分布來看，耕地質(zhì)量等級自東往西隨著海拔的升高呈逐漸降低的趨勢。4、5等農(nóng)用地主要分布在貴州高原區(qū)的巖溶中山、低山和丘陵地區(qū)，川鄂湘黔淺山區(qū)的巖溶山區(qū)，剝蝕、侵蝕中山、低山和丘陵地區(qū)，如龍里、晴隆、鳳岡等地，這些區(qū)域內(nèi)地面坡度較大，土層較薄，農(nóng)作物產(chǎn)量較低。6、7、8等主要分布在貴州高原區(qū)的巖溶丘原、洼地地區(qū)和川鄂湘黔淺山區(qū)的丘陵盆地與低熱河谷地區(qū)，在各個流域均有分布，這些區(qū)域內(nèi)地勢相對較平緩，土山多，土層較厚，氣候溫暖濕潤，熱量資源豐富，光溫生產(chǎn)潛力大，耕地自然質(zhì)量等級相對較高。
耕地質(zhì)量等級變化主要有以下原因：①推廣農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)，實(shí)施沃土工程，通過秸稈還田、種植綠肥、增施有機(jī)肥料，提高了土壤肥力；②加強(qiáng)了水土保持，實(shí)施坡改梯工程，逐步將坡耕地改造為梯田，耕地坡度降低，土層厚度有所增加；③石漠化綜合治理工程的實(shí)施，降低了地表巖石露頭度；④部分區(qū)域耕地質(zhì)量降低，是因?yàn)橛猩俨糠指乇怀擎?zhèn)化建設(shè)或交通、水利建設(shè)所占用后，通過占補(bǔ)平衡方式補(bǔ)償?shù)脑嫉仡愅寥蕾|(zhì)量較低。
4 結(jié)論及建議
通過計算5條不同類型區(qū)小流域3年的耕地自然質(zhì)量等指數(shù)得出，2013—2015年，5條小流域耕地質(zhì)量等級分布在4～9等之間，集中分布在中間的5、6、7等，其中5等面積較大，4、8、9等面積最小。從地域分布來看，自東往西隨著海拔的升高，耕地質(zhì)量等級呈逐漸降低的趨勢。5等以下耕地多為農(nóng)作物產(chǎn)量較低的旱地，需實(shí)行科學(xué)種植，提高土壤肥力，同時需要加強(qiáng)水土保持，可以采用生物措施和工程措施相結(jié)合的方法，實(shí)施坡改梯工程，控制水土流失；6、7等耕地屬于農(nóng)作物產(chǎn)量中等偏下的旱地，需興修水利，平衡施肥，同時也需要加強(qiáng)水土保持，防治石漠化面積擴(kuò)展；8等耕地屬于農(nóng)作物產(chǎn)量中等的旱地，9等耕地屬于農(nóng)作物產(chǎn)量中等偏上的旱地，對這兩類等級的土地應(yīng)做好基本農(nóng)田保護(hù)工作，提高基本農(nóng)田建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，重視水土保持工作，保護(hù)農(nóng)田水土資源。
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土地是最基本的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資料，是人類賴以生存的物質(zhì)基礎(chǔ)[1]。我國是一個農(nóng)業(yè)大國，土地資源數(shù)量有限，總體質(zhì)量不高。貴州大部分地區(qū)都屬于喀斯特石漠化敏感區(qū)，土層薄、成土慢，可利用土地資源較少[2]。而土壤污染、水土流失和不合理的土地利用方式等，導(dǎo)致耕地質(zhì)量下降，石漠化面積擴(kuò)大，耕地面積減少。相對于耕地面積減少而言，耕地質(zhì)量的下降是隱性的，不易被察覺，但其影響絕不亞于耕地數(shù)量減少。耕地質(zhì)量的下降對糧食安全、生態(tài)環(huán)境和社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展構(gòu)成嚴(yán)重威脅[3]。
1 研究區(qū)概況
貴州省石漠化綜合治理工程涉及貴州5種地貌類型區(qū)的27條小流域，本次選取具有代表性的5條典型小流域作為研究對象，分別為巖溶斷陷盆地類型的盤縣嘯天龍小流域、巖溶高原區(qū)類型的龍里平寨河小流域、巖溶峽谷類型的晴隆孟寨小流域、峰叢洼地類型的望謨桑郎小流域、巖溶槽谷類型的鳳岡沙溪溝小流域。
1.1 盤縣嘯天龍小流域
嘯天龍小流域地處盤縣紅果鎮(zhèn)與平關(guān)鎮(zhèn)、火鋪鎮(zhèn)交界處，地貌類型屬中山溝谷區(qū)，山高溝長。流域內(nèi)土壤主要是黃壤和石灰土，部分地段出露黃棕壤和草甸土；植被多為云南松、華山松林及石灰?guī)r灌叢。流域多年平均氣溫13.9 ℃，平均無霜期292 d，年均降水量1 410 mm。小流域土地總面積1 291.52 hm2，其中：林地1 214.88 hm2，占土地總面積的94.07%；耕地7.63 hm2，占0.59%；建設(shè)用地25.66 hm2，占1.99%；水域8.05 hm2，占0.62%；未利用地35.30 hm2，占2.73%。
1.2 龍里平寨河小流域
平寨河小流域位于龍里縣谷龍、洗馬兩個鄉(xiāng)鎮(zhèn)交界處，涉及谷龍鄉(xiāng)的關(guān)莊、平寨、葫蘆田、龍灘、谷新、大谷龍和洗馬鎮(zhèn)的黃星、牛場共8個村。巖溶分區(qū)為巖溶高原，平均氣溫14 ℃，年積溫4 790.5～5 499.3 ℃，年降水量1 060～1 250 mm。土壤以黃壤為主，局部地區(qū)有石灰土零星分布。流域內(nèi)植被一般在海拔1 400 m以下的石灰?guī)r地區(qū)為闊葉林，碎屑巖區(qū)為針葉林(以馬尾松為主)，局部地區(qū)為櫟類，互層巖地區(qū)為針闊混交林、闊葉林、闊葉灌叢等。小流域土地總面積3 497.84 hm2，其中：林地2 268.88 hm2，占總面積的64.87%；耕地1 025.44 hm2，占29.32%；建設(shè)用地197.31 hm2，占5.64%；水域0.98 hm2，占0.03%；未利用地5.23 hm2，占0.15%。
1.3 晴隆孟寨小流域
孟寨小流域地處晴隆縣東部的光照鎮(zhèn)與蓮城鎮(zhèn)交界處，主要涉及光照鎮(zhèn)、蓮城鎮(zhèn)和馬場鄉(xiāng)的9個行政村56個村民組，全為巖溶發(fā)育區(qū)。小流域?qū)僦猩胶庸鹊孛差愋蛥^(qū)，海拔650～1 600 m，相對高差950 m。土壤以石灰土為主，分布在整個流域內(nèi)。森林植被以闊葉林為主，原生植被基本被破壞，現(xiàn)為次生林，可供開發(fā)的植物種類有野生楊梅、花椒、百花刺、刺梨等。流域內(nèi)氣候溫和濕潤，常年平均氣溫14.0～15.9 ℃，無霜期280 d左右，年平均日照時數(shù)1 453 h，年均降水量1 400 mm。小流域土地總面積4 457.90 hm2，其中：林地2 417.26 hm2，占土地總面積的54.22%；耕地1 699.10 hm2，占38.11%；草地156.20 hm2，占3.5%；建設(shè)用地185.34 hm2，占4.2%。
1.4 望謨桑郎小流域
桑郎小流域位于望謨縣東部，主要涉及桑郎鎮(zhèn)4個村的全部或部分區(qū)域。地貌多為低山、低中山，為典型的巖溶地貌。土壤主要為碳酸鹽類巖石的溶蝕殘余物，土層厚度達(dá)到中等，成土過程長，多酸性土，水土流失嚴(yán)重，土壤類型主要為黃壤，部分地區(qū)有石灰土、水稻土和紫色土。植被主要是針葉林、闊葉林、灌木林，優(yōu)勢樹種主要有杉木、桉樹、楓香、青岡等。屬亞熱帶季風(fēng)性濕潤氣候，年氣溫19.8 ℃，年均降水量1 200 mm。小流域土地總面積3 486.03 hm2，其中：林地2 430.99 hm2，占土地總面積的69.74%；耕地1 007.77 hm2，占28.90%；建設(shè)用地42.83 hm2，占1.23%；水域4.44 hm2，占0.13%。
1.5 鳳岡沙溪溝小流域
沙溪溝小流域位于鳳岡縣花坪鎮(zhèn)，花坪鎮(zhèn)位于鳳岡縣中部，與德江縣梅子鄉(xiāng)、思南縣亭子壩鄉(xiāng)接壤，是遵義地區(qū)的東大門。小流域?qū)僦猩角鹪孛?，涉及茶花社區(qū)、魚跳村、石盆村、金雞村的全部或部分區(qū)域。屬中亞熱帶季風(fēng)性濕潤氣候，年均氣溫15.2 ℃，年均降水量1 200～1 250 mm，溫和干旱；區(qū)內(nèi)林草植被覆蓋率相對較高。小流域土地總面積2 972.79 hm2，其中：林地1 619.56 hm2，占土地總面積的55.48%；耕地1 248.03 hm2，占41.98%；建設(shè)用地105.20 hm2，占3.54%。
2 數(shù)據(jù)與方法
本次研究評價的數(shù)據(jù)來源于貴州省石漠化綜合治理工程項(xiàng)目。研究以《中國耕地質(zhì)量等級調(diào)查與評定(貴州卷)》為依據(jù)，通過調(diào)查計算農(nóng)用地的自然質(zhì)量等指數(shù)來評價農(nóng)用地質(zhì)量的高低。具體方法是以不同地區(qū)的光、溫、水、土資源所決定的土地自然生產(chǎn)力為基礎(chǔ)，綜合評定農(nóng)用地的自然質(zhì)量等，劃分農(nóng)用地自然質(zhì)量等級。
2.1 農(nóng)用地自然質(zhì)量分等因素的確定
不同的自然氣候區(qū)，不同的土地利用方式，影響農(nóng)作物生產(chǎn)潛力的因素不同。在同一個分等單元，因作物種類不同，產(chǎn)量影響因素也有區(qū)別。據(jù)此，對農(nóng)用地自然質(zhì)量分等因素的確定，需根據(jù)地貌類型、氣候、土壤、耕作制度等，將云貴高原一級區(qū)又劃分出川鄂湘黔淺山區(qū)、貴州高原區(qū)、滇黔高原山區(qū)三個指標(biāo)區(qū)。本研究僅以種植玉米的旱地為研究對象，確定地面坡度、有效土層厚度、表層土壤質(zhì)地、土壤有機(jī)質(zhì)含量、土壤pH值、海拔、土壤剖面構(gòu)型、地表巖石露頭度8項(xiàng)指標(biāo)作為分等因素，其中：地面坡度、有效土層厚度、表層土壤質(zhì)地、海拔、土壤剖面構(gòu)型、地表巖石露頭度6個指標(biāo)值通過野外調(diào)查獲?。煌寥烙袡C(jī)質(zhì)含量、土壤pH值通過土樣檢測得出。農(nóng)用地分等因素權(quán)重和分值的確定參考《中國耕地質(zhì)量等級調(diào)查與評定(貴州卷)》。
2.2 農(nóng)用地自然質(zhì)量分的計算
本次指定農(nóng)作物用地自然質(zhì)量分的計算采用加權(quán)平均法，計算公式為
(1)
式中：CLij為第i個分等單元第j種指定作物的農(nóng)用地自然質(zhì)量分，無量綱；i為分等單元編號；j為指定作物編號；k為分等因素編號；m為分等因素的數(shù)目；fijk為第i個分等單元內(nèi)第j種指定作物第k個分等因素的指標(biāo)分值；ωk為第k個分等因素的權(quán)重。
2.3 農(nóng)用地自然質(zhì)量等級的確定
農(nóng)用地自然質(zhì)量等指數(shù)，是按照標(biāo)準(zhǔn)耕作制度所確定的各指定農(nóng)作物，在農(nóng)用地相應(yīng)的自然質(zhì)量等指數(shù)條件下，所能獲得的按產(chǎn)量比系數(shù)折算的基準(zhǔn)農(nóng)作物產(chǎn)量之和。
2.3.1 指定作物自然質(zhì)量等指數(shù)的計算
第j種指定作物的自然質(zhì)量等指數(shù)的計算公式為
Rij=αtj·CLij·βj
(2)
式中：Rij為第i個分等單元第j種指定作物的自然質(zhì)量等指數(shù)；αtj為第j種指定作物的光溫(氣候)生產(chǎn)潛力指數(shù)；CLij為第i個分等單元內(nèi)第j種指定作物的農(nóng)用地自然質(zhì)量分；βj為第j種指定作物的產(chǎn)量比系數(shù)。
作物的實(shí)際產(chǎn)量受到許多因素的影響，如氣候條件、土壤條件、作物因素、農(nóng)業(yè)技術(shù)條件與田間管理水平等。參照《中國耕地質(zhì)量等級調(diào)查與評定(貴州卷)》，各區(qū)域的光溫(氣候)生產(chǎn)潛力指數(shù)見表1。
表1 指定作物的光溫(氣候)生產(chǎn)潛力指數(shù)
指定作物的產(chǎn)量比系數(shù)是指在相同的光、溫、水、土資源條件下，人類種植不同作物，其產(chǎn)量之間的當(dāng)量關(guān)系。參照《中國耕地質(zhì)量等級調(diào)查與評定(貴州卷)》，各區(qū)域指定作物的產(chǎn)量比系數(shù)見表2。
表2 指定作物的產(chǎn)量比系數(shù)
2.3.2 農(nóng)用地自然質(zhì)量等指數(shù)的計算
農(nóng)用地自然質(zhì)量等指數(shù)的計算公式為
Ri=∑Rij
(3)
式中：Ri為第i個分等單元的農(nóng)用地自然質(zhì)量等指數(shù)；Rij為第i個分等單元第j種指定作物的自然質(zhì)量等指數(shù)。
3 結(jié)果與分析
2015年，5條石漠化監(jiān)測小流域耕地(旱地)總面積為3 767.02 hm2，其中：耕地等級為4等的面積為20.01 hm2，占總耕地(旱地)面積的0.53%，面積較2013和2014年有所減少；5等的面積為1 854.47 hm2，占總耕地(旱地)面積的49.23%，面積較2013和2014年減少了412.62 hm2；6等的面積為568.59 hm2，占總耕地(旱地)面積的15.09%，面積比2013和2014年增加了約1倍；7等的面積為1 215.71 hm2，占總耕地(旱地)面積的32.27%，面積比2013年增加了51.58 hm2，比2014年增加了116.76 hm2，3年呈先減后增趨勢；8等的面積為108.25 hm2，占總耕地(旱地)面積的2.87%，面積比2013年增加了79.02 hm2，比2014年增加了18.82 hm2，3年呈逐漸增加趨勢，且2014年增幅較大；9等的面積2013和2014年保持相對穩(wěn)定，2015年降為0。從2013、2014和2015年3年耕地質(zhì)量等級變化的總體情況來看，變化趨勢為低等級和高等級向中間等級轉(zhuǎn)化，集中體現(xiàn)在6、7、8等比例有所增加，4、5、9等比例有所降低。5條小流域耕地自然質(zhì)量等級面積統(tǒng)計詳見表3。
表3 耕地自然質(zhì)量等級面積統(tǒng)計
從各個等級的地域分布來看，耕地質(zhì)量等級自東往西隨著海拔的升高呈逐漸降低的趨勢。4、5等農(nóng)用地主要分布在貴州高原區(qū)的巖溶中山、低山和丘陵地區(qū)，川鄂湘黔淺山區(qū)的巖溶山區(qū)，剝蝕、侵蝕中山、低山和丘陵地區(qū)，如龍里、晴隆、鳳岡等地，這些區(qū)域內(nèi)地面坡度較大，土層較薄，農(nóng)作物產(chǎn)量較低。6、7、8等主要分布在貴州高原區(qū)的巖溶丘原、洼地地區(qū)和川鄂湘黔淺山區(qū)的丘陵盆地與低熱河谷地區(qū)，在各個流域均有分布，這些區(qū)域內(nèi)地勢相對較平緩，土山多，土層較厚，氣候溫暖濕潤，熱量資源豐富，光溫生產(chǎn)潛力大，耕地自然質(zhì)量等級相對較高。
耕地質(zhì)量等級變化主要有以下原因：①推廣農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)，實(shí)施沃土工程，通過秸稈還田、種植綠肥、增施有機(jī)肥料，提高了土壤肥力；②加強(qiáng)了水土保持，實(shí)施坡改梯工程，逐步將坡耕地改造為梯田，耕地坡度降低，土層厚度有所增加；③石漠化綜合治理工程的實(shí)施，降低了地表巖石露頭度；④部分區(qū)域耕地質(zhì)量降低，是因?yàn)橛猩俨糠指乇怀擎?zhèn)化建設(shè)或交通、水利建設(shè)所占用后，通過占補(bǔ)平衡方式補(bǔ)償?shù)脑嫉仡愅寥蕾|(zhì)量較低。
4 結(jié)論及建議
通過計算5條不同類型區(qū)小流域3年的耕地自然質(zhì)量等指數(shù)得出，2013—2015年，5條小流域耕地質(zhì)量等級分布在4～9等之間，集中分布在中間的5、6、7等，其中5等面積較大，4、8、9等面積最小。從地域分布來看，自東往西隨著海拔的升高，耕地質(zhì)量等級呈逐漸降低的趨勢。5等以下耕地多為農(nóng)作物產(chǎn)量較低的旱地，需實(shí)行科學(xué)種植，提高土壤肥力，同時需要加強(qiáng)水土保持，可以采用生物措施和工程措施相結(jié)合的方法，實(shí)施坡改梯工程，控制水土流失；6、7等耕地屬于農(nóng)作物產(chǎn)量中等偏下的旱地，需興修水利，平衡施肥，同時也需要加強(qiáng)水土保持，防治石漠化面積擴(kuò)展；8等耕地屬于農(nóng)作物產(chǎn)量中等的旱地，9等耕地屬于農(nóng)作物產(chǎn)量中等偏上的旱地，對這兩類等級的土地應(yīng)做好基本農(nóng)田保護(hù)工作，提高基本農(nóng)田建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，重視水土保持工作，保護(hù)農(nóng)田水土資源。
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