平南县耕地质量等级评价

2021-04-05 01:49明雪黄智刚
广西农学报 2021年6期

明雪 黄智刚

摘要:【目的】以貴港市平南县耕地为研究对象,建立县域耕地质量等级评价体系,为耕地利用和可持续发展提供参考依据。【方法】利用平南县土地利用、高分遥感影像等数据,在GIS平台采用国家土肥部门的耕地质量评价技术,进行2020年耕地质量评价研究。【结果】平南县耕地质量平均等级为5.5,其中一等地占比为0.31%,二等地占比为0.32%,三等地占比为3.33%,四等地占比为13.87%,五等地占比为32.82%,六等地占比为32.2 1%,七等地占比为12.Og%,八等地占比为3.73%,九等地占比为1.08%,十等地占比为0.24%。【结论】“十二五”期间,平南县耕地质量等级有所提升,障碍类型中无明显障碍型占比60%以上,但中等级耕地占比达到了78.90%,表明平南县耕地质量有较大的提升空间。【建议】针对瘠薄培肥型、灌溉改良型、渍潜稻田型等耕地,应加大资金、技术和物资投入力度,增强土地生产能力,提高耕地产出率,实现社会和自然可持续发展。关键词:耕地质量等级评价;Gls技术;平南县;耕地质量提升

中图分类号:F323.211

文献标识号:A 文章编号:1003-4374(2021)06-0064-07

Evaluation of Cultivated Land Quality Grade in Pingnan County

Ming Xue , Huang Zhi-gang

(College of Agriculture, Guangxi University, Nanning, Guangxi 530004. China)

Abstract: [Objective] Taking the cultivated land in Pingnan County, Guigang City as the researchobject, the quality evaluation system of cultivated land quality grade in the county area was estahlishedto provide reference for the cultivated land utilization and sustainable development. [Method] Based onthe data of land use and high-resolution remote sensing image in Pingnan County, the cultivated landquality in 2020 was evaluated by using the cultivated land quality evaluation technology of national soiland fertilizer department in GIS platf'orm. [Result] The results showed that the average grade ofcultivated land quality in Pingnan County was 5.5, among which the proportion of f'irst class land was0.31%. The second class accounted f'or 0.32%. The third class accounted for 3.33%. The fourth levelaccounted for 13.87%. The fifth level accounted for 32.82%. The sixth level accounted for 32.21%. Theseventh level accounted for 12.Og%. The eighth level accounted for 3.73%.The ninth level accounted for1.08%. The tenth level accounted for 0.24%. [Conclusion] During the 12th Five-Year plan, thequality of' cultivated land in Pingnan County has been improved. Among the obstacle types, no obviousobstacle accounted for more than 60% . but the proportion of medium-grade cultivated land reached78.90% . which show that the county cultivated land quality has great room to improve. [Suggestion]The investment of capital, technology and materials should be increased for barren fertilizing ty pe,improved irrigation type and paddy field type, so as to enhance the productivity of land, improve theyield rate of cultivated land and realize the sustainable development of social and natural resources.Keywords: cultivated land quality grade evaluation,GIS technology,Pingnan County improved qualityof cultivated land

耕地作为粮食安全的基本保障,耕地质量的好坏直接影响其经济发展能力的强弱。我国从1999年第一次对农用地开展了分等工作[1],2009年发布了我国第一份耕地质量等级评定结果《中国耕地质量等级调查与评定》[2]。基于第二次全国土地调查的结果,2014年以来开展了耕地质量等级年度更新评价工作。[3]根据新颁布的《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/T 33469-2016)国家标准(以下简称《国标》),在2017年开展了新一轮的全国耕地质量评价工作。[4]广西贵港市平南县耕地面积少,耕地后备资源更是贫乏,水土流失严重,严重制约高效农业发展。本研究采用《国标》方法对平南县2020年的耕地质量进行系统评价,为今后平南县耕地可持续利用与农业提质增效提供依据。

1 材料与方法

1.1 研究区概况

广西贵港市平南县(图1),县域面积2983.97km2.现有21个乡镇,人口110.43万人,耕地仅92651.77hm2,人均耕地面积0.0839hm2,低于我国人均耕地平均水平。平南县在广西地貌类型划分中列入桂东南丘陵区,南部和北部由于长期受大容山和大瑶山两个窿起区的影响,形成南北高中部下切的马鞍形地貌。平南县境内地形复杂。南部为丘陵,母岩主要是华力西期花岗石,复杂的地形和母岩等诸多因素形成了现有的土壤分布状况。

1.2 数据来源

土壤数据来自于平南县耕地土壤监测数据,共有采样点6024个,将平南县行政区划图、土地利用现状图与土壤图进行拓扑叠加,将三者重合图斑作为耕地质量等级评价依据。采集0-20cm土层的土壤样品,按5点法随机采集后按4分法进行混合。利用手持GPS仪获取采样点的经纬度坐标(WGS 84坐标系)。相关理化分析方法:电位法测定pH值;重铬酸钾氧化一容量法测定有机质;乙酸铵浸提一原子吸收分光光度计法测定速效钾;碳酸氢钠一钼锑抗比色法测定有效磷。耕地质量等级的划分依据国家标准《耕地质量等级》(GB/T 33469-2016)。

1.3 评价指标的确定

耕地质量是指由耕地地力、土壤健康状况和田间基础设施构成的满足农产品持续产出和质量安全的能力。耕地质量等级评价是为了分析评估自然要素如地形地貌、成土母质和土壤理化性状等对农业生产的影响,以便有针对性地进行耕地质量提升。选取的评价指标必须能够直接或间接反映出耕地质量的优劣问题。平南县隶属于粤西桂南农林区,在遵循时间相对稳定和对耕地起较大影响的基础上,选取基础性指标和区域补充性指标,通过德尔菲法确定平南县耕地质量等级的评价因子[5],包括地形部位、耕层质地、生物多样性、障碍因素等(图2)。

1.4 评价方法

1.4.1 建立隶属函数模型对于概念型指标的定性数据,采用德尔菲法,通过专家打分结合层次分析法,得出不同评价因子权重并计算出对应的隶属度(见表1),并将该结论去拟合对应的隶属函数[6];对于数值型指标的定量数据,采用专家打分值与隶属函数相结合的方法,把评价指标与耕地质量的关系分为以下五种:戒上型隶属函数、戒下型隶属函数、峰型隶属函数、直线型隶属函数以及概念型隶属函数。[7]由于不同的土壤质地会对选取的其他指标具有不可忽略的影响程度,部分指标应该按照不同的质地类型例如有机质、有效磷和速效钾等分别进行拟合对应的隶属函数(见表2)。

1.4.2 计算单因子权重借助德尔菲法的专家打分值将评价指标排列出层次结构,通过层次分析法[8]来计算出各个评价指标权重[9],依次得出他们的单因子权重和组合权重,随后对其进行一致性检验。首先要对评价指标建立出三层的结果,再分别对其进行分析,在此基础上构造出判断矩阵。通过对三层的因素进行重要性评估,利用德尔菲法请专家给予判断,便可得到层级结构的判断矩阵。最后,将各个评价指标的权重系数乘以各个层次所对应的权重,便可得到各个评价指标的组合权重(见表3至表9)。

1.4.3 计算耕地质量等级数利用加法模型计算j地质量平均等级,计算公式如下:

/F/=∑Fi×Wi

式中:/F/代表耕地质量评价等级;

Fi为第i个因素的隶属度;

Wi为第i个因素的组合权重。

我们将层次分析模型和隶属函数模型导入县域耕地资源信息系统中,通过累积频率曲线法将平南县耕地质量分为十级(见表10)。经过系统运算后得出最终的评价等级,并制作出相對的等级分布图(见图3)。

2 结果与分析

根据县域耕地资源管理信息系统得出的评价结果,计算各等级耕地面积(见表11)。平南县总体耕地平均等级为5.5,根据《2019年全国耕地质量等级情况公报》将十等级耕地分为三个类别,其中:

高等级耕地(1-3级)为高产田,合计面积为3669.36hm2.占平南县总耕地面积的3.96%。高等低土壤养分总体情况好,有机质、有效磷和速效钾都为高等水平。主要分布在平原,地势平坦,灌排能力强,这类耕地基础地力较高,进行种养结合,确保耕地质量稳中有升。

中等级耕地(4-6级)为中产田,合计面积为73103.44hm2,占平南县总耕地面积的78.90%。中等地的土壤养分适中,其中有机质、有效磷和速效钾都为中等水平。中等级耕地主要分布在丘陵缓坡、山地坡中下部、坡式梯地、山间宽谷盆地中上部及高阶地等。[10]在管理上可以通过改良土壤、培肥地力等措施提高土壤肥力,推广测土配方施肥技术和标准化栽培技术,建立耕地地力监测点,加强和完善以农田水利为主的农业基础建设。加大资金、技术和物资投入力度,提高灌排能力,耕地质量有较大提升空间。

低等级耕地(7-10级)为低产田,合计面积为15878.97hm2,占平南县总耕地面积的17.14%。低等地土壤养分总体情况不好,土壤中有机质、有效磷和速效钾含量都为低水平。对于这类适耕性差、利用价值不高的耕地,从源头上进行防治,从而减少水土流失和自然灾害发生。

3 小结与讨论

与陈升民研究结果相比[11],“十二五”期间平南县耕地质量虽整体呈上升趋势,但中低产田还是占到了全县耕地的90%以上。统计分析结果表明,平南县中等级耕地中的五等地和六等地占比较大。这是由于平南县耕地大部分分布在丘陵中低部、丘陵谷底、宽谷盆地的中上部及坡麓平坦地,成土母岩或母质为花岗岩、砂页岩、洪积物、第四纪红土等,其土壤质地以砂土、砂壤为主,排灌条件较差,农业基础设施较为落后。同时,由于喀斯特地貌发育而来的土壤保水保肥性能差、水土容易流失,因此障碍因素如瘠薄培肥型、灌溉改良型、渍潜稻田型等的耕地占比较多。多种因素的共同作用造成了平南县中等级耕地较多的结果,是今后作物增产的重点区域和重要突破口。

平南县平原稀缺,这是高等级地占比较少的主要原因。低等级耕地多位于花岗岩丘陵中上部,立地条件差,此类耕地应加强引水灌溉、实施秸秆还田、增施有机肥、深耕改土,对坡地应当改为梯田并进行平整工作,应持续开展农田基础设施建设和耕地内在质量建设。

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[11]陈升民.贵港市耕地现状及可持续利用对策[J].广西农学报,2015,30(6):77-81.

收稿日期:2021-10-01

修回日期:2021-10-05

基金项目:广西自然科学基金项目“基于高光谱的甘蔗生态系统营养性状诊断技术研究”(项目编号:2016JJAl30212);广西科技重大专项“集约化农区面源污染综合防控体系与示范”(项目编号:AAl7204078)。

第一作者简介:明雪,女,1997年生,在读硕士研究生,主要研究方向土壤资源环境与地理信息系统技术。