王凡 徐磊 張貴軍 張蓬濤 耿其明
摘要:開展農(nóng)用地生態(tài)適宜性評(píng)價(jià)可厘清農(nóng)用地生產(chǎn)和生態(tài)功能限制因素,有利于有針對(duì)性地分區(qū)開展整治并分類施策,進(jìn)而提高區(qū)域農(nóng)用地的可持續(xù)利用水平。以環(huán)渤海區(qū)域的黃驊市為例,構(gòu)建“土壤資源—水資源”復(fù)合農(nóng)田生態(tài)適宜性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系,運(yùn)用單指標(biāo)評(píng)價(jià)與分層次評(píng)價(jià)相結(jié)合的方法,識(shí)別農(nóng)用地生態(tài)適宜性的限制因素及程度;綜合評(píng)價(jià)結(jié)果,并按照改良技術(shù)措施一致性原則,劃分農(nóng)用地整治分區(qū),對(duì)應(yīng)提出改良措施。結(jié)果表明:研究區(qū)農(nóng)用地化肥施用量、有機(jī)質(zhì)含量、土壤含鹽量生態(tài)適宜性較差,不適宜級(jí)分別達(dá)到87.47%、99.62%和25.34%;全域農(nóng)用地地下水礦化度過高,東部地下水埋深淺,69.54%農(nóng)用地灌溉保證率不足;此外,其他指標(biāo)呈適宜狀態(tài);研究區(qū)農(nóng)用地主要限制因素為:化肥施用量、有機(jī)質(zhì)含量、土壤含鹽量、地下水礦化度、地下水埋深及灌溉保證率;限制因素組合類型分為兩類:“主導(dǎo)限制因素(重度)+次要限制因素(輕度)”的復(fù)合類型、僅有輕度限制因素的單一類型,二者占比分別為91.9%、8.1%;劃分“土壤培肥區(qū)”“鹽漬化土改良區(qū)”兩類整治區(qū),并有針對(duì)性地提出整治提升措施。為生態(tài)系統(tǒng)狀況復(fù)雜的濱海區(qū)農(nóng)用地改良和整治利用提供實(shí)踐參考。
關(guān)鍵詞:黃驊市;農(nóng)用地;生態(tài)適宜性;限制因素;整治分區(qū)
中圖分類號(hào): F323.1? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A? 文章編號(hào):2095-5553 (2024) 03-0242-10
Study on agricultural land restriction factors and consolidation zoning based on ecological suitability evaluation
Wang Fan1, Xu Lei2, Zhang Guijun2, Zhang Pengtao2, Geng Qiming3
(1. College of Resources and Environmental Science, Hebei Agricultural University, Baoding, 071001, China;2. College of Land and Resources, Hebei Agricultural University, Baoding, 071001, China; 3. Hebei Research Center for Geoanalysis, Baoding, 071000, China)
Abstract:
The evaluation of the ecological suitability of agricultural land can clarify the constraints of agricultural land production and ecological function, which is conducive to targeted zoning and classified policies, so as to improve the sustainable use level?of regional agricultural land. Taking Huanghua City in the Bohai Rim region as an example, this paper constructs an evaluation index system of ecological suitability of “soil resources-water resources” composite farmland, and uses the method of combining single index evaluation and hierarchical evaluation to identify the limiting factors and degree of ecological suitability of agricultural land. Based on the results of the comprehensive evaluation, according to the principle of consistency of improvement technical measures, the agricultural land consolidation zones were divided, and the improvement measures were put forward accordingly. The results showed that the ecological suitability of chemical fertilizer application rate, organic matter content and soil salt content of agricultural land in the study area was poor, and the unsuitable grades reached 87.47%, 99.62% and 25.34%, respectively. The groundwater mineralization of agricultural land in the whole area was too high, the groundwater depth in the eastern part was shallow, and the irrigation guarantee rate of 69.54% of agricultural land was insufficient. In addition, other indicators were in an appropriate state. The main limiting factors of agricultural land in the study area were as follows: chemical fertilizer application rate, organic matter content, soil salinity content, groundwater salinity, groundwater burial depth and irrigation guarantee rate. The combination of limiting factors was divided into two categories such as the composite type of “dominant limiting factor (severe) + secondary limiting factor (mild)” and the single type with only mild limiting factors, accounting for 91.9% and 8.1%, respectively. Two types of remediation areas were divided into “soil fertilization area” and “saline soil improvement area”, and the targeted remediation and improvement measures were put forward. The results of this study can provide a practical reference for the improvement and utilization of agricultural land in coastal areas with complex ecosystem conditions.
Keywords:Huanghua City; agricultural land; ecological suitability; limiting factors; regulation zoning
0 引言
農(nóng)用地作為土地資源中關(guān)系國計(jì)民生的重要組成部分,不僅為人類生存提供必需的食物和纖維,同時(shí)還具有調(diào)節(jié)氣候、涵養(yǎng)水源等生態(tài)功能,是與自然聯(lián)系最為密切的土地利用類型[1, 2]。目前,我國正處于農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵時(shí)期,一方面,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)需要由粗放、分散經(jīng)營(yíng)向規(guī)?;?、集約化經(jīng)營(yíng)轉(zhuǎn)變,不斷提高農(nóng)業(yè)科學(xué)化和現(xiàn)代化的水平;另一方面,水資源短缺、面源污染加劇、農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)退化等各類問題逐漸凸顯,制約著健康農(nóng)業(yè)的發(fā)展[3, 4]。2015年《關(guān)于加快推進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)的意見》明確指出,要強(qiáng)化農(nóng)田系統(tǒng)生態(tài)保護(hù);2018年“生態(tài)文明”被寫入憲法;2022年黨的二十大強(qiáng)調(diào),要全面提升生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性、持續(xù)性,促進(jìn)人與自然和諧共生。在此背景下,實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)農(nóng)用地生態(tài)環(huán)境狀況及影響其可持續(xù)利用的限制因素,對(duì)于分區(qū)分類實(shí)施整治活動(dòng)、優(yōu)化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)基礎(chǔ)條件和從根源上改善農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)具有重要意義。
目前,國外關(guān)于農(nóng)用地生態(tài)適宜性的研究主要集中在微觀層面,側(cè)重于自然因素對(duì)特定作物生長(zhǎng)環(huán)境的影響[5, 6],評(píng)價(jià)指標(biāo)的選取與作物生長(zhǎng)密切相關(guān),如溫度、降水、氣候、土壤養(yǎng)分等;國內(nèi)通常從氣候、地形和土壤等方面分析影響農(nóng)用地生態(tài)適宜性的因素[7, 8],如王珊等[9]從伏旱頻率、坡度、土壤質(zhì)地等方面評(píng)價(jià)玉米種植區(qū)生態(tài)適宜性等級(jí);李茂森等[10]則將地貌類型、土壤性質(zhì)、土地利用現(xiàn)狀作為安塞縣農(nóng)用地生態(tài)適宜性的影響因素。限制因素的研究大多以提升耕地質(zhì)量為目標(biāo)[1113],其確定方法一般分為兩類:一類是直接沿用農(nóng)用地分等指標(biāo)體系或選取部分指標(biāo)作為限制因素[11, 14, 15],這類方法可與分等結(jié)果實(shí)現(xiàn)有效銜接,但是忽略了其他可整治因素的影響;另一類是運(yùn)用模型法確定限制因素,如障礙度模型[12, 16]、限制性指數(shù)模型[11]、自然等-提等潛力指數(shù)模型[17, 18]等。農(nóng)用地整治類型的劃分大多以限制因素作為分區(qū)依據(jù),按照其提升潛力大小進(jìn)行綜合排序[11, 12],但是多數(shù)研究分區(qū)劃定時(shí)主要考慮土壤的肥力條件以及灌排設(shè)施的完善程度[19],出現(xiàn)整治后農(nóng)田產(chǎn)出提升,卻無法兼顧生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的現(xiàn)象。綜上所述,目前關(guān)于農(nóng)用地生態(tài)適宜性及限制因素評(píng)定的研究已取得豐碩成果,但探討農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)限制因素的研究較少,且較少關(guān)注各因素交互疊加影響及影響過程的復(fù)雜性。
鑒于此,本文以濱海平原區(qū)的黃驊市為例,充分考慮水土資源之間的聯(lián)動(dòng)效應(yīng),從農(nóng)用地土壤資源適宜性、水資源適宜性2個(gè)維度,構(gòu)建“土壤資源—水資源”復(fù)合農(nóng)田生態(tài)適宜性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系,并借助ArcGIS10.7空間分析功能,直觀顯化所有相關(guān)限制因素在地域空間上的交互作用和影響,進(jìn)而開展空間限制因素組合類型研究。在此基礎(chǔ)上劃分整治分區(qū)并有針對(duì)性的安排整治措施,為研究區(qū)農(nóng)用地實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)高能、生態(tài)高效提供科學(xué)依據(jù)。
1 研究區(qū)概況及數(shù)據(jù)來源
1.1 研究區(qū)概況
黃驊市位于河北省東南部,渤海灣西岸,全市面積23.914×104 hm2,農(nóng)用地占65.21%。地貌類型為退海淤積和沖積平原,地勢(shì)低洼平坦,自西南向東北微傾,西部最高海拔15.7m,東部最高海拔3 m。氣候類型屬于暖溫帶半濕潤(rùn)季風(fēng)氣候,并伴有一定的海洋性氣候特點(diǎn)。年平均溫度12 ℃左右,雨量少且年內(nèi)分布不均,全市多年平均降雨量約為656.5 mm,多集中在7、8月份,多年平均蒸發(fā)量約為1 980 mm,土壤干濕差異較大;年均徑流量為1.28×109 m3,淡水資源短缺,且春旱、夏澇、秋吊等自然災(zāi)害頻發(fā),給研究區(qū)的農(nóng)業(yè)發(fā)展帶來極為不利的影響。因此,全面掌握區(qū)域土地生態(tài)環(huán)境狀況,精準(zhǔn)判別限制因素并進(jìn)行針對(duì)性整治提升是目前亟待解決的問題。
1.2 數(shù)據(jù)來源
本文所用數(shù)據(jù)包括:(1)通過中國科學(xué)院資源環(huán)境科學(xué)數(shù)據(jù)中心(http://www.resdc.cn)下載的30 m分辨率的2020年土地利用現(xiàn)狀數(shù)據(jù);(2)通過實(shí)地調(diào)研獲得的農(nóng)藥、化肥施用量數(shù)據(jù);(3)2021年黃驊市農(nóng)用地定級(jí)數(shù)據(jù);(4)結(jié)合2015年河北省農(nóng)業(yè)地質(zhì)調(diào)查成果,于2020—2021年補(bǔ)充采樣實(shí)測(cè)數(shù)據(jù),共306個(gè)。研究運(yùn)用ArcGIS10.7軟件地統(tǒng)計(jì)模塊的反距離權(quán)重插值(IDW)對(duì)所有樣點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行空間分布圖繪制。
2 研究方法
2.1 研究思路
本文在對(duì)研究區(qū)土地生態(tài)環(huán)境充分認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)上,首先從土地生態(tài)適宜性內(nèi)涵出發(fā),構(gòu)建“土壤資源—水資源”復(fù)合農(nóng)田生態(tài)適宜性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系;其次,依據(jù)相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)規(guī)范及已有研究成果,設(shè)定科學(xué)合理的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn),運(yùn)用單指標(biāo)評(píng)價(jià)與分層次評(píng)價(jià)相結(jié)合的方法逐一實(shí)施評(píng)價(jià);第三步根據(jù)評(píng)價(jià)結(jié)果篩選不適宜指標(biāo)作為限制因素并鎖定其空間位置,通過空間疊加法精確識(shí)別評(píng)價(jià)單元內(nèi)限制因素及組合類型;最后,按照限制因素整治措施一致性原則,劃定整治分區(qū)并制訂提升措施。
2.2 評(píng)價(jià)單元確定
以黃驊市2020年土地利用現(xiàn)狀調(diào)查數(shù)據(jù)庫為底圖,以30 m×30 m柵格為評(píng)價(jià)單元,扣除水域、建設(shè)用地和未利用地,最終確定1 601 182個(gè)評(píng)價(jià)單元,總面積為144 106.38 hm2。
2.3 評(píng)價(jià)指標(biāo)選取與體系構(gòu)建
生態(tài)適宜性評(píng)價(jià)是對(duì)土地的生態(tài)狀況和利用條件給予全面評(píng)估,相關(guān)指標(biāo)的選取及適宜程度的確定,皆以能夠滿足農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、生態(tài)要求為根本前提[20]。本文結(jié)合黃驊市淡水資源極度短缺、土壤環(huán)境狀況復(fù)雜的現(xiàn)實(shí)情況,并參考相關(guān)研究[13, 2123],從土壤資源適宜性和水資源適宜性2個(gè)維度構(gòu)建黃驊市農(nóng)用地生態(tài)系統(tǒng)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系(表1)。其中,土壤資源適宜性反映農(nóng)用地的本底條件和生態(tài)可持續(xù)性問題[24];水資源適宜性反映區(qū)域水資源生態(tài)環(huán)境狀況和農(nóng)田水利設(shè)施配套情況。
2.4 指標(biāo)評(píng)價(jià)方法與分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)
為精準(zhǔn)識(shí)別和定位研究區(qū)農(nóng)用地限制因素,本研究采用單指標(biāo)評(píng)價(jià)法對(duì)所有因素逐一實(shí)施評(píng)價(jià),在構(gòu)建每個(gè)參評(píng)指標(biāo)的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)后,進(jìn)行生態(tài)適宜性分級(jí)。目前,生態(tài)適宜性等級(jí)劃分尚無統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn),本文參考已有研究[25, 26],將生態(tài)適宜性評(píng)價(jià)結(jié)果劃分為5個(gè)級(jí)別:高度適宜、中度適宜、臨界適宜、中度不適宜、高度不適宜。
各指標(biāo)最適閾值的確定以相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)規(guī)范及已有研究成果為依據(jù)。研究區(qū)農(nóng)用地生態(tài)適宜性評(píng)價(jià)指標(biāo)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)如表2所示。其中,重金屬污染以As、Hg、Cu、Zn、Ni、Pb、Cd、Cr這8種元素計(jì)算得到的內(nèi)梅羅綜合指數(shù)Fj為準(zhǔn),計(jì)算模型[27]如式(1)、式(2)所示。
Fi=CiSi(1)
Fj=(Fiave2+Fimax2)/2(2)
式中:Fi——單因子污染指數(shù);Ci——第i種重金屬實(shí)測(cè)值;Si——重金屬評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn);Fj——內(nèi)梅羅綜合污染指數(shù);Fiave——單因子污染指數(shù)平均值;Fimax——單因子污染指數(shù)最大值。
此外,我國未有針對(duì)化肥施用量的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn),因此本文采用國際化肥施用量警戒線225 kg/hm2作為臨界適宜標(biāo)準(zhǔn)[28];相較于化肥,農(nóng)藥種類繁多、成分復(fù)雜,國內(nèi)外均缺乏對(duì)農(nóng)藥污染的級(jí)別劃分標(biāo)準(zhǔn)[28],本文以河北省農(nóng)業(yè)農(nóng)村廳頒布的“農(nóng)藥使用量零增長(zhǎng)行動(dòng)”為依據(jù),將年增長(zhǎng)率-1%作為臨界適宜標(biāo)準(zhǔn)[29];土壤pH的級(jí)別劃分根據(jù)全國第二次土壤普查養(yǎng)分分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)和黃驊市實(shí)際情況確定。
2.5 限制因素組合類型設(shè)計(jì)
作物的生長(zhǎng)取決于水土環(huán)境對(duì)其滿足程度,滿足程度越小則說明該因素對(duì)作物生長(zhǎng)限制作用越大,越會(huì)降低農(nóng)用地生產(chǎn)能力。滿足程度最小的,即生態(tài)適宜性等級(jí)最低的則為重度限制因素,次之為輕度限制因素[12, 31]。
研究運(yùn)用空間疊加法,將各指標(biāo)評(píng)價(jià)結(jié)果中不適宜區(qū)域進(jìn)行疊加,根據(jù)疊加結(jié)果中各限制因素在空間上的組合情況得到黃驊市農(nóng)用地生態(tài)適宜性的限制因素組合類型。需要說明的是,同一評(píng)價(jià)單元內(nèi)可能同時(shí)存在輕度與重度限制因素,因此將相同評(píng)價(jià)單元內(nèi)組合類型按照限制程度進(jìn)行歸并,將重度限制因素作為主導(dǎo)因素,輕度限制因素作為次要因素,按照“主導(dǎo)限制因素(重度)+次要限制因素(輕度)”類型進(jìn)行劃分和統(tǒng)計(jì)匯總。
3 結(jié)果與分析
3.1 生態(tài)適宜性評(píng)價(jià)結(jié)果
按照上述確定的評(píng)價(jià)方法和評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)逐一開展指標(biāo)評(píng)價(jià),結(jié)果如圖1、圖2所示:黃驊市農(nóng)用地的重金屬內(nèi)梅羅污染指數(shù)介于0.98~2.22之間、各鄉(xiāng)鎮(zhèn)農(nóng)藥增長(zhǎng)率介于-33.4%~-0.51%之間、土壤pH介于7.5~8.49之間,土壤容重介于0.6~1.78 g/cm3之間,以上指標(biāo)均處于適宜范圍之內(nèi),表明目前未對(duì)研究區(qū)農(nóng)用地產(chǎn)生限制作用。
2020年黃驊市農(nóng)用地化肥施用量為342.83 kg/hm2,是國際警戒線的1.52倍,其評(píng)價(jià)結(jié)果如圖1(c)所示,處于高度不適宜級(jí)別的農(nóng)用地占比達(dá)87.47%,處于臨界適宜級(jí)別的農(nóng)用地占11.60%,僅0.93%的農(nóng)用地處于中度適宜級(jí)別,零星分布在中捷友誼農(nóng)場(chǎng)、齊家務(wù)鄉(xiāng)和騰莊子鄉(xiāng)。全縣農(nóng)用地土壤有機(jī)質(zhì)平均含量為13.32 g/kg,如圖1(d)所示,高度不適宜級(jí)別占8.30%,主要集中在黃驊鎮(zhèn)及其周邊鄉(xiāng)鎮(zhèn),中度不適宜級(jí)別占91.32%。研究區(qū)農(nóng)用地土壤含鹽量介于0.22~29.73 g/kg之間,如圖1(e)所示,高度不適宜級(jí)別占3.5%,中度不適宜級(jí)別占21.84%,整體呈現(xiàn)出由西南向東北部逐漸遞減的規(guī)律,這與黃驊市緊鄰渤海,地勢(shì)低洼排水不暢,地表蒸發(fā)量大有密切關(guān)系[32]。由評(píng)價(jià)結(jié)果可知,化肥施用量超標(biāo)、土壤有機(jī)質(zhì)含量偏低、土壤含鹽量過高是限制研究區(qū)土壤資源適宜性的主要因素。
黃驊市農(nóng)用地地下水埋深處于1.23~3.78 m之間,屬于中度不適宜級(jí)別的占比達(dá)到34.03%,空間上呈現(xiàn)出由沿海向內(nèi)陸遞減的趨勢(shì)。地下水礦化度介于1.62~7.4 g/L之間,高度不適宜級(jí)別占23.12%,中度不適宜級(jí)別占76.87%。由圖2(a)和圖2(b)可知,地下水埋深和地下水礦化度的不適宜級(jí)在空間分布上較為吻合,通過已有研究[33, 34]可知,二者是導(dǎo)致土壤含鹽量高的重要原因。當(dāng)?shù)叵滤惠^淺時(shí),地下水中的鹽分會(huì)隨毛細(xì)水的上升不斷遷移到作物根系和地表;地下水礦化度越高,伴隨蒸散失的水分越多,地表積鹽越嚴(yán)重。黃驊市大部分農(nóng)用地?zé)o法得到足額灌溉,灌溉能力包括“基本滿足”“一般滿足”“無灌溉條件”三類,灌溉保證率處于中度不適宜級(jí)別的占比為69.54%,處于臨界適宜級(jí)別的占比為28.95%。由圖2(d)可知,黃驊市排水設(shè)施較為完善,全域排水條件均在適宜范圍之內(nèi)。
3.2 限制因素組合類型結(jié)果
將上述評(píng)價(jià)結(jié)果中存在不適宜問題的指標(biāo)分級(jí)圖進(jìn)行疊加,得到評(píng)價(jià)單元內(nèi)限制因素的真實(shí)情況。研究區(qū)每個(gè)評(píng)價(jià)單元均受多種因素共同限制,評(píng)價(jià)單元限制因素?cái)?shù)量統(tǒng)計(jì)情況如表3所示。
其中限制因素?cái)?shù)量為4個(gè)的面積最大,為65 299.32 hm2,占農(nóng)用地總面積的45.31%;限制因素?cái)?shù)量為2個(gè)的面積最少,為3 741.30 hm2,占農(nóng)用地總面積的2.60%。
按照限制因素組合類型設(shè)計(jì)方法將評(píng)價(jià)單元內(nèi)限制因素組合類型進(jìn)行歸并,并將結(jié)果劃分為輕度限制組合類型與重度限制組合類型,如表4、表5所示。屬于輕度組合限制類型的農(nóng)用地面積為11 672.82 hm2,僅占8.10%,其中受“灌溉保證率+有機(jī)質(zhì)含量+地下水礦化度”共同限制的面積最大,占全域農(nóng)用地的4.13%;“灌溉保證率+土壤含鹽量+有機(jī)質(zhì)含量+地下水礦化度”所占面積最小,占農(nóng)用地總面積的0.78%。
評(píng)價(jià)單元內(nèi)存在一種或多種重度限制的農(nóng)用地面積為132 433.56 hm2,具體劃分為8種組合。其中“化肥施用量”主導(dǎo)限制因素組合面積最大,占農(nóng)用地總面積的60.36%;面積最小的是“土壤含鹽量+地下水礦化度”主導(dǎo)限制因素組合,占農(nóng)用地總面積的0.3%。通過統(tǒng)計(jì)各鄉(xiāng)鎮(zhèn)限制因素組合類型,發(fā)現(xiàn)黃驊鎮(zhèn)限制類型最為復(fù)雜,共包含8種主導(dǎo)限制因素組合和4種輕度限制因素組合,其中分布最廣的組合是“化肥施用量”,占全鎮(zhèn)農(nóng)用地面積的39.36%;羊三莊回族鄉(xiāng)受4種組合限制,是限制因素組合最少的鄉(xiāng)鎮(zhèn)。
3.3 整治分區(qū)
為提高整治的效率與精度,研究按照限制類型改良技術(shù)措施一致性原則,將研究區(qū)重度限制因素組合圖進(jìn)行疊加,劃定整治分區(qū)并有針對(duì)性的安排整治和管理措施。需要說明的是,由于輕度限制類型所占面積較小,因此在劃定整治分區(qū)時(shí)未考慮。
1) ?土壤培肥區(qū)。以“有機(jī)質(zhì)含量”“有機(jī)質(zhì)含量+化肥施用量”為主導(dǎo)限制的農(nóng)用地均可通過改善施肥結(jié)構(gòu)得以提升,因此將研究區(qū)受二者限制的農(nóng)用地進(jìn)行疊加作為土壤培肥區(qū)(圖3)。該區(qū)面積為11 249.78 hm2,集中位于黃驊鎮(zhèn)、常郭鎮(zhèn)及舊城鎮(zhèn)。建議在此區(qū)域開展以提升土壤肥力為主要目標(biāo)的整治活動(dòng),采取“秋季深松+秸稈還田+有機(jī)培肥+測(cè)土施肥”的培肥措施,合理布設(shè)樣點(diǎn),以“年”為取樣檢測(cè)周期,根據(jù)土壤樣品檢測(cè)結(jié)果動(dòng)態(tài)調(diào)整施肥結(jié)構(gòu)。
2) ?鹽漬化土改良區(qū)。通過上文分析可知地下水礦化度與土壤含鹽量為正相關(guān)關(guān)系,因此將主導(dǎo)限制因素組合為“土壤含鹽量+地下水礦化度”“土壤含鹽量+化肥施用量”“土壤含鹽量+化肥施用量+地下水礦化”的區(qū)域進(jìn)行空間疊加劃分為鹽漬土改良區(qū)(圖4)。該區(qū)面積為34 206.84 hm2,主要集中在南大港管理區(qū)、中捷友誼農(nóng)場(chǎng)及羊二莊回族鎮(zhèn)。土壤含鹽量高是黃驊市普遍狀況,加之淡水資源不足、水分蒸發(fā)量與大氣降水量相差懸殊,各種因素相互作用影響,致使整治和利用難上加難。在鹽漬土改良區(qū)內(nèi)應(yīng)充分考慮各限制因素間的交互作用,通過開展明溝排水、暗管改堿等水利工程措施減輕土壤鹽漬化,增加土壤養(yǎng)分[35, 36];同時(shí)可利用脫鹽技術(shù)實(shí)現(xiàn)海冰水淡化與開發(fā),并種植耐鹽植物,切實(shí)提高農(nóng)用地利用效率與作物產(chǎn)量。
化肥施用量超標(biāo)屬于人為利用造成的干擾和影響,主要通過耕作過程產(chǎn)生,可通過調(diào)節(jié)人的行為得到改善。因此,在以上整治措施開展的同時(shí),有必要開展宣傳、培訓(xùn),幫助農(nóng)民樹立科學(xué)合理施肥觀念,同時(shí)加大農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣工作,引導(dǎo)農(nóng)民采用測(cè)土配方施肥技術(shù),增施有機(jī)肥,提高化肥、農(nóng)藥的利用效率、降低面源污染危害。
4 結(jié)論
1) ?黃驊市農(nóng)用地生態(tài)適宜性較差,超過80%的農(nóng)用地面臨化肥施用量超標(biāo)與有機(jī)質(zhì)含量偏低問題,69.54%的農(nóng)用地灌溉保證率不足,并且全域農(nóng)用地地下水礦化度過高,東部34.03%的農(nóng)用地地下水埋深淺,土壤含鹽量過高的農(nóng)用地占比達(dá)25.34%,除此之外,其他指標(biāo)呈適宜狀態(tài)。
2) ?研究區(qū)農(nóng)用地主要限制因素為:化肥施用量、有機(jī)質(zhì)含量、灌溉保證率、地下水礦化度、土壤含鹽量及地下水埋深;全域農(nóng)用地均受到不同程度限制,限制因素組合類型包括輕度限制類型與重度限制類型兩大類,其中輕度限制類型包括4種組合,占農(nóng)用地總面積的8.1%;重度限制類型包括8種“主導(dǎo)限制因素(重度)+次要限制因素(輕度)”組合,占農(nóng)用地總面積的91.9%。
3) ?根據(jù)限制因素組合類型結(jié)果,以主導(dǎo)限制因素組合改良技術(shù)措施一致性為原則,將限制區(qū)劃分為“土壤培肥區(qū)”和“鹽漬化土改良區(qū)”,并考慮各限制因素間的交互作用提出差別化管理措施與提升策略。
本研究在生態(tài)適宜性評(píng)價(jià)結(jié)果的基礎(chǔ)上,一方面增加考慮多種因素共同限制的可能性,另一方面增加考慮限制因素間的交互作用,明確影響研究區(qū)農(nóng)用地生態(tài)適宜程度的限制因素與組合類型,并按照主導(dǎo)限制因素組合改良技術(shù)措施一致性原則劃定整治分區(qū),豐富農(nóng)用地生態(tài)適宜性評(píng)價(jià)的研究思路,為生態(tài)系統(tǒng)狀況復(fù)雜的濱海平原區(qū)農(nóng)用地利用與整治提升提供理論依據(jù)。生態(tài)適宜性評(píng)價(jià)及后續(xù)工作還需多方考慮外部影響因素,因此未來需要不斷完善生態(tài)適宜性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系;此外,受客觀條件限制,本文僅對(duì)研究區(qū)水土資源生態(tài)適宜性現(xiàn)狀進(jìn)行評(píng)價(jià),在探究水土資源系統(tǒng)內(nèi)部演進(jìn)機(jī)制、實(shí)現(xiàn)水土資源優(yōu)化配置方面有待提升。
參 考 文 獻(xiàn)
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基金項(xiàng)目:河北省社會(huì)科學(xué)基金項(xiàng)目(HB22YJ012)
第一作者:王凡,女,1992年生,河北石家莊人,碩士研究生;研究方向?yàn)橥恋卦u(píng)價(jià)與可持續(xù)利用。E-mail: 601204765@qq.com
通訊作者:張貴軍,女,1974年生,河北遷安人,博士,教授;研究方向?yàn)橥恋厣鷳B(tài)安全與可持續(xù)利用。E-mail: 2569401081@qq.com