市級(jí)耕地地力評(píng)價(jià)匯總校驗(yàn)研究

陳雪梅 何方

摘 要：以安徽省黃山市為例，在GIS（Geographic Information System）支持下，用土壤圖、土地利用現(xiàn)狀圖疊加的方法劃分評(píng)價(jià)單元，采用特爾斐法從立地條件、剖面性狀、土壤管理、耕層養(yǎng)分狀況、耕層理化性質(zhì)5個(gè)方面共選取14個(gè)因子構(gòu)建評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，結(jié)合層次分析法、隸屬函數(shù)模型和地統(tǒng)計(jì)分析綜合評(píng)價(jià)了黃山市耕地地力等級(jí)。在此基礎(chǔ)上，就市級(jí)與其各縣級(jí)耕地地力等級(jí)差進(jìn)行了比較研究，并對(duì)差異原因進(jìn)行分析，研究結(jié)果表明：市級(jí)評(píng)價(jià)結(jié)果與縣級(jí)評(píng)價(jià)結(jié)果的整體趨勢(shì)一致，并且實(shí)現(xiàn)了不同縣級(jí)區(qū)域間的等級(jí)可比性。研究結(jié)果對(duì)于市級(jí)乃至省級(jí)耕地地力匯總評(píng)價(jià)有一定的指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵詞：耕地地力評(píng)價(jià)；地統(tǒng)計(jì)分析；等級(jí)差；GIS

中圖分類(lèi)號(hào) S126 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-7731（2015）09-73-03

Study on Calibration of Summary of Municipal Land Fertility Evaluation

Chen Xuemei et al.

（Institute of Resources and Environment，Anhui Agriculture University，Hefei 230036，China）

Abstract：Taking Huangshan City where in Anhui Province as a study case，and being supported by the technique of GIS，overlaying analysis of soil map and the current land-use map to form evaluation cells. This research selected fourteen influencing factors from five aspects covering land growing situation，profile situation，soil management and soil physicochemical property to build up the evaluation model by using Delphi method，combined with stratification analysis method to evaluate farmland grading of Huangshan City. On this basis，for the difference between the county and municipal level of cultivated land fertility were compared，and analyzed the reason for the difference. Research suggested that the municipal evaluation results consistent with the results of the evaluation of the overall trends in the county，and achieved a level of comparability between the different regions of the county. The result is helpful to guide evaluation of farmland fertility of provincial.

Key words：Farmland productivity evaluation；Statistical analysis；Level difference；GIS

耕地地力是指耕地的農(nóng)業(yè)綜合生產(chǎn)能力，也就是指在特定氣候區(qū)域以及地形、地貌、成土母質(zhì)、農(nóng)田基礎(chǔ)設(shè)施及培肥水平、土壤理化性狀等綜合構(gòu)成的耕地生產(chǎn)能力[1]，耕地地力狀況直接影響著農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展和糧食生產(chǎn)安全。耕地地力評(píng)價(jià)是以利用方式為目的，評(píng)估耕地生產(chǎn)潛力和土地適宜性的過(guò)程[2]。隨著省級(jí)耕地地力匯總評(píng)價(jià)工作的開(kāi)展，在縣級(jí)耕地地力評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)上，筆者采用土壤調(diào)查數(shù)據(jù)，詳細(xì)調(diào)查影響耕地地力的內(nèi)部因素和外部因素，運(yùn)用ArcGIS軟件，構(gòu)建了黃山市耕地地力評(píng)價(jià)的隸屬函數(shù)模型，通過(guò)層次分析法評(píng)價(jià)了耕地地力等級(jí)情況，最終得到耕地地力評(píng)價(jià)結(jié)果表和耕地地力等級(jí)圖[3]；在此基礎(chǔ)上對(duì)市級(jí)評(píng)價(jià)結(jié)果與縣級(jí)耕地地力評(píng)價(jià)結(jié)果的等級(jí)差進(jìn)行比較，并對(duì)差異原因進(jìn)行了分析，研究結(jié)果對(duì)于合理規(guī)劃和利用黃山市耕地以及對(duì)耕地地力匯總評(píng)價(jià)具有重要的指導(dǎo)意義。

1 研究區(qū)概況和數(shù)據(jù)資料

1.1 研究區(qū)域 黃山市位于安徽省最南端（東經(jīng)117°02′～118°55′，北緯29°24′～30°24′），管轄3區(qū)4縣（黃山區(qū)、徽州區(qū)、屯溪區(qū)、歙縣、休寧縣、黟縣、祁門(mén)縣），總面積9 807km2。境內(nèi)有深山、山谷，也有盆地、平原。全區(qū)有紅壤、黃壤、黃棕壤、石灰（巖）土、石質(zhì)土、水稻土、紫色土、潮土及粗骨土9個(gè)土類(lèi)，33個(gè)土屬，45個(gè)土種。其中，低山地大部分為黃壤、黃棕壤，土層較厚，肥力較高，有利于木、茶、桑和藥材生長(zhǎng)。丘陵地帶多為紅壤和紫色土，質(zhì)地粘重，肥力差，但光熱條件好，適宜櫟松、油茶等生長(zhǎng)，山麓盆地與平原谷地多砂壤土、溪河兩岸多沖積土，適用于農(nóng)業(yè)耕作[4]。

1.2 數(shù)據(jù)資料 空間數(shù)據(jù)包括徽州地區(qū)土壤圖（經(jīng)數(shù)字化和關(guān)聯(lián)土壤屬性后得到黃山市土壤圖），黃山市土地利用現(xiàn)狀圖。土壤屬性數(shù)據(jù)主要是測(cè)土配方施肥項(xiàng)目中全區(qū)采集的17 000個(gè)樣點(diǎn)分析數(shù)據(jù)和第二次土壤普查數(shù)據(jù)中的部分?jǐn)?shù)據(jù)[5]。

2 研究方法與過(guò)程

2.1 評(píng)價(jià)模型建立 為了建立評(píng)價(jià)模型，本研究先將土壤圖和土地利用現(xiàn)狀圖進(jìn)行疊加分析，疊置分析后對(duì)細(xì)碎圖斑進(jìn)行合并取舍，相同土壤單元與土地利用現(xiàn)狀類(lèi)型的圖斑形成一個(gè)評(píng)價(jià)單元[6]，最終將全區(qū)耕地劃分為3 480個(gè)評(píng)價(jià)單元。再根據(jù)黃山市的區(qū)域特點(diǎn)，遵循主導(dǎo)因素原則、穩(wěn)定性原則、差異性原則、敏感性原則，采用特爾斐法，從全國(guó)耕地地力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系中[7]選取地貌類(lèi)型、地形部位、成土母質(zhì)、剖面構(gòu)型、有效土層厚度、灌溉保證率、排澇能力、有機(jī)質(zhì)、有效磷、速效鉀、有效鋅、水溶態(tài)硼、pH、質(zhì)地等14項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)。依據(jù)各個(gè)因子的重要性對(duì)耕地地力評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的準(zhǔn)則層和指標(biāo)層的權(quán)重賦值，建立了層次模型結(jié)構(gòu)和構(gòu)造矩陣，并通過(guò)一致性檢驗(yàn)獲得了黃山市耕地地力評(píng)價(jià)指標(biāo)的綜合權(quán)重[8]（見(jiàn)表1）。在此基礎(chǔ)上，本文根據(jù)模糊數(shù)學(xué)的原理將選定的評(píng)價(jià)指標(biāo)分為概念型函數(shù)、戒上型函數(shù)和峰型函數(shù)3種類(lèi)型[9]，直接對(duì)成土母質(zhì)、地形部位、地貌類(lèi)型、剖面構(gòu)型、灌溉保證率、排澇類(lèi)型和質(zhì)地7個(gè)指標(biāo)打分給出隸屬度，得到概念型的隸屬函數(shù)；對(duì)耕層厚度、水溶態(tài)硼、速效鉀、有機(jī)質(zhì)、有效磷、有效鋅和pH這6個(gè)指標(biāo)結(jié)合參數(shù)和上下限值分別進(jìn)行函數(shù)（1/（1+a*（u-c）^2））擬合，得到最終的隸屬函數(shù)模型[10]（見(jiàn)表2）。

表1 層次分析結(jié)果

[層次＼&立地

條件＼&剖面

性狀＼&土壤

管理＼&耕層養(yǎng)

分狀況＼&耕層理

化性狀＼&組合

權(quán)重

∑CiAi＼&地貌類(lèi)型 ＼&0.4286＼&＼&＼&＼&＼&0.0900＼&地形部位＼&0.2381＼&＼&＼&＼&＼&0.0500＼&成土母質(zhì)＼&0.3333＼&＼&＼&＼&＼&0.0700＼&剖面構(gòu)型＼&＼&0.3846＼&＼&＼&＼&0.0500＼&耕層厚度＼&＼&0.6154＼&＼&＼&＼&0.0800＼&灌溉保證率＼&＼&＼&0.5667＼&＼&＼&0.0850＼&排澇能力 ＼&＼&＼&0.4333＼&＼&＼&0.0650＼&有機(jī)質(zhì)＼&＼&＼&＼&0.3793＼&＼&0.1100＼&有效磷＼&＼&＼&＼&0.2069＼&＼&0.0600＼&速效鉀＼&＼&＼&＼&0.2414＼&＼&0.0700＼&有效鋅＼&＼&＼&＼&0.1034＼&＼&0.0300＼&水溶態(tài)硼 ＼&＼&＼&＼&0.0690＼&＼&0.0200＼&質(zhì)地＼&＼&＼&＼&＼&0.5455＼&0.1200＼&pH＼&＼&＼&＼&＼&0.4545＼&0.1000＼&]

表2 評(píng)價(jià)指標(biāo)隸屬函數(shù)

[評(píng)價(jià)指標(biāo)＼&函數(shù)類(lèi)型＼&隸屬函數(shù)＼&a 值＼&c 值＼&耕層厚度＼&戒上型＼&1/（1+a*（u-c）^2）＼&0.011537 ＼&21.57217＼&水溶態(tài)硼＼&戒上型＼&1/（1+a*（u-c）^2）＼&6.38144 ＼&0.914928＼&速效鉀＼&戒上型＼&1/（1+a*（u-c）^2）＼&0.000699 ＼&102.5042＼&有機(jī)質(zhì)＼&戒上型＼&1/（1+a*（u-c）^2）＼&0.006869＼&31.77942＼&有效磷＼&戒上型＼&1/（1+a*（u-c）^2） ＼&0.007533＼&19.30956＼&有效鋅＼&戒上型＼&1/（1+a*（u-c）^2） ＼&0.46808 ＼&3.230427＼&pH＼&峰型＼&1/（1+a*（u-c）^2）＼&1.810437＼&6.461362＼&]

2.2 耕地地力等級(jí)劃分 根據(jù)《全國(guó)耕地類(lèi)型區(qū)、耕地地力等級(jí)劃分（NY/T309-1996）》、《黃山土壤》、《安徽土種志》、《安徽土壤》和縣等級(jí)劃分結(jié)果等黃山市的具體情況[11]，采用累計(jì)曲線分級(jí)法將黃山市的耕地類(lèi)型區(qū)劃分為6個(gè)等級(jí)（見(jiàn)表3），并由結(jié)果圖和屬性表計(jì)算各等級(jí)所占比例[12]。

表3 黃山市耕地地力分級(jí)

[等級(jí)＼&1等地＼&2等地＼&3等地＼&4等地＼&5等地＼&6等地＼&綜合評(píng)

價(jià)得分＼&≥0.7789＼&0.7788～0.7189＼&0.7189～0.6648＼&0.6648～0.6185 ＼&0.6185～0.5829＼&≤0.5830＼&]

2.3 等級(jí)差確定 將3區(qū)4縣的各縣級(jí)耕地地力等級(jí)圖進(jìn)行拼接，再與市級(jí)耕地地力等級(jí)圖進(jìn)行疊置分析，作等級(jí)差比較。通過(guò)地力等級(jí)的差值匯總，得到2種評(píng)價(jià)結(jié)果的等級(jí)差圖（見(jiàn)圖1）。等級(jí)差分為0～5等，等級(jí)差越小表明市級(jí)與縣級(jí)耕地地力評(píng)價(jià)的結(jié)果越一致。

圖1 等級(jí)差分布

3 結(jié)果與分析

通過(guò)對(duì)黃山市耕地地力評(píng)價(jià)結(jié)果進(jìn)行數(shù)量分析[13]，可知黃山市耕地地力等級(jí)主要為1～4等地，占全部耕地面積的89.8%。其中，1、2等地分別占耕地面積的12.37%、25.57%，主要分布在西部和東部地區(qū)，集中分布在祁門(mén)縣、歙縣和黟縣，該區(qū)土層深厚，地勢(shì)較低平，水灌條件好，成土母質(zhì)主要為殘積物和沖積物，土壤有機(jī)質(zhì)、有效鋅、速效鉀和有效磷等主要養(yǎng)分含量高；3、4等地占耕地面積的51.89%，主要分布在北部、南部和中部地區(qū)，集中分布在休寧縣、黃山區(qū)和徽州區(qū)，以紅壤為主，成土母質(zhì)主要為殘積物和風(fēng)化物，質(zhì)地以重壤與中壤為主。5等地約占7.2%，主要分布在黃山區(qū)、休寧縣和歙縣的丘陵和中山地帶，土壤質(zhì)量差，部分為低產(chǎn)田，對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)有較大限制；6等地約占2.97%，集中分布在黃山區(qū)、歙縣和休寧縣的山地，土壤貧瘠、水源沒(méi)有保證，質(zhì)地以砂土和輕壤為主，有效鋅和水溶態(tài)硼等有機(jī)質(zhì)缺乏，土壤物理性差，通透性不好。通過(guò)地域分析可知，黃山市從祁門(mén)縣到歙縣的水平方向上耕地地力較好，從黃山區(qū)到休寧縣的垂直方向上耕地地力較差。總體上看，黃山市耕地資源處于較高水平，可以通過(guò)相應(yīng)的措施，如加大水利設(shè)施建設(shè)，有針對(duì)性的合理施肥等，來(lái)降低影響土壤質(zhì)量的障礙因素的作用，從而提高地力，實(shí)現(xiàn)增產(chǎn)增收。

通過(guò)面積統(tǒng)計(jì)可知，等級(jí)差為0～5的面積分別占26.18%、40.69%、22.29%、8.34%、2.46%、0.38%。等級(jí)差為5的區(qū)域只有黃山區(qū)的新豐鄉(xiāng)、湯口鎮(zhèn)，祁門(mén)縣的大坦鄉(xiāng)、閃里鎮(zhèn)，歙縣的溪頭鎮(zhèn)、上豐鄉(xiāng)，屯溪區(qū)的黎陽(yáng)鎮(zhèn)等小部分區(qū)域。等級(jí)差為4的區(qū)域分布在黃山區(qū)的新豐鄉(xiāng)，徽州區(qū)的巖寺鎮(zhèn)、西溪南鎮(zhèn)，祁門(mén)縣的新安鄉(xiāng)，歙縣的溪頭鎮(zhèn)、上豐鄉(xiāng)，休寧縣的五城鎮(zhèn)，屯溪區(qū)的黎陽(yáng)鎮(zhèn)，黟縣的漁亭鎮(zhèn)等部分區(qū)域。等級(jí)差為3的區(qū)域分布在黃山區(qū)的新豐鄉(xiāng)、太平湖鎮(zhèn)，徽州區(qū)的巖寺鎮(zhèn)、西溪南鎮(zhèn)、潛口鎮(zhèn)，祁門(mén)縣的塔坊鄉(xiāng)，歙縣的紹濂鄉(xiāng)、徽城鎮(zhèn)、新溪鄉(xiāng)，休寧縣的海陽(yáng)鎮(zhèn)，屯溪區(qū)的奕棋鎮(zhèn)、黎陽(yáng)鎮(zhèn)，黟縣的西遞鎮(zhèn)等部分區(qū)域。全區(qū)89.16%的地區(qū)等級(jí)差基本一致，故市級(jí)與縣級(jí)評(píng)價(jià)結(jié)果的整體趨勢(shì)一致，等級(jí)差存在差異也是科學(xué)合理的。原因有以下3點(diǎn)：一是土種分類(lèi)原因，縣級(jí)耕地地力評(píng)價(jià)采用的是以前的分類(lèi)細(xì)而雜的縣級(jí)土種名稱(chēng)，而市級(jí)耕地地力匯總評(píng)價(jià)采用的是現(xiàn)在統(tǒng)一化的省級(jí)土種名稱(chēng)；二是評(píng)價(jià)指標(biāo)體系差異，評(píng)價(jià)指標(biāo)體系是專(zhuān)家綜合分析區(qū)域特性后做出的符合區(qū)域?qū)嶋H情況的綜合指標(biāo)，市級(jí)評(píng)價(jià)因子鑒于黃山市的峰林地貌特點(diǎn)在縣級(jí)基礎(chǔ)上加了地貌類(lèi)型因子，使得指標(biāo)體系更加全面；三是各評(píng)價(jià)因子的權(quán)重不同，有機(jī)質(zhì)、質(zhì)地、pH、地貌類(lèi)型和灌溉保證率在市級(jí)評(píng)價(jià)中的組合權(quán)重較大，有機(jī)質(zhì)、地形部位、成土母質(zhì)等在縣級(jí)評(píng)價(jià)中的組合權(quán)重較大，這是符合地方和區(qū)域?qū)嶋H的情況。

總之，縣級(jí)耕地地力評(píng)價(jià)結(jié)果具有地方性特點(diǎn)，即同質(zhì)不同等現(xiàn)象，就是同一土質(zhì)的耕地在不同縣的劃分等級(jí)可能不同，從而使得評(píng)價(jià)結(jié)果在全區(qū)域來(lái)看比較繁雜，也難以放在一起比較，而市級(jí)耕地地力評(píng)價(jià)相對(duì)于縣級(jí)耕地地力評(píng)價(jià)避免了這一現(xiàn)象，使結(jié)果統(tǒng)一化，實(shí)現(xiàn)可比性。

4 結(jié)論

（1）本研究以黃山市為研究對(duì)象，運(yùn)用GIS數(shù)據(jù)處理和空間分析能力，將空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)統(tǒng)一管理[14]，采用特爾斐法構(gòu)建了評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，運(yùn)用空間插值方法、層次分析法等對(duì)評(píng)價(jià)單元進(jìn)行賦值和對(duì)耕地地力進(jìn)行分級(jí)[15]，既達(dá)到了量化要求，又保證了評(píng)價(jià)結(jié)果的精確度。

（2）本研究對(duì)黃山市市級(jí)耕地地力進(jìn)行了評(píng)價(jià)，并將結(jié)果與黃山市的3區(qū)4縣的縣級(jí)耕地地力評(píng)價(jià)結(jié)果進(jìn)行了校驗(yàn)，并作等級(jí)差結(jié)果圖，同時(shí)對(duì)差異原因進(jìn)行了分析，評(píng)價(jià)結(jié)果在保證精確度和部分等級(jí)差差異合理性的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)了各縣級(jí)評(píng)價(jià)結(jié)果的匯總。通過(guò)評(píng)價(jià)和校驗(yàn)可知，該評(píng)價(jià)方法和結(jié)果對(duì)省級(jí)耕地地力匯總評(píng)價(jià)工作的開(kāi)展有一定的指導(dǎo)意義。

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（責(zé)編：張宏民）