市级耕地地力评价汇总校验研究

陈雪梅 何方

摘 要：以安徽省黄山市为例，在GIS（Geographic Information System）支持下，用土壤图、土地利用现状图叠加的方法划分评价单元，采用特尔斐法从立地条件、剖面性状、土壤管理、耕层养分状况、耕层理化性质5个方面共选取14个因子构建评价指标体系，结合层次分析法、隶属函数模型和地统计分析综合评价了黄山市耕地地力等级。在此基础上，就市级与其各县级耕地地力等级差进行了比较研究，并对差异原因进行分析，研究结果表明：市级评价结果与县级评价结果的整体趋势一致，并且实现了不同县级区域间的等级可比性。研究结果对于市级乃至省级耕地地力汇总评价有一定的指导意义。

关键词：耕地地力评价；地统计分析；等级差；GIS

中图分类号 S126 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2015）09-73-03

Study on Calibration of Summary of Municipal Land Fertility Evaluation

Chen Xuemei et al.

（Institute of Resources and Environment，Anhui Agriculture University，Hefei 230036，China）

Abstract：Taking Huangshan City where in Anhui Province as a study case，and being supported by the technique of GIS，overlaying analysis of soil map and the current land-use map to form evaluation cells. This research selected fourteen influencing factors from five aspects covering land growing situation，profile situation，soil management and soil physicochemical property to build up the evaluation model by using Delphi method，combined with stratification analysis method to evaluate farmland grading of Huangshan City. On this basis，for the difference between the county and municipal level of cultivated land fertility were compared，and analyzed the reason for the difference. Research suggested that the municipal evaluation results consistent with the results of the evaluation of the overall trends in the county，and achieved a level of comparability between the different regions of the county. The result is helpful to guide evaluation of farmland fertility of provincial.

Key words：Farmland productivity evaluation；Statistical analysis；Level difference；GIS

耕地地力是指耕地的农业综合生产能力，也就是指在特定气候区域以及地形、地貌、成土母质、农田基础设施及培肥水平、土壤理化性状等综合构成的耕地生产能力[1]，耕地地力状况直接影响着农业现代化发展和粮食生产安全。耕地地力评价是以利用方式为目的，评估耕地生产潜力和土地适宜性的过程[2]。随着省级耕地地力汇总评价工作的开展，在县级耕地地力评价的基础上，笔者采用土壤调查数据，详细调查影响耕地地力的内部因素和外部因素，运用ArcGIS软件，构建了黄山市耕地地力评价的隶属函数模型，通过层次分析法评价了耕地地力等级情况，最终得到耕地地力评价结果表和耕地地力等级图[3]；在此基础上对市级评价结果与县级耕地地力评价结果的等级差进行比较，并对差异原因进行了分析，研究结果对于合理规划和利用黄山市耕地以及对耕地地力汇总评价具有重要的指导意义。

1 研究区概况和数据资料

1.1 研究区域 黄山市位于安徽省最南端（东经117°02′～118°55′，北纬29°24′～30°24′），管辖3区4县（黄山区、徽州区、屯溪区、歙县、休宁县、黟县、祁门县），总面积9 807km2。境内有深山、山谷，也有盆地、平原。全区有红壤、黄壤、黄棕壤、石灰（岩）土、石质土、水稻土、紫色土、潮土及粗骨土9个土类，33个土属，45个土种。其中，低山地大部分为黄壤、黄棕壤，土层较厚，肥力较高，有利于木、茶、桑和药材生长。丘陵地带多为红壤和紫色土，质地粘重，肥力差，但光热条件好，适宜栎松、油茶等生长，山麓盆地与平原谷地多砂壤土、溪河两岸多冲积土，适用于农业耕作[4]。

1.2 数据资料 空间数据包括徽州地区土壤图（经数字化和关联土壤属性后得到黄山市土壤图），黄山市土地利用现状图。土壤属性数据主要是测土配方施肥项目中全区采集的17 000个样点分析数据和第二次土壤普查数据中的部分数据[5]。

2 研究方法与过程

2.1 评价模型建立 为了建立评价模型，本研究先将土壤图和土地利用现状图进行叠加分析，叠置分析后对细碎图斑进行合并取舍，相同土壤单元与土地利用现状类型的图斑形成一个评价单元[6]，最终将全区耕地划分为3 480个评价单元。再根据黄山市的区域特点，遵循主导因素原则、稳定性原则、差异性原则、敏感性原则，采用特尔斐法，从全国耕地地力评价指标体系中[7]选取地貌类型、地形部位、成土母质、剖面构型、有效土层厚度、灌溉保证率、排涝能力、有机质、有效磷、速效钾、有效锌、水溶态硼、pH、质地等14项评价指标。依据各个因子的重要性对耕地地力评价指标体系的准则层和指标层的权重赋值，建立了层次模型结构和构造矩阵，并通过一致性检验获得了黄山市耕地地力评价指标的综合权重[8]（见表1）。在此基础上，本文根据模糊数学的原理将选定的评价指标分为概念型函数、戒上型函数和峰型函数3种类型[9]，直接对成土母质、地形部位、地貌类型、剖面构型、灌溉保证率、排涝类型和质地7个指标打分给出隶属度，得到概念型的隶属函数；对耕层厚度、水溶态硼、速效钾、有机质、有效磷、有效锌和pH这6个指标结合参数和上下限值分别进行函数（1/（1+a*（u-c）^2））拟合，得到最终的隶属函数模型[10]（见表2）。

表1 层次分析结果

[层次＼&立地

条件＼&剖面

性状＼&土壤

管理＼&耕层养

分状况＼&耕层理

化性状＼&组合

权重

∑CiAi＼&地貌类型 ＼&0.4286＼&＼&＼&＼&＼&0.0900＼&地形部位＼&0.2381＼&＼&＼&＼&＼&0.0500＼&成土母质＼&0.3333＼&＼&＼&＼&＼&0.0700＼&剖面构型＼&＼&0.3846＼&＼&＼&＼&0.0500＼&耕层厚度＼&＼&0.6154＼&＼&＼&＼&0.0800＼&灌溉保证率＼&＼&＼&0.5667＼&＼&＼&0.0850＼&排涝能力 ＼&＼&＼&0.4333＼&＼&＼&0.0650＼&有机质＼&＼&＼&＼&0.3793＼&＼&0.1100＼&有效磷＼&＼&＼&＼&0.2069＼&＼&0.0600＼&速效钾＼&＼&＼&＼&0.2414＼&＼&0.0700＼&有效锌＼&＼&＼&＼&0.1034＼&＼&0.0300＼&水溶态硼 ＼&＼&＼&＼&0.0690＼&＼&0.0200＼&质地＼&＼&＼&＼&＼&0.5455＼&0.1200＼&pH＼&＼&＼&＼&＼&0.4545＼&0.1000＼&]

表2 评价指标隶属函数

[评价指标＼&函数类型＼&隶属函数＼&a 值＼&c 值＼&耕层厚度＼&戒上型＼&1/（1+a*（u-c）^2）＼&0.011537 ＼&21.57217＼&水溶态硼＼&戒上型＼&1/（1+a*（u-c）^2）＼&6.38144 ＼&0.914928＼&速效钾＼&戒上型＼&1/（1+a*（u-c）^2）＼&0.000699 ＼&102.5042＼&有机质＼&戒上型＼&1/（1+a*（u-c）^2）＼&0.006869＼&31.77942＼&有效磷＼&戒上型＼&1/（1+a*（u-c）^2） ＼&0.007533＼&19.30956＼&有效锌＼&戒上型＼&1/（1+a*（u-c）^2） ＼&0.46808 ＼&3.230427＼&pH＼&峰型＼&1/（1+a*（u-c）^2）＼&1.810437＼&6.461362＼&]

2.2 耕地地力等级划分 根据《全国耕地类型区、耕地地力等级划分（NY/T309-1996）》、《黄山土壤》、《安徽土种志》、《安徽土壤》和县等级划分结果等黄山市的具体情况[11]，采用累计曲线分级法将黄山市的耕地类型区划分为6个等级（见表3），并由结果图和属性表计算各等级所占比例[12]。

表3 黄山市耕地地力分级

[等级＼&1等地＼&2等地＼&3等地＼&4等地＼&5等地＼&6等地＼&综合评

价得分＼&≥0.7789＼&0.7788～0.7189＼&0.7189～0.6648＼&0.6648～0.6185 ＼&0.6185～0.5829＼&≤0.5830＼&]

2.3 等级差确定 将3区4县的各县级耕地地力等级图进行拼接，再与市级耕地地力等级图进行叠置分析，作等级差比较。通过地力等级的差值汇总，得到2种评价结果的等级差图（见图1）。等级差分为0～5等，等级差越小表明市级与县级耕地地力评价的结果越一致。

图1 等级差分布

3 结果与分析

通过对黄山市耕地地力评价结果进行数量分析[13]，可知黄山市耕地地力等级主要为1～4等地，占全部耕地面积的89.8%。其中，1、2等地分别占耕地面积的12.37%、25.57%，主要分布在西部和东部地区，集中分布在祁门县、歙县和黟县，该区土层深厚，地势较低平，水灌条件好，成土母质主要为残积物和冲积物，土壤有机质、有效锌、速效钾和有效磷等主要养分含量高；3、4等地占耕地面积的51.89%，主要分布在北部、南部和中部地区，集中分布在休宁县、黄山区和徽州区，以红壤为主，成土母质主要为残积物和风化物，质地以重壤与中壤为主。5等地约占7.2%，主要分布在黄山区、休宁县和歙县的丘陵和中山地带，土壤质量差，部分为低产田，对农业生产有较大限制；6等地约占2.97%，集中分布在黄山区、歙县和休宁县的山地，土壤贫瘠、水源没有保证，质地以砂土和轻壤为主，有效锌和水溶态硼等有机质缺乏，土壤物理性差，通透性不好。通过地域分析可知，黄山市从祁门县到歙县的水平方向上耕地地力较好，从黄山区到休宁县的垂直方向上耕地地力较差。总体上看，黄山市耕地资源处于较高水平，可以通过相应的措施，如加大水利设施建设，有针对性的合理施肥等，来降低影响土壤质量的障碍因素的作用，从而提高地力，实现增产增收。

通过面积统计可知，等级差为0～5的面积分别占26.18%、40.69%、22.29%、8.34%、2.46%、0.38%。等级差为5的区域只有黄山区的新丰乡、汤口镇，祁门县的大坦乡、闪里镇，歙县的溪头镇、上丰乡，屯溪区的黎阳镇等小部分区域。等级差为4的区域分布在黄山区的新丰乡，徽州区的岩寺镇、西溪南镇，祁门县的新安乡，歙县的溪头镇、上丰乡，休宁县的五城镇，屯溪区的黎阳镇，黟县的渔亭镇等部分区域。等级差为3的区域分布在黄山区的新丰乡、太平湖镇，徽州区的岩寺镇、西溪南镇、潜口镇，祁门县的塔坊乡，歙县的绍濂乡、徽城镇、新溪乡，休宁县的海阳镇，屯溪区的奕棋镇、黎阳镇，黟县的西递镇等部分区域。全区89.16%的地区等级差基本一致，故市级与县级评价结果的整体趋势一致，等级差存在差异也是科学合理的。原因有以下3点：一是土种分类原因，县级耕地地力评价采用的是以前的分类细而杂的县级土种名称，而市级耕地地力汇总评价采用的是现在统一化的省级土种名称；二是评价指标体系差异，评价指标体系是专家综合分析区域特性后做出的符合区域实际情况的综合指标，市级评价因子鉴于黄山市的峰林地貌特点在县级基础上加了地貌类型因子，使得指标体系更加全面；三是各评价因子的权重不同，有机质、质地、pH、地貌类型和灌溉保证率在市级评价中的组合权重较大，有机质、地形部位、成土母质等在县级评价中的组合权重较大，这是符合地方和区域实际的情况。

总之，县级耕地地力评价结果具有地方性特点，即同质不同等现象，就是同一土质的耕地在不同县的划分等级可能不同，从而使得评价结果在全区域来看比较繁杂，也难以放在一起比较，而市级耕地地力评价相对于县级耕地地力评价避免了这一现象，使结果统一化，实现可比性。

4 结论

（1）本研究以黄山市为研究对象，运用GIS数据处理和空间分析能力，将空间数据和属性数据统一管理[14]，采用特尔斐法构建了评价指标体系，运用空间插值方法、层次分析法等对评价单元进行赋值和对耕地地力进行分级[15]，既达到了量化要求，又保证了评价结果的精确度。

（2）本研究对黄山市市级耕地地力进行了评价，并将结果与黄山市的3区4县的县级耕地地力评价结果进行了校验，并作等级差结果图，同时对差异原因进行了分析，评价结果在保证精确度和部分等级差差异合理性的基础上，实现了各县级评价结果的汇总。通过评价和校验可知，该评价方法和结果对省级耕地地力汇总评价工作的开展有一定的指导意义。

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（责编：张宏民）