浙江慈溪市土地生态质量调查和评估

刘军保，陈智渊，潘卫丰，谢少娟

(浙江省地质调查院，浙江 杭州 311203)

浙江慈溪市土地生态质量调查和评估

刘军保，陈智渊，潘卫丰，谢少娟

(浙江省地质调查院，浙江 杭州 311203)

土壤、大气、水和农产品质量共同构成土地生态质量的内涵。通过慈溪市基本农田质量调查试点项目，开展了高精度土壤地球化学调查和农产品、灌溉水、大气质量调查，建立了土地生态质量评估模型。以土壤地球化学质量评估为基础，进行了大气、水、农产品综合质量评估，以及慈溪市农用地土地生态质量评价。评价显示，慈溪市农用地土地生态质量绝大部分优良，只有局部如城市周边等地存在生态风险。试点成果为浙江省国土资源特别是基本农田的数量、质量和生态管护并重的精细化管理提供了示范和依据。

土地生态质量;地球化学评估;大气;灌溉水;农产品质量;浙江慈溪

0 引言

土地生态质量指在生态系统范围内，维持生物的生产力、保护环境质量、促进动植物及人类健康和居住，以及保护改善大气、水等生态环境问题的能力。是土地质量内涵的重要组成，与土地的自然质量、社会经济属性共同构成土地的价值和质量。随着经济和文明的发展，人们越来越重视食品安全和土地生态质量。目前，国土资源部已基本完成全国范围的农用地分级，它是在土地自然质量的基础上综合考虑生产条件、土地利用和经济水平而进行土地质量分等定级(吴克宁等，2010)，向土地数量-质量并重管理迈进了重要的一步。浙江省国土资源厅开展了土地生态质量调查工作，选择慈溪市为试点之一，通过调查探索土地数量和质量-生态并重的精细化管理方法技术，为21世纪的土地质量调查和管理提供技术支撑。

1 方法和材料

慈溪市土地生态质量调查对象为土壤、灌溉水、大气沉降物和农产品，2007年—2009年开展调查，内容以土壤地球化学调查为主，灌溉水、大气、农产品质量和土地自然特征、生产环境调查为辅，其中，土壤地球化学调查精度为1∶5万，样品4件/km2，分析测试全量27项、有效态15项、有机污染物2项(刘军保等，2010)。进行了土壤养分、环境质量、土壤污染程度、灌溉水质量、农产品安全、富硒土地资源等评价，按中国地质调查局《土地质量地球化学评估技术要求》(DD 2008-06)进行了土地质量地球化学评估，结合大气、水、农产品质量调查，完成了对慈溪土地生态质量的评估。

2 土地质量地球化学评估

土地质量地球化学评估依据土地有益元素、有毒有害元素和有机污染物含量水平，及其对土地基本功能的影响程度而进行的土地质量级别评定。其内涵包括了土地基础肥力、环境和土壤健康质量评估。评估模型构建包括指标筛选、权重赋值、隶属函数模型建立、指数计算等内容。

2.1 指标筛选

2.1.1 肥力因子 N、P、K、有机质是土地肥力的主导因素，依据主导性原则都应入选。但N和有机碳关联性较好，相关系数达0.92，具有较好的线性函数关系(图1)，依据独立性和空间分异原则，选择OrgC。P、K对土地质量的影响是它们的有效态，依据慈溪土壤有效态评价速效K和有效P都处于缺乏和比较缺乏的状况，因此选择速效K、有效P作为参评指标。土壤微量有益元素 Fe、Mn、Cu、Zn、Mo、B的有效态地方分级评价，依据慈溪土壤中Fe、Mn、Cu、Zn、B都处于丰富和相对丰富状态，因此选择有效Mo为参评指标。

图1 慈溪市土壤N与OrgC散点图

2.1.2 环境因子 土壤环境质量评价显示有毒有害重金属元素Cd、Hg情况突出，DDT在局部残留也已超标，因此根据主导性原则选择Cd、Hg、DDT为有害元素参评指标。另外，慈溪为滨海平原区，pH和含盐量是土地质量的重要理化指标，根据系统性原则选择pH和含盐量参评。

2.1.3 健康因子 环境健康指标I、F、Se中，I、F虽都处于高背景下，但地方生态没有发现威胁。Se作为土壤健康的重要指标，调查显示，慈溪分布大面积的富硒土壤和杨梅、水稻等富硒农产品，因此选择Se为参评指标。

综上所述，建立了慈溪土地质量地球化学评估指标体系(表1)。

表1 慈溪市土地质量地球化学评估指标体系

2.2 权重赋值

评价指标权重值的大小，实质是该项指标对土地质量影响程度的衡量，对土地质量的影响主要是由元素对作物生长和安全质量的贡献大小、研究区的丰缺程度以及空间的变异情况等决定的。慈溪市土地质量地球化学评估指标权重赋值采用层次分析法(AHP)进行。

2.2.1 层次构建 土地质量地球化学评估指标体系共分3个层次：第1层为目标层，即土地质量地球化学评估;第2层为决策层，包含土壤养分要素、土壤环境要素等;第3层为指标层，包含pH、OrgC、有效 P、速效 K、Cd、Hg、Se、有效 Mo、含盐量等评估指标。

2.2.2 矩阵判断 层次分析法通过两两比较构建判断矩阵，如在肥力指标层中，有机碳是决定土地基本质量的主要因素，绝对重要;有害元素中Cd的污染比重大于Hg、DDT，Cd比较重要。pH和含盐量，pH相对重要。

2.2.3 权重分析 通过层次构建和矩阵判断，通过计算构建层次指标的权重值见表2。

表2 层次分析法指标权重

2.3 隶属函数模型

隶属函数模型共有戒上型、戒下型和峰值型3种(DD 2008-06)(图2)。

图2 隶属函数模型图

OrgC、速效K、有效P、有效Mo等肥力指标采用戒上型。由于研究区硒元素较为缺乏，因此也采用戒上型模型。

Cd、Hg、DDT采用戒下型。考虑到本地区靠近海域，含盐量普遍较高，已普遍构成影响慈溪土地质量的重要因素，采用戒下型模型。

pH采用峰值型模型。

2.4 隶属函数计算

应用研究区L、U、O1、O2阈值确定采用背景值法。指标的隶属函数归属采用慈溪土壤背景(汪庆华等，2005)20%、40%、60%、80%累积频率分级;但肥力指标参考第二次土壤普查肥力分级标准，有害元素参考 GB 15618—1995标准，pH、O1、O2根据慈溪实际农业生产格局和作物耐受适应情况采用值6.0～8.0(表3)。

2.5 评估指数模型

根据指标筛选、隶属度函数值计算模型和权重值结果，采用加法模型，对各参评指标的实测值进行权重和隶属度计算，获得土壤肥力和土壤环境地球化学综合指数P。式(1)中，P为综合指数;fi为第i个评估指标的隶属函数值;Ci为第i个评估指标的权重;评估指标为表征土地肥力和土地环境健康的各类指标。

表3 土地质量评估参评指标隶属函数模型值

2.6 评估方案

依据土地肥力综合参数(P肥综)和土地环境综合参数(P环综)分别进行土地肥力和土地环境等级划分，分为3等。每等对应的综合参数值见表4。

表4 土地肥力分等和土地环境分等与综合参数对应表

依据土地肥力质量等级和土地环境质量等级评估结果，采用表5所示的分等方案，对评估图斑进行土地质量地球化学分等评估。

表5 土地质量地球化学综合分等表

2.7 评估结果

慈溪土地质量综合评估结果为：优质一等地面积22.7km2，占评估区耕地面积的3.40%，分布于横河、匡堰等一塘内水网平原区;优良二等地面积537.9km2，占评估面积80.65%;良好三等地主要零散分布在一塘—七塘之间，面积105.9km2，占15.87%;中等四等地面积0.5km2，占0.08%。五等地未现(图3)。总体土地质量地球化学评估显示良好。

图3 慈溪土地生态质量地球化学综合评估图

3 土地生态质量评估

在土地质量地球化学评估基础上，综合考虑大气、水、农产品等生态质量构成土地生态质量评估。大气、水、农产品等评估在专项生态评价基础上进行等级评估，采用表6的方案。

土地生态质量综合评估具体方案采用叠加法，即在不影响土地质量地球化学评估分等基础上叠加，在土地质量地球化学评估上，叠加上不同代号表示不同级和生态评估的指标种类。用数字表达评估结果，第一位1～5组成，分别表示土地质量地球化学评估的5个等别。第二位表示大气，第三位表示灌溉水，第四位表示农作物安全，每位数字由0～3组成，分别表示不同参评因素所划分出的评估结果。图示和说明见表7。慈溪市土地生态质量评估结果统计见表8。

表6 土地质量生态因素质量分级与综合参数对应表

表7 土地生态质量等级图示及含义

从图3和表8中可以看出，慈溪市土地生态质量总体良好。土地质量地球化学评估以一、二、三级优质—优良等级土地为主;大气质量总体较好，只在慈溪市城区周边出现3级质量;灌溉水质量普遍下降，在周巷、庵东等地出现3级，内江河道污染严重;农产品质量大部分符合食品卫生安全要求，只在龙山等局部地方出现稻米镉超标。因此，局部土壤、大气、水和农产品存在生态威胁，影响土地生态质量，应引起高度重视，一方面要加强监测，另一方面对局部生态质量问题区采取污染治理和土壤修复等工作。

表8 慈溪土地生态质量评估分级统计

4 结语

(1)慈溪市是本次浙江省开展的土地质量调查5个试点中面积最大的试点区，是在土地质量地球化学调查的基础上，结合土地生态质量概念开展了大气、灌溉水、农产品质量等综合调查，采用的都是当今国内较先进的技术手段。开展的土地生态质量评估是在土地质量地球化学评估的基础上叠加大气、水、农产品质量评估等进行的生态质量相对等级划分，是以地球化学手段对土地生态质量的阐释，具有创新性。

(2)土地生态质量是土地质量的重要组成内容，是土地资源数量-质量(生态)并重管理的不可缺少的重要内容，与土地的自然属性、社会、经济属性构成土地概念和价值的内涵，是土地定级估价不可缺少的组成部分，可为农用地定级估价的完善提供依据和资料。

(3)土地生态质量调查和评估是慈溪市基本农田质量调查试点成功的经验总结，为推动浙江全省土地质量调查工作提供了依据，也为实现土地精细化管理奠定了基础。

刘军保，陈智渊，潘卫丰，等.2010.慈溪市基本农田质量调查报告［R］.杭州：浙江省地质调查院.

翁祖山，俞方明，郦逸根，等.2004.慈溪市农业地质环境调查与绿色农产品基地评价［R］.杭州：浙江省国土资源厅.

汪庆华，董岩翔，周国华，等.2005.浙江省农业地质环境调查报告［R］.杭州：浙江省国土资源厅.

吴克宁，高硕，赵哲远，等.2010.浙江省基本农田质量调查试点土地质量地球化学评估与农用地分等整合报告［R］.杭州：浙江省土地规划勘测院.

GB 15618—1995.土壤环境质量标准［S］.

DD 2008-06.土地质量地球化学评估技术要求(试行)［S］.

Investigation and evaluation of land ecological quality in Cixi City of Zhejiang

LIU Jun-bao，CHEN Zhi-yuan，PAN Wei-feng，XIE Shao-juan

(Zhejiang Institute of Geological Survey，Hangzhou 311203，China)

Soil，air，water and agricultural products quality constitute the contents of land ecological quality.Through pilot projects of basic farmland quality survey in Cixi City，the authors carried out soil geochemical survey of high precision in lights of agricultural products，irrigation water and air quality，and established the ecological quality of land evaluation model.Based on soil geochemical quality evaluation，the authors conducted comprehensive quality assessment on air，water and agricultural products，ecological quality of agricultural land in Cixi City.The evaluation showed most of the land quality was fine in Cixi City，some areas like the surroundings of the city existed ecological risks.The above study results provided basic data in terms of quantity，quality and ecological management and protection of the refinement of both model and basis for management.

Land ecological quality;Geochemical assessment;Atmosphere;Irrigation water;Agricultural products quality;Cixi，Zhejiang

F301.2;S159

A

1674-3636(2011)03-0296-06

10.3969/j.issn.1674-3636.2011.03.296

2011-03-16;

2011-03-21;编辑：侯鹏飞

浙江省国土资源厅“浙江省基本农田质量调查试点”项目

刘军保(1966—)，男，高级工程师，从事区域地球化学调查研究工作，E-mail：liujbao@sina.com