我國耕地質量研究進展

單 美，王 訓

(1.泰山學院旅游與資源環境學院，山東泰安 271021;2.山東農業大學資源與環境學院，山東泰安 271018; 3.山東省泰安市環境保護監測站，山東泰安 271000)

耕地是人類賴以生存和發展的物質基礎，是國計民生的根本依托.確保足夠數量和相當質量的耕地，不僅是經濟發展和社會進步的需要，而且是社會安定和國家安全的重要保障［1］.區域耕地數量的多少和質量的高低，直接關系到該區域的經濟建設、社會發展和人民生活水平的提高［2］.由于耕地必須具備特殊的自然條件，因而決定了其數量的有限性［3］.因此，世界上無論哪個國家都十分珍惜和注重保護耕地資源.

我國耕地資源問題不僅體現在數量上，而且體現在質量上.工業化和城市化進程的加快，大量優質耕地被非農用地征用，特別是在我國經濟比較發達地區，建設占用多為優質耕地［4］，耕地占補平衡大多只是停留在數量上的平衡.化肥農藥的大量施用、工業三廢污染、長期的掠奪式經營，造成耕地質量不斷下降［5］.耕地質量的變化正在對生態環境和社會經濟發展構成嚴重的威脅［6］.目前關于耕地質量下降的問題倍受關注［7－10］.隨著人口增長、經濟發展和城市化進程的加快，世界上許多國家的耕地數量呈現不可避免的減少趨勢，資料顯示，從1955年－1994年，日本的耕地面積減少了52%(大約每年平均減少1.4%);韓國自1965年以來，耕地面積下降了46%(平均每年下降1.2%).而且，從消失耕地的質量上來看，大部分屬于優質耕地，這些耕地除了提供直接的糧食等產品外，還具生態功能，如生命支持、生物多樣性的維護、開敞空間的保存等功能.耕地一旦轉變為建設用地，功能就會立即喪失.為此，出于糧食安全、環境保護和開敞空間保持等目的，從20世紀70年代以來，發達國家紛紛加大了農地保護的力度［11］.為保證我國在人口高峰16億時仍能保持足夠的糧食生產能力，滿足人民生產和生活的需要，人們把注意力逐漸從單一的數量保護轉移到數量、質量保護并重.長期以來，耕地質量保護一直是社會熱點問題［12］.

1 相關概念

1.1 耕地質量的概念

目前學術界對耕地質量的認識，主要有三種觀點:觀點一認為耕地質量是耕地的綜合屬性，由耕地肥力和耕地位置兩方面決定［13］;觀點二認為耕地質量是耕地各種性質的綜合反映，衡量耕地質量主要有耕地適宜性、耕地生產潛力和耕地現實生產力三個方面的因素［14］;觀點三認為耕地質量是衡量耕地生產率水平高低的重要指標，具有綜合性、產出性、相對穩定性和區位性等特點［6，15］.

綜上所述，耕地質量是一個十分復雜、綜合的概念，它與我們通常所說的產品質量涵義不同.因此，耕地質量的概念與內涵具有一定的含糊性，尤其是應用于耕地時，與土壤質量、土地質量、農用土地質量這幾個概念具有一定的通用性.在綜合考慮耕地的現實與潛在生物生產力、現在和未來用途下的經濟價值以及區位差異等因素的基礎上，可以將耕地質量的概念定義為:耕地質量指的是構成耕地的各種自然因素和環境條件狀況的總和，表現為耕地生產能力的高低、耕地環境狀況優劣以及耕地產品質量的高低.它又可分為耕地本底質量、健康質量和經濟質量3個方面.其中，本底質量構成耕地質量的基礎，指耕地質量的自然屬性;健康質量是衡量耕地質量系統是否符合可持續發展的要求，是否可以滿足人類健康發展的需要，是否能夠維持系統生態發展的需要，指耕地質量的環境屬性;經濟質量是用來衡量經濟發展對于耕地質量所帶來的影響，指耕地質量的區位屬性［16－17］.耕地質量具有區域性、動態性、調控的滯后性、改造的艱難性等多種自然和社會經濟特征［18］.

1.2 耕地質量評價的概念

耕地質量評價是以耕地利用方式為目的，估算耕地生產潛力和耕地適宜性的過程，是根據所在地特定區域以及地形地貌、成土母質、土壤理化形狀、農田基礎設施等要素相互作用表現出來的綜合特征，揭示生物生產力的高低和潛在生產力.其具體內容包括評估耕地糧食生產能力、耕地種植業收益能力和耕地潛在質量高低.國內外耕地質量評價研究取得了較大進展，從查田定產、基礎地力、土壤性質等單純對耕地自然狀態的研究，發展到綜合考慮自然、經濟、社會的“人地一體化的資源價值管理評價”［19－22］，從定性評價發展到定量評價［23－25］.

2 耕地質量評價類型和評價單元

耕地質量評價尺度不同，其側重點也不相同，評價系統框架、構成評價的基本要素和指標、評價程序和方法、評價結果應用等方面都存在著一定的差別［26］.

2.1 耕地質量評價類型

目前耕地質量評價由于學科、研究目的和管理目的不同，可分為5種類型.

2.1.1 耕地土壤質量評價

土壤是耕地的核心組成部分，耕地質量在很大程度上取決于土壤質量的優劣.耕地土壤質量評價，是以土壤肥力為基礎的土壤理化性狀及養分豐缺度的耕地質量評價［27］.

2.1.2 農用地分等定級與估價

農用地分等定級與估價是在農業部門的土地評價基礎上，從偏重土地自然屬性發展到綜合考慮自然、經濟、社會的“人地一體化資源價值管理評價”［28］.

2.1.3 耕地適宜性評價

考慮與農業利用目標直接關聯的適宜性和限制性因素等地學條件，評價單元是一般耕地類型單元或耕地調查圖斑［29－30］.

2.1.4 農業生產能力評價

指耕地農業生產的產出能力評價，主要是以糧食產量水平為基礎.農業生產能力可直接反映耕地生產能力，最常見以糧食單位面積產量水平劃分高中低產田［31－32］.以農業部制定的《全國耕地類型區耕地地力等級劃分》行業標準［33］，結合常規的糧食單位面積產量水平和地力要素基礎條件把全國劃分為7個耕地類型區，10個耕地地力等級分等指標.其中一等地單產水平最高，十等地最低［34］.

2.1.5 基于農戶的耕地質量評價

農戶關于耕地質量的認識主要是經驗型和定性描述，農戶行為體系的主體包括有經營性投入行為、種植選擇行為、資源利用行為、消費行為和技術應用行為［35－36］，使耕地評價工作更加切合實際［37－38］.

2.2 評價單元

評價單元是由對耕地質量具有關鍵影響的各要素組成的空間實體，同一評價單元內耕地的自然基本條件、個體屬性和經濟屬性基本一致，不同評價單元之間，既有差異性，又有可比性.目前，對耕地質量評價單元的劃分有多種方法［39］.

國內常用的方法有:采用土壤發生類型圖斑作為評價單元、以土地類型圖為基礎確定耕地評價單元、以土地利用現狀圖為基礎確定耕地評價單元［40］、以耕作地塊作為評價單元［41］、采用網格法作為耕地評價單元［42］、綜合的方法確定耕地評價單元［43－44］等.針對不同的評價目的選擇不同的評價單元，每種方法都有其優缺點，但以綜合方法確定的評價單元優點最多.綜合方法以土地類型為基礎，參考土壤圖和土地利用現狀圖的圖斑來綜合確定土地評價單元.把土地類型圖、土壤圖、土地利用現狀圖疊置在一起，形成一個個封閉的圖斑，封閉圖斑即為評價單元.同一評價單元內土壤種類相同，土地利用類型相同，區位、交通、水利條件、經營集約程度等基本一致，評價單元界線由形成耕作地塊的線狀地物以及權屬界線圍成.這樣使評價結果容易落實到地面上，便于對現有土地利用的適用性做出評定，利于土地利用規劃和土地利用結構的調整以及科學地管理土地.

3 耕地質量指標

耕地作為一個灰色系統，影響因素很多，有自然因素，也有投入、管理和技術等社會經濟因素.自然因素如地形、氣候、土壤和生物等，其變化一般來說是一種內在變化，需要長期的積累.而隨著人類活動對耕地質量的影響越來越顯著，社會經濟條件也成為耕地質量評價的重要環節.例如基礎設施、投入產出、城市化進程、科技水平、政策法規、管理措施等因子顯然要比自然因子的影響更直接和強烈，都應該作為影響耕地質量的重要因素加以考慮.有些因素可定量描述，如土壤熟化層厚度、土壤有機質含量等;有些因素不宜用準確的數據來描述，如土壤侵蝕程度、土壤質地等［45］;有些因素之間往往存在著程度不等的相關性，從而使他們提供的信息部分發生交叉和重疊而影響數據的正確分析.國內學者從不同角度針對耕地質量評價指標篩選進行了大量探索.如徐夢潔等［46］從生態、經濟和社會三個層次提出了耕地可持續利用評價指標體系;孔祥斌［36，47］從農戶土地利用變化相關理論出發，根據不同經濟發展階段下的“壓力－狀態－效應－響應”(PRA)變化特征，構建了基于農戶土地利用目標變化的耕地質量評價指標體系.

評價指標選取一般采用主成分法、逐步回歸法、層次分析法、多元回歸法、相關系數檢驗和灰色關聯度分析法等.確定權重一般用層次分析、多元回歸分析、逐步回歸、主成分分析、灰色關聯度、綜合指數、模糊聚類和神經網絡綜合評定法［48］.耕地質量評價是多種因素綜合作用的結果，不僅每一種因素對耕地的影響是復雜的，而且各因素之間相互制約、相互影響.為了增加賦值的科學性，降低主觀性，筆者認為層次分析法(AHP)是一種較為合理的方法.

4 耕地質量量化方法

耕地數量很容易量化，而耕地質量則不然.耕地是一個復雜的生態經濟系統，構成耕地質量的因素多而繁雜，很多因素不容易用數量形式表達，而再用這些因素最終表達耕地質量就更不容易了［49］.研究耕地質量量化，并逐步使其方法趨于標準化是一項很重要的課題，不少學者已對這一領域開展了研究.目前，對耕地質量的量化方法有很多，依據評價途徑大致分為兩類:直接法和間接法.

4.1 直接量化法

又稱試驗法，是指通過試驗去了解土地對于某種用途的適宜性或生產潛力.例如，在幾種不同的土地上種植同一種作物，采用相同的農業技術措施，觀察和測定作物生長狀況的差異，根據作物產量的高低評定這幾種土地的生產潛力高低.伍育鵬，鄖文聚等［35］在已求得實際小區耕地現實產能的基礎上，采用修正法與指數產量化法兩種獲得耕地自然生產能力.這類方法在農業部門使用較多，其優點是評價結果比較準確和可靠，但其準確和可靠性只局限于試驗地點或試驗區.如要將這類試驗結果外推使之代表整個土地評價區，可能會出現較大的誤差，并且直接量化法受到資料和時間的限制.

4.2 間接量化法

主要對耕地從自然質量、利用水平、經濟發展水平影響等幾個方面進行量化評價，最后形成系列的質量指數，通過指數的分析對耕地質量進行總體評價［50］.徐勝祥、賀立源等利用加法模型計算各評價單元耕地生產性能綜合指數，再根據綜合指數結果，結合實際采用等矩分級法將江陵縣的耕地地力分為4級［51］.這是目前應用最廣的方法，尤其是在小比例尺土地評價工作中.農用地分等即屬于此類型的評價方法.此類方法的評價結果，是以綜合指數大小表示耕地質量的相對高低，對于指導土地管理和土地合理利用是適當的.

另外田劍等采用數據挖掘技術，運用聚類和決策樹模型進行了龍川縣耕地質量評價［52］.

4.3 GIS在耕地質量評價中的應用

GIS在我國土地評價中的應用始于劉岳等在北京十三陵地區的研究，黃杏元［53］、傅伯杰［54］等利用GIS也進行了類似研究并加以改進.近年來，運用GIS和數據庫技術進行耕地評價成為耕地研究熱點之一，并取得了不少成功的經驗.如劉友兆等以江蘇省那州市為研究區域，在地理信息系統(GIS)的支持下對耕地地力進行了評價研究，實現了縣域耕地分等的自動化［55］.劉欽普在GIS和SPSS技術支持下完成了許昌市耕作土壤肥力的綜合評價［56］，歐陽進良等依托GIS的強大功能對不同作物進行土地適宜性評價，并依據評價結果、各類土地的特點及區位和經濟因素進行作物種植分區［57］.孫艷玲等運用GIS技術和數學模型，對重慶市耕地地力進行了分析評價［58］.黃河借助GIS和數學模型集成技術，分別對福建莆田縣水田和旱地的地力狀況及限制因素進行評價［59］.畢如田等在GIS支持下，建立了山西聞喜縣耕地資源數據庫系統［60］.王永峰借助ArcView空間分析功能技術和動態聚類模型，對泉州市洛江區耕地質量進行了評價［61］.

5 耕地質量保護研究

目前國內的耕地質量評價指標體系，在各類項目的帶動下做了大量的工作.對于耕地質量評價及保護問題，國內學者在國家、區域和農戶三個層次上進行了研究.

5.1 國家層次

蔡運龍［62］將我國耕地喪失的原因歸納為決策失誤和農業土地利用比較經濟效益低下，建議借鑒國際經驗，重視保護耕地.中國農村經濟體制由計劃經濟向市場經濟轉變、經營方式由粗放向集約轉變、被工業化“剝奪”向需工業化和城市“反哺”轉變、城鄉差別的相對固定向城鄉壁壘勢必被沖破轉變、從封閉的小農經濟走向世界經濟一體化.在這一過程中，保護耕地的根本大計在于建立機制、經濟機制是提高農業的比較經濟效益、政策機制是強化政府在耕地保護中的作用［62］，提出并建立了區域最小人均耕地面積和耕地壓力指數概念，將其作為耕地保護的底線和調控指標，根據耕地壓力指數大小選擇不同對策措施，以調整耕地資源所承受的壓力，重建耕地資源優化利用和管理機制.

5.2 區域層次

李茂［63］提出并應用耕地糧食生產力相對指數，定量分析了各省耕地在我國糧食生產中的相對重要性，認為湖南、浙江、上海、江西、湖北、福建和江蘇等7省區的耕地糧食生產力相對指數大于1.5，這些省區的耕地資源應特別保護.張俠［64］應用生態位勢理論和系統邊界理論，構建了土地利用經濟生態位模型，將土地利用生態位控制作為一種耕地保護機制的途徑與方法.王衛［65］運用經濟學原理，構建了從國家整體角度考察項目的效益和費用的國民經濟評價方法，并應用這一方法進行了總體對策體系、城鎮用地與城鎮體系調整和建立合理的城鎮體系結構三個方面的耕地保護對策研究.

5.3 農戶層次

石彥［66］以重慶市九龍坡區為例，實地調研本區農戶耕地保護的現狀，對農戶行為方式進行剖析，判定農戶保護耕地的影響因素，目的是引導、規范農戶的行為并提高農戶保護耕地的主動性和積極性.趙華甫，張鳳榮［67］等通過對北京市平谷區的農戶調查，發現當前農戶層面耕地和基本農田保護存在很多問題，必須盡快通過政策宣傳、理念革新、經濟補償、社會保障等策略加以解決.

6 總結與展望

目前國內耕地質量研究取得了很大進展，但也存在很多問題需要加以解決.

國內對耕地質量所進行的研究大多針對某一問題進行，所建立的相關質量評價體系多從一個側面或部分對耕地質量進行評價，如耕地肥力評價、耕地經濟評價、耕地承載力評價、耕地可持續性評價等，指標因子的選擇時有交叉，所以其評價結果不可能全面真實地反映耕地質量狀態.把自然、經濟和社會因子結合起來，通過過程分析，推導耕地質量變化的驅動力，從而更好地監測和評價耕地質量，這是耕地質量指標體系構建的基本思路.

耕地質量指標過多考慮自然因素，特別是肥力水平，而基于耕地生態視角的耕地質量評價研究較少.國土資源部在2009年公布了《中國耕地質量等級與評定》結果，但在評定因素選擇時未考慮土壤污染等生態因素，而這些因素對耕地質量的影響是巨大的.如何將自然、社會、經濟、政策和生態等指標因素結合起來對耕地質量進行綜合評價值得探討.

由于耕地的地域性比較強，耕地質量評價各種方法的理論基礎不同，其評價過程存在較大的差異.耕地質量評價所采取的方法千差萬別，同一評價方法往往很難適用于不同的區域，造成了評價方法的可操作性、通用性差.雖然國內學者做了大量的研究，但至今還沒有形成統一、有效的耕地質量評價方法.試圖建立能夠對所有耕地都適用的單一模型，或開發解決所有評價問題的技術和方法是不現實的，至少在目前條件下這一愿景難以實現，目前的關鍵是建立一個評判耕地質量評價結果的標準，否則，評價人員難以準確地比較不同評價方法下評價結果的質量，難以比較各種評價方法的優劣，需要建立對評價結果的質量評定研究.

不同資源管理部門，由于其不同的管理范圍，耕地質量評價的目的與重點也不一致.我國目前出臺的有關耕地質量評價的行業標準，主要是農業部門和國土資源管理部門制定的，水利、林業、環保等相關部門也有相近的標準，亟待建立綜合型的國家級統一標準.

另外國內耕地質量評價在空間尺度把握較好，但在時間尺度上有待加強.空間尺度上的耕地質量評價已做了大量的實踐，但大都代表靜態的某個時點的質量情況.隨著遙感技術的發展，獲取具有一定長度時序性的基礎數據已經較容易實現，下一步應加強動態耕地質量的評價研究.

耕地質量研究下一步要加強評價成果在糧食安全、農產品質量安全和國家重大國土政策制定等方面的應用.如在糧食安全問題方面，加強研究占補耕地質量對比分析以及政策反饋研究，把評價成果應用于基本農田的劃定;在農產品質量安全問題方面，加強包括土地污染來源，農業污染對耕地質量的影響，農產品質量與耕地質量要素之間的關系應用研究;在國家重大農業國土政策制定方面，加強耕地質量保護和管理制度研究等.

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