1 引 言我国是一个人口大国 ,土地资源十分有限 ,人均土地资源占有量远远低于世界平均水平。而且 ,土地资源空间分布不均 ,严重影响农业发展。耕地质量方面 ,据粗略估计 ,高产稳产农田仅占耕地面积的 2 0 %～ 30 % ,中产田占 4 0 %～ 5 0 % ,低产田占 30 %左右 <1>。因此 ,评价耕地地力等级对于实现农业持续稳定发展相当重要。开展耕地地力的研究工作 ,一方面为我国土壤肥料信息系统和精准农业体系的建立提供信息储备 ,实现全球土壤信息交流与共享 ;另一方面对于摸清我国的土壤资源的家底 ,合理利用和科学管理土地资源 ,促进我国人口、资源、环境和社会经济的持续、稳定和协调发展具有十分重要的理论和实践意义 <2 > 。耕地地力评价因子较多 ,主要包括气候、地形部位、地面坡度、土体厚度、成土母质、剖面构型、土壤侵蚀、耕层质地、农田基础设施、土壤理化性状、交通便捷度、经济开发程度和产量水平等。在以往的评价中 ,人们多根据实际需要采用土壤性质或环境因素与作物产量的关系来表示耕地地力的关系 ,很少有统一的标准。本文以江汉平原后湖农场流塘分场为样区 ,利用 RS和 GIS对其土壤类型、土壤肥力状况进行调查取样 ,以土壤图与土地利用现状图叠加生成的土地类型图作为评价单元图 ,依据农业行业标准 (NY/T30 9- 1996 ) <3 > 、《湖北省基本农田保护区耕地地力分等定级暂行办法》和当地实际确定评价因子 ,运用层次分析法确定权重 ,对该地区自然地力进行评价 ,为制订有关农业政策 ,实行地力补偿培肥制度 ,综合治理中、低产土壤 ,建设高产稳产农田以及为土地的征用和转让等提供依据 ,促进用地养地 ,培肥地力 ,提高单产 ,从而实现农业持续稳定健康发展。2 实验材料和方法2 .1 实验材料1)资料收集 :收集了样区第二次土壤普查资料及其相关图件 :1995年 1∶ 10 0 0 0地形图和 1∶ 10 0 0 0航摄相片。2 )样区调查采样和理化分析 :采用航片和地形图作为工作底图开展了样区土壤详查和基层分类。确定了土壤分类系统 ,勾绘了 1∶ 10 0 0 0土壤和土地利用草图。以土壤图和土地利用现状图叠加生成的土地类型作为耕地地力评价单元 ,采集土壤农化样品 ,室内磨细过筛 ,根据中国土壤系统分类指定的方法进行土壤理化分析 ,结果见表 1。2 .2 研究方法本研究使用 MAPGIS地理信息系统软件作为空间数据管理工具 ,采用层次分析法 <4,5>确定评价因子权重 ,在计算机软、硬件支持下利用多因子综合指数和法计算评价结果。3 耕地地力评价3.1 评价流程将土壤图和理化分析数据输入计算机 ,建立耕地地力评价数据库 ,使用 Microsoft Visual Basic 6 .0编程语言建立评价模型 ,结合 MAPGIS地理信息系统成图输出 (图 1)。3.2 确定评价单元本研究以土壤图 (土系图 )和土地利用现状图叠加生成的土地类型图作为基本评价单元图。土地类型是土壤类型和土地类型的综合体 ,以其作为土地评价单元具有客观性和综合性。它既克服了土地利用类型在性质上的不均一性 ,又克服了土壤类型在地域边界上的不一致性。同时 ,以土壤系统分类单元结合土地利用现状作为评价单元 ,将有助于我国土地评价与国际接轨 ,实现信息共享。图 1 耕地地力评价流程图F ig.1 F low chart of evaluation of cultivated land3.3 确定评价因子选取评价因子主要有 3个原则 <6> :1)选择的因子对土地的生产力有比较大的影响 ;2 )选取的因子应在评价区域内的变异较大 ,便于划分土地等级 ;3)选取评价因子时 ,以稳定性高的因子为主 ,而对一些对农业生产影响大的不稳定因子也予以考虑。后湖样区地处江汉平原 ,各评价单元地貌类型无明显差别 ;土壤母质均为河湖相冲积沉积物 ;由于土地平整、土地利用和施肥水平不同 ,其土体构型、理化性状和养分状况差异较大 ;同时 ,后湖地区进行了大力的田间给水排水工程建设和降低地下水位的措施 ,对耕地地力影响较大。根据以上原则和后湖地区实际情况及全国农业地力等级划分标准 (NY/ T30 9- 1996 ) ,本研究选择的自然地力评价因子及层次结构如图 2。图 2 耕地地力评价因子层次结构图Fig.2 H ierarchy structure of evaluation factors2 .3 确定分级指标指数根据全国农业地力等级划分标准 (NY/ T30 9-1996 )和《湖北省基本农田保护区耕地地力分等定级暂行办法》,确定耕地评价分级指标和指数 (表 2 )。3.4 评价因子权重系数的确定 <7～ 9>因子权重的确定是整个评价过程中不可缺少的一环 ,它关系到评价结果是否符合实际情况 ,而诸多确定权重的方法都是以定性和定量相结合的 ,而且人的主观随意性应该尽量避免。本研究采用层次分析法 ,对 3个层次 4类约束因素 ,水田的 10个评价指标 ,旱地的 11个评价指标确定权重系数。为使评价结果更加合理 ,在确定各层次因子的权重系数时应参考以下原则 :1约束层各因子的权重大小应与该因子对耕地地力的贡献率保持一致 ;2指标层各因子权重大小应体现其在约束层中的相对贡献率 ;3计算权重时 ,各判断矩阵必须通过一致性检验。对于目标层 O(耕地地力 ) ,在约束层 C中 ,参照相关分析及因子分析的结果 ,分别对土体构型(C1)、理化性状 (C2 )、耕层有效养分 (C3 )农田基本建设(C4)的重要性作出判断 ,得到各层次的判断矩阵后 ,计算出权重系数。确定了约束层和指标层的权重系数后 ,表 1 评价单元土壤调查和理化分析结果Table 1 Soil survey and physics-chem istry analysis results of each evaluation unit编号 所属土系剖面构型土体厚度 /cm耕层厚度 /cm耕层质地土壤p H值速效 N/m g· kg- 1速效 P/m g· kg- 1速效 K/mg· kg- 1全 N/g· kg- 1全 P/g· kg- 1全 K/g· kg- 1灌溉保证率1 - 1廖家垸系 A p- Bp- Br1 - Br2 80 1 5.0粘壤 7.2 4 3.2 6.2 2 1 9.72 .1 5 0 .972 4 .1 1有保证1 - 2流塘口系 A p- Bp- Br1 - Br2 90 1 5.0壤质 7.0 68.1 1 8.82 2 5.81 .691 .692 3.51有保证1 - 6姜家咀系 Ap1 - Ap2 - Wr >1 0 0 2 0 .0粘壤 6.4 66.4 1 0 .3 1 63.3 1 .72 1 .72 2 3.51尚能保证2 - 1江汉系 Ap- (B) - Cq4 >1 0 0 1 0 .0壤质 6.4 46.6 3.5 2 1 7.3 0 .72 1 .72 2 4 .84有保证2 - 2浩口系 Ap1 - Ap2 - Wr >1 0 0 1 1 .0壤质 6.4 59.6 1 3.4 2 1 5.0 2 .0 4 1 .872 4 .75有保证2 - 3后湖系 Ap1 - Ap2 - Wr 80 2 6.0壤质 6.840 .3 9.91 95.1 2 .0 0 1 .572 5.48有保证2 - 4公淌系 Ap1 - Ap2 - (Wr) >1 0 0 1 3.5壤质 6.849.4 9.81 95.82 .0 1 1 .672 3.61有保证2 - 5高家台系 Ap1 - A p2 - Wr- ( S) >1 0 0 1 4 .0粘壤 6.833.5 1 0 .92 4 6.4 2 .1 2 1 .692 3.93有保证2 - 6前湖系 Ap1 - Ap2 - Wr >1 0 0 1 8.5壤质 6.849.4 1 4 .3 2 50 .1 2 .36 1 .2 3 2 6.1 6有保证2 - 7王家 土当系 Ap1 - A p2 - Wr- G >1 0 0 1 3.0粘壤 6.840 .3 1 3.5 2 0 2 .82 .691 .64 2 3.71有保证2 - 8万全系 Ap- (B) - Cq4 >1 0 0 2 3.5壤质 6.0 32 .91 7.1 1 4 1 .6 1 .2 71 .60 2 3.95有保证2 - 9返湾湖系 Ap- Bp- Br >1 0 0 1 2 .0壤质 6.834.1 1 2 .81 31 .1 1 .1 91 .53 2 3.61有保证表 2 样区耕地评价项目、定级指标和指数Table2 Evaluation items,classification factors and indexes of sam ple area评价指标和指数耕地地力评价项目剖面构型 土体厚度 /cm耕层厚度 /cm耕层质地 p H值 速效 K/mg· kg- 1速效 P/mg· kg- 1速效 N/mg· kg- 1全 N/g· kg- 1全 P/g· kg- 1全 K/g· kg- 1排灌保证率指标 Ap- Bp- Br1 - Br2Ap1 - Ap2 - Wr >1 0 0 2 0～ 2 5壤质 6.5～ 7.5 >1 4 0 >1 5 >1 50 >2 .2 5 >2 >2 5有保证指数 6 1 2 1 0 1 0 5 5 7 5 5 5 5 1 4指标 Ap1 - Ap2 - (Wr)Ap- Bp- Br 60～ 1 0 0 1 5～ 2 0 砂壤 ,粘壤 7.5～
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