鄭夢蕾,丁世偉, 湯萌萌,桂彩虹，李子杰,馬友華

(1.安徽農(nóng)業(yè)大學，安徽 合肥 230036；2.桐城市種植業(yè)管理局，安徽 桐城 231400)

耕地是有限的、不可再生的資源，也是人類賴以生存的物質(zhì)基礎(chǔ)[1]，隨著人口的快速增加，建設(shè)用地的擴張，不斷侵蝕著耕地，在國家要求耕地占補平衡的壓力下，耕地“占優(yōu)補劣”的現(xiàn)象時有發(fā)生，耕地環(huán)境污染狀況日益嚴重，耕地質(zhì)量受到很大威脅[2]。

國內(nèi)外學者、組織機構(gòu)圍繞耕地質(zhì)量做了大量的研究工作。1961年，美國農(nóng)業(yè)部土壤保持局正式發(fā)布了土地潛力分類系統(tǒng)[3]。我國于1999年開展了農(nóng)用地分等工作[4]，2009年我國的第一份耕地質(zhì)量等級調(diào)查與評定成果《中國耕地質(zhì)量等級調(diào)查與評定》發(fā)布[5]。2013年基于第二次全國土壤調(diào)查的耕地質(zhì)量等級評價成果發(fā)布[6]，2014年以來開展了耕地質(zhì)量等級年度更新評價工作[7]。葉云等基于GA-BP 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建了珠三角地區(qū)的耕地質(zhì)量評價方法[8]；毛雪等利用層次分析法、模糊評價法建立隸屬函數(shù)，最后利用加法模型對皖江流域的耕地質(zhì)量進行評價[9]；張孟容等利用分區(qū)決策樹方法，以山西省為研究區(qū)，開展耕地質(zhì)量評價研究[10]；林志壘等基于PCA和決策樹模型開展耕地質(zhì)量評價研究[11]。雖然各家方法各有特色，但因標準不同，很難進行成果匯總，2016年底,農(nóng)業(yè)農(nóng)村部頒布了《耕地質(zhì)量調(diào)查監(jiān)測與評價辦法》(農(nóng)業(yè)農(nóng)村部令2016年第2號)和《耕地質(zhì)量等級》(GB/T33469—2016)國家標準(以下簡稱《國標》)，于2017年開展了新一輪全國耕地質(zhì)量評價工作，本研究遵循《國標》建立評價指標體系，對桐城市2018年耕地質(zhì)量等級進行評價研究，可為今后桐城市耕地管護與利用提供合理依據(jù)。

1 研究區(qū)概況與數(shù)據(jù)來源

1.1 研究區(qū)概況

桐城市隸屬安徽省安慶市，位于安徽省中部偏西南地區(qū) ，桐城市內(nèi)土壤資源豐富，分布復雜多樣，擁有潮土、紅壤、黃棕壤、水稻土、紫色土和棕壤共6類土壤，屬中北亞熱帶的過渡地帶，季風氣候明顯，四季分明，氣候溫和，雨量充沛，有利于土壤微生物活動和物質(zhì)循環(huán)，適合各種農(nóng)作物的生長和發(fā)育，宜農(nóng)、宜林、宜牧、宜漁，生產(chǎn)潛力巨大。

1.2 耕地利用現(xiàn)狀

截止2018年底，桐城市耕地總面積53 468.74 hm2，其中，水田44 789.57 hm2，占耕地總面積的83.77%，主要分布在孔城鎮(zhèn)和新渡鎮(zhèn)，金神鎮(zhèn)和范崗鎮(zhèn)次之；水澆地675.46 hm2，占耕地總面積的1.26%，占比較低，主要分布在范崗鎮(zhèn)和孔城鎮(zhèn)；旱地8 003.72 hm2，占耕地總面積的14.97%，主要分布孔城鎮(zhèn)和金神鎮(zhèn)。

1.3 數(shù)據(jù)來源與處理

本研究矢量數(shù)據(jù)主要來源于桐城市自然資源與規(guī)劃局提供的2018年桐城市行政區(qū)劃圖、2018年土地利用現(xiàn)狀圖，桐城市種植業(yè)管理局提供的第2次全國土壤普查土壤圖，養(yǎng)分數(shù)據(jù)和重金屬數(shù)據(jù)來源于桐城市耕地質(zhì)量評價項目2018年的采樣點數(shù)據(jù)，采集0-20 cm土層的土壤樣品,按5點法隨機采集后按4分法進行混合，并送去有資質(zhì)機構(gòu)進行化驗，灌排條件、農(nóng)田林網(wǎng)化等資料通過采樣時調(diào)查獲取。

利用Arcgis10.6將桐城市行政區(qū)劃圖、土地利用現(xiàn)狀圖和土壤圖進行三圖疊加操作，由于疊加產(chǎn)生很多破碎小多邊形，因此本研究以行政村為合并依據(jù)，對疊加結(jié)果進行小多邊形合并處理，最終形成評價單元60 691個，這樣形成的管理單元空間界線及行政隸屬關(guān)系明確，有準確的面積，地貌類型與土壤類型一致，利用方式與耕作方式基本相同，得出的評價結(jié)果不僅可應(yīng)用于農(nóng)業(yè)布局規(guī)劃等農(nóng)業(yè)決策，還可以用于指導實際的農(nóng)事操作，為實施精準農(nóng)業(yè)奠定好基礎(chǔ)。以土壤污染物的土壤單項污染指數(shù)與土壤內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù)為標準判斷耕地清潔程度。內(nèi)梅羅指數(shù)的計算公式為：

(1)

污染指數(shù)劃分標準如表1所示。經(jīng)計算，桐城市耕地清潔程度全部為清潔。

表1 農(nóng)用地污染指數(shù)劃分標準

2 耕地質(zhì)量等級評價指標體系及權(quán)重

《國標》將全國分為9個一級區(qū)和37個二級區(qū)，桐城市屬于長江中下游區(qū)一級區(qū)下的長江下游平原丘陵農(nóng)畜水產(chǎn)區(qū)，依據(jù)《國標》, 對2018年數(shù)據(jù)建立評價指標體系, 采用專家經(jīng)驗法(DELPHI)和層次分析法(AHP)相結(jié)合的方法進行指標的選取和權(quán)重賦值，以N+X原則(基礎(chǔ)性指標和區(qū)域補充性指標相結(jié)合),選取13個基礎(chǔ)性評價指標, 包括地形部位、灌溉能力、排水能力、耕層質(zhì)地、質(zhì)地構(gòu)型等，以及2個區(qū)域性指標：酸堿度和耕層厚度，專家組對各評價指標的重要性進行比較，來確定各參評指標的權(quán)重。利用專家打分法確定各指標的組合權(quán)重，得到各指標及權(quán)重如表2所示。

表2 耕地質(zhì)量指標權(quán)重表

續(xù)表2 耕地質(zhì)量指標權(quán)重表

3 耕地質(zhì)量等級評價指標隸屬度

評價指標分為定性指標和定量指標，根據(jù)《國標》規(guī)定，定量指標的隸屬函數(shù)如表3所示，y代表指標的隸屬度，x代表樣品的觀測值,b代表指標的標準值。定性指標隸屬度如表4所示。

表3 桐城市耕地質(zhì)量評價定量指標隸屬函數(shù)表

4 桐城市耕地質(zhì)量等級評價結(jié)果

利用揚州耕地資源管理系統(tǒng)對桐城市耕地資源管理單元進行評價，以桐城市耕地總面積53 468.74hm2為基準，按面積比例進行平均方差，計算各耕地質(zhì)量等級面積。將桐城市耕地質(zhì)量等級分為10個等級，其中1等地面積為1 523.92 hm2，占耕地總面積的2.85%；2等地面積為782.18 hm2，占耕地總面積的1.46%；3等地面積為5 768.04 hm2，占總面積的10.79%；4等地面積為13 020.48 hm2，占耕地總面積的24.35%；5等地面積為17 916.67 hm2，占耕地總面積的33.51%；6等地面積為7 341.10 hm2，占耕地總面積的13.73%；7等地面積為3 236.31 hm2，占耕地總面積的6.05%；8等地面積為827.89 hm2，占耕地總面積的1.55%；9等地面積為1 054.04 hm2，占耕地總面積的1.97%；10等地面積為1 998.11 hm2，占耕地總面積的3.95%。平均等級約為3.74，面積百分比所占比重較大的為5等地、4等地和6等地。桐城市耕地質(zhì)量等級評價結(jié)果面積統(tǒng)計如表5所示，耕地質(zhì)量等級面積及比例如圖1所示。

表4 桐城市耕地質(zhì)量評價定性指標隸屬度表

表5 桐城市耕地質(zhì)量等級評價結(jié)果面積統(tǒng)計表

圖1 桐城市耕地質(zhì)量等級面積及比例

5 結(jié) 語

按照耕地質(zhì)量評價結(jié)果和主要性狀，將桐城市耕地劃分為以下3個類別：

(1)高等質(zhì)量類型即高產(chǎn)田，包括1-3等級耕地，面積為8 074.15 hm2，占整個桐城市總面積的15.10%，主要分布在桐城市的東南部地區(qū)，如雙港鎮(zhèn)、金神鎮(zhèn)、新渡鎮(zhèn)等鄉(xiāng)鎮(zhèn)，地勢平坦，地形部位主要為平原，灌排條件充分滿足，土壤肥沃，土層深厚，土壤類型主要以水稻土為主。對于這類地應(yīng)強化保護措施，依據(jù)法律法規(guī)嚴禁占用，做到用養(yǎng)結(jié)合，實現(xiàn)高產(chǎn)田的可持續(xù)利用。

(2)中等質(zhì)量類型即中產(chǎn)田，包括4-6等級耕地，面積為38 278.25 hm2，占整個桐城市總面積的71.59%，主要分布在桐城的西南地區(qū)和東北角地區(qū)，如大關(guān)鎮(zhèn)、范崗鎮(zhèn)、青草鎮(zhèn)等鄉(xiāng)鎮(zhèn)，地勢較為平坦，灌排條件較好，土壤類型主要以水稻土、黃棕壤和紫色土為主。應(yīng)充分做好耕地質(zhì)量保護與提升工作，完善種植制度和土壤耕作制度，促進農(nóng)業(yè)生產(chǎn)機械化、集約化，提倡秸稈還田，綠肥措施，加大投入，完善田間水利措施，提升灌排條件。

(3)低等質(zhì)量類型即低產(chǎn)田，包括7-10等耕地，面積為7 116.34 hm2，占整個桐城市總面積的13.31%，主要分布在桐城市的西部地區(qū)，如龍眠街道、黃甲鎮(zhèn)、唐灣鎮(zhèn)等鄉(xiāng)鎮(zhèn)，該地區(qū)地勢起伏度較大，地形部位以丘陵居多，土層較潛，灌排條件較差，土壤類型主要以黃棕壤和水稻土為主。自然條件較差，應(yīng)強化自然資源部門和農(nóng)口部門對農(nóng)戶的指導協(xié)調(diào)，落實耕地質(zhì)量提升責任，因地制宜種植合適的農(nóng)作物，如茶樹、果樹等，平整土地、修筑梯田，改良坡耕地，增施有機肥，提升土壤肥力，對于利用難度較大，利用價值低的耕地，可適當進行退耕還林措施。