李志芳，沈新磊，王 銳

（1河南理工大學(xué)測(cè)繪與國土信息工程學(xué)院，河南焦作454000；2漯河市土壤肥料站，河南漯河462300）

0 引言

耕地是中國最為寶貴的資源，而耕地質(zhì)量等級(jí)評(píng)價(jià)是耕地質(zhì)量建設(shè)和管理的基礎(chǔ)。目前，中國現(xiàn)行耕地質(zhì)量評(píng)價(jià)主要有原國土資源部2012年發(fā)布的《農(nóng)用地質(zhì)量分等規(guī)程》(GB/T28407—2012)及《農(nóng)用地定級(jí)規(guī)程》(GB/T28405—2012)和原農(nóng)業(yè)部2012年發(fā)布的《耕地質(zhì)量等級(jí)》(GB/T33469—2016)二套體系。前者從自然因素、利用水平和經(jīng)濟(jì)投入等確定評(píng)價(jià)指標(biāo)；后者從農(nóng)業(yè)生產(chǎn)角度出發(fā)，對(duì)耕地地力、土壤健康狀況和田間基礎(chǔ)設(shè)施構(gòu)成的滿足農(nóng)產(chǎn)品持續(xù)產(chǎn)出和質(zhì)量安全的能力進(jìn)行評(píng)價(jià)。2個(gè)評(píng)價(jià)體系雖有較大的差別，但各自的評(píng)價(jià)結(jié)果在實(shí)踐中仍具有可比性和指導(dǎo)性。

中國學(xué)者基于耕地質(zhì)量提升潛力[1-3]、土地整治效益分析[4-5]、基本農(nóng)田劃定[6-7]、耕地資源保護(hù)和可持續(xù)利用[8-10]等不同目的，以區(qū)域[11-15]、地塊[16]等多個(gè)層次構(gòu)建了耕地質(zhì)量評(píng)價(jià)體系，對(duì)耕地質(zhì)量進(jìn)行了大量研究，其評(píng)價(jià)體系大多是以農(nóng)用地質(zhì)量分等定級(jí)為基礎(chǔ)。在國務(wù)院機(jī)構(gòu)改革后，現(xiàn)農(nóng)業(yè)農(nóng)村部負(fù)責(zé)耕地及永久基本農(nóng)田質(zhì)量保護(hù)工作。因此，推動(dòng)全國耕地質(zhì)量評(píng)價(jià)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一，將有利于摸清耕地質(zhì)量家底，掌握耕地質(zhì)量變化趨勢(shì)，科學(xué)評(píng)價(jià)耕地質(zhì)量保護(hù)成效，推動(dòng)耕地資源可持續(xù)利用。

河南省是中國的產(chǎn)糧大省，漯河市位于河南省中部平原地區(qū)，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件較好，在河南農(nóng)業(yè)主產(chǎn)縣市中具有一定的典型性和代表性。本研究選取河南省漯河市為研究區(qū)域，以《耕地質(zhì)量等級(jí)》(GB/T33469—2016)評(píng)價(jià)體系為依據(jù)，綜合評(píng)估漯河市耕地質(zhì)量，分析不同等別耕地的數(shù)量及空間分布狀況，查明耕地生產(chǎn)限制因素，并提出針對(duì)性建議，以期為加強(qiáng)耕地質(zhì)量建設(shè)提供參考和依據(jù)。

1 數(shù)據(jù)與方法

1.1 研究區(qū)概況

漯河市位于河南省中部偏南，地理坐標(biāo)為東經(jīng)113°27′—114°16′，北緯 33°24′—33°59′，轄臨潁、舞陽兩縣，郾城、源匯、召陵三區(qū)。地處華北平原西南邊緣地帶，西部為伏牛山，東部為平原，總體地勢(shì)西高東低，有少量黃土崗分布。屬于溫暖過渡型季風(fēng)氣候，全市多年平均氣溫為14.6℃，無霜期為216～225天，日照時(shí)數(shù)為2187～2359 h，年均降水量為749.2～845.2 mm，集中在7—9月份。土壤質(zhì)地以壤質(zhì)為主，肥力水平相對(duì)較高，農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)條件較好。

1.2 數(shù)據(jù)來源

數(shù)據(jù)時(shí)間節(jié)點(diǎn)以2016—2017年，主要包括：（1）圖件資料，主要有土地利用現(xiàn)狀變更圖、地形圖、土壤普查圖及行政區(qū)矢量圖等；（2）數(shù)據(jù)資料，主要有土壤有機(jī)質(zhì)含量、土壤pH、土壤全氮、有效磷、速效鉀、土壤容重、耕層厚度、農(nóng)田林網(wǎng)化率、鹽漬化程度、污染物含量以及生物多樣性、灌溉排水能力等。

1.3 研究方法

基于全面性、代表性、區(qū)域差異性的原則選擇評(píng)價(jià)指標(biāo)，從土壤理化性質(zhì)、農(nóng)田基礎(chǔ)建設(shè)、立地條件3個(gè)角度分別選取17個(gè)指標(biāo)構(gòu)建耕地質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)體系，其中13個(gè)基礎(chǔ)性指標(biāo)，4個(gè)區(qū)域性指標(biāo)，未考慮田面坡度和海拔高度。土壤理化性質(zhì)是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)，對(duì)耕地產(chǎn)出高低有著決定性作用，本文選取有機(jī)質(zhì)含量、土壤容重、耕層質(zhì)地、土壤養(yǎng)分狀況、酸堿度、鹽漬化程度6個(gè)能夠直接體現(xiàn)土壤自身?xiàng)l件的指標(biāo)，其中土壤養(yǎng)分狀況以土壤全氮、有效磷、速效鉀含量具體表示；農(nóng)田基礎(chǔ)建設(shè)是指人類采取一定措施，通過自身行為改善耕作環(huán)境、建設(shè)田間設(shè)施的能力，本文選取灌溉能力、排水能力、農(nóng)田林網(wǎng)化程度、生物多樣性4個(gè)指標(biāo)綜合反映人類行為對(duì)耕地質(zhì)量的提升作用；立地條件指對(duì)土壤質(zhì)量和耕地利用水平產(chǎn)生影響的外部自然環(huán)境因素，本文選取地形部位、有效土層厚度、質(zhì)地構(gòu)型、障礙因素、耕層厚度、地下水埋深、清潔程度7個(gè)指標(biāo)來綜合反映。

2 結(jié)果與分析

2.1 耕地質(zhì)量評(píng)價(jià)單元?jiǎng)澐?/h3>

耕地質(zhì)量評(píng)價(jià)單元是指用于完成耕地質(zhì)量評(píng)價(jià)的獨(dú)立單位，是由耕地質(zhì)量評(píng)價(jià)要素構(gòu)成的具有專門特征的耕地單元，是耕地質(zhì)量等級(jí)劃分的重要基礎(chǔ)[17]。評(píng)價(jià)單元的劃分要遵循便于操作、邊界清晰、內(nèi)部性質(zhì)相對(duì)一致的原則，在此基礎(chǔ)上根據(jù)實(shí)際情況合理劃分評(píng)價(jià)單元。將漯河市村級(jí)行政區(qū)劃圖和耕地分布圖在軟件ArcGIS中疊加，然后進(jìn)行細(xì)小多邊形合并和字段內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)化處理。最終劃分出590個(gè)耕地質(zhì)量評(píng)價(jià)單元（圖1），其行政隸屬關(guān)系明確，土壤類型相同，土地利用方式基本一致。

圖1 采樣點(diǎn)及評(píng)價(jià)單元分布圖

2.2 確定各指標(biāo)權(quán)重

耕地質(zhì)量受所選指標(biāo)的影響程度并不一致，確定各個(gè)因素的影響程度大小時(shí)，必須遵從全局性和整體性的原則，綜合衡量各指標(biāo)的影響程度，本文運(yùn)用層次分析法確定各個(gè)指標(biāo)權(quán)重值。

（1）構(gòu)造判斷矩陣。采用一致矩陣法分別構(gòu)建準(zhǔn)則層和指標(biāo)層判斷矩陣，即不把所有因素放在一起比較，而是兩兩相互比較，采用相對(duì)尺度，以盡可能減少性質(zhì)不同的諸因素相互比較的困難，提高精確度。判斷矩陣是比較本層所有因素針對(duì)上一層某一個(gè)因素的相對(duì)重要性的比較，判斷矩陣元素用1～9標(biāo)度方法給出；

（2）計(jì)算指標(biāo)權(quán)重值。計(jì)算判斷矩陣的最大特征值λmax對(duì)應(yīng)的特征向量Wi，即為權(quán)重值，并用CR=CI/RI進(jìn)行一致性檢驗(yàn)，滿足CR＜0.1，則具有良好的一致性。基于由上到下逐層確定的原則，首先計(jì)算準(zhǔn)則層相對(duì)于目標(biāo)的權(quán)重值以及指標(biāo)層相對(duì)于準(zhǔn)則層的權(quán)重值，即層次單排序，再基于此結(jié)果計(jì)算指標(biāo)最終權(quán)重值，即層次總排序。

漯河市耕地質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重值如表1所示。

表1 評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重值

2.3 指標(biāo)隸屬度計(jì)算

影響耕地質(zhì)量的指標(biāo)因子包括定性和定量2種，其中定性指標(biāo)為無量綱描述性指標(biāo)，定量指標(biāo)其數(shù)值存在無量綱和量綱不一致的情況。因此分別根據(jù)指標(biāo)的定量和定性屬性構(gòu)建數(shù)值型和概念型兩大類隸屬度函數(shù)：數(shù)值型指標(biāo)通過樣本數(shù)據(jù)擬合出相應(yīng)函數(shù)，概念型指標(biāo)通過特爾斐法直接得出相對(duì)于獨(dú)立值的隸屬度[17]。本文綜合評(píng)價(jià)漯河市耕地質(zhì)量，選取17個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)，根據(jù)各個(gè)指標(biāo)屬性及對(duì)耕地質(zhì)量的影響不同，建立不同類型的隸屬函數(shù)，依據(jù)各樣點(diǎn)實(shí)測(cè)值或者調(diào)查情況，分別用各自隸屬函數(shù)計(jì)算求得各評(píng)價(jià)單元隸屬度。具體評(píng)價(jià)指標(biāo)的隸屬函數(shù)類型及表達(dá)式如表2所示。

表2 評(píng)價(jià)指標(biāo)隸屬函數(shù)

2.4 耕地質(zhì)量綜合指數(shù)計(jì)算

根據(jù)耕地質(zhì)量評(píng)價(jià)單元每個(gè)指標(biāo)因子的權(quán)重值及隸屬度，通過加法計(jì)算出每個(gè)評(píng)價(jià)單元的耕地質(zhì)量綜合指數(shù)。計(jì)算公式如(1)所示。

式中，IFI表示耕地質(zhì)量綜合指數(shù)；Fi代表第i個(gè)因子隸屬度；Ci代表第i個(gè)因子的組合權(quán)重。

2.5 耕地質(zhì)量等別劃分

依據(jù)《耕地質(zhì)量等級(jí)》(GB/T 33469-2016)標(biāo)準(zhǔn)，采用自然斷點(diǎn)法將耕地質(zhì)量綜合指數(shù)分為10個(gè)等別，各等別分別代表不同耕地質(zhì)量水平，1等質(zhì)量最好，10等質(zhì)量最差。圖2為耕地質(zhì)量等別空間分布情況。

圖2 耕地質(zhì)量等別分布圖

按照自然斷點(diǎn)法劃分等別，漯河市1～2等耕地面積為2.66×104hm2，占比的12.48%，主要分布于臨潁縣東北部、源匯區(qū)南部、召陵區(qū)西北部等地；3～5等耕地面積為8.36×104hm2，占比39.28%，主要分布于臨潁縣中部、郾城區(qū)中部及東部、源匯區(qū)中部及北部、舞陽縣南部、召陵區(qū)西北部等地；6～8等耕地面積為8.21×104hm2，占比38.58%，主要分布于臨潁縣西部、郾城區(qū)西部、舞陽縣西部、召陵區(qū)中部及東部等地；9～10等耕地面積為2.06×104hm2，占比9.67%，主要分布于舞陽縣西南部（表3）。

表3 耕地質(zhì)量等別分布情況表

從分等結(jié)果可以看出，漯河市耕地質(zhì)量等別大致呈東北向西南遞減，其中臨潁縣、郾城區(qū)、源匯區(qū)耕地質(zhì)量水平較高，舞陽縣和召陵區(qū)耕地質(zhì)量水平相對(duì)較差。漯河市耕地質(zhì)量絕大部分為中高水平，優(yōu)質(zhì)耕地不足，耕地質(zhì)量水平有待進(jìn)一步提高。

2.6 耕地質(zhì)量分布特征及建設(shè)與保護(hù)對(duì)策

將漯河市耕地歸并為優(yōu)等地（1～2等）、高等地（3～5等）、中等地（6～8等）、低等地（9～10等），分別分析其優(yōu)勢(shì)條件和限制因素，并就限制因素提出針對(duì)性措施和建議。

（1）優(yōu)等地主要分布在源匯區(qū)、郾城區(qū)和臨潁縣中北部的平原、山麓河積平原區(qū)，地形平坦，農(nóng)田基礎(chǔ)設(shè)施較為完善，具備良好的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件。限制因素為土壤養(yǎng)分狀況，尤其是土壤中氮和磷的缺乏，影響耕地質(zhì)量，在生產(chǎn)活動(dòng)中，農(nóng)戶應(yīng)繼續(xù)保持良好的耕作習(xí)慣，增施氮肥、磷肥，豐富土壤養(yǎng)分，培肥地力。同時(shí)要進(jìn)一步完善田間基礎(chǔ)設(shè)施，更新排灌設(shè)施，拓寬田間道路，為下一步機(jī)械化耕作做好準(zhǔn)備；對(duì)農(nóng)田周邊環(huán)境積極進(jìn)行改善，建設(shè)生態(tài)良好、環(huán)境健康的農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)，力爭(zhēng)將本區(qū)優(yōu)等地建成集中連片、設(shè)施配套、高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)、生態(tài)良好、抗災(zāi)能力強(qiáng)的高標(biāo)準(zhǔn)基本農(nóng)田。

（2）高等地主要分布在郾城區(qū)、源匯區(qū)、臨潁縣西部和南部，土壤養(yǎng)分和有機(jī)質(zhì)含量基本滿足作物生長(zhǎng)需求。限制因素主要為農(nóng)田基礎(chǔ)設(shè)施條件，需要增強(qiáng)耕地管理水平，完善灌排系統(tǒng)，提高林網(wǎng)化程度，可適當(dāng)增加復(fù)種指數(shù)或?qū)嵭虚g作套種制度，充分挖掘耕地生產(chǎn)潛力，逐步達(dá)到優(yōu)等地水平。

（3）中等地主要分布在召陵區(qū)和舞陽縣，限制因素為土壤障礙因子，砂姜層、黏盤層的存在制約作物生長(zhǎng)，可采用深耕、深松等措施消除土壤障礙層；也可通過工程技術(shù)手段增加有效土層厚度，改善和滿足作物根系生長(zhǎng)需求，提高土壤保水保肥能力。

（4）低等地主要分布在舞陽縣、召陵區(qū)北部，限制因素為耕層質(zhì)地和質(zhì)地構(gòu)型，該區(qū)域土壤多為質(zhì)地黏重的砂姜土和黃褐土，結(jié)構(gòu)性差，干時(shí)堅(jiān)硬易龜裂，濕時(shí)黏重泥濘，耕作困難，加之田間設(shè)施不完善，嚴(yán)重影響耕地產(chǎn)出。應(yīng)加強(qiáng)對(duì)土壤自身?xiàng)l件的改善，挖掘肥源，增加土壤有機(jī)質(zhì)，同時(shí)實(shí)施測(cè)土配方施肥，平衡土壤養(yǎng)分；因地制宜，種植生長(zhǎng)期長(zhǎng)、生命力頑強(qiáng)的作物，實(shí)施秸稈還田，逐步培肥地力，努力提高質(zhì)量較差耕地的產(chǎn)出能力。

3 結(jié)論

（1）漯河市耕地質(zhì)量等別大致呈東北向西南遞減，臨潁縣、郾城區(qū)、源匯區(qū)以及召陵區(qū)大部分地區(qū)的耕地質(zhì)量水平較高，舞陽縣西南部及召陵區(qū)北部耕地質(zhì)量相對(duì)較差。

（2）按照自然斷點(diǎn)法劃分，優(yōu)等地、高等地、中等地、低等地占比分別為12.48%、39.28%、38.58%、9.67%，漯河市耕地絕大部分為中高水平，優(yōu)質(zhì)耕地不足，耕地質(zhì)量水平有待進(jìn)一步提高。

（3）漯河市耕地質(zhì)量水平有較大提升空間，根據(jù)各等地的質(zhì)量表現(xiàn)性狀，基于其主要限制因素采取針對(duì)性措施。優(yōu)等地主要限制因素為土壤養(yǎng)分狀況，可配方施肥，合理增施氮肥、磷肥，進(jìn)一步完善田間基礎(chǔ)設(shè)施；高等地主要限制因素為農(nóng)田基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，需完善田間設(shè)施條件，并適當(dāng)增加復(fù)種指數(shù)或?qū)嵭虚g作套種制度，充分挖掘耕地生產(chǎn)潛力；中等地限制因素為土層障礙因子，建議采用深耕、深松等措施消除土壤障礙層，提升耕地質(zhì)量；低等地限制因素為耕層質(zhì)地和質(zhì)地構(gòu)型，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)土壤自身?xiàng)l件的改善，增施有機(jī)肥，實(shí)施測(cè)土配方施肥，逐步培肥地力。

4 討論

影響耕地質(zhì)量的因素很多，通常根據(jù)影響程度的大小選取穩(wěn)定性強(qiáng)、能確切反映耕地質(zhì)量差異的因子來評(píng)價(jià)，本文依據(jù)漯河市土壤條件和耕地利用現(xiàn)狀，選取了17個(gè)具體指標(biāo)，分析漯河市不同等別耕地的數(shù)量及空間分布特征。對(duì)于不同自然條件和耕地利用狀況的區(qū)域進(jìn)行耕地質(zhì)量評(píng)價(jià)，應(yīng)該在反映耕地質(zhì)量基本特征的基礎(chǔ)上選擇具有一定地域特殊性的指標(biāo)。

漯河市耕地質(zhì)量評(píng)價(jià)等別劃分采用自然斷點(diǎn)法，具有一定的相對(duì)性，僅適合于漯河市內(nèi)耕地質(zhì)量對(duì)比，與黃淮海區(qū)劃分標(biāo)準(zhǔn)存在較大偏差，需要相對(duì)統(tǒng)一的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，便于相近自然氣候條件和耕地立地條件下的綜合對(duì)比。