桐城市县域级耕地质量等级评价研究

郑梦蕾,丁世伟, 汤萌萌,桂彩虹，李子杰,马友华

(1.安徽农业大学，安徽 合肥 230036；2.桐城市种植业管理局，安徽 桐城 231400)

耕地是有限的、不可再生的资源，也是人类赖以生存的物质基础[1]，随着人口的快速增加，建设用地的扩张，不断侵蚀着耕地，在国家要求耕地占补平衡的压力下，耕地“占优补劣”的现象时有发生，耕地环境污染状况日益严重，耕地质量受到很大威胁[2]。

国内外学者、组织机构围绕耕地质量做了大量的研究工作。1961年，美国农业部土壤保持局正式发布了土地潜力分类系统[3]。我国于1999年开展了农用地分等工作[4]，2009年我国的第一份耕地质量等级调查与评定成果《中国耕地质量等级调查与评定》发布[5]。2013年基于第二次全国土壤调查的耕地质量等级评价成果发布[6]，2014年以来开展了耕地质量等级年度更新评价工作[7]。叶云等基于GA-BP 神经网络构建了珠三角地区的耕地质量评价方法[8]；毛雪等利用层次分析法、模糊评价法建立隶属函数，最后利用加法模型对皖江流域的耕地质量进行评价[9]；张孟容等利用分区决策树方法，以山西省为研究区，开展耕地质量评价研究[10]；林志垒等基于PCA和决策树模型开展耕地质量评价研究[11]。虽然各家方法各有特色，但因标准不同，很难进行成果汇总，2016年底,农业农村部颁布了《耕地质量调查监测与评价办法》(农业农村部令2016年第2号)和《耕地质量等级》(GB/T33469—2016)国家标准(以下简称《国标》)，于2017年开展了新一轮全国耕地质量评价工作，本研究遵循《国标》建立评价指标体系，对桐城市2018年耕地质量等级进行评价研究，可为今后桐城市耕地管护与利用提供合理依据。

1 研究区概况与数据来源

1.1 研究区概况

桐城市隶属安徽省安庆市，位于安徽省中部偏西南地区 ，桐城市内土壤资源丰富，分布复杂多样，拥有潮土、红壤、黄棕壤、水稻土、紫色土和棕壤共6类土壤，属中北亚热带的过渡地带，季风气候明显，四季分明，气候温和，雨量充沛，有利于土壤微生物活动和物质循环，适合各种农作物的生长和发育，宜农、宜林、宜牧、宜渔，生产潜力巨大。

1.2 耕地利用现状

截止2018年底，桐城市耕地总面积53 468.74 hm2，其中，水田44 789.57 hm2，占耕地总面积的83.77%，主要分布在孔城镇和新渡镇，金神镇和范岗镇次之；水浇地675.46 hm2，占耕地总面积的1.26%，占比较低，主要分布在范岗镇和孔城镇；旱地8 003.72 hm2，占耕地总面积的14.97%，主要分布孔城镇和金神镇。

1.3 数据来源与处理

本研究矢量数据主要来源于桐城市自然资源与规划局提供的2018年桐城市行政区划图、2018年土地利用现状图，桐城市种植业管理局提供的第2次全国土壤普查土壤图，养分数据和重金属数据来源于桐城市耕地质量评价项目2018年的采样点数据，采集0-20 cm土层的土壤样品,按5点法随机采集后按4分法进行混合，并送去有资质机构进行化验，灌排条件、农田林网化等资料通过采样时调查获取。

利用Arcgis10.6将桐城市行政区划图、土地利用现状图和土壤图进行三图叠加操作，由于叠加产生很多破碎小多边形，因此本研究以行政村为合并依据，对叠加结果进行小多边形合并处理，最终形成评价单元60 691个，这样形成的管理单元空间界线及行政隶属关系明确，有准确的面积，地貌类型与土壤类型一致，利用方式与耕作方式基本相同，得出的评价结果不仅可应用于农业布局规划等农业决策，还可以用于指导实际的农事操作，为实施精准农业奠定好基础。以土壤污染物的土壤单项污染指数与土壤内梅罗综合污染指数为标准判断耕地清洁程度。内梅罗指数的计算公式为：

(1)

污染指数划分标准如表1所示。经计算，桐城市耕地清洁程度全部为清洁。

表1 农用地污染指数划分标准

2 耕地质量等级评价指标体系及权重

《国标》将全国分为9个一级区和37个二级区，桐城市属于长江中下游区一级区下的长江下游平原丘陵农畜水产区，依据《国标》, 对2018年数据建立评价指标体系, 采用专家经验法(DELPHI)和层次分析法(AHP)相结合的方法进行指标的选取和权重赋值，以N+X原则(基础性指标和区域补充性指标相结合),选取13个基础性评价指标, 包括地形部位、灌溉能力、排水能力、耕层质地、质地构型等，以及2个区域性指标：酸碱度和耕层厚度，专家组对各评价指标的重要性进行比较，来确定各参评指标的权重。利用专家打分法确定各指标的组合权重，得到各指标及权重如表2所示。

表2 耕地质量指标权重表

续表2 耕地质量指标权重表

3 耕地质量等级评价指标隶属度

评价指标分为定性指标和定量指标，根据《国标》规定，定量指标的隶属函数如表3所示，y代表指标的隶属度，x代表样品的观测值,b代表指标的标准值。定性指标隶属度如表4所示。

表3 桐城市耕地质量评价定量指标隶属函数表

4 桐城市耕地质量等级评价结果

利用扬州耕地资源管理系统对桐城市耕地资源管理单元进行评价，以桐城市耕地总面积53 468.74hm2为基准，按面积比例进行平均方差，计算各耕地质量等级面积。将桐城市耕地质量等级分为10个等级，其中1等地面积为1 523.92 hm2，占耕地总面积的2.85%；2等地面积为782.18 hm2，占耕地总面积的1.46%；3等地面积为5 768.04 hm2，占总面积的10.79%；4等地面积为13 020.48 hm2，占耕地总面积的24.35%；5等地面积为17 916.67 hm2，占耕地总面积的33.51%；6等地面积为7 341.10 hm2，占耕地总面积的13.73%；7等地面积为3 236.31 hm2，占耕地总面积的6.05%；8等地面积为827.89 hm2，占耕地总面积的1.55%；9等地面积为1 054.04 hm2，占耕地总面积的1.97%；10等地面积为1 998.11 hm2，占耕地总面积的3.95%。平均等级约为3.74，面积百分比所占比重较大的为5等地、4等地和6等地。桐城市耕地质量等级评价结果面积统计如表5所示，耕地质量等级面积及比例如图1所示。

表4 桐城市耕地质量评价定性指标隶属度表

表5 桐城市耕地质量等级评价结果面积统计表

图1 桐城市耕地质量等级面积及比例

5 结 语

按照耕地质量评价结果和主要性状，将桐城市耕地划分为以下3个类别：

(1)高等质量类型即高产田，包括1-3等级耕地，面积为8 074.15 hm2，占整个桐城市总面积的15.10%，主要分布在桐城市的东南部地区，如双港镇、金神镇、新渡镇等乡镇，地势平坦，地形部位主要为平原，灌排条件充分满足，土壤肥沃，土层深厚，土壤类型主要以水稻土为主。对于这类地应强化保护措施，依据法律法规严禁占用，做到用养结合，实现高产田的可持续利用。

(2)中等质量类型即中产田，包括4-6等级耕地，面积为38 278.25 hm2，占整个桐城市总面积的71.59%，主要分布在桐城的西南地区和东北角地区，如大关镇、范岗镇、青草镇等乡镇，地势较为平坦，灌排条件较好，土壤类型主要以水稻土、黄棕壤和紫色土为主。应充分做好耕地质量保护与提升工作，完善种植制度和土壤耕作制度，促进农业生产机械化、集约化，提倡秸秆还田，绿肥措施，加大投入，完善田间水利措施，提升灌排条件。

(3)低等质量类型即低产田，包括7-10等耕地，面积为7 116.34 hm2，占整个桐城市总面积的13.31%，主要分布在桐城市的西部地区，如龙眠街道、黄甲镇、唐湾镇等乡镇，该地区地势起伏度较大，地形部位以丘陵居多，土层较潜，灌排条件较差，土壤类型主要以黄棕壤和水稻土为主。自然条件较差，应强化自然资源部门和农口部门对农户的指导协调，落实耕地质量提升责任，因地制宜种植合适的农作物，如茶树、果树等，平整土地、修筑梯田，改良坡耕地，增施有机肥，提升土壤肥力，对于利用难度较大，利用价值低的耕地，可适当进行退耕还林措施。