多因素分析研究筛选耕地质量限制因素——以河南省濮阳县为例

乐志军 徐永良

(河南省资源环境调查四院，河南 郑州 450000)

引言

耕地是最宝贵的农业资源和重要的生产要素，是生产粮食的载体[1]。耕地质量关乎国家的粮食安全、农产品安全以及农业生态环境安全，提升耕地质量是有效促进粮食生产、农业环境可持续发展的重要手段[2]。我国城市化进程持续加快发展，随之而来耕地面积则逐渐减少，其中更是占用了大量的优质耕地，加上出现的生态环境污染问题以及其他人类工程活动，使得我国耕地质量总体维持中等偏下水平[3-5]，因此，在有限的耕地资源现状下，提高耕地质量从而保障粮食和农作物产量与质量迫在眉睫[6]。

近年来，虽然我国政府陆续出台了众多的保护耕地数量和质量的政策，也实施了众多的整治工程、提升改造工程，但在城镇化快速发展过中由于基础设施、厂房建筑和居民住宅等建设时占用了大量的耕地，导致我国耕地数量和质量负载现象依然存在[7，8]。尤其是实施的整治工程，往往地理位置相对偏僻、整治后的耕地质量低等，这些都导致了我国耕地质量呈现了下降趋势。因此，必须通过高质量实施整治工程及质量保护工作，实现真正意义的耕地质量“占补平衡”[9，10]，使耕地朝着“优质、集中、连片”的方向发展。因此，分析研究并查明耕地质量的限制因素就有重要的现实意义。本文以濮阳县为研究对象，以濮阳县农用地分等成果、第三次国土调查成果以及野外调查数据补充为基础，研究耕地质量主导限制因素。

1 研究区概况

1.1 地理位置

研究区为河南省濮阳市濮阳县，位于河南省的东北部，黄河从其西南边界处穿过，处于河南省及山东省的交界处。濮阳县东西长48km，南北宽36km，行政区划包括11个镇、9个乡，共995个行政村，11个居委会，总面积1382km2。

1.2 分地类耕地数量分布

2021年濮阳县全县耕地总面积为98008.27hm2，其中水田面积为11836.03hm2，占全县耕地总面积的12.1%，水浇地面积为86172.24hm2，占全县耕地总面积的87.9%。濮阳县耕地没有旱地。

1.3 耕地质量等级

濮阳县耕地质量国家利用等别主要分布在5等、6等、7等、8等，高于全国平均等别，其中6等和7等耕地最多，分别为50188.95hm2和35553.58hm2，占濮阳县全部耕地的51.2%和36.3%，其次为7等耕地，为10405.12hm2，占濮阳县全部耕地的10.6%，5等耕地最少，为1860.62hm2，占濮阳县全部耕地的1.9%。濮阳县耕地质量等别基本服从正态分布规律，主要集中在6等和7等，见表1。

表1 濮阳县各乡镇耕地质量国家利用等别

2 研究区耕地质量保护限制因素选取

2.1 耕地质量限制因素识别

依据《农用地质量分等规程》(GB/T 28407-2012)，以及濮阳县的标准耕地制度，从耕地的自然本底条件和建设条件2个方面[11-13]，分别选择表层土壤质地、盐渍化程度、剖面构型、土壤有机质含量、土壤酸碱度、排水条件、灌溉保证率共7个因素综合分析[14]。

2.2 耕地限制因素理想值得确定

为了更加科学地确定研究区内耕地限制因素理想值，选取河南濮阳平原区耕地限制因素的平均水平作为本次研究的参考分值，并且根据实际情况调整相关限制因素的分值，不人为夸大或者忽略某一限制因素，以便更合理地评价研究区耕地质量水平。见表2、表3。

表2 濮阳县耕地各分等因素理想值

表3 豫东北低洼平原区指定作物-分等因素-质量分记分表

3 限制因素限制程度测算

3.1 限制因素测算模型选定

为了科学地分析及测算研究区耕地质量限制因素的限制程度，本次选择的测算模型为“限制性指数”。该模型的测算原理是将选定的7种可能影响研究区耕地质量的限制因素，对其现行实际的农用地分等数值与濮阳平原区域内耕地的平均数值(理想数值)进行对比，实际值与理想值的差额占理想值的百分比大小则反映出选定的该类限制因素的限制程度大小[15]。“限制性指数”模型公式见式(1)～(3)：

(1)

(2)

(3)

式中，Lik为选定评价限制因素测算出的限制程度；Rik为选定评价限制因素等指数理想值；rik为选定评价限制因素等指数实际值；wjk为选定评价限制因素权重；Fijk为选定评价限制因素理想值；fijk为选定评价限制因素实际值；αj为选定评价地块耕地的生产潜力指数；βj为选定评价地块的产量比系数；k为选定评价地块限制因素编号。Wjk和αj、βj的取值见表4、表5。

表4 濮阳县冬小麦和夏玉米的生产潜力指数表

表5 濮阳县农用地分等因素权重统计表

3.2 限制因素限制程度测算结果分析

将各参数值代入公式计算，得出选定的7个限制因素的限制程度值，其值越大，表示评价的限制因素其限制程度越高。采用应用等距法，将限制程度划分为4个级别，即无限制、轻度限制、中度限制和重度限制，见表6。

表6 限制因素的限制程度划分表

3.2.1 表层土壤质地限制程度

通过测算，濮阳县耕地表层土壤质地的限制程度为无和轻度2种程度，没有中度和重度，其中限制程度为无的耕地占比较大，共有图斑18837块，面积为89097.66hm2，占全县耕地总面积的90.9%；限制程度为轻度的耕地占比较小，共有图斑2107块，面积为8910.61hm2，占全县耕地总面积的9.1%。即濮阳县耕地的表层土壤质地条件好，对耕地质量不造成影响。见表7、图1。

图1 濮阳县表层土壤质地限制程度分布图

表7 濮阳县表层土壤质地限制程度情况表

3.2.2 土壤有机质含量限制程度

通过测算，濮阳县土壤有机质含量的限制程度为轻度和中度，没有无和重度。其中限制程度为中度的耕地面积为57043.57hm2，占全县耕地总面积的58.2%，共有图斑12594块，主要分布在濮阳县中部、西部和西南部。限制程度为轻度的耕地面积为40964.70hm2，占全县耕地总面积的41.8%，共有图斑8350块，主要分布在濮阳县东部、中北部和中南部。即濮阳县耕地的土壤有机质含量条件较差，是濮阳县耕地的重要限制因素，对耕地质量影响较大。见表8、图2。

图2 濮阳县土壤有机质含量限制程度分布图

表8 濮阳县土壤有机质含量限制程度情况表

3.2.3 土壤酸碱度限制程度

通过测算，濮阳县土壤酸碱度限制程度为无和轻度，没有中度和重度。其中轻度限制的耕地面积为53562.52hm2，占全县耕地总面积的54.7%，共有图斑11596块，主要分布在东南部、南部和中北部。限制程度为无的耕地面积为44445.75hm2，占全县耕地总面积的45.3%，共有图斑9348块，主要分布在西部和东部，中部和南部有零星分布。即濮阳县土壤酸碱度的整体条件较好，对耕地质量影响较小。见表9、图3。

图3 濮阳县土壤酸碱度限制程度分布图

表9 濮阳县土壤酸碱度限制程度情况表

3.2.4 灌溉保证率限制程度

通过测算，濮阳县耕地灌溉保证率的限制程度为无和轻度，没有中度和重度。其中限制程度为无的耕地，面积为97457.86hm2，占全县耕地总面积的99.4%，共有图斑20801块。限制程度为无的耕地面积为550.41hm2，仅占全县耕地总面积的0.6%，只有图斑143块。即濮阳县灌溉保证率非常高，灌溉水源有极好的保障，对耕地质量不造成影响。见图4、表10。

图4 濮阳县灌溉保证率限制程度分布图

表10 濮阳县灌溉保证率限制程度情况表

从图4可看出，濮阳县灌溉保证率仅在东部的王称堌乡和户部寨乡有少量的轻度限制区，其他乡镇以无限制。

3.2.5 盐渍化程度限制程度

通过测算，濮阳县耕地盐渍化程度的限制程度为无和轻度，没有中度和重度限制。限制程度为轻度的耕地面积为80798.59hm2，占全县平原耕地总面积的82.4%，共有图斑17136块。限制程度为无的耕地面积为17209.68hm2，占全县耕地总面积的17.6%，共有图斑3808块。即濮阳县耕地土壤受到盐渍化影响，但影响程度不大。见表11、图5。

图5 濮阳县盐渍化程度限制程度分布图

表11 濮阳县盐渍化程度限制程度情况表

从图5可以看出，濮阳县耕地土壤受盐渍化影响区域主要分布在中部、南部、西部和东部，限制程度为轻度；其他乡镇限制程度以无为主，局部地块为轻度限制。

3.2.6 排水条件限制程度

经测算，濮阳县耕地排水条件的限制程度为无和轻度，没有中度和重度限制。其中限制程度为无的耕地面积为56565.75hm2，占全县平原耕地总面积的57.7%，共有图斑11780块。限制程度为轻度的耕地面积为41442.52hm2，占全县平原耕地总面积的42.3%，共有图斑9164块。即濮阳县耕地排水条件整体较好，对耕地质量影响较小。见表12、图6。

图6 濮阳县排水条件限制程度分布图

表12 濮阳县排水条件限制程度情况表

从图6可以看出，濮阳县耕地排水条件受限制的区域主要分布在南部和中部，限制程度为轻度；其他乡镇限制程度以无为主，局部地块受轻度限制。

3.2.7 剖面构型限制程度

经测算，濮阳县耕地剖面构型的限制程度包括无、轻度和中度限制，没有重度限制。限制程度为轻度的耕地面积占比最大，面积为46698.36hm2，占全县平原耕地总面积的47.7%，共有图斑9314块。其次是中度限制程度，面积为39654.26hm2，占全县平原耕地总面积的40.4%，共有图斑8400块。限制程度为无的耕地面积为11655.65hm2，占全县平原耕地总面积的11.9%，共有3230块。即濮阳县耕地剖面构型的整体条件较差，将近88%的耕地受到了限制，而且是集中连片分布，剖面构型是濮阳县耕地的重要限制因素，对耕地质量影响较大。见表13、图7。

图7 濮阳县剖面构型限制程度分布图

表13 濮阳县剖面构型限制程度情况表

从图7可以看出，濮阳县耕地受剖面构型限制的区域分布在除了东北部和西北部的范围之外，并且轻度限制区域主要分布在中部、北部和南部，中等限制区域主要分布在西部、东部和南部。

4 主导限制因素分析

濮阳县耕地7种限制因素的限制程度测算结果见表14。

表14 濮阳县耕地质量限制因素的限制程度测算结果表

从表14可以看出，表层土壤质地和灌溉保证率的限制程度以无限制为主，少量地块为轻度限制，即濮阳县耕地表层土壤质地和灌溉保证率整体条件好，对耕地质量不造成影响；土壤酸碱度和排水条件的限制程度包括无限制和轻度限制，并且2个程度占比相当，没有中度和重度限制，即濮阳县耕地土壤酸碱度和排水条件整体条件较好，对耕地质量影响较小；盐渍化程度的限制程度以轻度限制为主，受盐渍化影响的耕地面积比率达82.4%，仅局部地段未受盐渍化影响，即濮阳县耕地盐渍化整体条件一般，广泛受到盐渍化影响，影响程度较轻；土壤有机质含量的限制程度全部为轻度和中度，其中中度限制耕地面积比率达58.2%，而土壤剖面构型的限制程度以轻度和中度为主，仅少量地块为无限制，轻度和中度限制耕地面积比率达82.4%，并且中度占比超过了40%，即濮阳县耕地土壤有机质含量和土壤剖面构型整体条件较差，对耕地质量影响较大。

综上所述，濮阳县耕地质量主导限制因素为土壤有机质含量和土壤剖面构型，并且这两项限制因素对耕地质量影响较大。

5 结论

本文以地类图斑为研究尺度，从而科学构建耕地质量等级评价指标体系，对濮阳县耕地质量现状、限制因素、限制程度进行了详细的分析研究[16]。通过本次研究，可以发现濮阳县耕地质量条件总体较好，耕地限制因素的限制程度主要为轻度限制和中度限制，其中，轻度限制共有4种限制因素，即表层土壤质地、土壤酸碱度、灌溉保证率和耕地排水条件和盐渍化程度，但盐渍化现象较普遍，即濮阳县耕地表层土壤质地和灌溉保证率条件整体好，濮土壤酸碱度和排水条件整体较好，而盐渍化整体条件一般，耕地广泛受到盐渍化影响，但影响较轻；中度限制程度共有2种限制因素，即剖面构型和土壤有机质含量，并且中度限制耕地面积比率较高，即濮阳县耕地土壤有机质含量和剖面构型整体条件较差，对耕地质量影响较大。

综上分析，确定濮阳县耕地主导限制因素为土壤有机质含量和剖面构型，对耕地质量影响较大，其他限制因素限制程度较轻，对耕地质量不造成影响或者影响较轻。