陕西省关中渭河平原区耕地质量评价指标体系构建*

杨龙，何靖

(中陕高标准农田建设集团有限公司,陕西杨凌,712100)

0 引言

耕地是农业生产之基,是端牢14亿中国人饭碗的命根子。耕地质量对落实党中央、国务院粮食安全战略,实现乡村振兴,发挥着举足轻重的作用,已成为国家耕地精准化管理决策的重要依据,严重影响着粮食产量和耕地效益[1]。耕地质量高低定量化表达的有效手段即耕地质量评价,它是指导耕地质量建设和保护工作的重要举措。随着我国社会经济发展进入新时代,人类对耕地从原来的单一高产需求逐渐转向稳产、高效、绿色、健康和可持续等综合需求,国家对耕地管理需求也在从数量向质量向生态转变,提出了耕地三位一体保护[1]。这种需求的变化决定着耕地属性也在变化,使得耕地质量内涵在不断丰富和发展。现有耕地质量评价体系,目前已无法准确反映新时代下多元化的耕地质量内涵。新时代下多元化耕地质量内涵的耕地质量评价指标体系构建,已成为目前研究的重点和热点。

陕西省关中渭河平原区面积约49 400 km2,位于渭北北山与秦岭之间,包括西安市、宝鸡市、咸阳市和渭南市的27个县(市),是全省优质耕地和粮食产量的集中区。区域耕地质量决定着全省粮食安全问题。因此,开展关中渭河平原区耕地质量评价指标体系构建及应用研究,很有现实意义。

1 耕地概念及耕地质量内涵

1.1 耕地概念

国内外关于耕地概念界定存在一定差异。国内传统耕地概念是指经过翻耕等人类活动进行农作物播种的土地[2]。《第三次全国土地调查工作分类》中耕地分旱地、水田和水浇地三个二级类,将耕地定义为种植农作物的土地。国外关于耕地描述的词汇主要有arble land和farmland等,这些词表示地表覆盖类型。另外,联合国粮农组织(FAO)、《全国土地利用现状分类(2017)》等组织或标准对耕地概念也有相关描述[1-3]。

由上述可知,耕地概念描述虽有所差异,但其本质属性都是种植农作物。而农作物种植受自然因素、社会经济因素以及人类的利用管护等因素影响,因此,耕地是受自然因素和人类社会经济活动共同影响且用于农作物种植的土地,包括土壤要素、地形地貌、利用方式和田间基础设施。

1.2 耕地质量内涵

耕地质量内涵目前尚无统一定义,但不同发展阶段内涵不同。起始阶段人们是基于耕地自然因素定义耕地质量,耕地自然因素是指耕地利用过程中对耕地有重要影响的物质要素土壤要素,是耕地农作物种植的核心要素。

随着社会经济发展,耕地质量认识融入了社会经济属性[4],即从事业活动的人为要素,包括土地利用要素、农业生产及管护要素等,是耕地进行农业生产活动的基本要素。新时代下,强调耕地数量、质量、生态“三位一体”保护[2],耕地质量认识融入了生态属性[3],强调的是耕地生态要素,是耕地农业活动生产的附加要素。

新时代下,耕地属性应包括自然属性、社会经济属性和生态属性三个方面[5],对应耕地质量内涵,涵盖了自然质量、社会经济质量(包括管护质量和利用质量)、生态质量三个方面[5](图1)。

图1 耕地质量内涵框架图

2 现有耕地质量评价指标体系剖析

2.1 相关规程标准

目前,我国耕地质量评价相关规程标准主要由自然资源部、农业农村部两部委管理。自然资源部以GB/T 28407—2012《农用地质量分等规程》[6]为基础开展农用地分等、耕地等别年度更新评价工作,将全国划分了不同指标区,规定了分等相关参数,其中陕西省关中渭河平原区确定了8个评价指标,形成了以县域为单位的耕地质量等别数据库,应用于耕地占补平衡和土地整治方面工作。

农业农村部以GB/T 33469—2016《耕地质量等级》[7]为基础开展耕地质量等级调查评价,将全国划分不同农业区,与自然资源部门《农用地质量分等规程》确定的关中渭河平原区相对应的是汾渭谷地农业区,确定了15个评价指标,形成了县域耕地质量等级成果,用于农业生产工作。两部委评价指标体系优缺点见表1所示。

表1 相关规程耕地质量评价指标体系优缺点Tab. 1 Advantages and disadvantages of the relevant regulations for the evaluation index system of cultivated land quality

由表1可知,已有规程标准建立的指标体系均不能较全面反映新时代的耕地质量内涵,也无法准确、科学的评价区域耕地质量,不能更好地服务于国家耕地精准化管理需求。

具体表现:(1)侧重于从自然因素方面选取指标,忽略了耕地利用方式对耕地质量的影响,如生物、农机、农艺措施等对耕地质量的影响;(2)现有指标体系里均无反映耕地生态质量方面指标。

2.2 相关研究成果

国内外关于耕地质量评价研究主要集中在评价方法、指标体系构建等方面[8-14]。指标体系方面,国内学者,如辛芸娜等[8]认为耕地质量包括耕地土壤质量、生态质量、环境质量及管理质量4个维度,并以此建立了评价指标体系;马瑞明等[9]从土地要素、工程要素和限制因素3个方面建立了省域耕地质量评价指标体系;奉婷[2]从耕地自然质量、利用条件、空间形态与生态安全4个方面综合界定了耕地质量,开展了县域耕地质量评价。国外学者主要关注土壤质量,如Rahmanipour等[12-14]从土壤的物理特性、化学特性、生物特性3方面综合评价土壤质量。无论是国内、国外学者,指标体系构建均是从耕地内涵的角度出发,不同学者对耕地内涵认识不同,所建立的指标体系存在一定的差异性,且相关研究是从省域或县域尺度角度出发,未考虑到与国家已有规程标准的衔接,缺乏广适性。

3 耕地质量评价指标体系构建

3.1 指标体系设计构想

耕地质量评价指标体系如图2所示。

图2 评价指标体系设计框架图

以落实国家耕地保护政策为目标指导,已实现政府耕地精细化管理需求为结果导向,从新时代耕地质量内涵出发,既借鉴吸收现有的耕地质量评价指标体系的精华,又结合陕西省关中渭河平原区耕地利用的实际和区域特点,创造性的设计耕地质量评价指标体系,为区域耕地保护提供有效手段。

3.2 评价指标选取原则

综合应用耕地可持续发展理论和人地关系理论,分析影响陕西省关中渭河平原耕地质量因素,选取评价指标,指标选取时遵循以下原则。

1) 代表性原则。耕地质量取决于影响农作物生长的自然要素,即气候、地形、土壤,也取决于农业生产投入[15],这种投入包括灌溉、排水、道路及田块平整程度,也包括日常田间管理如耕地利用方式、农艺管理水平等,涉及的影响因素繁多,要做到全面分析,又要避免指标重复,要能综合反映耕地质量又要具有代表性。陕西省关中渭河平原区耕地主要以水浇地为主,地形地貌以平原为主,因此,地形、灌溉及排水等因素对耕地质量影响相对较大,该方面指标应为必选指标。

2) 可操作性原则。评价所选的指标应简单明确,相关数据易于获取,且可以量化和对比,体系的构建应与现有标准、计算方法相衔接,确保可操作。

3) 独立性原则。评价指标之间应互为独立,每个指标应反映不同耕地质量影响因素而非互指。

4) 实用性原则。耕地质量评价所构建的评价指标要以区域耕地质量现状为基础,准确反映耕地质量高低。

3.3 指标体系范围及内涵

新时代,人们对耕地的需求是稳产、高效、绿色、健康以及可持续,国家对耕地保护的要求是“三位一体”[1, 16],决定着耕地属性至少应包括自然属性、社会属性、经济属性及管理属性4个方面[5, 17],相应耕地质量内涵应涵盖了自然质量、社会经济质量和生态质量三个方面,耕地自然质量主要是土壤质量,社会经济质量包括管护质量和利用质量[2]。指标分级及对应因素参考分,指标权重,见表2所示。

表2 陕西省关中渭河平原区耕地质量评价指标体系及指标分级值和权重Tab. 2 Cultivated land quality evaluation index system and index classification value and weight of Guanzhong Weihe Plain in Shaanxi Province

3.3.1 土壤质量指标

主要体现耕地土壤本身特性状况,属于耕地自然属性,反映的是耕地自然质量。包括土壤盐渍化程度、表层土壤质地、有效土层厚度及反映土壤养分的土壤有机质含量等指标。(1)有效土层厚度。是指农作物生长的实际土层厚度,不同有效土层厚度对农作物的生长有着重要影响[18]。(2)表层土壤质地。指土壤中直径大小不同的颗粒物质的组合情况,不同的土壤质地影响着土壤保肥、保水和通气状况。应区分壤土、黏土、砂土等质地。(3)土壤盐渍化程度。指土壤中盐分含量,受人类特殊活动影响,在使用高矿物质含量水源进行灌溉或在较干旱气候条件下缺乏排涝功能、在地下水位较浅的农田上进行灌溉时会形成土壤盐渍化危害[7],危害农作物生长。(4)土壤有机质含量。是指土壤中各类动植物的残体、微生物体以及溶解和合成的各类植物有机质所组成的土壤中的主要含碳有机质[19]。土壤有机质浓度对土壤的形成、土壤肥力等都具有重大影响。

3.3.2 管护质量指标

主要体现耕地利用管理状况,属于耕地社会经济属性,反映的是耕地社会经济质量中的管护质量。包括田间道路通达度、排水条件、灌溉保证率、田面坡度等指标。(1)田间道路通达度。是指田间道路服务于农业生产种植活动的便捷程度。(2)排水条件。主要指有农田有无健全的干、支、斗、农排水沟道体系。农田地表积水过多或地下水位过高都会影响农作物正常生长。(3)灌溉保证率。在农田多年灌溉过程中计划灌溉需水量能够实现充分满足的年数比率。正常情况下要求旱涝保收农田灌溉保证率在应大于等于75%。(4)田面坡度。用于反映农田地表地形陡缓程度。影响土壤中物质、能量和降水的分配。

3.3.3 利用质量指标

主要体现耕地利用状况,属于耕地社会经济属性,反映的是耕地社会经济质量中的耕地利用质量。包括田块大小、农艺管理水平、利用方式和经营效益等指标。(1)田块大小。指田块的面积,田块大小关系到田块的经营方式和耕地集约节约利用。(2)农艺管理水平。指农作物种植过程中各种工艺的投入、使用和管理能力[20]。(3)经营效益。指单位耕地面积收益情况,可用耕地利用集约程度来表示。

3.3.4 生态质量指标

主要体现耕地生态状况,属于耕地生态属性,反映的是耕地生态质量。包括耕地生物特性和农田林网化程度2项指标。(1)耕地生物特性。耕地生物特性是评价耕地质量和健康状况的重要因素[2]。可用土壤中蚯蚓数量表示,蚯蚓在土壤中的日常活动影响着土壤物质循环和能量传递[21]。(2)农田林网化程度。指农田周围的防护林面积占农田面积的百分比,农田林网可以起到防风固沙的作用,防止耕地退化,兼顾生态功能作用。

3.4 指标体系构建

基于评价指标体系设计框架构想,遵循评价指标选取原则,结合陕西省关中渭河平原区区域特点,构建由4大准则层(土壤质量、管护质量、利用质量、生态质量),13项指标层组成的陕西省关中渭河平原区耕地质量评价指标体系,并咨询相关专家对指标体系的科学性、合理性及准确性进行论证,确定最终指标体系。

同一指标不同分级值和不同指标对耕地质量影响程度不同。因此,指标选取后应对同一指标进行分级,确定不同指标分级对应的因素参考分,并确定各指标权重。本文建立的指标体系中有效土层厚度、表层土壤质地、土壤盐渍化程度、土壤有机质含量、排水条件、灌溉保证率及田面坡度7个指标,指标分级及对应的参考分值依据GB/T 28407—2012《农用地质量分等规程》规定的分级及因素参考分确定[6];田间道路通达度、田块大小及林网化程度3个指标依据TD/T 1007—2003《耕地后备资源调查与评价技术规程》规定的分级及因素参考分确定;农艺管理水平、经营效益和耕地生物特性3个指标分级及因素参考分依据相关研究成果确定。各评价指标权重采用熵权法和层次分析法综合确定。

4 结论与展望

本研究界定了新时代下的耕地质量内涵,即耕地质量应包括自然质量(主要是土壤质量)、社会经济质量(主要是管护质量和利用质量)和生态质量三个方面。深入分析了已有耕地质量评价规程标准和研究成果确定的指标体系存在的问题,在此基础上以完善耕地保护政策为目标指导,耕地精细化管理需求为结果导向,新时代耕地质量内涵为出发点,既吸收现有指标体系精华,同时又结合区域实际的指标体系建立构想,构建了土壤质量、管护质量、利用质量和生态质量4项准则层、有效土层厚度、表层土壤质地、土壤有机质含量等13项指标层的陕西省关中渭河平原区耕地质量评价指标体系,并确定了各指标分级值、指标权重和因素参考分。本研究可为陕西省粮食主产区乃至全国耕地质量评价提供新思路、新方法,为国家层面统筹推进耕地数量、质量、生态三位一体保护格局提供基础,但本研究只是建立了指标体系,未进行实证研究,相关研究应成为下步研究的重点。