鄭銘宇 蔡立群 張駿達

摘要：為了全面、精準地評估甘肅省臨澤縣耕地質(zhì)量的各項指標水平，提升耕地質(zhì)量檢測與保護管理水平，依托ArcGIS技術(shù)，采用層次分析、空間分析、綜合指數(shù)和模糊數(shù)學(xué)等方法，對臨澤縣的耕地質(zhì)量進行了等級評價。結(jié)果顯示，臨澤縣的耕地質(zhì)量等級可劃分為6個等級，即從一等至六等，各等級所占的比例分別為16.13%、19.39%、54.99%、3.57%、0、5.91%，平均等級為2.70等。其中，一等到三等耕地占90.51%，表明臨澤縣的耕地質(zhì)量總體狀況良好。耕地土壤有機質(zhì)含量平均為18.27 g/kg，主要集中在10.00～20.00 g/kg，多屬較低等水平；全氮含量平均為0.87 g/kg，主要集中在≤1.00 g/kg和1.00～1.25 g/kg，多屬低等水平；有效磷含量平均為25.41 mg/kg，主要集中在25.00～40.00 mg/kg，多屬較高水平；速效鉀含量平均為180.04 mg/kg，主要集中在150.00～200.00 mg/kg，多屬中低等水平。

關(guān)鍵詞：耕地質(zhì)量；評價；臨澤縣

中圖分類號：S158.5? ? ? ? ? ? ? ?文獻標志碼：A? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：2097-2172（2024）05-0463-07

doi：10.3969/j.issn.2097-2172.2024.05.014

Quality Evaluation of Cultivated Lands in Linze County

ZHENG Mingyu 1， CAI Liquun 1， ZHANG Junda 2

（1. College of Resources and Environmental Sciences， Gansu Agricultural University， Lanzhou Gansu 730070， China;

2. Cultivated Land quality Monitoring and Protection Center， Ministry of Agriculture and Rural Affairs， PRC， Beijing 100125 China）

Abstract： In order to comprehensively and accurately evaluate the index level of cultivated land quality in Linze County， Gansu Province， and further improve the level of detection and protection management of cultivated land quality， techniques such as hierarchical analysis， spatial analysis， composite indices， and fuzzy mathematics were utilized， leveraging ArcGIS technology， to evaluate the levels of cultivated land quality in Linze County. The evaluation categorized the farmland quality into 6 grades， from first to sixth， with respective proportions of 16.13%， 19.39%， 54.99%， 3.57%， 0， and 5.91%， with an average grade of 2.70. Notably， first to third grade lands comprise 90.51% of the farmland， indicating an overall good quality of farmland in Linze County. The average organic matter content in the farmland soil is 18.27 g/kg， primarily ranging between 10.00 to 20.00 g/kg， which is on the lower side， the average total nitrogen content is 0.87 g/kg， mainly concentrated at ≤1.00 g/kg and 1.00 to 1.25 g/kg， indicating a lower level， the average available phosphorus content is 25.41 mg/kg， primarily found between 25.00 to 40.00 mg/kg， which is relatively high; and the average content of available potassium is 180.04 mg/kg， mainly concentrated between 150.00 to 200.00 mg/kg， which is considered mid to low level.

Key words： Cultivated land quality; Evaluation; Linze County

為了全面了解耕地質(zhì)量狀況，推動耕地數(shù)量、質(zhì)量與生態(tài)的協(xié)同保護，實施耕地質(zhì)量等級評價工作十分必要。這一舉措不僅是對國家“藏糧于地、藏糧于技”戰(zhàn)略的具體落實，也是鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略下農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)扶貧的堅實基礎(chǔ)，更是第三次國土調(diào)查的重要內(nèi)容［1 ］，對于保障我國糧食與生態(tài)安全，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的目標具有重大意義。近年來，譚思佳等［2 ］、韓朗等［3 ］、劉海航［4 ］、文雯等［5 ］、李旭光等［6 ］多位學(xué)者，借助GIS軟件對不同地區(qū)開展了耕地質(zhì)量評價研究。本研究以甘肅省張掖市臨澤縣為研究對象，依托ArcGIS技術(shù)，構(gòu)建臨澤縣耕地質(zhì)量評價體系。在此基礎(chǔ)之上，綜合運用空間分析、層次分析等多種手段［7 ］，對臨澤縣農(nóng)田土壤的營養(yǎng)狀況進行了深入剖析，并據(jù)此進行了耕地質(zhì)量等級評價工作。

1? ?研究區(qū)概況

甘肅省張掖市臨澤縣地處甘肅省河西走廊中部，是張掖盆地的重要組成部分，位于東經(jīng)99°51′～100° 30′、北緯38° 57′～39° 42′，東鄰張掖市甘州區(qū)，西接高臺縣，南依祁連山與肅南裕固族自治縣接壤，北毗內(nèi)蒙古自治區(qū)阿拉善右旗［8 ］。臨澤縣是一個典型的內(nèi)陸地區(qū)，屬大陸性荒漠草原氣候。四季分明，冬季冷而長，夏季熱而短，春季升溫快，秋季降溫慢；日照時間較長，受陽光照射強度較大；年降水量少、蒸發(fā)量大、氣候干燥，多風(fēng)［9 ］。

2? ?調(diào)查與評價方法

2.1? ?取樣與測定

臨澤縣總耕地面積41 184.13 hm2，占全縣土地總面積的18.32%。為確保采樣的代表性，按照每666.7 hm2耕地至少設(shè)置1個樣點的原則，結(jié)合當?shù)貙嶋H情況，布設(shè)了47個調(diào)查樣點，如圖1所示。采用五點取樣法，確保5個采樣點分別位于兩條對角直線的中心點和對角直線上與中心等距的4點，同時避開邊緣土壤，以確保數(shù)據(jù)準確。為確保每個采樣點的精確性，利用GPS定位儀進行精確定位，在去除表層土壤后，采集了0～20 cm的耕土壤層。為確保數(shù)據(jù)的及時性，嚴格按照規(guī)定的時間將樣品運送至實驗室。經(jīng)過自然風(fēng)干和碾碎處理后，用2 mm的土篩進行篩選。處理后的土壤樣品裝入密封袋中，妥善保存?zhèn)溆茫?0 - 11 ］。依據(jù)測土配方施肥技術(shù)規(guī)范［12 ］，對土壤樣品進行了測定，測定項目包括有機質(zhì)、全氮、有效磷、速效鉀、pH以及其他理化指標［13 ］。

2.2? ?評價方法與步驟

2.2.1? ? 評價方法? ? 耕地質(zhì)量分級評定按照《耕地質(zhì)量調(diào)查監(jiān)測與評價辦法》和《耕地質(zhì)量等級》國家標準（GB/T 33469 — 2016）進行評價［14 - 15 ］，方法主要有層次分析法、模糊綜合評價法、回歸分析法、灰色關(guān)聯(lián)度分析法等。通過對耕地立地環(huán)境、土壤養(yǎng)分、耕層理化特性、剖面特征、健康狀況等多要素的綜合分析，運用 GIS等信息技術(shù)，采用空間數(shù)據(jù)分析、層次分析、綜合指數(shù)等方法，依據(jù)耕地地力、土壤健康狀況，結(jié)合田間基本設(shè)施，構(gòu)建出一套適合臨澤縣耕地地力、土壤健康狀況的可持續(xù)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)與質(zhì)量安全管理體系，并對其進行綜合評價［16 ］。

2.2.2? ? 評價單元劃分與數(shù)據(jù)獲取? ? 以臨澤縣土壤圖、土地利用現(xiàn)狀圖和行政區(qū)劃圖為研究對象，采用綜合疊置法進行評價單元的劃分［17 ］。對pH、有機質(zhì)、有效磷等定量數(shù)據(jù)采用空間插值的方法進行賦值，灌溉能力、排水能力、生物多樣性等定性因子采用以點帶面的方法對評價單元賦值。

2.2.3? ? 評價指標及其權(quán)重確定? ? 臨澤縣一級農(nóng)業(yè)區(qū)為甘新區(qū)，二級農(nóng)業(yè)區(qū)為蒙寧甘農(nóng)牧區(qū)。根據(jù)影響因素的整體性、主導(dǎo)性和差異性的原則，臨澤縣的土壤條件和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)情況，選擇地形部位、農(nóng)田林網(wǎng)化、有機質(zhì)、有效磷、灌溉能力、排水能力等16個指標［18 ］，構(gòu)建耕地質(zhì)量評價指標體系（表1）。2.2.4? ? 指標隸屬函數(shù)構(gòu)建? ? 隸屬函數(shù)類型涵蓋了概念型、戒上型、戒下型、峰型以及概念型等5大類別（表2）［19 ］。

2.2.5? ? 耕地質(zhì)量等級劃分? ? 依據(jù)《耕地質(zhì)量等級》（GB/T 33469 — 2016），運用模糊數(shù)學(xué)、層次分析等方法，建立各項指標的隸屬程度與權(quán)重，并運用累加方法，對耕地評價單元進行綜合耕地質(zhì)量指數(shù)計算，公式如下［20 ］。

P=∑（Fi×Ci）

式中，P為耕地質(zhì)量綜合指數(shù)；Fi為第i個評價指標的隸屬度；Ci為第i個評價指標的組合權(quán)重。

在此基礎(chǔ)上，運用等距法將耕地質(zhì)量劃分為10個等級。一等地是質(zhì)量最好的耕地，十等地是質(zhì)量最差的耕地［21 ］。根據(jù)臨澤縣的耕地質(zhì)量分級標準（表3），其等級處于一至六等地，重點審核耕地質(zhì)量分級結(jié)果，采用產(chǎn)量驗證、比較驗證、專家驗證和現(xiàn)場驗證等方法，以保證耕地質(zhì)量分級數(shù)據(jù)的準確性，并與當?shù)貙嶋H相符。

3? ?結(jié)果與分析

3.1? ?臨澤縣耕地土壤養(yǎng)分總體狀況

按照甘肅省耕地質(zhì)量監(jiān)測指標分級標準（表4）分析了臨澤縣耕地土壤養(yǎng)分等級狀況。臨澤縣各鄉(xiāng)鎮(zhèn)耕地的養(yǎng)分平均含量為有機質(zhì)18.27 g/kg、全氮0.87 g/kg、有效磷25.41 mg/kg、速效鉀180.04 mg/kg。

3.2? ?耕地土壤有機質(zhì)含量空間分布

臨澤縣耕地土壤有機質(zhì)平均含量為18.27 g/kg，主要集中在10～20 g/kg，多屬較低水平，總體呈兩邊低中間高的趨勢（表5、圖2a）。從分布頻率來看，沙河鎮(zhèn)的耕地有機質(zhì)平均含量最高，為21.02 g/kg，占耕地面積的10.54%；其次是倪家營鎮(zhèn)，有機質(zhì)平均含量為19.46 g/kg，占耕地面積的10.43%；板橋鎮(zhèn)有機質(zhì)平均含量最低，為16.28 g/kg，占耕地面積的14.62%。

3.3? ?耕地土壤全氮含量空間分布

臨澤縣耕地土壤全氮含量平均為0.87 g/kg，主要集中在≤1.00 g/kg和1.00～1.25 g/kg，多屬低水平，總體呈現(xiàn)南部高于北部的趨勢（表5、圖2b）。從分布頻率來看，倪家營鎮(zhèn)全氮平均含量最高，為1.04 g/kg，占耕地面積的10.43%；其次是沙河鎮(zhèn)，全氮平均含量為1.01 g/kg，占耕地面積的10.54%；板橋鎮(zhèn)全氮平均含量最低，為0.72 g/kg，占耕地面積的14.62%。

3.4? ?耕地土壤有效磷含量空間分布

臨澤縣耕地土壤有效磷含量平均為25.41 mg/kg，主要集中在25～40 mg/kg，多屬較高水平，總體呈兩邊高中間低的趨勢（表5、圖2c）。從分布頻率來看，鴨暖鎮(zhèn)有效磷平均含量最高，為27.10 mg/kg，占耕地面積的23.01%；其次是沙河鎮(zhèn)，有效磷平均含量為25.83 mg/kg，占耕地面積的10.54%；平川鎮(zhèn)有效磷平均含量最低，為23.62 mg/kg，占耕地面積的12.84%。

3.5? ?耕地土壤速效鉀含量空間分布

臨澤縣耕地土壤速效鉀含量平均為180.04 mg/kg，主要集中在150～200 mg/kg，多屬較低水平，總體呈現(xiàn)中部地區(qū)高于其他區(qū)域的趨勢（表5、圖2 d）。從分布頻率來看，新華鎮(zhèn)速效鉀平均含量最高，為185.45 mg/kg，占耕地面積的17.08%；其次是板橋鎮(zhèn)，速效鉀平均含量為182.81 mg/kg，占耕地面積的14.62%；鴨暖鎮(zhèn)速效鉀平均含量最低，為176.61 mg/kg，占耕地面積的23.01%。

3.6? ?臨澤縣耕地質(zhì)量等級分析

臨澤縣耕地質(zhì)量等級調(diào)查評價總面積為? ? ? ? 41 184.13 hm2，耕地質(zhì)量等級由高到低依次為一等到六等。一到六等地耕地面積分別占16.13%、19.39%、54.99%、3.57%、0、5.91%，其中一、二、三等耕地面積占比較大。采用耕地質(zhì)量等級面積加權(quán)法，計算得到臨澤縣耕地質(zhì)量的平均等級為2.70等（圖3、圖4、表6）。

評價為一等地的耕地面積為6 644.34 hm2，占臨澤縣耕地總面積的16.13%，主要分布在倪家營鎮(zhèn)、沙河鎮(zhèn)、新華鎮(zhèn)、板橋鎮(zhèn)、鴨暖鎮(zhèn)、蓼泉鎮(zhèn)。有良好穩(wěn)定的灌溉水源和充足的光熱，地形部位為平原低階、平原中階，耕層質(zhì)地構(gòu)型為黏土、輕壤、沙壤、中壤，灌溉保證率均在50%以上，有效土層厚度在60～100 cm。地勢平坦，降水量充沛，土層厚，無明顯障礙層，土壤理化性狀良好，可耕性強。

評價為二等的耕地面積為7 987.19 hm2，占19.39%，主要分布在沙河鎮(zhèn)、新華鎮(zhèn)、鴨暖鎮(zhèn)、倪家營鎮(zhèn)、平川鎮(zhèn)、蓼泉鎮(zhèn)、板橋鎮(zhèn)。地形部位為平原低階、平原中階，耕層質(zhì)地構(gòu)型為黏土、輕壤、沙壤、中壤，灌溉保證率均在50%以上，有效土層厚度在60～100 cm。地勢平坦，降水量充沛，土層厚，無明顯障礙層，土壤理化性狀良好，可耕性較強。

評價為三等的耕地面積為22 645.4 hm2，占54.99%，主要分布在沙河鎮(zhèn)、新華鎮(zhèn)、鴨暖鎮(zhèn)、倪家營鎮(zhèn)、平川鎮(zhèn)、蓼泉鎮(zhèn)、板橋鎮(zhèn)。地形部位為平原低階、平原中階、山地坡下，耕層質(zhì)地構(gòu)型為黏土、輕壤、沙壤，灌溉保證率均在50%以下，有效土層厚度在60～100 cm。地勢高低不平，降水量充沛，土層厚，無明顯障礙層，土壤理化性狀良，可耕性較強。

評價為四等的耕地面積為1 470.92 hm2，占3.57%，主要分布在新華鎮(zhèn)、鴨暖鎮(zhèn)、倪家營鎮(zhèn)、平川鎮(zhèn)。地形部位為平原低階、山地坡下，土地類型為水澆地，耕層質(zhì)地構(gòu)型為黏土、輕壤、沙壤，灌溉保證率均在50%以下，有效土層厚度60～100 cm。地勢崎嶇陡峭，降水量不足，土層厚，無明顯障礙層，土壤理化性狀較差，可耕性較弱。

評價為五等的耕地面積為1.21 hm2，主要分布在蓼泉鎮(zhèn)。土類為草甸土、風(fēng)沙土，地形部位為平原低階，土地類型為水澆地，耕層質(zhì)地構(gòu)型為黏土。灌溉保證率均為零，有效土層厚度60～100 cm，地勢崎嶇陡峭，降水量不足，明顯障礙層，土壤理化性狀差，可耕性弱。

評價為六等的耕地面積為2 435.03 hm2，主要分布在蓼泉鎮(zhèn)、平川鎮(zhèn)。土類為潮土、草甸土、棕漠土、灌漠土、灰棕漠土、風(fēng)沙土、草甸鹽土、灰鈣土，地形部位為平原低階，土地類型為水澆地，耕層質(zhì)地構(gòu)型為黏土，灌溉保證率均為零。有效土層厚度60～100 cm，地勢崎嶇陡峭，降水量不足，明顯障礙層，土壤理化性狀差，可耕性弱。

4? ?討論與結(jié)論

臨澤縣農(nóng)業(yè)相對發(fā)達，耕地利用類型全部為水澆地，整體質(zhì)量狀況良好。然而，受氣候制約及輕度鹽漬化等不利條件影響，耕地土壤肥力偏低成為制約農(nóng)作物高產(chǎn)的關(guān)鍵因素。為提升耕地質(zhì)量，建議采取一系列措施，包括增加有機肥、推行秸稈還田、適度減少化肥使用等，以逐步改善土壤肥力，確保耕地質(zhì)量的穩(wěn)步提升。此外，高級別的耕地普遍配備有灌溉設(shè)施，應(yīng)充分利用現(xiàn)有的河流、湖泊、水庫等水利資源，對老舊灌溉系統(tǒng)進行改造升級，推動高效節(jié)水灌溉技術(shù)和水肥一體化策略的實施，進一步提高耕地利用效率和作物產(chǎn)量。

本研究表明，臨澤縣耕地質(zhì)量等級分布為一至六等，各等級所占的比例分別為16.13%、19.39%、54.99%、3.57%、0、5.91%，平均等級為2.70等。其中一至三等耕地占耕地總面積的90.51%，以三等耕地最多，占耕地總面積的54.99%，表明臨澤縣的耕地質(zhì)量總體狀況良好。臨澤縣耕地養(yǎng)分整體水平表現(xiàn)為中等。耕地土壤有機質(zhì)含量平均為18.27 g/kg，主要集中在10.00～20.00 g/kg，多屬較低等水平；全氮含量平均為0.87 g/kg，主要集中在≤1.00 g/kg和1.00～1.25 g/kg，多屬低等水平；有效磷含量平均為25.41 mg/kg，主要集中在25.00～40.00 mg/kg，多屬較高水平；土壤速效鉀含量平均為180.04 mg/kg，主要集中在150.00～200.00 mg/kg，多屬中低等水平。

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收稿日期：2024 - 04 - 12

基金項目：臨澤縣耕地質(zhì)量等級評價項目“臨澤縣耕地質(zhì)量等級評價項目”（2022-GZGP）。

作者簡介：鄭銘宇（1999 — ），女，河北平泉人，碩士在讀，研究方向為土壤資源評價及可持續(xù)利用。Email： 208136988@qq.com。

通信作者：蔡立群（1976 — ），男，甘肅永昌人，教授，博士，主要從事恢復(fù)生態(tài)學(xué)、耕作學(xué)方面的教學(xué)與研究。Email： cailq@gsau.edu.cn。