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DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2017.11.227
1 唐縣土地利用現狀與指定作物光溫生產潛力指數
本次耕地調查評價工作,共查出耕地面積1456.41公頃,其中土地面積32657.59公頃。其中水田面積602公頃,水澆地面積18128公頃,旱地面積13927公頃。耕地主要分布在王京鎮、北店頭鄉、長古城鎮、高昌鎮、白合鎮。
作物的光溫生產潛力指數在我們取值時,有灌溉條件區域的選取光溫生產潛力指數,無灌溉條件區域的選取氣候生產潛力指數。根據《唐縣農用地分等技術報告》和《農用地分等規程》中查取資料,獲取到唐縣土地整理項目的各個指定作物的光溫生產潛力指數以及氣候生產潛力指數。
2 指定作物產量比系數與評價因子的選取
產量比系數是指以國家指定作物為基礎,按照評價區當地的各種作物單位面積實際產量與基準作物實際產量之比。其計算公式為:
某區域內指定作物的產量比=基準作物單產/指定作物單產
結合保定唐縣指定作物最高產量、平均產量的實際情況,確定各指定作物產量比系數為:冬小麥 1.00,夏玉米 0.73。
根據現有資料情況和保定市唐縣的耕地現狀特點,建立耕地質量評價的因子體系。主要選取耕地質量評價的評價因素主要包括土壤養分狀況、土層厚度、灌溉保證程度、、排水保證程度、道路密度、田塊平整度、田塊規格、單位產出等相對穩定的因素。
有機質是主要存在于表土層的含碳有機化合物,有機質是土壤的化學性質之一,是各種作物所需要養分的主要來源。土地評價可通^土地平整、農田水利工程來影響土壤中的有機質含量,根據土壤中有機質含量對其進行等級量化。
整理前,土層的厚度分布十分不均勻,差異比較大,部分區域土層較簿,不太利于作物生長。整理后,經過深耕深松然后進行土地平整、覆土等工程后,可以有效使土層厚度發生變化。
灌溉條件經過水資源平衡分析,結合研究區的實際情況,并在征求當地專家意見的基礎上,研究區內灌溉水源選擇地下水作為灌溉水源。
3 評價區自然質量等的確定與評價區耕地利用等的確定
(1)計算耕地自然等指數:
Rj=αtj×CLj×βj
Rj為整治耕地第 j 種指定作物的自然等指數;
αtj為第 j 種作物的光溫(氣候)生產潛力指數;
βj為第 j 種作物的產量比系數;
(2)耕地自然質量指數由下式定義:
式中:Ri為第i個評價單元的自然質量等指數;
Rij為第i個評價單元第j個指定作物各評價單元的自然質量等指數;
耕地利用等指數是按照標準的耕地制度所確定的指定作物,在農用地的自然質量條件和所在土地利用分區的平均利用條件,最終所獲得的按產量比系數折算成的基準作物產量指數,利用等指數法可以通過該公式進行計算:
4 耕地質量評價測算結果分析
唐縣2014年度耕地國家經濟等別分為11等、12等、13等,其中11等地面積最多,為13421.64公頃,除倒馬關鄉、迷城鄉、北店頭鄉、大洋鄉、羅莊鄉、雹水鄉沒有分布外,其他各鄉鎮均有分布,長古城鎮面積最多,為2827.40公頃,川里鎮面積最少,為7.02公頃;12等地面積最少,為9102.83公頃,除長古城鎮、王京鎮沒有分布外,其他各鄉鎮均有分布; 13等地面積為10133.12公頃,除仁厚鎮、都亭鄉、長古城鎮、王京鎮沒有分布外,其他各鄉鎮均有分布,北店頭鄉面積最多,為2824.60公頃,南店頭鄉面積最少,為9.66公頃。
5 結論
本研究以保定市唐縣為研究對象,在廣泛收集和分析研究區的數據資料的基礎上,采用層次分析法(AHP法)和特爾菲法建立了耕地評價指標體系。通過對研究的歸納,得出以下研究內容與成果:
唐縣耕地國家自然質量等別分為7-14等,其中8等地面積最多,為25111.09公頃,14等地面積最少,為20.75公頃。唐縣耕地國家利用等別分為9- 14等,其中11等地面積最多,為13729.77公頃;14等地面積最少,為125.48公頃。唐縣耕地國家經濟等別分為11-13等,其中11等地面積最多,為13421.64公頃;12等地面積最少,為9102.83公頃; 13等地面積為10133.12公頃。
關鍵詞 耕地質量;現狀;對策;河北邯鄲
中圖分類號 S156 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739(2014)01-0246-01
邯鄲市是河北省農業大市。市委、市政府高度重視耕地質量變化,并于20世紀80年代在全市范圍內進行了第2次土壤普查,于1992年在全市進行了耕層土壤養分調查,2004年進行了部分縣市的菜地、果園地耕層養分調查工作,較全面地掌握了邯鄲市耕地質量變化及分布規律[1]。然而,隨著農業生產的逐步發展,農業生產結構發生了戰略性調整,肥料施用量的不斷增加、農作物產量的大幅提高以及其他生產條件的改變,使耕地質量狀況發生了很大的變化。
1 耕地質量現狀
邯鄲市耕地面積673 174.4 hm2,其中高產面積31 533 hm2,中產面積247 841 hm2,低產面積110 000.44 hm2,中低產耕地面積占總面積的53.2%。農民對耕地利用強度高,但卻只注重用地而不養地,在施肥方式上普遍存在“三輕三重”現象,即重化肥、輕有機肥,重氮磷肥、輕鉀肥,重大量元素肥、輕微肥,致使土壤養分極不均衡,耕地越種越貧脊。2010年全市耕地質量檢測結果表明:40%的耕地缺氮,58%的耕地缺磷,70%的耕地缺鉀,75%的耕地缺鋅,65%的耕地缺鉬,79%的耕地缺硼,土壤酸化、板結、潛育化現象有所加重[2]。從土壤長期定位監測結果看,土壤養分的最高和最低含量相差很大,耕地質量極不均勻,突出表現為城鎮耕地優于邊遠地區,平原地區優于山地丘陵區,菜田優于糧田,糧田優于果園等。地力水平的差異,造成肥料盲目投入和肥料利用率降低,影響了全市作物均衡增產。不少群眾在耕地保護中普遍存在重數量輕質量、重產出輕投入、重使用輕建設等問題,尤其是化肥施用結構不合理,有機肥投入偏低。全市氮、磷、鉀肥施用比例為1.00∶0.65∶0.19,而適宜比例為1.00∶0.75∶0.45,磷肥用量不足,鉀肥用量尤缺。氮、磷、鉀養分正交互增產效果不明顯,有的甚至出現負效應,降低了肥料的綜合增產效率;全市有機肥施用量為26.25 t/hm2,與20世紀相比下降了3 750~7 500 kg/hm2,有機肥投入比例與國外發達國家相比低10%以上。
2 發展對策
2.1 加強耕地質量監測體系建設,建立耕地質量預警系統
建立和完善市、縣不同層次的耕地質量監測站并建立相應的耕地質量數據管理中心。根據全市不同農區的生態環境、土壤類型、耕作制度、管理水平等,在有代表性的耕地上,建立和完善不同類型的耕地質量監測點,設立永久性保護標志。在西部山丘區、中部山前平原區、東部低平原區和黃河平原區等四大農區建立長期定位綜合試驗區,以縣為主,每個縣選擇主要土壤類型建立3~5個長期土壤肥力定位監測點,進行土壤養分動態變化監測,逐步建成全市標準化耕地質量長期定位監測網絡。在此基礎上,逐步構建全市耕地質量管理信息系統,對全市耕地質量監測數據及時更新并進行動態分析,定期向各級政府提供耕地質量現狀與預測預警報告。
2.2 全面啟動縣域耕地地力調查與質量評價工作
第2次土壤普查距今已有20多年時間,20多年以來由于土壤利用強度增加和外源物質的大量投入,使土壤質量變化巨大,原有的土壤信息已不能代表土壤質量現狀。要按照試點啟動、區域性調查、全面開展的步驟,分期分批啟動縣級耕地地力調查與質量評價,查清全市耕地質量狀況的家底[3]。積極運用“3S”等高新技術,查清區域耕地土壤環境狀況、耕地土壤退化和土壤障礙因素現狀,尤其是污染耕地的類型、分布和途徑以及變化趨勢。根據調查結果,進行耕地質量分等定級和土宜性評價,為基本農田占補平衡的數量與質量驗收以及土地承包經營權的變更、轉租、流轉和管理等提供科學依據,為農業結構調整、主導產業、特色產業的發展提地土壤環境質量基礎資料。
2.3 大力推廣測土配方施肥技術,不斷提高耕地質量
在全市范圍內推廣“一戶一卡、一村一站”測土配方施肥技術,開發適宜于邯鄲市使用的農作物系列專用肥,增強配方肥的專用性和針對性,提高其技術含量和產量質量,根據需要合理補充微量元素肥料,從根本上實現施肥技術的物化和由成果向生產力的轉化,提高施肥技術到位率,實現肥料利用率和耕地質量的同步提高[4]。
2.4 打擊假劣肥料,確保耕地安全
首先要嚴把肥料質量關,加大對肥料生產企業的監管力度,從源頭上杜絕假冒偽劣肥料;二是要加強對肥料經營者的管理,打假扶優,凈化肥料市場;三是要嚴格禁止城市垃圾、工業廢渣未經無害化處理直接進入農田,防止造成農田污染。多措并舉,確保耕地安全。
3 參考文獻
[1] 張文生.邯鄲農業大全[M].石家莊:河北人民出版社,2000.
[2] 程常青.邯鄲統計年鑒[M].北京:中國統計出版社,2012.
農民施肥重氮磷肥,輕鉀肥,不施微肥現象嚴重,施肥結構極不合理,肥料利用率低下,推廣應用測土配方施肥技術十分必要。
二、測土配方施肥存在的問題
1.農民施肥現狀
(1)土壤肥力狀況不清
第二次土壤肥力調查是在上世紀80年代初,已過去近 30年。隨著種植結構的單一化,現在土壤肥力狀況不清,整體土壤肥力下降明顯。
(2)施肥結構不合理
據調查,農戶種植1畝水稻施用純氮超過60個,磷、鉀肥施用量相對較少,對微量元素肥料的施用認識不足,造成稻麥群體大,抗倒性差,投入增加,產出比降低。
2.測土配方施肥存在問題
(1)施肥盲目性大
在稻麥生產上施肥隨意性較大,一是施肥量不合理,二是施肥品種結構不合理,三是施肥前后比例不合理。
(2)對測土配方施肥認識不足
稻麥精確施肥對稻麥產量的影響等項目在東??h實施了多年,有關稻麥產量與施肥多少的關系已很明確,精確施肥理論已形成,但大多數農戶仍不接受,嫌麻煩,一炮轟施肥法仍在使用。對測土配方施肥認識不夠,不相信上級部門會免費為其測量土壤養分含量,判定施肥標準。
三、提高測土配方施肥技術推廣的基本對策
緊緊圍繞測土、配方、施肥三大技術環節,建立健全測土配方施肥技術推廣三大體系。
1.建立健全耕地質量監管體系
(1)開展耕地地力調查與質量評價工作。在各級政府部門的大力支持下,各級農業技術推廣部門要按照“試點啟動、縣區調查、全面開展”的步驟,進一步擴大縣區級耕地地力調查與質量評價。積極應用“3S”等高新技術,通過科學布點采樣,分析測試,查清耕地土壤肥力狀況、土壤環境污染狀況、耕地土壤退化和土壤障礙因素現狀,尤其污染耕地的類型、分布、途徑以及變化趨勢。
(2)加強耕地質量監測網絡建設。農業技術推廣部門要根據不同農區生態環境、耕地土壤類型、作物類型、作物布,局、耕作種植利用模式等因素,進行科學設置土壤質量監測網點。為開展測土配方施肥技術的推廣,更有針對性地制定作物需肥配方,研制生產配方肥料,指導農民科學施肥提供科學依據。
(3)建立耕地質量管理信息系統??h級農業技術推廣部門(縣土肥站)要在區域性耕地質量數據庫建立的基礎上,建立區域性的耕地質量管理信息系統歹并加載配方施肥專用模塊,建立配方施肥專家系統。
2.建立健全配方肥料研制產供體系
根據土壤測試和肥效試驗,篩選適合不同區域不同作物的需肥配方,由農業技術推廣部門或社會團體指導或委托相關企業加工生產配方肥,實行定向生產與供應,做到廣譜型配方與專用型配方相結合。目前,東??h復混肥生產企業有十余家,年總生產能力可達10多萬噸,完全有能力滿足區域性配方肥批量生產的需要。
3.建立健全配方肥料推廣應用體系
測土配方施肥技術推廣工作涉及到各級政府部門、農技推廣部門、配方肥生產企業、肥料經營單位等眾多部門,是一項系統工程,在當前農民還沒有真正認識,普及率不高的情況下,更需要政府及農技推廣部門的扶持。同時測土配方施肥技術推廣工作也是一項社會公益事業,在各級政府的扶持下,更需要各級農技推廣部門的協作,建立市縣鄉村四級配方肥料農技推廣網絡尤為必要。
(1)宣傳培訓。通過縣級廣播、電視、報刊等定期宣傳,建立縣級示范方,印發各鄉村施肥分區圖和施肥技術手冊,在農業生產關鍵季節組織基層干部和農民進行現場觀摩;鄉 (鎮)主要是在村級發放測土施肥技術宣傳掛圖、施肥明白紙、施肥技術手冊等。
(2)示范推廣。層層建立測土配方施肥示范區(片、方)。原則上按優勢農產品產業帶在主要土壤類型上按每50萬畝建立1個千畝示范片,示范作物為當地優勢作物主栽品種。示范區(片、方)內,設置對比田,向農民全面展示配方施肥技術的實際效果,在關鍵時期組織基層干部和農民現場參觀。
一、“耕地總量動態平衡”與可持續利用
從“耕地總量動態平衡”政策和“占用耕地補償制度”中可以看出,國家所提出的耕地總量動態平衡是指的數量的平衡和質量的平衡,可是實踐證明,耕地總量動態平衡政策的實施導致了新補充的耕地資源質量下降。我國實施耕地總量動態平衡政策的最終目的是保障糧食的安全,而耕地數量平衡不能最終保障糧食的安全,只有數量和質量的共同平衡才能真正實現糧食安全的目標。根據我區的實際情況,在經濟發展、人口不斷增加而又要保證生態環境的形勢下,耕地總量動態平衡應該是在保證耕地數量基礎上質量的提高和生產能力的提高。
耕地的可持續利用。就是要根據我國國情、我區區情及我區耕地資源的實際狀況。在滿足經濟發展、人口增長、保護和改善生態環境的條件下。確定我區耕地資源的保有量,也就是可持續發展下的耕地總量。所以,耕地總量動態平衡中的“總量”是一個綜合的概念,必須考慮耕地數量、耕地質量、人均耕地水平、耕地產出水平和人均最低食物水平等因素,使我區耕地不但能滿足當代人,也能滿足子孫后代對生產和生活的需求,并永遠保持下去。
二、我區耕地利用現狀及變化趨勢
位于中國北部邊疆,蒙古高原的東南邊緣。內蒙古的自然環境條件相對較差,氣溫偏低,年降水量較少,尤其中西部地區生態環境極端脆弱。全區農作物一年一熟,復種指數90%,有的地區只有80%,耕地利用率低。我區的耕地大部分為水澆地和旱地,根據土地評價和現實生產力調查,在耕地中穩產高產農田占耕地總面積的25%左右,其余均為中低產田。
在1992年的全國土地大調查中我區的耕地為845萬公頃,占總土地的7.3%,1996年的土地變更調查中我區耕地為820萬公頃,隨著城市化進程的加快和經濟的發展以及退耕還林還草政策的實施,我區耕地數量繼續下降,到2004年,我區耕地面積減少到最低點,只有698萬公頃。由于政策調整,自2005年開始,我區的耕地又有所增加。建設占用、結構調整和生態退耕,使我區在10多年的時間里耕地減少了約100萬公頃。2004年一項統計數據表明。我區人均耕地0.34公頃。排全國第1位;人均糧食為572公斤,排在全國3位;谷物單產為4489公斤每公頃,排在全國的第18位。
1992年,我區的未利用土地為1600萬公頃。到1996年我區的未利用土地減少到1587萬公頃,在2001年后,隨著我區耕地退化、沙化和水土流失以及地類的調整,我區的未利用土地比1996年又有增加。雖然我區未利用土地相對較多。但由于我區的氣候、水資源、土壤、環境和經濟等因素的影響,對未利用土地開發的難度較大,而且如果強行開發,很容易導致生態環境的破壞。所以我區暫不適宜大規模的開發未利用土地。如果要增加耕地面積,就要走開源、節流的道路,或者采取提高耕地質量,增加生產能力的途徑。
三、我區耕地利用中存在的問題
(一)耕地資源的數量不大,總量和人均量持續下降
1996年的土地大調查中。我區耕地為845公頃,人均耕地0.383公頃,隨著工業化和城市化快速發展、生態退耕政策的實施,我區的耕地減少了約百萬公頃,人口增加了近百萬,我區的耕地總量和人均量都在持續下降,形成了人地矛盾。
(二)占補平衡中。以劣補優,造成耕地質量下降
從耕地占補平衡角度來看,我區建設占用耕地多在近郊區,在城鄉接合部。大量的優質耕地和菜地被占用。而補充耕地一般在遠郊或山區,交通不便利;補充耕地大多是以前沒有從事過農業生產的土地或是產出率較低而被棄耕的土地,其土壤肥力、耕作層厚度、土壤熟化程度不及被占用土地。其原因是耕地占補平衡的考核,尤其是質量平衡考核評價體系的不完善。
(三)耕地利用中存在重用輕養的傾向
由于生產者自身素質和環境的制約,不合理的耕作制度。粗放式的耕作方式,效益的片面追求,導致忽視耕地用、養結合,只重視利用,而不注重培肥地力,結果使大部分耕地有機質含量減少,耕地肥力不斷下降,農業生產發展后勁日漸不足。耕地的再生產能力下降。
(四)開墾耕地造成生態環境惡化
大量的草地和林地被開墾,使地表植被退化,荒漠化加?。恍麻_墾耕地將導致地下水過量開采,土壤含水量減少,植被衰退,土地沙化,農作物減產;同時,還可能會使地下水的水質下降,不僅造成農田污染,也直接威脅用水安全。
(五)我區耕地后備資源生態環境脆弱
我區的耕地后備資源相對來說較豐富,但存在干旱缺水、鹽堿、風沙、低溫嚴寒等限制因素,生態環境脆弱。在東部地區耕地后備資源中,灘涂、葦地、濕地占有較大比例,它們對保護生物多樣性具有重要意義。同樣屬于生態敏感區。
四、我區實現耕地總量動態平衡及可持續利用的途徑
(一)控制人口增長,緩解人地糧矛盾
我區總面積為118.3萬平方公里,在全國排第3位,耕地總面積和人均耕地面積均排在全國前列,但由于我區為少數民族聚居區,受人口增長慣性和民族人口政策的影響,人口一直在持續增長。并且在今后的一段時期內。人口還將斷續增長下去。雖然我區現有耕地資源和耕地后備資源相對較豐富,但我區生態環境脆弱,干旱缺水,后備耕地資源的開發將受到一定的限制。我區耕地利用率低。中低產田比重大。耕地產出率低,若要保證我區人均糧食產量不減少,一是要增加耕地的產出水平,另外就是控制人口增長,而增加耕地的產出水平,需要耕地數量的增加、質量的提高及科技的投入,在目前我區的環境條件下。不宜大量開墾后備耕地資源。但提高耕地質量和科技水平也不是短時期內能完成的工作。這需要大量的資金、時間、人才的投入,這些我區發展狀況暫時還不能滿足。為此,貫徹計劃生育這一基本國策,嚴格控制人口的增長,可以說是我區緩解人地糧矛盾的根本措施,也是實現土地資源可持續利用戰略最基本的措施。這也是我區可持續發展的需要。
(二)建立完善有效的耕地保護制度體系。保持耕地總量動態平衡
我國實行的土地利用規劃制度有力地促進了耕地保護和土地資源的集約、合理利用。促進了社會經濟的可持續發展。但是土地規劃工作在實踐中出現了一些問題,為此,有必要進一步加強和改進土地利用規劃管理,并嚴格執行土地利用總體規劃、城鎮建設規劃。目前,我區應大力推進土地節約集約利用,各地政府和有關部門要計劃使用
耕地,盡可能用非耕地和次等耕地:城鎮擴建要盡量少占優質耕地。通過土地節約集約利用。促進城市發展從外延式擴張向內涵式挖潛轉變,以此達到控制建設占用耕地的目的。
以詳查數據為基礎,制定基本農田保護專項規劃,對生產條件好、產量高的良田實施永久性保護。同時要嚴格執行國家關于基本農田保護的一系列制度,建立耕地損失補償制度。農業內部結構調整盡量不占用基本農田。
耕地占補平衡中不能僅以耕地數量作為評價標準,耕地質量及耕地生產能力同樣應作為耕地總量動態平衡的評價依據。我區要根據影響耕地質量的自然因素、區位因素及其他因素,加快建立我區的耕地質量評價標準體系,為耕地質量評價提供依據。耕地占補平衡中,新補充的耕地達不到原有耕地的數量或質量的,要進行高額補償,把其作為開墾新耕地和改善中低產田的??罨?,提高耕地的產出能力。
要實現我區土地資源的可持續利用,關鍵的工作應該是從宣傳教育人手,改變我區居民的土地觀念,使土地資源可持續利用的戰略思想影響到每一個人,使全民形成“十分珍惜和合理利用每一寸土地,切實保護耕地”的價值觀念。
(三)在保護和改善生態環境的前提下,適當開墾耕地
我區的后備耕地資源相對豐富,但生態環境脆弱,目前不應大量開發耕地后備資源,而應以改善生態環境為重,逐步治理水土流失和土地“三化”,進行土地復墾和整理以及改造中低產田,保持土地的可持續利用。
(四)加速人口城鎮化,提高耕地經營規模
加快城鎮化建設。采取拆村并莊、擴大城鎮規模、人口向城市集中等措施,提高人口的空間集聚水平。有利于集約利用土地、合理布局、減少重復建設。還要整理廢路、廢宅基地、農田平整、田塊合并:復墾廢磚瓦窯等以增加耕地面積,并達到土地連結成片。
目前的土地家庭承包制使耕地的經營規模過小,既不利于農業效益的提高,也不利于農業機械化、產業化的實現。要實現農田的規模經營。就要進行制度創新,允許耕地的土地使用權流轉,以達到農田的規模經營,發揮土地經營的規模效益。提高耕地的利用效率和生產能力。
(五)加強農業基礎設施建設,提高耕地質量
我區耕地的保護,不僅要保證一定的耕地面積,更重要的是提高耕地質量和產出水平。所以要增強耕地的抗災能力,防止水土流失,耕地沙化等;加大農業投入力度,改善農業生產條件。
我區中、低產田約占耕地面積的3/4,因此各地要重視中、低產田改造,針對不同的中、低產田各地要找準癥因,從而采取不同的工程、生物、農業技術相結合的措施。要改善水利設施,大力推廣節水灌溉,改良土壤質量,培肥土壤,提高其保水保肥保墑能力。以提高耕地質量,增加糧食單產,保證糧食安全。
穩定承包經營權。讓土地的承包期足夠長,農民才愿意對土地進行投資,才會考慮如何能達到持久利用土地而又不破壞土地,只有這樣,耕地的質量保護和耕地的可持續利用才會變成現實的行動。
(六)依靠科技進步,提高農業資源利用效率
我區由于自然條件的限制,耕地利用率和農業投入產出率均較低,農民進行農業投入的積極性不高。使本來就不肥沃的耕地的生產能力下降。所以必須對耕地土壤進行有計劃的定向培育,改良土壤,防止土壤沙化、退化,提高耕地的肥力。
關鍵詞:耕地地力;耕地生產性能綜合指數;模糊隸屬度函數;地理信息系統
中圖分類號:F301.24;S153.6 文獻標識碼:A 文章編號:0439-8114(2014)12-2788-06
GIS-Based Evaluation for Farmland Fertility of Menghai County in Yunnan Province
XU Quan-li1,2a,YANG Kun2b,YI Jun-hua3
(1.School of Remote Sensing Information Engineering,Wuhan University,Wuhan 430072,China;
2a.Faculty of Tourism and Geographic Science; b.School of Information Science,Yunnan Normal University,Kunming 650500,China;
3.Inspection Station of Surveying and Mapping Product in Yunnan province,Kunming 650034,China)
Abstract: To evaluate the farmland fertility of Menghai County in Yunnan province, the ArcGIS software was used to made DEM analysis,raster calculation and spatial interpolation of spatial analysis technology. Menghai County was selected as the study area to establish major factors of influence and their weights for the farmland land productivity. To built a comprehensive evaluation system and spatial computing model with Delphi method,analytic hierarchy process(AHP),fuzzy membership function,farmland integrated fertility index(IFI) and other methods were used. Spatial distribution,area statistics and farmland nutrient analysis for the evaluating results were analyzed. The results showed that 51 575.73 hectares of cultivated land in Menghai County was divided into 6 grades.The percentages of total farmland from Grade 1 to Grade 6 land were 14.12%,27.40%,20.17%,17.23%,12.70% and 8.38%,respectively. GIS method could satisfy the requirements for quantifying and automating farmland fertility evaluation.The cultivated land over Grade 3 occupied more than 60% of total land. The overall situation of cultivated land fertility in Menghai County was good.The government should adjust measures to maintain the existing quality of cultivated land resources,and to enhance the farming ability of cultivated land worse than Grade 3.
Key words: farmland fertility; farmland integrated fertility index; fuzzy membership function; geographic information system
耕地是農民維持生存最基本的物質基礎[1],是土地利用的一種重要類型,耕地保護的最終目的是有效地利用耕地。在廣大山區人為的過度墾殖使得土地退化問題尤為突出[2],因此科學評價耕地是有效利用和合理開發耕地的基礎,對于耕地面積相對稀少山區而言顯得尤為必要。
耕地地力評價是對耕地的生產能力和土壤相宜性進行綜合評價,從而達到優化利用耕地、最大限度發掘耕地潛力的目的,屬于土地利用評價的一部分[3]。其評價和分析方法分別經歷了定性、定量、數學模型計算到地理空間模型評估等幾個階段[4]。而且,隨著“3S”(GIS、GPS、RS)技術的不斷發展和深入應用,利用GIS技術進行土地利用的數據更新、動態評價和分析等方面取得了很大進展,并能快速完成多維、多元信息復合分析[5,6]。相對于其他土地利用評價技術,GIS利用其強大的空間數據管理和地學空間分析等特有功能,在評價因子的獲取、權重評估和分級,綜合評價指標的空間模型化與量化,以及評價結果的可視化表達等方面都有著獨特的優勢[7]。近些年,基于GIS技術的耕地地力評價也成為了土地利用適宜性評價和合理利用領域新的研究熱點。比如,劉永文等[8]利用GIS技術評價和分析了重慶梁平縣的耕地質量與時空布局。崔增團等[7]應用GIS技術,結合模糊數學綜合評價等現代統計分析技術,對甘肅省肅州區河西走廊灌溉農業區耕地地力進行了綜合評價。劉昱東等[9]利用GIS的空間分析技術對鐵嶺縣的耕地進行了綜合評價和分級。崔磊等[10]結合GIS技術和層次分析法對河南省縣級耕地進行了評價。劉暢等[11]將均衡函數的變權理論與GIS相結合,探討了耕地地力權重評價模型,并在高州市進行了試驗應用。總之,基于GIS技術,通過結合多種數學模型來綜合評價耕地質量是實現耕地地力評價自動化和定量化的重要方法與途徑[12]。
勐??h是聞名中外的普洱茶的故鄉,也是我國產茶最早的地方之一。由于該縣四季都適宜水稻生長,也盛產優質大米,因此自古有滇南糧倉的美譽,是國家級糧食生產基地和糖料基地。然而該縣的耕地條件并不優越,優質耕地面積所占比例較小,以山區面積為主(達93.45%),壩區面積只占6.55%;另外該縣地貌、水文和氣候條件多樣且變化復雜,是影響耕地質量的主要地理因素,有必要深入探究高原山區特殊地理環境對耕地地力的影響方式和程度,以便為該縣的耕地質量評價和合理利用提供科學決策依據。
1 材料與方法
1.1 研究區域
勐海縣位于云南省西南部、西雙版納傣族自治州西部,地處99°56′-100°41′E、21°28′-22°28′N之間。
1.2 方法
以ArcGIS軟件為平臺,以DEM分析、柵格計算和空間插值等空間分析技術為核心,結合德爾菲法、層次分析法、模糊隸屬度函數和耕地地力綜合指數函數等方法,加工制作了勐海縣耕地地力評價基礎數據,選取了耕地地力的主要地理影響因子,構建了影響因子綜合權重計算模型,最終形成耕地地力評價體系及其空間計算模型[4]。具體研究方法及其技術流程見圖1。
1.2.1 數據采集與處理 基礎及專題地圖資料。包括1∶50 000比例尺的尋甸縣地形圖,行政區劃圖,土地利用現狀圖,土壤圖,道路交通圖,水系圖和居民點分布圖。這些圖件資料采用地理信息系統軟件ArcGIS或MapGIS65進行數字化、圖形編輯、圖幅誤差校正、拓撲查錯等處理。
土壤屬性資料。采用野外GPS定點采樣,室內測試分析處理獲取,包括pH、有機質、全氮、速效鉀、有效磷等10余種在勐海全縣范圍內獲取采樣點。并將采樣點位圖與分析數據庫進行連接,再運用ArcGIS中的克里金插值法(Kriging)對各屬性數據進行最優化插值,從而自動生成各土壤養分屬性專題圖[5]。
1.2.2 評價單元與影響因子分析 目前,對土地評價單元的劃分尚無統一的方法,有以土壤類型、以土地利用類區域耕地地力評價指標體系研究型、以行政區劃單位、以方里網等多種方法。在本研究中,評價單元的劃分采用土壤圖與土地利用現狀圖疊置劃分的方法,即“土地利用現狀類型-土壤類型”的格式,這樣劃分兼顧土壤和作物利用類型,便于指導農業生產實際。其中,土壤類型劃分到土種,土地利用現狀類型劃分到二級利用類型[13]。
影響因子的選擇和分析采用德爾菲方法[14],具體過程是:參考云南省耕地評價成果以及專家咨詢意見,根據《全國耕地地力調查與質量評價技術規程》規定的全國耕地地力調查評價因素以及勐海縣耕地的具體實際,擇取了勐??h耕地地力評價因子由4個類別共16項評價指標構成,其中4個類別是立地條件、土壤條件、耕地養分和耕地剖面及理化性狀;16個因子分別是灌溉保證率、種植制度、坡度、有機質、耕層厚度、海拔、速效鉀、有效磷、排澇等級、成土母質、質地、pH、水溶態硼、有效鋅、土壤類型和剖面結構等。同時,根據所選取的16個評價因素各自的屬性和特點,分別歸類為目標層(A)、準則層(B)、指標層(C)3個層次,如圖2所示,以方便后面的專家打分和層次分析。
1.2.3 基于模糊隸屬度函數的影響因子評價 評價因子對耕地地力的影響程度是一個模糊性概念,可以采用模糊數學的理論和方法進行描述。隸屬度是評價因子的觀測值符合該模糊性的程度(即某評價因子在某觀測值時對耕地地力的影響程度),完全符合時隸屬度為1,完全不符合時隸屬度為0,部分符合時隸屬度為0~1之間的任一數值[15,16]。隸屬函數則表示評價因素的觀測值與隸屬度之間的解析函數,并根據此函數計算某種評價因子任意柵格的隸屬度。本次評價中,勐海縣選定的評價指標與耕地生產能力的關系分為戒上型、峰型以及概念型3種類型的隸屬函數[17],前2種可歸稱為數值型函數。概念型指標(如:地形因子和土壤類型等)直接給等級打分,無需計算;數值型的應用SPSS統計軟件建立隸屬度函數,獲取分值,其數學表達如公式(1)所示:
Yi=1/(1+ai×(ui-ci)2) (1)
其中第i個因子評語,為樣品觀測值,為標準指數,為系數。圖3示例了峰型因子(pH)和戒上型因子(有機質)2種數值型指標的模糊隸屬度函數的求解方法和結果;圖4是依據求解的模糊隸屬度函數計算得到的示例因子的可視化評價結果,其他影響因子以此類推。最后,概念型評價指標的隸屬度賦值舉例如表3所示;表4是所有數值型評價指標的模糊隸屬度函數計算的結果。
1.2.4 基于層次分析法的影響因子權重計算 研究表明,為了增加賦值的科學性,降低主觀性,層次分析法(AHP)是一種較為合理的影響因子權重計算方法[18],本研究采用層次分析法來計算耕地地力評價模型中各影響因子的權重。層次分析法的基本原理,可以用以下的簡單事例分析來說明[19,20]。假設有n個物體A1,A2,…,An的質量分別記為W1,W2,…,Wn?,F將每個物體的重量兩兩進行比較。若取質量向量[W1,W2,…,Wn]?T,則有:
AW=n?W (2)
W是判斷矩陣A的特征向量,n是A的一個特征值。根據線性代數知識可以證明,n是矩陣A的唯一非零的和最大的特征值。建立比較矩陣后,就可以求出各個因素的權值,采取和積法計算出各矩陣的最大特征根λmax及其對應的特征向量W,并用CR=CI/RI進行一致性檢查。其中CR表示一致性比率,CI表示一致性指標,RI表示隨機一致性指標。當一致性系數CR
表5是利用層次分析法對目標層進行權重計算和驗證的過程,其他影響層次及其因子的權重確定方法以此類推。最后,根據計算得到的準則層B的特征向量(判斷權重)和各影響因子的特征向量(因子權重),將綜合權重■B■C■的結果作為各評價因子的最終權重,其計算結果見表6。
權重計算和檢驗結果如下:特征向量值為[0.368 6,0.216 8,0.184 3,0.122 9],最大特征根為5.000 0,RI=1.12,CI=-5.534 723 214 184 47E-06,CR=0.000 004 94
1.2.5 綜合評價指標計算模型 根據《農業部耕地地力評價規程》和《農業部耕地地力評價方案》的要求,勐??h耕地地力評價采用耕地生產性能綜合指數(Integrated Fertility Index,IFI),其計算公式如下所示:
IFI=■Fi×Wi (3)
其中,Fi表示第i個影響因子的空間評價值(隸屬度);Wi表示第i個影響因子的組合權重。最后,采用累積曲線分級法劃分耕地地力等級,將勐海縣耕地地力劃分為6級,如圖5所示。
2 結果與分析
2.1 統計分析
勐??h耕地地力評價結果如圖6所示,統計分析如表7所示。
2.2 各等級耕地養分分析
利用GIS疊加與領域統計分析等方法,得到了各級耕地的養分分析情況(表8)。綜合此表和總體評價圖,對各級耕地的養分含量、成因以及優化利用作出如下分析。
一級地屬高穩產田區,溫度適宜、肥力最高,主要分布于海拔1 500 m以下,坡度小于20°的低山、河流低階地、山間盆地等平緩地帶,灌溉和排澇條件較好,土壤發育程度高,生產性能好,土壤的適種性和可耕性好,宜耕期長,并增施有機肥和配合磷鉀肥,防止地力下降。在生產規劃上應種植耐肥高產品種。
二級地肥力較高,溫度適宜,主要分布于海拔1 500 m以下,坡度小于20°的低山、河流低階地、山間盆地等平緩地帶,屬旱澇保收型農田??梢酝ㄟ^改良灌溉設施,增施有機肥等逐漸提高土壤有機質。
三級地溫度較好、肥力基本協調,主要分布于1 750 m以下的河流低階地、起伏河流高階地和山間盆地地等相對平緩的地帶,灌溉和排澇條件比1、2級地次之,作物基本能保收??梢酝ㄟ^改良和增加灌溉設施,深耕結合施用增施有機肥、種植綠肥熟化土壤,從而加深熟化土層,提高作物的產量。
四級地溫度中等、肥力不協調,主要分布于海拔1 000 m到1 750 m之間的低山、起伏河流高階地和傾斜侵蝕剝蝕低臺地,灌溉條件、宜種性、可耕性一般,宜結合地形進行坡改梯地建設。
五級地溫度一般、養分不協調,主要分布于海拔1 500 m以上的低山、起伏河流高階地和傾斜侵蝕剝蝕低臺地,灌溉條件差,應加強治水改土,增加灌排配套設施。
六級地溫度一般、養分不協調,主要分布于海拔1 500 m以上的低山、起伏河流高階地和傾斜侵蝕剝蝕低臺地,灌溉條件、宜種性、可耕性較差,應加強治水改土,提高作物的抗災能力。
3 結論
1)結合GIS和統計學方法,較好地滿足了縣級耕地地力定量化和自動化評價的需求,提升了其評價的效率。
2)勐海縣耕地資源緊缺,總體耕地質量較好,一到三級優質耕地大于60%。建議在保持現有優質耕地資源的同時,應該加大對三級以上耕地資源的合理開發和利用。
3)山區耕地質量的影響因子相對較多,物理、化學和生物過程相對較復雜,如何定量化判斷耕地地力評價結果的精度還有待深入研究。
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關鍵詞: 耕地質量 基準等 耕地保護措施
中圖分類號:S341文獻標識碼: A
The Quality Of Cultivated Land Feature Analysis And
Cultivated Land Protection Measures In Chongqing
ChenLing1,2,LuoZhuo1,2
(1.Chongqing Land Resources and Housing Surveying and Planning Institute ,Chongqing,
400020,China; 2.Land of Ministry of land natural resources use key laboratory, Chongqing Research Center, Chongqing, 400020,China)
Abstract: In order to analyze the status and distribution of cultivated land quality, strengthening quality management and construction of cultivated land, according to Chongqing to improve and perfect the quality grade of cultivated land results, analyzes and summarizes the quality of cultivated land in Chongqing "circle high and low wings, and gradet strong vertical "features; According to the national level 1 as a reference, translated Chongqing cultivated landarea 956,562.37 Hectare; univariate analysis of the influence of the quality of cultivated land, mastered the dominant factor affecting the quality of cultivated land, and made relevant cultivated land protection measures.
Keywords: cultivated land qualityReference levelcultivated land protection measures
0引言
近年來,建設占用優質耕地,耕地污染等現象被頻繁曝光,在18億畝耕地保護紅線的面前,耕地質量出現明顯的下降。為加強耕地質量管理,提升耕地生產能力,國土資源部在全國部署了農用地分等成果補充完善工作,要求進一步優化耕地質量等別評定體系,進一步細化與土地變更調查成果相銜接的耕地質量數據。重慶市按照相關技術要求,完成了1:10000比例尺耕地圖斑的等別評定,建立了縣級1:10000耕地質量數據庫和市級1:50萬耕地質量數據庫。本文依據重慶市耕地質量等級補充完善數據庫,總結了重慶市耕地質量等別分布現狀和規律,分析了耕地質量管理存在的問題,并提出了對策建議。
1重慶市耕地質量等別分布特征
1.1高等級耕地分布較少,耕地質量整體水平偏低。全市耕地集中分布在7等-12等,其中10等耕地面積最大,為818966.08公頃,占耕地總量33.45%,7等耕地9880.28公頃,占耕地總量0.4%,12等耕地83262.58公頃,占耕地總量3.4%。按國家1-4等為優等耕地,5-8等為高等耕地,9-12等為中等耕地,13-15等為低等耕地的標準,重慶無優等耕地分布,高等級耕地265098.8公頃,僅占耕地總量10.8%,中等級耕地總量2183192.09公頃,占耕地總量89.2%。根據耕地質量平均等級測算方法,重慶市耕地質量平均等級略低于全國的9.8等,整體上處于全國中偏下水平。
1.2耕地質量等級空間分布不平衡,呈現出“一圈高、兩翼低”的特點。受光、熱、水、土壤資源和種植習慣等因素影響,高等級耕地集中分布在“長-墊-梁-忠”和“潼-合-銅-璧-永”及兩翼山間平壩區。渝東南石漠化地區和渝東北秦巴山區主要以11等和12等耕地為主。
四個指標區耕地質量狀況差異較大,9-10等耕地渝西方山丘陵區、渝中平行嶺谷低山丘陵區、渝東北中山區比重分別達到67.37%、62.55%、54.44%,渝東南低中山區11-12等耕地比重達到53.25%。四個指標區平均等別排序為:渝西方山丘陵區9.5等>渝中平行嶺谷低山丘陵區9.7等>渝東北中山區10.1等>渝東南低中山區10.4等。
圖1 重慶市耕地質量等級面積分布圖圖2 重慶市耕地質量等級分布圖
1.3耕地質量等別垂直布局特性強。將耕地等別與海拔作相關分析后發現,重慶市耕地等別分布與海拔有較強的關聯。海拔300-500米的渝西方山丘陵區、渝東部河谷平壩及山間盆地丘陵地區大多都分布8-9等較好的耕地,海拔600-800米的南華鎣山-方斗山之間的向斗丘陵、坪狀低山區主要分布9-11等耕地,海拔800-1000米的平行嶺谷區西段背斜山脊以及秀山、酉陽東部坪狀低山頂區分布11-12等較差的耕地;海拔1000米以上的平行嶺谷區東段背斜山脊線,向斜坪狀喀斯特山區及山地峰頂地區耕地較少,總體質量較差。
2以基準等折算的耕地面積情況
2.1以國家平均等為基準折算的耕地總量
國家耕地質量平均等9.8等作為基準等,對應的標準糧產量為570公斤/畝。依據重慶市各等別對應的標準糧產量與570公斤/畝的比值,可確定等別與基準等之間的折算系數。經計算,7等折算系數為1.49,8等為1.32,9等為1.14,10等為0.96,11等為0.79,12等折算系數為0.61。用折算系數分別乘以各等別面積得到基于9.8等的重慶市耕地總量為2433360公頃,與同期的土地變更調查耕地總量2448290公頃相比降低14930公頃,降幅為0.6%,面積變化不是太大。
2.2以國家1等為基準折算的耕地總量
國家1等標準量產量為1450公斤/畝,與重慶市7-12等對應的標準糧產量相比得到,7等折算系數為0.59,8等0.52,9等為0.45,10等0.38,11等為0.31,12等為0.24。用折算系數乘以各等別面積得到相當于全國1等的重慶市耕地總量956562.37公頃,與同年土地變更調查耕地總量2448290公頃相比降低1491727.63公頃,降幅為60%,面積變化較大,說明重慶耕地質量低下。
3影響耕地質量提升的障礙因素
3.1耕作層厚度
坡地是我市主要的耕地類型,具有“碎、散、瘦”的特點。盡管政府高度重視生態環境變化和建設,投入大量資金開展重點區域水土流失治理,取得了一些成績,但水土流失的趨勢仍然較嚴重,尤其是石漠化地區和石骨子土區域經過暴雨、山洪沖刷,導致耕作層土層厚度不足20cm,極大地影響了農作物種植。如果被占用或被浪費的耕作層土壤在土地整治過程中能被覆蓋在較貧瘠的耕地上增厚土層,能有效改造耕地質量。經測算,土層厚度或耕作層厚度增加10cm,耕地等級可提升0.4等,
3.2灌排能力
農業、水利、國土等部門組織實施了大量的農田基礎設施配套項目,一定程度上完善了農田的基礎設施,但因為山洪、暴雨而導致基礎設施破壞仍比較嚴重,再加之資金投入有限,農田水利依然是農田設施的“短板”,表現在水利設施抗災能力弱,溝、渠、塘等設施后期管護不利,堵塞、老化造成功能弱化,加之“兩翼地區”山高坡陡,降雨量過于集中,相關配套設施易被沖毀,耕作層土壤易被沖刷,直接影響土壤的保水保肥能力。經測算,灌排能力提升10%,耕地等級可提升0.24等。
3.3耕地利用方式
近幾年,農業產業結構調整使耕地利用方式發生較大變化,這種變化使土壤理性結構也發生一定變化,容易導致耕作層土壤減少。另一方面,經營者沒有及時進行培肥,重用輕養,耕地撂荒,不合理的利用也是促使耕地質量隱性下降的主要原因。
4耕地質量保護措施
4.1嚴格基本農田劃入劃出,重點加快推進全市存量基本農田高標準化建設。當前應嚴格永久基本農田劃入劃出調整,確保劃入的基本農田等級不低于劃出的基本農田等級,基本農田一旦劃定,任何機構或單位不能隨意調整其布局。同時應按照高標準基本農田建設規范、土地整治工程建設標準等規定要求,加大資金投入,嚴格項目設計、施工、監理、驗收等管理,確保工程建設質量;嚴把高標準基本農田準入門檻,做到建成一塊,劃入一塊,寧缺毋濫,力爭在“十二五”期間建成530萬畝高標準基本農田。
4.2開展補充耕地質量評價。在已有農用地分等定級和土地調查成果基礎上,依據《農用地質量分等規程》,我市已全面更新了耕地質量等級狀況,建立了與土地調查相配套的耕地質量等級數據庫。為確保耕地質量基礎數據庫的現勢性,在年度土地變更調查的基礎上,對因土地整治、土地利用現狀變化以及其他土地利用行為等帶來的耕地質量等級變化情況,及時開展更新評價,實施動態監管。
4.3布設耕地質量等級監控網,掌握耕地質量動態變化規律和趨勢。當前,應在耕地質量等級監測試點的基礎上,以土地整治重大工程和高標準基本農田示范縣為重點,逐步擴大監測范圍,在省、市、縣、鄉三級布設耕地質量監測網絡,確定監測點位,配套相應的設備,組成全市耕地質量監測網絡,對耕地質量實行動態監測,全面掌握耕地質量變化規律和趨勢。同時,充分利用土地質量地球化學調查成果,加強對特色農產品原產地土壤保護和利用,加強對土壤重金屬污染的動態監測。
5結論
研究表明,重慶市耕地質量等別略高于云南、貴州、,但低于四川省,整體上處于全國中偏下水平。市域內高等別耕地分布較少,耕地質量等別空間分布不平衡,基本形成了以西南(萬盛)-東北(萬州)近似直線的耕地質量等級南低北高的差異特征線。利用標準糧折算體系,以全國平均等9.8等和全國1等為基準,折算重慶市耕地總量分別為2433360公頃和956562.37公頃。針對重慶市耕地質量現狀和保護情況,今后要建立健全耕地數量質量占補平衡工作機制體制,進一步完善土地整治項目選址和規劃設計技術要求,積極開展建設占用和補充耕地質量等級評定工作,適時開展耕地質量保護紅線劃定,為實施“占優補優、以補定占”奠定基礎。
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關鍵詞:土壤環境質量 綠色食品產地 鄱陽湖及周邊經濟區
Soil Quality Evaluation of Green Food Origin in Poyang Lake and the Surrounding Area。
MA Yi-lin,JIANG Jun-jie,ZHANG Tao-liang
(Jiangxi Provincial Institute of Geological Survey,Nanchang 330030,China)
Abstract:The article is based on the Multi-purpose Regional Geochemistry Atlas of Jiangxi Poyang Lake and the surrounding area. At first the article carries out PH index evaluation and the content of Cd、Hg、As、Pb、Cr、Cu. Then it carries out six index comprehensive evaluation by nemerow. Evaluation results show that surface soil matching dryland of green food origin is 93.08%, and surface soil matching paddy of green food origin is 92.95%.
Key words:soil quality evaluation green food origin Poyang Lake and the surrounding area
多目標地球化學調查是一項融第四紀地質研究、礦產資源勘查、環境質量評價、土地合理使用和為農業生產服務為一體的綜合性基礎調查工作[1~3]。以《江西省鄱陽湖及周邊經濟區1∶25萬多目標地球化學調查》資料為基礎,開展農業地質環境評價,是實現農業地質環境調查為農業、環境、生態、資源、人體健康等多學科研究、多領域服務,促進經濟社會持續穩定發展的重要途徑。
鄱陽湖及周邊經濟區位于長江南岸,江西省的北部,地理座標:東經114°44′~117°33′,北緯27°25′~30°05′,范圍涵蓋了廬山區、潯陽區、九江縣、湖口縣、彭澤縣、德安縣、星子縣、永修縣、都昌縣、東湖區、西湖區、青云譜區、灣里區、青山湖區、南昌縣、新建縣、進賢縣、安義縣、東鄉縣、臨川區、鄱陽縣、余干縣、萬年縣、樂平市、余江縣、豐城市、高安市、樟樹市和奉新縣等29個市、縣(市)、區,國土面積為38979km2,耕地面積為761128公頃。
一、評價標準
根據農業部頒布的《綠色食品產地環境技術條件NY/T391-2000》(表1),利用陸地8843件表層土壤樣品中Cd、Hg、As、Pb、Cr、Cu等重金屬元素含量及其土壤pH值,采用內梅羅指數法對區內土壤進行綠色食品產地土壤環境質量初步綜合評價。
二、評價方法
按照上述評價標準,先對區內土壤進行單指標評價,單指標評價法主要采用下式計算各指標的土壤環境質量指數,再采用內梅羅指數法進行6項指標的綜合評價。
表1 綠色食品產地土壤中各項污染物的含量限值 mg/kg
Table 1:Various Pollutions’ Limits of Green Food Origin’s Soil
注:①果園土壤中的銅限量為旱田中的銅限量的一倍;②水旱輪作用的標準值取嚴不取寬。
Pi=Xi/C
上述式子中,Pi為土壤環境質量指數;Xi為實測數據;C為土壤含量限值。
內梅羅綜合指數評價法,是通過計算土壤中重金屬指標的綜合指數,來確定土壤環境質量狀況。內梅羅綜合污染指數計算式為:
P=
式中:P為土壤綜合評價指數;
Pi為土壤中重金屬的環境質量指數;
n為土壤中參與評價的重金屬數量;
(Pi,max)2為土壤中各污染物污染指數最大值的平方。
當P<1為適宜區;P>1為不適宜區??筛鶕值變化幅度,進一步劃分為輕度不適宜區(1<P≤2)、不適宜區(2<P≤3)和限制區(P>3)等級。
三、評價結果
參照綠色食品產地旱地土壤中各項污染物的含量限值要求,單指標評價結果顯示(表2),區內表層土壤環境符合綠色食品產地旱地土壤生產要求的各評價指標所占比例分別為Cd93.97%、Hg97.24%、As98.11%、Pb97.25%、Cr99.46%、Cu98.85%,適宜的耕地(總耕地面積76.4057萬hm2)分布面積分別為Cd71.80萬hm2、Hg74.30萬hm2、As74.96萬hm2、Pb74.30萬hm2、Cr75.99萬hm2、Cu75.53萬hm2;綜合評價結果顯示(圖1),區內表層土壤環境符合綠色食品產地旱地生產要求的比例為93.08%,不適宜發展綠色食品產地旱地的土壤面積所占比例為6.92%,適宜發展綠色食品旱地的耕地面積為71.12萬hm2。其中表層土壤中Cd、Hg、Pb、As、Cu等含量超標是主要影響因素。不適宜發展綠色食品旱地產地的主要分布區是彭澤縣東升-天紅鎮、德安縣吳山鄉、高安市雞公嶺、南昌市郊、鄱陽-余干之間的沖積平原、樂平市歷山及樂平-萬年之間、樟樹市南部、豐城市鐵路鎮以東、東鄉縣南部一帶。其中除南昌市郊、樟樹市南部、鄱陽-余干之間沖積平原外,其它地區主要為低山丘陵區,前三個區域目前不宜發展綠色食品(旱地)產地。
表2 表層土壤適宜綠色食品產地旱地生產的分布面積統計表
Table 2: Distribution Area Table to Surface Soil Matching Dryland of Green Food Origin
參照綠色食品產地水田中各項污染物的含量限值要求,單指標評價結果顯示(表3),區內表層土壤環境符合綠色食品產地水田生產要求的各評價指標所占比例分別為Cd93.96%、Hg98.34%、As96.68%、Pb97.25%、Cr99.46%、Cu98.85%,適宜綠色食品產地水田的耕地(總耕地面積76.4057萬hm2)分布面積分別為Cd71.79萬hm2、Hg75.14萬hm2、As73.87萬hm2、Pb74.30萬hm2、Cr75.99萬hm2、Cu75.53萬hm2;綜合評價結果顯示(圖2),區內表層土壤環境符合綠色食品產地水田生產要求的比例為92.95%,不適宜發展綠色食品產地水田的陸地土壤面積所占比例為7.05%,適宜發展綠色食品水田的耕地面積為71.02萬hm2。其中表層土壤中Cd、As、Pb、Hg、Cu等含量超標是主要影響因素。不適宜發展綠色食品水田的主要分布區是彭澤縣東升-天紅鎮、德安縣吳山鄉、高安市雞公嶺、南昌市郊、鄱陽-余干之間的沖積平原、樂平市歷山及樂平-萬年之間、樟樹市南部、豐城市鐵路鎮以東、東鄉縣南部一帶。其中除南昌市郊、樟樹市南部、鄱陽-余干之間沖積平原外,其它地區主要為低山丘陵區,前三個區域目前不宜發展綠色食品(水田)產地。
表3 表層土壤適宜綠色食品產地水田生產的分布面積統計表
Table 3: Distribution Area Table to Surface Soil Matching Paddy of Green Food Origin
圖1 表層土壤綠色食品產地(旱地)標準環境質量綜合評價圖
Fig.1: Standard Environmental Quality Evaluation Map of Surface Soil Green Food Origin (dryland)
圖2 表層土壤綠色食品產地(水田)標準環境質量綜合評價圖
Fig.2: Standard Environmental Quality Evaluation Map of Surface Soil Green Food Origin (paddy)
本文是江西省地質調查研究院農業地質調查中心工作的結晶,在此,對他們的辛苦勞動表示衷心地感謝。成文過程中得到了衷存堤教授級高級工程師的精心指導,在此一并感謝!
參考文獻:
[1]楊忠芳,陳岳龍,汪明啟等.地球化學填圖的國際研究現狀及建議[J].地球科學進展,2002,17(6):826-832.