高台县耕地地力评价

周 俊，杨子凡

(1.甘肃省张掖市耕地质量建设管理站，张掖 734000； 2.甘肃农业大学资源与环境学院，兰州 745400)

0 引言

耕地地力是构成耕地的各种自然因素和环境条件状况的总和，表现在耕地生产能力、产品质量高低和耕地环境状况优劣三个方面。耕地地力不仅受气候、地形和土壤等自然因素影响，还受农田灌排基础设施和水土保持设施等众多社会经济因素的影响。高台县利用测土配方施肥项目数据，以“县域耕地资源管理信息系统”为平台，建立耕地生产潜力评价指标体系及主要种植作物的适宜性评价指标体系，开展高台县耕地地力评价，是提高耕地肥力，加强地力建设，促进农业稳定增产，增强农业发展后劲，加强土壤调查研究，摸清土壤类型分布、数量和质量，加大研究土壤生产潜力和限制因素的基础支撑。

1 研究区概况

甘肃省张掖市高台县地处东经98°57′27″～100°06′42″，北纬39°03′50″～39°59′52″之间，位于河西走廊中部，黑河中游下段。东邻张掖市临泽县，西与酒泉市、金塔县和肃南县明花区相连，南与肃南县大河区接壤，北依合黎山与内蒙古阿拉善右旗相邻。现辖3镇6乡， 136个行政村，总户数4.96万户，总人口15.8万人，农业户3.42万户，农业人口12.9万人。全县总面积44.597万hm2，其中耕地面积3.056 015万hm2。地势南北高、中间低，全境海拔在1 234～3 285m之间。

高台县属大陆沙漠干旱型气候，冬季寒冷、干燥，夏季干热，春季多风，全年无霜期150d左右，多年平均降水量103mm，蒸发量2 000mm左右，年均气温7.4℃(其中川区7.6℃，山区4.6℃)。≥10℃ 的有效积温3 076℃，发展农业生产具有得天独厚的自然优势。日照充足，热量丰富，日照百分率为71%，太阳辐射年总量达148kcal/cm2，适宜各类北方作物生长，具备生产优质蔬菜、果品和繁育良种得天独厚的理想温差，也是世界最佳酿酒葡萄栽培地。高台县属于内陆黑河流域，水资源比较丰富，年径流量13.1亿m3。

高台县土壤类型共分8个土类， 18个亚类， 40个土属， 75个土种。主要土类是灌耕土类、潮土类、草甸土类、灰棕漠土类、灰钙土类、风沙土类、盐土类和沼泽土类。耕地土壤土类主要有灌耕土类、潮土类、草甸土类、灰棕漠土类和灰钙土类。

2 研究方法

2.1 划分评价单元

耕地地力评价单元是由对耕地质量具有关键影响的各土地要素组成的空间实体[1]，是耕地评价的最基本单位，具有专门特征的耕地单元，在评价系统中是用于制图的区域； 在生产上用于实际的农事管理，是耕地地力评价的基础。同一评价单元耕地的气候、立地条件、剖面性状、理化性状、障碍因素、土壤管理基本一致； 不同单元之间，既有差异性，又有可比性。耕地地力评价就是要通过对每个评价单元的评价，确定其地力级别。

为了使评价单元空间界线及行政隶属关系明确、面积准确，地貌类型及土壤类型一致，利用方式及耕作方法基本相同，且为了便于耕地资源的管理，使最终的评价结果不仅可应用于农业结构调整规划、耕地质量保护和建设，还可以用于指导实际的农事操作开展测土配方施肥技术服务，采取与相关属性数据相关联的高台县土壤图、土地利用现状图、行政区划图叠加求交以后，最终生成了高台县耕地资源管理单元图，全县共生成3.309 3万个评价管理单元。

表1 高台县耕地地力评价指标体系

2.2 建立评价指标层次模型

评价指标是参与评定耕地地力等级的耕地属性。参考农业农村部制定的耕地地力评价因子总集，并遵循重要性原则、差异性原则、稳定性原则、必要性原则、易获取原则和精简性原则，由高台县组织省市县8名专家，采用特尔斐法，从全国66个评价指标中选取了10个指标作为高台县耕地地力评价指标，见表1。

针对各准则层及指标层各指标之间的相互关系，由8位专家给出数量化的评估来区分各准则层之间、各指标之间的相对重要性，并由县域耕地资源管理信息系统计算出各准则层、各指标的权重[2-4]。

2.3 确定隶属函数与计算权重值

对于评价指标体系中的坡度、海拔、CEC、速效钾、有效磷、有机质、耕层厚度等数值型数据，根据其对高台县耕地生产潜力的影响大小， 8名专家利用模糊评价法和特尔斐法进行评分，把评分结果平均值输入县域耕地资源管理信息系统中利用最小二乘法拟合隶属函数，各指标隶属函数模型见表2。耕层盐化隶属度、质地和质地构型等概念性指标隶属度由专家直接评分给出。

表2 高台县数值型指标隶属函数模型

县域耕地资源管理信息系统根据专家评分和构建的评价层次模型，计算出的各判别矩阵的权重值，然后计算同一层次所有因素对于总目标相对排序权值，即进行层次总排序，最终所得到的组合权重即为各耕地地力评价因子的权重值[5]，各指标组合权重见表3。决定高台县耕地质量高低的指标权重依次为：耕层盐化、质地构型、有机质、质地、有效磷、耕层厚度、海拔、CEC、速效钾和坡度。

表3 各指标的组合权重计算结果

2.4 计算综合指数划分地力等级

耕地地力综合指数IFI[6-7]是在现有条件耕地管理水平下，对影响土壤质量状况的因素进行量化，建立层次分析模型和隶属函数模型，再计算各层次模型和各因素的权重，最后根据公式计算每个评价单元上的耕地地力综合指数，通过耕地地力综合指数值的大小，来划分每个评价单元的耕地地力等级。耕地地力综合指数计算公式为：

IFI=∑Fi×Ci(i=1， 2， 3，...，n)

(1)

式(1)中，Fi代表第i个指标隶属度；Ci代表第i个指标的组合权重，即为该参评指标对耕地地力的贡献率[8]。

图1 高台县耕地地力综合指数划分

图1是根据累积曲线分级法[9-10]来划分耕地地力等级，由图可以看出根据各单元的IFI值，由各等级起始分把全县耕地划分了5个等级，并汇总了不同等级的单元个数、分布面积和占比。其中，高台县IFI值>0.850 5为一等地，共8 548个评价单元，一等地面积1.115 74万hm2占总耕地面积的28%；IFI值在0.850 5～0.720 0之间为二等地，共1.376 1万个评价单元，二等地面积16 733.1hm2占总耕地面积的42%；IFI值在0.720 0～0.662 6之间为三等地，共5 792个评价单元，三等地面积5 988.2hm2占总耕地面积的15%；IFI值0.662 6～0.630 0为四等地，共3 979个评价单元，四等地面积4 377.6hm2占总耕地面积的11%；IFI值<0.630 0为五等地，共1 013个评价单元，五等地面积1 550.3hm2占总耕地面积的3.9%。

3 耕地地力等级分析

一等地主要分布在高台县中部和西南部地区的城关镇、合黎乡、巷道乡和黑泉乡等，土壤类型以灌耕土为主，耕层土壤质地主要是中壤和轻壤，质地构型主要是夹黏中壤。耕层土壤有机质含量平均为18.0g/kg，全氮含量平均为1.068mg/kg，碱解氮含量平均为79mg/kg，有效磷含量平均为19.3mg/kg，速效钾含量平均为209mg/kg，CEC平均为7.49cmol/kg，pH平均为8.39。

二等地主要分布在罗城乡、南华镇、新坝乡和骆驼城乡，土壤类型主要是灰棕漠土。耕层土壤质地主要是轻壤和砂壤，质地构型主要是均质砂壤、均质轻壤和夹砂轻壤。耕层土壤有机质含量平均为14.6g/kg，全氮含量平均为0.871mg/kg，碱解氮含量平均为68mg/kg，有效磷含量平均为17.0mg/kg，速效钾含量平均为191mg/kg，CEC平均为7.50cmol/kg，pH平均为8.40。

三等地主要分布在罗城乡、黑泉乡和宣化镇，土壤类型主要是草甸土和灌耕土。耕层土壤质地主要是轻壤和砂壤，质地构型主要是黏底轻壤和均质砂壤。耕层土壤有机质含量平均为16.0g/kg，全氮含量平均为0.950mg/kg，碱解氮含量平均为70mg/kg，有效磷含量平均为18.5mg/kg，速效钾含量平均为186mg/kg，CEC平均为7.51cmol/kg，pH平均为8.36。

四等地主要分布在骆驼城乡，土壤类型主要是灰棕漠土、草甸土和盐土。耕层土壤质地主要是轻壤和砂壤，质地构型主要是黏底轻壤和均质砂壤。耕层土壤有机质含量平均为13.4g/kg，全氮含量平均为0.802mg/kg，碱解氮含量平均为64mg/kg，有效磷含量平均为13.7mg/kg，速效钾含量平均为168mg/kg，CEC平均为7.36cmol/kg，pH平均为8.40。

五等地主要分布在南华镇和骆驼城乡，土壤类型主要是盐土。耕层土壤质地主要是重壤和砂壤，质地构型主要是夹砂重壤和均质砂壤。耕层土壤有机质含量平均为14.6g/kg，全氮含量平均为0.865mg/kg，碱解氮含量平均为64mg/kg，有效磷含量平均为13.2mg/kg，速效钾含量平均为162mg/kg，CEC平均为7.36cmol/kg，pH平均为8.49。

4 建议

近年来，高台县充分发挥耕地资源优势，以工业化思维谋划农业发展，以农业产业化、产品优质化、布局合理化作为发展现代农业的主要目标，粮食作物、蔬菜瓜果、制种玉米和酿酒葡萄等作物种植面积大，产出高。在耕地高产出的同时，长期大量施用化肥和灌溉造成耕地地力降低，对应国家耕地地力等级低，土壤面源污染、盐渍化现象严重。因此，根据高台县耕地地力评价结果分析，建议从以下几个方保护耕地，提升耕地质量。

(1)改良耕作制度，进行保护性耕作。种植绿肥和豆科作物，靠生物固氮来提高土壤肥力，改良土壤板结。因地种植向日葵、甜菜、大麦、棉花等耐盐碱性较强的作物，优化农作物布局。

(2)化肥减量增效与增施有机肥。通过继续推广测土配方施肥技术，达到化肥减量增效的目的。推广施用有机肥及生物菌肥、水溶肥等新型肥料，大力推广水肥一体化技术，提高肥料利用效率。

(3)对盐碱化耕地，要挖沟排水，拉沙压碱，合理灌溉，改串灌、漫灌为畦灌、喷灌和滴灌； 干耧湿锄、中耕松土、暑秋泡地，精耕细作，改良培肥土壤，加速土壤熟化。

(4)继续实施秸秆大量还田，推广新型秸秆沤肥技术，既能有效控制野外焚烧造成的大气污染，又能改善土壤结构，增加土壤有机物含量。