闽西北丘陵地区耕地质量监测应用研究——以福建省光泽县为例

苏梅琳

(福建省地质测绘院，福建福州 350000)

国外的耕地质量监测开始较早，美国、加拿大等国的耕地监测监测工作实现了综合性的资源监测目的，尤其是针对影响耕地质量的土壤因素进行的监测，把基础自然因素和生态环境因素有效结合进行评价[1-5]，欧洲部分国家在监测前期进行了监测区域的划分和选区，并提出了具有启发性的分区原则[6-10]。近年来，国内耕地质量研究逐渐得到普遍关注，但目前耕地质量监测的研究大多集中在耕地监测体系的构建、耕地质量监测指标的选取、耕地监测样点布设等方面[11-20]，而对于耕地质量监测分区划分方法、技术分析体系以及实证方面研究较少，忽略了监测类型片区的选取过程研究[21-25]，对渐变类型片区的选取更少有提及。笔者以福建省光泽县为例，对闽西北丘陵地区耕地质量等别年度监测，进行了较全面的应用研究。

1 研究区概况

光泽县地处福建省西北部，属于东部丘陵山地区，是一个农业大县。根据2015年土地利用现状，光泽县土地总面积约224 025.22 hm2，其中耕地面积16 609.47 hm2，占土地总面积的7.41%。

2 技术路线及外业调查方法

2.1技术路线光泽县耕地质量等别年度监测主要任务有3个：一是确定光泽县耕地主要渐变类型及各渐变类型分布范围，并确定各渐变类型区主导因素及驱动因子；二是确定固定监测单元并布设监测样点；三是基于监测样点信息对耕地渐变主导因素及驱动因子进行分析评价。根据监测工作主要任务，制定了监测技术路线：收集资料(县统计年鉴、遥感影像、地形坡度、降雨情况、土地利用变更成果、耕地质量等别更新、土地整治、土地规划、耕地地力成果、地灾防治规划、耕地连片情况、水利资源等)→内业整理(掌握监测区基本情况)→初步确定耕地渐变类型和范围→初步确定固定监测单元及布设样点→外业论证(外业踏勘及咨询当地专家)→制定方案→方案论证(县、市、省专家)→外业采样监测→耕地监测成果。

2.2外业调查方法光泽县耕地质量监测外业详细调查，主要包括所在图斑的位置(包括所在乡镇、经纬度、用户)、采样时间、采样天气、耕地利用等别、地类、地形(包括指标区、坡度、坡向、海拔、地下水位)、基础设施(田块平整度、灌溉水源、灌溉保证率、排水条件、灌溉排水设施及状况)、种植情况(经营状况、实际种植情况、施肥情况、产量)、土壤情况(土壤类型、耕作层厚度、有机质含量、土壤质地、含盐量)、周边环境(周边植被情况、工矿企业情况、交通便利度情况)、水土保持措施等，并拍摄现场照片。

3 监测技术过程分析

3.1监测类型筛分及驱动因子确定福建省监测评价工作组为指导各地监测工作，建立了省域耕地质量类型集[26]，类型包括：逐步干旱型、逐步渍涝型、肥力衰退型、肥力提升型、盐化碱化型、酸化型、沙化型、水土流失型。该类型集涵盖了福建省主要的耕地质量类型。

基于省域耕地质量类型集，综合考虑光泽县地形、土壤、气候、水文、农业生产等因素，剔除了部分类型，确定了光泽县耕地主导渐变类型。

3.1.1剔除监测类型。

(1)逐步干旱型。光泽县境属亚热带季风湿润气候区，具有气候温和、雨量充沛、日照充足，全县年均降雨量为1897.7 mm。水系十分发达，共有溪流300多条，河网密度0.56 km/km2，总流域面积为2 244.83 km2，河道总长为968.72 km，其中流域面积100 km2以上的河流6条。根据光泽县水系分布图及外业勘察结果，剔除逐步干旱型。

(2)盐化碱化型及沙化型。此类型主要分布在福建省沿海区域。光泽县位于福建省西北山间盆地，属丘陵山地区，96.79%的耕地为水田。根据光泽县区位特征，剔除盐化碱化型、沙化型。

(3)酸化型。酸化型存在于易发生酸雨的区域，或长期大量施用化肥的耕地，或引用受工矿企业酸性排水污染的水源。光泽县属农业大县，工业较少，历史上未出现酸雨等情况，农业耕作有施用化肥，但外业勘察结果不存在酸化的情况，故剔除酸化型。

(4)水土流失型。光泽县森林覆盖率84.14%，不属于水土流失易发生区。光泽县水土流失主要集中在地形较陡山区，或北溪、西溪、富屯溪、信江、赣江等溪流两侧，且分布较零散，主要位于山地、陡坡无植被覆盖区域以及易崩塌、滑坡区域，较少涉及到耕地区域，图斑面积小，分布零散。因此，水土流失型不作为光泽县主要的监测类型。

3.1.2确定监测类型。

(1)肥力衰退型。 光泽县肥力衰退型主要是劳动力少、土壤贫瘠、种植成本较高、收益低的抛荒耕地。农村劳动力占乡镇农村总人口比重小于60%的乡镇是杭川镇、寨里镇及李坊乡，光泽县土壤贫瘠耕地主要分布在止马镇、华桥乡及李坊乡，占全县贫瘠耕地总面积的80.01%。综上分析及外业调查，确定李坊乡、华桥乡、寨里镇等乡镇中土壤贫瘠、设施老化的偏远山区，以及河流两岸设施被毁，肥力流失区域作为肥力衰退区，该类的驱动因子是土壤条件、劳动力、基础设施条件。

(2)肥力提升型。光泽县烟草和水稻的轮作区土地管理水平较好，集约利用度较高。土地整治项目区内田块较平整，交通水利设施条件好，是肥力提升潜在区域。综上分析及外业调查，确定整治区且烟草、水稻轮作区作为肥力提升区。驱动因子是基础设施条件、劳动力、培肥措施及土地管理方式。

(3)逐步渍涝型。逐步渍涝是由于耕地地势较低、排水不畅，排水设施缺少、损毁、老化及工程建设等导致地下水位抬升等原因，造成耕地逐步渍涝。光泽县大型的工程建设较少，目前没有发现项目周边地下水位明显抬升现象。光泽县逐步渍涝型主要存在于山垅田地势低洼区，周边地势较高，土壤为潜育水稻土或盐渍水稻土，其排水条件较差，虽然部分采取了排水工程措施，但是随着自然环境的变化，还是不能满足排水要求的区域。综上，确定山垅田潜育水稻土或盐渍水稻土区中排水不畅耕地作为逐步渍涝型区，驱动因子是地形地貌、排水条件、土壤条件。

3.2渐变区域划定及固定监测单元选择

3.2.1渐变区划定原则。

(1)代表性原则。确定的耕地等别渐变类型能够反映光泽县地形、土壤、气候、水资源空间变化等特点，反映当地耕地等别变化情况。同时，所选取的监测单元能代表各耕地等别渐变类型的主要特征，所监测的因素能反映形成该类型的主导成因。

(2)主导类型原则。通过多因素空间加权叠加得到各渐变类型划分适宜性区域，结果会出现不同类型重合的部分，这时要考虑区域内主导渐变类型。

(3)集中连片原则。耕地受地形影响，面积大小、空间分布差异大。划分的监测片区选取耕地图斑集中连片的区域，对于耕地图斑零散分布、面积小的区域不予以考虑，方便实际监测工作的开展。

(4)异质性与均质性原则。监测类型区内部的主要因素具有相似性，不同的监测类型区之间具有差异性，需要统筹考虑。

(5)调查核实原则。通过技术分析手段寻找主导渐变类型的特征区域，缩小监测片区划分的范围，其划分结果需要进行实地调查，核实片区范围内的耕地情况，对于情况一致的予以采纳，与实际情况出入较大的予以剔除，同时根据外业进行查缺补漏。

3.2.2渐变区划定方法及监测区确定。根据每种类型特征确定评价指标体系，每一种渐变类型划分指标体系，由农业、国土、林业、水利及环保等方面专家采用特尔非法确定权重。计算各片区分值，根据分析结果，请相关专家商议是否划定为监测范围，意见一致的确定为监测区，意见不一致的予以剔除。最终确定光泽县渐变监测区面积977.18 hm2，其中肥力提升型667.52 hm2，肥力衰退型面积194.86 hm2，逐步渍涝型面积114.80 hm2(表1、图1)。

表1 耕地质量监测片区划分结果

图1 耕地质量监测片区分布Fig.1 Distribution of cultivated land monitoring area

3.3固定监测单元确定对于不同渐变类型的固定监测单元，在划定的渐变范围内，根据渐变类型驱动因子和监测指标的差异性，选择面积较大、种植结构常年相对稳定、具有代表性的地块作为固定监测单元。光泽县划分监测单元1 155个，确定固定监测单元75个，其中肥力提升型34个，肥力衰退型23个，逐步渍涝型18个(表1、图1)。

3.4监测样点布设及采样监测样点要求均匀分布在固定监测单元上，一般6.67～13.33 hm2安排1个样点，光泽县共布设样点79个，其中肥力提升型37个，肥力衰退型23个，逐步渍涝型19个(表1、图1)。

采样时采用“S”形布点采样，在地形变化小、地力较均匀、采样地块面积较小的情况下，也可采用“梅花”形布点取样，避开路边、田埂、沟边、肥堆等特殊部位。每个采样点的取土深度及采样量应均匀一致，土样上层与下层的比例要相同，取样时将表土进行剥离，一般剥离1～2 cm。代表样品由16个以上单样品混合而成，确保样点具有代表性，具体数量根据样点代表监测单元规定。

3.5主导监测因素及监测周期根据光泽县划定的渐变型监测区域，肥力提升型及肥力衰退型监测因素是有机质、产量，逐步渍涝型监测因素排水条件、产量。此外,考虑到福建省多雨，对所有样点酸碱度进行监测(表2)。

表2 耕地等别渐变类型周期

4 结语

结合实际工作，综合光泽县自然、水文、地质、社会经济以及耕作方式等因素，在外业调查基础上，确定光泽县主要的渐变类型为肥力衰退型、肥力提升型和逐步渍涝型等3种，监测片区11片，固定监测单元75个，样点79个。耕地质量监测工作流程和研究方法对类似区域耕地质量等别年度监测具有重要意义，可为该项工作的开展提供直接参考。同时，这种方法也存在一定不足，由于部分资料的获取性不够，基础数据分析存在一定的局限，通过指标体系及其划分方法提取的全部渐变类型典型区，缺少精度检验，我们将在以后工作中进一步研究。

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